DE102006034721B4

DE102006034721B4 - Schraubenverdichter mit integrierter Ölpumpe

Info

Publication number: DE102006034721B4
Application number: DE200610034721
Authority: DE
Inventors: Dr. Mosemann Dieter; Otto Knodel
Original assignee: GEA Grasso GmbH
Current assignee: GEA Refrigeration Germany GmbH
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: DE102006034721A1

Abstract

Ölüberfluteter Schraubenverdichter mit integrierter Ölpumpe 2, mit zwei Rotoren, einen Hauptrotor mit überwiegend konvexen Zahnflanken und einen Nebenrotor mit im wesentlichen konkaven Flankenabschnitten, mit Wellenansätzen an den Rotoren, die von Radiallagern umschlossen werden, und Axiallager, die an den druckseitigen Wellenenden angeordnet sind, wobei der Wellenansatz des Hauptrotors mit einer Kupplung verbunden ist und im Schraubenverdichter zur Schmierung der Funktionsstellen des Verdichters, zum Beispiel der Lagerung, Wellenabdichtung, Axialkraftentlastungseinrichtung und zur Verstellung der Leistungsregelung des Verdichters eine integrierte Ölpumpe 2 vollständig im Verdichtergehäuse an die Lagergasse eines Rotors anschließend angeordnet ist, und die Funktionselemente der Ölpumpe 2, wie z. B. das Laufrad einer Trochoiden-Pumpe oder der Rotor einer Flügelzellenpumpe, mit dem freien Wellenende des Wellenzapfens 8 des Rotors, zum Beispiel des Nebenrotors, das in dem Lager der besagten Lagergasse endet, antriebsmäßig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe 2 als axial verschiebbarer Ventilkörper ausgebildet ist, der an einer Stirnseite auf einer Ventilsitzfläche 3 in einem Lagergehäuse 5 dichtend aufsitzt und in axialer Richtung mit einer definierten Federkraft einer Federbaugruppe belastet ist, und das Lagergehäuse 5 Teil eines Zwischengehäuses 7 ist, das die Ölpumpe 2 umfasst, und das Lagergehäuse 5 in der Nähe der Ventilsitzfläche 3 der Ölpumpe 2 als dichtende Gegenfläche 4 ausgestaltet ist, wobei die Federbaugruppe auf der gegenüberliegenden Seite der Ventilsitzfläche 3 der Ölpumpe 2 angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ölüberflutete Schraubenverdichter mit integrierter Ölpumpe, wobei der Schraubenverdichter 2 Rotoren, einen Hauptrotor mit überwiegend konvexen Zahnflanken und einen Nebenrotor mit im Wesentlichen konkaven Flankenabschnitten besitzt. Die Profilteile der Rotoren haben Wellenansätze, die von Radiallagern umschlossen werden und an denen die Axialkraft durch Axiallager aufgenommen wird. Die Axiallager sind an den druckseitigen Wellenenden angeordnet. Der Hauptrotor hat einen Wellenansatz, der drehsteif mit einer Kupplung verbunden ist. Zur Schmierung der Funktionsstellen des Verdichters, z. B. Lager, Wellenabdichtung, Axialkraftentlastungseinrichtung und zur Sicherung weiterer Funktionen, wie z. B. zur Verstellung der Leistungsregelung des Verdichters wird Drucköl für das Hydrauliksystem benötigt, dessen Druckniveau über dem Verdichtungsenddruck liegt. Eine integrierte Ölpumpe realisiert die Drucksteigerung. Die Ölpumpe ist, wie in DE 2006028291 A1 beschrieben, vollständig im Verdichtergehäuse an die Lagergasse eines Rotors anschließend angeordnet, und die Funktionselemente der Pumpe, wie z. B. das Laufrad einer Trochoiden-Pumpe oder der Rotor einer Flügelzellenpumpe sind drehsteif zum Antrieb und zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes der Ölpumpe mit dem freien Wellenende des Wellenzapfens des Rotors, zum Beispiel des Nebenrotors, das in dem Lager der besagten Lagergasse endet, antriebsmäßig verbunden.
Für den Fall, dass die Ölpumpe mehr Öl fördert als vom Verdichter abgenommen, ist zum Schutz der Ölpumpe und der Verbrauchsstellen des Verdichters gegen zu hohen Öldruck ein Öldruckregulierventil über Rohrleitungen außerhalb des Verdichters im Ölkreislauf des Aggregates angeordnet, was nachteilig zusätzlichen Kosten nach sich zieht. Außerdem ist die Pumpe nicht ausreichend gegen zu hohen Hydraulikdruck gesichert, für den Fall, dass diese Leitung für das Öldruckregulierventil nicht am Verdichter angeschlossen wird.
Der Einbauraum der Ölpumpe muss mit größter Sorgfalt gefertigt werden, um unzulässige Kräfte auf die Ölpumpe zu vermeiden.
Gemäß DE 29922878 U1 ist die Ölpumpe in einem Getriebegehäuse um die Antriebswelle herum angeordnet, hat aber keine eigenen Mittel zur Begrenzung des selbst aufgebauten hydraulischen Druckes. Weitere Einrichtungen sind erforderlich, um den hydraulischen Druck zu begrenzen. Im Deutschen Reichspatent 673775 hat die Ölpumpe zwei Aufgaben zu erfüllen, nämlich erstens die Ölförderung zu den Verbraucherstellen im Verdichter und zweitens die Bypass-Schaltung zwischen Druckseite und Saugseite eines Verdichters zur Druckentlastung beim Start, insbesondere eines Kältemittel-Kolbenverdichters. Dieses Patent zeigt aber keine eigenen Mittel an oder in der Ölpumpe zur Begrenzung des selbst aufgebauten hydraulischen Druckes der Ölpumpe.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die genannten Nachteile zu vermeiden und die Druckbegrenzung durch die Anordnung der Pumpe im Verdichtergehäuse zu realisieren.
Gemäß der Erfindung bildet die Ölpumpe einen axial verschiebbaren Ventilkörper, der an einer Stirnseite auf einer Ventilsitzfläche im Lagergehäuse dichtend aufsitzt und in axialer Richtung mit einer definierten Federkraft belastet wird. Das Lagergehäuse ist Teil des Zwischengehäuses und in der Nähe der Ventilsitzfläche der Ölpumpe als dichtende Gegenfläche ausgestaltet. Die Feder oder das Federpaket sind auf der gegenüberliegenden Seite der Ventilsitzfläche der Ölpumpe angeordnet und drücken die Ölpumpe auf die Ventilsitzfläche. Durch diesen Raum führt der Strömungsweg in die Ölpumpe bei dem niedrigeren Einlassdruck des Öles. Der Pumpenauslass mündet über den Druckkanal des Pumpengehäuses auf der anderen Seite in dem Hohlraum zwischen Ölpumpe mit Ventilsitzfläche und Lagergehäuse.
Das Drucköl wird über eine Öffnung im Verdichtergehäuse aus dem Verdichter zu den Verbraucherstellen des Verdichters geführt. Übersteigt der Öldruck in diesem Raum den durch Federkraft und projizierte Ventilsitzfläche definierten Grenzwert, verschiebt sich die Ölpumpe, so dass das Drucköl zur Saugseite der Ölpumpe zurückströmen kann. Die antriebsmäßige Verbindung zwischen Ölpumpenantriebswelle und dem Funktionselement der Ölpumpe ist gemäß dem Stand der Technik axial verschiebbar ausgeführt. Die Ölpumpenantriebswelle ist gegenüber dem Wellenende des Rotors ist axial verschiebbar ausgeführt.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Schraubenverdichter.
Gemäß der Erfindung bildet die Ölpumpe 2 einen axial verschiebbaren Ventilkörper, der an einer Stirnseite mit einer Ventilsitzfläche 3 auf einer Gegenfläche 4 im Lagergehäuse 5 dichtend aufsitzt und in axialer Richtung mit einer definierten Federkraft eines Tellerfederpaketes 6 belastet wird. Das Lagergehäuse 5 ist Teil des Zwischengehäuses 7 und in der Nähe der Ventilsitzfläche 3 der Ölpumpe 2 als dichtende Gegenfläche 4 ausgestaltet. Das Federpaket 6 ist auf der gegenüberliegenden Saugseite der Ölpumpe 2 angeordnet und drückt die Ölpumpe 2 auf die Gegenfläche 4. Durch den Raum 9 führt der Strömungsweg aus der Ölpumpe 2 das Drucköl zum Auslass 10. Das unter Auslassdruck stehende Öl im Raum 9 befindet sich zwischen Ölpumpe mit Ventilsitzfläche 3 und Lagergehäuse mit Gegenfläche 4.
Das Drucköl wird über eine Öffnung 10 im Verdichtergehäuse 11 aus dem Verdichter zu den Verbraucherstellen des Verdichters geführt. Übersteigt der Öldruck im Raum 9 den durch Federkraft und projizierte Ventilsitzfläche definierten Grenzwert, verschiebt sich die Ölpumpe 2, so dass das Drucköl zur Saugseite der Ölpumpe 2 zurückströmen kann. Die antriebsmäßige Verbindung zwischen Ölpumpenantriebswelle 12 und Wellenzapfen 8 des Rotors ist axial verschiebbar ausgeführt. Dazu hat die in der Figur als Halbschnitt dargestellte Kupplungswange 14 einen Exzenterzapfen 13, der in der Kupplungswange fest angeordnet ist. Der Exzenterzapfen 13 erstreckt sich bis in eine zylindrische Bohrung des Wellenzapfens 8, deren Durchmesser größer ist als der des Wellenzapfens 8.
Die antriebsmäßige Verbindung zwischen Ölpumpenantriebswelle und dem Funktionselement der Ölpumpe ist nicht dargestellt. Sie ist im inneren der Pumpe gemäß dem Stand der Technik axial verschiebbar ausgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Radiallager
2: Ölpumpe
3: Ventilsitzfläche
4: Gegenfläche
5: Lagergehäuse
6: Tellerfederpaket
7: Zwischengehäuse
8: Wellenzapfen
9: Raum
10: Öffnung
11: Sauggehäuse
12: Antriebswelle der Ölpumpe
13: Exzenterzapfen
14: Kupplungswange

Claims

Ölüberfluteter Schraubenverdichter mit integrierter Ölpumpe 2, mit zwei Rotoren, einen Hauptrotor mit überwiegend konvexen Zahnflanken und einen Nebenrotor mit im wesentlichen konkaven Flankenabschnitten, mit Wellenansätzen an den Rotoren, die von Radiallagern umschlossen werden, und Axiallager, die an den druckseitigen Wellenenden angeordnet sind, wobei der Wellenansatz des Hauptrotors mit einer Kupplung verbunden ist und im Schraubenverdichter zur Schmierung der Funktionsstellen des Verdichters, zum Beispiel der Lagerung, Wellenabdichtung, Axialkraftentlastungseinrichtung und zur Verstellung der Leistungsregelung des Verdichters eine integrierte Ölpumpe 2 vollständig im Verdichtergehäuse an die Lagergasse eines Rotors anschließend angeordnet ist, und die Funktionselemente der Ölpumpe 2, wie z. B. das Laufrad einer Trochoiden-Pumpe oder der Rotor einer Flügelzellenpumpe, mit dem freien Wellenende des Wellenzapfens 8 des Rotors, zum Beispiel des Nebenrotors, das in dem Lager der besagten Lagergasse endet, antriebsmäßig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe 2 als axial verschiebbarer Ventilkörper ausgebildet ist, der an einer Stirnseite auf einer Ventilsitzfläche 3 in einem Lagergehäuse 5 dichtend aufsitzt und in axialer Richtung mit einer definierten Federkraft einer Federbaugruppe belastet ist, und das Lagergehäuse 5 Teil eines Zwischengehäuses 7 ist, das die Ölpumpe 2 umfasst, und das Lagergehäuse 5 in der Nähe der Ventilsitzfläche 3 der Ölpumpe 2 als dichtende Gegenfläche 4 ausgestaltet ist, wobei die Federbaugruppe auf der gegenüberliegenden Seite der Ventilsitzfläche 3 der Ölpumpe 2 angeordnet ist.
Ölüberfluteter Schraubenverdichter mit integrierter Ölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbaugruppe ein Tellerfederpaket 6 ist.
Ölüberfluteter Schraubenverdichter mit integrierter Ölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle 12, die in das Funktionselement der Ölpumpe eingreift, axial fest im Lagergehäuse gelagert ist und zur Drehmomentübertragung vom Wellenzapfen 8 auf die Antriebswelle 12 ein Exzenterzapfen 13 vorgesehen ist.
Ölüberfluteter Schraubenverdichter mit integrierter Ölpumpe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterzapfen 13 in einer an der Antriebswelle 12 vorgesehenen Kupplungswange 14 fest angeordnet ist und sich axial in eine Bohrung im Wellenzapfen 8 erstreckt.