DE3706588C2

DE3706588C2 - Antriebseinrichtung für Rotationskolbenverdichter

Info

Publication number: DE3706588C2
Application number: DE19873706588
Authority: DE
Inventors: Raimund Seip
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: SEIP, RAIMUND, DIPL.-ING., 35321 LAUBACH, DE
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2007-02-27
Also published as: DE3706588C1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für zweiwellige trockenlaufende Rotationskolbenverdichter, insbesondere für Schraubenverdichter, mit einem sich drehenden Läuferpaar.

Es ist bekannt, L. Rinder "Schraubenverdichter", Springer-Verlag, 1979, Seite 231, daß in trockenlaufenden Schraubenverdichtern ein Gleichlaufgetriebe erforderlich ist, welches sowohl auf der Läufersaugseite als auch auf der Läuferdruckseite angeordnet wird. Dieses Getriebe hat die Aufgabe, einerseits das Nebenläuferdrehmoment zu übertragen und andererseits den exakten berührungsfreien Lauf der Rotoren zu gewährleisten. Dazu muß das Flankenspiel der Gleichlaufzahnräder wesentlich kleiner sein als das Läuferflankenspiel. Damit das Flankenspiel der Gleichlaufverzahnung und der Läufer eingestellt werden kann, sind aufwendige Konstruktionen hinsichtlich der Welle-Nabe-Verbindung erforderlich.

Weiterhin ist bekannt (DE-OS 34 32 915), bei innenachsigen Rotationskolbenverdichtern die Nabe des Außenläufers mit einer Innenverzahnung zu versehen, die mit einem auf dem Wellenzapfen des Innenläufers befestigten Zahnrad kämmt. Auch diese Antriebsverbindung hat die Aufgabe, einen exakten Lauf der beiden Läufer zueinander zu gewährleisten.

Beide Lösungen haben den Nachteil, daß das erforderliche Gleichlaufgetriebe bzw. die mit Verzahnung arbeitende Antriebsverbindung aufwendig in der Herstellung und Montage ist. Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit, in konstruktiv aufwendiger Weise das Zahnflankenspiel und das Läuferspiel einstellbar zu machen.

Aus W. Fister "Fluidenergiemaschinen (Band 2, 1986, Seiten 48/50) sind verschiedene Schraubenverdichterbauarten bekannt, wobei u. a. die Läuferpaare mit zwei Riemenscheiben versehen sind, die je auf einem auf einer Seite aus dem Verdichtergehäuse herausragenden Wellenzapfen des Läuferpaares angeordnet sind und wobei ferner die Riemenscheiben über einen endlosen Riemen antriebsmäßig verbunden sind. Hierbei handelt es sich um einen endlosen Zahnriemen, der mit einer entsprechenden Verzahnung der Riemenscheiben kämmt. Der Antrieb ist somit ebenso formschlüssig wie die vorher beschriebenen Stirnradverzahnungen der Wellenzapfen. Diese Antriebsart, also der formschlüssige Antrieb der Läufer, war bisher für notwendig erachtet worden, um einen berührungslosen Lauf dieser und damit ein Fressen zu vermeiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung zu schaffen, die in einfacher Weise die Funktion des Antriebes und des Gleichlaufgetriebes eines zweiwelligen trockenlaufenden Rotationskolbenverdichters miteinander verbindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine außerhalb des Verdichters vorgesehene auf einer Welle angeordnete treibende Riemenscheibe mit zwei angetriebenen Riemenscheiben, die je auf einem auf einer Seite aus dem Verdichtergehäuse herausragenden Wellenzapfen des Läuferpaares angeordnet sind, über einen Riemen kraftschlüssig verbunden ist.

Der Antrieb zweiwelliger trockenlaufender Rotationskolbenverdichter, insbesondere Schraubenverdichter, erfolgt in der Weise, daß ein Läufer des sich drehenden Läuferpaares entweder direkt durch einen Motor oder durch ein vorgeschaltetes Zahnradgetriebe oder über einen Riementrieb angetrieben wird. Dabei wird etwa 80 bis 90% der Antriebsleistung vom angetriebenen Hauptläufer auf das zu verdichtende Medium, die restliche Leistung wird über ein sog. Gleichlauf- oder Koppelgetriebe übertragen. Dieses Gleichlaufgetriebe ist bezüglich seiner Zähnezahl und Kinematik so ausgelegt, daß das Läuferpaar berührungslos miteinander kämmt.

Mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist das aufwendige und teure Gleichlaufgetriebe für einen trockenlaufenden Rotationskolbenverdichter nicht mehr erforderlich. Mit dem Wegfall des Gleichlaufgetriebes wird die Lagerung der Wellen des Läuferpaares einfacher, die Länge der Wellen wird verkürzt und das Verdichtergehäuse wird kleiner und kompakter. Außerdem entfällt das Schmierproblem für das Gleichlaufgetriebe. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch geeignete Wahl der Riemenscheibendurchmesser ein Voreilen der getriebenen Zahnflanke erreicht und damit die Leistungsübertragung der Läufer untereinander minimiert wird.

Die Aufteilung der Drehmomentübertragung, d. h. etwa 80 bis 90% auf den Hauptläufer, der Rest auf den Nebenläufer, erfolgt in einfacher Weise durch den unterschiedlichen Grad der Umschlingung der beiden angetriebenen Riemenscheiben.

Das Grundprinzip dieser Erfindung ist auch auf das gleichsinnig drehende Läuferpaar eines innenachsigen Rotationskolbenverdichters anwendbar. Dazu wird die treibende Riemenscheibe in zwei Scheiben aufgeteilt und mit zwei endlosen Riemen wird das Läuferpaar angetrieben. Der Querschnitt der zwei endlosen Riemen kann frei gewählt werden, d. h. flach oder keilförmig. Dies ist im Hinblick auf die Leistungsübertragung und in bezug auf den Riemenschlupf von Bedeutung.

Dem Riementrieb selbst kann in bekannter Weise ein Getriebe, sei es ein Riemen- oder Zahnradgetriebe vorgeschaltet werden; er kann aber auch direkt durch die Abtriebswelle eines Motors angetrieben werden. Das zwischen Motor und treibender Riemenscheibe angeordnete Getriebe kann ein- oder mehrstufig sein.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht einer Antriebseinrichtung für einen Schraubenverdichter,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht einer Antriebseinrichtung für einen innenachsigen Rotationskolbenverdichter,

Fig. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3.

In Fig. 1 ist die auf einem Zapfen einer Welle (hier nicht dargestellt) angeordnete treibende Riemenscheibe 1, die sich in Pfeilrichtung dreht, über einen endlosen Riemen 2 mit den zwei angetriebenen Riemenscheiben 3, 4 kraftschlüssig verbunden. Der endlose Riemen 2 weist bei der in Fig. 1 dargestellten Umschlingung zwei entgegengesetzt gekrümmte Bereiche 5, 6 auf, die die zwei Riemenscheiben 3, 4 gegensinnig drehen, wie durch die eingetragenen Pfeilrichtungen angedeutet. Der endlose Riemen 2 kann im Querschnit flach oder doppel-keilförmig sein (hier nicht dargestellt).

Die zwei angetriebenen Riemenscheiben 3, 4 sind auf einer Seite des Schraubenverdichters 7 auf je einem Zapfen 8, 9 der dazugehörigen Welle 10, 11 angeordnet. Der Grad der Umschlingung der beiden angetriebenen Riemenscheiben 3, 4 ist unterschiedlich, wobei der Umschlingungswinkel α der Riemenscheibe 3 des Hauptläufers 12 um ein Mehrfaches größer ist als der Umschlingungswinkel β der Riemenscheibe 4 des Nebenläufers 13. Dieser unterschiedliche Umschlingungswinkel steht im Zusammenhang mit der Leistungsaufteilung auf Haupt- 12 und Nebenläufer 13.

Fig. 2 zeigt die Lagerung des Haupt- 12 und Nebenläufers 13 auf der Antriebs- wie auf der gegenüberliegenden Seite, sowie die Anordnung der angetriebenen Riemenscheiben 3, 4 auf einem Zapfen 8, 9 der dazugehörigen Welle 10, 11. Durch die Wahl von geeigneten Durchmessern 16, 17, die geringfügig von der durch die Zähnezahl bzw. Kinematik der Läufer 12, 13 vorgegebenen Übersetzung abweichen, läßt sich ein Voreilen der üblicherweise getriebenen Zahnflanken erreichen. Damit wird die Leistungsübertragung der Läufer 12, 13 untereinander, d. h. über die Zahnflanken, minimiert und auf diese Weise ein Fressen der Profilflanken vermieden.

In Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Grundprinzip der Antriebseinrichtung für einen innenachsigen Rotationskolbenverdichter schematisch dargestellt. Die zwei auf einer Welle 20 angeordneten treibenden Riemenscheiben 21, 22 sind mit je einem endlosen Riemen 23, 24 mit den angetriebenen Riemenscheiben 25, 26 kraftschlüssig verbunden. Diese angetriebenen Riemenscheiben 25, 26 drehen sich gleichsinnig, wie durch die eingetragene Pfeilrichtung angedeutet. Die endlosen Riemen 23, 24 können im Querschnitt keilförmig 27 oder flach sein (hier nicht dargestellt).

Fig. 4 zeigt die Anordnung der angetriebenen Riemenscheiben 25, 26 auf einem Zapfen der dazugehörigen Welle 28 bzw. Nabe 29. Auch für dieses Ausführungsbeispiel läßt sich durch die Wahl der Durchmesser der angetriebenen Riemenscheiben 25, 26 eine gewünschte Voreilung eines Läufers erreichen. Das üblicherweise sonst angeordnete Gleichlaufgetriebe zwischen Außenläufer 30 und Innenläufer 31 eines solchen innenachsigen Rotationskolbenverdichters 32 wird durch den erfindungsgemäßen Riementrieb ersetzt.

Claims

1. Antriebseinrichtung für zweiwellige trockenlaufende Rotationskolbenverdichter, insbesondere Schraubenverdichter,

- mit einem sich drehenden Läuferpaar, und
- mit zwei Riemenscheiben, die je auf einem auf einer Seite aus dem Verdichtergehäuse herausragenden Wellenzapfen des Läuferpaares angeordnet sind,

wobei die beiden Riemenscheiben über einen endlosen Riemen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß außerhalb des Verdichters mindestens eine, auf einer Welle angeordnete treibende Riemenscheibe vorgesehen ist, die mit den beiden Läuferriemenscheiben über den endlosen Riemen verbunden ist und diese antreibt und
- daß die treibende und die angetriebenen Riemenscheiben kraftschlüssig über den endlosen Riemen verbunden sind.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Hauptläufer (12) angeordnete, angetriebene Riemenscheibe (3) einen größeren Umschlingungswinkel aufweist, als die Riemenscheibe (4) des Nebenläufers (13).

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Riemenscheibe (21, 22) mit zwei sich gleichsinnig drehenden angetriebenen Riemenscheiben (25, 26) über zwei endlose Riemen (23, 24) kraftschlüssig verbunden ist.

4 Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Riemenscheibe in zwei auf einer Welle angeordnete, treibende Riemenscheiben (21, 22) aufgeteilt ist.

5. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des endlosen Riemen (2) bzw. der endlosen Riemen (23, 24) flach oder keilförmig ist.