Vorrichtung zum Antrieb von Turbokompressoren mit fliegend gelagertem Laufrad Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb von Turbokompressoren mit fliegend gelagertem Lauf rad mit einer Antriebswelle, welche das Drehmoment vom Antriebsmotor auf das Laufrad überträgt. Vom Standpunkte der Strömung aus hat der Turbokompres sor mit fliegend gelagertem Laufrad einen vorteilhaften Axialeintritt für das zu verdichtende Medium in das Laufrad, ferner die Möglichkeit einer besseren Abdich tung des Gehäuses, bei welchem die Trennungsebene nicht horizontal sein muss, ohne die Montage zu er schweren.
Die erwähnten Vorteile der fliegenden Lagerung des Laufrades von Turbokompressoren sind bei den be kannten Ausführungen zum grossen Teil eingeschränkt durch die grosse Elastizität der Antriebswelle und die damit zusammenhängenden niedrigen Frequenzen der Eigenschwingungen der Antriebswelle samt Laufrad, was die kritische Drehzahl des ganzen Rotors des Turbokompressors darstellt. Mit Rücksicht darauf, dass bloss Turbokompressoren mit einer Betriebsdrehzahl, die sich genügend von der kritischen Drehzahl der Rotoren derselben unterscheidet, einsatzfähig sind, sind die Einsatzmöglichkeiten dieser Turbokompressoren vom Standpunkte der Drehzahl aus erheblich begrenzt.
Die bisher angewandten Methoden zur Beseitigung dieser Mängel bringen weitere Nachteile mit sich. Einer der Methoden liegt die Herabsetzung des Laufrad- gewichtes zugrunde, was jedoch durch mechanische Eigenschaften des verwendeten Materials beschränkt ist. Die andere Methode besteht in der Steigerung der Be wegungssteifheit der Antriebswelle, nämlich in der Ver- grösserung des Durchmessers der Antriebswelle und der Verkürzung ihrer Länge, insbesondere der Länge ihres fliegend gelagerten Endes, an welchem das oder die Laufräder befestigt sind. Das Vergrössern des Durch messers der Antriebswelle und somit auch der Lager zapfen derselben hat einen schnellen Anstieg der mecha nischen Verluste in den Lagern zur Folge.
Die Länge des fliegend gelagerten Endes der Antriebswelle kann aus Konstruktionsgründen lediglich bis zu einem gewissen Masse verkürzt werden, nachdem die in der Regel im Raum zwischen dem Lager und dem Laufrad untergebrachte Stopfbuchse berücksichtigt wer den muss.
In weiteren bekannt gewordenen Ausführungen ist das Laufrad des Turbokompressors fliegend und dreh bar auf einem feststehenden Zapfen gelagert, der das Gewicht des Laufrades trägt, während der Antrieb des selben über eine Antriebswelle erfolgt, die koaxial in der Verlängerung des feststehenden Zapfens gelagert ist. Diese Bauart weist jedoch eine grosse Baulänge auf und ist verhältnismässig kompliziert und teuer. Ausserdein vergrössert eine komplizierte Konstruktion die passiven Widerstände und verringert den mechanischen Wir kungsgrad sowie den Saugeffekt des Turbokompressors.
Die genannten Mängel sollen durch die erfindungs- gemässe Lösung der Antriebsvorrichtung vermieden werden, was dadurch erreicht wird, dass die Antriebs welle frei durch einen feststehenden, mit einer durch gehenden Bohrung versehenen Zapfen hindurchgeführt ist, wobei der feststehende Zapfen in eine Wand des Gehäuses des Turbokompressors eingesetzt ist und wo bei ein Ende der Antriebswelle mit der Nabe des Lauf rades fest verbunden ist.
Vorzugsweise kann dieser feststehende Hohlzapfen in einem Deckel befestigt sein, der dann leicht abnehm bar am Gehäuse des Turbokompressors angeschlossen und mit einem Axiallager zur Aufnahme einer Antriebs welle versehen ist.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin dungsgegenstandes soll anhand der Zeichnung, welche einen Längsschnitt eines Teiles des Turbokompressors mit einem fliegend gelagerten Laufrad zeigt, nachfolgend näher erläutert werden.
Der Rotor des Turbokompressors enthält ein frei drehbar am feststehenden Zapfen 2 gelagertes Laufrad<B>1</B> in sogenannter fliegender Lagerung. Der feststehende Zapfen 2 weist eine durchgehende Längsbohrung<B>3</B> auf und ist auf seiner Oberfläche an der Stelle der Lagerung der Laufradnabe mit einer Schicht eines Lagermetalls 2' versehen.
Der feststehende Zapfen 2 ist in eine Wand des Gehäuses<B>5</B> des Turbokompressors, hier in den Dek- kel 4 eingesetzt, der am Gehäuse<B>5</B> des Turbokompres sors z. B. mittels Schrauben abnehmbar befestigt ist.
Die übertragung des Drehmomentes auf das Laufrad<B>1</B> von einem nicht gezeigten Antriebsmotor er folgt über die Antriebswelle<B>6.</B> Zu diesem Zwecke ist eines der Enden der Antriebswelle<B>6</B> mit einem Keil kopf<B>7</B> versehen und mit diesem in die verlängerte Nabe des Laufrades<B>1</B> eingesetzt und mit ihm mittels des Stiftes<B>8</B> fest verbunden. Die Antriebswelle<B>6</B> geht koaxial durch die durchlaufende Bohrung<B>3</B> im fest stehenden Zapfen 2 hindurch. Das andere Ende der Antriebswelle<B>6</B> ist mit einem Bund<B>9</B> zur Abstützung gegen das Axiallager <B>10</B> versehen. In einem Abstand vom Bund<B>9</B> ist an der Welle<B>6</B> eine Hälfte der Kupp lung<B>11</B> zur Verbindung mit dem nicht gezeigten An triebsmotor angeordnet.
Der Bund<B>9</B> zusammen mit dem Axiallager <B>10</B> dient zur Feststellung der Axiallage der Antriebswelle und somit auch des Laufrades<B>1.</B> Der Hohlraum<B>3</B> zwischen der Antriebswelle<B>6</B> und der Boh rung des Zapfens 2 steht in Verbindung mit dem Kanal 12, durch welchen beispielsweise das Schmieröl zu den Gleitstellen des Laufrades<B>1</B> von einem Schmier system zugeführt wird. Der am Deckel 4 befestigte Lagerdeckel<B>13</B> stellt die Axiallage des Axiallagers <B>10</B> fest. Die Kappe 14, die an der verlängerten Nabe des Laufrades<B>1</B> befestigt ist, dient einerseits zur Abdichtung des Keilkopfes<B>7</B> der Antriebswelle<B>6</B> und andererseits zum Ausrichten des angesaugten Gasstromes.
Ein Vorteil der beschriebenen Anordnung der An triebsvorrichtung des Turbokompressors besteht in der verkürzten axialen Baulänge des Turbokom pressors und in der leichten Demontage des Lauf rades aus dem Gehäuse, in der Materialersparnis und Gewichtsverringerung. Der Deckel, ausser seiner eigent lichen Funktion als Verschluss des Gehäuses, dient gleichzeitig als Träger des Rotors. Der Rotor zusammen mit dem Tragdeckel, dem Axiallager und dem Stopf- buchsensystem bildet eine geschlossene Baueinheit, die ausserhalb des eigentlichen Gehäuses, in welches sie eingeschoben und mit Schrauben befestigt wird, zusam mengebaut werden kann.