DE102008019449A1 - Bearing for dry-compressing screw pump, has non-fixed bearing with inner ring race firmly placed on cylinder sleeve, and inner ring of non-fixed bearing sealed with sealing ring between cylinder sleeve and spindle rotor shaft end - Google Patents

Bearing for dry-compressing screw pump, has non-fixed bearing with inner ring race firmly placed on cylinder sleeve, and inner ring of non-fixed bearing sealed with sealing ring between cylinder sleeve and spindle rotor shaft end Download PDF

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Abstract

The bearing has a crown or bevel gear (5) with a rotor-fixed gear wheel (11) on a side of a fixed bearing (10). A non-fixed bearing (13) with an inner ring race is firmly placed on a cylinder sleeve (16), which is provided on an oil film displaceably in an axial direction, and is enclosed on a gas inlet-sided spindle rotor shaft end. An oil film is originated from a centrical cooling oil borehole (7). An inner ring of the non-fixed bearing is sealed with a sealing ring between the cylinder sleeve and the spindle rotor shaft end.

Description

Trockenverdichtende Pumpen gewinnen insbesondere in der Vakuumtechnik verstärkt an Bedeutung, denn durch zunehmende Verpflichtungen bei Umweltschutzvorschriften und steigende Betriebs- und Entsorgungskosten sowie erhöhte Anforderungen an die Reinheit des Fördermediums werden die bekannten nasslaufenden Vakuumsysteme, wie Flüssigkeitsringmaschinen und Drehschieberpumpen, immer häufiger durch trockenverdichtende Pumpen ersetzt. Zu diesen trockenverdichtenden Maschinen gehören Schraubenspindelpumpen, Klauenpumpen, Membranpumpen, Kolbenpumpen, Scroll-Maschinen sowie Wälzkolbenpumpen. Diesen Maschinen ist jedoch gemeinsam, dass sie die heutigen Ansprüche hinsichtlich Zuverlässigkeit und Robustheit sowie Baugröße und Gewicht bei gleichzeitig niedrigem Preisniveau immer noch nicht erreichen.Dry Compressing Pumps gain gain, especially in vacuum technology important because of increasing obligations regarding environmental regulations and rising operating and disposal costs as well as increased Requirements for the purity of the pumped medium the known wet-running vacuum systems, such as liquid ring machines and rotary vane pumps, more and more frequently by dry compressing pumps replaced. These dry-compacting machines include Screw pumps, claw pumps, diaphragm pumps, piston pumps, scroll machines as well as Roots pumps. However, these machines are common, that they meet today's demands for reliability and robustness as well as size and weight at the same time still not reach low price levels.

Dabei werden in der Vakuumtechnik zunehmend trockenverdichtende Schraubenspindelpumpen eingesetzt, weil sie als typische 2-Wellenverdrängermaschinen das vakuumspezifisch erforderlich hohe Kompressionsvermögen einfach dadurch realisieren, dass sie die notwendige Mehrstufigkeit als Hintereinanderschaltung mehrerer abgeschlossener Arbeitskammern über die Anzahl der Umschlingungen je Schraubenspindelrotor äußerst unkompliziert erreichen. Des weiteren wird durch die berührungslose Abwälzung der Schraubenspindelrotore eine erhöhte Rotordrehzahl ermöglicht, so dass relativ zur Baugröße gleichzeitig Nennsaugvermögen sowie Liefergrad steigen.there become increasingly dry-compressing screw pumps in vacuum technology used because they are typical 2-shaft displacement machines the vacuum-specific high compressibility required Simply by realizing that they have the necessary multistage than Series connection of several closed working chambers via the number of wraps per screw spindle rotor extremely easy to reach. Furthermore, by the non-contact Circulation of the screw spindle rotors increased Rotor speed allows, so that relative to the size at the same time the nominal suction capacity and the degree of delivery increase.

Bekannt sind derartige Verdrängermaschinen beispielsweise in der Schrift EP 1 108 143 mit einer inneren Rotorkühlung sowie in der Schrift WO 01/57401 mit einem besonderen Zahnrad-Antrieb zur gleichzeitigen Synchronisation sowie zur Drehzahl-Erhöhung für das Spindelrotorpaar.Such displacement machines are known for example in the Scriptures EP 1 108 143 with an inner rotor cooling as well as in writing WO 01/57401 with a special gear drive for simultaneous synchronization and speed increase for the spindle rotor pair.

Bei einer derartigen Erhöhung der Rotordrehzahl steigen folglich auch die Anforderungen an die Lagerung für das Spindelrotorpaar. Für eine robuste und zuverlässige Ausführung dieser Lagerung bei gleichzeitig möglichst kompakter Bauweise ist die beidseitige Rotorlagerung erfahrungsgemäß die überlegene Lösung.at Such an increase in the rotor speed consequently increases also the requirements for the bearing for the spindle rotor pair. For a robust and reliable design this storage at the same time as compact construction is the double-sided rotor bearing experience, the superior Solution.

Die Lagerung der beiden Verdrängerspindeln muss nun hinreichend geschmiert werden. Dies erfolgt auf der Verzahnungsseite vorzugsweise mit dem Schmierstoff, der auch die Zahnräder schmiert, meistens Öl. Indem diese Lagerung damit ausgezeichnet geschmiert wird, ist diese Rotorlagerseite auch bestens geeignet zur Aufnahme der Axialkräfte, die beim Betrieb der Pumpe durch die Arbeits-Druckdifferenz entstehen. Die Lagerung dieser Seite ist daher üblicherweise das sogenannte "Festlager" ausgeführt, die auch die wichtige Position in Längsrichtung der beiden Spindelrotore zueinander eindeutig festlegt.The Storage of the two Verdrängspindeln must now be sufficient be lubricated. This is preferably done on the toothed side with the lubricant that also lubricates the gears, mostly oil. By lubricating this storage with it is excellent Rotor bearing side also ideal for absorbing the axial forces, the arise during operation of the pump by the working pressure difference. The storage of this site is therefore usually the so-called "Fixed bearing" executed, which is also the important position in the longitudinal direction of the two spindle rotors clearly defines each other.

Die gegenüberliegende Rotorlagerseite muss damit nur noch die Radialkräfte aufnehmen und wird allgemein als "Loslager" bezeichnet. Aus Gründen der Geräuschminderung sowie der definierten Laufverhältnisse innerhalb des Wälzlagers erhält dieses Loslager üblicherweise eine Vorspannkraft in axialer Richtung.The opposite rotor bearing side must therefore only the Absorb radial forces and is generally called "floating bearing" designated. For the sake of noise reduction as well as the defined running conditions within the rolling bearing This floating bearing usually receives a biasing force in the axial direction.

Indem nun allgemein über die Festlagerung die axiale Positionierung beider Verdrängerspindeln zueinander exakt eingestellt wird, muss die Loslagerung in axialer Richtung eine gewisse Beweglichkeit aufweisen, um beispielsweise die bekannten Fertigungstoleranzen sowie unterschiedliche Temperatur-Ausdehnungen zwischen Spindelrotorpaar und umgebendem Pumpengehäuse als so genannte "Längenunterschiede" ausgleichen zu können.By doing now generally on the fixed bearing axial positioning both Verdrängspindeln adjusted to each other exactly is, the loose bearing in the axial direction must have a certain mobility, for example, the known manufacturing tolerances and different Temperature expansions between spindle rotor pair and surrounding Pump housing as so-called "differences in length" to be able to compensate.

Damit ergibt sich jedoch für die Loslagerung die besondere Aufgabenstellung, dass bei zuverlässiger radialer Abstützung noch zusätzlich eine Verschiebbarkeit in axialer Richtung erforderlich ist, um diese Längenunterschiede fortwährend sicher ausgleichen zu können. Indem diese Längenunterschiede zwischen kalter und warmer Maschine im Betrieb sowie innerhalb der Serienfertigung für die einzelnen Maschinen durch Fertigungstoleranzen erfahrungsgemäß ungleich groß sind, muss diese Beweglichkeit in axialer Richtung permanent zuverlässig gewährleistet sein, wobei diese Längenunterschiede üblicherweise nur im Zehntel-Millimeter-Bereich liegen.In order to However, the special task arises for the floating bearing, that with reliable radial support yet In addition, a displacement in the axial direction required is constantly sure about these differences in length to be able to compensate. By these differences in length between cold and warm machine in operation as well as within the Series production for the individual machines through manufacturing tolerances experience is unequal size, must this mobility in the axial direction permanently reliable be ensured, these differences in length usually only in tenths of a millimeter range.

Indem das Festlager auf der Verzahnungsseite vorzugsweise mit Ölschmierung ausgeführt wird und sich bei einer Vakuumpumpe günstigerweise auf der Gas auslassseite befindet, liegt folglich bei beidseitiger Rotorlagerung das Loslager auf der Saugseite der Pumpe. Für eine möglichst einfache Abdichtung wird die Loslagerung üblicherweise fettgeschmiert ausgeführt. Wegen der gewünscht hohen Rotordrehzahlen erfolgt die Wellenabdichtung zwischen Lagerung und Pumpenarbeitsraum berührungsfrei ähnlich zu den bekannten Spindelabdichtungen aus dem Werkzeugmaschinenbau. Dadurch kann dieses Loslager mit dem Fördermedium in Kontakt kommen, wodurch sich die Problematik der axialen Verschiebbarkeit noch verschärft, weil die meist auftretende Korrosion und Belagbildung genau diese ständige Verschiebbarkeit für alle Betriebszustände stark beeinträchtigt.By doing the fixed bearing on the toothed side preferably with oil lubrication is carried out and conveniently in a vacuum pump located on the gas outlet side, is therefore on both sides Rotor bearing the floating bearing on the suction side of the pump. For the simplest possible sealing is the loose storage usually greased. Because of the desired high rotor speeds is the shaft seal between storage and pump room contactless similar to the known spindle seals from the machine tool industry. As a result, this movable bearing in contact with the fluid come, which raises the problem of axial displacement aggravated, because the most common corrosion and Covering exactly this permanent displacement for all operating conditions severely impaired.

Nach dem Stand der Technik wird diese bekannte Loslager-Problematik zum Ausgleich der axialen Längenunterschiede beispielsweise über Zylinderrollenlager gelöst, indem der Innenring zum Außenring im Lager selbst verschiebbar ist. Allerdings haben Zylinderrollenlager nur eine eingeschränkte Eignung für höhere Drehzahlen. Jedoch wird genau diese Drehzahl-Erhöhung gemäß Schrift WO 01/57401 angestrebt, um bei gasfördernden Schraubenspindelpumpen eine erhöhte Leistungsdichte zu erreichen.According to the prior art, this known floating bearing problem is solved to compensate for the axial length differences, for example via cylindrical roller bearings by the inner ring to the outside enring in the camp itself is displaceable. However, cylindrical roller bearings have only limited suitability for higher speeds. However, exactly this speed increase according to scripture WO 01/57401 sought in order to achieve increased power density in gas-pumping screw pumps.

Dementsprechend hat ein namhafter Hersteller von Wälzlagern (Fa. FAG in Schweinfurt, Deutschland) zu dieser Loslager-Problematik für höhere Drehzahlen ein sogenanntes "Floating Displacement" Lager entwickelt, abgekürzt "FD"-Lager. Dieses Lager ist ähnlich einem Rillenkugellager, es fehlen jedoch am Lagerinnenring die Schmiegungsradien zu den Wälzkörper-Kugeln. Der Lagerinnenring ist damit zylindrisch glatt und kann sich gegenüber seinem Außenring in axialer Richtung verschieben, so dass die gewünschte Aufgabenstellung zum Längen-Ausgleich sicher geleistet wird. Zugleich erfüllt dieses FD-Lager die Eignung für höhere Drehzahlen. Allerdings ist die Tragfähigkeit wegen der geringeren Schmiegung reduziert und außerdem ist das Lager wegen der speziellen Werkstoffe wesentlich zu teuer. Diese Nachteile sind schwerwiegend.Accordingly has a well - known manufacturer of rolling bearings (FAG in Schweinfurt, Germany) to this floating problem for higher speeds a so-called "floating displacement" Developed bearing, abbreviated "FD" bearing. This camp is similar a deep groove ball bearing, but missing on the bearing inner ring the Schmiegungsradien to the rolling elements balls. The bearing inner ring is Cylindrical smooth and can be compared to his Move outer ring in the axial direction, so that the desired task for length compensation is safely done. At the same time fulfills this FD camp the suitability for higher speeds. Indeed the carrying capacity is reduced because of the lower osculation And besides, the warehouse is because of the special materials much too expensive. These disadvantages are serious.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für eine Schraubenspindelpumpe vorzugsweise mit einer Rotor-Innenkühlung entsprechend EP 1 108 143 eine Loslagerung für die beiden Spindelrotore so zu gestalten, dass die axiale Beweglichkeit zum Ausgleich der Längenunterschiede für alle Betriebszustände bei gleichzeitig hoher Drehzahl-Eignung und üblichen Tragfähig keitswerten stets sicher und zuverlässig sowie kostengünstig, einfach, kompakt und preiswert gewährleistet ist.The object of the present invention is, for a screw pump preferably with a rotor internal cooling accordingly EP 1 108 143 to make a floating bearing for the two spindle rotors so that the axial mobility to compensate for the differences in length for all operating conditions with high speed suitability and conventional load carrying capacity values always safe and reliable and cost-effective, simple, compact and inexpensive guaranteed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Innenring eines üblichen Wälzlagers mit gewünschter Drehzahl-Eignung und nötiger Tragfähigkeit fest auf eine Lagerbuchse gesetzt wird, die axial verschiebbar auf einem Ölfilm hydraulisch schwimmt, wobei dieser Ölfilm für den Schiebesitz zwischen Rotorwellenende und Buchse bei guter Zentrier-Führungslänge vorzugsweise von der Rotor-Innenkühlung mit Öl versorgt wird, und die Drehmoment-Mitnahme der Lagerbuchse zum Rotorwellenende form- oder reibschlüssig erfolgt, und ein O-Ring die Abdichtung zwischen Lagerbuchse und Spindelrotorwellenende übernimmt, und die gewünschte Lager-Anstellung durch eine Axialkraft erfolgt, die vorzugsweise per Feder zwischen Lagerbuchse und Rotorwellenende erzeugt wird.According to the invention This object is achieved in that the inner ring of a conventional rolling bearing with desired speed suitability and required load capacity firmly placed on a bearing bush, the axially displaceable on an oil film hydraulically floats, said oil film for the sliding seat between the rotor shaft end and socket good centering guide length preferably of the Rotor internal cooling is supplied with oil, and torque entrainment the bearing bush to the rotor shaft end form or frictionally engaged takes place, and an O-ring takes over the seal between bearing bush and spindle rotor shaft end, and the desired bearing employment by an axial force takes place, preferably by spring between bearing bush and rotor shaft end is produced.

Mit dieser Erfindung wird das geforderte Ausgleichen der Längenunterschiede für alle Betriebszustände hervorragend erreicht, denn die axiale Beweglichkeit wird über den sicheren Schiebesitz mit Ölfilm zwischen Lagerbuchse und Spindelrotorwellenende stets zuverlässig gewährleistet ohne kritischen Kontakt zum Fördermedium. Das Wälzlager selbst wird von der bekanntermaßen schwierigen Loslager-Aufgabe komplett befreit und kann optimal ausgeführt werden hinsichtlich Drehzahl-Eignung, Tragfähigkeit, Schmierung und Abdichtung. Indem der Ausgleich der Längenunterschiede zwischen Lagerbuchse und Spindelrotorwellenende erfolgt, ist die Position des Wälzlagers in axialer Richtung eindeutig festgelegt, so dass die Spaltweiten für die vorzugsweise berührungsfreie Wellenabdichtung optimal ausgeführt und eingestellt werden können. Günstigerweise können demzufolge beispielsweise die bekannten NILOS-Abdichtringe eingesetzt werden, die am Außen- und Innenring eine sichere axiale Verspannung benötigen. Die nötige Abdichtung zwischen Lagerbuchse und Spindelrotorwellenende erfolgt vorzugsweise über einen einfachen Rundschnur-Ring, kurz O-Ring genannt.With This invention provides the required compensation for the differences in length excellently achieved for all operating conditions, because the axial mobility is on the safe sliding seat with oil film between bearing bush and spindle rotor shaft end always reliably guaranteed without critical Contact to the pumped medium. The rolling bearing itself is from the known difficult movable bearing task completely freed and can be optimally executed in terms of Speed suitability, carrying capacity, lubrication and sealing. By compensating the differences in length between bearing bush and spindle rotor shaft end, is the position of the rolling bearing clearly defined in the axial direction, so that the gap widths for the preferably non-contact shaft seal can be optimally executed and adjusted. Conveniently, accordingly, for example the well-known NILOS sealing rings are used, which are and inner ring need a secure axial clamping. The necessary seal between bearing bush and spindle rotor shaft end preferably takes place via a simple round cord ring, short called O-ring.

Die erforderliche Drehmoment-Übertragung zwischen Lagerbuchse und Rotorwellenende geschieht beispielsweise formschlüssig über Längsstifte oder reib schlüssig beispielsweise über die bekannten Star-Toleranzringe, die federnd zwischen Buchse und Wellenende das Drehmoment übertragen.The required torque transmission between bearing bush and rotor shaft end happens, for example, form-fitting over Longitudinal pins or friction conclusive for example the well-known star tolerance rings, the spring between socket and Shaft end transmit the torque.

Der Ölfilm zwischen der Lagerbuchse und dem Spindelrotorwellenende ergibt im Betrieb nicht nur eine hervorragende Verschiebbarkeit in axialer Richtung sondern auch noch eine gute Dämpfung für die Lagerung. Die sichere Versorgung für diesen Ölfilm wird beispielsweise über die innere Rotorkühlung gemäß der Schrift EP 1 108 143 garantiert, indem die Kühlbohrung vorzugsweise durch den gesamten Rotor verläuft.The oil film between the bearing bush and the spindle rotor shaft end results in operation not only excellent displacement in the axial direction but also good damping for storage. The safe supply for this oil film is, for example, via the inner rotor cooling according to the Scriptures EP 1 108 143 guaranteed by the cooling hole preferably passes through the entire rotor.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Schnitt durch die gesamte Schraubenspindelpumpe. Das gegensinnig rotierende Schraubenspindelrotorpaar (1) dreht in einem Pumpengehäuse (2) mit einem Gas-Einlass (3) sowie einem Gas-Auslass (4). Angetrieben wird dieses Schraubenspindelrotorpaar (1) von einem Kronen-/Kegelrad-Antrieb (5) auf der Kronen-/Kegelrad-Antriebswelle (6) mit einem Standard-/Normmotor, der hier nicht näher dargestellt ist. Jeder Spindelrotor hat gemäß Schutzschrift EP 1 108 143 als Rotor-Innenkühlung eine zentrische Kühlöl-Bohrung (7), in der das Kühlmittel (meist Öl) vorzugsweise über ein Innenrohr (8) eingebracht wird, wo es über Kühlmittel-Austrittsbohrungen (9) das Innenrohr (8) verlässt und über die konische Kühlöl-Bohrung (7) zur Abführung der Verdichtungswärme wieder in Richtung Getriebeseite zurückströmt. Auf der Getriebeseite befindet sich die ölgeschmierte Fest-Lagerung (10) für jeden Spindelrotor. Das rotorfeste Zahnrad (11) des Kronen-/Kegelrad-Antriebs (5) sichert günstigerweise die Rotorfestlagerung (10) auf dem Spindelrotorwellenende in axialer Richtung, indem das Rotorzahnrad (11) vorzugsweise mit dem Innenrohr (8) fest verbunden wird, beispielsweise überein Einschraub-Gewinde. Um nun die gewünschte Axialkraft zur axialen Positionssicherung von Rotorzahnrad (11) und Festlagerung (10) zuverlässig zu erzeugen, wird nun das Innenrohr (8) auf seiner anderen Seite von einem Verbindungsstück (12) axial gehalten, wozu jeder Spindelrotor in Verlängerung der Kühlöl-Bohrung (7) komplett durchgebohrt wird, was in 2 genauer dargestellt ist. Für jeden Spindelrotor befindet sich Einlass-seitig die Los-Lagerung (13), die in einem Lagerträger (14) gehalten wird, der am Pumpen-Gehäuse (2) befestigt ist. Auch diese Ausführung ist in 2 detailliert dargestellt, um die Erfindung zu erläutern. 1 shows an exemplary embodiment of the present invention with a section through the entire screw pump. The oppositely rotating screw spindle rotor pair ( 1 ) rotates in a pump housing ( 2 ) with a gas inlet ( 3 ) and a gas outlet ( 4 ). This screw spindle rotor pair ( 1 ) from a crown / bevel gear drive ( 5 ) on the crown / bevel gear drive shaft ( 6 ) with a standard / standard motor, which is not shown here. Each spindle rotor has according to protection EP 1 108 143 as rotor internal cooling a centric cooling oil bore ( 7 ), in which the coolant (usually oil) preferably via an inner tube ( 8th ) is introduced, where it via coolant outlet holes ( 9 ) the inner tube ( 8th ) leaves and over the conical cooling oil bore ( 7 ) flows back towards the transmission side to dissipate the heat of compression. On the transmission side is the oil-lubricated fixed bearing ( 10 ) for each spindle rotor. The rotor-proof gear ( 11 ) of the crown / bevel gear drive ( 5 ) conveniently secures the rotor fixed bearing ( 10 ) on the spindle rotor shaft end in the axial direction, by the rotor gear ( 11 ) preferably with the inner tube ( 8th ) is firmly connected, for example, a screw-in thread. In order now to the desired axial force for the axial position assurance of rotor gear ( 11 ) and fixed storage ( 10 ) reliably, the inner tube ( 8th ) on its other side from a connector ( 12 ) held axially, including each spindle rotor in extension of the cooling oil hole ( 7 ) is completely drilled through what is in 2 is shown in more detail. For each spindle rotor is on the inlet side the lot storage ( 13 ) stored in a bearing carrier ( 14 ) held on the pump housing ( 2 ) is attached. Also this version is in 2 shown in detail to illustrate the invention.

2 zeigt beispielhaft eine Ausführung der Los-Lagerung zur vorliegenden Erfindung mit einer Schnitt-Darstellung durch einen Spindelrotor (1) in dem umgebenden Pumpengehäuse (2). Das Innenrohr (8) der zentrischen Kühlöl-Bohrung (7) zur Rotor-Innenkühlung gemäß Schutzschrift EP 1 108 143 wird über das Verbindungsstück (12) zentrisch von einer herkömmlichen Schraube (15) gehalten, die von der bis zur Einlass-Spindelrotorseite durchgehenden zentrischen Bohrung angezogen wird und die axiale Kraft zur Fixierung der Festlagerung gemäß 1 aufbringt. Mit dieser durchgehenden Bohrung wird nicht nur die Herstellung der zentrischen Kühlbohrung sondern auch die gewünschte axiale Fixierung für das Festlager-seitige Rotorzahnrad erleichtert. Indem diese Schraube (15) erfindungsgemäß nicht abgedichtet wird, gelangt sowohl die Druckdifferenz des Pumpen-Fördermediums zwischen Gas-Einlass und Gas-Auslass als auch das Schmier- und Kühlmedium, meist Öl, unter die Lagerbuchse (16) der Los-Lagerung (13) für den Spindelrotor (1) auf der Einlassseite. Erfindungsgemäß kann nun die Lagerbuche (16) auf dem Spindelrotor-Wellenende (20) des Spindelrotors (1) sich in axialer Richtung zum Ausgleich von Fertigungs-Toleranzen sowie Dehnungs-Differenzen bewegen. Diese axiale Beweglichkeit wird gezielt unterstützt, indem das Schmier-/Kühlmittel zur Rotor-Innenkühlung bis zur Lagerbuchse (16) durchtritt und sich somit zwischen dem Spindelrotorwellende (20) und der Lagerbuchse (16) gezielt ein Schmier- und Gleitfilm aufbaut, der diese axiale Beweglichkeit unterstützt und zudem vorteilhafterweise auch dämpfende Eigenschaften besitzt. Zur Verbesserung des Schmier-/Kühlmittel-Durchtrittes können beispielsweise zusätzlich noch Durchgangsbohrungen (22) in dem Verbindungsstück (12) und Verbindungs-Bohrungen (21) im Spindelrotorwellenende gefertigt werden, die das Schmier-/Kühlmittel vom Grund der zentrischen Kühlöl-Bohrung (7) bis zur Lagerbuchse (16) direkt durchtreten lassen. Zur erforderlichen Drehmoment-Übertragung zwischen Spindelrotorwellenende (20) und Lagerbuchse (16) werden beispielsweise Längsstifte (23) eingesetzt. 2 shows an example of an embodiment of the loose-storage of the present invention with a sectional view through a spindle rotor ( 1 ) in the surrounding pump housing ( 2 ). The inner tube ( 8th ) of the centric cooling oil bore ( 7 ) to the rotor internal cooling according to protection EP 1 108 143 is via the connector ( 12 ) centric of a conventional screw ( 15 ), which is attracted by the continuous up to the inlet spindle rotor side center hole and the axial force for fixing the fixed bearing according to 1 applies. With this through hole not only the production of the central cooling hole but also the desired axial fixation for the fixed bearing side rotor gear is facilitated. By this screw ( 15 ) is not sealed according to the invention, passes both the pressure difference of the pumped pumping medium between the gas inlet and gas outlet and the lubricating and cooling medium, usually oil, under the bearing bush ( 16 ) lot-storage ( 13 ) for the spindle rotor ( 1 ) on the inlet side. According to the invention, the bearing bush ( 16 ) on the spindle rotor shaft end ( 20 ) of the spindle rotor ( 1 ) move in the axial direction to compensate for manufacturing tolerances and expansion differences. This axial mobility is specifically supported by the lubricant / coolant for internal rotor cooling to the bearing bush ( 16 ) and thus between the spindle rotor shaft end ( 20 ) and the bearing bush ( 16 ) specifically builds up a lubricating and sliding film that supports this axial mobility and also advantageously also has damping properties. To improve the lubricant / coolant passage, for example, through holes ( 22 ) in the connector ( 12 ) and connection holes ( 21 ) are manufactured in the spindle rotor shaft end, the lubricant / coolant from the bottom of the central cooling oil hole ( 7 ) to the bushing ( 16 ) let pass directly. For the required torque transmission between spindle rotor shaft end ( 20 ) and bushing ( 16 ), for example, longitudinal pins ( 23 ) used.

Um definierte Laufverhältnisse in der Los-Lagerung zu erzeugen, wird zur Aufbringung der nötigen axialen Verspannung des Loslagers vorzugsweise im Boden der Lagerbuchse (16) eine in axialer Richtung wirkende Feder (19), vorzugsweise als Wellfeder (aber auch Tellerfeder), eingesetzt. Diese Feder (19) stützt sich am Spindelrotorwellenende (20) und am Grund der Lagerbuchse (16) ab und erzeugt somit ständig die gewünschte axiale Vorspannkraft für die Loslagerung (13). Die Lagerbuchse (16) wird über den Rundschnurring (17), auch einfach als "O-Ring" bezeichnet, zum Spindelrotorwellenende abgedichtet, so dass die Beweglichkeit in axialer Richtung für die Lagerbuchse (16) nicht beeinträchtigt wird, gleichzeitig aber auch gewisse Dämpfungseigenschaften ergibt.In order to generate defined running conditions in the loose bearing, the necessary axial clamping of the movable bearing is preferably applied in the bottom of the bearing bush (FIG. 16 ) an axially acting spring ( 19 ), preferably as a corrugated spring (but also plate spring) used. This spring ( 19 ) is supported on the spindle rotor shaft end ( 20 ) and at the bottom of the bearing bush ( 16 ) and thus constantly generates the desired axial preload force for the floating bearing ( 13 ). The bushing ( 16 ) is over the O-ring ( 17 ), also referred to simply as "O-ring" sealed to the spindle rotor shaft end, so that the mobility in the axial direction for the bearing bush ( 16 ) is not impaired, but at the same time also gives some damping properties.

Der Lager-Innenring der Los-Lagerung (13) kann nun mit fester Passung auf der Lagerbuchse (16) gegen einen Absatz auf dieser Lagerbuchse festgesetzt werden. Durch die Wirkrichtung der Feder (19) wird das Los-Lager in seiner Position fortan weiter gehalten.The bearing inner ring of the lot storage ( 13 ) can now be fixed on the bearing bush ( 16 ) against a shoulder on this bushing. By the effective direction of the spring ( 19 ), the loose stock is kept in position from then on.

Der Lager-Außenring der Los-Lagerung (13) wird in dem Lagerträger (14) in axialer Richtung fest verspannt und definiert gehalten, indem der Lagerdeckel (18) den Lager-Außenring der Los-Lagerung (13) gegen einen Absatz des Lagerträgers (14) drückt. Damit ist die Position des Los-Lagers (13) eindeutig fixiert und die nötige Aufgabe des axialen Ausgleiches wird durch die axiale Beweglichkeit der Lagerbuchse (16) auf dem Spindelrotorwellenende (20) gewährleistet.The bearing outer ring of the lot storage ( 13 ) is in the bearing carrier ( 14 ) in the axial direction firmly held and defined by the bearing cap ( 18 ) the bearing outer ring of the lot storage ( 13 ) against a shoulder of the bearing carrier ( 14 ) presses. This is the location of the lot warehouse ( 13 ) clearly fixed and the necessary task of the axial compensation is due to the axial mobility of the bearing bush ( 16 ) on the spindle rotor shaft end ( 20 ) guaranteed.

Bypass-Bohrungen (24) sorgen dafür, dass bei unterschiedlichen Drücken die Einlass-seitigen Leerräume nicht über die Los-Lagerung abgesaugt werden. Dadurch wird vermieden, dass der Schmierstoff aus dem Los-Lager mitgerissen wird.Bypass holes ( 24 ) ensure that at different pressures, the inlet-side voids are not sucked off the lot storage. This avoids that the lubricant is entrained from the lot bearing.

Damit besteht die erfindungsgemäße Los-Lagerung als kompakte Einheit aus folgenden Kern-Elementen:

  • – Lagerbuchse (16)
  • – Los-Lagerung (13), beispielsweise als klassisch-einfaches Rillenkugellager
  • – Lagerträger (14)
  • – Lagerdeckel (19)
Thus, the inventive loose storage consists of a compact unit of the following core elements:
  • - bearing bush ( 16 )
  • - lot storage ( 13 ), for example as a classic simple deep groove ball bearing
  • - bearing carrier ( 14 )
  • - bearing cover ( 19 )

Für einen günstigen und schnellen Service kann diese gesamte Los-Lager-Einheit schnell und einfach gewechselt werden. Durch simples Lösen des Lagerdeckels (19) ist eine günstige Inspektion zum Lagerzustand möglich.For a cheap and fast service, this entire lot-storage unit can be changed quickly and easily. By simply loosening the bearing cap ( 19 ) is a cheap inspection to the storage condition possible.

3 zeigt beispielhaft im Stirnschnitt zu der Darstellung gemäß 2 erfindungsgemäß die Los-Lagerung (13) auf der Lagerbuchse (16), die auf dem Spindelrotorwellenende (20) sitzt, wobei über zwei Längsstifte (23) die notwen dige Drehmoment-Übertragung zwischen Lagerbuchse (16) und über Verbindungsbohrungen (21) der Durchtritt des Schmier-/Kühlmittels von der Rotorinnenkühlung unter die axial-bewegliche Lagerbuchse (16) erfolgt. Zur Vermeidung von Unwuchten werden die Längsstifte und die Verbindungsbohrungen so angeordnet, dass der Massenausgleich günstig erreicht wird, d. h. beispielsweise gegenüberliegend bei jeweils paarweiser Anordnung. 3 shows by way of example in the end section to the illustration according to 2 According to the invention, the batch storage ( 13 ) on the bearing bush ( 16 ) located on the spindle rotor shaft end ( 20 ), being over two longitudinal pins ( 23 ) the neces-ended torque transmission between bearing bush ( 16 ) and via connecting bores ( 21 ) the passage of the lubricant / coolant from the internal rotor cooling under the axially movable bearing bush ( 16 ) he follows. To avoid imbalances, the longitudinal pins and the connecting holes are arranged so that the mass balance is achieved low, ie, for example, opposite to each other in pairs.

4 zeigt beispielhaft eine etwas andere Ausführung der Los-Lagerung zur vorliegenden Erfindung. Wie zuvor bereits beschrieben, sitzt auch hier das Los-Lager (13) erfindungsgemäß fest auf der Lagerbuchse (16), die auf dem Spindelrotorwellenende (20) in axialer Richtung beweglich ist. Zur notwendigen Drehmoment-Übertragung sind statt Längsstifte jedoch herkömmliche Toleranzringe (25) eingesetzt, die in Umfangsrichtung als einfache Feder wirkend das Drehmoment übertragen und zugleich noch Bewegungen in axialer Richtung zulassen. Die notwendige Zentrierung der Lagerbuchse zum Spindelrotorwellenende (20) erfolgt beidseitig vom Toleranzring durch entsprechende Passungswahl in der Aufnahme-Bohrung zwischen Lagerbuchse und Spindelrotorwellenende. 4 shows by way of example a slightly different embodiment of the batch storage to the present invention. As already described above, here too the lot camp ( 13 ) According to the invention firmly on the bearing bush ( 16 ) located on the spindle rotor shaft end ( 20 ) is movable in the axial direction. However, instead of longitudinal pins, conventional tolerance rings ( 25 ) used in the circumferential direction acting as a simple spring transmit the torque and at the same time still allow movements in the axial direction. The necessary centering of the bearing bush to the spindle rotor shaft end ( 20 ) takes place on both sides of the tolerance ring by appropriate choice of fit in the receiving bore between bearing bush and spindle rotor shaft end.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich auf jeder Seite des Loslagers geeignete Dichtungselemente (26) unterzubringen, die das Lager bestmöglich vor Verschmutzung schützen. Beispielhaft seien hier die bekannten NILOS-Ringe genannt, die eine gute Abschirmung des Lagers gegen äußeren Schmutz darstellen. Als Funktionsbedingung wird bei diesen Dichtringen dabei jedoch vorausgesetzt, dass die Innen- und Außenringe dieser Dichtung zueinander exakt positioniert werden, also sicher geklemmt werden müssen, weil eine axiale Beweglichkeit nur in äußerst geringem Ausmaß zulässig ist. Dazu wird nun der Innenring des Loslagers (13) auf der Lagerbuchse (16) über eine Wellenmutter (27) in axialer Richtung zusammen mit dem Dichtungselement (26) am Innenring fest angezogen und definiert positioniert. Ebenso wird der Außenring des Loslagers (13) zusammen mit dem Dichtungselement (26) am äußeren Durchmesser über den Lagerdeckel (18) fest angezogen und ebenfalls definiert positioniert, so dass die Los-Lagerung gut gegen Verschmutzung geschützt ist. Die Bypass-Bohrungen (24) sind unentbehrlich, um bei unterschiedlichen Druckwerten den Gasstrom aus den Leerräumen derart zu ermöglichen, dass praktisch kein Gasstrom durch die Los-Lagerung (13) geht.With the present invention, it is now possible on each side of the movable bearing suitable sealing elements ( 26 ), which best protect the bearing from contamination. As an example, the known NILOS rings may be mentioned here, which represent a good shielding of the bearing against external dirt. As a functional condition in this case, however, it is assumed that the inner and outer rings of this seal are accurately positioned relative to each other, so must be securely clamped, because an axial mobility is permitted only to a very small extent. For this purpose, the inner ring of the movable bearing ( 13 ) on the bearing bush ( 16 ) via a shaft nut ( 27 ) in the axial direction together with the sealing element ( 26 ) tightened on the inner ring and positioned defined. Likewise, the outer ring of the movable bearing ( 13 ) together with the sealing element ( 26 ) at the outer diameter over the bearing cap ( 18 ) and also defined, so that the lot storage is well protected against contamination. The bypass holes ( 24 ) are indispensable to allow at different pressures, the gas flow from the voids so that virtually no gas stream through the lot storage ( 13 ) goes.

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Claims (13)

Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe zur Förderung und Verdichtung von Gasen mit einem Schraubenspindelrotorpaar (1) in einem Pumpengehäuse (2) mit einem Gas-Einlass (3) und einem Kronen- oder Kegelrad-Getriebe (5) mit einem rotorfesten Zahnrad (11) auf der Seite der Fest-Lagerung (10) für jeden beidseitig gelagerten Spindelrotor mit einer Rotor-Innenkühlung über eine zentrische Kühlöl-Bohrung (7) mit Innenrohr (8) und einer Los-Lagerung (13) auf der Gaseinlass-Seite dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring dieser Los-Lagerung (13) fest auf einer Laufbuchse (16) sitzt, die topfförmig geschlossen auf dem Gaseinlass-seitigen Spindelrotorwellenende (20) in axialer Richtung verschiebbar auf einem Ölfilm sitzt, der von der durchgehenden zentrischen Kühlöl-Bohrung (7) stammt, und mit einem Dichtring (17) zwischen der Laufbuchse (16) und dem Spindelrotorwellenende (20) abgedichtet wird.Bearing for a screw pump for conveying and compressing gases with a screw spindle rotor pair ( 1 ) in a pump housing ( 2 ) with a gas inlet ( 3 ) and a crown or bevel gear ( 5 ) with a rotor-fixed gear ( 11 ) on the side of the solid storage ( 10 ) for each spindle rotor mounted on both sides with a rotor internal cooling via a central cooling oil bore ( 7 ) with inner tube ( 8th ) and a lot storage ( 13 ) on the gas inlet side characterized in that the bearing inner ring of this lot storage ( 13 ) firmly on a liner ( 16 ), the cup-shaped closed on the gas inlet side spindle rotor shaft end ( 20 ) is slidably seated in the axial direction on an oil film, of the continuous central cooling oil bore ( 7 ), and with a sealing ring ( 17 ) between the liner ( 16 ) and the spindle rotor shaft end ( 20 ) is sealed. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment-Übertragung zwischen Laufbuchse (16) und Einlassseitigem Spindelrotorwellenende (20) formschlüssig erfolgt, vorzugsweise per Längsstift (23) mit axialer Beweglichkeit als Schiebesitz.Bearing for a screw pump according to claim 1, characterized in that the torque transmission between bushing ( 16 ) and inlet side spindle rotor shaft end ( 20 ) takes place positively, preferably by longitudinal pin ( 23 ) with axial mobility as a sliding seat. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment-Übertragung zwischen Laufbuchse (16) und Einlassseitigem Spindelrotorwellenende (20) reibschlüssig erfolgt, vorzugsweise per Toleranzring (25) federnd in Umfangsrichtung mit axialer Beweglichkeit als Schiebesitz.Bearing for a screw pump according to claim 1, characterized in that the torque transmission between bushing ( 16 ) and inlet side spindle rotor shaft end ( 20 ) frictionally engaged, preferably by tolerance ring ( 25 ) resilient in the circumferential direction with axial mobility as a sliding seat. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in axialer Richtung wirkende Druck-Feder (19), vorzugsweise als bekannte Weltfeder, zwischen Lagerbuchse (16) und Spindelrotorwellenende (20) eine axiale Vorspannung für die Los-Lagerung (13) erzeugt.Bearing for a screw pump according to claim 1, characterized in that a force acting in the axial direction of the pressure spring ( 19 ), preferably as a known world spring, between bearing bush ( 16 ) and spindle rotor shaft end ( 20 ) an axial preload for the loose storage ( 13 ) generated. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Los-Lagerung (13) mit Lebensdauer-Fettschmierung ausgeführt ist.Storage for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the lot storage ( 13 ) with lifetime grease lubrication. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Los-Lagerung (13) mit Keramik-Kugeln als Wälzkörper ausgeführt ist.Storage for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the lot storage ( 13 ) is executed with ceramic balls as rolling elements. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass über Verbindungsbohrungen (21) im Spindelrotorwellenende (20) von der zentrischen Rotor-Bohrung (7) Öl unter die Lagerbuchse (16) der Los-Lagerung (13) gelangt.Bearing for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that via connecting bores ( 21 ) in the spindle rotor shaft end ( 20 ) from the centric rotor bore ( 7 ) Oil under the bearing bush ( 16 ) lot-storage ( 13 ). Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass mit einer zentrischen Schraube (15) in der durchgehenden zentrischen Bohrung (7) über das Innenrohr (8) die axiale Verspannung zum Festlager (10) über das rotorfeste Zahnrad (11) erfolgt.Bearing for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that with a central screw ( 15 ) in the continuous central bore ( 7 ) over the inner tube ( 8th ) the axial tension to the fixed bearing ( 10 ) via the rotor-fixed gear ( 11 ) he follows. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Los-Lagerung (13) am Außen-Durchmesser in einem Lagerträger (14) sitzt.Storage for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the lot storage ( 13 ) at the outer diameter in a bearing carrier ( 14 ) sits. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring der Los-Lagerung (13) von einem Lagerdeckel (18) in axialer Richtung geklemmt und gehalten wird.Bearing for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing outer ring of the loose bearing ( 13 ) from a bearing cap ( 18 ) is clamped and held in the axial direction. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring der Los-Lagerung (13) von einer Wellenmutter (27) auf der Lagerbuchse (16) in axialer Richtung geklemmt und festgehalten wird.Bearing for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing inner ring of the loose bearing ( 13 ) from a shaft nut ( 27 ) on the bearing bush ( 16 ) is clamped in the axial direction and held. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Seite der Los-Lagerung (13) zusätzlich Dichtelemente (26), wie die bekanten NILOS-Ringe, eingesetzt werden, die in axialer Richtung fest mit den Lagerringen der Los-Lagerung (13) geklemmt und positioniert werden.Bearing for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that on at least one side of the lot storage ( 13 ) additionally sealing elements ( 26 ), as the known NILOS rings, are used, which are fixed in the axial direction with the bearing rings of the loose bearing ( 13 ) are clamped and positioned. Lagerung für eine Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bypass-Bohrungen (24) derart um die Los-Lagerung (13) angeordnet sind, dass bei Druckunterschieden kein Gasstrom durch die Los-Lagerung (13) geht.Bearing for a screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of bypass bores ( 24 ) in such a way to lot-storage ( 13 ) are arranged so that no differences in pressure between gas flow through the lot storage ( 13 ) goes.
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