DE102014225136A1

DE102014225136A1 - Transmission compressor, arrangement with a drive and a gear compressor

Info

Publication number: DE102014225136A1
Application number: DE102014225136.2A
Authority: DE
Inventors: Jan Weule
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-06-09
Also published as: WO2016091495A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Getriebeverdichter (GTC) umfassend – ein Getriebegehäuse (GC) – eine Antriebswelle (DS) – mehrere Radialfluidenergiemaschinen, mindestens eine erste Radialfluidenergiemaschine (CO1), mit einer ersten Ritzelwelle (PCO1), und eine zweite Radialfluidenergiemaschine (CO2) mit einer zweiten Ritzelwelle (PCO2), – ein Getriebe (GR) umfassend ein Großrad (BW), wobei das Großrad (BW) und die Antriebswelle (DS) eine gemeinsame erste Drehachse (X1) aufweisen, wobei eine Außenverzahnung (OTBW) des Großrades (BW) direkt oder indirekt die erste Ritzelwelle (PCO1) und die zweite Ritzelwelle (PCO2) antreibt. Zur Einsparung von Kosten und Raumbedarf wird vorgeschlagen, dass die Antriebswelle (DS) fest mit einem Sonnenrad (SW) eines Planentengetriebes (EPG) verbunden ist und mittels Planetenrädern (PW) des Planentengetriebes (EPG) das Großrad (BW) antreibt, wobei das Großrad (BW) als Hohlrad des Planentengetriebes (EPG) ausgebildet ist und mit einer Innenverzahnung (ITBW) mit den Planentenrädern (PW) kämmt und von den Planetenrädern (PW) angetrieben ist.The invention relates to a transmission compressor (GTC) comprising - a transmission housing (GC) - a drive shaft (DS) - a plurality of radial fluid energy machines, at least a first radial fluid energy machine (CO1) with a first pinion shaft (PCO1), and a second radial fluid energy machine (CO2) with a second pinion shaft (PCO2), - a transmission (GR) comprising a large wheel (BW), wherein the large wheel (BW) and the drive shaft (DS) have a common first axis of rotation (X1), wherein an external toothing (OTBW) of the large wheel (BW ) directly or indirectly drives the first pinion shaft (PCO1) and the second pinion shaft (PCO2). To save costs and space, it is proposed that the drive shaft (DS) is fixedly connected to a sun gear (SW) of a planetary gear (EPG) and planetary gears (PW) of the planetary gearbox (EPG) drives the large wheel (BW), wherein the large wheel (BW) is designed as a ring gear of the planetary gear (EPG) and with an internal toothing (ITBW) with the planetary gears (PW) meshes and is driven by the planetary gears (PW).

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebeverdichter umfassend

– ein Getriebegehäuse
– eine Antriebswelle
– mehrere Radialfluidenergiemaschinen, mindestens eine erste Radialfluidenergiemaschine, mit einer ersten Ritzelwelle, und eine zweite Radialfluidenergiemaschine mit einer zweiten Ritzelwelle,
– ein Getriebe umfassend ein Großrad, wobei das Großrad und die Antriebswelle eine gemeinsame erste Drehachse aufweisen, wobei eine Außenverzahnung des Großrades direkt oder indirekt die erste Ritzelwelle und die zweite Ritzelwelle antreibt.

The invention relates to a transmission compressor comprising

- A transmission housing
- a drive shaft
A plurality of radial fluid energy machines, at least one first radial fluid energy machine, with a first pinion shaft, and a second radial fluid energy machine with a second pinion shaft,
- A transmission comprising a large gear, wherein the large gear and the drive shaft having a common first axis of rotation, wherein an outer toothing of the large gear directly or indirectly drives the first pinion shaft and the second pinion shaft.

Daneben betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einem Getriebeverdichter. In addition, the invention relates to an arrangement with a gear compressor.

Getriebeverdichter bzw. Anordnungen der eingangs genannten Art sind bereits aus der WO 2012/104153 A1 oder der EP 1 067 291 B1 bekannt. Gear compressor or arrangements of the type mentioned are already out of the WO 2012/104153 A1 or the EP 1 067 291 B1 known.

In der Folge wird hinsichtlich der Radialfluidenergiemaschinen häufig synonym der Begriff Radialverdichter verwendet. Der Fachmann weiß hierbei, dass es sich statt um einen Verdichter auch um einen Expander handeln kann – diese Vereinfachung dient hier nur der besseren Lesbarkeit. Die Zusammenhänge, in denen der Gebrauch des Begriffs Radialverdichter tatsächlich auf einen Verdichter einschränkend gemeint ist, sind daran erkennbar, dass der vorgestellte Sachverhalt ansonsten nicht sinnvoll wäre. As a result, the term radial compressor is often used interchangeably with regard to the radial fluid energy machines. The person skilled in the art knows here that it can also be an expander instead of a compressor - this simplification is used here only for better readability. The relationships in which the use of the term centrifugal compressor is actually meant to be restrictive to a compressor can be seen from the fact that the presented situation otherwise would not make sense.

Insbesondere im Bereich der Luftzerlegung kommen derartige Radialverdichter mit integriertem Getriebe seit ca. 60 Jahren zum Einsatz. Derartige Getriebeverdichter sind mit als Radialturboverdichter ausgebildeten Fluidenergiemaschinen ausgerüstet und besitzen Mehrwellengetriebe, von denen in der Regel eine Antriebswelle aus dem Getriebekasten bzw. Getriebegehäuse herausgeführt ist, um an einen Antrieb angeschlossen zu werden. Im Inneren des Getriebegehäuses trägt diese Antriebswelle in der Regel ein sog. Großrad, das im Eingriff mit verschiedenen Ritzelwellen steht. Die Ritzelwellen sind radial um das Großrad herum angeordnet und ragen in der Regel mit mindestens einem Wellenende, bevorzugt mit beiden Wellenenden aus dem Getriebegehäuse heraus, damit einzelne Radialverdichter von diesen Ritzelwellen angetrieben werden können. Diese Radialverdichter sind meist einstufig, höchstens zweistufig. An dem Getriebegehäuse befindet sich jeweils im Bereich der Radialverdichter ein Radialverdichtergehäuse. Dieses Radialverdichtergehäuse kann zusätzlich oder ausschließlich an dem Getriebegehäuse angebracht sein, muss es aber nicht. Bei sehr schweren Gehäusen der angeschlossenen Radialturbofluidenergiemaschinen kann das Gehäuse der Fluidenergiemaschine auch eine eigene Abstützung an einem Fundament aufweisen. Especially in the field of air separation, such radial compressors with integrated gearbox have been used for about 60 years. Such transmission compressors are equipped with designed as Radialturboverdichter fluid energy machines and have multi-shaft gear, of which, as a rule, a drive shaft is led out of the gearbox or gear housing to be connected to a drive. Inside the gear housing, this drive shaft usually carries a so-called. Large gear, which is in engagement with different pinion shafts. The pinion shafts are arranged radially around the large gear and usually protrude with at least one shaft end, preferably with both shaft ends out of the transmission housing, so that individual centrifugal compressors can be driven by these pinion shafts. These centrifugal compressors are usually one-stage, at most two-stage. At the transmission housing is located in the radial compressor in each case a radial compressor housing. This radial compressor housing may be additionally or exclusively attached to the transmission housing, but need not. In very heavy housings of the connected radial turbofan energy machines, the housing of the fluid energy machine may also have its own support on a foundation.

Häufig sind um das Großrad herum zwei bis drei Ritzelwellen angeordnet, so dass der Getriebeverdichter über bis zu acht oder zehn einzelne Verdichtergehäuse verfügt. Dies bedeutet den Betrieb von bis zu zehn Verdichterlaufrädern in Radialbauweise. Das Großrad des Getriebeverdichters dient in diesem Zusammenhang nicht nur der Drehzahlwandlung zwischen der Antriebswelle und den Ritzelwellen auf eine höhere Drehzahl sondern auch der Gewährleistung eines hinreichenden radialen Abstandes zwischen den Ritzelwellen der verschiedenen an dem Getriebegehäuse angeordneten Verdichter. Often, two to three pinion shafts are arranged around the large gear, so that the gear compressor has up to eight or ten individual compressor housing. This means the operation of up to ten compressor impellers in radial construction. The large gear of the gear compressor is used in this context, not only the speed conversion between the drive shaft and the pinion shafts to a higher speed but also to ensure a sufficient radial distance between the pinion shafts of the various arranged on the transmission housing compressor.

Die zu dem Antrieb des Getriebeverdichters benutzten Antriebsmaschinen weisen häufig eine andere Drehzahl auf als von dem Getriebeturboverdichter benötigt. Daher ist es oft notwendig, ein Getriebe zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebeverdichter vorzusehen. Dieses Getriebe ist nicht nur raumgreifend sondern verursacht zusätzliche Kosten und zusätzlichen Wartungsaufwand. The drive machines used to drive the gear compressor often have a different speed than that required by the gear turbo compressor. Therefore, it is often necessary to provide a transmission between the engine and the transmission compressor. This gearbox is not only space consuming but causes additional costs and additional maintenance.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Raumbedarf und die Kosten für ein Getriebeverdichter bzw. eine Anordnung aus einem Antrieb und einem Getriebeverdichter zu reduzieren. The invention has set itself the task of reducing the space requirements and the cost of a gear compressor or an arrangement of a drive and a gear compressor.

Hierzu wird ein Getriebeverdichter der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Weiterhin wird eine Anordnung mit einem Getriebeverdichter gemäß dem abhängigen Anspruch vorgeschlagen. Die rückbezogenen Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. For this purpose, a transmission compressor of the type defined is proposed with the additional features of the characterizing part of claim 1. Furthermore, an arrangement with a transmission compressor according to the dependent claim is proposed. The dependent claims include advantageous developments of the invention.

Der erfindungsgemäße Getriebeverdichter kann mit – anderen Worte – auch derart charakterisiert werden, dass bei einem gattungsgemäßen Getriebeverdichter in das Großrad ein Planetengetriebe integriert ist, welches kinematisch die Antriebswelle an das Großrad ankoppelt. Die Funktion eines externen Getriebes, das den Einsatz eines herkömmlichen Getriebeverdichters auf unterschiedliche Antriebsmaschinendrehzahlen anpasst ist daher in den Getriebeverdichter integriert worden, so dass der Einsatz des Getriebeverdichters selbst flexibilisiert wurde. The transmission compressor according to the invention can be characterized with other words - in such a way that in a generic gear compressor in the large gear planetary gear is integrated, which kinematically couples the drive shaft to the large gear. The function of an external transmission, which adapts the use of a conventional gear compressor to different engine speeds has therefore been integrated into the transmission compressor, so that the use of the transmission compressor itself has been made more flexible.

Der erfindungsgemäße Getriebeverdichter umfasst Anordnungen der eingangs definierten Art, bei denen Ritzelwellen als Radialfluidenergiemaschinen vorgesehen sind. Diese Radialfluidenergiemaschinen können eine fluidverdichtende oder auch eine fluidexpandierende Funktion haben. In dem Zusammenhang ist es auch möglich, dass eine Ritzelwelle zwei als Verdichter ausgebildete Radialfluidenergiemaschinen oder zwei als Expander ausgebildete Radialfluidenergiemaschinen oder beide Typen von Radialfluidenergiemaschinen an einer Ritzelwelle an den beiden Wellenenden aufweist. The transmission compressor according to the invention comprises arrangements of the type defined in which pinion shafts are provided as radial fluid energy machines. These radial fluid energy machines can have a fluid-compacting or also a fluid-expanding function. By doing In connection, it is also possible for a pinion shaft to have two radial fluid energy machines designed as compressors or two radial fluid energy machines designed as expanders or both types of radial fluid energy machines on a pinion shaft at the two shaft ends.

Das Getriebegehäuse umgibt hierbei die Getriebekomponenten, insbesondere Zahnräder und die entsprechenden Wellenabschnitte sowie die Lagerung der Wellen. Bei der Lagerung der Wellen handelt es sich bevorzugt um eine hydrodynamische Gleitlagerung. In der Regel umfasst der Getriebeverdichter auch ein Ölsystem, das zumindest teilweise in dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Mittels des Ölsystems werden die Lager der Wellen geschmiert und ggf. gekühlt und es erfolgt eine Schmierung der Zahnräder des Getriebes. Der Unterteil des Getriebegehäuses dient hierbei in der Regel als Auffangbecken für das im Kreislauf umlaufende Öl. Ggf. gibt es eine zusätzliche externe Ölaufbereitung eventuell mit Kühlung (Abhängig von der Verlustleistung). Bevorzugt ist das Getriebegehäuse mit einer bevorzugt bei einer Aufstellung der Maschine horizontal ausgerichteten Teilfuge versehen, so dass zu Inspektions- und Montagezwecken ein Oberteil des Getriebegehäuses von einem Unterteil abgenommen werden kann. The gear housing surrounds the transmission components, in particular gears and the corresponding shaft sections and the bearing of the shafts. When storing the shafts, it is preferably a hydrodynamic plain bearing. In general, the transmission compressor also includes an oil system, which is at least partially disposed in the transmission housing. By means of the oil system, the bearings of the shafts are lubricated and possibly cooled and there is a lubrication of the gears of the transmission. The lower part of the gear housing serves as a catch basin for circulating oil in the rule. Possibly. Is there an additional external oil preparation possibly with cooling (depending on the power loss). Preferably, the gear housing is provided with a preferably in a list of the machine horizontally oriented parting line, so that for inspection and assembly purposes, an upper part of the gear housing can be removed from a lower part.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass neben der Antriebswelle auch mindestens eine Ritzelwelle, bevorzugt zwei Ritzelwellen jeweils hinsichtlich der Drehachsen in der Ebene der Teilfuge zur Teilung des Getriebegehäuses angeordnet sind. Diese Anordnung erhöht die Flexibilität bei der Gestaltung der Antriebswelle und der Ritzelwelle und der daran angebrachten Getriebekomponenten, die bei einem offenen Getriebegehäuse fertig montiert in die unteren Hälften der Lagerung eingelegt werden können, bevor das Oberteil auf den Getriebeverdichter aufgesetzt wird. An advantageous development provides that in addition to the drive shaft and at least one pinion shaft, preferably two pinion shafts are each arranged with respect to the axes of rotation in the plane of the parting line for dividing the gear housing. This arrangement increases the flexibility in the design of the drive shaft and the pinion shaft and the attached gear components, which can be installed in an open gear housing fully assembled in the lower halves of the storage before the upper part is placed on the gear compressor.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem Großrad oder an den Ritzelwellen Druckkämme vorgesehen sind zum Zweck der gegenseitigen Axialführung. Besonders zweckmäßig sind Druckkämme an mindestens einem Ritzel bzw in direkter axialer Nachbarschaft zur Verzahnung einer Ritzelwelle vorgesehen, so dass ein Versatz der Axialposition des Großrads relativ zur Ritzelwelle effektiv verhindert ist. Bevorzugt ist die Ausstattung mittels eines Druckkamms auf axial beiden Seiten der Ritzelverzahnung vorgesehen, damit eine entsprechende Sicherung der Axialposition bidirektional gegeben ist. Hierbei ist es vorteilhafter, das Ritzel mit den Druckkämmen auszustatten, da schlicht der Ritzeldurchmesser geringer ist als der Durchmesser des Großrades und dementsprechend der Fertigungsaufwand für den Druckkamm an dem Ritzel in gleichem Ausmaß sich verringert gegenüber dem Großrad. An advantageous development of the invention provides that pressure combs are provided on the large wheel or on the pinion shafts for the purpose of mutual axial guidance. Pressure combs are particularly expediently provided on at least one pinion or in the direct axial vicinity of the teeth of a pinion shaft, so that an offset of the axial position of the large gear is effectively prevented relative to the pinion shaft. Preferably, the equipment is provided by means of a pressure comb on axially both sides of the pinion toothing, so that a corresponding assurance of the axial position is bidirectional. It is more advantageous to equip the pinion with the pressure combs, simply because the pinion diameter is smaller than the diameter of the large gear and, accordingly, the production cost of the pressure comb on the pinion to the same extent is reduced compared to the large wheel.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass entweder die Antriebswelle ein Axiallager aufweist oder mindestens eine Ritzelwelle ein Axiallager aufweist. Bei einer Kombination mit der Ausstattung mit Druckkämmen an dem Ritzel oder dem Großrad ist es hierbei vorteilhaft möglich, die Axialposition der Ritzelwellen mittels einer Axiallagerung der Antriebswelle festzulegen oder die Axialposition der Antriebswelle mittels einer Axiallagerung mindestens einer Ritzelwelle festzulegen. Um sicher eine mögliche Taumelbewegung des Großrads bei einer Axiallagerung von mindestens einer Ritzelwelle zu verhindern, ist es zweckmäßig, wenn mehrere Ritzelwellen, zumindest zwei Ritzelwellen, die mit dem Großrad über druckkammgesicherte Axialpositionen in Eingriff stehen jeweils eine Axiallagerung aufweisen. Another advantageous development provides that either the drive shaft has a thrust bearing or at least one pinion shaft has a thrust bearing. When combined with the equipment with pressure combs on the pinion or the large gear, it is advantageously possible to fix the axial position of the pinion shafts by means of an axial bearing of the drive shaft or to fix the axial position of the drive shaft by means of an axial bearing at least one pinion shaft. In order to reliably prevent a possible wobbling movement of the large gear in an axial bearing of at least one pinion shaft, it is expedient if a plurality of pinion shafts, at least two pinion shafts, which are engaged with the large wheel on pressure comb secured axial positions each having a thrust bearing.

Eine Axiallagerung der Ritzelwellen ist auch deswegen zu bevorzugen, weil die an den Ritzelwellen angebrachten Fluidenergiemaschinen Axialschübe verursachen, die direkt an den Ritzelwellen in Lager eingeleitet werden können und dementsprechend nicht andere Getriebekomponenten belasten. Dementsprechend kann es vorteilhaft sein, alle Ritzelwellen, an denen eine Fluidenergiemaschine angeschlossen ist, mit einem Axiallager auszustatten. Eine andere Möglichkeit, Axialpositionen weiterer Komponenten des Planetengetriebes zu sichern, liegt darin, sowohl die Ritzelwellen in ihrer Axialposition mittels Axiallagern festzulegen als auch Druckkämme zwischen den Ritzelwellen und der Großradverzahnung vorzusehen, wobei die Druckkämme bevorzugt an den Ritzelwellen angebracht sind als auch die Antriebswelle mittels eines Axiallagern in ihrer Axialposition festzulegen. Das Axiallager für die Antriebswelle kann bevorzugt auf einen nur geringen Schub – verglichen mit den Axiallagern für die Ritzelwellen – ausgelegt werden kann, lediglich, um die Axialposition ohne besondere Belastung zu sichern. An axial bearing of the pinion shafts is also preferable because the attached to the pinion shaft fluid energy machines cause axial thrusts that can be initiated directly on the pinion shafts in bearings and therefore do not burden other transmission components. Accordingly, it may be advantageous to equip all pinion shafts, to which a fluid energy machine is connected, with a thrust bearing. Another way to secure axial positions of other components of the planetary gear is to set both the pinion shafts in axial position by means of thrust bearings and pressure combs between the pinion shafts and the large gear teeth, the pressure combs are preferably attached to the pinion shafts and the drive shaft by means of a Set thrust bearings in their axial position. The thrust bearing for the drive shaft can preferably be designed to a low thrust - compared to the thrust bearings for the pinion shafts - only to secure the axial position without special load.

Das Planentengetriebe, das das Großrad als innenverzahntes Hohlrad aufweist, von der Antriebswelle mittels eines Sonnenrades angetrieben wird und die entsprechende Bewegung mittels Planetenrädern auf das Großrad bzw. Hohlrad überträgt, weist bevorzugt einen sogenannten Steg auf, der der drehbar gelagerten Befestigung der Planetenräder dient und bevorzugt die Planetenräder in einer raumfesten bzw. Gehäuse-festen Drehachse fixiert. The planetary gear, which has the large gear as an internally toothed ring gear, is driven by the drive shaft by means of a sun gear and transmits the corresponding movement by means of planetary gears on the large gear or ring gear, preferably has a so-called web, which serves the rotatably mounted mounting of the planetary gears and preferred fixed the planetary gears in a fixed space or housing-fixed axis of rotation.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Steg ein Ölverteilungssystem aufweist, mittels dessen das Planetengetriebe mit Öl versorgt wird. Hierbei ist es besonders sinnvoll, wenn das Ölverteilungssystem derart ausgebildet und an das Ölsystem derart angeschlossen ist, dass das Ölverteilungssystem das Öl aus dem Ölsystem entnimmt und wieder in das Ölsystem zurückführt. Das Zurückführen des Öls kann hierbei einfach dadurch erfolgen, dass das an dem Planetengetriebe durch den Steg verteilte Öl nach Benetzung der zu schmierenden Komponenten wieder in das Unterteil des Getriebegehäuses zurückläuft. An advantageous development provides that the web has an oil distribution system, by means of which the planetary gear is supplied with oil. It is particularly useful here if the oil distribution system is designed and connected to the oil system such that the oil distribution system removes the oil from the oil system and returns it to the oil system. The return of the oil can be done simply by the fact that the planetary gear through the web distributed oil after wetting the components to be lubricated back into the lower part of the transmission housing runs.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Getriebeverdichter eine erste Ritzelwelle drehbar gelagert um eine erste Ritzelwellenachse, eine zweite Ritzelwelle, drehbar gelagert um eine zweite Ritzelwellenachse und eine dritte Ritzelwelle, drehbar gelagert um eine dritte Ritzelwellenachse, aufweist. Die Ritzelwellen sind hierbei radial gegenüber der Drehachse der Antriebswelle beabstandet, um das Großrad angeordnet. Bevorzugt sind sämtliche Drehachsen bzw. Ritzelwellendrehachsen zueinander parallel ausgerichtet. An advantageous development of the invention provides that the transmission compressor rotatably supports a first pinion shaft about a first pinion shaft axis, a second pinion shaft, rotatably mounted about a second pinion shaft axis and a third pinion shaft, rotatably supported about a third pinion shaft axis. The pinion shafts are in this case radially spaced from the axis of rotation of the drive shaft, arranged around the large wheel. Preferably, all axes of rotation or pinion shaft axes of rotation are aligned parallel to one another.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Steg mittels einer Fixiervorrichtung an der Antriebswelle befestigt werden kann. Besonders bevorzugt weist der Steg eine zentrale Ausnehmung auf, in der die Antriebswelle mit Radialspiel zentral angeordnet werden und hindurchgeführt werden kann. Während des Betriebes des Getriebeverdichters rotiert bei einer derartigen Ausführung die Antriebswelle in der Ausnehmung des Stegs, wobei der Steg Gehäuse-stationär befestigt ist. An advantageous development of the invention provides that the web can be fixed by means of a fixing device on the drive shaft. Particularly preferably, the web has a central recess, in which the drive shaft with radial clearance can be centrally arranged and passed through. During operation of the gear compressor rotates in such an embodiment, the drive shaft in the recess of the web, wherein the web is fixed housing-stationary.

Zum Zwecke der Montage ist es sinnvoll, wenn der Steg mit der Antriebswelle bzw. das gesamte Planetengetriebe der Antriebswelle eine bewegliche Einheit bilden. Zu diesem Zweck kann eine Fixiervorrichtung benutzt werden, die die axiale und radiale Lage des Stegs zu der Antriebswelle sichernd befestigt. Hierzu ist es bevorzugt, den Steg mit Radialbohrungen auszustatten, in die Abstandselemente eingeschraubt werden können, die an der Antriebswelle anliegen und die Radialposition des Stegs zur Antriebswelle sichern. For the purpose of assembly, it makes sense if the web with the drive shaft or the entire planetary gear of the drive shaft form a movable unit. For this purpose, a fixing device can be used which secures the axial and radial position of the web to the drive shaft. For this purpose, it is preferable to equip the web with radial bores into which spacer elements can be screwed, which bear against the drive shaft and secure the radial position of the web to the drive shaft.

Vorteilhaft ermöglicht auch bei einer nicht direkt auf die Übersetzungsverhältnisse zwischen Großrad und Ritzelwellen der Fluidenergiemaschinen abgestimmten Antriebsdrehzahl die Erfindung eine Anordnung aus einem Antrieb und einem erfindungsgemäßen Getriebeverdichter ohne die Zwischenanordnung eines Getriebes. Erfindungsgemäß kann die Drehzahl des Antriebs immer direkt auf die Antriebswelle des Getriebeverdichters übertragen werden, weil das Planetengetriebe (radial) in dem Großrad eine Drehzahlanpassung als integrierte Funktion des Getriebeverdichters bietet. Eine Umwandlung der Drehzahl auf eine geeignete Drehzahl für das Großrad bei den sonstigen geometrischen und thermodynamischen Verhältnissen an dem Getriebeverdichter erfolgt mittels des erfindungsgemäß in dem Großrad angeordneten Planetengetriebes in platzsparender Weise. Erfindungsgemäß wird auf diese Weise nicht nur ein Zwischengetriebe sondern auch das Gehäuse eines Zwischengetriebes und die Unterteilung der Welle und demensprechend eine mehrfache Ausführung von Wellenlagerungen, sowie der Aufwand für eine zusätzliche Ölversorgung eingespart. Advantageously, even with a drive speed not directly matched to the gear ratios between the large gear and the pinion shafts of the fluid energy machines, the invention provides an arrangement comprising a drive and a gear compressor according to the invention without the intermediate arrangement of a gearbox. According to the invention, the speed of the drive can always be transmitted directly to the drive shaft of the gear compressor, because the planetary gear (radial) in the large wheel provides a speed adjustment as an integrated function of the gear compressor. A conversion of the speed to a suitable speed for the large gear at the other geometric and thermodynamic conditions on the gear compressor is done by means of the present invention arranged in the large planetary gear in a space-saving manner. According to the invention not only an intermediate gear but also the housing of an intermediate gear and the subdivision of the shaft and thus saving a multiple version of shaft bearings, as well as the cost of an additional oil supply is saved in this way.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher verdeutlicht. Es zeigen: In the following, the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to drawings. Show it:

1 eine schematische Wiedergabe einer gattungsgemäßen Anordnung nach dem Stand der Technik, 1 a schematic representation of a generic arrangement according to the prior art,

2 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung durch einen Getriebeverdichter nach der Erfindung im Blick von oben auf eine horizontale Teilfuge, 2 a schematic perspective sectional view through a gear compressor according to the invention in view from above on a horizontal parting line,

3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Getriebeverdichters teilweise geschnitten nach der Erfindung, 3 a schematic perspective view of a gear compressor partially cut according to the invention,

4 eine schematische perspektivische geschnittene Wiedergabe einer Antriebswelle mit einem Großrad mit Planetengetriebe nach der Erfindung, 4 a schematic perspective sectional view of a drive shaft with a large gear with planetary gear according to the invention,

5 eine schematische perspektivische Darstellung der wesentlichen Bauteile eines Planetengetriebes für einen erfindungsgemäßen Getriebeverdichter. 5 a schematic perspective view of the essential components of a planetary gear for a transmission compressor according to the invention.

1 zeigt eine schematische Übersicht über eine Anordnung mit einem gattungsgemäßen Getriebeverdichter GTC und einem Antrieb D nach dem Stand der Technik. Zwischen dem Antrieb D und dem Getriebeverdichter GTC ist zur Übertragung der technischen Arbeit ein Getriebe GR angeordnet, dass die Drehzahl einer Dampfturbine, in der Dampf ST entspannt wird, als Antrieb D für den Getriebeverdichter GTC auf eine für den Getriebeverdichter GTC geeignete Drehzahl übersetzt. Das Getriebe GR überträgt die übersetzte Drehzahl auf die Antriebswelle DS des Getriebeverdichters GTC, die die Drehzahl auf ein Großrad BW im Inneren eines Getriebegehäuses GC überträgt. In dem Inneren des Getriebegehäuses GC überträgt das Großrad BW die Drehzahl auf eine erste Ritzelwelle PCO1 und eine zweite Ritzelwelle PCO2, an denen jeweils axial endseitig Radialfluidenergiemaschinen CO1, CO2, CO3, CO4 vorgesehen sind. Beispielhaft sind die vier Radialfluidenergiemaschinen CO1, CO2, CO3, CO4 als Verdichter ausgebildet, wobei ein Prozessfluid PF, beispielsweise Luft, die vier Radialfluidenergiemaschinen CO1, CO2, CO3, CO4 nacheinander zum Zwecke der Verdichtung durchströmt. Die Antriebswelle DS ist mittels eines Axiallagers AXB in der Axialposition von dem Getriebegehäuse GC gelagert. Das Großrad BW überträgt die Drehzahl auf die Ritzelwellen PCO1, PCO2, PCO3 mittels einer Außenverzahnung OTBW. 1 shows a schematic overview of an arrangement with a generic transmission compressor GTC and a drive D according to the prior art. Between the drive D and the transmission compressor GTC a transmission GR is arranged for transmitting the technical work, that the speed of a steam turbine, is relaxed in the steam ST, as a drive D for the transmission compressor GTC translated to a suitable speed for the gear compressor GTC. The transmission GR transmits the translated speed to the drive shaft DS of the transmission compressor GTC, which transmits the speed to a large gear BW inside a transmission case GC. In the interior of the transmission housing GC, the large wheel BW transmits the rotational speed to a first pinion shaft PCO1 and a second pinion shaft PCO2, at each of which axial fluid power machines CO1, CO2, CO3, CO4 are provided. By way of example, the four radial fluid power machines CO1, CO2, CO3, CO4 are designed as compressors, wherein a process fluid PF, for example air, flows through the four radial fluid power machines CO1, CO2, CO3, CO4 successively for the purpose of compression. The drive shaft DS is supported by means of a thrust bearing AXB in the axial position of the transmission housing GC. The large wheel BW transmits the speed to the pinion shafts PCO1, PCO2, PCO3 by means of an external toothing OTBW.

Funktionsgleiche Bauteile sind in den anderen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden ggf. nicht widerholt erläutert, wenn dies für das Verständnis des Fachmanns nicht erforderlich erscheint. Functionally identical components are provided in the other figures with the same reference numerals and may not be explained repeatedly, if this does not seem necessary for the understanding of the skilled person.

Begriffe, wie axial, radial, Umfangsrichtung oder tangential sind stets auf eine Bezugsachse bezogen, wobei grundsätzlich die Drehachse X1 der Antriebswelle DS gemeint ist, wenn dies nicht anders angegeben ist. Terms such as axial, radial, circumferential direction or tangential are always based on a reference axis, wherein basically the axis of rotation X1 of the drive shaft DS is meant, unless otherwise stated.

In der dreidimensionalen schematischen Darstellung der 2 eines Schnittes in einer Teilfuge des Getriebegehäuses GC durch einen erfindungsgemäßen Getriebeverdichter GTC ist wiedergegeben, dass die Antriebswelle DS in direkter drehzahlübertragender Verbindung mit einem Antrieb D steht und eine Drehzahl auf ein Planetengetriebe EPG im Inneren des Getriebegehäuses GC überträgt, wobei ein Hohlrad des Planetengetriebes EPG als Großrad BW ausgebildet ist und die übersetzte Drehzahl auf am Umfang des Großrades BW verteilte Ritzelwellen PCO1, PCO2, PCO3 überträgt. Weitere Details zu dem Getriebeverdichter GTC und dem Planetengetriebe EPG sind der 3 bzw. den 4 und 5 zu entnehmen. Die Ritzelwellen PCO1, PCO2, PCO3 sind in der 2 radial in Radiallagern RB11, RB12, RB21, RB22 gelagert und axial in Axiallagern AXB1, AXB2 gelagert. Das Großrad BW weist keine gesonderte Axiallagerung auf, sondern ist mittels Druckkämmen PR an den Ritzelwellen PCO1, PCO2 in einer bestimmten Axialposition festgelegt. Die Druckkämme PR befinden sich jeweils axial seitlich beidseitig einer Ritzelverzahnung PT1, PT2, die mit der Außenverzahnung OTBW des Großrads BW jeweils kämmt. In the three-dimensional schematic representation of 2 a section in a parting line of the transmission housing GC by a gear compressor GTC invention is shown that the drive shaft DS is in direct rotational speed transmitting connection with a drive D and transmits a speed to a planetary gear EPG inside the gear housing GC, wherein a ring gear of the planetary gear EPG as Large gear BW is formed and transmits the translated speed on the circumference of the large gear BW distributed pinion shafts PCO1, PCO2, PCO3. Further details about the transmission compressor GTC and the planetary gear EPG are the 3 or the 4 and 5 refer to. The pinion shafts PCO1, PCO2, PCO3 are in the 2 mounted radially in radial bearings RB11, RB12, RB21, RB22 and axially mounted in thrust bearings AXB1, AXB2. The large wheel BW has no separate axial bearing, but is determined by means of pressure ridges PR on the pinion shafts PCO1, PCO2 in a specific axial position. The pressure combs PR are located axially laterally on both sides of a pinion toothing PT1, PT2, which meshes with the external teeth OTBW of the large wheel BW respectively.

Die jeweils mittels Wellendichtungen SL axial abgedichteten Radialfluidenergiemaschinen CO1, CO2, CO3, CO4 werden sequentiell von einem Prozessfluid PF durchströmt, wobei das Prozessfluid jeweils verdichtet wird. In der vertikalen Draufsicht der 2 auf das Unterteil des Getriebegehäuses GC blickt man direkt in das Ölsystem OS, in dem Öl O, das aus den Lagern und den Getriebekomponenten nach der Benetzung austritt, gesammelt wird. Ggf. sind dem Ölsystem OS noch externe Aufbereitungsvorrichtungen, wie Filter und/oder Kühler zuzuordnen, die hier nicht dargestellt sind. The radial fluid power machines CO1, CO2, CO3, CO4, which are each axially sealed by means of shaft seals SL, are sequentially flowed through by a process fluid PF, the process fluid being compressed in each case. In the vertical plan view of 2 on the lower part of the gearbox GC looks directly into the oil system OS, in the oil O, which emerges from the bearings and the gear components after wetting, is collected. Possibly. are the oil system OS still external treatment devices, such as filters and / or cooler assign, which are not shown here.

Die Schnittdarstellung der 4 zeigt Einzelheiten des Großrades BW bzw. des Planetengetriebes EPG. Zusätzlich ist hier eine Fixiervorrichtung FD wiedergegeben, mittels derer ein radiales Spiel zwischen dem Steg CA und der Antriebswelle DS fixierend überbrückt werden kann, so dass das Planetengetriebe EPG bzw. das Großrad BW und die Antriebswelle DS als eine transportierbare Einheit einfacher montiert werden kann. Die Fixierung zwischen dem Steg CA und der Antriebswelle DS bewirkt nicht nur eine Festlegung in Umfangsrichtung sondern stützt auch den Steg CA auf der Antriebswelle DS derart radial ab, dass eine Überlastung der Planetenräder PW durch die Gewichtskraft des Großrades BW und eine Überlastung des Sonnenrades SW mittels der übertragenen Gewichtskraft nicht erfolgt. Weiterhin zeigt 4 ein Ölverteilungssystem ODS des Stegs CA, welches Ölverteilungssystem ODS Öl aus dem Unterteil des Gehäuses GC ansaugt, über die Komponenten des Planetengetriebes PW verteilt und wieder in das Ölsystem OS abgibt. The sectional view of the 4 shows details of the large gear BW and the planetary gear EPG. In addition, here a fixing device FD is shown, by means of which a radial clearance between the web CA and the drive shaft DS can be bridged in a fixed manner, so that the planetary gear EPG or the large gear BW and the drive shaft DS can be mounted as a transportable unit easier. The fixation between the web CA and the drive shaft DS not only causes a determination in the circumferential direction but also radially supports the web CA on the drive shaft DS such that an overload of the planetary gears PW by the weight of the large gear BW and an overload of the sun gear SW means the transmitted weight does not occur. Further shows 4 an oil distribution system ODS of the web CA, which sucks oil distribution system ODS oil from the lower part of the housing GC, distributed over the components of the planetary gear PW and returns to the oil system OS.

5 zeigt dreidimensional das Zusammenwirken der verschiedenen Komponenten des Planetengetriebes EPG. Die Antriebswelle DS überträgt eine Drehzahl auf ein Sonnenrad SW, das mit Planetenrädern PW im Eingriff steht. Eine Innenverzahnung ITBW des Großrades BW, das als Hohlrad ausgebildet ist, kämmt mit den stationär an dem Steg CA drehbar befestigten Planetenrädern PW. Eine Außenverzahnung OTBW des Großrades BW überträgt schließlich die technische Arbeit auf die Ritzelwellen PCO1, PCO2, PCO3. 5 shows in three dimensions the interaction of the various components of the planetary gear EPG. The drive shaft DS transmits a rotational speed to a sun gear SW which meshes with planetary gears PW. An internal toothing ITBW of the large gear BW, which is designed as a ring gear, meshes with the stationary on the web CA rotatably mounted planet gears PW. An external toothing OTBW of the large wheel BW finally transfers the technical work to the pinion shafts PCO1, PCO2, PCO3.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2012/104153 A1 [0003]
EP 1067291 B1 [0003]

Claims

Transmission Compressor (GTC) comprising - a transmission housing (GC) - a drive shaft (DS) - a plurality of radial fluid energy machines, at least a first radial fluid energy machine (CO1), with a first pinion shaft (PCO1), and a second radial fluid energy machine (CO2) with a second pinion shaft (PCO2 ), - a transmission (GR) comprising a large wheel (BW), wherein the large wheel (BW) and the drive shaft (DS) have a common first axis of rotation (X1), wherein an external toothing (OTBW) of the large wheel (BW) directly or indirectly the first pinion shaft (PCO1) and the second pinion shaft (PCO2) drives, characterized in that the drive shaft (DS) is fixedly connected to a sun gear (SW) of a planetary gear (EPG) and planetary gears (PW) of the planetary gear (EPG) Large wheel (BW) drives, wherein the large wheel (BW) is formed as a ring gear of the planetary gear (EPG) and with an internal toothing (ITBW) with the planetary gears (PW) meshes and from the Pla Netenrädern (PW) is driven.

Transmission compressor (GTC) according to claim 1, wherein on the large gear (BW) or on the pinion shafts (PCO1, PCO2) pressure combs (PR) are provided for the purpose of mutual axial guidance.

Transmission compressor (GTC) according to claim 1 or 2, wherein at least one pinion shaft (PCO1, PCO2) has a thrust bearing (AXB1, AXB2).

Transmission compressor (GTC) according to at least one of the preceding claims 1 to 3, wherein the planetary gear (EPG) has a web (CA) on which the planetary wheels (PW) are rotatably mounted.

Transmission compressor (GTC) according to at least one of the preceding claims 1 to 4, wherein the web (CA) is fixed housing stationarily.

Transmission compressor (GTC) according to at least one of the preceding claims 1 to 5, wherein the web (CA) comprises an oil distribution system (OGS), by means of which the planetary gear (EPG) is supplied with oil (O).

Transmission compressor (GTC) according to at least one of the preceding claims 1 to 6, wherein the transmission compressor (GTC) comprises a third pinion shaft (PCO3) with a third radial fluid energy machine (CO3).

Transmission compressor (GTC) according to claim 6, wherein the transmission compressor (GTC) has an oil system (OS) and the oil distribution system (ODS) is formed and connected to the oil system (OS) such that the oil distribution system (ODS) the oil (O) from the oil system (OS) takes and returns to the oil system (OS).

A transmission compressor (GTC) according to claim 4, wherein the planetary gear (EPG) comprises a fixing device (FD) which establishes a fixing contact between the web (CA) and the drive shaft (DS).

Arrangement with a drive (D) and a gear compressor (GTC) according to at least one of the preceding claims 1 to 8, wherein the drive (D) connected directly to the drive shaft (DS) directly transmits the speed of the drive (D).