DE3819553A1

DE3819553A1 - Schmieranordnung in einem luftkompressor

Info

Publication number: DE3819553A1
Application number: DE3819553A
Authority: DE
Inventors: Fredrick H Emilson; Brian D Sowards
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1988-12-29
Also published as: GB2205902B; GB8808904D0; JP2969459B2; US4761123A; GB2205902A; JPS63309792A

Description

Erklärung des Ausdruckes "Luftteil", der in dieser Beschrei bung verwendet wird: Luftkompressoren sind Ausrüstungspakete, die eine Antriebseinrichtung (d.h. Motor) aufweisen, die die eigentliche Luftkompressoreinheit antreibt. Obwohl es offen sichtlich nicht der allgemeine Sprachgebrauch im betreffenden Fachbereich ist, sind viele Leute, die sich mit dieser Techno logie befassen, gewöhnt, der Antriebseinrichtung den Namen "Antriebsteil" und der eigentlichen Luftkompressoreinheit den Namen "Luftteil" zu geben. Für den Zweck dieser Beschrei bung bezieht sich das Wort "Luftteil" also auf das produzie rende Ende der Kompressoreinheit, d.h. die angetriebene eigent liche Luftkompressoreinheit, einschließlich den Rotoren, den zugehörigen Getrieben, Lagern, Schmiereinrichtungen, Entnahme vorrichtungen, Filtern und luftführenden Öffnungen. Mit diesem Bezugsrahmen bezieht sich die Erfindung also auf Anordnungen in den Luftteilen von Luftkompressoren, die deren Getriebe, Lager und Rotoren schmieren und im besonderen auf eine Schmier anordnung in einem Luftkompressor, der ein Luftteil mit zusammenwirkenden Rotoren hat, welche folgende Möglichkeiten bietet:

a) eine aus Aluminium gegossenen Konstruktion des Getriebe gehäuses,
b) einen großzügigen unbehinderten Lufteinlaß, und
c) eine "stromabwärts" gerichtete Anordnung der Rotoren, um die Zuführung von Öl vom Getriebegehäuse des Luftteils in die Rotoren zu ermöglichen.

Gegenwärtige Trends in der Auslegung von Luftteilen scheinen auf

a) kleinere Abmessungen und höhere Geschwindigkeit für eine vorgegebene Leistung,
b) aus Aluminium gegossene Komponenten und
c) Integration von Teilen des Luftteilsystems in das Luftteil selbst

abzuzielen. In den konventionellen Luftteilen nach dem Stand der Technik treibt die Antriebswelle im allgemeinen den Primär rotor an. Die Antriebswelle liegt mehr oder weniger auf einer Linie mit dem Sekundärrotor, obwohl sie auch darüber, darunter oder leicht seitlich angeordnet sein kann. Das Lufteinlaßloch ist über beiden Rotoren und vor dem Getriebegehäuse angeordnet. Die Probleme, die sich bei einer Anpassung dieser Konstruktion an die obigen Punkte a, b, c ergeben, sind folgende:

a) Hochgeschwindigkeitsluftteile sind klein und Getriebegehäuse sind groß (entsprechend den hohen Übersetzungsverhältnissen),
b) Aluminiumgießwerkzeuge können nicht aus den komplizierten Taschen und Hohlräumen herausgezogen werden, und
c) Es gibt bei der konventionellen Konstruktion wenig Platz für weitere Luftteilkomponenten (z.B. Entnahmevorrichtungen und Ölfilter). Außerdem kann die Anbringung des Ölfilters am Luftteil die Ölverteilungswege des Luftteils verkompli zieren. Eine neue allgemeine Konstruktion für Luftteile war nötig, um diese Probleme zu lösen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Schmierungsanordnung, die ein Getriebegehäuse umfaßt, in einem Luftkompressor mit einem Luftteil zu schaffen, die die oben genannte neue, all gemeine Konstruktion von Luftteilen ermöglicht.

Insbesondere wird durch die Erfindung ein Luftkompressor ge schaffen, der ein Luftteil mit einem Paar zusammenwirkender Rotoren und eine Schmieranordnung dafür hat, mit einem Getrie begehäuse, einem Paar zusammenwirkender Rotoren, wobei das Gehäuse Vorrichtungen hat, um in einer waagerechten Ebene nebeneinanderliegende Enden der Rotoren drehbar zu lagern. Weiterhin ist in dem Gehäuse eine Öffnung ausgebildet, um das Schmiermittel hineinzulassen; außerdem ist im Gehäuse ein enger Kanal ausgebildet, um das Schmiermittel zu leiten, welches durch die Öffnung zu der Ebene hindurchgelassen wird. Im Gehäuse ist der Kanal mit einer Neigung entlang einer diago nalen Ebene angeordnet, die die waagerechte Ebene schneidet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie deren neuartige Eigen schaften werden aus der folgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen deutlich:

Fig. 1 stellt eine einfache Umrißzeichnung einer Luftteilanord nung nach dem Stand der Technik dar;

Fig. 2 ist eine andere Umrißzeichnung eines Luftteils, in dem die neue Schmieranordnung enthalten ist;

Fig. 3 ist ein detaillierter Seitenaufriß des Luftteils von Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang des Schnittes 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 3.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, hat das Luftteil 10 nach dem Stand der Technik ein Getriebegehäuse 12, welches ein Antriebs zahnrad 14 und ein angetriebenes Ritzel 16 umschließt. Das Ritzel 16 treibt den Primärrotor 18 an, der Lufteinlaß 20 ist über dem Primärrotor 18 und dem Sekundärrotor 22 angeordnet, mit seiner Vorderseite zum Getriebegehäuse 12. Ein Ölfilter ist nicht dargestellt, aber es ist klar, daß seine Anbringung auf oder in dem Gehäuse (nicht dargestellt) der Rotoren erläßlich ist. Dieses verursacht jedoch eine ziemlich kompliziert gewun dene Ölverteilung für die Rotoren und folglich eine teure Anordnung.

Die Erfindung ist nur im Umriß in Fig. 2 dargestellt, wo z.B. der Primärrotor 18 und sein angetriebenes Ritzel 16 im wesentli chen zentral im Gehäuse 12 a gelagert sind, wohingegen der damit zusammenwirkende Sekundärrotor 22 weiter außen bezüglich des Gehäuses gegenüber dem Ritzel 16 und dem Rotor 18 angeordnet ist. Dadurch gibt es genügend Platz an der Stirnfläche des Getriebegehäuses 12 a, um den Ölfilter 24 zu befestigen und dadurch eine einfache Schmieranordnung festzulegen. Außerdem ist der Lufteinlaß 20 a über dem Sekundärrotor 22 angeordnet, und er kann großzügig ausgelegt werden.

Die Endansicht von Fig. 3 zeigt eine detaillierte Anordnung des Getriebegehäuses 12 a, welches aus Aluminium gegossen ist. An dessen Stirnseite 26 ist der Ölfilter 24 befestigt, um Öl zu filtern, welches von hier durch einen engen Kanal 28 geleitet wird, bevor es zu den Rotorlagern 30 und 32 gelangt.

Die Lager 30 und 32 haben ihre Mittelpunkte auf einer gemeinsa men waagerechten Ebene 34. Der Kanal 28, der innerhalb des Gehäuses 12 a ausgebildet ist, liegt in einer Diagonalebene 36, die die waagerechte Ebene 34 im Mittelpunkt des Lagers 30 schneidet. Das Lager 30 ist als Lager für ein Ende des Primärrotors 18 und seines Ritzels 16 vorgesehen, und das Lager 32 ist als Lager für ein Ende des Sekundärrotors 22 vorgesehen. Wie bereits oben erwähnt und wie es am besten in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind das Ritzel 16 und der Rotor 18 im wesentlichen zentral im Gehäuse 12 a gelagert, während der Sekundärrotor 22 demgegenüber nach außen und zu einer vorgegebenen Seite bezüglich des Gehäuses, d.h. benachbart dem äußersten Ende des Gehäuses angeordnet ist. Der an der Stirnseite angebrachte Filter 24 ist im wesentlichen auf der dem Rotor 22 gegenüberliegenden Seite (bezüglich Ritzel 16 und Rotor 18) angeordnet, wenn auch unter einem dazu geneigten Winkel. Die Neigung erleichtert den Ölfluß vom Filter 24 zu den Lagern 30 und 32.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist eine Befestigungsplatte 38 für den Ölfilter an einem Vorsprung 44 befestigt, der dafür am Gehäuse 12 a vorgesehen ist. Durch die Befestigungsplatte 38 hindurch ist ein Paar von Öffnungen 40 und 42 ausgebildet. Der Kanal 28 in dem Gehäuse 12 a schließt ein Paar von Kammern 46 und 48 ein, die zu den Öffnungen 40 und 42 hin offen sind. Eine Ölzufuhröffnung 50 öffnet sich zur Kammer 48 hin; dement sprechend fließt das Öl von der Öffnung 50 durch die Kammer 48 und durch die Öffnung 40 in den Filter 24 hinein und aus diesem durch die Öffnung 42 in die Kammer 46 hinein und dann den diagonalen geraden Teil des Kanals 28 hinab. Der Kanal 28 öffnet sich an seinem untersten Ende durch eine Zumeßöffnung 52 in das Lager 30 hinein.

Das Antriebszahnrad 14 wird von einer Achse 54 getragen, deren eines Ende in einer Ausnehmung 56 gelagert ist, die dafür im Gehäuse 12 a ausgebildet ist. In der Achse 54 ist eine axiale Bohrung 58 ausgebildet, durch die Öl zu einem Lager 60 und zu einer Dichtung 62 geleitet wird, die um die Achse 54 ange ordnet sind. Zwei weitere Zumeßöffnungen 64 und 66, die im Gehäuse 12 a ausgebildet sind, stellen eine Verbindung zwischen der Ausnehmung 56 und dem Kanal 28 her.

Genügend Schmiermittel wird vom Lager 30 zum Lager 32 durch einen dafür vorgesehenen Kanal 68 weitergeleitet, der im Gehäuse 12 a ausgebildet ist und sich an den gegenüberliegenden Enden zu den Lagern 30 und 32 hin öffnet. Außerdem wird überschüssi ges Öl durch einen Kanal 70 vom Lager 32 abgeführt.

Claims

1. Luftteil für einen Luftkompressor mit einem Getriebegehäuse (12 a), das aus Aluminium gegossen ist, wobei das Gehäuse im wesentlichen parallele, mit Abstand angeordnete Seitenflächen hat; mit einer Ölfilterbefestigungseinrichtung (38), die an einer der Seitenflächen (26) angebracht ist, um einen Ölfilter (24) daran zu befestigen; mit einem Paar zusammen wirkender Rotoren (18, 22); mit einem Antriebszahnrad (14) und einem darin eingreifenden angetriebenen Zahnrad (16), die an dem Gehäuse gelagert sind, wobei das angetriebene Zahn rad (16) einen der Rotoren (18) antreibt und wobei der andere Rotor (22) an dem Gehäuse (12 a) außen bezüglich des Gehäuses und auf einer vorgegebenen Seite des angetriebenen Zahnrades, benachbart zu einem ersten, äußersten Ende des Gehäuses, gelagert ist, wobei der eine Rotor (19) an dem Gehäuse nach innen versetzt in bezug auf den anderen Rotor (22) gelagert ist, d.h. nach innen gerichtet bezüglich des Gehäu ses und neben dem anderen Rotor liegend, wobei der eine Rotor (18) eine primäre, mit Flanken versehene Konfiguration und der andere Rotor (22) eine sekundäre, mit Flanken verse hene Konfiguration sowie eine Rotationsachse hat, und wobei ein Lufteinlaßkanal (20 a) an dem Gehäuse und entlang einer Ebene angeordnet ist, die die Achse schneidet.

2. Luftteil für einen Luftkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölfilterbefestigungseinrichtung (38) benachbart zu einem zweiten, äußersten Ende des Gehäu ses (12 a), gegenüber dem ersten, äußersten Gehäuseende angeordnet ist, wobei die Befestigungseinrichtung (38) und der eine Rotor (18) Achsenmittelpunkte auf einer gemein samen Ebene (36) haben, und wobei auch die Rotoren (18, 22) Achsenmittelpunkte auf einer gemeinsamen Ebene (34) haben.

3. Luftteil für einen Luftkompressor, mit einem Paar von zusam menwirkenden Rotoren (18, 22) und einem Getriebegehäuse (12 a), das aus Aluminium gegossen ist und das Einrichtungen (30, 32) aufweist, um die Rotoren daran zu lagern, wobei der eine Rotor (22) ein Sekundärrotor und der andere Rotor (18) ein Primärrotor ist, wobei der Sekundärrotor (22) in dem Gehäuse bezüglich des Gehäuses nach außen gerichtet gelagert ist, benachbart zu einem ersten, äußersten Ende des Gehäuses, und wobei der Primärrotor (18) in dem Gehäuse gegenüber dem Sekundärrotor nach innen versetzt gelagert ist, d.h. nach innen gerichtet bezüglich des Gehäuses und neben dem Sekundärrotor liegend; weiterhin ist ein Luft einlaßkanal (20 a) vorgesehen, der einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist, wobei der Sekundärrotor (22) eine Rotations achse hat und wobei sich der Kanal senkrecht zu der Achse entlang einer Ebene erstreckt, die im wesentlichen die Achse schneidet.

4. Luftteil für einen Luftkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Rotoren (18, 22) in einer vorgegebenen Ebene (34) gelagert sind, wobei im Gehäuse (12 a) weiterhin eine Öffnung (50) ausgebildet ist, um Schmiermittel in das Gehäuse hineinzulassen; daß im Gehäuse außerdem ein enger Kanal (28) ausgebildet ist, um das Schmier mittel zu der Ebene (34) zu leiten, welches durch die Öff nung hereingelassen wird; und daß der Kanal unter einer Neigung entlang einer diagonalen Ebene (36) angeordnet ist, die die vorgegebene Ebene schneidet.

5. Luftteil für einen Luftkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung für die Rotoren Öffnungen aufweist, die in dem Gehäuse ausgebildet sind, wobei eine der Öffnungen (30) ein Ende des Primärrotors (18) aufnimmt und auf dem Ende des Primärrotors ein Ritzel (16) angebracht ist; daß ein Ende des Kanals (28) sich zu der einen Öffnung (30) hin zur Schmierung des Endes des Primärrotors öffnet; daß die Öffnungen ein Paar runder Bohrungen aufweisen, um darin Lagerungen aufzunehmen; und daß ein Kanal (68) vorgesehen ist, der in dem Gehäuse ausge bildet ist und der die Bohrungen miteinander verbindet, um den Fluß von Schmiermittel zwischen ihnen von einer Bohrung zu der anderen Bohrung des Paares von Bohrungen zu ermöglichen.

6. Luftteil für einen Luftkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ölfilterbefestigungsplatte (38) vorgesehen ist, die an dem Gehäuse (12 a) befestigt ist, wobei

a) in der Platte ein Paar von Öffnungen (40, 42) ausgebildet ist, und
b) die Platte einen Vorsprung (44) aufweist, um einen Ölfil ter (24) darauf zu befestigen;

wobei der Kanal (29) ein Paar von Kammern (46, 48) aufweist, und wobei die Öffnungen in der Platte sich direkt zu den Kammern hin öffnen.

7. Luftteil für einen Luftkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in dem Gehäuse eine Ausnehmung (56) benachbart zu dem Kanal (28) ausgebildet ist, um darin ein Ende einer Achse (54) des Antriebszahnrades zu lagern, und
b) das Gehäuse ein Paar von Öffnungen (64, 66) aufweist, die den Kanal mit der Ausnehmung verbinden.