EP1163451A1 - Rotary helical screw-type compressor - Google Patents

Rotary helical screw-type compressor

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EP1163451A1
EP1163451A1 EP00916927A EP00916927A EP1163451A1 EP 1163451 A1 EP1163451 A1 EP 1163451A1 EP 00916927 A EP00916927 A EP 00916927A EP 00916927 A EP00916927 A EP 00916927A EP 1163451 A1 EP1163451 A1 EP 1163451A1
Authority
EP
European Patent Office
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housing
suction
rotors
rotor
shaft journal
Prior art date
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Granted
Application number
EP00916927A
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German (de)
French (fr)
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EP1163451B1 (en
Inventor
Carsten Achtelik
Karl-Heinz Gilfert
Arno Heinz
Walter MÜRMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GHH Rand Schraubenkompressoren GmbH
Original Assignee
GHH Rand Schraubenkompressoren GmbH
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Publication date
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    • F04C18/08—Rotary-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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    • F04C18/16—Rotary-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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    • F04C29/06—Silencing
    • F04C29/068—Silencing the silencing means being arranged inside the pump housing

Definitions

  • the invention relates to a screw compressor of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • the invention is preferably, but not exclusively, applicable to a screw compressor for generating a compressed air flow for the pneumatic transport of bulk materials, and in particular for a device designed for attachment to a silo vehicle Screw processor.
  • Screw compressors are air compressors that work according to the displacement principle and, compared to other types of compressors, have advantageous properties that make them particularly suitable for the pneumatic transport of bulk materials. This applies in particular to so-called dry-running screw compressors, in which the screw rotors synchronized by a synchronous gear have no contact with one another and with the surrounding housing parts. Lubrication is therefore not required in the compression chamber, so that it can be kept oil-free and any contamination of the compressed air with oil is avoided.
  • the contact-free running of the rotors means that there is no wear in this area, which reduces the service life, and there is no abrasion that can contaminate the air conveyed.
  • screw compressors are particularly suitable for realizing high pressure ratios and are insensitive to short-term increases in pressure that could be caused by clogging of the pipeline loaded with compressed air. After all, they are lighter in weight and smaller in size, which makes them especially for mobile use B. makes suitable for silo vehicles.
  • the drive gear for the rotors is arranged at one end and the synchronizing gear at the other end of the rotors. Oil lubrication is therefore necessary on both the pressure-side and the suction-side end of the rotors.
  • the air is sucked in via a filter and / or a silencer, which are designed as separate units from the compressor housing and are connected to the compressor housing via a suction line, which bypasses the synchronizing gear near the suction end of the rotor housing.
  • the presence of oil lubrication on the suction side of the rotor housing is undesirable because it increases the risk of air being contaminated with oil.
  • the design of the intake filter and / or muffler separately from the actual compressor housing runs counter to the requirement for a compact, robust and weight-saving design.
  • the invention has for its object to enable a simplified and improved air intake and a compact design of the compressor by an improved construction of the screw compressor in the area of the suction end of the compressor housing.
  • any oil lubrication can be dispensed with at the suction end of the rotor housing.
  • the area of the suction-side housing cover surrounding the suction-side shaft journals of the rotors and their bearing arrangement can be used directly for the inflow of air into the compressor space. There is no risk of contamination of the intake air with oil in this area.
  • a suction housing containing the suction filter and / or the suction silencer can be attached directly to the suction-side end of the compressor housing, which results in a compact, space-saving construction which is particularly robust for mobile use.
  • Figure 1 is a perspective view of the compressor with suction filter, seen from the side.
  • Fig. 2 is a vertical section through the compressor of Fig. 1;
  • FIG. 4 shows a further perspective view of the compressor from below, seen from the suction end, with the suction housing and oil container removed;
  • FIG. 5 shows a detail of the perspective view according to FIG. 1, with a modified embodiment of the suction housing;
  • Fig. 6 is an enlarged detail of the sectional view of Fig. 2 in the area of the suction-side rotor bearing.
  • FIG. 7 shows an enlarged detail of the sectional illustration of FIG. 3 in the area of the rotor bearing on the pressure side.
  • a gear housing 1 a gear housing 1
  • a rotor housing 3 an inflow housing 4
  • an intake housing 5 an oil tank 7.
  • the rotor housing 3 there are two rotors, namely a main rotor 9 (profile teeth) and a secondary rotor 11 (profile gaps) are rotatably mounted, which mesh with one another with their helical teeth and tooth gaps and thereby form sealed chambers which move and contract in the axial direction when the rotor rotates and thereby compress the sucked-in air.
  • the rotors are driven so that their right end in FIGS. 1-3 is the suction side.
  • air is sucked in through inflow openings 13 provided on the end face of the rotor housing 3.
  • the air is conveyed to the left by the intermeshing teeth and tooth gaps of the rotor pair and exits as compressed air at the pressure-side end of the rotors at an upward pressure outlet 15.
  • the principle of operation of a screw compressor is known and is not explained in detail here.
  • the gear housing 1 has the shape of a disk-like stand. In it, the drive shaft 17 of the compressor is mounted in bearings 16, 18, the shaft journal 17a of which protrudes from the housing cover 49 is connected to a rotary drive (not shown).
  • the gear housing 1 also contains a drive gear, consisting of a gear 19 fastened on the drive shaft 17 and a gear 21 fastened on the shaft journal 23 of the secondary rotor 11, through which the rotation of the drive shaft 17 is transmitted to the secondary rotor 11 with a suitable transmission ratio. Furthermore, in the gear housing 1, ie also on the pressure side of the rotors 9, 11, the synchronizing gear which ensures the synchronous running of these rotors is accommodated, consisting of the intermeshing gearwheels 25, 27 which are on the shaft journal 23 of the secondary rotor or on the shaft journal 29 of the Main rotor 9 are attached. The synchronizing gear ensures that the rotors 9, 11 interlock with one another with very little play, but without contact.
  • the overall stand or disk-shaped gear housing 1 has on its lower base on both sides projecting mounting feet 31 with holes 33 for mounting screws with which the entire compressor on a suitable base, for. B. a vehicle can be attached.
  • lubricating oil is injected into the area of the meshing engagement of both gears, which is constantly circulated by an oil pump 45.
  • a required supply of oil is kept in stock in the oil container 7, which communicates with the interior of the transmission housing 1.
  • Sealing arrangements 35 interact with the shaft journals 23, 29 of the rotors 9, 11 and prevent oil from entering the rotors 9, 11 and thus to the compression chamber of the compressor. These sealing arrangements will be explained in more detail.
  • the rotor housing 3 is fastened to the transmission housing 1 by means of a flange connection 37 in such a way that it projects freely from the transmission housing 1.
  • the oil container 7, which has a flat box shape, is fastened to the gear housing 1 in such a way that it projects freely therefrom, approximately parallel to the rotor housing 3 and below it.
  • the side walls of the oil container 7 are provided with cooling fins 39.
  • An oil pump 45 which surrounds and is driven by the drive shaft 17, serves for the circulation of the oil in the interior of the transmission housing 1, or for generating an oil mist.
  • the housing of the oil pump 45 has an outwardly projecting flange 47 which serves to center the housing cover 49 fastened to the gear housing 1.
  • the oil pump 45 is fastened to the gear housing 1 with 4 screws 51 (FIG. 3) and associated threaded holes.
  • the tool engagement consists of two flats 63 for the attachment of a spanner.
  • the tool engagement can also have the shape of a square, hexagon, hexagon socket or the like.
  • the shaft journals 55, 57 provided with the tool engagement are easily accessible by removing a housing cover 65 fastened with screws on the inflow housing 4.
  • a filter 6 made of a suitable porous or air-permeable filter material.
  • the filter lies in an air flow path between an outer suction slot 69 and a passage slot 73 arranged in an inner partition wall 71, suction slot 69 and passage slot being offset from one another in such a way that the longest possible flow path for the air between the slots 69, 73 through the filter 6 is formed.
  • a modified embodiment of the suction housing 5 in which the air sucked in through the suction slot 69 and deflected by the deflection wall 71 with a passage slot 73 contains e.g. flows through muffler 75 formed from suitable perforated sheets before it reaches the space surrounding the housing cover 69 and flows through the inflow openings 13 into the interior of the rotor housing 3. It is also possible to design the suction housing 5 so that it contains both a filter and a silencer.
  • An advantage of the direct attachment of the suction housing 5 containing a filter and / or a muffler to the rotor housing 3 such that it surrounds the inflow housing 4 at a distance is that a separate arrangement of a filter and / or muffler, and a connecting line between this and the suction side of the compressor can be omitted. A particularly simple, compact and robust arrangement is thereby achieved.
  • Another advantage is that the air sucked into the suction housing 5 flows around and cools the outside of the inflow housing 4 containing the shaft journal bearings before it flows through the inflow openings 13 into the interior of the rotor housing 3 entry. As a result, effective cooling of the suction-side rotor bearings is achieved.
  • FIG. 6 shows an enlarged sectional view of the mounting and sealing of the shaft journal 55 of the rotor 9 in the inflow housing 4.
  • the shaft journal 57 of the other rotor 11 is mounted and sealed in an analogous manner.
  • the shaft pin 57 provided with the tool engagement (flats 63) is mounted in the middle part of the inflow housing 4, which is designed in the manner of a hub, by means of a roller bearing 53 which is arranged between a shoulder of the shaft pin 57 and a retaining ring 83 engaging in an annular groove of the shaft pin.
  • the roller bearing 53 is preferably designed as an encapsulated bearing with a lifetime grease filling, so that it does not require any subsequent lubrication.
  • a race 85 is fastened, preferably shrunk, on the shaft journal 57.
  • the race 85 which can be a commercially available race for a rolling bearing, for example, is made of steel with a specially hardened peripheral surface. With this two sealing lips of a lip seal ring 87 cooperate, which seals the interior of the rotor housing 3 against the roller bearings 53.
  • a protective ring 89 is arranged between the latter and an inner shoulder 4a of the inflow housing 4, the inner circumference of which is opposite the outer surface of the raceway 85 with a very small gap, but without contact.
  • the protective ring 89 and the lip sealing ring 87 are fixed to one another and abutting the inner shoulder 4a of the inflow housing 4 in the bore of the housing, preferably glued.
  • the function of the protective ring 89 is as follows: When in operation, the compressor generates a stream of compressed air by sucking in air on the suction side and blowing out compressed air at the pressure port 15, which can be used, for example, for the pneumatic transport of dusty material.
  • the protective ring 89 protects the lip sealing ring 87 from dust particles getting under the sealing lips of the lip sealing ring 87 and impairing the sealing effect.
  • the suction-side bearing arrangement shown in FIG. 6 and described above has the further advantage that it can be pulled off the shaft journal 57 without the rotor 9 or 11 having to be removed or the precise setting of the rotors relative to one another having to be changed.
  • the bearing and sealing arrangement can be removed from the shaft journal in the following way:
  • the housing cover 65 of the inflow housing 4 is removed, so that the shaft journal 57 with its locking ring 83 is accessible.
  • the snap ring 83 is removed.
  • the screws connecting the inflow housing 4 to the rotor housing 3 are loosened.
  • the entire inflow housing 4 together with the roller bearings 53, lip sealing rings 87 and protective rings 89 contained therein can be removed. This allows the suction-side roller bearings 53, the ones Parts that are most likely to be replaced due to the limited service life of their grease filling can be easily replaced without the rotors 9, 11 having to be adjusted or even removed in relation to one another and to the housing.
  • FIG. 7 shows in a sectional view corresponding to FIG. 3, but on a larger scale, the mounting and sealing of the pressure-side shaft journals 29, 23 of the rotors 9, 11 at the pressure-side end of the rotor housing 3.
  • the bearing and sealing arrangement for the shaft journal 29 will be described below of the rotor 9 described.
  • the one for the shaft journal 23 of the rotor 11 is completely analog.
  • the shaft journal 29 is supported in the pressure-side end wall of the rotor housing 3 by two roller bearings 91, 93 arranged next to one another, which are designed as so-called angular contact ball bearings.
  • Angular contact ball bearings which are commercially available, are ball bearings whose balls are gripped by the outer and inner race only on one or the other side of the radial center plane.
  • the two angular contact ball bearings 91, 93 are arranged side by side in mirror symmetry. Such an arrangement of angular contact ball bearings has the property that it is completely free of play in the axial direction.
  • An arranged on the shaft journal 29 shaft nut 95 sets the angular contact ball bearings 91, 93 in the axial direction on the shaft journal 29.
  • the outer race of the angular contact ball bearing 93 bears against an inner shoulder 97 of the rotor housing 3.
  • This race 101 is made of steel with a specially hardened peripheral surface.
  • the sealing lips of a lip sealing ring 103 which seals the compression space of the rotor housing 3 against the oil-loaded transmission and bearing area, lie on the surface of the race 101.
  • the hardened and extremely precisely machined, for example polished, outer surface of the race 25 results in a particularly wear-reducing contact surface for the sealing lips of the lip sealing ring 103.
  • labyrinth sealing ring 105 which has a plurality of adjacent ring ribs on its inner circumference, which face the outer surface of the race 101 with a very small gap but without contact and form a labyrinth gap with it.
  • the race 101 does not normally have any contact with the labyrinth seal 105, it is nevertheless advantageous that the race 101 also extends over the region of the labyrinth seal 105.
  • the labyrinth gap seal is normally a non-contact seal, but under extreme operating conditions it can under certain circumstances come into contact between the ring ribs of the labyrinth seal ring 105 and the race 101.
  • FIG. 4 shows a perspective view from below of the compressor with the oil container 7 removed, so that the screw holes 44 for fastening the oil container 7 and the large connecting opening 43, through which the oil container communicates with the transmission housing, are visible in the end wall of the transmission housing 1 .
  • the suction housing 5 is removed from the suction-side end of the rotor housing 3, so that the view of the inflow housing 4 with its support ribs 14 and the inflow openings 13 leading to the interior of the rotor housing 3 is clear.
  • FIG. 4 also shows the mouth of the lantern (ventilation duct) 109 on the underside of the rotor housing 3. As can be seen from Fig.
  • projections 111 are provided on the underside of the rotor housing 3, which the mouth of the lantern 109 against linear access from the Shield side.
  • These projections 111 can be formed by oil drain channels. The mouth of the lantern 109 is thus at a protected location, to which a straight-line access path is neither possible from below (because of the oil container 7) nor from the side (because of the projections 111).
  • the race 101 attached to the shaft journal 29 additionally serves as a spacing element, which is used to maintain a very precisely dimensioned gap between the pressure-side end face of the rotor 9 or 11 and the end face 113 of the rotor housing 3 facing it serves.
  • this gap is precisely adjusted and maintained in such a way that, when machining the rotor housing 3, the distance a between the end face 113 facing the rotor 9 and the contact shoulder 97 for the roller bearing 93 is manufactured with very narrow tolerances to a predetermined value .
  • the length b of the race 101 which is used as a spacing element between the roller bearing 97 and the end face of the rotor 9, is also ground with correspondingly precise tolerances to a value which has an oversize compared to the distance a, which is exactly the width of the between the Corresponds to rotor 9 and the rotor housing 3 gap to be set.
  • This adjustment of the gap due to the length difference of the distances a and b is possible in that angular contact ball bearings 91, 93 are used according to the invention in a symmetrical arrangement, which, as mentioned, result in a bearing arrangement that is completely free of axial play.

Abstract

The drive gear 19, 21 and the synchronizing gear 25, 27 for the two rotors 9,11 of a screw compressor are both located at the pressurized end of the rotor housing 3. At the suction end of the rotor housing 3 is only the bearing 53 for the suction side shaft journal 55, 57 that is free of oil lubrication. Inlet openings 13 in a suction side inlet housing are located in such a way that the intake air cools the oil-free shaft bearing 53. Each shaft journal has a tool interface 63 accessible through the inlet housing on which to attach a rotating tool. The inlet housing 4 can be removed from the shaft journal 55, 57 together with the bearing 53 and seal 87, for example to exchange the bearing, without having to remove the rotors 9, 11 or without throwing off their adjustment.

Description

Schraubenkompressor Screw compressor
Die Erfindung betrifft einen Schraubenkompressor von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Die Erfindung ist vorzugsweise, aber nicht ausschließlich anwendbar bei einem Schraubenkompressor für die Erzeugung eines Druckluftstroms für den pneumatischen Transport von Schüttgütern, und insbesondere bei einem für die Anbringung an einem Silofahrzeug ausgebildeten Schraubenkompessor .The invention relates to a screw compressor of the type mentioned in the preamble of claim 1. The invention is preferably, but not exclusively, applicable to a screw compressor for generating a compressed air flow for the pneumatic transport of bulk materials, and in particular for a device designed for attachment to a silo vehicle Screw processor.
Schraubenkompressoren sind nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Luftverdichter, die im Vergleich zu anderen Kompressortypen vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, die sie besonders für den pneumatischen Transport von Schüttgütern geeignet machen. Dies gilt insbesondere für sogenannte trockenlaufende Schraubenkompressoren, bei denen die durch ein Gleichlaufgetriebe synchronisierten Schraubenrotoren keine Berührung miteinander und mit den umgebenden Gehäuseteilen haben. Im Kompressionsraum ist deshalb keine Schmierung erforderlich, so daß dieser ölfrei gehalten werden kann und somit jegliche Verunreinigung der Druckluft mit Öl vermieden wird. Durch den berührungsfreien Lauf der Rotoren findet auch in diesem Bereich kein Verschleiß statt, der die Lebensdauer reduziert, und es entsteht kein Abrieb, der die geförderte Luft verunreinigen kann. Schraubenkompressoren sind aufgrund ihrer Betriebscharakteristik vor allem zur Realisierung hoher Druckverhältnisse geeignet und sind unempfindlich gegen kurzfristige Drucksteigerungen, die durch Verstopfung der mit der Druckluft beaufschlagten Rohrleitung verursacht werden könnten. Schließlich haben sie geringeres Gewicht und geringe Abmessungen, was sie be- sonders für mobilen Einsatz z. B. an Silofahrzeugen geeignet macht .Screw compressors are air compressors that work according to the displacement principle and, compared to other types of compressors, have advantageous properties that make them particularly suitable for the pneumatic transport of bulk materials. This applies in particular to so-called dry-running screw compressors, in which the screw rotors synchronized by a synchronous gear have no contact with one another and with the surrounding housing parts. Lubrication is therefore not required in the compression chamber, so that it can be kept oil-free and any contamination of the compressed air with oil is avoided. The contact-free running of the rotors means that there is no wear in this area, which reduces the service life, and there is no abrasion that can contaminate the air conveyed. Due to their operating characteristics, screw compressors are particularly suitable for realizing high pressure ratios and are insensitive to short-term increases in pressure that could be caused by clogging of the pipeline loaded with compressed air. After all, they are lighter in weight and smaller in size, which makes them especially for mobile use B. makes suitable for silo vehicles.
Bei bisher bekannten Schraubenkompressoren, insbesondere für den Einsatz von Silofahrzeugen, ist das Antriebsgetriebe für die Rotoren an dem einem Ende und das Synchronisiergetriebe am anderen Ende der Rotoren angeordnet. Olschmierung ist deshalb sowohl am druckseitigen als auch am saugseitigen Ende der Rotoren erforderlich. Das Ansaugen der Luft erfolgt über ein Filter und/oder einen Schalldämpfer, die als vom Kompressorgehäuse separate Einheiten ausgebildet und mit dem Kompressorgehäuse über eine Ansaugleitung verbunden sind, die unter Umgehung des Synchronisiergetriebes in der Nähe des saugseitigen Endes des Rotorgehäuses in dieses mündet. Das Vorhandensein von Olschmierung an der Saugseite des Rotorgehäuses ist unerwünscht, weil es die Gefahr der Verunreinigung der Luft mit Öl erhöht. Die Ausbildung des Ansaugfilters und/oder Schalldämpfers getrennt vom eigentlichen Kompressorgehäuses läuft der Forderung nach kompakter, robuster und gewichtssparender Bauweise entgegen .In previously known screw compressors, in particular for the use of silo vehicles, the drive gear for the rotors is arranged at one end and the synchronizing gear at the other end of the rotors. Oil lubrication is therefore necessary on both the pressure-side and the suction-side end of the rotors. The air is sucked in via a filter and / or a silencer, which are designed as separate units from the compressor housing and are connected to the compressor housing via a suction line, which bypasses the synchronizing gear near the suction end of the rotor housing. The presence of oil lubrication on the suction side of the rotor housing is undesirable because it increases the risk of air being contaminated with oil. The design of the intake filter and / or muffler separately from the actual compressor housing runs counter to the requirement for a compact, robust and weight-saving design.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine verbesserte Konstruktion des Schraubenkompressors im Bereich des saugseitigen Endes des Kompressorgehäuses eine vereinfachte und verbesserte Luftansaugung und eine kompakte Bauweise des Kompressors zu ermöglichen.The invention has for its object to enable a simplified and improved air intake and a compact design of the compressor by an improved construction of the screw compressor in the area of the suction end of the compressor housing.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung.The achievement of the object is specified in claim 1. The subclaims relate to advantageous further refinements of the invention.
Durch die Anordnung sowohl des Antriebs- als auch des Synchronisiergetriebes an der Druckseite des Rotorgehäuses kann am saugseitigen Ende des Rotorgehäuses auf jegliche Öl Schmierung verzichtet werden. Ferner kann der die saugseitigen Wellenzapfen der Rotoren und deren Lageranordnung umgebende Bereich des saugseitigen Gehäusedeckels direkt für das Einströmen der Luft in den Kompressorraum genutzt werden. Es besteht in diesem Bereich keine Gefahr der Kontamination der Ansaugluft mit Öl. Ein das Ansaugfilter und/oder den Ansaugschalldämpfer enthaltendes Ansauggehäuse kann direkt an das saugseitige Ende des Kompressorgehäuses angesetzt werden, wodurch sich eine kompakte, platzsparende und für mobilen Einsatz besonders robuste Konstruktion ergibt.Due to the arrangement of both the drive and the synchronizing gear on the pressure side of the rotor housing any oil lubrication can be dispensed with at the suction end of the rotor housing. Furthermore, the area of the suction-side housing cover surrounding the suction-side shaft journals of the rotors and their bearing arrangement can be used directly for the inflow of air into the compressor space. There is no risk of contamination of the intake air with oil in this area. A suction housing containing the suction filter and / or the suction silencer can be attached directly to the suction-side end of the compressor housing, which results in a compact, space-saving construction which is particularly robust for mobile use.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the compressor according to the invention is explained in more detail with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Kompressors mit Ansaugfilter, von der Seite gesehen;Figure 1 is a perspective view of the compressor with suction filter, seen from the side.
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Kompressor von Fig. 1;Fig. 2 is a vertical section through the compressor of Fig. 1;
Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch den Kompressor in der die beiden Rotorachsen enthaltenden Ebene;3 shows a horizontal section through the compressor in the plane containing the two rotor axes;
Fig. 4 eine weitere perspektivische Darstellung des Kompressors in Untersicht, vom saugseitigen Ende her gesehen, bei abgenommenem Ansauggehäuse und Ölbehälter;4 shows a further perspective view of the compressor from below, seen from the suction end, with the suction housing and oil container removed;
Fig. 5 ein Detail der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 1, mit einer geänderten Ausführungsform des Ansauggehäuses ; Fig. 6 ein vergrößertes Detail der Schnittdarstellung von Fig. 2 im Bereich der saugseitigen Rotorlagerung.5 shows a detail of the perspective view according to FIG. 1, with a modified embodiment of the suction housing; Fig. 6 is an enlarged detail of the sectional view of Fig. 2 in the area of the suction-side rotor bearing.
Fig. 7 ein vergrößertes Detail der Schnittdarstellung von Fig. 3 im Bereich der druckseitigen Rotorlagerung .FIG. 7 shows an enlarged detail of the sectional illustration of FIG. 3 in the area of the rotor bearing on the pressure side.
In allen Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In all the figures, identical or corresponding parts are identified by the same reference symbols.
Das Gehäuse des in Fig. 1 - 4 dargestellten Kompressors setzt sich aus den folgenden Hauptteilen zusammen: einem Getriebegehäuse 1, einem Rotorgehäuse 3, einem Einströmgehäuse 4, einem Ansauggehäuse 5 und einem Ölbehälter 7. In dem Rotorgehäuse 3 sind zwei Rotoren, nämlich ein Hauptläufer 9 (Profilzähne) und ein Nebenläufer 11 (Profillük- ken) drehbar gelagert, die mit ihren schraubenförmigen Zähnen und Zahnlücken ineinandergreifen und dabei abgedichtete Kammern bilden, die sich bei der Drehung des Rotors in Axialrichtung verschieben und verkleinern und dabei die angesaugte Luft komprimieren. Bei Betrieb werden die Rotoren so angetrieben, daß ihr in den Fig. 1 - 3 rechtes Ende die Saugseite ist. Hier wird Luft durch an der Stirnseite des Rotorgehäuses 3 vorgesehene Einströmöffnungen 13 angesaugt. Die Luft wird von den ineinandergreifenden Zähnen und Zahnlücken des Rotorpaares in Axialrichtung nach links gefördert und tritt als komprimierte Luft am druckseitigen Ende der Rotoren an einem nach oben gerichteten Druckauslaß 15 aus. Das Funktionsprinzip eines Schraubenkompressors ist bekannt und wird hier nicht näher erläutert. Das Getriebegehäuse 1 hat die Form eines scheibenartigen Ständers. In ihm ist in Lagern 16, 18 die Antriebswelle 17 des Kompressors gelagert, deren aus dem Gehäusedeckel 49 herausragender Wellenzapfen 17a an einen nicht dargestellten Drehantrieb angeschlossen ist. Das Getriebegehäuse 1 enthält ferner ein Antriebsgetriebe, bestehend aus einem auf der Antriebswelle 17 befestigten Zahnrad 19 und einem auf dem Wellenzapfen 23 des Nebenläufers 11 befestigten Zahnrad 21, durch welches die Drehung der Antriebswelle 17 mit geeignetem Übersetzungsverhältnis auf den Nebenläufer 11 übertragen wird. Ferner ist im Getriebegehäuse 1, d. h. ebenfalls auf der Druckseite der Rotoren 9, 11, das für den Synchronlauf dieser Rotoren sorgende Synchronisiergetriebe untergebracht, bestehend aus den ineinandergreifenden Zahnrädern 25, 27, die auf dem Wellenzapfen 23 des Nebenläufers bzw. auf dem Wellenzapfen 29 des Hauptläufers 9 befestigt sind. Das Synchronisiergetriebe sorgt dafür, daß die Rotoren 9, 11 mit sehr geringem Spiel, aber berührungsfrei ineinander greifen. Hierdurch ist es möglich, ohne jede Olschmierung zwischen den Rotoren 9, 11 auszukommen, d.h. einen trockenlaufenden Kompressor zu realisieren. Dies ist besonders wichtig, wenn der Kompressor einen von Ölrück- ständen absolut freien Luftstrom zur pneumatischen Förderung von empfindlichem Fördergut erzeugen soll.1-4 consists of the following main parts: a gear housing 1, a rotor housing 3, an inflow housing 4, an intake housing 5 and an oil tank 7. In the rotor housing 3 there are two rotors, namely a main rotor 9 (profile teeth) and a secondary rotor 11 (profile gaps) are rotatably mounted, which mesh with one another with their helical teeth and tooth gaps and thereby form sealed chambers which move and contract in the axial direction when the rotor rotates and thereby compress the sucked-in air. In operation, the rotors are driven so that their right end in FIGS. 1-3 is the suction side. Here, air is sucked in through inflow openings 13 provided on the end face of the rotor housing 3. The air is conveyed to the left by the intermeshing teeth and tooth gaps of the rotor pair and exits as compressed air at the pressure-side end of the rotors at an upward pressure outlet 15. The principle of operation of a screw compressor is known and is not explained in detail here. The gear housing 1 has the shape of a disk-like stand. In it, the drive shaft 17 of the compressor is mounted in bearings 16, 18, the shaft journal 17a of which protrudes from the housing cover 49 is connected to a rotary drive (not shown). The gear housing 1 also contains a drive gear, consisting of a gear 19 fastened on the drive shaft 17 and a gear 21 fastened on the shaft journal 23 of the secondary rotor 11, through which the rotation of the drive shaft 17 is transmitted to the secondary rotor 11 with a suitable transmission ratio. Furthermore, in the gear housing 1, ie also on the pressure side of the rotors 9, 11, the synchronizing gear which ensures the synchronous running of these rotors is accommodated, consisting of the intermeshing gearwheels 25, 27 which are on the shaft journal 23 of the secondary rotor or on the shaft journal 29 of the Main rotor 9 are attached. The synchronizing gear ensures that the rotors 9, 11 interlock with one another with very little play, but without contact. This makes it possible to manage without any oil lubrication between the rotors 9, 11, ie to implement a dry-running compressor. This is particularly important if the compressor is to generate an air flow that is absolutely free of oil residues for the pneumatic conveying of sensitive goods.
Das ingesamt Ständer- oder scheibenförmig ausgebildete Getriebegehäuse 1 hat an seiner unteren Standfläche beiderseits vorkragende Befestigungsfüße 31 mit Löchern 33 für Befestigungsschrauben, mit denen der gesamte Kompressor an einer geeigneten Unterlage, z. B. einem Fahrzeug, befestigt werden kann. Zum Zweck der ständigen Schmierung des Antriebsgetriebes 19, 21 und des Synchronisiergetriebes 25, 27 wird in den Bereich des Verzahnungseingriffs beider Getriebe Schmieröl eingespritzt, das durch eine Ölpumpe 45 ständig umgewälzt wird. Ein erforderlicher Vorrat an Öl wird in dem Ölbehälter 7 vorrätig gehalten, der mit dem Innenraum des Getriebegehäuses 1 kommuniziert. Mit den Wellenzapfen 23, 29 der Rotoren 9, 11 wirken Dichtungsanordnungen 35 zusammen, die den Ölzutritt zu den Rotoren 9, 11 und damit zum Verdichtungsraum des Kompressors verhindern. Diese Dichtungsanordnungen werden noch im einzelnen erläutert . Da das Antriebsgetriebe 19, 21 und das Synchronisiergetriebe 25, 27 beide auf der Druckseite der Rotoren 9, 11 angeordnet sind und die saugseitigen Lager der Rotoren fettgefüllt sind, wie noch erläutert wird, wird an der Saugseite der Rotoren (in Fig. 1 - 3 rechts) keine Olschmierung benötigt. Es sind deshalb auch keine Ölleitungen, wie bei der üblichen Bauart von Schraubenkompressoren, erforderlich, durch die Öl von der Druckseite zur Saugseite des Rotors und zurück zirkulieren kann.The overall stand or disk-shaped gear housing 1 has on its lower base on both sides projecting mounting feet 31 with holes 33 for mounting screws with which the entire compressor on a suitable base, for. B. a vehicle can be attached. For the purpose of constant lubrication of the drive gear 19, 21 and the synchronizing gear 25, 27, lubricating oil is injected into the area of the meshing engagement of both gears, which is constantly circulated by an oil pump 45. A required supply of oil is kept in stock in the oil container 7, which communicates with the interior of the transmission housing 1. Sealing arrangements 35 interact with the shaft journals 23, 29 of the rotors 9, 11 and prevent oil from entering the rotors 9, 11 and thus to the compression chamber of the compressor. These sealing arrangements will be explained in more detail. Since the drive gear 19, 21 and the synchronizing gear 25, 27 are both arranged on the pressure side of the rotors 9, 11 and the suction-side bearings of the rotors are filled with grease, as will be explained below, on the suction side of the rotors (in FIGS. 1-3 right) no oil lubrication required. There is therefore no need for oil lines, as in the usual design of screw compressors, through which oil can circulate from the pressure side to the suction side of the rotor and back.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 3 ersichtlich, ist das Rotorgehäuse 3 am Getriebegehäuse 1 mittels einer Flanschverbindung 37 so befestigt, daß es vom Getriebegehäuse 1 frei auskragt. Auch der Ölbehälter 7, der eine flache Kastenform hat, ist am Getriebegehäuse 1 so befestigt, daß er von diesem frei auskragt, und zwar etwa parallel zum Rotorgehäuse 3 und unterhalb desselben. Die Seitenwände des Ölbehälters 7 sind mit Kühlrippen 39 versehen. Zwischen dem Ölbehälter 7 und der Unterseite des Rotorgehäuses 3 befindet sich ein relativ breiter Luftzwischenraum 41. Mit dieser Anordnung des Rotorgehäuses 3 und Ölbehälters 7 relativ zueinander und zum Getriebegehäuse 1 wird erreicht, daß die Wärme- Übertragung, insbesondere Wärmeleitung, vom Rotorgehäuse 3 zum Ölbehälter 7 auf ein Minimum reduziert wird. Damit wird vermieden, daß die bei Betrieb des Kompressors im Rotorgehäuse 3 durch die Luftverdichtung erzeugte Wärme zu einer unerwünschten Aufheizung des Ölvorrats im Ölbehälter 7 führt, obwohl der Ölbehälter 7 direkt mit dem Getriebegehäuse verbunden ist. Durch die direkte Befestigung (Flanschverbindung) des Ölbehälters 7 an dem Getriebegehäuse 1 kann dieser mit dem Getriebegehäuse 1 über eine große Öffnung 43 kommunizieren. Gesonderte Ölleitungen entfallen.As can be seen from FIGS. 1 and 3, the rotor housing 3 is fastened to the transmission housing 1 by means of a flange connection 37 in such a way that it projects freely from the transmission housing 1. The oil container 7, which has a flat box shape, is fastened to the gear housing 1 in such a way that it projects freely therefrom, approximately parallel to the rotor housing 3 and below it. The side walls of the oil container 7 are provided with cooling fins 39. There is a relatively wide air gap 41 between the oil container 7 and the underside of the rotor housing 3. With this arrangement of the rotor housing 3 and oil container 7 relative to one another and to the gear housing 1, it is achieved that the heat Transmission, in particular heat conduction, from the rotor housing 3 to the oil container 7 is reduced to a minimum. This avoids that the heat generated by the air compression during operation of the compressor in the rotor housing 3 leads to undesired heating of the oil supply in the oil container 7, although the oil container 7 is connected directly to the transmission housing. Due to the direct attachment (flange connection) of the oil container 7 to the gear housing 1, the latter can communicate with the gear housing 1 via a large opening 43. There are no separate oil lines.
Für die Zirkulation des Öls im Inneren des Getriebegehäuses 1, bzw. zum Erzeugen eines Ölnebels, dient eine Ölpumpe 45, die die Antriebswelle 17 umgibt und von dieser angetrieben wird. Das Gehäuse der Ölpumpe 45 hat einen nach außen abstehenden Flansch 47, der zur Zentrierung des am Getriebegehäuse 1 befestigten Gehäusedeckels 49 dient. Die Ölpumpe 45 wird mit 4 Schrauben 51 (Fig. 3) und zugehörigen Gewindebohrungen am Getriebegehäuse 1 befestigt.An oil pump 45, which surrounds and is driven by the drive shaft 17, serves for the circulation of the oil in the interior of the transmission housing 1, or for generating an oil mist. The housing of the oil pump 45 has an outwardly projecting flange 47 which serves to center the housing cover 49 fastened to the gear housing 1. The oil pump 45 is fastened to the gear housing 1 with 4 screws 51 (FIG. 3) and associated threaded holes.
Aufgrund der Anordnung des Antriebsgetriebes 19, 21 und Synchronisiergetriebes 25, 27 auf der Druckseite der Rotoren 9, 11 befinden sich auf deren Saugseite lediglich die Lager 53 für die saugseitigen Wellenzapfen 55, 57 in einem das Rotorgehäuse 3 saugseitig abschließenden Einströmgehäuse 4, in dem zwischen Stützrippen 14 die zum Innenraum des Rotorgehäuses 3 führenden Einströmöffnungen 13 ausgebildet sind. Den Lagern 53 sind mit den Wellenzapfen 55, 57 zusammenwirkende Dichtungsanordnungen 61 vorgelagert, die noch erläutert werden. Die über die Lager 53 vorstehenden Enden der saugseitigen Wellenzapfen 55, 57 der Rotoren 9, 11 sind mit einem Werkzeugeingriff für den Ansatz eines Drehwerkzeuges versehen. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Werkzeugeingriff aus zwei Abflachungen 63 für den Ansatz eines Maulschlüssels. Der Werkzeugeingriff kann aber auch die Form eines Vierkants, Sechskants, eines Innensechskants oder dergleichen aufweisen. Die mit dem Werkzeugeingriff versehenen Wellenzapfen 55, 57 sind durch Abnehmen eines auf dem Einströmgehäuse 4 mit Schrauben befestigten Gehäusedeckels 65 leicht zugänglich.Due to the arrangement of the drive gear 19, 21 and synchronizing gear 25, 27 on the pressure side of the rotors 9, 11, only the bearings 53 for the suction-side shaft journals 55, 57 are located on their suction side in an inflow housing 4 which closes the rotor housing 3 on the suction side, in the between Support ribs 14 are formed the inflow openings 13 leading to the interior of the rotor housing 3. The bearings 53 are preceded by sealing arrangements 61 which cooperate with the shaft journals 55, 57 and will be explained below. The ends of the suction-side shaft journals 55, 57 of the rotors 9, 11 projecting beyond the bearings 53 are provided with a tool engagement for the attachment of a turning tool. In the embodiment shown in FIG. 6, the tool engagement consists of two flats 63 for the attachment of a spanner. The tool engagement can also have the shape of a square, hexagon, hexagon socket or the like. The shaft journals 55, 57 provided with the tool engagement are easily accessible by removing a housing cover 65 fastened with screws on the inflow housing 4.
Durch Ansetzen eines Drehwerkzeugs an einem oder beiden saugseitigen Wellenzapfen der Rotoren 9, 11 ist es möglich, diese von Hand zu drehen und dadurch eine Blockierung der Rotoren zu beseitigen, die auftreten kann, wenn staubförmi- ges Gut, das durch den vom Kompressor erzeugten Druckluftstrom gefördert werden soll, in Folge eines Materialrückschlages in das Innere des Rotorgehäuses 3 und zwischen die Rotoren 9, 11 gelangt. Durch Drehen des Antriebswellenzapfens 17a kann eine solche Blockierung in der Regel nicht beseitigt werden, da das Antriebsgetriebe 19, 21 eine zu hohe Übersetzung hat.By attaching a turning tool to one or both suction-side shaft journals of the rotors 9, 11, it is possible to turn them by hand and thereby eliminate a blocking of the rotors, which can occur when dusty material is generated by the compressed air flow generated by the compressor should be promoted, due to a material kickback into the interior of the rotor housing 3 and between the rotors 9, 11. By rotating the drive shaft journal 17a, such a blockage can generally not be eliminated, since the drive gear 19, 21 has too high a transmission ratio.
Das das Rotorgehäuse 3 saugseitig abschließende, die Einströmöffnungen 13 aufweisende Einströmgehäuse 4 ist mit Abstand von einem großvolumigen Ansauggehäuse 5 umgeben (in Fig. 2 und Fig. 3 nur strichpunktiert angedeutet) , das mittels Schrauben an einem Flansch 67 des Rotorgehäuses 3 befestigt ist. In diesem direkt am Rotorgehäuse 3 befestigten Ansauggehäuse 5 befindet sich ein Ansaugfilter zum Filtern der angesaugten Luft und/oder ein Dämpfer zur Schalldämpfung. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform enthält das Ansauggehäuse 5 ein Filter 6 aus einem geeigneten porösen bzw. luftdurchlässigen Filtermaterial. Das Filter liegt in einem Luftströmungsweg zwischen einem äußeren Ansaugschlitz 69 und einem in einer inneren Trennwand 71 angeordneten Durchlaßschlitz 73, wobei Ansaugschlitz 69 und Durchlaßschlitz so gegeneinander versetzt sind, daß ein möglichst langer Strömungsweg für die Luft zwischen den Schlitzen 69, 73 durch das Filter 6 gebildet wird.The inflow housing 4, which closes the rotor housing 3 on the suction side and has the inflow openings 13, is surrounded at a distance by a large-volume suction housing 5 (only indicated by dash-dotted lines in FIGS. 2 and 3), which is fastened to a flange 67 of the rotor housing 3 by means of screws. In this intake housing 5, which is directly attached to the rotor housing 3, there is an intake filter for filtering the intake air and / or a damper for sound absorption. In the embodiment shown in Fig. 1 contains the suction housing 5 is a filter 6 made of a suitable porous or air-permeable filter material. The filter lies in an air flow path between an outer suction slot 69 and a passage slot 73 arranged in an inner partition wall 71, suction slot 69 and passage slot being offset from one another in such a way that the longest possible flow path for the air between the slots 69, 73 through the filter 6 is formed.
In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Ansauggehäuses 5 dargestellt, bei dem die durch den Ansaugschlitz 69 angesaugte und durch die Umlenkwand 71 mit Durchlaßschlitz 73 umgelenkte Luft einen z.B. aus geeigneten Lochblechen ausgebildeten Schalldämpfer 75 durchströmt, bevor sie in den den Gehäusedeckel 69 umgebenden Raum gelangt und durch die Einströmöffnungen 13 in den Innenraum des Rotorgehäuses 3 einströmt. Es ist auch möglich, das Ansauggehäuse 5 so auszubilden, daß es sowohl ein Filter als auch einen Schalldämpfer enthält.In Fig. 5, a modified embodiment of the suction housing 5 is shown, in which the air sucked in through the suction slot 69 and deflected by the deflection wall 71 with a passage slot 73 contains e.g. flows through muffler 75 formed from suitable perforated sheets before it reaches the space surrounding the housing cover 69 and flows through the inflow openings 13 into the interior of the rotor housing 3. It is also possible to design the suction housing 5 so that it contains both a filter and a silencer.
Ein Vorteil der direkten Anbringung des ein Filter und/oder einen Schalldämpfer enthaltenden Ansauggehäuses 5 am Rotorgehäuse 3 derart, daß es das Einströmgehäuse 4 mit Abstand umgibt, besteht darin, daß eine separate Anordnung eines Filters und/oder Schalldämpfers, und eine Verbindungsleitung zwischen diesem und der Saugseite des Kompressors entfallen kann. Dadurch wird eine besonders einfache, kompakte und robuste Anordnung erzielt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die in das Ansauggehäuse 5 angesaugte Luft die Außenseite des die Wellenzapfenlager enthaltenden Einströmgehäuses 4 umströmt und kühlt, bevor sie durch die Einströmöffnungen 13 in das Innere des Rotorgehäuses 3 eintritt. Hierdurch wird eine wirksame Kühlung der saugseitigen Rotorlager erzielt.An advantage of the direct attachment of the suction housing 5 containing a filter and / or a muffler to the rotor housing 3 such that it surrounds the inflow housing 4 at a distance is that a separate arrangement of a filter and / or muffler, and a connecting line between this and the suction side of the compressor can be omitted. A particularly simple, compact and robust arrangement is thereby achieved. Another advantage is that the air sucked into the suction housing 5 flows around and cools the outside of the inflow housing 4 containing the shaft journal bearings before it flows through the inflow openings 13 into the interior of the rotor housing 3 entry. As a result, effective cooling of the suction-side rotor bearings is achieved.
Fig. 6 zeigt in vergrößerter Schnittdarstellung die Lagerung und Abdichtung des Wellenzapfens 55 des Rotors 9 in dem Einströmgehäuse 4. Der Wellenzapfen 57 des anderen Rotors 11 ist in analoger Weise gelagert und abgedichtet. Der mit dem Werkzeugeingriff (Abflachungen 63) versehene Wellenzapfen 57 ist in dem nach Art einer Nabe ausgebildeten Mittelteil des Einströmgehäuse 4 mittels eines Wälzlagers 53 gelagert, das zwischen einer Schulter des Wellenzapfens 57 und einem in einer Ringnut des Wellenzapfens eingreifenden Sicherungsring 83 angeordnet ist. Da auf der Saugseite der Rotoren 9, 11, wie oben ausgeführt, keinerlei Olschmierung stattfinden soll, ist das Wälzlager 53 vorzugsweise als gekapseltes Lager mit einer Lebensdauer-Fettfüllung ausgebildet, so daß es keinerlei nachträgliche Schmierung benötigt. Anschließend an das Wälzlager 53 ist auf dem Wellenzapfen 57 ein Laufring 85 befestigt, vorzugsweise aufgeschrumpft. Der Laufring 85, der z.B. ein handelsüblicher Laufring für ein Wälzlager sein kann, besteht aus Stahl mit speziell gehärteter Umfangsflache . Mit dieser wirken zwei Dichtlippen eines Lippen dichtrings 87 zusammen, der den Innenraum des Rotorgehäuses 3 gegen die Wälzlager 53 abdichtet. Auf der dem Rotorgehäuse 3 zugewandten Seite des Lippendichtrings 87 ist zwischen diesem und einer Innenschulter 4a des Einströmgehäuses 4 ein Schutzring 89 angeordnet, dessen Innenumfang der Außenfläche des Laufrings 85 mit einem sehr kleinen Spalt, aber berührungsfrei gegenübersteht. Der Schutzring 89 und der Lippendichtring 87 sind aneinander und an der Innenschulter 4a des Einströmgehäuses 4 anliegend in der Bohrung des Gehäuses festgelegt, vorzugsweise eingeklebt . Die Funktion des Schutzrings 89 ist die Folgende: Der Kompressor erzeugt bei Betrieb durch Ansaugen von Luft auf der Saugseite und Ausblasen verdichteter Luft am Druckstutzen 15 einen Druckluftstrom, der z.B. zum pneumatischen Transport von staubförmigen Gut dienen kann. Bei Betriebsstörungen kann es zu einem Rückschlag von komprimierter Luft von der Druckseite zur Saugseite der Rotoren kommen, wodurch die Gefahr besteht, daß von Luftstrom getragene Partikel des staubförmigen Materials in das Rotorgehäuse 3 und aus diesem bis zu den Wellenzapfen der Rotoren gelangen. Im Fall eines solchen Materialrückschlags schützt der Schutzring 89 den Lippendichtring 87 davor, daß Staubpartikel unter die Dichtlippen des Lippendichtrings 87 gelangen und die Dichtwirkung beeinträchtigen.6 shows an enlarged sectional view of the mounting and sealing of the shaft journal 55 of the rotor 9 in the inflow housing 4. The shaft journal 57 of the other rotor 11 is mounted and sealed in an analogous manner. The shaft pin 57 provided with the tool engagement (flats 63) is mounted in the middle part of the inflow housing 4, which is designed in the manner of a hub, by means of a roller bearing 53 which is arranged between a shoulder of the shaft pin 57 and a retaining ring 83 engaging in an annular groove of the shaft pin. Since no oil lubrication is to take place on the suction side of the rotors 9, 11, as stated above, the roller bearing 53 is preferably designed as an encapsulated bearing with a lifetime grease filling, so that it does not require any subsequent lubrication. Following the roller bearing 53, a race 85 is fastened, preferably shrunk, on the shaft journal 57. The race 85, which can be a commercially available race for a rolling bearing, for example, is made of steel with a specially hardened peripheral surface. With this two sealing lips of a lip seal ring 87 cooperate, which seals the interior of the rotor housing 3 against the roller bearings 53. On the side of the lip seal ring 87 facing the rotor housing 3, a protective ring 89 is arranged between the latter and an inner shoulder 4a of the inflow housing 4, the inner circumference of which is opposite the outer surface of the raceway 85 with a very small gap, but without contact. The protective ring 89 and the lip sealing ring 87 are fixed to one another and abutting the inner shoulder 4a of the inflow housing 4 in the bore of the housing, preferably glued. The function of the protective ring 89 is as follows: When in operation, the compressor generates a stream of compressed air by sucking in air on the suction side and blowing out compressed air at the pressure port 15, which can be used, for example, for the pneumatic transport of dusty material. In the event of malfunctions, there can be a backlash of compressed air from the pressure side to the suction side of the rotors, which means that there is a risk that particles of the dust-like material carried by air flow get into and out of the rotor housing 3 to the shaft journals of the rotors. In the event of such a material kickback, the protective ring 89 protects the lip sealing ring 87 from dust particles getting under the sealing lips of the lip sealing ring 87 and impairing the sealing effect.
Die in Fig. 6 dargestellte und vorstehend beschriebene saugseitige Lageranordnung hat den weiteren Vorteil, daß sie von dem Wellenzapfen 57 abgezogen werden kann, ohne daß dabei der Rotor 9 bzw. 11 ausgebaut oder die präzise Einstellung der Rotoren zueinander verändert werden muß. Das Abnehmen der Lager- und Dichtungsanordnung vom Wellenzapfen kann in folgender Weise durchgeführt werden:The suction-side bearing arrangement shown in FIG. 6 and described above has the further advantage that it can be pulled off the shaft journal 57 without the rotor 9 or 11 having to be removed or the precise setting of the rotors relative to one another having to be changed. The bearing and sealing arrangement can be removed from the shaft journal in the following way:
Nach Abnehmen des Ansauggehäuses 5 wird der Gehäusedeckel 65 des Einströmgehäuses 4 abgenommen, so daß der Wellenzapfen 57 mit seinem Sicherungsring 83 zugänglich wird. Der Sicherungsring 83 wird entfernt. Anschließend werden die das Einströmgehäuse 4 mit dem Rotorgehäuse 3 verbindenden Schrauben gelöst . Nunmehr kann das gesamte Einströmgehäuse 4 mitsamt den darin enthaltenden Wälzlagern 53, Lippen- dichtringen 87 und Schutzringen 89 abgenommen werden. Dadurch können die saugseitigen Wälzlager 53, die diejenigen Teile sind, die aufgrund der begrenzten Standzeit ihrer Fettfüllung am ehesten ausgetauscht werden müssen, leicht ausgewechselt werden, ohne daß die Rotoren 9, 11 in ihrer Justage zueinander und zum Gehäuse geändert oder gar ausgebaut werden müßten.After removing the suction housing 5, the housing cover 65 of the inflow housing 4 is removed, so that the shaft journal 57 with its locking ring 83 is accessible. The snap ring 83 is removed. Then the screws connecting the inflow housing 4 to the rotor housing 3 are loosened. Now the entire inflow housing 4 together with the roller bearings 53, lip sealing rings 87 and protective rings 89 contained therein can be removed. This allows the suction-side roller bearings 53, the ones Parts that are most likely to be replaced due to the limited service life of their grease filling can be easily replaced without the rotors 9, 11 having to be adjusted or even removed in relation to one another and to the housing.
Fig. 7 zeigt in einer Schnittdarstellung entsprechend Fig. 3, aber in größerem Maßstab die Lagerung und Abdichtung der druckseitigen Wellenzapfen 29, 23 der Rotoren 9, 11 am druckseitigen Ende des Rotorgehäuses 3. Im Folgenden wird die Lager- und Dichtungsanordnung für den Wellenzapfen 29 des Rotors 9 beschrieben. Diejenige für den Wellenzapfen 23 des Rotors 11 ist völlig analog ausgebildet.FIG. 7 shows in a sectional view corresponding to FIG. 3, but on a larger scale, the mounting and sealing of the pressure-side shaft journals 29, 23 of the rotors 9, 11 at the pressure-side end of the rotor housing 3. The bearing and sealing arrangement for the shaft journal 29 will be described below of the rotor 9 described. The one for the shaft journal 23 of the rotor 11 is completely analog.
Der Wellenzapfen 29 ist in der druckseitigen Stirnwand des Rotorgehäuses 3 durch zwei nebeneinander geordnete Wälzlager 91, 93 gelagert, die als sogenannte Schrägkugellager ausgebildet sind. Schrägkugellager, die im Handel erhältlich sind, sind Kugellager, deren Kugeln vom äußeren und inneren Laufring nur auf der einen bzw. anderen Seite der radialen Mittelebene umgriffen werden. Die beiden Schrägkugellager 91, 93 sind spiegelsymmetrisch nebeneinander angeordnet. Eine solche Anordnung von Schrägkugellagern hat die Eigenschaft, daß sie in Axialrichtung völlig spielfrei ist. Eine auf dem Wellenzapfen 29 angeordnete Wellenmutter 95 legt die Schrägkugellager 91, 93 in Axialrichtung auf dem Wellen zapfen 29 fest. Der äußere Laufring des Schrägkugellagers 93 liegt gegen eine Innenschulter 97 des Rotorgehäuses 3 an.The shaft journal 29 is supported in the pressure-side end wall of the rotor housing 3 by two roller bearings 91, 93 arranged next to one another, which are designed as so-called angular contact ball bearings. Angular contact ball bearings, which are commercially available, are ball bearings whose balls are gripped by the outer and inner race only on one or the other side of the radial center plane. The two angular contact ball bearings 91, 93 are arranged side by side in mirror symmetry. Such an arrangement of angular contact ball bearings has the property that it is completely free of play in the axial direction. An arranged on the shaft journal 29 shaft nut 95 sets the angular contact ball bearings 91, 93 in the axial direction on the shaft journal 29. The outer race of the angular contact ball bearing 93 bears against an inner shoulder 97 of the rotor housing 3.
Zwischen dem Schrägkugellager 93 und dem Rotor 9 befindet sich ein Abschnitt des Wellenzapfens 29, auf dem ein Laufring 101 befestigt, vorzugsweise aufgeschrumpft ist. Dieser Laufring 101 besteht, ebenso wie der zuvor beschriebene Laufring 85 gemäß Fig. 6, aus Stahl mit einer speziell gehärteten Umfangsflache . An der Oberfläche des Laufrings 101 liegen die Dichtlippen eines Lippendichtrings 103 an, der den Kompressionsraum des Rotorgehäuses 3 gegen den öl- beaufschlagten Getriebe- und Lagerungsbereich abdichtet. Die gehärtete und extrem präzise bearbeitete, z.B. polierte Außenfläche des Laufrings 25 ergibt eine besonders verschleißmindernde Anlagefläche für die Dichtlippen des Lippen dichtrings 103.Between the angular contact ball bearing 93 and the rotor 9 there is a section of the shaft journal 29 on which a race 101 is fastened, preferably shrunk on. This race 101, like the previously described race 85 shown in FIG. 6, is made of steel with a specially hardened peripheral surface. The sealing lips of a lip sealing ring 103, which seals the compression space of the rotor housing 3 against the oil-loaded transmission and bearing area, lie on the surface of the race 101. The hardened and extremely precisely machined, for example polished, outer surface of the race 25 results in a particularly wear-reducing contact surface for the sealing lips of the lip sealing ring 103.
Zwischen dem Lippendichtring 103 und dem Rotor 9 befindet sich ferner ein Labyrinthdichtring 105, der an seinem Innenumfang mehrere nebeneinanderliegende Ringrippen aufweist, die der Außenfläche des Laufrings 101 mit sehr geringem Spalt, aber berührungsfrei gegenüberstehen und mit dieser einen Labyrinthspalt bilden. Obwohl der Laufring 101 mit dem Labyrinthdichtring 105 normalerweise keine Berührung hat, ist es trotzdem vorteilhaft, daß sich der Laufring 101 auch über dem Bereich des Labyrinthdichtrings 105 erstreckt. Die Labyrinthspaltdichtung ist zwar im Normalfall eine berührungslose Dichtung, es kann aber unter extremen Betriebsbedingungen unter Umständen eine Berührung zwischen den Ringrippen des Labyrinthdichtrings 105 und dem Laufring 101 erfolgen. Wenn der Laufring 101 nicht vorhanden wäre, würden hierbei Rillen auf den Wellenzapfen 29 erzeugt werden, so daß dieser beschädigt wird und der Rotor 9 unbrauchbar wird. Dank des Vorhandens des Laufrings 101 braucht in einem solchen Fall nur der Laufring 101 ausgewechselt zu werden, so daß der Rotor 9, bei sonstiger Schadensfreiheit, wieder benutzt werden kann. Zwischen dem Labyrinthdichtring 105 und dem Lippendichtring 103 befindet sich ein ringförmiger Entlastungsraum 107, der über einen Lüftungskanal 109 (s. Fig. 7 und Fig. 2) mit der Atmosphäre verbunden ist. Der im Inneren des Rotorgehäuses 3 ausgebildete Lüftungskanal 109, die sogenannte Laterne, verläuft von einem Punkt zwischen den beiden Wellenzapfen 29, 23 der Rotoren 9, 11 nach unten und mündet an der Unterseite des Rotorgehäuses 3. Der Mündung der Laterne 109 liegt mit Abstand die mit den Kühlrippen 39 versehene Oberseite des Ölbehälters 7 gegenüber. Ein geradliniger Zugangsweg zu der Mündung der Laterne 109 von unter her wird durch den Ölbehälter 7 versperrt .Between the lip sealing ring 103 and the rotor 9 there is also a labyrinth sealing ring 105, which has a plurality of adjacent ring ribs on its inner circumference, which face the outer surface of the race 101 with a very small gap but without contact and form a labyrinth gap with it. Although the race 101 does not normally have any contact with the labyrinth seal 105, it is nevertheless advantageous that the race 101 also extends over the region of the labyrinth seal 105. The labyrinth gap seal is normally a non-contact seal, but under extreme operating conditions it can under certain circumstances come into contact between the ring ribs of the labyrinth seal ring 105 and the race 101. If the race 101 were not present, grooves would be created on the shaft journal 29, so that it is damaged and the rotor 9 becomes unusable. In such a case, thanks to the presence of the race 101, only the race 101 needs to be replaced, so that the rotor 9 can be used again with no other damage. Between the labyrinth sealing ring 105 and the lip sealing ring 103 there is an annular relief space 107, which is connected to the atmosphere via a ventilation duct 109 (see FIGS. 7 and 2). The ventilation channel 109 formed in the interior of the rotor housing 3, the so-called lantern, runs downward from a point between the two shaft journals 29, 23 of the rotors 9, 11 and opens out on the underside of the rotor housing 3. The opening of the lantern 109 lies at a distance from with the cooling fins 39 provided top of the oil container 7 opposite. A straight access path to the mouth of the lantern 109 from below is blocked by the oil container 7.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten des Kompressors bei abgenommenem Ölbehälter 7, so daß in der Stirnwand des Getriebegehäuse 1 die Schraubenlöcher 44 für die Befestigung des Ölbehälters 7 und die große Verbindungsöffnung 43, über die der Ölbehälter mit dem Getriebegehäuse kommuniziert, sichtbar sind. Ferner ist in Fig. 4 das Ansauggehäuse 5 vom saugseitigen Ende des Rotorgehäuses 3 abgenommen, so daß der Blick frei ist auf das Einströmgehäuse 4 mit seinen Stütz-Rippen 14 und den zum Inneren des Rotorgehäuses 3 führenden Einstromoffnungen 13. Die Fig. 4 zeigt auch die Mündung der Laterne (Lüftungskanal) 109 an der Unterseite des Rotorgehäuses 3. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind beiderseits der Mündung der Laterne 109 Vorsprünge 111 an der Unterseite des Rotorgehäuses 3 vorgesehen, die die Mündung der Laterne 109 gegen geradlinigen Zugang von der Seite her abschirmen. Diese Vorsprünge 111 können durch Ölablaufkanäle gebildet sein. Die Mündung der Laterne 109 befindet sich somit an einer geschützten Stelle, zu der ein geradliniger Zugangsweg weder von unten (wegen des Ölbehälters 7) , noch von der Seite (wegen der Vorsprünge 111) möglich ist. Hierdurch wird verhindert, daß z.B. bei der Reinigung des Kompressors mittels eines Hochdruckspritzgerätes der Hochdruck-Wasserstrahl direkt auf die Mündung der Laterne 109 gerichtet werden kann, wodurch Wasser in den Ringraum 107 und damit in den Bereich des Lippendichtrings 103 und des Labyrinthdichtrings 105 gelangen könnte .Fig. 4 shows a perspective view from below of the compressor with the oil container 7 removed, so that the screw holes 44 for fastening the oil container 7 and the large connecting opening 43, through which the oil container communicates with the transmission housing, are visible in the end wall of the transmission housing 1 . 4, the suction housing 5 is removed from the suction-side end of the rotor housing 3, so that the view of the inflow housing 4 with its support ribs 14 and the inflow openings 13 leading to the interior of the rotor housing 3 is clear. FIG. 4 also shows the mouth of the lantern (ventilation duct) 109 on the underside of the rotor housing 3. As can be seen from Fig. 4, on both sides of the mouth of the lantern 109 projections 111 are provided on the underside of the rotor housing 3, which the mouth of the lantern 109 against linear access from the Shield side. These projections 111 can be formed by oil drain channels. The mouth of the lantern 109 is thus at a protected location, to which a straight-line access path is neither possible from below (because of the oil container 7) nor from the side (because of the projections 111). This prevents that, for example, when cleaning the compressor by means of a high-pressure spraying device, the high-pressure water jet can be directed directly onto the mouth of the lantern 109, as a result of which water could get into the annular space 107 and thus into the area of the lip sealing ring 103 and the labyrinth sealing ring 105.
Wie anhand von Fig. 7 erläutert werden kann, dient der auf dem Wellenzapfen 29 angebrachte Laufring 101 zusätzlich als Abstandselement, welches für die Einhaltung eines sehr genau bemessenen Spaltes zwischen der druckseitigen Stirnfläche des Rotors 9 oder 11 und der dieser zugewandten Stirnfläche 113 des Rotorgehäuses 3 dient. Für den Wirkungsgrad des Kompressors kommt es entscheidend auf einen möglichst kleinen und exakt definierten Spalt an der druckseitigen Stirnfläche des Rotors 9 bzw. 11 an. Erfindungsgemäß erfolgt die präzise Einstellung und Einhaltung dieses Spalts in der Weise, daß zunächst bei der Bearbeitung des Rotorgehäuses 3 der Abstand a zwischen der dem Rotor 9 zugewandten Stirnfläche 113 und der Anlageschulter 97 für das Wälzlager 93 mit sehr engen Toleranzen auf einem vorgegebenen Wert gefertigt wird. Die Länge b des Laufrings 101, der als Abstandselement zwischen dem Wälzlager 97 und der Stirnfläche des Rotors 9 eingesetzt ist, wird ebenfalls mit entsprechend genauen Toleranzen auf einem Wert eingeschliffen, der gegenüber dem Abstand a ein Übermaß hat, welches exakt der Breite des zwischen dem Rotor 9 und dem Rotorgehäuse 3 einzustellenden Spaltes entspricht. Diese Einstellung des Spaltes aufgrund der Längendifferenz der Abstände a und b ist dadurch möglich, daß erfindungsgemäß Schrägkugellager 91, 93 in symmetrischer Anordnung verwendet werden, die, wie erwähnt, eine vom Axialspiel völlig freie Lageranordnung ergeben. Da somit die Berührungsflächen zwischen dem äußeren Lagerring und der Gehäuseschulter 97 einerseits und zwischen dem inneren Lagerring des Wälzlagers 93 und dem Laufring 101 andererseits als axial spielfreie Referenzflächen dienen, erhält man durch hinreichend genaue Bearbeitung des Abstandes a der Gehäuseschultern und der Länge b des Laufringes 101 eine entsprechend genaue Einstellung des Rotorstirnspaltes. Die einmal erzielte Einstellung des Rotorstirnspaltes bleibt auch bei Temperaturänderungen erhalten, da der Einfluß der unterschiedlichen Wärmedehnung von Rotorgehäuse 3 und Laufring 101 vernachlässigbar klein ist. Es entfällt die bisher bei Kompressoren dieser Art bei der Montage erforderliche Einstellung des Rotorstirnspaltes durch Einsetzen von Beilagringen unterschiedlicher Dicke entsprechend der Fertigungstoleranzschwankungen. As can be explained with reference to FIG. 7, the race 101 attached to the shaft journal 29 additionally serves as a spacing element, which is used to maintain a very precisely dimensioned gap between the pressure-side end face of the rotor 9 or 11 and the end face 113 of the rotor housing 3 facing it serves. For the efficiency of the compressor, what is crucial is the smallest possible and exactly defined gap on the pressure-side end face of the rotor 9 or 11. According to the invention, this gap is precisely adjusted and maintained in such a way that, when machining the rotor housing 3, the distance a between the end face 113 facing the rotor 9 and the contact shoulder 97 for the roller bearing 93 is manufactured with very narrow tolerances to a predetermined value . The length b of the race 101, which is used as a spacing element between the roller bearing 97 and the end face of the rotor 9, is also ground with correspondingly precise tolerances to a value which has an oversize compared to the distance a, which is exactly the width of the between the Corresponds to rotor 9 and the rotor housing 3 gap to be set. This adjustment of the gap due to the length difference of the distances a and b is possible in that angular contact ball bearings 91, 93 are used according to the invention in a symmetrical arrangement, which, as mentioned, result in a bearing arrangement that is completely free of axial play. Since the contact surfaces between the serve outer bearing ring and the housing shoulder 97 on the one hand and between the inner bearing ring of the roller bearing 93 and the race 101 on the other hand as axially backlash-free reference surfaces, a sufficiently precise adjustment of the rotor end gap is obtained by sufficiently precise machining of the distance a between the housing shoulders and the length b of the race 101 . The setting of the rotor end gap once obtained is retained even when the temperature changes, since the influence of the different thermal expansion of the rotor housing 3 and the race 101 is negligible. There is no longer any need to adjust the rotor front gap when installing compressors of this type by inserting shims of different thicknesses in accordance with the fluctuations in the manufacturing tolerance.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schraubenkompressor mit zwei in einem Rotorgehäuse (3) achsparallel gelagerten Rotoren, die mit schraubenförmigen Zähnen und Zahnlücken ineinandergreifen und im Betrieb Luft von einem saugseitigen Ende in Richtung auf ein druckseitiges Ende des Rotorgehäuses (3) fördern und dabei verdichten, einem an einem Ende des Rotorgehäuses (3) angeordneten Getriebegehäuse (1) , in welchem eine Antriebswelle (17) mit Antriebsgetriebe (19, 21) für die Rotoren (9, 11) gelagert ist und eine Olschmierung für das Antriebsgetriebe vorgesehen ist, und einem Synchronisiergetriebe (25, 27), das die Rotoren (9, 11) zu synchron-gegenläufigem, berührungsfreiem Gleichlauf koppelt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Antriebsgetriebe (19, 21) und das Synchronisiergetriebe (25, 27) beide im Getriebegehäuse (1) am druckseitigen Ende des Rotorgehäuses (3) angeordnet sind, und daß die Lager (53) für die saugseitigen Wellenzapfen (55, 57) der Rotoren (9, 11) frei von Olschmierung sind und in einem das Rotorgehäuse (3) am saugseitigen Ende abschließenden Einströmgehäuse (4) angeordnet sind, das Einströmöffnungen (13) für die von den Rotoren (9, 11) angesaugte Luft aufweist derart, daß der die Lager (55, 57) enthaltende Teil des Einströmgehäuses (4) von der angesaugten Luft gekühlt wird. 1.Screw compressor with two rotors mounted axially parallel in a rotor housing (3), which intermesh with helical teeth and tooth gaps and, during operation, convey and compress air from a suction end towards a pressure end of the rotor housing (3), one at one end of the rotor housing (3) arranged gear housing (1), in which a drive shaft (17) with drive gear (19, 21) for the rotors (9, 11) is mounted and oil lubrication is provided for the drive gear, and a synchronizing gear (25, 27), which couples the rotors (9, 11) to synchronously counter-rotating, contact-free synchronization, characterized in that the drive gear (19, 21) and the synchronizing gear (25, 27) both in the gear housing (1) at the pressure-side end of the rotor housing (3) are arranged, and that the bearings (53) for the suction-side shaft journals (55, 57) of the rotors (9, 11) are free of oil lubrication and in a d he rotor housing (3) is arranged at the inlet end that closes on the suction side and has inlet openings (13) for the air sucked in by the rotors (9, 11) such that the part of the inlet housing (55, 57) containing the bearings (55, 57) 4) is cooled by the intake air.
2. Schraubenkompressor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Einströmgehäuse (4) mit Abstand von einem am Rotorgehäuse (3) befestigten Ansauggehäuse (5) umgeben ist, das mindestens eine Ansaugöffnung (59) aufweist und in dem im Strömungsweg der Luft von der Ansaugöffnung (69) zu den Einströmöffnungen (13) ein Filter (6) und/oder ein Schalldämpfereinsatz (75) angeordnet ist.2. Screw compressor according to claim 1, characterized in that the inflow housing (4) is surrounded at a distance from a rotor housing (3) attached suction housing (5) which has at least one suction opening (59) and in which in the flow path of the air Suction opening (69) to the inflow openings (13), a filter (6) and / or a silencer insert (75) is arranged.
3. Schraubenkompressor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jedes der Lager (53) für die saugseitigen Wellenzapfen (55, 57) der Rotoren (9, 11) ein gekapseltes Wälzlager mit Lebensdauer-Fettfüllung ist.3. Screw compressor according to claim 1, characterized in that each of the bearings (53) for the suction-side shaft journals (55, 57) of the rotors (9, 11) is an encapsulated roller bearing with a lifetime grease filling.
4. Schraubenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Einströmgehäuse (4) Bohrungen (66) aufweist, durch die die Wellenzapfen (55, 57) der Rotoren (9, 11) zugänglich sind, und daß an jedem Wellenzapfen (53, 55) ein Werkzeugeingriff (63) für das Ansetzen eines Drehwerkzeuges angeformt ist.4. Screw compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inflow housing (4) has bores (66) through which the shaft journals (55, 57) of the rotors (9, 11) are accessible, and that on each shaft journal (53, 55) a tool engagement (63) is formed for attaching a turning tool.
5. Schraubenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Einströmgehäuse (4) Bohrungen (66) für den Zugang zu den Wellenzapfen (53, 57) der Rotoren (9, 11) aufweist, und daß durch die Öffnung (9, 66) ein das Lager (53) auf dem Wellenzapfen (55, 57) sichernder Ring (53) zugänglich ist derart, daß der Sicherungsring (53) vom Wellenzapfen (55, 57) entfernt und dann, ggf. nach dem Lösen von Befestigungsschrauben, das Einströmgehäuse (4) einschließ- lieh der Lager (53) und ggf. Dichtungen (87) vom Wellenzapfen (55, 57) abgezogen werden kann.5. Screw compressor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inflow housing (4) bores (66) for access to the shaft journals (53, 57) of the rotors (9, 11), and that through the opening ( 9, 66) a bearing (53) on the shaft journal (55, 57) securing ring (53) is accessible in such a way that the retaining ring (53) is removed from the shaft journal (55, 57) and then, if necessary after loosening Fastening screws, including the inflow housing (4) lent the bearing (53) and possibly seals (87) from the shaft journal (55, 57).
6. Schraubenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder saug- seitige Wellenzapfen (55, 57) im Einströmgehäuse (4) durch einen Lippendichtring (87) abgedichtet ist, der an dem Wellenzapfen oder einem auf dem Wellenzapfen angeordneten Laufring (85) anliegt, und daß zwischen dem Lippendichtring (87) und dem Rotorgehäuse ein Schutzring (89) angeordnet ist, der der Umfangsflache des Wellenzapfens bzw. des Laufrings (85) mit geringem Abstand berührungsfrei gegenübersteht . 6. Screw compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that each suction-side shaft journal (55, 57) in the inflow housing (4) is sealed by a lip sealing ring (87) which is arranged on the shaft journal or a race arranged on the shaft journal (85), and that between the lip sealing ring (87) and the rotor housing, a protective ring (89) is arranged, which faces the circumferential surface of the shaft journal or the race (85) with a small distance without contact.
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