DE2844940C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur axialen Fixie­ rung einer Rotorwelle eines Schraubenverdichters gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist im wesentlichen aus der DE-OS 23 38 175 bekannt.

Bei Kompressoren der vorgenannten Art übt das zu komprimie­ rende Medium auf den Rotor sowohl eine axiale wie eine ra­ diale Kraft aus. Die axiale Kraft, welche hauptsächlich in nur einer Richtung wirkt und die mit der Belastung des Ro­ tors durch das zu komprimierende Medium steigt, wird über das genannte Wälzlager und die genannte Anschlagfläche auf das Kompressorgehäuse übertragen. Die radiale Kraft dagegen wird über Gleitlager auf das Kompressorgehäuse übertragen. Damit das Gleitlager ordnungsgemäß arbeitet, ist es erfor­ derlich, daß die Rotorwelle in radialer Richtung im Gleitla­ ger bewegt werden kann. Aus diesem Grunde muß das Wälzlager derart angeordnet sein, daß es sich in radialer Richtung re­ lativ zur Anschlagfläche bewegen kann.

Das Wälzlager muß auch dann gegen die Anschlagfläche ange­ drückt werden, wenn die vom komprimierten Medium auf den Ro­ tor ausgeübte axiale Kraft verschwindet, z.B. wenn der Kom­ pressor leerläuft, um zu verhindern, daß die Stirnflächen des Rotors mit dem Kompressorgehäuse in Berührung kommen, was zu einem Ausfall des Kompressors führen könnte.

Es ist bekannt, bei Schraubkompressoren das Wälzlager gegen die Anschalagfläche mit einem ringförmigen, mit Gewinde ver­ sehenen Element anzudrücken, welches gegen den Außenring des Wälzlagers geschraubt wird. Das ringförmige Element muß jedoch mit einer gerade richtig bemessenen Andruckkraft ge­ gen den Außenring geschraubt werden, was schwierig zu ver­ wirklichen ist Wenn das ringförmige Element zu stramm gegen das Wälzlager anliegt, dann ist das Wälzlager nicht mehr oder kaum noch in radialer Richtung beweglich, so daß das Wälzlager auch radiale Kräfte aufnehmen muß, wodurch seine Lebensdauer verkürzt wird. Wenn dagegen das ringförmige Ele­ ment zu locker gegen das Wälzlager anliegt, so besteht die Gefahr, daß der Außenring des Wälzlagers gegenüber der An­ schlagfläche und dem ringförmigen Element rutscht, was zu Schäden führen kann. Wenn darüber hinaus ein Spalt zwischen dem ringförmigen Element und dem Wälzlager auftritt, besteht die Gefahr, daß eine Stirnfläche des Kompressorrotors mit dem Kompressorgehäuse in Berührung kommt, was zu einem Aus­ fall des Kompressors führen kann.

Der aus der DE-OS 23 38 175 bekannte Schraubenkompressor ist mit einer Verstellvorrichtung zur Einstellung des Axialspal­ tes zwischen dem Rotor und dem Gehäuse ausgerüstet. Das als Axiallager augebildete Doppelwälzlager befindet sich dabei starr in einer Aufnahmehülse, die über Stellschrauben und einen Tragring starr mit dem Gehäuse verschraubt sind. Das Axialspiel kann durch Lösen der genannten Stellschrauben und einen im Tragering gelagerten und gegen die Aufnahmehülse an­ liegenden Stellring auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, der dann durch Anziehen der Verstellschraube starr fixiert wird. Über eine radiale Verschiebbarkeit der Welle im Gleitlager und mit dem Axiallager ist in dieser Druck­ schrift nichts ausgeführt und in der Zeichnung nichts zu er­ kennen.

Aus der DE-OS 25 31 414 ist ein Schraubenverdichter bekannt, bei dem sowohl das Radiallager wie das Axiallager als Wälz­ lager ausgebildet sind. Zur Einstellung des Spiels zwischen der Stirnwand des Rotors un dem Kompressorgehäuse ist zwi­ schen dem Außenring des Radialwälzlagers und einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Flanschstück eine Druckfeder ange­ ordnet. Das Axialwälzlager liegt mit seinem Außenring gegen die andere Seite dieses Flansches an und wird durch einen auf dem Wellenzapfen sitzenden Schraubring gegen diesen Flansch gedrückt. Der Andruck des Axialwälzlager erfolgt so­ mit unmittelbar gegen eine im Verhältnis zum Gehäuse starre Anlagefläche. Diese Anlagekraft überträgt sich über das Ra­ dialwälzlager auf die Druckfeder und die andere Seite des genannten Anlageflansches, so daß das Radialwälzlager die gleiche Axialkraft aufzunehmen hat, wie das Axialwälzlager. Eine radiale Verschiebbarkeit des Wellenzapfens ist auch in dieser Druckschrift weder erwähnt, noch gemäß der Figur mög­ lich.

Aus der AT-PS 2 78 229 ist ein Schraubenverdichter bekannt, bei dem der Außenring eines Radialwälzlagers auf der einen Seite unter der Wirkung einer mechanischen Feder steht und auf der anderen Seite unter der Wirkung eines Kolbens, der in einem Schubausgleichszylinder beweglich angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß die oben aufgezeigten Gefahren einer radialen Belastung des Wälzlagers oder eines axialen Spiels des Außenringes des Wälzlagers vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche erfin­ dungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ge­ nannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den wei­ teren Ansprüchen genannt.

Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße nachgie­ bige Vorrichtung wirkungsvoll verhindert werden kann, daß der Kompressorrotor sich in axialer Richtung bewegt, ohne daß gleichzeitig die notwendige Bewegungsfreiheit des Wälz­ lager in radialer Richtung beeinträchtigt wird.

Durch die direkte Einwirkung des axial beweglichen Bauteils auf das Wälzlager wird erreicht, daß keine weiteren Axialla­ ger erforderlich sind, um die Kraft von dem beweglichen Bauteil auf daß Wälzlager zu übertragen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht das bewegliche Bauteil aus einem ringförmigen Teil, welches das Wälzlager gegen die Anschlag­ fläche mittels selbständiger Federn drückt. Diese Ausführung er­ laubt die Verwendung gewöhnlicher Standardfedern zur Erzeugung der Anpreßkraft.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht das bewegliche Bautiel aus einer Tellerfeder. Eine solche Feder hat den Vorteil, daß sie axial neben dem Wälzlager nur wenig Raum erfordert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das bewegliche Bautiel aus einem ringfürmigen Teil, welches das Wälzlager mittels Fluiddrucke gegen die Anschlagfläche Preßt.

Auf diese Weise kann die Kraft, mit welcher das Teil gegen das Wälzlager drückt, durch Änderung des Druckes des Fluids leicht an die vorhandenen Arbeitsbedingungen angepaßt werden. Zum Bei­ spiel kann die Kraft, wenn sich dies als zweckmäßig erweist, weggenommen werden, wenn der Kompressor unter Last arbeitet.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Anordnung gemäß der Erfindung, bei der ein ring­ förmiges Teil mittels Spiralfedern ein Wälzlager eines Schraubenkompressors in axialer Richtung fixiert,

Fig. 2 zeigt die Fixierung des Wälzlagers in axialer Rich­ tung mittels einer sogenannten Tellerfeder,

Fig. 3 wie die Fixierung mittels eines ringförmigen Teiles geschieht, welches unter dem Einfluß eines Fluids steht.

Das Gehäuse eines Schraubenkompressors ist mit 1 bezeichnet. In dem Gehäuse 1 sind zwei schraubenförmige Rotoren 2 untergebracht, von denen nur ein Teil eines Rotors in der Fig. 1 erkennbar ist. An den beiden Stirnflächen des Rotors 2, von denen nur eine, näm­ lich die Stirnfläche 3 in Fig. 1 erkennbar ist, sind Wellenzapfen vorhanden, welche in radialer Richtung in dem Gehäuse 1 gelagert sind.

Der Wellenzapfen 4, welcher aus der Stirnfläche 3 herausragt, ist in radialer Richtung in einer Lagerschale 5 gelagert, welches über einen Kanal 6 mit Schmiermittel (Oel) versorgt wird. Ferner ist der Wellenzapfen 4 und damit der Rotor 2 in axialer Richtung in einem Wälzlager 7 gelagert, zu welchem die beiden Innenringe 8 und 9 gehören, die auf dem äußeren Ende 10 des Wellenzapfens 4 mittels einer Mutter 11 befestigt sind. Zu dem Wälzlager 7 gehören ferner zwei Außenringe 12 und 13 sowie Wälzkörper, welche zwischen den Ringen angeordnet sind.

Der Außenring 12 stützt sich in axialer Richtung an der radialen Fläche 14 des Gehäuses 1 ab.

Beim Betrieb des Kompressors übt das zu komprimierende Medium auf den Rotor 2 sowohl eine radiale wie eine axiale Kraft aus. Es wird angenommen, daß die axiale Kraft Fa, welche das kompri­ mierte Medium auf den Rotor 2 ausübt, in den in den Figuren ge­ zeigten Ausführungsformen in Richtung des Pfeiles 15 wirkt. Wenn die Belastung des Rotors durch das zu komprimierende Medium steigt, dann steigt auch die axiale Kraft Fa.

Wenn der Rotor nicht durch das genannte Medium belastet wird, wird eine mögliche axiale Bewegung des Rotors 2 in entgegengesetzter Richtung zu dem Pfeil 15 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 durch ein ringförmiges Teil 16 verhindert, welches mittels Spi­ ralfedern 17 gegen den Außenring 13 des Lagers gedrückt wird und dadurch das Lager 7 in axialer Richtung festhält. Das ringförmige Teil 16 ist in axialer Richtung beweglich in dem Gehäuse 1 gelagert, und zwar innerhalb einer zylindrischen Bohrung 18, welche eine radiale Bewegung des Teils 16 relativ zum Gehäuse 1 verhindert. Ein Enddeckel 19 des Gehäuses 1 dient als Stütze für die Federn 17.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist in dem Enddeckel 19 eine Tellerfeder 20 angeordnet, welche mit einer bestimmten Vorspannung das Wälzlager 7 gegen die Anlagefläche 14 drückt und dadurch das Lager 7 in axialer Richtung festlegt, während gleichzeitig die Tellerfeder 20 eine Bewegung des Lagers 7 in radialer Richtung zu­ läßt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird ein ringförmiges Teil 21 durch den Druck einer Flüssigkeit gegen das Lager 7 gedrückt, wel­ ches dadurch gegen die Anlagefläche 14 gedrückt wird. Das Teil 21 hat eine ringförmige Nut 22, die zusammen mit einem entsprechenden Vorsprung des Enddeckels 19 eine Kammer 24 bildet, in welcher sich das auf das Teil 21 drückende Fluid befindet. Die Kammer 24 steht über einen Kanal 25 mit einer geeigneten Druckmittelquelle in Ver­ bindung.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur axialen Fixierung einer Rotorwelle eines Schraubenverdichters, welche Rotorwelle druckseitig in radi­ aler Richtung mit Lagerspiel in einem Gleitlager gelagert ist und in axialer Richtung in einem Wälzlager gelagert ist, welches auf der Rotorwelle angeordnet ist und axial in Rich­ tung des Rotors gegen eine gehäusefeste Anschlagfläche ge­ preßt wird, wobei die Anschlagfläche eine radiale Bewegung des Wälzlagers zuläßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein direkt auf das Wälzlager (7) ein­ wirkendes axial bewegliches Bauteil (16, 20, 21) das Wälzla­ ger (7) mit einer bestimmten Kraft gegen die Anschlagfläche (14) preßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das axial bewegliche Bauteil aus einem ringförmigen Teil (16) besteht, welches das Wälzlager (7) mittels selbständiger Federn (17) gegen die Anschlagfläche (14) preßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das axial bewegliche Bauteil aus einer Tellerfeder (20) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das axial bewegliche Bauteil aus einem ringförmigen Teil (21) besteht, welches das Wälzlager (7) mittels Fluiddruck gegen die Anschlagfläche (14) preßt.