DE102007000410B4

DE102007000410B4 - Verdichterlager

Info

Publication number: DE102007000410B4
Application number: DE102007000410.0A
Authority: DE
Inventors: Shoji Yoshimura; Yasushi Amano
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2027-07-28
Also published as: GB2441413A; US7762724B2; GB0715818D0; JP4664254B2; GB2441413B; US20080056632A1; JP2008057346A; DE102007000410A1

Abstract

Verdichterlager zum Abstützen einer Rotorwelle (5, 6) eines Verdichters, wobei in einer Lagerfläche (12) auf der Seite entgegengesetzt zu einer Lagerlastwirkungsrichtung (P) eine erste Ölnut (13) ausgebildet ist und in der Lagerfläche (12) in Gegendrehrichtung an einer Position neben der ersten Ölnut (13) eine zweite Ölnut (14) ausgebildet ist, deren Umfangslänge größer als die der ersten Ölnut (13) ist, wobei das Lager folgendes enthält: einen mit der ersten Ölnut (13) in Verbindung stehenden ersten Ölkanal, um der ersten Ölnut (13) von außen Öl zuzuführen; einen mit der zweiten Ölnut (14) in Verbindung stehenden zweiten Ölkanal, um der zweiten Ölnut (14) von außen Öl zuzuführen; und eine außerhalb des Lagers gelegene gemeinsame Ölversorgungsquelle, um sowohl dem ersten Ölkanal als auch dem zweiten Ölkanal Öl zuzuführen, wobei ein Minimalwert einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals kleiner als der einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des ersten Ölkanals ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verdichterlager für z. B. einen Schraubenverdichter.
STAND DER TECHNIK
Aus der US 5 769 545 A , US 3 058 787 A , US 2 697 017 A , EP 1 550 812 A1 , JP 2003-232357 A und JP 2005-69186 A sind verschiedene Arten von Radialgleitlagern bekannt.
Wie in der JP 2005-69186 A offenbart ist, ist als Radialgleitlager zum Abstützen einer Rotorwelle eines Schraubenverdichters bislang ein Staudruckgleitlager mit feststehender Gleitfläche verwendet worden, insbesondere ein zylinderförmiges Vollgleitlager, weil auf das Lager während des Betriebs des Verdichters in einer bestimmten gleich bleibenden Richtung eine hohe Last aufgebracht wird. Um in dem Vollgleitlager, wie in 8 gezeigt ist, Öl einer Lagerfläche 22 zuzuführen, die eine Rotorwelle 21 abstützt, ist auf der Seite entgegengesetzt zur Richtung der Lagerlast P eine Ölnut 23 ausgebildet und wird der Ölnut 23 durch eine Ölversorgungsbohrung 24 von außen Öl zugeführt. Da die Ölnut 23 auch zum Kühlen der Rotorwelle 21 verwendet wird, ist die Umfangslänge A der Ölnut 23 auf einen großen Winkel von etwa 120° eingestellt.
In einem ölgekühlten Schraubenverdichter ist der Ölversorgungsdruck gleich dem Abgabedruck des Verdichters, so dass der Innendruck der Ölnut ungefähr gleich dem Abgabedruck ist. Andererseits ist der Umgebungsdruck des Lagers ungefähr gleich dem Ansaugdruck des Verdichters. Daher wirken auf die Rotorwelle sowohl eine Last P₁, die durch normal wirkendes Verdichtungsgas bedingt ist, als auch eine Last P₂, die durch den Öldruck in der Ölnut bedingt ist. Im Fall eines Hochdruckverdichters wird auch der Ölversorgungsdruck hoch und wirkt auf die Rotorwelle daher eine Last P₂, die zum Beispiel etwa 1,5 mal so hoch wie die Last P₁ ist. Deswegen hat es Fälle gegeben, in denen das Lager nicht Stand halten konnte und beschädigt wurde.
Falls der Winkel der Ölnut 23 klein gehalten wird, ist die Fläche des auf die Rotorwelle 21 wirkenden Öldrucks kleiner und kann die Last P₂ abgeschwächt werden, doch besteht das Problem, dass die Rotorwelle 21 nicht gekühlt werden kann und eine Wärmeausdehnung erlebt, was den Verlust eines Spalts und eine Beschädigung des Lagers zur Folge hat.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verdichterlager mit geringerer durch den Öldruck bedingter Last und einer hervorragenden Rotorwellenkühlwirkung zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung sieht zur Lösung des oben genannten Problems ein Verdichterlager zum Abstützen einer Rotorwelle eines Verdichters vor, wobei in einer Lagerfläche auf der Seite entgegengesetzt zu einer Lagerlastwirkungsrichtung eine erste Ölnut ausgebildet ist und in der Lagerfläche in Gegendrehrichtung an einer Position neben der ersten Ölnut eine zweite Ölnut ausgebildet ist, deren Umfangslänge größer als die der ersten Ölnut ist, wobei das Lager einen mit der ersten Ölnut in Verbindung stehenden ersten Ölkanal, um der ersten Ölnut von außen Öl zuzuführen, einen mit der zweiten Ölnut in Verbindung stehenden zweiten Ölkanal, um der zweiten Ölnut von außen Öl zuzuführen, und eine außerhalb des Lagers gelegene gemeinsame Ölversorgungsquelle, um sowohl dem ersten Ölkanal als auch dem zweiten Ölkanal Öl zuzuführen, enthält und wobei ein Minimalwert einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals kleiner als der einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des ersten Ölkanals ist.
Bei dieser Gestaltung gelangt das der ersten Ölnut zugeführte Öl in einen zwischen dem Lager und der Rotorwelle ausgebildeten Spalt, so dass die Rotorwelle geschmiert wird, doch ist die Last, die durch den der ersten Ölnut zugeführten Öldruck bedingt ist, gering, da die Umfangslänge der ersten Ölnut und die Fläche des auf die Rotorwelle wirkenden Öldrucks klein sind, weswegen eine Beschädigung des Lagers verhindert werden kann.
Das der zweiten Ölnut zugeführte Öl kühlt die Rotorwelle. Da die Umfangslänge der zweiten Ölnut größer als die der ersten Ölnut ist und die Kühlfläche groß ist, wird die Rotorwellenkühlwirkung noch besser und kann eine Beschädigung des Lagers infolge eines kleiner Werdens des Spalts verhindert werden, zu dem es durch eine Wärmeausdehnung der Rotorwelle kommt.
Da der Öldruck in der zweiten Ölnut niedriger als in der ersten Ölnut gehalten werden kann, kann darüber hinaus verhindert werden, dass eine übermäßige Last auf die Rotorwelle aufgebracht wird.
In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verdichterlager kann als die Gestaltung, bei der der Minimalwert einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals kleiner als der einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des ersten Ölkanals eingestellt ist, eine der folgenden Gestaltungen Anwendung finden.

– Die Öffnungsfläche einer Ölversorgungsbohrung in einer Randposition zwischen dem zweiten Ölkanal und der zweiten Ölnut ist kleiner als die einer Ölversorgungsbohrung in einer Randposition zwischen dem ersten Ölkanal und der ersten Ölnut eingestellt.
– Die zur Längsrichtung senkrechte Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals ist konstant und die zur Längsrichtung senkrechte Querschnittsfläche des ersten Ölkanals ist konstant, wobei erstere kleiner ist.
– Im zweiten Ölkanal befindet sich eine Drosseleinrichtung, wobei die zur Längsrichtung senkrechte Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals an der Position der Drosseleinrichtung am kleinsten ist.

Vorzugsweise ist in dem erfindungsgemäßen Verdichterlager in der Lagerfläche eine von der zweiten Ölnut zu einer Lagerendfläche laufende Entlastungsnut ausgebildet.
Vorzugsweise ist in der Lagerfläche auf der Seite entgegengesetzt zur Lagerlastwirkungsrichtung und in Gegendrehrichtung in der Nähe zur zweiten Ölnut eine dritte Ölnut ausgebildet und ist in der Lagerfläche eine von der dritten Ölnut zu einer Lagerendfläche laufende Entlastungsnut ausgebildet.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass es einen mit der dritten Ölnut in Verbindung stehenden dritten Ölkanal gibt, um der dritten Ölnut von außen Öl zuzuführen, und dass dem dritten Ölkanal von der gemeinsamen Ölversorgungsquelle Öl zugeführt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines ölgekühlten Schraubenverdichters, der ein Lager gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nutzt;
2 ist eine Schnittansicht davon;
3 ist eine Abwicklung einer Lagerfläche des Lagers;
4 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
8 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Radiallagers.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
1 zeigt einen ölgekühlten Schraubenverdichter 1, der ein Lager nutzt, das die Erfindung verkörpert. Innerhalb eines Gehäuses 2 des ölgekühlten Schraubenverdichters 1 sind zwei ineinander greifende Außen- und Innenschraubenrotoren 3, 4 untergebracht. Rotorwellen 5 und 6 an beiden Enden der Schraubenrotoren 3 und 4 werden jeweils von Radiallagern 7 abgestützt, die die Erfindung verkörpern, wobei diese Lager später beschrieben werden. Außerhalb des linken Radiallagers 7 in 1 sind über Lagerkappen 10, 11 Axiallager 9 angeordnet. Die Axiallager 9 stützen von beiden Seiten scheibenförmige Axialelemente 8 ab. Die Axialelemente 8 sind an den Rotorwellen 5 und 6 angebaut. Die rechte Rotorwelle 5 in 1 des einen Schraubenrotors 3 wird für eine Drehung durch einen (nicht gezeigten) Motor angetrieben, während sich der andere Schraubenrotor 4 zusammen mit der Drehung des Schraubenrotors 3 dreht.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des linken Radiallagers 7 in 1 des Schraubenrotors 3. Das andere Radiallager 7 hat die gleiche Gestaltung wie in 2, weswegen eine Erläuterung davon entfällt. Eine innere Lagerfläche 12, auf der die Rotorwelle 5 des Radiallagers 7 gleitet, umfasst eine Lagerfläche 12a auf der Seite entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung einer Lagerlast P, wobei in der Lagerfläche 12a eine erste Ölnut 13, eine zweite Ölnut 14 und eine dritte Ölnut 15 ausgebildet sind. Die Lagerfläche 12a auf der Seite entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung der Lagerlast P bezeichnet eine Lagerfläche im Bereich von etwa 180° auf der Seite entgegengesetzt zu der Richtung einer aus sowohl einer Last, die durch das während des Betriebs des Schraubenverdichters 1 wirkende Verdichtungsgas bedingt ist, als auch der Eigengewichte der Schraubenrotoren 3, 4 und der Rotorwellen 5, 6 resultierenden Kraft. In 2 ist die Arbeitsrichtung der Lagerlast P zum Beispiel so eingetragen, dass sie nach unten weist. Die erste Ölnut 13 ist in der Drehrichtung der Rotorwelle 5 auf der am meisten abwärts liegenden Seite positioniert. Die zweite Ölnut 14 ist aufwärts von der ersten Ölnut 13 positioniert, und die dritte Ölnut 15 ist aufwärts von der zweiten Ölnut 14 positioniert. Mit anderen Worten befindet sich die zweite Ölnut 14 in Gegendrehrichtung neben der ersten Ölnut 13 und befindet sich die dritte Ölnut 15 in Gegendrehrichtung neben der zweiten Ölnut 14. In der ersten Ölnut 13, der zweiten Ölnut 14 und der dritten Ölnut 15 sind jeweils eine erste Ölversorgungsbohrung 16, eine zweite Ölversorgungsbohrung 17 und eine dritte Ölversorgungsbohrung 18 ausgebildet, die mit der Außenumfangsfläche des Radiallagers 7 in Verbindung stehen. Der ersten, zweiten und dritten Ölversorgungsbohrung 16, 17, 18 wird Öl zugeführt, das von einer Öl trennenden/rückgewinnenden Einheit aus von dem Schraubenverdichter 1 abgegebenen Gas abgetrennt und rückgewonnen wurde. Diese stellt eine gemeinsame Ölversorgungsquelle für die erste, zweite und dritte Ölnut 13, 14, 15 dar.
Die erste Ölnut 13 dient dazu, einer Lagerfläche 12b, die der Lagerlast P der Rotorwelle 5 ausgesetzt ist, Öl zuzuführen. Daher befindet sich die erste Ölnut 13 näher an der Lagerfläche 12b, die der Lagerlast P ausgesetzt ist, als die zweite Ölnut 14. Da die erste Ölnut 13 das Öl zwischen die Lagerfläche 12b, die der Lagerlast P ausgesetzt ist, und der Rotorwelle 5 einführt, wird ein bestimmter hoher Druck benötigt. Das Öl in der ersten Ölnut 13 gelangt in einen Spalt zwischen der Lagerfläche 12 und der Rotorwelle 5, wobei jedoch ein Teil von ihm aus einer Lagerendfläche nach außen entweicht. Falls die Menge des entweichenden Öls hoch ist, fällt der Öldruck in der ersten Ölnut 13 und ist es nicht länger möglich, dem Spalt zwischen der Lagerfläche 12 und der Rotorwelle 5 Öl zuzuführen. Aus diesem Grund ist die erste Ölversorgungsbohrung 16 in der ersten Ölnut 13 größer als die Ölversorgungsbohrungen 17 und 18 in den anderen Ölnuten 14 und 15 ausgebildet. Das heißt, dass die Öffnungsfläche der ersten Ölversorgungsbohrung 16 auf der Seite der Lagerfläche 12 jeweils größer als die der Ölversorgungsbohrungen 17 und 18 auf der Seite der Lagerfläche 12 ist.
Die zweite Ölnut 14 dient dazu, die Rotorwelle 5 mit Öl zu kühlen, das im Inneren der zweiten Ölnut 14 gespeichert ist. Daher muss ihre Kontaktfläche mit der Rotorwelle 5 groß sein, wobei es vorzuziehen ist, dass die Länge S der Innenumfangsfläche der Rotorwelle 5 bei einem Winkel von 60° bis 120° liegt. In dem Beispiel von 2 ist sie mit einem Winkel von 90° ausgebildet. Falls sich in der zweiten Ölnut 14 ein hoher Druck entwickelt, wirkt auf die Rotorwelle 5 eine übermäßige Last, weswegen es notwendig ist, den Druck zu verringern.
In einem solchen Lager wird der Öldruck in einer Ölnut, die in einer Innenfläche des Lagers ausgebildet ist, im Allgemeinen durch den Druck des zugeführten Öls, seinen Volumenstrom, den Volumenstrom von aus einer Lagerendfläche entweichendem Öl und von aus einer Entlastungsnut entweichendem Öl beeinflusst. Falls es darüber hinaus im Inneren eines Ölkanals einen Abschnitt gibt, der die Kanalfläche verengt und als eine Mündung wirkt, ist seine Eigenart bei der Bestimmung des Öldrucks in der in der Lagerinnenfläche ausgebildeten Ölnut ebenfalls zu berücksichtigen. In dem die Erfindung verkörpernden Verdichterlager kann der Innendruck der zweiten Ölnut 14 kleiner als der der ersten Ölnut 13 gehalten werden, indem der ersten und zweiten Ölnut 13, 14 Öl von einer gemeinsamen Ölversorgungsquelle zugeführt wird, sowie durch die morphologische Bedingung, dass der Minimalwert einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche der Ölversorgungsbohrung 17 zur zweiten Ölnut 14 kleiner als der einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des Ölversorgungsbohrung 16 zur ersten Ölnut 13 eingestellt ist.
In dem Beispiel von 2 ergibt sich der Innendruck der zweiten Ölnut 14 aus dem Gleichgewicht zwischen der aus der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 zugeführten Ölmenge und der aus einer Lagerendfläche nach außen entweichenden Ölmenge. Die aus der Lagerendfläche entweichende Ölmenge hängt von dem Spalt zwischen der Rotorwelle 5 und der Lagerfläche 12 ab (2 gibt die Spaltgröße nicht genau wieder, da sie tatsächlich etwa einem Tausendstel des Innendurchmessers des Lagers entspricht). Falls die in der zweiten Ölnut 14 ausgebildete zweite Ölversorgungsbohrung 17 groß ist, ist der Öldruck hoch und muss die zweite Ölversorgungsbohrung 17 deswegen kleiner als die erste Ölversorgungsbohrung 16 eingestellt werden. Das heißt, dass die Öffnungsfläche der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 in dem Beispiel von 2 in einer Randposition zwischen der Ölversorgungsbohrung 17 zur zweiten Ölnut 14 und der zweiten Ölnut 14 kleiner als die der ersten Ölversorgungsbohrung 16 in einer Randposition zwischen der Ölversorgungsbohrung 16 zur ersten Ölnut 13 und der ersten Ölnut 13 eingestellt ist, wodurch der Minimalwert einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche der Ölversorgungsbohrung 17 zur zweiten Ölnut 14 kleiner als der einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche der Ölversorgungsbohrung 16 zur ersten Ölnut 13 eingestellt ist. Falls die zweite Ölversorgungsbohrung 17 klein ist, nimmt die Durchflussmenge des Öls ab und verschlechtert sich die Kühlwirkung für die Rotorwelle 5. Angesichts dessen ist, wie in 3 gezeigt ist, zwischen der zweiten Ölnut 14 und einer Lagerendfläche eine Entlastungsnut 19 ausgebildet. Da das der zweiten Ölnut 14 zugeführte Öl aus der Entlastungsnut 19 herausfließt, nimmt die Durchflussmenge des Öls zu und kann daher die Kühlwirkung für die Rotorwelle 5 gesteigert werden.
Der Grund dafür, warum sich die zweite Ölnut 14 in Gegendrehrichtung der Rotorwelle 5 neben der ersten Ölnut 13 befindet, ist der folgende. Falls sich die zweite Ölnut 14 zum Beispiel in Drehrichtung der Rotorwelle 5 neben der ersten Ölnut 13 befände, würde das aus der ersten Ölnut 13 herausfließende Öl einen Einfluss auf den Rotorwellenabschnitt ausüben, der der Wirkung des Öls von der zweiten Ölnut 14 ausgesetzt ist. Dadurch würde dem Rotorwellenabschnitt, der der Wirkung des Öls von der zweiten Ölnut 14 ausgesetzt ist, Öl mit einem höheren Druck zugeführt werden als in dem Fall, dass die zweite Ölnut 14 in Gegendrehrichtung der Rotorwelle 5 neben der ersten Ölnut 13 liegt. Deswegen würde auf die Rotorwelle 5 vertikal nach unten eine übermäßige Last aufgebracht werden und könnte es zu dem unerwünschten Fall kommen, dass unter dem Aufbringen einer starken Last auf den unteren Teil der Rotorwelle 5 die Rotorwelle 5 und das Gehäuse 2 ins Rutschen kommen. Um das Auftreten eines solchen Falles zu verhindern, liegt die zweite Ölnut 14 in Gegendrehrichtung der Rotorwelle 5 neben der ersten Ölnut 13.
Die dritte Ölnut 15 dient dazu, Hochtemperaturöl aufzunehmen und ihm zu erlauben, nach außen zu entweichen, wobei das Hochtemperaturöl aus Öl hervorgegangen ist, das von der ersten Ölnut 13 aus zwischen die Lagerfläche 12 und die Rotorwelle 5 eingeführt wurde und in Richtung der Pfeile R₁ und R₂ floss. Das von der ersten Ölnut 13 aus zwischen die Lagerfläche 12 und die Rotorwelle 5 eingeführte Öl ist einer starken Scherkraft ausgesetzt und seine Temperatur steigt an, während es in Richtung des Pfeils R₁ fließt. Das Öl fließt dann weiter in Richtung des Pfeils R₂ und fließt tendenziell in die unter niedrigem Druck stehende zweite Ölnut 14. Wenn das Hochtemperaturöl in die zweite Ölnut 14 strömt, steigt die Temperatur des Öls in der zweiten Ölnut 14, was es schwierig macht, die Rotorwelle 5 zu kühlen. Um dieses Problem zu vermeiden, ist die zweite Ölnut 14 aufwärts von der dritten Ölnut 15 ausgebildet und ist zwischen der dritten Ölnut 15 und einer Lagerendfläche eine Entlastungsnut 20 ausgebildet, wodurch Hochtemperaturöl aufgenommen werden kann und ihm gestattet wird, nach außen zu entweichen, was den Temperaturanstieg des in der zweiten Ölnut 14 vorhandenen Öls verhindert und die Kühlwirkung für die Rotorwelle 5 mit dem in der zweiten Ölnut 14 vorhandenen Öl wahrt.
Darüber hinaus wird der dritten Ölnut 15 durch die dritte Ölversorgungsbohrung 18 von außen Öl zugeführt, wodurch der Druck des in der dritten Ölnut 15 vorhandenen Öls erhöht und die Abgabe des aufgenommenen Hochtemperaturöls erleichtert wird. Das „aufgenommene Hochtemperaturöl” steht für das Hochtemperaturöl, das von der dritten Ölnut 15 aufgenommen wird, nachdem es von der ersten Ölnut 13 zwischen die Lagerfläche 12 und die Rotorwelle 5 eingeführt wurde und nachdem es zum tiefsten Teil des Spalts zwischen der Lagerfläche 12 und der Rotorwelle 5 geflossen ist. Außerdem wird der dritten Ölnut 15 von außen durch die dritte Ölversorgungsbohrung 18 Öl zugeführt. Das aufgenommene Hochtemperaturöl wird durch das der dritten Ölnut 15 von außen zugeführte Öl blockiert. Dann wird das von der dritten Ölnut 15 aufgenommene Hochtemperaturöl durch das der dritten Ölnut 15 zugeführte Öl zur Entlastungsnut 20 fortgetrieben und aus der Entlastungsnut 20 abgegeben.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des Radiallagers 7 in dem wie oben aufgebauten ölgekühlten Schraubenverdichter 1.
Das Öl, das von der Öl trennenden/rückgewinnenden Einheit aus dem von dem Schraubenverdichter 1 abgegebenen Gas abgetrennt und rückgewonnen worden ist, wird der ersten, zweiten und dritten Ölversorgungsbohrung 16, 17, 18 des Radiallagers durch ein (nicht gezeigtes) Ölversorgungsrohr zugeführt. Das Öl, das der ersten Ölnut 13 von der ersten Ölversorgungsbohrung 16 zugeführt wurde, gelangt in den Spalt zwischen der Lagerfläche 12 und der Rotorwelle 5 und dient, während es in die Richtung der Pfeile R₁ und R₂ fließt, als Schmieröl, um dann In die dritte Ölnut 15 zu fließen. Das Öl, das der zweiten Ölnut 14 von der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 zugeführt wurde, kühlt die Rotorwelle 5, um dann aus der Entlastungsnut 19 heraus zu fließen. Das Öl, das der dritten Ölnut 15 von der dritten Ölversorgungsbohrung 18 zugeführt wurde, fließt zusammen mit dem Hochtemperaturöl, das durch den Spalt zwischen der Lagerfläche 12 und der Rotorwelle 5 in die dritte Ölnut 15 eingedrungen ist, aus der Entlastungsnut 20 heraus, wodurch das als Schmieröl zugeführte Hochtemperaturöl abgegeben wird.
Da die Öldruckfläche der ersten Ölnut 13 für die Rotorwelle 5 klein ist, ist die Last, die durch den der ersten Ölnut 13 zugeführten Öldruck verursacht wird, gering und ist es deswegen möglich, eine Beschädigung des Lagers 7 zu verhindern. Da die Umfangslänge S der zweiten Ölnut 14 größer als die der ersten Ölnut 13 ist und ihre Kühlfläche somit groß ist, ist darüber hinaus die Kühlwirkung für die Rotorwelle 5 hervorragend. Da das zur Schmierung verwendete Hochtemperaturöl durch die dritte Ölnut 15 abgegeben wird, bevor es die zweite Ölnut 14 erreicht, ist es des Weiteren möglich, den Temperaturanstieg des in der zweiten Ölnut 14 vorhandenen Öls zu verhindern, weswegen die Kühlwirkung für die Rotorwelle 5 mit dem in der zweiten Ölnut 14 vorhandenen Öl gewahrt werden kann.
4 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind neben dem in dem Ausführungsbeispiel von 2 beschriebenen Radiallager 7 ein um das Radiallager 7 herum angeordnetes Gehäusebauteil 30 des Schraubenverdichters und ein mit dem Gehäusebauteil 30 verbundener Ölversorgungsweg 31 dargestellt.
Das Radiallager 7 ist in dem Gehäusebauteil 30 eingebaut und daran befestigt. In einem Innenumfangsabschnitt des Gehäusebauteils 30, der der ersten, zweiten und dritten Ölversorgungsbohrung 16, 17, 18 des Radiallagers 7 entspricht, ist eine ringförmige Ölnut 30a ausgebildet. (4 ist so gezeichnet, als ob sich das Radiallager 7 mit dem Gehäusebauteil 30 nicht in Kontakt befände, da die ringförmige Ölnut 30a gezeigt ist, doch befinden sich die Innenumfangswand des Gehäusebauteils 30 und die Außenumfangswand des Radiallagers 7 in dem anderen Abschnitt als dem Abschnitt, in dem die ringförmige Ölnut 30a ausgebildet ist, in Kontakt miteinander und ist das Radiallager 7 wie oben erwähnt an dem Gehäusebauteil 30 befestigt.) In dem Gehäusebauteil 30 ist eine Verbindungsbohrung 30b ausgebildet, die mit der ringförmigen Ölnut 30a in Verbindung steht. Die Verbindungsbohrung 30b ist mit dem Ölversorgungsweg 31 verbunden. Von einer Ölversorgungsquelle wie zum Beispiel einer (nicht gezeigten) Öl trennenden/rückgewinnenden Einheit wird durch den Ölversorgungsweg 31, der Verbindungsbohrung 30b und der ringförmigen Ölnut 30a der ersten Ölversorgungsbohrung 16, der zweiten Ölversorgungsbohrung 17, der dritten Ölversorgungsbohrung 18 und weiter der ersten Ölnut 13, der zweiten Ölnut 14 und der dritten Ölnut 15 Öl zugeführt. Die Funktionsweise und Wirkung des wie oben aufgebauten Lagers sind die gleichen wie im vorigen Ausführungsbeispiel.
5 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es neben dem Radiallager 7 des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ein um das Radiallager 7 herum angeordnetes Gehäusebauteil 32 des Schraubenverdichters 1 und mit dem Gehäusebauteil 32 verbundene Ölversorgungswege 33, 34 und 35. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Lager des in 4 gezeigten Ausführungsbeispiels bei der Gestaltung der Kanäle für die Zufuhr des Öls zur ersten, zweiten und dritten Ölnut 13, 14, 15.
Im Einzelnen ist das Gehäusebauteil 32 mit einer Verbindungsbohrung 32a ausgebildet, die mit der ersten Ölversorgungsbohrung 16 in Verbindung steht und einen Innendurchmesser hat, der gleich dem der ersten Ölversorgungsbohrung 16 ist. Mit der Versorgungsbohrung 32a ist ein Ölversorgungsweg 33 gleichen Innendurchmessers wie die Verbindungsbohrung 32a verbunden. In dem Gehäusebauteil 32 ist außerdem eine Verbindungsbohrung 32b ausgebildet, die mit der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 in Verbindung steht und einen Innendurchmesser (gleich dem der Verbindungsbohrung 32a) hat, der größer als der der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 ist. Mit der Verbindungsbohrung 32b ist ein Ölversorgungsweg 34 gleichen Innendurchmessers wie die Verbindungsbohrung 32b verbunden. In dem Gehäusebauteil 32 ist außerdem eine Verbindungsbohrung 32c ausgebildet, die mit dem dritten Ölversorgungsbohrung 18 in Verbindung steht und einen Innendurchmesser (gleich dem der Verbindungsbohrungen 32a und 32b) hat, der größer als der der dritten Ölversorgungsbohrung 18 ist. Mit der Verbindungsbohrung 32c ist ein Ölversorgungsweg 35 gleichen Innendurchmessers wie die Verbindungsbohrung 32c verbunden. Das heißt also, dass die Ölversorgungswege 33, 34 und 35 den gleichen Innendurchmesser haben. Die Ölversorgungswege 33, 34 und 35 zweigen von einem gemeinsamen Kanal ab, der von einer anderen Ölversorgungsquelle wie zum Beispiel einer (nicht gezeigten) Öl trennenden/rückgewinnenden Einheit ausgeht. Die Funktionsweise und Wirkung des auf die Weise aufgebauten Lagers sind die gleichen wie in den vorigen Ausführungsbeispielen.
6 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel erhält statt des im Ausführungsbeispiel von 5 beschriebenen Gehäusebauteils 32 ein Gehäusebauteil 36. Das Gehäusebauteil 36 ist mit einer Verbindungsbohrung 36a, die mit der ersten Ölversorgungsbohrung 16 in Verbindung steht und einen Innendurchmesser hat, der gleich dem der ersten Ölversorgungsbohrung 16 ist, einer Verbindungsbohrung 36b, die mit der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 in Verbindung steht und einen Innendurchmesser hat, der gleich dem der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 ist, und einer Verbindungsbohrung 36c, die mit der dritten Ölversorgungsbohrung 18 in Verbindung steht und einen Innendurchmesser hat, der gleich dem der dritten Ölversorgungsbohrung 18 ist, ausgebildet. Die Verbindungsbohrung 36a und ein damit verbundener Ölversorgungsweg 33 haben den gleichen Innendurchmesser, die Verbindungsbohrung 36b und ein damit verbundener Ölversorgungsweg 37 haben den gleichen Innendurchmesser, und die Verbindungsbohrung 36c und ein damit verbundener Ölversorgungsweg 38 haben den gleichen Innendurchmesser. Die Ölversorgungswege 33, 37 und 38 zweigen von einem gemeinsamen Kanal ab, der von einer Ölversorgungsquelle wie zum Beispiel einer (nicht gezeigten) Öl trennenden/rückgewinnenden Einheit ausgeht. Die Funktionsweise und Wirkung des auf diese Weise aufgebauten Lagers sind die gleichen wie in den vorigen Ausführungsbeispielen.
Auch in den 5 und 6 ist es wichtig, dass die Querschnittsfläche zumindest eines Teils des mit der zweiten Ölnut 14 in Verbindung stehenden Kanals kleiner als die Querschnittsfläche irgendeines mit der ersten Ölnut 13 in Verbindung stehenden Ölkanals ist, dass also ein Minimalwert der zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des Ölkanals zur zweiten Ölnut 14 kleiner als der der zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des Ölkanals zur ersten Ölnut 13 ist. Bei dem Ausführungsbeispiel von 5 ist zum Beispiel die Querschnittsfläche der zweiten Ölversorgungsbohrung 17 kleiner als die Querschnittsfläche sowohl der ersten Ölversorgungsbohrung 16, der Verbindungsbohrung 36a als auch des Ölversorgungswegs 33, die mit der ersten Ölnut 13 in Verbindung stehen. Der Innendruck der zweiten Ölnut 14 ist auf jeden Fall geringer als der der ersten Ölnut 13.
7 ist eine Schnittansicht eines Lagers gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser der in einem Radiallager 7a ausgebildeten zweiten Ölversorgungsbohrung 17a der gleiche wie der der ersten Ölversorgungsbohrung 16. Des Weiteren ist in dem Ölversorgungsweg 34 eine Mündung 39 (Drosseleinrichtung) ausgebildet. Wie oben erwähnt wurde, ist der Innendurchmesser der zweiten Ölversorgungsbohrung 17a der gleiche wie der der ersten Ölversorgungsbohrung 16, doch ist dadurch, dass sich in dem Ölversorgungsweg 34 die Mündung 39 (Drosseleinrichtung) befindet, der Innendruck der zweiten Ölnut 14 geringer als der der ersten Ölnut 13. Die Funktionsweise und Wirkung des auf diese Weise aufgebauten Lagers sind die gleichen wie in den vorigen Ausführungsbeispielen. Anstelle der Mündung 39 kann auch eine andere Drosseleinrichtung wie zum Beispiel eine Düse, eine V-Kegeldüse oder ein Venturi-Rohr zum Einsatz kommen. Die Drosseleinrichtung entspricht vorzugsweise einer Bauart, bei der sich der Drosslungsgrad passend einstellen lässt.
Darüber hinaus kann ein den Ausführungsbeispielen der Erfindung entsprechendes Lager außer bei dem oben genannten Schraubenverdichter auch bei anderen Arten von Verdichtern wie einem Rotationsverdichter oder einem Turboverdichter Anwendung finden.

Claims

Verdichterlager zum Abstützen einer Rotorwelle (5, 6) eines Verdichters, wobei in einer Lagerfläche (12) auf der Seite entgegengesetzt zu einer Lagerlastwirkungsrichtung (P) eine erste Ölnut (13) ausgebildet ist und in der Lagerfläche (12) in Gegendrehrichtung an einer Position neben der ersten Ölnut (13) eine zweite Ölnut (14) ausgebildet ist, deren Umfangslänge größer als die der ersten Ölnut (13) ist, wobei das Lager folgendes enthält: einen mit der ersten Ölnut (13) in Verbindung stehenden ersten Ölkanal, um der ersten Ölnut (13) von außen Öl zuzuführen; einen mit der zweiten Ölnut (14) in Verbindung stehenden zweiten Ölkanal, um der zweiten Ölnut (14) von außen Öl zuzuführen; und eine außerhalb des Lagers gelegene gemeinsame Ölversorgungsquelle, um sowohl dem ersten Ölkanal als auch dem zweiten Ölkanal Öl zuzuführen, wobei ein Minimalwert einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals kleiner als der einer zur Längsrichtung senkrechten Querschnittsfläche des ersten Ölkanals ist.
Verdichterlager nach Anspruch 1, wobei die Öffnungsfläche einer Ölversorgungsbohrung (17) in einer Randposition zwischen dem zweiten Ölkanal und der zweiten Ölnut kleiner als die einer Ölversorgungsbohrung (16) in einer Randposition zwischen dem ersten Ölkanal und der ersten Ölnut (13) ist.
Verdichterlager nach Anspruch 1, wobei die zur Längsrichtung senkrechte Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals konstant ist und die zur Längsrichtung senkrechte Querschnittsfläche des ersten Ölkanals ebenfalls konstant ist.
Verdichterlager nach Anspruch 1, wobei sich im zweiten Ölkanal eine Drosseleinrichtung befindet und die zur Längsrichtung senkrechte Querschnittsfläche des zweiten Ölkanals an der Position der Drosseleinrichtung am kleinsten ist.
Verdichterlager nach Anspruch 1, wobei in der Lagerfläche (12) eine von der zweiten Ölnut (14) zu einer Lagerendfläche laufende Entlastungsnut (19) ausgebildet ist.
Verdichterlager nach Anspruch 1, wobei in der Lagerfläche (12) auf der Seite entgegengesetzt zur Lagerlastwirkungsrichtung (P) und in Gegendrehrichtung in der Nähe zur zweiten Ölnut (14) eine dritte Ölnut (15) ausgebildet ist und in der Lagerfläche (12) eine von der dritten Ölnut (15) zu einer Lagerendfläche laufende Entlastungsnut (20) ausgebildet ist.
Verdichterlager nach Anspruch 6, wobei es einen mit der dritten Ölnut (15) in Verbindung stehenden dritten Ölkanal gibt, um der dritten Ölnut (15) von außen Öl zuzuführen, und dem dritten Ölkanal von der gemeinsamen Ölversorgungsquelle Öl zugeführt wird.