DE60218720T2 - Zusammensetzung eines schraubenkompressors und methode - Google Patents

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    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Luftverdichter. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen verbesserten Luftverdichter vom Schraubentyp.
  • Schraubentyp-Rotationsluftverdichter umfassen im allgemeinen ein Paar komplementärer Rotoren, die innerhalb einer inneren Arbeitskammer des Verdichtergehäuses angebracht sind. Jeder Rotor hat eine Welle, die für eine Rotationsbewegung von einem Paar sich gegenüberliegender Radiallager getragen wird. Luft tritt durch einen Luftende- oder Luftzugeinlass ein und wird von den rotierenden Rotoren verdichtet, während sie sich zu einer Ausgabeöffnung an dem Ausgabeende der Kammer hin bewegt. Der Abstand zwischen den Endflächen der Rotoren und der Ausgabeendfläche des Gehäuses wird als die Ausgabeendweite bezeichnet. Diese Ausgabeendweite hat einen wesentlichen Einfluss auf die Leistung des Verdichters. Somit ist es erwünscht, eine betriebsfähige Ausgabeendweite eines gegebenen Luftverdichters genau einzustellen und beizubehalten, um eine gewünschte Leistung zu erzielen.
  • Derzeitige Verfahren der Montage des Rotors mit einer erwünschten betriebsfähigen Endweite erfordern im allgemeinen eine ausführliche, sehr genaue maschinelle Bearbeitung der Rotoren und Gehäuse. Lager müssen darüber hinaus genau hergestellt werden, um nicht nur eine radiale Lagerung sondern auch eine axiale Lagerung zu bewerkstelligen. Selbst bei einer präzisen maschinellen Bearbeitung wird die erwünschte Endweite nicht ohne umfangreiche Montageprozeduren erzielt, beispielsweise einer Präzisionsmessung und -berechnung relativer Gehäuse- und Rotormontage-Abmessungen sowie dem Einschluss kompensierender Komponenten, einschließlich Beilagscheiben oder dergleichen. Zusätzlich zu einer präzisen maschi nellen Bearbeitung und Montage müssen auch andere Faktoren berechnet und kompensiert werden, wie beispielsweise die inneren Rotorgaskräfte.
  • Die FR 601,691 A offenbart eine Luftverdichteranordnung, bei der der Freiraum zwischen einem Ausgabeende des Rotors und einem Gehäuse des Verdichters durch eine Schraube eingestellt wird.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Luftverdichteranordnung mit einem Gehäuse vorgesehen, das ein Einlassende und ein Ausgabeende aufweist; mit einer inneren Arbeitskammer innerhalb des Gehäuses, die in einer Ausgabeendfläche an dem Ausgabeende des Gehäuses endet; mit mindestens einem Rotor, der für eine Drehung und eine axiale Bewegung innerhalb der Arbeitskammer angebracht ist, wobei der Rotor ein Ausgabeende hat; mit mindestens einem Axialdruckkolben, der sich von dem Rotor erstreckt, wobei ein Teil des Axialdruckkolbens innerhalb einer ersten Axialdruckkolbenkammer angeordnet ist; sowie mit einer der Axialdruckkolbenkammer zugeordneten Druckquelle; wobei das Ausgabeende des Rotors eine darin festgelegte Stufe aufweist und wobei die Druckquelle zwischen einem Zustand mit hohem Druck, in dem ein hoher Axialdruck derart erzeugt wird, dass der Axialdruckkolben den Rotor axial zu der Ausgabeendfläche hin bewegt und dass die Rotorstufe an der Gehäuseausgabeendfläche anstößt, und einem Zustand mit verringertem Druck steuerbar ist, in dem der Axialdruck verringert ist und sich der Rotor von der Ausgabeendfläche weg bewegt.
  • In dem Hochdruckzustand wird der hohe Axialdruck derart erzeugt, dass der Axialdruckkolben axial zu dem Ausgabeende hin bewegt wird und die Rotorstufe an der Gehäuseausgabeendfläche anstößt, um den Rotor genau mit der gewünschten Ausgabeendweite anzuordnen. Dieser Zustand wird im allgemeinen als der "geladene" oder "belastete" Zustand bezeichnet, während dem das Luftende im allgemeinen verdichtete Luft an die vorgesehene Anwendung abgibt. In dem Zustand des verringerten Drucks wird der Axialdruck verringert und die Rotorstufe bewegt sich von der Ausgabeendfläche weg, um dem Rotor einen Freilauf zu ermöglichen. Dieser Zustand wird im allgemeinen als der "ungeladene" oder "unbelastete" Zustand bezeichnet, während dem verdichtete Luft nicht von dem Luftende an die vorgesehene Anwendung abgegeben wird.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Anbringen eines Rotors innerhalb einer Luftverdichterkammer mit einer gewünschten Ausgabeendweite vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Vorsehen eines Gehäuses, das ein Einlassende und ein Ausgabeende mit einer inneren Arbeitskammer dazwischen aufweist, mit einer inneren Ausgabeendfläche an dem Ausgabeende der Arbeitskammer, und mit einer Axialdruckkolbenkammer; Vorsehen eines Rotors, der eine Ausgabeendfläche aufweist; Anbringen des Rotors in dem Gehäuse; Vorsehen eines dem Rotor zugeordneten Axialdruckkolbens, von dem ein Teil in der Axialdruckkolbenkammer angeordnet werden kann; und Steuern des Drucks in der Axialdruckkolbenkammer; Versehen der Ausgabeendfläche des Rotors mit einer Stufe, die eine Tiefe gleich der gewünschten Ausgabeendweite aufweist, wobei sie sich davon erstreckt, wobei die Ausgabeendfläche und die Stufe zu der Gehäuseausgabeendfläche hin gerichtet sind; und Steuern des Drucks in der Axialdruckkolbenkammer zwischen einem Zustand hohen Drucks, in dem ein hoher Axialdruck derart erzeugt wird, dass der Axialdruckkolben den Rotor axial zu dem Ausgabeende hin bewegt und dass die Rotorstufe an der Gehäuseausgabeendfläche anstößt, und einem Zustand verringerten Drucks, in dem der Axialdruck verringert ist und sich der Rotor von der Ausgabeendfläche weg bewegt.
  • Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie diese zur Wirkung gebracht werden kann, wird jetzt beispielhaft Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, in denen:
  • 1 eine schematische Draufsicht einer Luftverdichteranordnung im Längsquerschnitt ist;
  • 2 eine gesprengte Teilansicht des Ausgabeendes des Luftverdichters aus 1 ist;
  • 3 eine Draufsicht eines bevorzugten Axialdruckkolbenkammerventils in einer geschlossenen Position im Längsquerschnitt ist; und
  • 4 eine Draufsicht des Axialdruckkolbenkammerventils aus 3 in einer geöffneten Position im Längsquerschnitt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 1 weist eine Luftverdichteranordnung 10 ein Gehäuse 20 auf, das ein Einlassende 22 und ein Ausgabe- oder Auslassende 24 hat. Eine innere Arbeitskammer 26 ist zwischen den Enden 22 und 24 festgelegt und endet in einer Ausgabeendefläche 27 in der Nähe des Ausgabeendes 24. Ein Luftzug- oder Luftendeeinlass 28 und ein Öleinlass 30 erstrecken sich in die Arbeitskammer 26 hinein zu dem Einlassende 22 des Gehäuses 20 hin. Eine Ausgabeöffnung 32 verlässt die Arbeitskammer 26 in der Nähe des Ausgabeendes 24. Die Luft/Öl-Mischung, die die Ausgabeöffnung 32 verlässt, geht im allgemeinen zu einem Separatortank 34. Das aus der Luft/Öl-Mischung abgetrennte Öl wird von dem Separatortank 34 über den Öleinlass 30 zu der Luftverdichteranordnung 10 zurückgeführt. Die komprimierte Luft wird von dem Separatortank 34 über eine Leitung 35 an eine vorgesehene Anwendung abgegeben, beispielsweise ein pneumatisches Werkzeug. Das Gehäuse 20 kann druckgegossen, maschinell hergestellt sein oder dergleichen, und es ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, aber es kann auch aus anderen Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Gusseisen.
  • Vorzugsweise ist ein Paar komplementärer Rotoren 40 und 50 innerhalb der Arbeitskammer 26 gehalten. Während ein Paar von Rotoren 40, 50 bevorzugt wird, versteht es sich, dass auch mehr oder weniger Rotoren verwendet werden können. Jeder Rotor 40, 50 hat eine Rotorwelle 42, 52, die in einem Paar von Radiallagern 44, 54 an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 20 gelagert ist. Die Radiallager 44, 54 sind vorzugsweise hydrodynamische Lager, aber auch andere Lager können verwendet werden, wie beispielsweise Wälzkörperlager. Die Radiallager 44, 54 tragen die betreffenden Rotorwellen 42, 52 für eine Drehung und axiale Bewegung. Eine der Rotorwellen 42 erstreckt sich von dem Gehäuse 20 und greift in einen Antriebsmechanismus ein (nicht dargestellt), der die gewünschte Rotationsbewegung des Rotors 40, 50 liefert.
  • Ein Ende jeder Rotorwelle 42, 52 endet in einem Axialdruckkolben 46, 56, der innerhalb einer entsprechenden Axialdruckkolbenkammer 48, 58 angeordnet ist. Wie es in 1 dargestellt ist, können die Axialdruckkammern 48, 58 an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 20 angeordnet sein. Eine derartige Anordnung gestattet es, dass die Axialdruckkolben 46, 56 größtmögliche Durchmesser haben, ohne dass sie sich gegenseitig stören. Jedoch können auch andere Konfigurationen verwendet werden, einschließlich Seite an Seite angeordneten Axialdruckkolben. Jede Kammer 48, 58 wird über eine Ölzufuhrleitung 72 mit Öl versorgt, die sich von einem Ölreservoir 70 neben dem Ausgabeende 24 des Gehäuses 20 erstreckt. Das Ölreservoir 70 kann einstückig mit dem Gehäuse 20 ausgebildet sein, oder es kann als gesonderte Komponente ausgebildet sein. Die Ölversorgungsleitung 72 tritt in jede Kammer 48, 58 derart ein, dass Öl bei einem Abgabedruck an die Kammer 48, 58 zugeführt wird. Leitungen 61, 62 belüften die Axialdruckkammern 48, 58 an den gegenüberliegenden Seiten der Axialdruckkolben 46, 56 auf einen Einlassdruck derart, dass eine Nettodifferenzialkraft von jedem Axialdruckkolben 46, 56 erzeugt wird, wodurch die jeweiligen Rotoren 40, 50 zu dem Ausgabeende 24 des Gehäuses 20 hin gedrückt werden. Jeder Axialdruckkolben 46, 56 hat eine Druckfläche 47, 57 ausreichender Größe derart, dass, wenn sich die Luft verdichteranordnung 10 in einem geladenen Zustand befindet, die Axialdruckkraft an jedem Kolben 46, 56 in der Richtung des Ausgabeendes größer ist als die entgegengesetzten Rotorgaskräfte A, B, die von den rotierenden Rotoren 40, 50 erzeugt werden. Die Axialdruckkräfte treiben dadurch die betreffenden Rotoren 40, 50 axial an, bis jedes Rotorausgabeende 41, 51 an der Gehäuseausgabeendfläche 27 anstößt.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist jeder Rotor 40, 50 mit einer Stufe 43, 53 ausgebildet, die sich von seiner Ausgabeendfläche 41, 51 erstreckt. Die Stufen 43, 53 sind mit einer Höhe ausgebildet, die gleich der gewünschten Ausgabeendweite 60 ist, dem Abstand zwischen dem nicht-gestuften Teil jeder Rotorausgabeendfläche 41, 51 und der Gehäuseausgabeendfläche 27. Als solches drücken die Axialdruckkolben 46, 56 die Rotoren 40, 50 in axialer Richtung, bis die Stufen 43, 53 die Gehäuseausgabeendfläche 27 berühren, wodurch die gewünschte Ausgabeendweite 60 für jeden Rotor 40, 50 genau definiert wird. Zusätzlich zu dem Definieren der Ausgabeendweite 60 definieren die Stufen 43, 53 auch eine Axialdrucklagerfläche minimaler Größe, d. h., dass der Durchmesser jeder Stufe 43, 53 wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der betreffenden Rotorausgabeendfläche 41, 51. Öl, das innerhalb der Axialdruckkolbenkammern 48, 58 fließt, fließt durch die betreffenden Lager 44, 54 und zwischen die Axialdruckflächen 45, 55 und die Ausgabeendfläche 27, wodurch ein hydrodynamisches Axialdrucklager gebildet wird, das eine minimierte Kontaktfläche für jeden Rotor 40, 50 hat. Während ein Aluminiumgehäuse 20 bevorzugt wird, da es eine richtige Lageroberfläche für die Flächen 45, 55 bildet, gestattet die kontinuierliche Ölbeschichtung ein verschleißfreies Lager selbst dann, wenn andere Materialien für die Axialdruckfläche verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme wiederum auf 1 bewegen sich die Rotoren 40, 50 durch ein Aufbringen oder Wegnehmen eines Axialkolbendrucks zu der Ausgabeendfläche 27 des Gehäuses 20 hin oder von dieser weg, wodurch sie entweder Luft pumpen (geladener Zustand) oder freilaufen (ungeladener Zustand). Um die wechselnden Bedingungen zu ermöglichen, weist die bevorzugte Verdichteranordnung 10 ein Ausgabeöffnungsrückschlagventil 80 und ein Ölstopventil 84 auf. Das Ausgabeöffnungsrückschlagventil 80 ist so konfiguriert, dass es den Ausgabeöffnungsdurchgang 32 schließt, wenn sich die Rotoren 40, 50 in dem unbeladenen Zustand befinden, wodurch die Hochdruckluft in dem Separatortank 34 eingeschlossen wird und wodurch es den Rotoren 40, 50 ermöglicht wird, bei atmosphärischem Druck freizulaufen. Ein derartiges Entladen verringert die Energieanforderungen der Verdichteranordnung 10.
  • Das Ölstopventil 84 ist so konfiguriert, dass es den Öleinlass 30 schließt, wenn sich die Rotoren 40, 50 in dem unbeladenen Zustand befinden, um ein Überfluten der Arbeitskammer 26 mit Öl zu verhindern. Wenn die Verdichteranordnung 10 in einem geladenen oder ungeladenen Zustand arbeitet, ist es jedoch erforderlich, einen Ölfluss in den Rotorradiallagern 44, 54 aufrecht zu erhalten. Während eine Ölströmung um die Axialdrucklager 45, 55 vorteilhaft ist, ist diese im allgemeinen in dem ungeladenen Zustand nicht erforderlich, da sich die Rotoren 40, 50 von der Gehäuseausgabeendfläche 27 weg bewegen, wie es hier im folgenden im Detail weiter beschrieben wird. Die erwünschte Ölströmung wird von dem Ölreservoir 70 geliefert. Während des geladenen Betriebs tritt die Hochdruck-Luft/Öl-Mischung aus der Ausgabeöffnung 32 aus, wobei Öl das Ölreservoir 70 füllt und überschüssiges Öl mit der Luft/Öl-Mischung zu dem Separatortank 34 geleitet wird. Der Eintritt in das Ölreservoir 70 befindet sich vorzugsweise an dem Boden der Ausgabeöffnung 32, so dass Öl, das durch die Ausgabeöffnung 32 fließt, durch die Schwerkraft in das Ölreservoir 70 fließt. Öl in dem Reservoir 70 wird durch die Ölzufuhrleitungen 72 zu den Axialdruckkolbenkammern 48, 58 geleitet. Das Öl, das in jede Kammer 48, 58 eintritt, strömt zu dem Radiallager 44 bzw. 54 neben der Kammer 48, 58. Zusätzlich erstreckt sich eine zweite Ölleitung 74 von jeder Kammer 48, 58 zu dem benachbarten Lager 44, 54 der anderen Rotorwelle 42, 52. Somit ermöglicht es eine zweite Ölleitung 74 Öl, von der Axialdruckkolbenkammer 58 zu dem Luftendelager 44 zu fließen, und die andere zweite Ölleitung 74 ermöglicht es Öl, von der Axialdruckkolbenkammer 48 zu dem Ausgabeendelager 54 zu fließen. Wenn die Verdichteranordnung 10 ungeladenen ist, schließen das Ausgabeöffnungsrückschlagventil 80 und das Ölstopventil 84, und die Rotoren 40, 50 laufen bei atmosphärischem Druck frei. Obwohl sich das Ölreservoir 70 ebenfalls auf atmosphärischem Druck befindet, ist es oberhalb der Axialdruckkolbenkammern 48, 58 sowie der Lager 44, 54 so angeordnet, dass die Schwerkraft bewirkt, dass das Öl zu den Kammern 48, 58 und den Lagern 44, 54 fließt. Öl, das durch die Lager 44, 54 in die Arbeitskammer 26 tritt, wird von den sich drehenden Rotoren 40, 50 zu der Ausgabeöffnung 32 hin geschleudert, so dass es zurück in das Reservoir 70 fließt, von wo aus es erneut umlaufen kann.
  • 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Ausgabeöffnungsrückschlagsventils 80 und des Ölstopventils 84. Die Ventile 80 und 84 sind durch eine einzige Anordnung aus einem Stab 86 und einem Ventilkopf 88 gebildet. Der Ventilkopf 88 ist an dem Stab 86 angebracht, der sich in der Nähe der Ausgabeöffnung 32 sowie des Öleinlasses 30 erstreckt. Um beide Ventile 80 und 84 zu schließen, bewegt sich der Stab 86 axial derart, dass der Stab 86 den Öleinlass 30 verschließt und dass sich der Ventilkopf 88 in die Bahn der Ausgabeöffnung 32 hinein bewegt und diese verschließt. Wenn sich die Rotoren 40, 50 in dem unge ladenen Zustand befinden, ist der Druck in der Ausgabeöffnung 32 geringer als der Druck in dem Separatortank 34. Während Luft versucht, von dem Separatortank 34 zurück durch die Öffnung 32 zu strömen, drückt sie den Ventilkopf 88 in die geschlossene Position. Eine Feder oder dergleichen (nicht dargestellt) kann vorgesehen sein, um den Stab 86 in Richtung der geschlossenen Position vorzuspannen. Beide Ventile 80 und 84 werden durch eine Luftströmung von der Ausgabeöffnung 32 in dem geladenen Zustand offen gehalten, wodurch der Ventilkopf 88 in die offene Position gedrückt wird.
  • Nachdem die Komponenten der bevorzugten Verdichteranordnung 10 beschrieben worden sind, wird jetzt ihr Betrieb unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Das Beladen und Entladen der Verdichteranordnung 10 wird durch die Steuerung des Drucks in den Axialdruckkolbenkammern 48 und 58 gesteuert. Um die Verdichteranordnung 10 zu entladen, werden die Kammern 48 und 58 zu dem Einlassende 22 des Verdichtergehäuses 20 hin belüftet. Der Druck in den Kammern 48, 58 ist auf atmosphärischem Druck, so dass die Rotorgaskraft A, B größer ist als der Axialkolbendruck, wodurch sich die Rotoren 40 und 50 von der Ausgabeendfläche 27 weg bewegen, wodurch die Ausgabeendweite 60 erhöht wird. Obwohl die Ausgabeweite 60 relativ groß ist, ist der Druck an der Ausgabeöffnung 32 größer als der Einlassdruck. Um die Verdichteranordnung 10 zu beladen, werden die Belüftungsleitungen zu den Kammern 48, 58 geschlossen, und der höhere Ausgabeendedruck wird auf das Ölreservoir 70 aufgebracht und damit wiederum auf die Kammern 48 und 58. Die Erhöhung des Drucks in den Axialdruckkammern 48 und 58 erhöht die Axialdruckkräfte, was bewirkt, dass die Rotoren 40, 50 anfangen, sich axial zu der Ausgabeendfläche 27 hin zu bewegen, wodurch die Ausgabeendweite 60 verringert wird. Die verringerte Ausgabeendweite 60 bewirkt einen größeren Ausgabeöffnungsdruck, was den Ölreservoirdruck erhöht und damit wiederum den Druck in den Kammern 48, 58. Der Prozess setzt sich fort, bis die Verdichteranordnung 10 mit den Stufen 43 und 53 gegen die Ausgabeendfläche 27 vollständig geladen ist, wodurch die erwünschte Ausgabeendweite 60 genau definiert ist.
  • Eine bevorzugte Ventilanordnung 100, die zur Belüftung der Axialdruckkolbenkammern 48, 58 verwendet wird, ist in den 3 und 4 dargestellt. Eine individuelle Ventilanordnung 100 kann für jede Kammer 48, 58 verwendet werden, oder eine gemeinsame Ventilanordnung kann verwendet werden, um beide Kammern 48, 58 gleichzeitig zu steuern. Die Ventilanordnung 100 umfasst ein Ventilgehäuse 102 mit einer inneren Kammer 104. Ein Einlassdurchgang 106 von der Axialdruckkolbenkammer 48, 58 erstreckt sich in die Ventilkammer 104 in Ausrichtung mit einem Auslass 108 von der Kammer 104 zu dem Verdichterluftendeeinlass 28. Ein Kolbenelement 110, das einen Durchgangsbereich 111 aufweist, ist in der Kammer 104 zwischen dem Einlassdurchgang 106 und dem Auslass 108 angeordnet. Das Kolbenelement 110 ist innerhalb der Kammer 104 axial derart beweglich, dass der Durchgangsbereich 111 mit dem Einlassdurchgang 106 und dem Auslass 108 ausgerichtet (offen) oder gegenüber diesen versetzt (geschlossen) sein kann. Eine Feder 112 oder dergleichen spannt das Kolbenelement 110 in die versetzte, geschlossene Position vor. Ein zweiter Einlass 114 von dem Separatortank tritt an der der Feder gegenüberliegenden Seite des Kolbenelements 110 in die Ventilkammer 104 ein. Die Feder 112 wird derart ausgewählt, dass sie eine axiale Bewegung des Kolbenelements 110 verhindert, bis der Druck in dem Separatortank 34 einen vorgewählten Wert erreicht. Sobald der Separatortankdruck den vorgewählten Wert erreicht, wird die Federkraft überwunden, und das Kolbenelement 110 bewegt sich in die ausgerichtete, offene Position (siehe 4), wodurch die Axialdruckkolbenkammer 48, 58 zu dem Luftendeeinlass 28 hin belüftet wird. Mit dieser Konfiguration kann die Verdichteranordnung 10 gesteuert werden, um einen gewünschten Druck innerhalb des Separatortanks 34 zu speichern und freizulaufen, bis der Druck durch Luftverwendung abgebaut wird, zu welcher Zeit das Ventil 100 schließt und die Verdichteranordnung 10 in den geladenen Betrieb zurückkehrt.

Claims (20)

  1. Luftverdichteranordnung (10) mit einem Gehäuse (20), das ein Einlassende (22) und ein Ausgabeende (24) aufweist; mit einer inneren Arbeitskammer (26) innerhalb des Gehäuses, die in einer Ausgabeendfläche (27) an dem Ausgabeende (24) des Gehäuses endet; mit mindestens einem Rotor (40), der für eine Drehung und eine axiale Bewegung innerhalb der Arbeitskammer angebracht ist, wobei der Rotor ein Ausgabeende (41) hat; mit mindestens einem Axialdruckkolben (46), der sich von dem Rotor erstreckt, wobei ein Teil des Axialdruckkolbens innerhalb einer ersten Axialdruckkolbenkammer (48) angeordnet ist; sowie mit einer der Axialdruckkolbenkammer (48) zugeordneten Druckquelle; dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgabeende (41) des Rotors (40) eine darin festgelegte Stufe (43) aufweist und dass die Druckquelle zwischen einem Zustand mit hohem Druck, in dem ein hoher Axialdruck derart erzeugt wird, dass der Axialdruckkolben (46) den Rotor (40) axial zu der Ausgabeendfläche (27) hin bewegt und dass die Rotorstufe (43) an der Gehäuseausgabeendfläche (27) anstößt, und einem Zustand mit verringertem Druck steuerbar ist, in dem der Axialdruck verringert ist und sich der Rotor von der Ausgabeendfläche (27) weg bewegt.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, die des weiteren einen innerhalb der Arbeitskammer (26) angebrachten zweiten Rotor (50) aufweist, der ein Ausgabeende (51) hat, in dem eine Stufe (53) festgelegt ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei dem zweiten Rotor ein zweiter Axialdruckkolben zugeordnet ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei ein Teil des zweiten Axialdruckkolbens (56) in einer zweiten Axialdruckkolbenkammer (58) angeordnet ist, wobei der Druck in der zweiten Axialdruckkolbenkammer zwischen dem Zustand hohen Drucks und dem Zustand verringerten Drucks steuerbar ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Axialdruckkolbenkammer (48, 58) an gegenüber liegenden Enden des Gehäuses (20) angeordnet sind.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor (40) in einem Paar sich gegenüber liegender Lager (44) angebracht ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, wobei die Lager hydrodynamische Lager sind.
  8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei eines der Lager (44) mit der Axialdruckkolbenkammer (48) in Verbindung stehend dieser derart zugeordnet ist, dass eine Ölzufuhr von der Axialdruckkolbenkammer zu dem Lager vorgesehen ist.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Ölzufuhr durch das Lager (44) hindurch tritt und darüber hinaus die Gehäuseausgabeendfläche (27) schmiert.
  10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie des weiteren ein Ölreservoir (70) in der Nähe des Ausgabeendes des Gehäuses (20) derart aufweist, dass ein Ölvorrat in dem Reservoir auf einem Druck ähnlich demjenigen in der Arbeitskammer (26) neben dem Ausgabeende des Gehäuses ist.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, wobei sich eine erste Ölzufuhrleitung (72) von dem Ölreservoir zu der Axialdruckkolbenkammer (48) erstreckt.
  12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei sich eine erste Entlüftungsleitung (61) von der Axialdruckkolbenkammer (48) zu einer Arbeitskammer (58) in der Nähe des Einlassendes (22) des Gehäuses (20) erstreckt.
  13. Anordnung nach Anspruch 12, wobei ein Steuerventil entlang der Entlüftungsleitung angeordnet ist, um den Druck in der Axialdruckkolbenkammer zu regeln.
  14. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Ausgabeöffnung (32) für komprimierte Luft sowie einen Öleinlass (30) aufweist.
  15. Anordnung nach Anspruch 14, wobei sie weiterhin ein Rückschlagventil (80) für die Ausgabeöffnung sowie ein Öleinlassventil (84) aufweist, wobei beide Ventile schließen, wenn sich die Druckquelle in dem Zustand verringerten Drucks befindet.
  16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil der Ausgabeendfläche (27) aus Aluminium hergestellt ist.
  17. Verfahren zum Anbringen eines Rotors (40) innerhalb einer Luftverdichterkammer mit einer gewünschten Ausgabeendweite, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Vorsehen eines Gehäuses (20), das ein Einlassende (22) und ein Ausgabeende (24) mit einer inneren Arbeitskammer (26) dazwischen aufweist, mit einer inneren Ausgabeendfläche (27) an dem Ausgabeende der Arbeitskammer, und mit einer Axialdruckkolbenkammer (48); Vorsehen eines Rotors (40), der eine Ausgabeendfläche (41) aufweist; Anbringen des Rotors in dem Gehäuse; Vorsehen eines dem Rotor (40) zugeordneten Axialdruckkolbens (46), von dem ein Teil in der Axialdruckkolbenkammer (48) angeordnet werden kann; und Steuern des Drucks in der Axialdruckkolbenkammer (48); gekennzeichnet durch: Versehen der Ausgabeendfläche (41) des Rotors (40) mit einer Stufe (43), die eine Tiefe gleich der gewünschten Ausgabeendweite aufweist, wobei sie sich davon erstreckt, wobei die Ausgabeendfläche und die Stufe zu der Gehäuseausgabeendfläche hin gerichtet sind; und Steuern des Drucks in der Axialdruckkolbenkammer (48) zwischen einem Zustand hohen Drucks, in dem ein hoher Axialdruck derart erzeugt wird, dass der Axialdruckkolben (46) den Rotor (40) axial zu dem Ausgabeende (24) hin bewegt und dass die Rotorstufe (43) an der Gehäuseausgabeendfläche anstößt, und einem Zustand verringerten Drucks, in dem der Axialdruck verringert ist und sich der Rotor von der Ausgabeendfläche weg bewegt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin umfassend den Schritt des Vorsehens einer Ölleitung (72) zwischen der Axialdruckkolbenkammer (48) und einem Ölreservoir (70) sowie einer Entlüftungsleitung (61) zwischen der Axialdruckkolbenkammer (48) und der Arbeitskammer (58) in der Nähe des Einlassendes (22) des Gehäuses.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, weiterhin umfassend den Schritt des Vorsehens eines Steuerventils entlang der Entlüftungsleitung, um den Druck in der Axialdruckkolbenkammer zu steuern.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, weiterhin umfassend den Schritt des Vorsehens eines zweiten Rotors (50), der eine Ausgabeendfläche (51) mit einer Stufe (53) darin aufweist.
DE60218720T 2001-10-24 2002-10-22 Zusammensetzung eines schraubenkompressors und methode Expired - Lifetime DE60218720T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

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