DE2560045B1

DE2560045B1 - Parallel and external axis rotary piston compressors with cam engagement

Info

Publication number: DE2560045B1
Application number: DE19752560045
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1975-02-27
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2508435C3; SE7502316L; GB1503488A; BE826392A; JPH0127241B2; JPS50143106A; SE418522C; DK145953B; DE2508435A1; DK145953C; FR2263399B1; CS194716B2; FR2263399A1; DE2560045C3; DE2508435B2; FI57825B; AU7853075A; DK89675A; SU1153840A3; SE418522B

Description

Die Erfindung betrifft einen parallel und außenachsigen Rotationskolbenverdichter mit Kämmeingriff zwischen einem Schraubenrippenmotor, dessen Rippenflanken zu einem größeren Teil außerhalb und zu einem kleineren Teil innerhalb des zugehörigen Teilkreises liegen, und einem Schraubennutenrotor, dessen Nutenflanken zu einem größeren Teil innerhalb und zu einem kleineren Teil außerhalb des zugehörigen Teilkreises liegen.The invention relates to a parallel and outer-axis rotary piston compressor with meshing engagement between a helical rib motor, the rib flanks of which to a large extent outside and to one smaller part lie within the associated pitch circle, and a screw groove rotor whose groove flanks to a greater extent within and to a lesser extent outside of the associated pitch circle lie.

Bei einem bekannten Verdichter dieser Art (US-PS 74 522) ist der kleinere Teil einer jeden Nutflanke des Schraubennutenrotors in Gestalt eines Kreisbogens ausgebildet, dessen Zentrum sich auf dem zugehörigen Teilkreis befindet Die damit zusammenwirkenden kleineren Flankenteile des Schraubenrippenrotors sind dergestalt ausgerundet, daß sie den kreisbogenförmigen kleineren Flankenteilen des Schraubennutenrotors entsprechen. Der den kleineren Flankenteil tragende Ansatz am Nutensteg des Schraubennutenrotors hatte ursprünglich die Aufgabe, scharfe Kanten zwischen den Rotorflanken und den kreisbogenförmig um die Rotorachse verlaufenden Scheitelbereich des Nutenstegs zu verhindern. Später wurden derartige Ansätze dazu benutzt, daß Verdrängungsvolumen des Verdichters zu vergrößern und das Verhältnis zwischen den auf die verschiedenen Rotoren wirkenden Drehmomenten zu verändern. In allen diesen Fällen bestand jedoch keine Drehmoment übertragende Berührung zwischen dem betroffenen kleineren Flankenteilen der beiden Rotoren.In a known compressor of this type (US-PS 74 522) is the smaller part of each groove flank of the Helical grooved rotor designed in the shape of a circular arc, the center of which is on the associated Partial circle is located The smaller flank parts of the helical rib rotor that interact with it are rounded in such a way that they the circular arc-shaped smaller flank parts of the screw-grooved rotor correspond. The approach carrying the smaller flank part on the grooved web of the helical grooved rotor had originally the task of creating sharp edges between the rotor flanks and the circular arc around the To prevent rotor axis running apex area of the groove web. Such approaches were later made used to increase the displacement volume of the compressor and the ratio between the on to change the torques acting on the various rotors. In all of these cases, however, existed no torque transmitting contact between the affected smaller flank parts of the two Rotors.

Es ist ferner bekannt (GB-PS 10 77 517), einenIt is also known (GB-PS 10 77 517), a

ίο Verdichter der betroffenen Art derart auszugestalten, daß der Schraubennutenrotor unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden ist, um die Umfangsgeschwindigkeit des Schraubenrippenrotors ohne Verwendung eines besonderen Übersetzungsgetriebes heraufzusetzen. Derartige Kompressoren sind mit einem seinerseits bekannten Rotorprofil (AT-PS 2 77 439, Fig. 6) versehen worden, bei welchem die nacheilende Nutenflanke des Schraubennutenrotors mit einem innerhalb des zugehörigen Teilkreises liegenden und an diesen anschließenden radialen Abschnitt versehen ist, der mit einem Fußabschnitt der eingreifenden Rippenflanke des Schraubenrippenrotors zusammenwirkt, wobei sich dieser Fußabschnitt außerhalb des zugehörigen Teilkreises unmittelbar an diesen anschließt. Dies bedeutet, bei Antrieb über den Schraubennutenrotor zum Schraubenrippenrotor nicht nur, daß die Umfangsgeschwindigkeit des treibenden Schraubennutenrotors im Berührungspunkt geringer ist als die des getriebenen Schraubenrippenrotors, sondern auch, daß die Gleitgeschwindigkeit der Berührungspunkte längs der treibenden Nutenflanke geringer ist als längs der getriebenen Rippenflanke, wodurch zwischen die Rotorflanken eingeführte Flüssigkeit abfließt, ohne einen tragenden Flüssigkeitsfilm im Berührungsbereich zwischen den Rotorflanken zu bilden.ίο design compressors of the affected type in such a way that that the helical groove rotor is directly connected to the drive shaft to the peripheral speed of the helical rib rotor without using a special transmission gear. Such compressors are provided with a rotor profile which is known for its part (AT-PS 2 77 439, Fig. 6) been, in which the trailing groove flank of the helical grooved rotor with one within the associated Part of the circle lying and is provided adjoining this radial section with a Foot portion of the engaging rib flank of the helical rib rotor cooperates, with this foot section directly adjoins this outside of the associated pitch circle. This means, when driving via the helical grooved rotor to the helical rib rotor, not only that the peripheral speed of the driving screw-grooved rotor is lower at the point of contact than that of the driven one Helical rib rotor, but also that the sliding speed of the contact points along the driving Groove flank is smaller than along the driven rib flank, whereby between the rotor flanks Introduced liquid flows off without a supporting liquid film in the contact area between the To form rotor flanks.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Flankenprofile der Rotoren dergestalt zu ändern, daß sie geeigneter sind für eine unmittelbare Flankenberührung in Verdichtern, bei denen der Schraubennutenrotor mit der Antriebsmaschine gekuppelt ist und den Schraubenrippenrotor seinerseits antreibt.The object of the invention is to change the flank profiles of the rotors in such a way that they are more suitable for direct flank contact in compressors where the helical groove rotor is with the drive machine is coupled and in turn drives the helical rib rotor.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich der kleinere Teil zumindest der nacheilenden Flanke einer jeden Rippe des Rippenrotors aus einem an dem zugehörigen Teilkreis anschließenden, hauptsächlich geraden Abschnitt und einem konkav gekrümmten Abschnitt zusammensetzt, wobei der gerade Abschnitt einen Winkel von weniger als 30° mit einem von der Achse des Schraubenrippenrotors durch den Schnittpunkt zwischen diesen Abschnitt und dem zugehörigen Teilkreis verlaufenden Radialstrahl einschließt. According to the invention this object is achieved in that the smaller part is at least the lagging Flank of each rib of the rib rotor from one adjoining the associated pitch circle, mainly straight section and a concave curved section, the straight Section an angle of less than 30 ° with one of the axis of the helical rib rotor through the Including intersection between this section and the associated pitch circle extending radial ray.

Zweckmäßig ist dabei ein größerer Abschnitt des kleineren Teils der damit zusammenwirkenden Nutenflanke von dem hauptsächlich geraden Abschnitt des kleineren Teils der entsprechenden Rippenflanke des Rippenrotors erzeugt. Auf diese Weise läßt sich eine unmittelbare Flankenberührung zwischen den Rotoren innerhalb des Teilkreises des Schraubenrippenrotors bzw. außerhalb des Teilkreises des Schraubennutenrotors ermöglichen. Dies bedeutet bei Antrieb vom Schraubennutenrotor zum Schraubenrippenrotor nicht nur, daß die Umfangsgeschwindigkeit des treibenden Schraubennutenrotors im Berührungspunkt höher ist als diejenige des getriebenen Schraubenrippenrotors, sondern auch das die Gleitgeschwindigkeit der Berührungspunkte längs der reibenden Nutenflanke höher ist als diejenige längs der getriebenen Rippenflanke, wodurchA larger section of the smaller part of the groove flank interacting therewith is expedient from the mainly straight section of the smaller part of the corresponding rib flank of the Ribbed rotor generated. In this way, direct flank contact between the rotors can be achieved within the pitch circle of the helical rib rotor or outside the pitch circle of the helical groove rotor enable. This does not mean that the helical groove rotor is driven to the helical rib rotor only that the peripheral speed of the driving screw-grooved rotor at the point of contact is higher than that of the driven helical-ribbed rotor, but also that of the sliding speed of the contact points along the rubbing groove flank is higher than that along the driven rib flank, whereby

sich ein Flüssigkeitsfilm im Berührungsbereich zwischen den Rotorflanken positiv aufbaut. Auf diesem Wege werden die Antriebsverhältnisse für einen über den Schraubennutenrotor angetriebenen Verdichter verbessert, bei denen die Geschwindigkeitsverhältnisse gerade entgegengesetzt waren und praktisch kein Flüssigkeitsfilm im Berührungsbereich zwischen den Rotoren vorhanden waren.a liquid film builds up positively in the contact area between the rotor flanks. On this way the drive ratios for a compressor driven by the helical groove rotor are improved, at which the speed ratios were just opposite and practically no liquid film in the contact area between the rotors were present.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail below in connection with the drawing. It shows

F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Rotationskolbenverdichter nach Linie 1 -1 in F i g. 2,F i g. 1 shows a vertical longitudinal section through a rotary piston compressor along line 1-1 in FIG. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Verdichter nach Linie 2-2 in F i g. 1 undF i g. 2 shows a cross section through the compressor along line 2-2 in FIG. 1 and

F i g. 3 eine Einzelheit aus F i g. 2 mit dem Profilverlauf einer Schraubennut und einer Schraubenrippe in größerem Maßstab.F i g. 3 shows a detail from FIG. 2 with the profile course of a screw groove and a screw rib in larger scale.

Der in den F i g. 1 und 2 gezeigte Rotationskolbenverdichter hat ein Gehäuse 10 mit einem darin enthaltenen Arbeitsraum 12, der im wesentlichen die Form zweier einander schneidender zylindrischer Bohrungen mit parallelen Achsen besitzt. Das Gehäuse 10 enthält ferner einen Niederdruckkanal 14 und einen Hochdruckkanal 16 für das zu verdichtende Arbeitsmedium, die mit dem Arbeitsraum 12 über einen Niederdruckeinlaß 18 bzw. einen Hochdruckauslaß 20 in Verbindung stehen.The in the F i g. The rotary compressor shown in FIGS. 1 and 2 has a housing 10 with a contained therein Working space 12, which essentially has the shape of two intersecting cylindrical bores has parallel axes. The housing 10 also includes a low pressure channel 14 and a high pressure channel 16 for the working medium to be compressed, which is connected to the working space 12 via a low-pressure inlet 18 and a high pressure outlet 20 are in communication.

Im gezeigten Verdichter ist der Niederdruckeinlaß 18 vollständig in der Niederdruckendwand 22 des Arbeitsraums 12 gelegen und erstreckt sich hauptsächlich auf einer Seite einer die Bohrungsachsen enthaltenden Ebene. Der Hochdruckauslaß 20 des Verdichters ist teilweise in der Hochdruckendwand 24 des Arbeitsraums 12 und teilweise in dessen Mantelwand 26 angeordnet und befindet sich vollständig auf der entgegengesetzten Seite der vorerwähnten, die Bohrungsachsen enthaltenden Ebene.In the compressor shown, the low-pressure inlet 18 is completely in the low-pressure end wall 22 of the working space 12 and extends mainly on one side of one containing the bore axes Level. The high pressure outlet 20 of the compressor is partly in the high pressure end wall 24 of the working space 12 and partly in its jacket wall 26 arranged and is located completely on the opposite side of the aforementioned, the bore axes containing level.

Im Arbeitsraum 12 befinden sich zwei im Kämmeingriff zusammenwirkende Rotoren, nämlich ein Schraubenrippenrotor 28 und ein Schraubennutenrotor 30, deren Drehachsen mit den Bohrungsachsen zusammenfallen. Die Rotoren 28, 30 sind im Gehäuse 10 in Zylinderrollenlagern 32 innerhalb der Niederdruckendwand und in paarweise angeordneten Schrägschulterkugellagern 34 innerhalb der Hochdruckendwand 24 gelagert Der Nutenrotor 30 trägt ferner eine Stummelwelle 36, die sich aus dem Gehäuse 20 heraus erstreckt.In the working space 12 there are two rotors which cooperate in meshing engagement, namely a helically ribbed rotor 28 and a helical groove rotor 30, the axes of rotation of which coincide with the axis of the bore. The rotors 28, 30 are in the housing 10 in cylindrical roller bearings 32 within the low pressure end wall and in paired angular ball bearings 34 within the high pressure end wall 24 The grooved rotor 30 also carries a stub shaft 36 which extends out of the housing 20 extends.

Der Rippenrotor 28 weist vier schraubenförmige Rippen 38 mit Zwischenräume 40 auf, deren Umschlingungswinkel 300° beträgt. Der Nutenrotor 30 hat sechs von schraubenförmigen Stegen 42 getrennte Nuten 44 mit einem Umschlingungswinkel von etwa 200°. Die Stege 42 des Nutenrotors sind mit Ansätzen 48 versehen, die radial außerhalb des zugehörigen Teilkreises 46 liegen, und die Nuten 40 des Nutenrotors 30 sind mit entsprechenden Ausnehmungen radial innerhalb des zugehörigen Teilkreises 50 versehen.The rib rotor 28 has four helical ribs 38 with spaces 40, the angle of wrap 300 °. The grooved rotor 30 has six grooves 44 separated by helical webs 42 with a wrap angle of about 200 °. The webs 42 of the grooved rotor are provided with projections 48 provided, which lie radially outside of the associated pitch circle 46, and the grooves 40 of the grooved rotor 30 are provided with corresponding recesses radially within the associated pitch circle 50.

In der Mantelwand 26 des Arbeitsraums 12 befinden sich eine Anzahl öleinspritzkanäle 54, die an der Verschneidungslinie 56 zwischen den den Arbeitsraum 12 bildenden Gehäusebohrungen münden. Diese Kanäle 54 stellen Verbindungen zwischen einer ölzufuhrkammer 58 und dem Arbeitsraum 12 her. Der Kammer 58 wird öl von einer (nicht gezeigten) Druckölquelle über eine Einspeiseöffnung 60 unter einem höheren Druck zugeführt, als er im Arbeitsraum 12 an den Mündungen der Kanäle 54 herrscht.In the jacket wall 26 of the working space 12 there are a number of oil injection channels 54 which are connected to the Intersection line 56 open between the housing bores forming the working space 12. These channels 54 establish connections between an oil supply chamber 58 and the working space 12. The Chamber 58 is oil from a (not shown) pressurized oil source via a feed port 60 under a higher pressure supplied when it prevails in the working space 12 at the mouths of the channels 54.

Jede Nut 44 des Nutenrotors hat eine erste Flanke 62, die bei Verwendung ais Verdichter die vorauseilende Flanke ist und eine zweite, in diesem Falle nacheilende Flanke 64. Jede dieser Flanken 62,64 erstreckt sich von einem achsnahen Punkt 66 der Nut 44 auswärts bis zu einem Punkt 68 bzw. 70 am Scheitel 72 des zugehörigen Stegs 42, der außerhalb des Teilkreises 46 des Nutenrotors 30 liegt, welcher die Flanken 62,64 in den Pumpen 74 bzw. 76 schneidet. Jede Flanke 62,64 besteht somit aus einem größeren Teil 66—74 bzw. 66—76 innerhalb des Teilkreises 46 und einem kleineren Teil 74—68 bzw. 76—70 außerhalb des Teilkreises 46.Each groove 44 of the grooved rotor has a first flank 62 which, when used as a compressor, is the leading edge Flank and a second, in this case trailing flank 64. Each of these flanks 62,64 extends from an axially near point 66 of the groove 44 outwards to a point 68 or 70 at the apex 72 of the associated Web 42, which lies outside the pitch circle 46 of the grooved rotor 30, which the flanks 62,64 in the Pumps 74 and 76 intersect. Each flank 62,64 thus consists of a larger part 66-74 or 66-76 within the pitch circle 46 and a smaller part 74-68 or 76-70 outside the pitch circle 46.

Der größere Teil 66—74 der vorauseilenden Nutflanke 62 setzt sich aus drei Abschnitten zusammen. Der erste Abschnitt 66—78 ist von einem Kreisbogen gebildet, der sich über einen Winkel oi von etwa 10° erstreckt und sein Zentrum 80 auf dem Teilkreis 46 des Nutenrotors hat, wobei sein Radius r eine Länge von etwa 40% der Länge des Teilkreisradius des Rotors 30 besitzt. Der zweite Abschnitt 78—82 hat die Form eines Kreisbogens, dessen Zentrum 84 außerhalb des Teilkreises 46 auf einer Verlängerung der Geraden 78, 80 liegt und dessen Radius R eine Länge von etwa vier Dritteln derjenigen des Radius r besitzt. Der dritte Abschnitt 82—74 folgt einer Geraden, die in dem Punkt 82 eine Tangente an den Kreisbogen mit dem Radius R bildet und im Punkt 74 auf dem Teilkreis 46 einen Winkel β von etwa 20° mit einem von der Rotorachse 86 ausgehenden Radialstrahl durch diesen Punkt einschließt. The larger part 66-74 of the leading groove flank 62 is composed of three sections. The first section 66-78 is formed by an arc which extends over an angle oi of about 10 ° and has its center 80 on the pitch circle 46 of the grooved rotor, its radius r having a length of about 40% of the length of the pitch circle radius of the Rotor 30 owns. The second section 78-82 has the shape of an arc of a circle, the center 84 of which lies outside the pitch circle 46 on an extension of the straight line 78, 80 and the radius R of which has a length of about four thirds that of the radius r. The third section 82-74 follows a straight line which at point 82 forms a tangent to the circular arc with radius R and at point 74 on pitch circle 46 an angle β of approximately 20 ° with a radial ray emanating from rotor axis 86 through the latter Point includes.

Der größere Teil 66—76 der nacheilenden Flanke 64 besteht ebenso aus drei verschiedenen Abschnitten. Der erste Abschnitt 66—88 ist ein Spiegelbild des ersten Abschnittes 66—78 der vorauseilenden Flanke 62. Der zweite Abschnitt 88—90 hat an seinem inneren Endpunkt 88 eine Tangente gemeinsam mit derjenigen an den ersten Abschnitt 66—88. Der äußere Endpunkt 90 des zweiten Abschnitts der nacheilenden Flanke liegt auf einem Kreis mit dem Teilkreisradius 86—80 als Durchmesser. Zwischen diesen zwei Punkten 88, 90 folgt der zweite Abschnitt 88—90 einer Epizykloide, die weiter unten beschrieben wird. Der dritte Abschnitt 90—76 folgt einer Geraden in Form eines von der Achse 86 des Nutenrotors 30 ausgehenden Radialstrahls.The greater part 66-76 of the trailing flank 64 also consists of three different sections. Of the first section 66-88 is a mirror image of the first section 66-78 of the leading edge 62. The second section 88-90 has a tangent in common with that at its inner end point 88 to the first section 66-88. The outer end point 90 of the second section of the trailing edge lies on a circle with the pitch circle radius 86-80 as the diameter. Between these two points 88, 90 the second section 88-90 follows an epicycloid which will be described below. The third section 90-76 follows a straight line in the form of a radial ray emanating from the axis 86 of the grooved rotor 30.

Jede Rippe 38 des Rippenrotors 28 hat in derselben Weise eine voreilende Flanke 92 und eine nacheilende Flanke 94. Jede dieser Flanken 92,94 erstreckt sich von einem Scheitelpunkt 96 zu einem Punkt 98 bzw. 100 am Boden 102 des Rippenzwischenraums 40, der innerhalb des Teilkreises 50 des Rippenrotors 28 liegt, welcher die Flanken 92,94 in den Punkten 104 bzw. 106 schneidet.Each rib 38 of the rib rotor 28 has a leading edge 92 and a trailing edge in the same manner Flank 94. Each of these flanks 92, 94 extends from an apex 96 to a point 98 or 100 am Bottom 102 of the inter-rib space 40, which lies within the pitch circle 50 of the rib rotor 28, which the Flanks 92, 94 intersect at points 104 and 106, respectively.

Jede Flanke 92, 94 hat somit einen größeren Teil 96—104 bzw. 96—106 außerhalb des Teilkreises 50 und einen kleineren Teil 104—98 bzw. 106—100 innerhalb des Teilkreises 50.Each flank 92, 94 thus has a larger part 96-104 or 96-106 outside the pitch circle 50 and a smaller part 104-98 or 106-100 within the pitch circle 50.

Der größere Teil 96—104 der voreilenden Flanke 92 besteht aus drei verschiedenen Abschnitten. Der erste Abschnitt 96—108 ist, mit Ausnahme eines zur Bildung einer Dichtleiste am Scheitel 96 ausgesparten Bereichs 100, als Kreisbogen ausgebildet, der mit dem ersten Abschnitt 66—78 der vorauseilenden Flanke 62 des Nutenrotors 30 übereinstimmt. Der zweite Abschnitt 108—112 ist von dem zweiten Abschnitt 78—82 der voreilenden Flanke 62 des Nutenrotors 30 erzeugt. Der dritte Abschnitt 112—104 ist von dem dritten Abschnitt 82—74 der voreilenden Flanke 62 des Nutenrotors 30 erzeugt.The larger part 96-104 of the leading edge 92 consists of three different sections. The first Section 96-108 is, with the exception of an area recessed to form a sealing strip at the apex 96 100, designed as a circular arc, which with the first section 66-78 of the leading edge 62 of the Grooved rotor 30 matches. The second section 108-112 is from the second section 78-82 of FIG leading edge 62 of the grooved rotor 30 is generated. The third section 112-104 is from the third section 82-74 of the leading edge 62 of the grooved rotor 30 is generated.

Der größere Teil 96—106 der nacheilenden Flanke 94 des Rippenrotors 28 besteht ebenso aus drei verschiedenen Abschnitten. Der erste Abschnitt 96—114 ist das Spiegelbild des ersten Abschnitts 96—108 der voreilenden Flanke 92. Der Endpunkt 114 dieses ersten Abschnittes erzeugt ferner den als Epizykloide ausgebildeten zweiten Abschnitt 88—90 der nacheilenden Flanke 64 des Nutenrotors 30. Der zweite Abschnitt 114—116 ist von einem Punkt 90 auf der nacheilenden Flanke 64 des Nutenrotors 30 erzeugt. Der dritte Abschnitt 116—106 ist von dem dritten Abschnitt 90—76 der nacheilenden Flanke 64 des Nutenrotors 30 erzeugt.The larger portion 96-106 of the trailing flank 94 of the rib rotor 28 also consists of three different sections. The first section 96-114 is the mirror image of the first section 96-108 of the leading flank 92. The end point 114 of this first section also generates the epicycloid- shaped second section 88-90 of the trailing flank 64 of the grooved rotor 30. The second section 114- 116 is generated from a point 90 on the trailing flank 64 of the grooved rotor 30. The third section 116-106 is produced by the third section 90-76 of the trailing flank 64 of the grooved rotor 30.

Der kleinere Teil 104—98 der voreilenden Flanke 92 des Rippenrotors 28 besteht aus zwei verschiedenen Abschnitten. Der erste Abschnitt 104—118 folgt einer Geraden, die eine Tangente an den dritten Abschnitt 112—104 des größeren Teils 96—104 der Rippenflanke 92 im Schnittpunkt 104 mit dem Teilkreis 50 bildet. Der zweite Abschnitt 118—98 des kleineren Flankenteils ist von dem achsfernen Punkt 68 der voreilenden Flanke 62 des Nutenrotors 30 erzeugt. Der Verbindungspunkt 118 zwischen den Flankenabschnitten 104—118 und 118—98 ist so gelegen, daß die Gerade 104—118 eine Tangente an die Kurve 118—98 in dem Punkt 118 bildet.The smaller portion 104-98 of the leading flank 92 of the rib rotor 28 consists of two different sections. The first section 104-118 follows a straight line which forms a tangent to the third section 112-104 of the larger part 96-104 of the rib flank 92 at the point of intersection 104 with the pitch circle 50. The second section 118-98 of the smaller flank part is produced by the point 68 remote from the axis of the leading flank 62 of the grooved rotor 30. The connection point 118 between the flank sections 104-118 and 118-98 is located such that the straight line 104-118 forms a tangent to the curve 118-98 at the point 118 .

Der kleinere Teil 74—68 der voreilenden Flanke 62 des Nutenrotors 30 folgt einer Kurve, die von dem ersten Abschnitt 104—118 des kleineren Teils 104—98 der voreilenden Flanke 92 des Rippenrotors 28 erzeugt ist.The smaller part 74-68 of the leading flank 62 of the grooved rotor 30 follows a curve which is generated by the first section 104-118 of the smaller part 104-98 of the leading flank 92 of the rib rotor 28.

Der kleinere Teil 106—100 der nacheilenden Flanke 94 des Rippenrotors 28 besteht aus zwei verschiedenen Abschnitten. Der erste Abschnitt 106—120 folgt einer Geraden, deren Verlängerung durch die Achse 122 des Rippenrotors 28 verläuft. Diese Gerade 106—120 bildet eine Tangente zum dritten Abschnitt 116—106 des größeren Teils 96—106 der nacheilenden Flanke 94 des Rippenrotors 28 im Punkt 106 auf dem Teilkreis 50. Der zweite Abschnitt 120—100 ist vom achsfernen Punkt 70 der nacheilenden Flanke 64 des Nutenrotors 28 erzeugt. Der Verbindungspunkt 120 zwischen den Flankenabschnitten 106—120 und 120—100 ist derart gelegen, daß die Gerade 106—120 eine Tangente an die Kurve 120—100 in diesem Punkt 120 bildet.The smaller portion 106-100 of the trailing flank 94 of the rib rotor 28 consists of two different sections. The first section 106-120 follows a straight line, the extension of which runs through the axis 122 of the rib rotor 28. This straight line 106-120 forms a tangent to the third section 116-106 of the larger part 96-106 of the trailing flank 94 of the rib rotor 28 at point 106 on the pitch circle 50. The second section 120-100 is from the point 70 remote from the axis of the trailing flank 64 of the grooved rotor 28 is generated. The connection point 120 between the flank sections 106-120 and 120-100 is located in such a way that the straight line 106-120 forms a tangent to the curve 120-100 at this point 120 .

Der kleinere Teil 76—70 der nacheilenden Flanke 64 des Nutenrotors 30 folgt einer Kurve, die von dem ersten Abschnitt 106—120 des kleineren Teils 106—100 der nacheilenden Flanke 94 des Rippenrotors 28 erzeugt ist.The smaller part 76-70 of the trailing flank 64 of the grooved rotor 30 follows a curve which is generated by the first section 106-120 of the smaller part 106-100 of the trailing flank 94 of the rib rotor 28.

Der Scheitel 72 eines jeden Steges 42 des Nutenrotors 30 trägt eine Dichtleiste 124 zur Verbesserung der Abdichtung gegen die Mantelwand des Gehäuses. Der Boden 102 jedes Zwischenraums 40 am Rippenrotor 28 enthält ferner eine Nut 26, mit welcher die Dichtleiste 124 des damit zusammenarbeitenden Nutensteges 42 in und außer Eingriff gelangt, wenn die Rotoren 30, 28 rotieren.The apex 72 of each web 42 of the grooved rotor 30 carries a sealing strip 124 to improve the seal against the jacket wall of the housing. The bottom 102 of each intermediate space 40 on the rib rotor 28 also contains a groove 26 with which the sealing strip 124 of the groove web 42 cooperating therewith comes into and out of engagement when the rotors 30, 28 rotate.

Die vorstehend erläuterten Rotorprofile beziehen sich alle auf deren theoretische Form. Um jedoch die mechanische Zuverlässigkeit der Maschine, in der diese Rotoren eingebaut sind, sicherzustellen, müssen bestimmte Spalte oder Zwischenräume zwischen den Rotoren innerhalb der Flankenteile vorgesehen sein, damit sich dort die Rotoren nicht unmittelbar berühren. Um derartige Spalte zu erhalten, müssen die Profile eines oder beider Rotoren derart geringfügig modifiziert werden, daß sie von der theoretischen Gestalt abweichen. Die Formen und Größen dieser Abweichungen unterscheiden sich für verschiedene Maschinenausführungen in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, d.h. der Verdichtung oder Entspannung des Arbeitsmittels, der Art des darin zu behandelnden Gases, der Gastemperatur in Abhängigkeit vom Kühlsystem der Maschine einschließlich Flüssigkeitseinspritzung und dem System der Drehmomentübertragung zu den Rotoren, nämlich einem getrennten Synchronisiergetriebe, unmittelbarer Flankenberührung mit dem Rippenrotor als treibenden Rotor oder unmittelbarer Flankenberührung mit dem Nutenrotor als treibenden Rotor, sowie den Abmessungen der Rotoren.The rotor profiles explained above all relate to their theoretical shape. However, to the Mechanical reliability of the machine in which these rotors are installed must be certain Gaps or spaces between the rotors may be provided within the flank parts, so that the rotors do not touch directly there. To get such a column, the profiles one or both rotors are so slightly modified that they are of the theoretical shape differ. The shapes and sizes of these deviations differ for different machine designs depending on the operating conditions, i.e. the compression or relaxation of the Working medium, the type of gas to be treated in it, the gas temperature depending on the The machine's cooling system including liquid injection and the torque transmission system to the rotors, namely a separate synchronizing gear, direct flank contact with the ribbed rotor as the driving rotor or direct flank contact with the grooved rotor as the driving rotor, as well as the dimensions of the rotors.

In der Zeichnung sind die Abweichungen von den theoretischen Rotorprofilen vollständig auf den Nutenrotor 30 verlagert. Ihre Form ist durch die gestrichelte Linie 128 angedeutet, die aus Klarheitsgründen in einem übertrieben großen Abstand gegenüber dem theoretischen Flankenprofil eingezeichnet ist. In der Zeichnung sind die Abweichungen für einen Verdichter mit unmittelbarer Flankenberührung und Antrieb über den Nutenrotor 30 gezeigt. Die Abweichungen von der theoretischen Gestalt längs der ersten und zweiten Abschnitte 66—78, 66—88 bzw. 78—82, 88—90 der größeren Teile der Nutflanken 62 und 64 haben eine konstante erste Größe, lotrecht zu diesen Flanken gemessen. Die Abweichung längs dem dritten Abschnitt 82, 74 des größeren Teils 66—74 der vorauseilenden Flanke 62 des Nutenrotors vermindert sich fortgesetzt von der Größe im Punkt 82, wo sie gleich der des anschließenden zweiten Abschnittes 78—82 ist, bis zu einer zweiten minimalen Größe im Punkt 74 auf dem Teilkreis 46. Die Abweichung längs dem kleineren Flankenteil 74—68 ist von konstanter Größe gleich der zweiten Größe im Punkt 74, lotrecht zur Flanke gemessen. Die Abweichungen über dem dritten Abschnitt 90—76 des größeren Teils 66—76 der nacheilenden Flanke 64 und längs dem kleineren Teil 76—70 der nacheilenden Flanke 64 haben eine dritte Größe. Die Abweichung über dem Scheitel 72 mit Ausnahme für die Dichtleiste 124 ist von einer konstanten vierten Größe, lotrecht zum Scheitel 72, d. h. in radialer Richtung des Rotors gemessen. In einem aktuellen Anwendungsfall als Verdichter für Luft unter Atmosphärendruck und Umgebungstemperatur mit einem Druckverhältnis von 8:1, bei dem mit Öleinspritzung zur Kühlung, Abdichtung und Schmierung bei unmittelbarer Flankenberührung mit dem Nutenrotor 30 als treibenden Rotor und einem Rotordurchmesser von etwa 200 mm gearbeitet wird, betragen die Werte für die erste, zweite, dritte und vierte Größe der Abweichung 0,06—0,10 mm, 0,02—0,05 mm, Null bzw. 0,06—0,10 mm. Für Antrieb durch den mit unmittelbarer Flankenberührung sollten die Werte für die zweite und dritte Größe der Abweichung gegeneinander vertauscht werden. Für Antrieb über ein Synchronisiergetriebe sollten die Werte für die zweite und dritte Größe der Abweichung positiv und kleiner als der Wert für die erste Abweichungsgröße sein.In the drawing, the deviations from the theoretical rotor profiles are completely shifted to the grooved rotor 30. Their shape is indicated by the dashed line 128 , which, for reasons of clarity, is drawn in at an exaggeratedly large distance from the theoretical flank profile. In the drawing, the deviations for a compressor with direct flank contact and drive via the grooved rotor 30 are shown. The deviations from the theoretical shape along the first and second sections 66-78, 66-88 or 78-82, 88-90 of the larger parts of the groove flanks 62 and 64 have a constant first size, measured perpendicular to these flanks. The deviation along the third section 82, 74 of the larger part 66-74 of the leading flank 62 of the grooved rotor continues to decrease from the size at point 82, where it is equal to that of the subsequent second section 78-82 , to a second minimum size at point 74 on pitch circle 46. The deviation along the smaller flank part 74-68 is of constant magnitude equal to the second magnitude at point 74, measured perpendicular to the flank. The deviations over the third section 90-76 of the larger part 66-76 of the trailing flank 64 and along the smaller part 76-70 of the trailing flank 64 have a third magnitude. The deviation over the apex 72, with the exception of the sealing strip 124, is of a constant fourth magnitude, perpendicular to the apex 72, ie measured in the radial direction of the rotor. In a current application as a compressor for air under atmospheric pressure and ambient temperature with a pressure ratio of 8: 1, in which oil injection for cooling, sealing and lubrication is carried out with direct flank contact with the grooved rotor 30 as the driving rotor and a rotor diameter of about 200 mm, the values for the first, second, third and fourth sizes of the deviation are 0.06-0.10 mm, 0.02-0.05 mm, zero and 0.06-0.10 mm, respectively. For drive by the with direct flank contact, the values for the second and third size of the deviation should be interchanged. For drive via a synchronizing gear, the values for the second and third size of the deviation should be positive and smaller than the value for the first deviation size.

Bei Verlagerung aller spaltbildender Abweichungen auf nur einen Rotor, vorzugsweise den Nutenrotor, sollte der andere Rotor für alle verschiedenen Ausführungsformen in seiner Form gleichbleibend sein. Auf diesem Wege kann dasselbe Schneidwerkzeug für den anderen Rotor unabhängig vom Anwendungsfall benutzt werden, und bei Umstellung der Produktion muß nur ein neues Schneidwerkzeug bereitsgestellt werden, was besonders vom wirtschaftlichen Stand-If all gap-forming deviations are shifted to only one rotor, preferably the grooved rotor, the other rotor should be of the same shape for all different embodiments. In this way, the same cutting tool can be used for the other rotor regardless of the application can be used, and if the production is changed, only a new cutting tool has to be provided which is particularly important in terms of economic

punkt her wesentlich ist.point is essential.

Der Winkel β kann zwischen 0° und 30° variieren. Je kleiner dieser Winkel ist, umso besser werden die Berührungsbedingungen zwischen den zusammenwirkenden Flanken 62,92 sein. Andererseits sind, je größer dieser Winkel ist, die Bedingungen für ein Schneidwerkzeug umso besser, besonders bei Verwendung in einer Abwälzfräsmaschine, was bedeutet, daß mehr RotorenThe angle β can vary between 0 ° and 30 °. The smaller this angle, the better the contact conditions between the interacting flanks 62, 92 will be. On the other hand, the larger this angle, the better the conditions for a cutting tool, especially when used in a hobbing machine, which means that there are more rotors

mit demselben Werkzeug ohne Nachschleifen desselben bearbeitet werden können. Mit anderen Worten, die Herstellung der Rotoren erfolgt schneller und billiger. Die Größe des Winkels β mit 20° gemäß der Darstellung in der Zeichnung kann zumindest bei der beschriebenen Ausführungsform als Verdichter mit unmittelbarer Flankenberührung und Antrieb über den Nutenrotor als optimal angesehen werden.can be machined with the same tool without regrinding the same. In other words, the rotors are faster and cheaper to manufacture. The size of the angle β of 20 ° as shown in the drawing can be viewed as optimal, at least in the described embodiment as a compressor with direct flank contact and drive via the grooved rotor.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Parallel and external axis rotary piston compressor with meshing engagement between a helical rib motor, the rib flanks of which are to a greater extent outside and to a lesser extent within the associated pitch circle, and a helical groove rotor, whose groove flanks are largely inside and a smaller part outside the associated Pitch circle, characterized in that the smaller part (104-98,106-100 ) of at least the trailing flank (92, 94) of each rib (38) of the rib rotor (28) is made up of an adjoining pitch circle (50), mainly straight section (104-118 or 106-120) and a concave curved section (118-98 or 120-100) composed, the straight section (104-118 or 106-120) having an angle of less than 30 ° with a radial ray running from the axis (122) of the helical rib rotor through the point of intersection between this section and the associated pitch circle (50) concludes.

2. Rotary piston compressor according to claim 1, characterized in that a larger section of the smaller part (68-74, 70-76) of the cooperating groove flank from the mainly straight section (104-118 or 106-120) of the smaller part of the corresponding Rib flank of the rib rotor (28) is generated.

3. Rotary piston compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the straight section (106-120) of at least the trailing edge (94) of each rib (38) of the rib rotor (28) is directed radially.

4. Rotary piston compressor according to one or the preceding claims, characterized in that the concavely curved section (118-98 or 120-100) from the end edge remote from the axis (68 or 70) of the associated groove flank (62 or 64) of the helical groove rotor (30 ) is generated.