DE3505919A1 - Schneckenkompressor - Google Patents

Description

Schneckenkompressor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schneckenkompressor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Es ist allgemein bekannt, daß Schneckenkompressoren mit einem oder mehreren Regelschiebern versehen sein können, insbesondere einem einzigen Kapazitätseinstellschieber oder beide solche Schieber und einen Schieber zur getrennten Einstellung des sogenannten Volumenverhältnisses, d.h. des Maßes der Kompression. Die Schieber arbeiten im allgemeinen in der Weise, daß sie jeweils einen axial verschiebbaren, teilzylindrischen Streifenteil der Wandung der Kompressionskammer bilden, wodurch eine Betätigung durch axiale Einstellung möglich ist, um die wirksame Länge der Schneckenrotoren zu verändern. Für die Erfindung ist nicht die Art und die Zahl der Schieber von Bedeutung, sondern die Tatsache, daß jeder der Schieber, der einen Oberflächenteil hat, der einen Teil der Wandung der Kompressionskammer bilden soll, äußerst genau geführt sein sollte, um den engen Toleranzen des Ortes solcher Wandungsteile unmittelbar außerhalb der äußeren Teile der Rotoren zu genügen.

Es ist daher erforderlich, in dem Kompressorgehäuse eine sehr genaue Führung für einen solchen Schieber vorzusehen. Die Schaffung einer solchen genauen Führung wird durch die Tatsache erschwert, daß das Kompressorgehäuse oder der entsprechende Teil davon normalerweise durch ein sehr schweres Gußteil gebildet ist, das mit hohen Kosten fein und nicht nur

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durch alleiniges Bohren oder Fräsen zu bearbeiten ist. Normalerweise wird daher die Verwendung eines Schiebers bevorzugt, der einen zirkulären zylindrischen Körper bildet oder aufweist, der mit dem notwendigen konkaven teilzylindrischen 5 Oberflächenteil oder -teilen versehen ist, die mit den Rotorflächenteilen zusammenwirken.

Ein Schneckenkompressor dieser Art ist aus der SE-PS 225 172 bekannt. Aus dieser Veröffentlichung ist klar zu entnehmen, daß der Schieber in der oben angegebenen Weise geformt ist und daß eine genaue Führung des Schiebers teilweise dadurch erzielt ist, daß der Schieber in einer Bohrungsausnehmung angeordnet ist, die sich über etwas mehr als 180° erstreckt, wobei der Schieber daran gehindert ist, sich quer gegen die Rotoren zu bewegen, und teilweise dadurch, daß der Schieber darüber hinaus an einer Drehbewegung in der Bohrungsausnehmung mittels eines festen Bodenführungsblocks gehindert ist, der in eine Längsbodenrille in dem Schieber eingreift; andernfalls könnte eine Drehung des Schiebers in der Bohrungsausnehmung dazu führen, daß die teilzylindrischen Oberflächenteile an einen der Flächenrotoren an einer Seite davon anstoßen.

Die genannte schwedische Patentschrift zeigt außerdem das Stirnwandungsplattenteil in der Druckkammer entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs. Dies hat jedoch keine direkte Beziehung zu den Problemen in Verbindung mit der exakten Führung des Schiebers, und es soll daher nur kurz darauf hingewiesen werden, daß dieses Stirnplattenteil dem speziellen Zweck dient, ein ebenes Wandungsteil am Auslaßende der Rotoren zu bilden und hierdurch die öffnung in die Lage zu 0 versetzen, die Auslaßöffnung für das Gas zu bilden, das von dem Kompressor zusammengedrückt wird; idealerweise hat diese Auslaßöffnung eine ziemlich komplizierte Form, und es ist viel einfacher, die öffnung in einem gesonderten Einsatzteil auszubilden und nicht in dem gegossenen Kompressorgehäuse selbst.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, daß die genannte getrennte Stirnwandplatte zusätzlich und in hohem Maße

vorteilhaft als ein aktives Führungselement für den Regelschieber verwendbar ist, wodurch die genannte spezielle und in der Tat sehr komplizierte Anordnung zur Verhinderung der Drehbewegung des Schiebers vollständig vermeidbar ist. Die Stirnwandplatte, die ein Einsatzteil in dem Kompressorgehäuse ist, sollte mit ihrer äußeren Kante sehr nahe dem Umfang der Rotoren angeordnet sein. Außerdem sollten die genannten teilzylindrischen Oberflächen des Schiebers oder der Schieber "sehr nahe" den zugehörigen Teilen des ümfangs angeordnet sein, und bei diesem Hintergrund ist es möglich, die Stirnwandplatte als aktives Führungselement für die teilzylindrischen Oberflächen des Schiebers oder der Schieber zu verwenden, was nur eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit von der oder solchen Kantenteilen der Stirnwandplatte erfordert, die sich quer über die teilzylindrischen Schieberflächen erstrecken. Wenn diese Oberflächen verschieblich an den fein bearbeiteten Kantenteilen der Stirnwandplatte anliegen, ist der Schieber sowohl gegen eine allgemeine Querbewegung gegenüber den Rotoren und gegen eine Drehung mit dem gleichen Ergebnis stabilisiert, und es ist daher vollkommen unnötig, den Schieber gegen Drehung durch weitere und kompliziertere Führungsmittel zu sichern. Demgemäß ist der Schneckenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs angegebenen Merkmale charakterisiert.

Nachfolgend soll die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Schneckenkompressors

gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ist ein Querschnitt davon, und Fig. 3 ist eine Draufsicht auf ein Stirnwandplattenteil des Kompressors.

Der dargestellte Kompressor weist ein Kompressorgehäuse 2 mit einem doppelten zylindrischen Raum 4 zur Aufnahme eines Paares nicht gezeigter, miteinander in Eingriff stehender Schneckenrotoren herkömmlicher Bauart auf. In der linken Seite von Fig. 1 ist eine Einlaßöffnung 6 und in der rechten Seite eine Auslaßöffnung 8 erkennbar, die auch mit gestri-

chelten Linien in Fig. 2 gezeigt sind. Wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, ist ein Paar von Einstellschiebern 10 und unterhalb des doppelten zylindrischen Raumes 4 angeordnet. Ein äußerer Einstellschieber 10 dieses Paares wird von einer halbzylindrischen Führungsrille in dem Kompressorgehäuse 2 aufgenommen und weist selbst eine innere Führungsrille mit einem unterschnittenen oder über halbrunden Querschnitt zur verschiebbaren Aufnahme des anderen Einstellschiebers 12 auf. Der äußere Einstellschieber 10 ist ein Kapazitätseinstellschieber, der mit den Rotorflächen entlang voneinander getrennter Oberflächenbereiche 14 zusammenwirkt. Dieser Einstellschieber ist mittels eines Kolbens 16 in einem Steuerzylinder 18 so verschiebbar, daß das vordere Ende des Einstellschiebers unterhalb des Rotors, links in Fig. 1, mehr oder weniger weg von der Einlaßöffnung 6 des Kompressorgehäuses verschiebbar und so die wirksame Arbeitslänge des Rotors verringerbar ist. Von diesem Führungsbereich innerhalb des Kompressorgehäuses erstreckt sich der Einstellschieber 10 nach außen über den Stirnwandbereich des eine Kompressionskammer bildenden Zylinderraumes 4 an dem Auslaßende davon hinaus.

Der innere Einstellschieber 12 ist ein Einstellschieber für das Volumenverhältnis und mittels eines Steuerzylinders 20 verschiebbar. Dieser Einstellschieber erstreckt sich nach außen durch den Stirnwandbereich des Zylinderraumes 4 am Einlaßende davon und nach innen unterhalb des Rotors zu einem vorderen Endbereich, der, durch Einstellung der Schieber position, in seinem Abstand von dem Auslaßende des Rotors veränderbar ist. Das vordere Ende des Einstellschiebers 12 weist einen radialen Auslaßkanal 22 auf, der durch die genannte Einstellung in wohlbekannter Weise ein abnehmendes Volumenverhältnis bewirkt, d.h. ein abnehmendes Maß der Kompression, je höher der Abstand zwischen dem Auslaßkanal 22 und der Auslaßöffnung 8 ist. Dieser Einstellschieber soll jedoch nicht näher beschrieben werden, da er für die vorliegende Erfindung nicht weiter von Bedeutung ist.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist das Kompressorgehäuse 2 von der Art, bei der der Kompressionskammerteil aus einem

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Stück mit dem Hochdruckendteil des Gehäuses hergestellt ist, während das Einlaß- oder Niederdruckendteil getrennt davon hergestellt und befestigt ist. Diese Ausbildung bietet viele Vorteile, bringt jedoch die Schwierigkeit, daß es besonders kompliziert ist, eine fein bearbeitete Führung für den Einstellschieber 12 zu schaffen, und zwar nicht nur durch Bohren oder Drehen der Führung, und dies natürlich unabhängig davon, ob der Kompressor einen oder mehrere Einstellschieber aufweist. Aus diesem Grunde hat der Einstellschieber normalerweise einen zirkularen-zylindrischen Querschnitt, soweit sein Oberflächenteil betroffen ist, der mit der Führung des Kompressorgehäuses zusammenwirkt.

Die Führungsrille des Kompressorgehäuses muß sich über den gesamten Weg durch den End- oder Stirnwandungsbereich der Kompressionskammer an deren Auslaßende erstrecken, wodurch an dieser Stelle die erforderliche Bearbeitung zu einem ganzzylindrischen Loch führen sollte. Bei vielen bekannten Kompressoren bedeutet dies eine beträchtliche Schwierigkeit, da hingenommen werden muß, daß die Auslaßöffnung 8 nicht in der gewünschten Größe und Form hergestellt werden kann, insofern, wie das Wandungsmaterial, in dem die ideale Öffnung vorgesehen sein sollte, ganz einfach vollständig durch die Formung der Führung für den Schieber entfernt worden ist.

Es ist jedoch gemäß der genannten schwedischen Patentschrift bekannt, den Hochdruckstirnwandungsteil der Kompressionskammer durch einen speziellen Plattenteileinsatz zu bilden, in dem die Auslaßöffnung vorgesehen ist. Hierdurch ist eine ideale Formung der Auslaßöffnung nicht nur prinzipiell möglich, sondern auch praktisch, da ein gesonderter Plattenteileinsatz sehr viel leichter zu bearbeiten ist als ein Bereich innerhalb eines schweren oder halbschweren Gußteils.

Der Kompressor gemäß der Erfindung weist einen solchen Plattenteileinsatz auf, der in Fig. 1 mit der Bezugsziffer versehen und in der Draufsicht in Fig. 3 gezeigt ist. Das Plattenteil kann ein Stück sein, oder es kann z.B. in zwei Teile geteilt sein, wie das durch eine vertikale Mittellinie

in Fig. 3 verdeutlicht ist.

Dieses Plattenteil ist mit der Auslaßöffnung 8 in der idealen Form versehen.

Hiernach sollte wieder berücksichtigt werden, daß die genannte Schieberführung des Kompressorgehäuses Probleme mit sich bringt, die vollständig unabhängig von der idealen Form der Auslaßöffnung sind. Der Schieber muß so geführt sein, daß er in bezug zu den Rotoren einen festen, trotzdem jedoch axial bewegbaren Wandungsteil der Kompressionskammer bildet, d.h. daß der Oberflächenteil oder die Oberflächenteile des Einstellschiebers, die den Rotoren gegenüberliegen, äußerst nahe zu der damit zusammenwirkenden Außenseite des Rotors bzw. der Rotoren bleiben sollte, ohne daß irgendeine Möglichkeit besteht, radial versetzt und damit in Kontakt gebracht zu werden. Dies ist eine Frage äußerst feiner Toleranzen.

Einer allgemeinen Querbewegung des Schiebers gegenüber den Rotoren kann in der in der genannten schwedischen Patentschrift offenbarten Weise entgegengewirkt werden, indem der Schieber in einer Führungsrille gehalten wird, deren Querschnitt sich über mehr als 180° erstreckt, jedoch besteht weiterhin das Problem, daß der Schieber in der teilrundzylindrischen Führungsrille drehbar ist. Durch eine solche Drehung wird die teilzylindrische Oberfläche bzw. die Oberflächen des Einstellschiebers, die mit einem oder beiden Rotoren zusammenwirken, in Richtung auf die Rotorenoberfläche an einer Seite oder Kante der genannten teilzylindrischen Oberfläche oder Oberflächen versetzt, und aus diesem Grunde war - und ist es von höchster Bedeutung, den Schieber gegenüber jeder Dreh- oder Rotationsbewegung in der teilzylindrischen Führungsrille zu sichern. Bisher wurde dies, wie das in der genannten schwedischen Patentschrift beschrieben ist, dadurch erreicht, daß der Schieber mit einer längsverlaufenden, schmalen Führungsrille versehen wird, in die ein festes Führungsteil ragt, das sich von der Wandung der Führungsrille für den Schieber aus erstreckt. Wegen der erforderlichen feinen Toleranzen in bezug zu der Querbewegbarkeit des Schiebers sollte sogar diese herkömmliche Führungsanordnung mit einem hohen

Maß von Präzision hergestellt sein, was in der Praxis sehr kostenaufwendig ist.

In Verbindung mit der Erfindung wird diese herkömmliche und mit Schwierigkeiten verbundene Art der Sicherung des Schiebers gegen Drehbewegung vollständig vermieden, und zwar aufgrund des einfachen Umstandes, daß der Schieber vollständig in Querrichtung stabilisiert werden kann, indem Sorge dafür getragen wird, daß die genannte teilzylindrische Oberfläche oder die Oberflächen des Schiebers, die mit dem Rotor oder den Rotoren zusammenwirken, verschieblich an die entsprechenden Kantenbereiche des genannten Einsatzplattenteils anliegen, da sie sich schon vorher über diese teilzylindrischen Oberflächenteile erstrecken. Dieser einzige Unterschied besteht darin, daß die entsprechenden Kantenbereiche des Einsatzplattenteils fein für eine aktive Führungsanlage an dem zugehörigen Oberflächenteil des Schiebers oder Oberflächenteilen davon bearbeitet sein sollten, während beim Stand der Technik sie unbearbeitet oder nur grob bearbeitet bleiben konnten, so daß sie im wesentlichen fest an den Oberflächenteilen des Schiebers liegen. Mit den entsprechenden feinen Toleranzen ist jedoch eine solche "wesentliche Befestigung" in keiner Weise die gleiche wie eine wirkliche mechanische Führungsanlage, obwohl der Unterschied im Maß sehr klein sein kann, und dies wird verstärkt durch die Tatsache, daß die genannte schwedische Patentschrift eine getrennte und herkömmliche Antidrehsicherung des Schiebers beschreibt, während diese Art der Sicherungsanordnung durch die vorliegende Erfindung vollständig vermieden werden kann.

Gemäß der Erfindung ist eine in gleicher Weise gute Antidrehsicherung in viel einfacherer Weise ganz einfach durch eine feine Bearbeitung der entsprechenden Kantenabschnitte des Einsatzplattenteils erzielbar, wobei eine solche Bearbeitung relativ einfach durchzuführen ist, ganz einfach deshalb, da das Plattenteil ein getrennt bearbeitbares Einsatzteil ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Schneckenkompressor, mit wenigstens einem Einstellschieber, der in einer Führungsrille in dem Pressengehäuse angeordnet und gegen eine Bewegung quer zu seiner Verschieberichtung gehalten ist, wobei die Stirnwand der Kompressionskammer am Auslaßende derselben durch einen vorzugsweise zweistückigen Plattengliedeinsatz gebildet ist, der getrennt mit Nutteilen versehen ist, die eine Auslaßöffnung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnplattenteil zusätzlich eine Einrichtung zur Stabilisierung des Schiebers bildet, wobei der Kantenbereich des Stirnplattenteils, der sich quer über den den Schneckenrotoren gegenüberliegenden Schieberflächenteil erstreckt, fein bearbeitet ist und so eine direkte Führungsanlage mit diesem Oberflächenteil bildet.

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