DE2811570A1

DE2811570A1 - Schraubenverdichter

Info

Publication number: DE2811570A1
Application number: DE19782811570
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Beckmann
Original assignee: Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1979-09-20
Also published as: GB1590722A

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL.-I NG. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL-ING. K. FOGHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MD NCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

Firma Aerzener Maschinenfabrik GmbH, Aerzen

Schraubenverdichter

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter mit einer Anordnung zur Entlüftung der sich bei asymmetrischen Profilen jeweils zwischen dem Zahn des Hauptläufers und der Nut des Nebenläufers im Bereich der druckseitigen Läuferstirnseite bildenden abgeschlossenen Räume.

Bei Schraubenverdichtern der bekannten Art erfolgt die Entlüftung der abgeschlossenen Räume, der sogenannten "trapped pockets" durch in der druckseitigen Stirnwand des Schraubenverdichtergehäuses angeordnete Kanäle, die in der Regel in den axialen Teil des Auslaßstutzens des Verdichters mit integriert sind. Dadurch wird vermieden, daß der Druck in den abgeschlossenen Räumen, insbesondere bei Schraubenverdichtern mit Flüssigkeitseinspritzung über einen zulässigen Wert, hinaus ansteigt und Schaden an den rotierenden oder feststehenden Teilen des Schraubenverdichters verursacht.

Derartige bekannte Schraubenverdichter sind aufgrund der Entlüftungsanordnungen im Bereich des Auslasses relativ kompliziert gestaltet und deshalb insbesondere bei Verwendung von Topfzylindern fertigungstechnisch nicht ohne erheblichen Aufwand herstellbar.

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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Gestaltung von Schraubenverdichtern mit asymmetrischer Profilform im Bereich des Auslasses sowie die Entlüftung der abgeschlossenen Räume zu vereinfachen.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Entlüftungsanordnung von einer oder mehreren, mit den abgeschlossenen Räumen in Verbindung stehenden Ausnehmungen in der druckseiten Stirnfläche des Hauptläufers und/oder Nebenläufers gebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erfolgt die Entlüftung nunmehr über in einem und/oder beiden Läufern vorgesehene Ausnehmungen und nicht wie bisher über im Schraubenverdichtergehäuse angeordnete Kanäle bzw. über den axialen Teil des Auslaßstutzens.

Damit können fertigungstechnisch aufwendige Bearbeitungsvorgänge am Schraubenverdichtergehäuse, d.h. bei Röhrenzylindern am druckseitigen Stirnflansch und bei Topfzylindern im Bereich des Topfbodens vollkommen entfallen. Erfindungsgemäß ist es lediglich notwendig Ausnehmungen an der druckseitigen Stirnfläche des Haupt- und/oder Nebenläufers anzuordnen. Dies ist durch einen einfachen Arbeitsgang ohne großen fertigungstechnischen Aufwand möglich.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann darüber hinaus auf den axialen Teil des Auslasses vollkommen verzichtet werden und lediglich ein rein radialer Auslaß vorgesehen werden. Dadurch entfallen sämtliche Bearbeitungsvorgänge zur Herstellung des axialen Auslaßteiles im Bereich der druckseitigen Stirnwand, so daß lediglich fertigungstechnisch einfache Bearbeitungsvorgänge im radialen Bereich verbleiben, die bei entsprechenden Abmessungen des Auslaßflansches ohne Schwierigkeiten auch von außen durchgeführt werden können.

Durch den Wegfall des axialen Teiles des Auslasses wird darüber hinaus die Baulänge des Verdichtergehäuses kürzer, wodurch auch kürzere Lagerabstände vorgesehen werden können und insbesondere aufgrund des Fehlens von Kanälen in der druckseitigen Gehäusestirnwand eine problemlose Unterbringung der druckseitigen Abdichtelemente in den Wellendurchführungen möglich ist.

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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es ferner möglich für Verdichter mit pfeilverzahnter Doppelschraube asymmetrische Profilformen zu wählen und dadurch die Vorteile solcher Profilformen in bezug auf den Wirkungsgrad auch für solche Verdichter auszunutzen. Bisher wurden bei Verdichtern mit pfeilverzahnter Doppelschraube ausschließlich symmetrische Profilformen gewählt, weil die bei asymmetrischen Profilformen notwendige Entlüftung der eingeschlossenen Räume aufgrund des Fehlens einer Gehäusestirnwand im Bereich des Auslasses nicht möglich war, d.h. das Entlüftungsproblem durch den Einsatz symmetrischer Profilformen unter Inkaufnahme eines verschlechterten Wirkungsgrades umgangen wurde. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ausnehmungen in der druckseitigen Stirnfläche eines und/oder beider Läufer können nunmehr erstmalig auch die abgeschlossenen Räume von pfeilverzahnten Doppelschrauben mit asymmetrischer Profilform ohne großen technischen Aufwand entlüftet werden, so daß die Wirkungsgradvorteile des asymmetrischen Profiles auch für einen solchen Verdichtertyp ausgenützt werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die druckseitige Stirnfläche des Hauptläufers in Drehrichtung im Bereich der vorlaufenden Flanke jedes Zahnes zur Bildung je einer Ausnehmung stufenartig zurückgesetzt. Eine derartige Ausgestaltung bereitet fertigungstechnisch keinerlei Schwierigkeiten und ermöglicht daher eine besonders wirtschaftliche Herstellung.

Herstellungstechnisch zweckmäßig ist es darüber hinaus, die Begrenzungskante der Stufe geradlinig, kreisbogenförmig oder kombiniert auszubilden und derart anzuordnen, daß sie sich vom Zahnkopf bis in den Bereich des Zahnfußes erstreckt. Durch eine derartige Ausgestaltung kann jede der Ausnehmungen durch einen einfachen Fräsvorgang hergestellt werden. Darüber hinaus entsteht bei einer derartigen Formgebung eine Ausnehmung, die sich beim Hineinwälzen des Zahnkopfes des Hauptläufers in die Nut des Nebenläufers, d.h. bei zunehmender Verkleinerung des abgeschlossenen Raumes in zunehmendem Maße zu dem in Drehrichtung davorliegenden Raum niedrigeren Druckes

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hin öffnet.

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis drei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch in einer Stirnansicht einen Hauptläufer HL mit vier Zähnen im Kämmeingriff mit einem Nebenläufer NL mit sechs Nuten. Aufgrund der gewählten asymmetrischen Profilform bildet sich beim Eingriff zwischen dem Zahn des Hauptläufers HL und der Nut des Nebenläufers NL jeweils ein abgeschlossener Raum R, welcher im englischen technischen Sprachgebrauch "trapped pocket" (eingeschlossene Tasche) genannt wird.

Dieser abgeschlossene Raum R hat aufgrund des schraubenförmigen Verlaufes der vier Zähne .des Hauptläufers und der sechs Nuten des Nebenläufers ebenfalls eine gewundene Form und verändert sein Volumen mit zunehmendem Eingriff des Zahnkopfes des Hauptläufers in die Nut des Nebenläufers von einem Anfangswert bestimmter Größe auf den Wert 0. Der dadurch hervorgerufene, theoretisch einen unendlichen Wert erreichende Druckanstieg in dem abgeschlossenen Raum R wird erfindungsgemäß durch die Anordnung einer Ausnehmung A in der druckseitigen Stirnfläche des Hauptläufers HL verhindert. Diese Ausnehmung A, ist in der Zeichnung in drei Varianten dargestellt und jeweils im Bereich der vorlaufenden Flanke jedes Zahnes angeordnet. Sie wird jeweils durch ein stufenartiges Zurücksetzen der druckseitigen Stirnfläche des Hauptläufers HL gebildet, wodurch eine Begrenzungskante K mit geradliniger, kreisbogenförmiger oder kombinierter Form gebildet wird, die sich vom Zahnkopf bis in den Bereich des Zahnkopfes des Hauptläufers HL hineinerstreckt.

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Durch diese Formgebung wird erreicht, daß sich beim Hineinwälzen des Zahnkopfes des Hauptläufers HL in die Nut des Nebenläufers NL, d.h. bei zunehmender Volumenverkleinerung des abgeschlossenen Raumes R zwischen der Begrenzungskante K und dem Kopf des Nebenläufers ein Spalt S mit zunehmender Breite bildet, durch den das in dem abgeschlossenen Raum R komprimierte Volumen in den in Drehrichtung davorliegenden Raum niedrigeren Druckes ausgestoßen werden kann, so daß mit geringem Aufwand eine optimale Entlüftung erreicht wird.

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Claims

HOFFMANN · KITLB <fe PARTNER 28 1 1570

PAT E N TAN WALT E

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · Dl PL-I N G. W. EITLE · D R. RER. NAT. K. HO FFMAN N · D I PL.-1 N G. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO N CH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH E)

Firma Aerzener Maschinenfabrik GmbH, Aerzen

Schraubenverdichter

Patentansprüche

Schraubenverdichter mit einer Anordnung zur Entlüftung der sich bei asymmetrischen Profilen jeweils zwischen dem Zahn des Hauptläufers und der Nut des Nebenläufers im Bereich der druckseitigen Läuferstirnseite bildenden abgeschlossenen Räume, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von einer oder mehreren, mit den abgeschlossenen Räumen (R) in Verbindung stehenden Ausnehmungen (A) in der druckseitigen Stirnfläche des Hauptläufers (HL) und/oder Nebenläufers (NL) gebildet ist.
2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckseitige Stirnfläche des Hauptläufers (HL) in Drehrichtung im Bereich der vorlaufenden Flanke jedes Zahnes zur Bildung je einer Ausnehmung (A) stufenartig zurückgesetzt ist.

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3. Schraubenverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskante (K) der Stufe vorzugsweise geradlinig, kreisbogenförmig oder kombiniert ausgebildet ist.
4. Schraubenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Begrenzungskante (K) vom Zahnkopf bis in den Bereich des Zahnfußes erstreckt.

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