DE1551070C - Parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine - Google Patents
Parallel- und außenachsige RotationskolbenmaschineInfo
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- rotary piston
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff
zwischen schraubenförmigen Nuten- und Rippenrotoren, die mittels Axialdrucklagern im Gehäuse
gelagert sind, wobei ein auf die Axialdrucklager einwirkender axial verschiebbarer Ringkolben
vorgesehen ist, der vom Druckmittel beaufschlagt ist.
Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus der britischen Patentschrift 1 026 165 bekannt. Bei
dieser Rotationskolbenmaschine ist der Ringkolben an der Welle des zugeordneten Rotors fixiert. Die,
Ausgleichskraft, welche von einem vom Betriebsmittel der Maschine unabhängigen Druckmittel erzeugt
wird, wirkt direkt auf den Rotor. Das hat zur Folge, daß die Axialdrucklager trotz der Anordnung für den
Ausgleich der Axialkräfte erhebliche Kräfte aufzunehmen haben, wenn die Ausgleichskräfte, abhängig
von den Betriebsbedingungen, den genauen Ausgleich der Axialkräfte nicht vollständig oder nicht immer
bewirken. Dabei müssen unterschiedliche Beanspruchungen der beidseits eines Rotors angeordneten
Axialdrucklager in Kauf genommen werden. Im übrigen können die Rotoren nach Maßgabe der Toleranzen
bei Axialdrucklagern sich bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen in beiden Axialrichtungen bewegen.
Entsprechend muß am Hochdruckende der Spalt zwischen den Stirnflächen der Rotoren und dem
Gehäuse gewählt sein, wobei ein großer Spalt Spaltverluste verursacht und den Wirkungsgrad beeinträchtigt.
Bei Rotationskolbenmaschinen anderer Gattung (vgl. deutsche Patentschrift 714 088), nämlich bei Lamellenkolbenverdichtern
ist die Verwendung von Wellringen und anderen federnden Elementen bekannt, um den Außenring eines Wälzlagers bzw. Kugellagers
in axialer Richtung festzulegen und damit das Mindestspiel zwischen Läufer und Gehäusedekkel
einzustellen, was eine Wirkungsgraderhöhung zur Folge hat. Axialkräfte sind hier praktisch nicht aufzunehmen.
Folglich haben diese bekannten Maßnahmen die aus dem Auftreten von Axialkräften herrührenden
Probleme bei Rotationskolbenmaschinen der erfindungsgemäßen Gattung nicht beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rotationskolbenmaschine der eingangs beschriebenen
Gattung die Belastung der Axialdrucklager herabzusetzen und gleichzeitig die beschriebenen
Spaltverluste zu reduzieren.
.· Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringkolben unmittelbar mit dem radial
äußeren, axial verschiebbaren Lagerring des Axialdrucklagers in Wirkverbindung steht und auf demselben
Lagerring 'eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Feder einwirkt. ·■-»-■—·.-·.
ίο Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß
bei einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine die Belastung der Axialdrucklager erheblich
reduziert wird. Bei normalem Betrieb bewirken nämlich die Feder und der Ringkolben, daß der Axialschub
sich gleichmäßiger auf die beidseitigen Axialdrucklager des Rippenrotors verteilt, so daß auch bei
hohen Rotationsgeschwindigkeiten die Lebensdauer dieser Axialdrucklager beachtlich erhöht wird. Darüber
hinaus lassen sich die Spaltverluste reduzieren,
ao weil die Spaltweite wegen der über die Feder bestimmte genaue Lage der Rotoren sehr klein gehalten
werden kann.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in der Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt einer parallel- und außenachsigen Rotationskolbenmaschine
im Bereich eines Axialdrucklagers mit verschiebbarem Ringkolben und
F i g. 2 perspektivisch eine Feder aus dem Gegenstand nach Fig. 1.
Die in der Fig. 1 dargestellte Rotationskolbenmaschine
ist eine parallel- und außenachsige Maschine mit Kämmeingriff zwischen einem schraubenförmigen
Nutenrotor 1 und einem Rippenrotor 2. Die Rotoren 1, 2 sind mittels Axialdrucklager 3 und zusätzlicher
Rollenlager 4 im Gehäuse 5 gelagert, wobei ein auf die Axialdrucklager 3 einwirkender, axial verschiebbarer
Ringkolben 6 vorgesehen ist, der von einem Druckmittel beaufschlagt ist. Im allgemeinen
ist lediglich der Rippenrotor 2 mit einem derartigen Ringkolben 6 ausgerüstet. Tatsächlich erfahren bei
einer derartigen Rotationskolbenmaschine die Rotoren 1, 2 und insbesondere der Rippenrotor 2 erhebliehe
Axialkräfte, die über die Axialdrucklager 3 aufgenommen werden. Im Ausführungsbeispiel sind die
Axialdrucklager 3 als Kugellager ausgeführt. Es können auch andere Wälzlager eingesetzt werden, die zur
Aufnahme von Axialkräften geeignet sind, beispielsweise Radial-Schrägkugellager, Kegelrollenlager
u. dgl. Stets ist die Anordnung so zu treffen, daß der Ringkolben 6 unmittelbar mit dem radial äußeren,
axial verschiebbaren Lagerring 7 des Axialdrucklagers 3 in Wirkverbindung steht und auf denselben
Lagerring 7 eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Feder 8 einwirkt. Mit anderen Worten ist im
. Ausführungsbeispiel, der äußere Lagerring 7 des Axialdrucklagers 3 des Rippenrotors 2 unter der Wirkung
einer ringförmigen Feder 8 axial verschiebbar.
Eine mögliche Gestaltung einer solchen Feder» ist aus F i g. 2 erkennbar. Ferner wirkt auf diesen äußeren
Lagerring 7 der schon erwähnte Ringkolben 6, der in einem entsprechenden Zylinder 9 beweglich
ist. Der Zylinder 9 ist in einem Zylindergehäuse 10 angeordnet, welches durch Schrauben 11 mit dem
Gehäuse 5 verschraubt ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Feder 8 eine gewellte Ringfeder, man kann jedoch
auch andere Federn verwenden, beispielsweise
einen Satz von wendeiförmigen Federn. Nur der Ordnung halber sei bemerkt, daß der äußere Lagerring 7
des Axialdrucklagers 3 am Gleichlaufende des Nutenrotors 1 unter der Wirkung einer Einzelfeder axial
bewegbar ist. Der Zylinder 9 steht durch eine Rohrleitung 12 mit einer nicht gezeichneten Druckmittelquelle
in Verbindung, die vom Betriebsmittel der Rotationskolbenmaschine unabhängig ist. Bei in Öl laufenden
Kompressoren kann diese Druckmittelquelle die Vorrichtung zum Einspritzen des Kühl- und
Dichtöls sein, die unter Druck steht, wenn der Rotationskolbenkompressor unter Last arbeitet, dagegen
drucklos wird, sobald der Rotationskolbenkompressor entlastet und abgestellt wird. Man kann jedoch
die Rohrleitung 12 auch mit einer Quelle von Schmieröl für die Rotationskolbenmaschine verbinden.
In diesem Falle empfiehlt sich die Anordnung einer Einrichtung, welche die Zufuhr von Drucköl zu
dem genannten Zylinder automatisch unterbricht, wenn die Rotationskolbenmaschine entlastet ist.
Im normalen Betrieb der dargestellten Rotationskolbenmaschine bewirken die Feder 8 und der Ringkolben
6, daß der Axialschub sich gleichmäßig auf die beiden Axialdrucklager 3 des Rippenrotors 2 verteilt,
von denen nur eines gezeichnet ist und das andere an der anderen Seite des Rippenrotors 2 angeordnet
ist. Dadurch wird die Lebensdauer dieser Lager stark verlängert, und zwar auch dann, wenn mit hohen
Geschwindigkeiten gearbeitet wird. Die Vorrichtung hat ferner den Vorteil, daß der Abstand zwischen
den Stirnflächen der Rotoren 1, 2 am Hochdruckende und der Stirnwand des Lagergehäuses klein gehalten
werden kann, was nicht dargestellt worden ist. Dieser Abstand ist bekanntlich für den Wirkungsgrad
einer Rotationskolbenmaschine von großer Bedeutung. Er braucht nur so groß zu sein, daß trotz ungleichmäßiger
Wärmedehnungen und Herstellungstoleranzen der zusammenwirkenden Teile ein Laufsitz
vorhanden ist. Da die Rotoren bei der dargestellten Rotationskolbenmaschine über die Federn 8 stets
in Richtung des Pfeiles 13 gehalten werden, kann der Abstand zwischen den erwähnten Stirnflächen kleiner
sein als üblicherweise, wo die Toleranzen der Axialdrucklager berücksichtigt werden müssen und wo sich
folglich die Rotoren unter manchen Betriebsbedingungen in Richtung des genannten Pfeiles 13 und unter
anderen Bedingungen in umgekehrter Richtung bewegen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen schraubenförmigen Nuten- und Rippenrotoren, die mittels Axialdrucklagern im Gehäuse gelagert sind, wobei ein auf die Axialdrucklager einwirkender axial verschiebbarer Ringkolben vorgesehen ist, der von Druckmittel beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (6) unmittelbar mit dem radial äußeren, axial verschiebbaren Lagerring (7) des Axialdrucklagers (3) in Wirkverbindung steht und auf denselben Lagerring (7) eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Feder (8) einwirkt.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US564473A US3388854A (en) | 1966-06-23 | 1966-06-23 | Thrust balancing in rotary machines |
US56447366 | 1966-06-23 | ||
DEA0056025 | 1967-06-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1551070A1 DE1551070A1 (de) | 1970-04-16 |
DE1551070C true DE1551070C (de) | 1973-01-18 |
Family
ID=
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