DE2119475B2 - Mehrstufige parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine in Tandemanordnung - Google Patents

Description

35 gibt sich das gleiche Verhältnis. Hierzu ist lediglich

Voraussetzung, daß beide Stufen geometrisch ähnlich« Profile haben (z. B. ein sogenanntes 4 + 6 Pro-Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fil, d. h. vier Rippen am Hauptläufer und vier Nuten mehrstufige parallel- und außenachsige Rotations- am Nebenläufer). In einem solchen Fall würde die kolbenmaschine zur Kompression oder Expansion 4° Drehzahl des Hauptläufers der zweiten Stufe dem eines Arbeitsmediums für die Betriebsweise ohne l,5fachen der Drehzahl des Hauptläufers der ersten öleinspritzung in Tandemanordnung von mehreren Stufe entsprechen.

Maschinenstufen, deren konvexe Rippen aufweisende Legt man nun gemäß der Erfindung fest, daß die

Schraubenrippenrotoren und Schraubennutenrotoren Summe der Rippen- und Nutenzahl der jeweiligen jeweils miteinander in Kämmeingriff stehen und wo- 45 niederen Stufe kleiner ist als die Summe der Rippenvon der Schraubenrippenrotor der jeweiligen niede- und Nutenzahl der jeweiligen Folgestufe, so kann ren Stufe und der Schraubennutenrotor der jeweili- eine noch günstigere Auslegung vorgenommen wergen Folgestufe miteinander verbunden sind. den. Wählt man für den Hauptläufer der jeweiligen

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus niederen Stufe drei und für seinen Nebenläufer vier der deutschen Offenlegungsschrift 1428 125 bekannt. 50 Zähne und für den Hauptläufer der Folgestufe vier Insbesondere aus F i g. 7 der deutschen Offen- und seinen Nebenläufer sechs Zähne, so ist es möglegungsschrift 1428 125 ist ersichtlich, den Schrau- lieh, gegenüber Anordnungen, bei denen diese Stufe benrippenrotor, also den Hauptläufer, der jeweiligen geometrisch ähnliche Profile haben, ein um etwa niederen Stufe und den Schraubennutenrotor, also 75°/o größeres Durchsatz-Volumen bei gleichem den Nebenläufer, de4* jeweiligen Folgestufe anzu- 55 Achsabstand und gleicher Läuferlänge zu erzielen,
treiben. Zu dieser in der Praxis bisher nicht bekann- Legt man beispielsweise für eine zweistufige Roten Kombinationsmöglichkeit wird im Text der deut- tationskolbenmaschine der erfindungsgemäßen Art sehen Offenlegungsschrift ausgeführt, daß diese Korn- fest, daß der Schraubenrippenrotor der jeweiligen binationsmöglichkeit aus einer zyklischen Vertäu- niederen Stufe drei Rippen und der mit ihm in Einschüng der Fig.5 entstanden ist. Welche Vorteile 6° griff stehende Schraubennutenrotor vier Nuten und eine derartige Anordnung in der Praxis ergibt, ist der der Schraubenrippenrotor der Folgestufe vier Ripdeutschen Offenlegungsschrift nicht angegeben. pen und der mit ihm in Eingriff stehende Schrauben-

Untersucht man nun diese Kombinationsmöglich- nutenrotor sechs Nuten aufweist, so erhält man bei keit und setzt dabei für beide Stufen die üblichen einem Drehzahl-Verhältnis n_HLn = 1,50-n_WM und gleichen Profilkombinationen fest, so wird klar, daß 65 einem LjO (Stufe I) = 1,6 -LjD (Stufe II) bei glel· eine derartige Anordnung für die trockene Betriebs- chem Achsenabstand A_x — A_n ein Durchmesserverweise, also ohne öleinspritzung, ungünstig ist. So ist hältnis D_HLXjD_HLn — l,25 sowie ein Umfangsgees nicht möglich, durch beliebige Wahl der Elemente schwindigkeitsverhältnis XJhlisI^hli ⁼ 1»2<

Der gleiche Achsabstand für beide Stufen wirkt über ein einfaches Turbogetriebe von einer Antriebs-

sich insbesondere für die Herstellung sehr vorteilhaft maschine./! angetrieben. Im Gegensatz zu bekannten

aus und hat konstruktive Vorteile. Das Umfangsge- Rotationskolbenmaschinen sind jedoch der Schrau-

schwindigkeitsverhältnis wirkt sich günstig in bezug benrippenrotor, also der Hauptlaufer HLI der Stufe I,

auf den Wirkungsgrad aus. 5 und der Schraubennutenrotor, also der Nebenläufer

Zusammenfassend ergeben sich daher für eine er- NLU der Stufen, auf einer gemeinsamen Welle

findungsgemäße Rotationskolbenmaschine in Tan- angeordnet Diese Welle wird von dem Turboge-

demanordnung folgende Vorteile: triebe T angetrieben. Dies bedeutet, daß der Haupt-

, -.. „ _c. , ,.. läufer HLl der Stufe I und der Nebenläufer NLU

1. Fur alle Stufen können gunstigste Profilkombi- _{d Stufe n} ^ _der gleichen Drehzahl angetrieben nationen gewählt werden (z. B. Stufe I, 3 + 4- "Lj_6n ]·_ _man „„f^ _die Längen-Durchmesser-Profil und Stufe Π, 4 + 6-Profil). vSSÄ ^Tauf die Hauptlä^ günstige

2. Auf Grund der Tandemanordnung kann auf ein _{w rt beis}pielsweke 1,6 für die niedere und 1,0 für aufwendiges Turbogetriebe verzichtet werden. ™_e p^-J^ zugrunde, so ergibt sich, daß der SL _h ^Lan8^en-^Durchmesfr-Verhältnis der _Durchm|_SSer des Hauptläufers HLl der Stufe I um Schraubennppenrotoren, also der Hauptlaufer, ° _{d F} ^ _{χ 32} größer sein kann als der Durchkann optimal gewählt werden. _{messer des} Hauptläufers HLU der Stufe Π. Für die

4. Die Achsabstände zwschen Haupt- und Neben- _Durchmesser der Nebenläufer iVLI und JVLH sowie

laufer aller Stufen können gleich gewählt wer- _{mr &Q} Achsabstände A ergibt sich das gleiche Ver-

^den· ao hältnis. Für die Umfangsgeschwindigkeiten der

Insbesondere auf Grund der gleichen Achsabstände Hauptläufer der beiden Stufen HLI und HL Π ergibt

in den einzelnen Stufen ergeben sich konstruktive sich ein Faktor von etwa 1,14. Diese Verhältnisse

Vorteile, die die Herstellung von derartigen Maschi- gelten für Stufen mit geometrisch ähnlichem Profil

nen verbilligen. So können beispielsweise die Loch- (4 + 6-Profil). Die Drehzahl des Hauptläufers HLII

bilder der Gehäuseflansche von allen Stufen gleich 25 der Stufe Π beträgt dabei das l,5fache der Drehzahl

ausgeführt werden. Somit ist es auf einfache Weise des Hauptiäufers HLI der Stufe I.

möglich, vorhandene Einzelmaschinen zu einer Tan- Eine günstigere Auslegung kann mit einer erfin-

demanordnung aneinander zu kuppeln. Das äußere dungsgemäßen Rotationskolbenmaschine dadurch

Erscheinungsbild bleibt dabei einfach tsnd ohne erreicht werden, daß für die beiden Stufen verschie-

störende Absätze. Außerdem ergibt sich die Mög- 30 dene Profilkombinationen gewählt werden. Legt man

lichkeit, für die Läufer in beiden Stufen die für die beispielsweise für die Stufe I ein 3 + 4-Profil und für

jeweilige Profilart optimale Umfangsgeschwindigkeit die Stufe Π ein 4 + 6-Profil zugrunde, so erhält man

zu=wählen. das für eine optimale Auslegung günstige Umfangs-

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und geschwindigkeitsverhältnis der Hauptläufer der Stufe I

zum besseren Verständnis das in der Zeichnung dar- 35 und der Stufe H. Außerdem ergeben sich für die

gestellte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen- Stufe I und die Stufe Π gleiche Achsabstände. Der

Standes näher beschrieben und erläutert: Durchmesser des Hauptläufers HLI der Stufe I ist

Die Figur zeigt schematisch eine zweistufige Rota- um den Faktor 1,25 größer als der Durchmesser des

tionskolbenmaschine in Tandemanordnung der er- Haupüäufers HLII der Stufen,

findungsgemäßen Art, wobei mit S die Saugseite 40 Somit ergeben sich für die in der Figur dargeder jeweiligen Stufe und mit D die Druckseite der stellte erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine

jeweiligen Stufe bezeichnet ist. die unter den eingangs aufgeführten Punkten 1. bis 4.

Bei dieser Anordnung werden die beiden Stufen geschilderten Vorteile.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

der vier Schraubenrotoren in bezug auf Wirkungs-Patentansprüche: grad, Lastverteilung, Lebensdauer der Wälzlagerung u. a. optimale Verhältnisse zu erreichen. Auch er-

1. Mehrstufige parallel- und außenachsige Ro- bringt die Verwendung von Profilsorten mit gleicher tationskolbenmaschine zur Kompression oder Ex- 5 Gesamtzähnezahl für die niedere Stufe und die Folgepansion eines Arbeitsmediums für die Betriebs- stufe eine Überdimensionierung bezüglich der Festigweise ohne öleinspritzung in Tandemanordnung keit für die jeweilige niedere Stufe und eine Untervon mehreren Maschinenstufen, deren konvexe dimensionierung bezüglich der erreichbaren Förder-Rippen aufweisende Schraubenrippenrotoren menge bei gleichem Bauaufwand.

und Schraubennutenrotoren jeweils miteinander io Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

in Kämmeingriff stehen und wovon der Schrau- für die Betriebsweise ohne öleinspritzung geeignete

benrippenrotor der jeweiligen niederen Stufe Rotationskolbenmaschine in Tandemanordnung zu

und der Schraubennutenrotor der jeweiligen schaffen, die bei fertigungstechnisch vorteilhaftem

Folgestuf Β¹ miteinander verbunden sind, da- Aufbau und unter Verwendung üblicher Zahn-bzw.

durch gekennzeichnet, daß die Summe 15 Nutenprofile für die Rotoren bei herkömmlicher

der Rippen- und Nutenzahl der jeweiligen nie- Profilkombination eine optimale Auslegung erlaubt

deren Stufe (I) kleiner ist als die Summe der und damit die Erzielung eines vergleichsweise höhe-

Rippen- und Nutenzahl der jeweiligen Folge- ren Wirkungsgrades zuläßt,

stufe (II). Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Ro-

2. Mehrstufige Rotationskolbenmaschine nach »o tationskolbenmaschine der eingangs genannten Art Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dadurch gelöst, daß die Summe der Rippen- und Schraubenrippenrotor der jeweiligen niederen Nutenzahl der jeweiligen niederen Stufe kleiner ist Stufe (I) drei Rippen und der mit ihm in Eingriff als die Summe der Rippen- und Nutenzahl der jeweistehende Schraubennutenrotor vier Nuten und ligen Folgestufe.

der Schraubenrippenrotor der Folgestufe (II) vier 35 Durch die Maßnahme, den Schraubenrippenrotor Rippen und der mit ihm in Eingriff stehende der jeweiligen niederen Stufe und den Schrauben-Schraubennutenrotor sechs Nuten aufweist. nutenrotor der jeweiligen Folgestufe anzutreiben,

3. Mehrstufige Rotationskolbenmaschine nach wird erreicht, daß beispielsweise für eine zwei-Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß stufige Maschine unter Zugrundelegung des günder Achsabstand der jeweiligen niederen Stufe (I) 30 stigen Wertes LjD (Stufe I) = 1,6 LjD (Stire II) und der Achsabstand der jeweiligen Folgestufe der Durchmesser des Hauptläufers der ersten Stufe (II) gleich sind. um den Faktor 1,32 größer sein kann als der Durchmesser des Hauptläufers der zweiten Stufe. Bei dem Nebenläuferdurchmesser und den Achsabständen er-