WO2018033356A1 - Lagervorrichtung, verdichter und verfahren zur herstellung solch einer lagervorrichtung - Google Patents

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radial
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axial
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Nils Giesselmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Definitions

  • the invention relates to a bearing device according to claim 1, a compressor according to claim 7 and a method according to claim 8.
  • Compressor with a compressor rotor and an electric machine includes.
  • the electric machine drives the compressor rotor.
  • the electric machine is de-energized so that the compressor rotor expires.
  • an improved bearing device can be provided by the bearing device being a fluid dynamic radial bearing and a fluid dynamic thrust bearing, wherein the radial bearing comprises a first radial bearing element and a second radial bearing element.
  • the thrust bearing comprises at least a first thrust bearing element and a second
  • Axiallagerelement wherein the adjusting means is connected to the second thrust bearing element.
  • the first radial bearing element and the first axial bearing element are torque-coupled with each other and rotatable about a
  • Axiallagerelement are torque-connected with each other and arranged rotatably. Between the first thrust bearing element and the
  • Adjusting means is provided in the axial direction extending axial gap, wherein between the first radial bearing element and the second
  • Radial bearing element is arranged a radial gap with a predefined width in the radial direction, wherein the first radial bearing element and the second radial bearing element are formed at least partially conically corresponding to each other, wherein by means of the adjusting means a gap width of
  • Axial gap is adjustable to a predefined value.
  • This embodiment has the advantage that a tolerance window for the production of the radial bearing, in particular for the production of the first and / or second
  • Radial bearing element can be expanded and thus the radial bearing can be made particularly inexpensive and easy. Furthermore, an eccentric arrangement of the first radial bearing element to the rotation axis is kept low.
  • the second thrust bearing element is arranged on a side facing the first radial bearing.
  • first axial bearing element and / or the second axial bearing element is arranged running perpendicular to the axis of rotation.
  • first radial bearing element has a first radial bearing surface and / or the second radial bearing element has a second radial bearing surface
  • Radial bearing surface wherein the first radial bearing surface and / or the second radial bearing surface to the axis of rotation forms an angle with a value, wherein the value in a range of 0.1 ° to 0.3 °, in particular in a Range of 0.1 ° to 0.15 °.
  • the thrust bearing has a third
  • the third thrust bearing element is arranged rotationally fixed, wherein preferably the third thrust bearing element is arranged on a side facing away from the radial bearing side of the first thrust bearing element, wherein between the third thrust bearing element and the first thrust bearing element a further adjusting means is arranged, wherein between the adjusting means and the first Axiallagerelement a second axial gap is arranged, wherein the further adjusting means is formed, that a further gap width of the other
  • Axial gap is adjustable to a predefined further value.
  • Gap width are substantially identical or wherein the value of the gap width is greater than the value of the further gap width or wherein the value of the gap width is smaller than the value of the further gap width.
  • the compressor system for a heat pump cycle comprises a shaft and a bearing device, wherein the bearing device is formed as described above, wherein the
  • Bearing device rotatably supports the shaft about the axis of rotation.
  • the bearing device described above is of particular advantage when the first radial bearing element is measured in at least the radial direction, wherein an axial distance of the first thrust bearing element is measured to the first radial bearing element, wherein the second
  • Radial bearing element is measured in at least the radial direction, wherein, depending on a predefined value of the width of the radial gap, the first radial bearing element is positioned to the second radial bearing element, wherein the adjusting means is adjusted such that the gap width of the axial gap has the predefined value.
  • Figure 1 is a schematic representation of a heat pump cycle
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through an exemplary structural design of a compressor system of the heat pump cycle
  • FIG. 3 shows a section of the longitudinal section shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method for producing the bearing device shown in FIG. 4;
  • FIG. 5 shows a section of the bearing device shown in FIG. 3 after a sixth method step.
  • the heat pump cycle 10 comprises a compressor system 15, a first heat exchanger 25, a second heat exchanger 30 and a throttle 35.
  • the compressor system 15 includes an electric machine 40 and a
  • Compressor 45 on.
  • the electric machine 40 serves to drive the compressor 45.
  • the compressor 45 is designed as a turbomachine.
  • the compressor 45 has an input side 50 and an output side 55.
  • the output side 55 of the compressor 45 is connected to an input side of the first heat exchanger 25 by means of a first fluidic connection 60.
  • the first heat exchanger 25 is connected to the throttle 35 by means of a second fluidic connection 65.
  • the throttle 35 is connected to an input side of the second heat exchanger 30 by means of a third fluidic connection 70.
  • An output side of the second heat exchanger 30 is connected to the input side 50 of the compressor 45 by means of a fourth fluidic connection 75. Furthermore, the
  • a heat transfer medium 80th Das Heat transfer medium 80 may include propane, butane and / or CO2, for example.
  • the compressor 45 conveys the heat transfer medium 80 from the input side 50 to the output side 55 and thereby compresses the heat transfer medium 80.
  • the heat transfer medium 80 is conveyed via the first fluidic connection 60 to the first heat exchanger 25.
  • the first heat exchanger 25 serves as an evaporator and thereby absorbs heat W1, for example, from an environment 85 on.
  • the heat transfer medium 80 is guided via the second fluidic connection 65 to the throttle 35. At the throttle 35 is a pressure of the
  • Heat transfer medium 80 reduced.
  • the heat transfer medium 80 flows with reduced pressure via the third fluidic connection 70 to the second
  • the second heat exchanger 30 serves as a capacitor.
  • the heat transfer medium 80 heat W2.
  • the emitted heat W2 can serve, for example, for heating a building.
  • a further heat transfer medium for example in a buffer memory of a heating system, can be heated by means of the second heat exchanger 30.
  • the heat transfer medium 80 is guided back to the input side 50 of the compressor 45 via the fourth fluidic connection 75.
  • Figure 2 shows a longitudinal section through an exemplary constructive
  • the compressor 45 is exemplified in the embodiment as a radial compressor.
  • another structural design of the compressor 45 is conceivable.
  • the compressor 45 is designed as an axial compressor.
  • the compressor system 15 has a bearing device 90.
  • Bearing device 90 includes, for example, a fluid dynamic first
  • Radial bearing 95 a fluid dynamic thrust bearing 100 and, for example, a second fluid dynamic radial bearing 105th
  • the compressor system 15 further includes a housing 120 and a shaft 125.
  • the compressor 45 has a compressor rotor 130.
  • the storage device 90 The input side 50 of the compressor 45 is disposed radially inwardly with respect to the rotation axis 135, whereas the output side 55 of the compressor 45 is disposed radially outwardly with respect to the rotation axis 135.
  • the electric machine 40 has a machine rotor 140 and a
  • Machine stator 145 on.
  • the machine stator 145 is rotationally fixed and connected to the housing 120.
  • the engine rotor 140 is
  • Engine rotor 140 and the compressor rotor 130 for example, a clutch and / or a translation device or other devices are provided to couple the compressor rotor 130 with the machine rotor 140.
  • the first radial bearing 95 and the second radial bearing 105 store in the
  • Embodiment exemplarily, the shaft 125 rotatable about the rotation axis 135.
  • the thrust bearing 100 defines an axial position of the shaft 125.
  • Compressor rotor 130 and the machine rotor 140 defined by the thrust bearing 100 may be at a different position, for example at the compressor rotor 130 and / or at the machine rotor 140.
  • the thrust bearing 100 and the second radial bearing 105 each as a fluid dynamic bearing ensures that the bearing of the shaft 125 is particularly low friction, especially at high speed is executed.
  • FIG. 3 shows a detail of the half longitudinal section through the compressor system 15 shown in FIG.
  • the first radial bearing 95 has a first radial bearing element 150 and a second radial bearing element 155.
  • the first radial bearing element 150 is radial arranged on the outside of the shaft 125.
  • the second radial bearing element 155 is connected torque-fit with the housing 120, so that the second radial bearing element 155 is rotationally fixed.
  • the first radial bearing element 150 has radially on the outside on an outer peripheral surface a first radial bearing surface 160 and the second radial bearing element 155 on an inner peripheral surface of a second radial bearing surface 165.
  • the first radial bearing surface 160 is preferably arranged parallel to the second radial bearing surface 165.
  • the first radial bearing surface 160 is spaced apart from the second radial bearing surface 165 during rotation of the shaft 125 above a limiting rotational speed, such that a radial gap exists between the first radial bearing surface 160 and the second radial bearing surface 165 166 is provided.
  • the radial gap 166 has a width bi in the radial direction.
  • the first radial bearing surface 160 and the second radial bearing surface 165 are formed by way of example conical.
  • the first radial bearing surface 160 includes a first angle ⁇ to the rotation axis 135.
  • the second radial bearing surface 165 includes a second angle ot2 to the rotation axis 135.
  • the first angle ⁇ and / or the second angle 0,2 has a value, wherein the value in a range of 0.1 ° to 0.3 °, in particular in a range of 0.1 ° to 0.15 °, lies.
  • Radial bearing surface 165 arranged parallel to each other.
  • the second radial bearing 105 may be identical to the first radial bearing 95
  • the second radial bearing 105 may be formed differently than the first radial bearing 95.
  • the thrust bearing 100 has a first thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second thrust bearing element 170, a second
  • the first thrust bearing element 170 is torque-connected to the shaft 125.
  • the first thrust bearing member 170 is disposed in a plane of rotation perpendicular to the rotation axis 135.
  • the first axial bearing element 170 has on a second thrust bearing element 175 and an end face facing the first radial bearing 95 a first thrust bearing surface 185 and a second end face remote from the first radial bearing 95 Thrust bearing surface 190 on.
  • a support structure 195 may be provided at the first thrust bearing surface 185 and / or at the second thrust bearing surface 190.
  • the support structure 195 may have a herringbone pattern.
  • the second thrust bearing element 175 and the third thrust bearing element 180 are connected torque-tight to the housing 120. In particular, it is conceivable that radially outside a coupling element 200, the second
  • Axiallager 175 and the third thrust bearing 180 connects to each other.
  • the coupling element 200 is arranged radially on the outside to a radially outer end of the first axial bearing element 170.
  • Coupling element 200 is connected radially on the outside to the housing 120.
  • the bearing device 90 comprises a first adjusting means 215 and by way of example a second adjusting means 220.
  • the second adjusting means 220 can also be dispensed with.
  • the first adjusting means 215 has at least one first spacer 225, wherein in the case of a plurality of first spacers 225 these are arranged in a first package.
  • the first spacers 225 arranged in the first package may each have an identical or different axial thickness.
  • Adjustment means 215 has a first thickness dji in the axial direction and is connected to the second thrust bearing element 175. On one the second
  • the first adjusting means 215 a third thrust bearing surface 235 on.
  • a first axial gap 205 is arranged between the first axial bearing surface 185 and the third axial bearing surface 235.
  • the first axial gap 205 has a first axial gap width bsi with a predefined first value.
  • the second adjustment means 220 is arranged axially between the third thrust bearing element 180 and the first thrust bearing element 170 and with the third
  • the second adjusting means 220 has a second thickness dj2 in the axial direction.
  • the second adjusting means 220 has at least one second spacer 230, wherein in the case of a plurality of second spacers 230 these are arranged in a second package.
  • the second spacers 230 arranged in the second package can each have one have identical or different axial thickness.
  • the first and second adjusting means 215, 220 are by means of the coupling element 200
  • the second adjusting means 220 has a fourth axial bearing surface 240 on an end face facing the second axial bearing surface 190.
  • Axiallager configuration 240 limited together with the second thrust bearing 190 a second axial gap 210.
  • the second axial gap 210 has a second axial gap width bs2 with a predefined second value.
  • the first value of the first gap width bsi is identical to the second value of the second gap width bs2.
  • the shaft 125 rotates at a high speed, preferably at a speed greater than 60,000 revolutions per minute.
  • a pressure cushion is formed in the radial gap 166, which carries the first radial bearing element 150.
  • a further pressure cushion is formed which prevents the first axial bearing element 170 from abutting against the third and / or fourth axial bearing surface 235, 240.
  • the predefined width bi of the radial gap 166 that the rotation axis 135 is not arranged too far eccentric to a bearing axis of the second radial bearing element 155. Furthermore, a high load capacity of the radial bearing 95, 105 is ensured by the predefined width bi. Furthermore, it is ensured by the small conical configuration and the low value of the angle ⁇ that substantially no axial force is generated by the radial bearing 95, 105, which is to be supported by the thrust bearing 100.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method for producing the bearing device 90 shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 shows a section of the bearing device 90 shown in FIG. 3 after a sixth
  • Step 425 In a first method step 400, the first radial bearing surface 160 is ground.
  • the first radial bearing element 150 may be integrally formed with the shaft 125 of the same material.
  • the first radial bearing member 150 may be annular and be placed on the shaft 125 radially outside.
  • a second method step 405 the second radial bearing surface 165 of the second radial bearing element 155 is ground.
  • a third method step 410 the radial configuration of the first
  • Radial bearing surface 160 measured. In particular, both the first angle ⁇ of the first radial bearing surface 160 to the rotation axis 135 and a first (minimum) outer diameter dAi and a second (maximum)
  • a first (minimum) distance ai of the first radial bearing surface 160 to the first thrust bearing surface 185 is measured.
  • the geometric configuration of the second radial bearing surface 165 is measured. In this case, both the second angle ot2 of the second radial bearing surface 165 to the rotation axis 135 and a first (minimum) inner diameter du and a second (maximum)
  • a fifth method step 420 based on the measured geometrical configuration of the first radial bearing surface 160, in particular the first angle ai and the first and second outer diameters dAi, dA2 and the geometric configuration of the second radial bearing surface 165, in particular the second angle 0.2 of the second radial bearing surface 165 to the rotation axis 135 and the first and second inner diameter du, de, and the first distance ai and the second distance a2 in conjunction with a predefined value for the width calculates an axial position of the first radial bearing element 150 relative to the second radial bearing element 155.
  • the axial position may be, for example, a relative position of a third minimum distance a3 of the first radial bearing surface 160 to the third
  • Thrust bearing surface 235 be.
  • the first radial bearing element 150 is arranged at the position described in the fifth method step 420 and fixed at this position.
  • a seventh method step 430 the first gap width bsi and the second gap width bs2 are measured.
  • the first gap width bsi is set to the predefined first value by changing the first thickness dji of the first adjusting means 215.
  • a number of the first spacers 225 in the first package can be changed. For example, a number of first spacers 225 in the first package is reduced.
  • the second gap width bs2 is set to the predefined second value by changing the second thickness dj2 of the second adjustment means 220.
  • a number of the second spacers 230 in the second package can be changed. For example, a number of second spacers 230 in the second package is increased by an equal number with a same axial configuration of the first spacer 225 and the second spacer 230.
  • a fourth distance a 4 between the third axial bearing surface 235 and the fourth axial bearing surface 240 is constant during assembly and, secondly, ideally the first axial gap 205 and the second axial gap 210 have identical values for the gap width b s i, b S 2 have.
  • the compressor system 15 described in FIGS. 1 to 5 has the advantage that a tolerance window of the radial bearing 95, 105 can be widened in the radial direction, and thus the radial bearing 95, 105 can be produced particularly inexpensively and simply.
  • the manufacturing tolerance for producing the radial bearing surfaces 160, 165 and / or the first and / or second axial bearing surface 185, 190 can be increased by up to 300%, for example from 1 ⁇ to 4 ⁇ .
  • the first radial bearing element 150 abuts against the second radial bearing element 155. In this way, it is ensured that the radial gap 166 has the predefined width bi.
  • first thrust bearing portion 170 may be displaced so far in the axial direction that between the first thrust bearing surface 185 and the second
  • Axiallagerelement 175 is to dispense with the first adjustment means 215, or that is to be dispensed between the second thrust bearing surface 190 and the third thrust bearing member 180 to the second adjusting means 220.
  • the respective other adjusting means 215, 220 then each have their maximum thickness dji, dj2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung (90), einen Verdichter (15) und ein Verfahren, wobei ein erstes Radiallagerelement (150) in zumindest radialer Richtung vermessen wird, wobei ein axialer Abstand des ersten Axiallagerelements (175, 180) zu dem ersten Radiallagerelement gemessen wird, wobei das zweite Radiallagerelement in zumindest radialer Richtung vermessen wird, wobei in Abhängigkeit der vordefinierten ersten Breite (B1) des Radialspalts (166) das erste Radiallagerelement zu dem zweiten Radiallagerelement positioniert wird, wobei das Justiermittel (215, 220) derart angeordnet wird, dass der Axialspalt (205, 210) die vordefinierte zweite Breite (BS2) aufweist.

Description

Beschreibung Titel
Lagervorrichtung, Verdichter und Verfahren zur Herstellung solch einer
Lagervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 , einen Verdichter gemäß Patentanspruch 7 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 8.
Stand der Technik
Es ist ein Verdichtersystem bekannt, wobei das Verdichtersystem einen
Verdichter mit einem Verdichterrotor und eine elektrische Maschine umfasst. Die elektrische Maschine treibt den Verdichterrotor an. Um das Verdichtersystem abzuschalten, wird die elektrische Maschine stromlos geschaltet, sodass der Verdichterrotor ausläuft.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lagervorrichtung, einen verbesserten Verdichter und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung solch einer Lagervorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Lagervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 , eines Verdichters gemäß Patentanspruch 7 und eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Lagervorrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Lagervorrichtung ein fluiddynamisches Radiallager und ein fluiddynamisches Axiallager umfasst, wobei das Radiallager ein erstes Radiallagerelement und ein zweites Radiallagerelement umfasst. Das Axiallager umfasst wenigstens ein erstes Axiallagerelement und ein zweites
Axiallagerelement, wobei das Justiermittel mit dem zweiten Axiallagerelement verbunden ist. Das erste Radiallagerelement und das erste Axiallagerelement sind drehmomentschlüssig miteinander gekoppelt und drehbar um eine
Drehachse angeordnet. Das zweite Radiallagerelement und das zweite
Axiallagerelement sind drehmomentschlüssig miteinander verbunden und drehfest angeordnet. Zwischen dem ersten Axiallagerelement und dem
Justiermittel ist ein sich in axialer Richtung erstreckender Axialspalt vorgesehen, wobei zwischen dem ersten Radiallagerelement und dem zweiten
Radiallagerelement ein Radialspalt mit einer in radialer Richtung vordefinierten Breite angeordnet ist, wobei das erste Radiallagerelement und das zweite Radiallagerelement zumindest abschnittsweise konisch korrespondierend zueinander ausgebildet sind, wobei mittels des Justiermittels eine Spaltbreite des
Axialspalts auf einen vordefinierten Wert einstellbar ist.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein Toleranzfenster zur Fertigung des Radiallagers, insbesondere zur Fertigung des ersten und/oder zweiten
Radiallagerelements, aufgeweitet werden kann und somit das Radiallager besonders kostengünstig und einfach ausgebildet werden kann. Ferner wird eine exzentrische Anordnung des ersten Radiallagerelements zu der Drehachse gering gehalten. In einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Axiallagerelement auf einer dem ersten Radiallager zugewandten Seite angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Axiallagerelement und/oder das zweite Axiallagerelement senkrecht zur Drehachse verlaufend angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Radiallagerelement eine erste Radiallagerfläche und/oder das zweite Radiallagerelement eine zweite
Radiallagerfläche auf, wobei die erste Radiallagerfläche und/oder die zweite Radiallagerfläche zu der Drehachse einen Winkel mit einem Wert einschließt, wobei der Wert in einem Bereich von 0,1 ° bis 0,3°, insbesondere in einem Bereich von 0,1 °bis 0,15°, liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass durch die konische Ausgestaltung der Radiallagerfläche die Erzeugung einer Axialkraft durch das Radiallager im Wesentlichen vermieden wird. Dadurch kann auf eine stärkere Auslegung des Axiallagers verzichtet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Axiallager ein drittes
Axiallagerelement auf, wobei das dritte Axiallagerelement drehfest angeordnet ist, wobei vorzugsweise das dritte Axiallagerelement auf einer zum Radiallager abgewandten Seite des ersten Axiallagerelements angeordnet ist, wobei zwischen dem dritten Axiallagerelement und dem ersten Axiallagerelement ein weiteres Justiermittel angeordnet ist, wobei zwischen dem Justiermittel und dem ersten Axiallagerelement ein zweiter Axialspalt angeordnet ist, wobei das weitere Justiermittel ausgebildet ist, dass eine weitere Spaltbreite des weiteren
Axialspalts auf einen vordefinierten weiteren Wert einstellbar ist.
Von besonderem Vorteil ist, wenn die Lagervorrichtung wie oben beschrieben ausgebildet ist und der Wert der Spaltbreite und der Wert der weiteren
Spaltbreite im Wesentlichen identisch sind oder wobei der Wert der Spaltbreite größer als der Wert der weiteren Spaltbreite ist oder wobei der Wert der Spaltbreite kleiner als der Wert der weiteren Spaltbreite ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Verdichtersystem für einen Wärmepumpenkreislauf eine Welle und eine Lagervorrichtung auf, wobei die Lagervorrichtung wie oben beschrieben ausgebildet ist, wobei die
Lagervorrichtung die Welle drehbar um die Drehachse lagert.
Zur Herstellung der oben beschriebenen Lagervorrichtung ist von besonderem Vorteil, wenn das erste Radiallagerelement in zumindest radialer Richtung vermessen wird, wobei ein axialer Abstand des ersten Axiallagerelements zu dem ersten Radiallagerelement gemessen wird, wobei das zweite
Radiallagerelement in zumindest radialer Richtung vermessen wird, wobei in Abhängigkeit eines vordefinierten Werts der Breite des Radialspalts das erste Radiallagerelement zu dem zweiten Radiallagerelement positioniert wird, wobei das Justiermittel derart eingestellt wird, dass die Spaltbreite des Axialspalts den vordefinierten Wert aufweist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Wärmepumpenkreislaufs;
Figur 2 einen Längsschnitt durch eine beispielhafte konstruktive Ausgestaltung eines Verdichtersystem des Wärmepumpenkreislaufs;
Figur 3 einen Ausschnitt des in Figur 2 gezeigten Längsschnitts;
Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in Figur 4 gezeigten Lagervorrichtung;
Figur 5 einen Ausschnitt der in Figur 3 gezeigten Lagervorrichtung nach einem sechsten Verfahrensschritt.
Der Wärmepumpenkreislauf 10 umfasst ein Verdichtersystem 15, einen ersten Wärmetauscher 25, einen zweiten Wärmetauscher 30 und eine Drossel 35.
Das Verdichtersystem 15 weist eine elektrische Maschine 40 und einen
Verdichter 45 auf. Die elektrische Maschine 40 dient dazu, den Verdichter 45 anzutreiben. Der Verdichter 45 ist als Turbomaschine ausgebildet.
Der Verdichter 45 weist eine Eingangsseite 50 und eine Ausgangsseite 55 auf. Die Ausgangsseite 55 des Verdichters 45 ist mittels einer ersten fluidischen Verbindung 60 mit einer Eingangsseite des ersten Wärmetauschers 25 verbunden. Ausgangsseitig ist der erste Wärmetauscher 25 mittels einer zweiten fluidischen Verbindung 65 mit der Drossel 35 verbunden. Die Drossel 35 ist mittels einer dritten fluidischen Verbindung 70 mit einer Eingangsseite des zweiten Wärmetauschers 30 verbunden. Eine Ausgangsseite des zweiten Wärmetauschers 30 ist mit der Eingangsseite 50 des Verdichters 45 mittels einer vierten fluidischen Verbindung 75 verbunden. Ferner umfasst der
Wärmepumpenkreislauf 10 ein Wärmeträgermedium 80. Das Wärmeträgermedium 80 kann beispielsweise Propan, Butan und/oder CO2 aufweisen.
Der Verdichter 45 fördert das Wärmeträgermedium 80 von der Eingangsseite 50 hin zu der Ausgangsseite 55 und verdichtet dabei das Wärmeträgermedium 80. Das Wärmeträgermedium 80 wird über die erste fluidische Verbindung 60 zum ersten Wärmetauscher 25 gefördert. Der erste Wärmetauscher 25 dient dabei als Verdampfer und nimmt dabei Wärme W1, beispielsweise aus einer Umgebung 85, auf. Das Wärmeträgermedium 80 wird über die zweite fluidische Verbindung 65 zur Drossel 35 geführt. An der Drossel 35 wird ein Druck des
Wärmeträgermediums 80 reduziert. Das Wärmeträgermedium 80 strömt mit reduziertem Druck über die dritte fluidische Verbindung 70 zum zweiten
Wärmetauscher 30. Der zweite Wärmetauscher 30 dient als Kondensator. Dabei gibt das Wärmeträgermedium 80 Wärme W2 ab. Die abgegebene Wärme W2 kann beispielsweise zum Beheizen eines Gebäudes dienen. Auch kann damit beispielsweise ein weiteres Wärmeträgermedium, beispielsweise in einem Pufferspeicher eines Heizsystems, mittels des zweiten Wärmetauschers 30 erwärmt werden. Das Wärmeträgermedium 80 wird über die vierte fluidische Verbindung 75 wieder zurück zur Eingangsseite 50 des Verdichters 45 geführt.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine beispielhafte konstruktive
Ausgestaltung des in Figur 1 gezeigten Verdichtersystems 15.
Der Verdichter 45 ist in der Ausführungsform beispielhaft als Radialverdichter ausgebildet. Selbstverständlich ist auch eine andere konstruktive Ausgestaltung des Verdichters 45 denkbar. So ist beispielsweise auch denkbar, dass der Verdichter 45 als Axialverdichter ausgebildet ist.
Das Verdichtersystem 15 weist eine Lagervorrichtung 90 auf. Die
Lagervorrichtung 90 umfasst beispielsweise ein fluiddynamisches erstes
Radiallager 95, ein fluiddynamisches Axiallager 100 und beispielhaft ein zweites fluiddynamisches Radiallager 105.
Das Verdichtersystem 15 weist ferner ein Gehäuse 120 und eine Welle 125 auf. Der Verdichter 45 weist einen Verdichterrotor 130 auf. Die Lagervorrichtung 90 lagert die Welle 125 drehbar um eine Drehachse 135. Die Eingangsseite 50 des Verdichters 45 ist bezogen auf die Drehachse 135 radial innenseitig angeordnet, während hingegen die Ausgangsseite 55 des Verdichters 45 radial außenseitig bezogen auf die Drehachse 135 angeordnet ist.
Die elektrische Maschine 40 weist einen Maschinenrotor 140 und einen
Maschinenstator 145 auf. Der Maschinenstator 145 ist drehfest angeordnet und mit dem Gehäuse 120 verbunden. Der Maschinenrotor 140 ist
drehmomentschlüssig mittels der Welle 125 beispielhaft mit dem Verdichterrotor 130 gekoppelt. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass zwischen dem
Maschinenrotor 140 und dem Verdichterrotor 130 beispielsweise eine Kupplung und/oder eine Übersetzungseinrichtung oder andere Vorrichtungen vorgesehen sind, um den Verdichterrotor 130 mit dem Maschinenrotor 140 zu koppeln. Das erste Radiallager 95 und das zweite Radiallager 105 lagern in der
Ausführungsform beispielhaft die Welle 125 drehbar um die Drehachse 135. Das Axiallager 100 legt eine axiale Position der Welle 125 fest. Durch die Kopplung des Verdichterrotors 130 und des Maschinenrotors 140 mit der Welle 125 wird auf diese Weise auch der Maschinenrotor 140 und der Verdichterrotor 130 drehbar um die Drehachse 135 gelagert und die axiale Position sowohl des
Verdichterrotors 130 als auch des Maschinenrotors 140 durch das Axiallager 100 festgelegt. Auch kann die Anordnung der Lagervorrichtung 90 an einer anderen Position, zum Beispiel am Verdichterrotor 130 und/oder am Maschinenrotor 140, sein.
Durch die Ausgestaltung des ersten Radiallagers 95, des Axiallagers 100 und des zweiten Radiallagers 105 jeweils als fluiddynamisches Lager wird sichergestellt, dass die Lagerung der Welle 125 besonders reibungsarm, insbesondere bei hoher Drehzahl, ausgeführt ist.
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt des in Figur 2 gezeigten Halblängsschnitts durch das Verdichtersystem 15.
Das erste Radiallager 95 weist ein erstes Radiallagerelement 150 und ein zweites Radiallagerelement 155 auf. Das erste Radiallagerelement 150 ist radial außenseitig an der Welle 125 angeordnet. Das zweite Radiallagerelement 155 ist drehmomentschlüssig mit dem Gehäuse 120 verbunden, sodass das zweite Radiallagerelement 155 drehfest ist. Das erste Radiallagerelement 150 weist radial außenseitig an einer äußeren Umfangsfläche eine erste Radiallagerfläche 160 und das zweite Radiallagerelement 155 an einer inneren Umfangsfläche eine zweite Radiallagerfläche 165 auf. Die erste Radiallagerfläche 160 ist vorzugsweise parallel zur zweiten Radiallagerfläche 165 angeordnet. Zwischen der ersten Radiallagerfläche 160 und der zweiten Radiallagerfläche 165 ist im Betrieb des Verdichtersystems 15 bei einer Rotation der Welle 125 oberhalb einer Grenzdrehzahl die erste Radiallagerfläche 160 beabstandet zur der zweiten Radiallagerfläche 165 angeordnet, sodass zwischen der ersten Radiallagerfläche 160 und der zweiten Radiallagerfläche 165 ein Radialspalt 166 vorgesehen ist.
Der Radialspalt 166 weist in radialer Richtung eine Breite bi auf. Die erste Radiallagerfläche 160 und die zweite Radiallagerfläche 165 sind beispielhaft konisch ausgebildet. Dabei schließt die erste Radiallagerfläche 160 zu der Drehachse 135 einen ersten Winkel αι ein. Die zweite Radiallagerfläche 165 schließt zu der Drehachse 135 einen zweiten Winkel ot2 ein. Der erste Winkel αι und/oder der zweite Winkel 0,2 weist einen Wert auf, wobei der Wert in einem Bereich von 0,1 ° bis 0,3°, insbesondere in einem Bereich von 0,1 ° bis 0,15°, liegt. Vorzugsweise sind die erste Radiallagerfläche 160 und die zweite
Radiallagerfläche 165 parallel zueinander angeordnet.
Das zweite Radiallager 105 kann identisch zum ersten Radiallager 95
ausgebildet sein. Auch kann das zweite Radiallager 105 andersartig als das erste Radiallager 95 ausgebildet sein.
Das Axiallager 100 weist ein erstes Axiallagerelement 170, ein zweites
Axiallagerelement 175 und ein drittes Axiallagerelement 180 auf. Das erste Axiallagerelement 170 ist drehmomentschlüssig mit der Welle 125 verbunden. In der Ausführungsform ist das erste Axiallagerelement 170 in einer Drehebene senkrecht zur Drehachse 135 angeordnet. Das erste Axiallagerelement 170 weist auf einer dem zweiten Axiallagerelement 175 und einer dem ersten Radiallager 95 zugewandten Stirnseite eine erste Axiallagerfläche 185 und auf einer zum ersten Radiallager 95 abgewandten weiteren Stirnseite eine zweite Axiallagerfläche 190 auf. An der ersten Axiallagerfläche 185 und/oder an der zweiten Axiallagerfläche 190 kann eine Tragestruktur 195 vorgesehen sein. Die Tragestruktur 195 kann beispielsweise ein fischgrätenartiges Muster aufweisen. Das zweite Axiallagerelement 175 und das dritte Axiallagerelement 180 sind mit dem Gehäuse 120 drehmomentschlüssig verbunden. Insbesondere ist hierbei denkbar, dass radial außenseitig ein Koppelelement 200 das zweite
Axiallagerelement 175 und das dritte Axiallagerelement 180 miteinander verbindet. Das Koppelelement 200 ist radial außenseitig zu einem radial außen liegenden Ende des ersten Axiallagerelements 170 angeordnet. Das
Koppelelement 200 ist radial außenseitig mit dem Gehäuse 120 verbunden.
Ferner umfasst die Lagervorrichtung 90 ein erstes Justiermittel 215 und beispielhaft ein zweites Justiermittel 220. Auf das zweite Justiermittel 220 kann auch verzichtet werden. Das erste Justiermittel 215 und das zweite Justiermittel
220 sind beispielhaft scheibenförmig ausgebildet. Beispielhaft weist das erste Justiermittel 215 wenigstens eine erste Distanzscheibe 225 auf, wobei bei mehreren ersten Distanzscheiben 225 diese in einem ersten Paket angeordnet sind. Die im ersten Paket angeordneten ersten Distanzscheiben 225 können jeweils eine identische oder unterschiedliche axiale Dicke aufweisen. Das erste
Justiermittel 215 weist in axialer Richtung eine erste Dicke dji auf und ist mit dem zweiten Axiallagerelement 175 verbunden. Auf einer dem zweiten
Axiallagerelement 175 zugewandten Stirnseite weist das erste Justiermittel 215 eine dritte Axiallagerfläche 235 auf. In axialer Richtung ist zwischen der ersten Axiallagerfläche 185 und der dritten Axiallagerfläche 235 ein erster Axialspalt 205 angeordnet. Der erste Axialspalt 205 weist eine erste axiale Spaltbreite bsi mit einem vordefinierten ersten Wert auf.
Das zweite Justiermittel 220 ist axial zwischen dem dritten Axiallagerelement 180 und dem ersten Axiallagerelement 170 angeordnet und mit dem dritten
Axiallagerelement 180 verbunden. Das zweite Justiermittel 220 weist in axialer Richtung eine zweite Dicke dj2 auf. Beispielhaft weist das zweite Justiermittel 220 wenigstens eine zweite Distanzscheibe 230 auf, wobei bei mehreren zweiten Distanzscheiben 230 diese in einem zweiten Paket angeordnet sind. Die im zweiten Paket angeordneten zweiten Distanzscheiben 230 können jeweils eine identische oder unterschiedliche axiale Dicke aufweisen. Das erste und zweite Justiermittel 215, 220 sind mittels des Koppelelements 200
drehmomentschlüssig mit dem dritten Axiallagerelement 180 verbunden und somit drehfest.
Das zweite Justiermittel 220 weist auf einer zur zweiten Axiallagerfläche 190 zugewandten Stirnseite eine vierte Axiallagerfläche 240 auf. Die vierte
Axiallagerfläche 240 begrenzt zusammen mit der zweiten Axiallagerfläche 190 einen zweiten Axialspalt 210. Der zweite Axialspalt 210 weist eine zweite axiale Spaltbreite bs2 mit einem vordefinierten zweiten Wert auf. Vorzugsweise ist der erste Wert der ersten Spaltbreite bsi identisch zu dem zweiten Wert der zweiten Spaltbreite bs2.
Im Betrieb des Verdichtersystems 15 rotiert die Welle 125 mit einer hohen Drehzahl, vorzugsweise mit einer Drehzahl größer 60.000 Umdrehungen pro Minute. Dabei bildet sich im Radialspalt 166 ein Druckpolster aus, das das erste Radiallagerelement 150 trägt. Ferner bildet sich im ersten und zweiten Axialspalt 205, 210 jeweils ein weiteres Druckpolster aus, das verhindert, dass das erste Axiallagerelement 170 an der dritten und/oder vierten Axiallagerfläche 235, 240 anschlägt.
Ferner wird durch die vordefinierte Breite bi des Radialspalts 166 sichergestellt, dass die Drehachse 135 nicht zu weit exzentrisch zu einer Lagerachse des zweiten Radiallagerelements 155 angeordnet ist. Ferner wird durch die vordefinierte Breite bi eine hohe Tragfähigkeit des Radiallagers 95, 105 sichergestellt. Ferner wird durch die geringe konische Ausgestaltung und dem niedrigen Wert des Winkels α sichergestellt, dass durch das Radiallager 95, 105 im Wesentlichen keine Axialkraft erzeugt wird, die durch das Axiallager 100 abzustützen ist.
Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Lagervorrichtung 90. Figur 5 zeigt einen Ausschnitt der in Figur 3 gezeigten Lagervorrichtung 90 nach einem sechsten
Verfahrensschritt 425. ln einem ersten Verfahrensschritt 400 wird die erste Radiallagerfläche 160 geschliffen. Dabei kann das erste Radiallagerelement 150 einstückig und materialeinheitlich mit der Welle 125 ausgebildet sein. Auch kann das erste Radiallagerelement 150 ringförmig ausgebildet sein und auf der Welle 125 radial außenseitig aufgesetzt sein.
In einem zweiten Verfahrensschritt 405 wird die zweite Radiallagerfläche 165 des zweiten Radiallagerelements 155 geschliffen. In einem dritten Verfahrensschritt 410 wird die radiale Ausgestaltung der ersten
Radiallagerfläche 160 gemessen. Dabei wird insbesondere sowohl der erste Winkel αι der ersten Radiallagerfläche 160 zu der Drehachse 135 als auch ein erster (minimaler) Außendurchmesser dAi und ein zweiter (maximaler)
Außendurchmesser dA2 an den jeweiligen axialen Enden der ersten
Radiallagerfläche 160 gemessen.
Ferner wird ein erster (minimaler) Abstand ai der ersten Radiallagerfläche 160 zu der ersten Axiallagerfläche 185 gemessen. In einem vierten Verfahrensschritt 415 wird die geometrische Ausgestaltung der zweiten Radiallagerfläche 165 gemessen. Dabei wird sowohl der zweite Winkel ot2 der zweiten Radiallagerfläche 165 zu der Drehachse 135 als auch ein erster (minimaler) Innendurchmesser du als auch ein zweiter (maximaler)
Innendurchmesser de der zweiten Radiallagerfläche 165 an den jeweiligen axialen Enden der zweiten Radiallagerfläche 165 gemessen. Ferner wird ein zweiter (minimaler) Abstand a2 der dritten Axiallagerfläche 235 zu der zweiten Radiallagerfläche 165 gemessen.
In einem fünften Verfahrensschritt 420 wird auf Grundlage der gemessenen geometrischen Ausgestaltung der ersten Radiallagerfläche 160, insbesondere des ersten Winkels ai und des ersten und zweiten Außendurchmessers dAi , dA2 sowie der geometrischen Ausgestaltung der zweiten Radiallagerfläche 165, insbesondere des zweiten Winkels 0,2 der zweiten Radiallagerfläche 165 zu der Drehachse 135 sowie des ersten und zweiten Innendurchmessers du , de, sowie des ersten Abstands ai und des zweiten Abstands a2 in Verbindung mit einem vordefinierten Wert für die Breite eine axiale Position des ersten Radiallagerelements 150 relativ zum zweiten Radiallagerelement 155 errechnet. Die axiale Position kann beispielsweise eine Relativposition eines dritten minimalen Abstands a3 der ersten Radiallagerfläche 160 zu der dritten
Axiallagerfläche 235 sein.
In einem sechsten Verfahrensschritt 425 wird das erste Radiallagerelement 150 an der im fünften Verfahrensschritt 420 beschriebenen Position angeordnet und an dieser Position fixiert.
In einem siebten Verfahrensschritt 430 wird die erste Spaltbreite bsi und die zweite Spaltbreite bs2 gemessen.
In einem achten Verfahrensschritt 435 wird die erste Spaltbreite bsi auf den vordefinierten ersten Wert durch eine Änderung der ersten Dicke dji des ersten Justiermittels 215 eingestellt. Dabei kann zur Anpassung der ersten Dicke dji eine Anzahl der ersten Distanzscheiben 225 im ersten Paket verändert werden. Beispielsweise wird eine Anzahl von ersten Distanzscheiben 225 im ersten Paket reduziert.
In einem neunten Verfahrensschritt 440 wird die zweite Spaltbreite bs2 auf den vordefinierten zweiten Wert durch eine Änderung der zweiten Dicke dj2 des zweiten Justiermittels 220 eingestellt. Dabei kann zur Anpassung der zweiten Dicke dj2 eine Anzahl der zweiten Distanzscheiben 230 im zweiten Paket verändert werden. Beispielsweise wird eine Anzahl von zweiten Distanzscheiben 230 im zweiten Paket bei einer gleichen axialen Ausgestaltung der ersten Distanzscheibe 225 und der zweiten Distanzscheibe 230 um eine gleiche Anzahl erhöht.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ferner ein vierter Abstand a4 zwischen der dritten Axiallagerfläche 235 und der vierten Axiallagerfläche 240 während der Montage konstant ist und zum anderen idealerweise der erste Axialspalt 205 und der zweite Axialspalt 210 identische Werte für die Spaltbreite bsi , bS2 aufweisen. Das in den Figuren 1 bis 5 beschriebene Verdichtersystem 15 hat den Vorteil, dass ein Toleranzfenster des Radiallagers 95, 105 in radialer Richtung aufgeweitet werden kann, und somit das Radiallager 95,105 besonders kostengünstig und einfach herstellbar ist. Insbesondere ist beispielsweise denkbar, dass die Fertigungstoleranz zur Herstellung der Radiallagerflächen 160, 165 und/oder der ersten und/oder zweiten Axiallagerfläche 185, 190 um bis zu 300 %, beispielsweise von 1 μηη auf 4 μηη, angehoben werden kann.
Ferner wird vermieden, dass zur Positionierung des ersten Radiallagerelements 150 relativ zum zweiten Radiallagerelement 155 das erste Radiallagerelement 150 an dem zweiten Radiallagerelement 155 anschlägt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Radialspalt 166 die vordefinierte Breite bi aufweist.
Es wird darauf hingewiesen, dass, insbesondere am Ende des Toleranzfensters, der erste Axiallagerabschnitt 170 soweit in axialer Richtung verschoben sein kann, dass zwischen der ersten Axiallagerfläche 185 und dem zweiten
Axiallagerelement 175 auf das erste Justiermittel 215 zu verzichten ist, oder dass zwischen der zweiten Axiallagerfläche 190 und dem dritten Axiallagerelement 180 auf das zweite Justiermittel 220 zu verzichten ist. In diesem Fall weist das jeweils andere Justiermittel 215, 220 jeweils dann seine maximale Dicke dji , dj2 auf.

Claims

Lagervorrichtung (90),
- aufweisend ein fluiddynamisches Radiallager (95, 105), ein
fluiddynamisches Axiallager (100) und ein Justiermittel (215, 220),
- wobei das Radiallager (95, 105) ein erstes Radiallagerelement (150) und ein zweites Radiallagerelement (155) umfasst,
- wobei das Axiallager (100) wenigstens ein erstes Axiallagerelement (170) und ein zweites Axiallagerelement (175, 180) umfasst,
- wobei das Justiermittel (215, 220) mit dem zweiten
Axiallagerelement (175, 180) verbunden ist,
- wobei das erste Radiallagerelement (150) und das erste
Axiallagerelement (170) drehmomentschlüssig miteinander gekoppelt und drehbar um eine Drehachse (135) angeordnet sind,
- wobei das zweite Radiallagerelement (155) und das zweite
Axiallagerelement (175, 180) drehmomentschlüssig miteinander verbunden sind und drehfest angeordnet sind,
- wobei zwischen dem ersten Axiallagerelement (170) und dem
Justiermittel (215, 220) ein sich in axialer Richtung erstreckender Axialspalt (205, 210) vorgesehen ist,
- wobei zwischen dem ersten Radiallagerelement (150) und dem
zweiten Radiallagerelement (155) ein Radialspalt (166) mit einer in radialer Richtung vordefinierten Breite (bi) angeordnet ist,
- wobei das erste Radiallagerelement (150) und das zweite
Radiallagerelement (155) zumindest abschnittsweise konisch korrespondierend zueinander ausgebildet sind,
- wobei mittels des Justiermittels (215, 220) eine Spaltbreite (bsi) des Axialspalts (205, 210) auf einen vordefinierten Wert einstellbar ist.
Lagervorrichtung (90) nach Anspruch 1 , - wobei das zweite Axiallagerelement (175) auf einer dem Radiallager (95, 105) zugewandten Seite angeordnet ist.
Lagervorrichtung (90) nach Anspruch 1 und 2,
- wobei das erste Axiallagerelement (170) und/oder das zweite
Axiallagerelement (175, 180) senkrecht zur Drehachse (135) verlaufend angeordnet ist.
Lagervorrichtung (90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei das erste Radiallagerelement (150) eine erste
Radiallagerfläche (160) und/oder das zweite Radiallagerelement (155) eine zweite Radiallagerfläche (165) aufweist,
- wobei die erste und/oder zweite Radiallagerfläche (160, 165) zu der Drehachse (135) einen Winkel (a) mit einem Wert einschließt,
- wobei der Wert in einem Bereich von 0,1 ° bis 0,3°, insbesondere in einem Bereich von 0,1 °bis 0,15°, liegt.
Lagervorrichtung (90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei das Axiallager (100) ein drittes Axiallagerelement (180)
umfasst,
- wobei das dritte Axiallagerelement (180) drehfest angeordnet ist,
- wobei vorzugsweise das dritte Axiallagerelement (180) auf einer zum Radiallager (95, 105) abgewandten Seite des ersten
Axiallagerelements (170) angeordnet ist,
- wobei zwischen dem dritten Axiallagerelement (180) und dem ersten Axiallagerelement (170) ein weiteres Justiermittel (220) angeordnet ist,
- wobei zwischen dem weiteren Justiermittel (220) und dem ersten Axiallagerelement (170) ein zweiter Axialspalt (210) vorgesehen ist,
- wobei das weitere Justiermittel (220) derart ausgebildet ist, dass eine weitere Spaltbreite (bs2) des weiteren Axialspalts (210) auf einen vordefinierten weiteren Wert einstellbar ist.
Lagervorrichtung (90) nach Anspruch 5, - wobei der Wert der Spaltbreite (bsi) und der Wert der weiteren Spaltbreite (bs2) im Wesentlichen identisch sind oder
- wobei der Wert der Spaltbreite (bsi) größer als der Wert der weiteren Spaltbreite (bs2) ist oder
- wobei der Wert der Spaltbreite (bsi) kleiner als der Wert der weiteren Spaltbreite (bs2) ist.
Verdichtersystem (15) für einen Wärmepumpenkreislauf (10),
- wobei das Verdichtersystem (15) eine Welle (125) und eine
Lagervorrichtung (90) umfasst,
- wobei die Lagervorrichtung (90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist,
- wobei die Lagervorrichtung (90) die Welle (125) drehbar um die Drehachse (135) lagert und eine axiale Position der Welle (125) festlegt.
Verfahren zur Herstellung einer Lagervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
- wobei das erste Radiallagerelement (150) in zumindest radialer Richtung vermessen wird,
- wobei ein axialer Abstand (a-ι) des ersten Axiallagerelements (170) zu dem ersten Radiallagerelement (150) gemessen wird,
- wobei das zweite Radiallagerelement (155) in zumindest radialer Richtung vermessen wird,
- wobei in Abhängigkeit eines vordefinierten Werts der Breite des Radialspalts (166) das erste Radiallagerelement (150) zu dem zweiten Radiallagerelement (155) positioniert wird,
- wobei das Justiermittel (215, 220) derart eingestellt wird, dass die Spaltbreite (bsi) des Axialspalts (205) den vordefinierten Wert aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8,
- wobei das Justiermittel (215, 220) derart eingestellt wird, dass die weitere Spaltbreite (bs2) des weiteren Axialspalts (210) den vordefinierten zweiten Wert aufweist.
PCT/EP2017/068967 2016-08-19 2017-07-27 Lagervorrichtung, verdichter und verfahren zur herstellung solch einer lagervorrichtung WO2018033356A1 (de)

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CN201780064872.6A CN109844323B (zh) 2016-08-19 2017-07-27 轴承装置、压缩机和用于制造这样的轴承装置的方法
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111365287A (zh) * 2018-12-25 2020-07-03 珠海格力电器股份有限公司 轴承支撑组件及其加工方法、离心压缩机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4884899A (en) * 1987-04-03 1989-12-05 Schwartzman Everett H Resiliently mounted fluid bearing assembly
US20110223009A1 (en) * 2007-10-29 2011-09-15 Grundfos Management A/S Pump assembly
EP2921709A1 (de) * 2014-03-19 2015-09-23 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Turbofluidmaschine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1664561A4 (de) * 2003-09-12 2007-01-10 Minebea Co Ltd Dynamische fluidlagereinheit
US10036388B2 (en) 2013-06-27 2018-07-31 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with oil management system
DE102013217261A1 (de) 2013-08-29 2015-03-05 Robert Bosch Gmbh Kompressor
JP6404949B2 (ja) * 2014-05-21 2018-10-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 流体動圧軸受、ｘ線管、ｘ線システム及び流体動圧軸受を製造する方法
CN105650117B (zh) 2016-03-31 2017-12-19 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种磁悬浮轴承组件和压缩机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4884899A (en) * 1987-04-03 1989-12-05 Schwartzman Everett H Resiliently mounted fluid bearing assembly
US20110223009A1 (en) * 2007-10-29 2011-09-15 Grundfos Management A/S Pump assembly
EP2921709A1 (de) * 2014-03-19 2015-09-23 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Turbofluidmaschine

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