DE7321836U - Vorrichtung zur schmierung der lager der rotoren von schraubenkompressoren - Google Patents

Vorrichtung zur schmierung der lager der rotoren von schraubenkompressoren

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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
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Description

Vorrichtung zur Schmierung der Lager der Rotoren von Schraubenkompressoren ^
Die Neuerung bezieht sich auf einen Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen mit Gehäuse und Rotoren und Einrichtungen zur Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren mittels durch die druckseitigen Lager hindurchgesetzten Schmiermittels.
Zur Kompression von gasförmigen Medien werden in vielen Fällen Schraubenkompressoren bevorzugt verwendet. Bei ihnen wird das zu komprimierende gasförmige Medium, meist Luft, durch eine Ansaugleitung in den Arbeitsraum des Kompressors angesaugt. Im Arbeitsraum des Schraubenkompressors wird das angesaugte gasförmige Medium auf bekannte Weise dadurch komprimiert, daß es
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fortlaufend durch jeweils zwei ineinandergreifende Schraubengänge zweier im Kompressorgehäuse angeordneter Rotoren von der Saugseite bis zur Druckseite des Kompressors geschoben wird, wobei sich das Volumen der das Gas oder die Luft enthaltenden Verdichtungsgänge, jeweils verringert. Das auf seinen Enddruck komprimierte gasförmige Medium wird abschließend durch eine Druck leitung aus dem Arbeitsraum des Schraubenkompressors zum Verbraucher hin ausgeschoben.
Einer der Vorteile der Schraubenkompressoren ist das Fehlen von oszillierenden Massen bei ihnen. Sie lassen sich daher mit relativ hohen Drehzahlen betreiben, was eine hohe Kompressionsleistung pro Kompressorstufe und damit eine große Wirtschaftlichkeit des Schraubenkompressors ermöglicht. Die bekannten Schraubenkompressoren arbeiten mit Drehzahlen beispielsweise bis zu 9000 Umdrehungen pro Minute. Im Hinblick auf derartig hohe Drehzahlen kommt der Schmierung der Lager der Rotoren eine besondere Bedeutung zu.
Bei den bekannten Schraubenkompressoren werden die Rotorlager in der Regel mit öl geschmiert, welches aus dem Arbeitsraum des nach dem ölüberflutungsprinzip arbeitenden - Kompressors durch den druckseitigen Stirnspalt entweicht. Dabei erfolgt die Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren jeweils mittels des durch die druckseitigen Lager hindurchgesetzten Öls. Hierbei wird das öl vom druckseitigen zum, saugseitigen Lager mit Hilfe einer außerhalb des Kompressors verlaufenden Ölleitung transportiert. Eine derartige Ölleitung, die ja als Druckleit ig auszuführen ist, bedeutet einen zusätzlichen Aufwand und ist überdies eine weitere Quelle von Betriebsstörungen für die bekannten Kompressoren. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die bekannte Ölleitung vielfach eine die direkte Entfernung der saug- und druckseitigen Lager voneinander übertreffenden Länge aufweisen muß, was unter anderem auch noch zu erheblichen Reibungsverlusten führt. Die bekannte Ölleitung ergibt also eine nicht unbeachtliche Erhöhung des Bau-
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aufwände sowie eine Herabsetzung der Betriebssi herheit der bisherigen Schraubenkompressoranlagen.
Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und wirksamen Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen mit Rotoren und Gehäuse und Einrichtungen zur Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren mittels des durch die druckseitigen Lager hindurchgesetzten Schmiermittels zu schaffen, bei welchem die Einrichtungen zur Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren nicht die Nachteile der bekannten Einrichtungen hierfür aufweisen.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils in einer Rotorwelle eine am druckseitigen Rotorwellenende mit dem druckseitigen Lagerspalt und im Bereich des saugseitigen Rotorwellenendes mit dem saugseitigen Lagerspalt in offener Verbindung stehende koaxiale öldurchtrittsbohrung angeordnet ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung laufen vom saugseitigen, stirnseitig abgeschlossenen Endabschnitt der öldurchtrittsbohrung aus, vorzugsweise mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte radiale, ölantransportbohrungen bis zum äußeren Umfang der Rotorwelle. Mit Vorteil münden dabei die ölantransportbohrungen in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor dem saugseitigen Lager am äußeren Umfang des saug- · seitigen Rotorwellenendes.
Ein derartiger neuerungsgemäßer Schraubenkompressor ermöglicht mit besonders einfachen Mitteln eine Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren. Hierzu sind lediglioli jeweils eine am druokseitigen Rotorwellenende offene koaxiale öldurchtrittsbohrung im Rotor sowie am saugseitigen stirnseitig abgeschlossenen Ende der öldurchtrittsbohrung radiale ölantransportbohrungen erforderlich. Das am druckseitigen La.gerspalt austretende unver Druck befindliche Schmieröl strömt dort direkt in die öldurohtrittebohx'uwg im
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Rotor ein, strömt so auf kürzestem Wege zur saugseitigen Lagerung, wo es in besonders vorteilhafter Weise von der durch die Rotorendrehung entstehenden auf das öl wirkenden Zentrifugalkraft aus den radialen ölantransportbohrungen laufend in den saugseitigen Lagerspalt geschleudert wird und dort durch die saugseitigen Lager hindurchströmt. Bei der neuerungsgemäßen Einrichtung braucht jeweils nur eine im Verhältnis zur bekannten Ölleitung kurze öldurchtrittsöffnung im Rotor selbst vorgesehen werden, die bei entsprechender Anordnung immer druckfest ist. Somit wird der Bauaufwand für die ölbeförderung von den druckseitigen zu denssaugseitigen Lagern der Rotoren auf ein Minimum reduziert. Ferner ist die erfindungsgemäße ölbeförderung äußerst betriebssicher, so daß dadurch immer eine ordnungsgemäße Schmierung der Rotorlager und damit ein störungsfreier Betriebsablauf der erfindungsgemäßen Schraubenkompressoranlagen ermöglicht wird.
Zur Schmierung der Lager kann bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bei nach dem ÖlüberflutungssysteiD arbeitenden Schraubenkompressoranlagen auf einfache Weise das aus dem Arbeitsraum des Kompressors durch den druckseitigen Stirnspalt zum Lagerspalt entweichende öl verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß die beim Kompressionsvorgang im Schraubenkompressor aufgebrachte Druckenergie des entweichenden Öls noch zur Lagerschmierung und zum Öltransport zwischen den druck- und saugseitigen Lagern ausgenutzt wird- Dabei durchströmt das aus dem Arbeitsraum des Kompressors entweichende öl zuerst die druckseitigen Lager und schmiert diese dabei laufend, strömt danach infolge seiner Druckenergie, d.h. ganz von selbst durch die jeweils im Rotor vorgesehene öldurchtrittsöffnung zu den saugseitigen Lagern, durchströmt diese, wobei es sie laufend schmiert, und strömt anschließend an der Saugseite wieder in den Arbeitsraum des Kompressors durch den dortigen Lagerspalt. Sieht man einmal davon ab, daß beim Kompressionsvorgang laufend neues öl in den Arbeitsraum des Kompressors eingeführt wird, so ergibt sich also hier^bei quasi ein ölkreislauf bei der Lagerschmierung.
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i einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsmäßen Kompressors, bei welchem man zur Schmierung der Lager in mpressorduajchströmungsriohtung gesehen vor dem drucksei ti «sen ger Drucköl in den Lagerspalt einführt, ist im druckseitigen igergehäuse in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen r dem druckseitigen Lager eine von außen bis zum Lagerspalt verlaufende ölzuführungsbohrung angeordnet. Die ölzuführungsbohrung erlaubt dabei auf einfache Weise die Zufuhr von öl bestimmter Menge und bestimmten Drucks von außen an die Rotorenlager.
Bei einer anderen Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Schraubenkompressors, bei welchem man zur Schmierung der Lager in Kompressordurchströmungsrichtung gesehen vor dem druckseitigen Lager Drucköl in den Lagerspalt einführt, ist auch im saugseitigen Lagergehäuse in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen hinter dem saugseitigen Lager eine ölaustrittsbohrung vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform sind gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung die ölzuführungsbohrung und die ölaustrittsbohrung durch eine Ölleitung miteinander verbunden, in welcher eine ölpumpe sowie gegebenenfalls sonstige Vorrichtungen angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Trockenlaufkompressoren vorgesehen, bei denen öa kein öl in den Arbeitsraum des Kompressors gelangen darf. Bei einem derartigen Kompressor, bei welchem Jeweils zwischen dem saug- bzw. druckseitigen Lagergehäuse und dem Arbeitsraum des Kompressors besonders leistungsfähige Dichtungen vorgesehen sind, strömt das Lagerschmieröl also erfindungsgemäß in einen minimal kurzen Kreislauf, indem en nach Durchtritt durch das druckseitige Lager in die koaxiale öldurchtrittsbohrung einströmt, nach Durchströmen dieser durch die radialen ölantransportbohrungen zum saugseitigen Lager austritt, dieses durchströmt, anschließend durch die ölaustrittsbohrung aus dem saugseitigen Lagergehäuse austritt, durch die Ölleitung zu der im druckseitigen Lagergehäuse vorgesehenen ölzuführungsbohrung befördert wird und schließlich durch diese wieder in das druckseitige Lagergehäuse zurückströmt. Zur Förderung des Öls im Kreislauf ist in der Ölleitung eine Pumpe vorgesehen. Ferner können
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nooh weitere Aggregate wie ölreservoire, Ölkühler und Ölfilter in der Ölleitung angeordnet sein.
Die Neuerung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeiohnung schematisoh dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert· Es zeigen:
Fig. 1 im Längsschnitt einen Sohraubenkompressor,
Fig. 2 im Längsschnitt eine Ausführungsform einer neuerungsgemäßen Vorrichtung zur Lagerschmierung,
Fig. 3 im Längsschnitt eine zweite Ausführuugsform einer neuer.ungsgemäß.en Vorrichtung zur Lagerschmierung und
Fig. 4- im Längsschnitt eine dritte Ausführungsforro einer neuerungsgemäßen Vorrichtung zur Lagerschmierung.
In Fig. 1 ist zwecks Einführung in die Neuerung zur überschlägigen Veranschaulichung von dessen Aufbau und Wirkungsweise ein Schraubenkompressor im schematxschen Längsschnitt dargestellt. Der Schraubenkompressor gemäß Fig. 1 weist einen weiblichen 1 und einen männlichen 2 (nicht dargestellt) Rotor auf, welche koaxial in entsprechenden sich durchdringenden zylindrischen Bohrungen eines Kompressorgehäuses 3 angeordnet sind. Das Gehäuse 3 besitzt je eine saugseitige 4- und eine druckseitige 5 Stirnwand. In den Stirnwänden 4· und 5 sind die Wellen der Rotoren 1 und 2 gelagert, insbesondere in der Stirnwand 4- das saugseitige Rotorwellenende 6a bzw. 7a (nicht dargestellt) und in der Stirnwand 5 das druckseitige Rotorwellenende 6b bzw. 7b (nicht dargestellt). Dies ist der besseren Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 zunächst nur schematise angedeutet. Ferner ist in der saugseitigen Stirnwand 4- ein Ansaugstutzen 8 vorgesehen, der mit dem Arbeitsraum 9 des Schraubenkompressors über eine Ansaugöffnung 10 in Verbindung steht. Schließlich ist dem Gehäuse 3 ein sich an die druckseitige Gehäusestirnwand 5 anschließender Hochdruckstutzen 11 zugeordnet, der mit dem Arbeitsraum 9 über eine Hochdrucköffnung 12 verbunden ist. Die Rotoren 1 und 2 sind in bestimmten Anwendung,yfällen, insbesondere bei Trockenlaufkompressoren an ihren druckseitigen Wellenenden 6b
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bzw. 7b duroh SynohronlsierzahnrSder drenfest miteinander verbunden, was ,je do oh in sämtlichen
Zeichnungen der besseren Übersichtlichkeit halber fortgelassen ist.
Das saugseitige '»eilenende 7a der männlichen Rotorwelle ist zum Antrieb des Schraubenkompressors an eine nicht dargestellte Antriebsmaschine angeschlossen. «Vird der Kompressor angetrieben, so laufen die Rotoren 1 und 2 gegensinnig (vgl.Drehpi'eil 15 des weiblichen Rotors 1). Dabei wird Gas von Ansaugdruck gemäß Pfeil 8a durch den Ansaugstutzen 8 und die Ansaugöffnung 10 in den Arbeitsraum 9 des Kompressors eingesaugt. Im Arbeitsraum 9 wird das Gas auf bekannte Weise dadurch komprimiert, daß es fortlaufend durch jeweils zwei ineinandergreifende Schraubengänge von der Saugseite bis zur Druckseite geschoben wird, wobei sich das Volumen der das Gas enthaltenden Verdichtungsgänge jeweils verringert. An der Druckseite des Schraubenkompressors wird das auf Kompressionsenddruck gebrachte Gas aus dem jeweils letzten Verdichtungsgang durch die in der druckseitigen Gehäusestirnwand angeordnete Hochdrucköffnung 12 in den Hochdruckstutzen 11 geschoben, durch welchen es gemäß Pfeil 11a zum Verbraucher gelangt.
Bei nach dem ülüberflutungsprinzip arbeitenden Schraubenkompressoren wird während des Betriebs des Schraubenkompressors zur Kühlung, Schmierung und Abdichtung laufend Ul in deren Arbeitsraum 9 eingebracht. Dagegen erfolgt* insbesondere bei Trockenlaufkompressoren keine ölzufuhr in den Arbeitsraum 9 des Schraubenkompressors.
Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf die Schmierung der Lager der Rotorwellenenden 6a bzw. 7a und 6b bzw. 7b· In den Figuren 2, 5 und 4 ist jeweils anhand eines Längsschnitts durch einen erfindungsgemäßen Schraubenkompressor ähnlich dem in Figur 1 dargestellten Längsschnitt je eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Schmierung dieser Lager schema-
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tie oh dargestellt, wobei sämtliche übrigen einzelheiten der -EInfaohhelt halber nur schematich angedeutet oder fortgelassen sind.
Bei der Ausführunesform gemäß l'igur 2 1st jeweils In der Rotorwelle koaxial eine am druckseitigen Rotorwellenende 6b bzw. Tb offene uldurchtrittsbohrung 13 angeordnet. Das druckseitige Rotorwellenende 6b bzw. 7b befindet sich ganz Innerhalb des das druckseitige Lager 14 umgebenden, mit einem Aoschlußdeckel 15 versehenen druckseitigen Lagergehäuses 16.
An den saugseiti&en Rotorv/ellenenden 6a bzw. 7a verlaufen vom dortigen stirnseitig abgeschlossenen Endabsciinitt der öldurchtrittsbohrung 13 aus mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte radiale ülantransportbohrungen 18 zum äußeren Umfang der Rotorwelle. Dabei münden die Ülantransportbohrungen 18 in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor dem saugseitigen Lager 19 am äußeren Umfang des saugseiticen Rotorwellenendes 6a bzv 7a· Bas saugseJLtige Lager 19 ist ebenfalls in einem Lagergehäuse 20 angeordnet, das einen mit einer Wellendichtung 21a versehenen Verschlußdeckel 21 aufweist.
Der Weg des Öls zur neuerOugf sgemäßen Lagerschmierung ist durch Pfeile angedeutet. Danach strömt aus dem Arbeitsraum 9 des Kompressors entweichendes unter Druck befindliches ül jeweils in das druckseitige Lagergehäuse 16 ein, durchströmt das druckseiti;,e Lager 14· und verläßt anschließend das Lagergehäuse 16 durch die dort offene öldurchtrittsbohrung 13«Es durchströmt die üldurchtrittsbohrung 13 und wild an deren saugeeitigem findabschnitt durch die radialen Clantransportbohrungen 18 in das saugseitige Kompressorgehäuse 20 hine Inges chi euder 1C. Dort durchströmt es das saugseitige Lager 19 und strömt anschließend wieder in den Arbeitsraum 9 des Schraubeakompressors ein.
Die in B1IgUr 3 dargestellte Ausführun^sform der neuer .ungsgemäßen
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Anordnung unterscheidet sich von der in Figur 2 dargestellten grundsätzlich dadurch, daß im druckseitigen Lagergehäuse 16· in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor dem druckseitigen Lager 14 eine von außen verlaufende Clzuführungsbohrung angeordnet ist. Gemäß Pfeil 22a wird zur Lagerschmierung Ül bestimmten Drucks und in bestimmter Menge in das Lagergehäuse 16* eingeführt derart, daß bei dieser Ausführungsform insbesondere kein aus dem Arbeitsraum 9 des Kompressors entweichendes ül in das Lagergehäuse 16* gelangen kann. Im übrigen ist der Strömungsverlauf des Lagerschmieröls nach dessen Eintritt durch die Ulzuführungsbohrung 22 in das Lagergehäuse 16 bis zum saugseitißen Lager 19 und anschließend zurück in den Arbeitsraum 9 des Schraubenkompreasors -wie durch Pfeile angedeutet- grundsätzlich entsprechend wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 2.
In Figur 4 ist schließlich eine weitere Ausführungeform der neue-mragpgemäßen Anordnung dargestellt, welche sich insbesondere für Trockenlaufkompressoren eignet, bei denen ja kein ül in den Arbeitsraum des Kompressors gelangen darf. Bei dieser Ausführungsform ist außer der im druckseitigen Lagergehäuse 16*' in Kompressordur chs tr omungsrichtung gesehen vor dem druckseitigen Lager angeordneten ölauführungsbohrung ferner im saugseitigen Lagergehäuse 20·· in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen hinter dem saugseitigen Lager 19 eine Claustrittsbohrung 23 vorgesehen, ülzuführungsbohrung 22" und ülaustrittsbohrung 23 sind durch eine Ölleitung 24 miteinander verbunden. Bei der in der Ölleitung vorgesehenen mit 25 bezeichneten Anordnung handelt es sich um eine ölpumpe sowie ferner gegebenenfalls sonstige Aggregate wie ölreservoire, ölkühler, ölfilter. Zur Abdichtung des Arbeiteraums 9 des Kompressors gegen jegliches öl sind jeweils zwischen dem saugseitigen 20M bzw. druckseitigen 16'' Lagergehäuse und dem Arbeitsraum 9 besonders leistungsfähige Dichtungen 26 bzw. 2? vorgesehen.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 strömt das Lagerschmierb'l
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in einem optimal kurzen Kreislauf, ohne dabei in den Arbeitsraum des Kompressors zu gelangen. Insbesondere ist der ütrömungsverlauf des Lagerschmieröls (vgl. auch die in Figur 4 entsprechend angeordneten Pfeile) folgendermaßen:
Bas durch das druckseitige Lager 14 hindurchgetretene Cl strömt am druckseitigen Rotorwellenende in die offene Cldurchtrittsbohrung 13 ein, durchströmt diese und tritt in deren Endbereich durch die radialen ülantransportbohrungen 18 in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor dem saugseitigen Lager 19 in das saugseitige Lagergehäuse 20·' ein. Sas Ol tritt durch das saugseitige Lager 19 hindurch und verläßt erschließend das saugaeitige Lagergehäuse 20'' durch die ülaustrittsbohrung 25· Es strömt dann durch die Ölleitung 24 wieder zurück zum druckseiti^en Lagergehäuse 16' *} Welches es durch die Clzutrittsbohrung 22*' eintritt und wieder zum druckseitigen Lager 14 strömt. Die Clumwälzung erfolgt mittels der Pumpe 25.
Die neue rungs gemäßen Anordnungen zur Lagerschmierung sind einfach und billig herzustellen und können grundsätzlich auch nachträglich in öchraubenkompressoranlageu vorgesehen werden.
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Claims (6)

1. Schraubenkompressor,-pumpe oder dergleichen mit Gehäuse und Rotoren und Einrichtungen zur Schmierung der saugseitigen Lager der Rotoren mittels durch die druckseitigen Lager hindurchgesetzten Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in der Rotorwelle eine am druckseitigen Rotorwellenende (6b; 7t>) mit dem druckseitigen Lagerspalt und im Bereich des saugseitigen Rotorwellenendes (6aj 7a) mit dem saugseitigen Lagerspalt in offener Verbindung stehende koaxiale öldurchtrittsbohrung (13) angeordnet ist.
2. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom saugseitigen, stirnseitig abgeschlossenen Endabschnitt der Öldurchtrittsbohrung (13) aus, vorzugsweise mehrere gleichmäßig über dem Umfang verteilte radiale, Ölantransportbohrungen (18) bis zum äußeren Umfang der Rotorwelle (6a; 7a) verlaufen.
3. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ölantransportbohrungen (18) in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen vor
Dipl.-Ing. Hans Köster Dipl.-Ing. Peter Sooha
Telefon! (08Θ) 346120 Telegramme! patrade muenohen
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Hypo-Bank München 318013Θ 272 Postscheck München 27767-808
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dem saugseitigen Lager (19) am äußeren Umfang des saugseitigen Rotorwellenendes (6aj 7a) enden.
4. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im druckseitigen Lagergehäuse (161, 16") in Durchströmungsriohtung des Kompressors gesehen vor dem druckseitigen Lager (14·) eine von außen bis zum Lagerspalt verlaufende ölzuführungsbohrung (22, 22") angeordnet ist.
5· Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß im saugseitigen Lagergehäuse (20") in Durchströmungsrichtung des Kompressors gesehen hinter dem saugseitigen Lager (19) eine ölaustrittsbohrung (23) vorgesehen ist.
6. Schraubenkompressor, -pumpe oder dergleichen nach Anspruch 3 und 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die ölzuführungsbohrung (22") und die ölaustrittsbohrung (23) durch eine Ölleitung (24·) miteinander verbunden sind, in welcher eine ölpumpe sowie gegebenenfalls sonstige Vorrichtungen (25) angeordnet sind.
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BE1020312A3 (nl) 2012-02-28 2013-07-02 Atlas Copco Airpower Nv Compressorinrichting, evenals gebruik van zulke opstelling.
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