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Einrichtung zur Synchronisierung von Maschinenläufern Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Synchronisierung .der Läufer von Maschinen., die eine
:Mehrzahl von M'ellen aufweisen, welche mittels eines Synchronisierungsgetriebes
oder ähnlicher synchronisierender Einrichtungen miteinander gekuppelt werden können
und zusammenarbeitende Läufer tragen.
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Bei solchen Läufern, die auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind,
hat es sich als außerordentlich schwierig erwiesen, die Läufer mit den Läufern zu
synchronisieren, die auf einer anderen Welle sitzen und mit den ersterwähnten Läufern
zusammenarbeiten.
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Durch die Erfindung wird jedoch dieses Problem in einer Weise gelöst,
die es ermöglicht, die zusammenarbeitenden Läufer auf Wellen, die mittels Synchronisierungsgetrieben
der ähnlichen Vorrichtung miteinander gekuppelt werden 'können, schnell und gleichzeitig
sehr genau zu synchronisieren.
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Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
einer der Läufer auf einer der Wellen fest mit der Welle verbunden ist, wenigstens
jede der anderen Wellen höchstens einen fest mit der zugeordneten Welle verbundenen
Läufer und wenigstens einen in verschiedenen Winkellagen zur zugeordneten Welle
einstellbaren Läufer aufweist.
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Sind bei einer Maschine alle Läufer einer der Wellen fest mit dieser
Welle verbunden, so ist es bei Anwendung der Erfindung zweckmäßig, auf der nur mit
festen Läufern ausgerüsteten Welle ein oder mehrere Synchronisierungszahnräder vorzusehen,
die in verschiedenen Winkellagen zu dieser Welle festgelegt werden können. Dabei
arbeiten
das oder die Synchronisierungsrad bzw. -räder mit Synchronisierungsrädern
zusammen, die auf den hohlenWellen der einstellbarenLäufer befestigt sind. In diesem
Fall ist es weiterhin vorteilhaft, das Synchronisierungsrad auf der nur feste Läufer
aufweisenden Welle fest mit dieser Welle zu kuppeln und die auf den anderen Wellen
einstellbar angeordneten Läufer auf ihren hohlen Wellen Synchronisierungsgetriebe
tragen zu lassen, :die in verschiedenen Winkellagen eingestellt werden können und
mit dem ersterwähnten Synchronisierungsgetriebe zusammenarbeiten.
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Diese und andere charakteristische Merkmale der Erfindung werden in
der Beschreibung unter Bezugna#hme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung
zeigt als Ausführungsbeispiele einige Anwendungen der Erfindung bei Kompressoren
mit schraubenförmigem Läufer.
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Fig. i gibt in einem horizontalen Schnitt eine Ausführungsform der
Erfindung in der Anwendung auf einen Kompressor. Dabei sind mit starken Linien diejenigen
zusammenarbeitenden, mit wendelförmigen Flächen und Rillen versehenen Läufer dargestellt,
die zuerst miteinander synchronisiert werden müssen, während Fig. 2 in starken Linien
diejenigen Teile zeigt, die anschließend miteinander zu synchronisieren sind.
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Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch den in Fig. i und 2 dargestellten
Kompressor, wobei der Schnitt durch die Mittellinie des Kompressors geführt ist.
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Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform
der Einrichtung, die bei einer Maschine mit drei Wellen benutzt wird, wobei sich
auf jeder Welle zwei Läufer befinden.
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Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Einrichtung, wie es bei einer Maschine mit zwei Wellen benutzt wird, wobei sich
auf jeder Welle drei Läufer befinden.
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Fig. 6 zeigt eine Albänderung der in Fi:g. 4 dargestellten Einrichtung,
bei der eine andere Synchronisierungseinrichtung der auf zwei seitlichen Wellen
angeordneten Läufer vorgesehen ist.
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Bei der Ausführungsform des Kompressors gemäß Fig. i, 2 und 3 bedeutet
das Bezugszeichen i .das Gehäuse des Kompressors, dessen Wände zwecks Kühlung mit
einem flüssigen oder gasförmigen Stoff teilweise doppelwandig ausgebildet sind.
In den beiden Stirnwänden 2 und 3 des Gehäuses sind Lager 4., 5 bzw. 6, 7 angeordnet,
die zwei Läufersätze 8, g bzw. io, ii tragen. Von diesen Läufern sind die mit g,
i i bezeichneten auf -der Welle 12 und der Läufer io in gleicher Weise auf der Welle
13 starr befestigt, während der Läufer 8 in seiner Winkelstellung auf der Welle
13
einstellbar ist. Am Ende der Welle 12 ist eine Büchse 14 eines Zahnrades
befestigt, dessen Zahnkranz 15 mittels Schraubbolzen 16 in der gewünschten
Winkelstellung zur Büchse 14 eingestellt werden kann. Am Endteil der anderen Welle
13 ist mittels eines Keiles 17 ein Flansch ig befestigt, der als Nabe für
ein zweites Zahnrad 18 dient, das fest mit dem Läufer 8 verbunden ist. Dieser Flansch
ist so ausgebildet, däß er mittels der SchraubbolZeii 20 mit dem Zahnrad 18 gekuppelt
werden kann, so daß es auf diese Weise möglich ist, das Zahnrad 18 in verschiedenen
Winkellagen in bezug auf die Welle 13 festzulegen und ,dadurch die Winkelbeziehung
des Läufers 8 zu dieser Welle zu bestimmen. Das Bezugszeichen 21 weist auf eine
Dichtung zwischen den beiden Kompressorabschnitten hin.
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Bei dem in Fig.3 dargestellten senkrechten Schnitt durch den Kompressor
bedeutet das Bezugszeichen i .das Gehäuse des Kompressors, während 2 und 3 die beiden
Stirnwände, 8 und io die beiden in einer Reihe angeordneten Läufer, 18 das mit dem
Läufer 8 verbundene Zahnrad und ig der Flansch ist, welcher mit der Welle
13 verbunden ist. Das Bezugszeichen 22 deutet auf .den Lufteinlaß und 23
auf den LuftauslaB des einen Kompressorquerschnittes hin, während 24 und 25 die
entsprechendenEin- undAuslässe des anderen Kompressorabschnittes sind.
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Bei diesen Kompressoren oder Motoren mit zwei Wellen, bei denen die
eine Welle Läufer trägt, deren Felder sich im wesentlichen außerhalb des Läuferteilungskreises
befinden (sogenannte männliche Läufer), und die andere Welle Läufer trägt, deren
Rillen sich im wesentlichen innerhalb des Teilungskreises des betreffenden Läufers
befinden (sogenannte weibliche Läufer), sollte der oder die in verschiedenen Winkelstellungen
einstellbaren Läufer vorzugsweise aus weiblichen Läufern bestehen.
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Bei der Synchronisierung der in Fig. i- bis 3 dargestellten Läufer
werden die zusammenarbeitenden Läufer 8, g, welche in .demjenigen Endteil des Gehäuses
i angeordnet sind, welches dem .Synchronisierungsgetriebe 15, 18 gegenübersteht,
zuerst durch Einstellendes Zahnkranzes 15 auf der fest mit der Welle 12 verbundenen
Zahnradbüchse 14 eingerichtet. Dadurch werden diese Läufer synchronisiert und der
eine Läufer i i .der zweiten Läufergruppe, der auf dieser Welle angeordnet ist,
wird gleichzeitig in bezug auf die (Synchronisierung festgelegt. ,Der andere Läufer
io dieser Gruppe wird dann mit einem vorgegebenen Spiel zwischen den Feldern dieses
Läufers und den Feldern .des mit dem Läufer io zusammenarbeitenden Läufers ii eingestellt
und in seiner Lage in bezug auf das.Synchronisierungsgetriebe mittels des Flansches
ig festgelegt, der starr mit dem Ende der Welle ig gekuppelt ist. Die Festlegung
kann vorzugsweise -mittels konischer Schraubbolzen 20 erfolgen, die in Löcher eingesetzt
werden, die durch den Flansch ig und das auf der Welle angebrachte Zahnrad 18 hindurchgebohrt
sind. Durch diese beiden Arbeitsgänge können auf diese Weise beide Läufer schnell
und sehr genau synchronisiert werden.
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Bei dem schematisch in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
zwei Läufer 27 und 28 auf einer Welle 26 festgelegt. Auf beiden Seiten dieser Welle
26 sind zwei andere Wellen 29, 3o angeordnet, die Läufer tragen, welche mit
den Läufern auf der Mittelwelle 26 zusammenarbeiten. Auf jeder dieser Wellen sind
Läufer 3i bzw. 32 starr befestigt
und Läufer 33 bzw. 34 winkelverstellbar
angebracht. Auf dem einen Endteil der Mittelwelle 26 ist ein Zahnrad 35 befestigt,
welches in Zahnräder 36, 37 eingreift. Diese Zahnräder sind in ihrer Winkellage
in bezug auf Zahnräder 40, 41 einstellbar, die starr mittels der Hohlwellen 38,
39 der Läufer 33, 34 mit diesen Läufern gekuppelt sind. Die Zahnräder 40, 41 sind
ihrerseits mittels Flanschen auf den Wellen 29, 30 festgelegt, die in verschiedenen
Winkellagen in bezug auf diese Wellen festgelegt werden können. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird jeder der Läufer 33, 34 zunächst mittels der Zahnkränze 36 und 37 gegen den
mittlerenLäufer 27 synchronisiert, wobei die Zahnräder 36 und 37 in das Zahnrad
35 eingreifen und zu den Zahnrädern 4o, 41 in verschiedenen Winkelstellungen eingestellt
werden können. Dann werden die Läufer 31 und 32 gegen den mittleren Läufer 38 synchronisiert,
indem die auf den Wellen 29, 30 befestigten Flansche 42, 43 in der gewünschten
Winkellage zu den Zahnrädern 40, 41 festgelegt werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 bedeutet das Bezugszeichen
44 eine Welle, die durch zwei im Motorgehäuse 45 angeordnete Lager 46, 47 getragen
wird. Auf dieser Welle sind drei Läufer 48, 49, 5o befestigt. Eine andere, von zwei
Lagern 51, 52 im Lagergehäuse 45 getragene Welle 53 ist mit drei Läufern 54, 55,
56 versehen, die mit den Läufern 48, 49, 5o auf der zuerst erwähnten Welle zusammenarbeiten.
Dabei ist der mittlere Läufer 55 auf der Welle 53 starr befestigt, während die anderen
beiden Läufer 54 und 56 in verschiedenen Winkellagen zur Welle 53 eingestellt werden
können. Bei dieser Ausführungsform ist eine Synchronisierungsvorrichtung vorgesehen,
die ähnlich der in Verbindung mit Fig. i und 2 erläuterten Vorrichtung ausgebildet
ist; diese Synchronisierungsvorrichtung dient zum ,Synchronisieren der Läufergruppen
48, 54 und 49, 55. Es wurden daher in Fig. 5 entsprechende Bezugszeichen benutzt.
Um ein Lecken zwischen den einzelnen Abschnitten zu verhindern, sind zwischen den
verschiedenen Läufergruppen Dichtungen 57, 58 vorgesehen. An dem entgegengesetzten
Ende der Maschine ist der drehbar auf der Welle 53 angeordnete Läufer 56 mit einem
Flansch6o versehen, der auf einer Hohlwelle 59 dieses Läufers gebildet ist. Dieser
Flansch kann in verschiedenen Winkellagen in bezug auf die Welle 53 mittels eines
Flansches 62 festgelegt werden, der durch einen Keil 61 auf dieser Welle befestigt
ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind drei parallele Wellen
63, 64, 65 vorgesehen, die an ihrem einen Endteil mittels Lagern 66, 68,
70 in einem Läufergehäuse 72 drehbar gelagert sind. Am entgegengesetzten
Ende des Gehäuses sind drei Lager 67, 69, 71 angeordnet, die vorstehende Teile dieser
Wellen tragen. Die Mittelwelle ist mit zwei festen Läufern 73, 74 versehen, während
auf jeder der beiden anderen Wellen Läufer 75, 76 und 77, 78 drehbar in bezug
auf die Wellen 63 bzw. 65 angebracht sind. Auf dem einen Endteil der Mittelwelle
64 ist ein Zahnrad 79 befestigt, das in einstellbare Zahnkränze 84, 85 auf den Zahnrädern
82, 83 eingreift, die auf den Hohlwellen 8o, 81 der Läufer 77, 78 befestigt sind,
welche in verschiedenen Winkellagen in bezug auf die Wellen 63, 65 eingestellt werden
können. Die beiden Läufer 77, 78 werden mit dem auf der Mittelwelle 64 befestigten
Läufer 73 nach demselben Grundsatz synchronisiert wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 4, während die Läufer 75, 76 mit Hilfe einer im folgenden beschriebenen
Vorrichtung gegenüber dem auf der Mittelwelle 64 befestigen Läufer 74 synchronisiert
werden.
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Der Läufer 77 ist auf einer Wellenverlängerung 86 des Läufers 75 drehbar
angeordnet. In dem Endteil dieser Wellenverlängerung ist ein Bolzen 87 eingeschraubt,
der an seinem äußeren Ende mit einem Vierkantkopf versehen ist, ,damit er mittels
eines Schlüssels gedreht werden kann. Das äußere Ende dieses Bolzens 87 ist ebenfalls
mit Gewinde versehen. -Auf diesem Bolzen befindet sich eine verschiebbare Hülse
88, die außen am inneren Ende mit geraden Rippen 89 und mit wendelförmigen Rippen
9o versehen ist, wobei die geraden Rippen 89 in entsprechende Rippen oder Rillen
in eine Bohrung 9i des drehbaren Läufers 77 eingreifen, während die wendelförmigen
Rippen 9o in entsprechende Rippen oder Rillen einer Bohrung 92 im Endteil der Wellenverlängerung
86 eingreifen. Das Bezugszeichen 93 weist auf Gegenmuttern 88 in bezug auf die Hohlwelle
8o bzw. auf den Bolzen 87 hin. Wenn die Hülse 88 auf den Bolzen 87 in der einen
oder der anderen Richtung verschoben wird, so wird der Läufer 77 mit Hilfe der geraden
und der wendelförmigen Rippen in der einen oder der anderen Richtung in bezug auf
den Läufer 75 gedreht, worauf sie in der gewünschten Winkellage zueinander durch
die Gegenmuttern 93 auf der Hülse bzw. Odem Bolzen festgelegt werden. Nachdem der
Läufer 75 in bezug auf den Läufer 74 synchronisiert ist, kann der Läufer 76 zum
Läufer 74 in ähnlicher Weise synchronisiert werden. Wie bei den anderen Ausführungsformen
sind zwischen den Läufergruppen Dichtungen 94, 95, 96 vorgesehen.
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Durch die beschriebene Anbringung der beiden zur .Synchronisierung
dienenden Rippenarten wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, daß das Drehmoment
zwischen zwei koaxialen Läufern mit wesentlich kürzerem axialem Abstand übertragen
wird als bei langen kraftübertragenden Wellen, die durch Hohlwellen hindurchreichen
und aus diesem Grunde schwach sind. Auf diese Weise wird die Gefahr einer ungenauen
Synchronisierung, die in dem zuletzt erwähnten Fall infolge einer Verdrehung der
langen schwachen Welle auftreten könnte, beseitigt.
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Naturgemäß ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen und
offenbarten !Ausführungsformen zur Synchronisierung von Läufern beschränkt, die
auf verschiedenen Wellen angebracht sind. Vielmehr kann die Erfindung auf sehr viele
verschiedene Arten innerhalb des Erfindungsbereiches abgeändert werden. Außerdem
kann die Erfindung vorteilhaft zur Synchronisierung von Läufern in
Motoren
mit zwangsweiser Verschiebung angewandt werden.