DD146481A1

DD146481A1 - Rotorprofil fuer schraubenverdichter,vorzugsweise fuer kleine kaeltemittelschraubenverdichter

Info

Publication number: DD146481A1
Application number: DD21619679A
Authority: DD
Inventors: Dieter Prockat
Original assignee: Dieter Prockat
Priority date: 1979-10-12
Filing date: 1979-10-12
Publication date: 1981-02-11

Abstract

Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft die Rotorprofilierung fuer Schraubenverdichter, vorzugsweise fuer kleine oelueberflutete Kaeltemittelschraubenverdichter zum Einsatz in Kaelteanlagen fuer Landanlagen und Fahrzeuge, fuer Klimaanlagen und fuer lufttechnische Anlagen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Profil fuer Rotorenin Schraubenverdichtern so auszufuehren, dasz bei Anwendung vorzugsweise in kleinen Schraubenverdichtern mit Nebenrotorantrieb gute Kraftuebertragungsverhaeltnisse garantiert und einen verbesserten Gesamtwirkungsgrad aufweist. Nach der Aufgabe der Erfindung ist eine Profilierung d. Rotoren zu schaffen, die an den druckseitigen Flanken der Rotorzaehne fuer die Kraftuebertragung guenstige Voraussetzungen schafft, ohne den Blasspalt soweit zu vergroeszern, dasz er die Laessigkeiten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rotorgaengen merklich erhoeht. Die Merkmale der Erfindung beinhalten, dasz die Eingriffslinie des Stirnprofils auf der Druckseite so festgelegt ist, dasz ihr kleinster Abstand von der Verschneidungslinie der beiden Rotorbohrungen mehr als 40 % des kleinsten Abstandes der Eingriffslinie des Kreisbogenprofils von dieser Verschneidungslinie betraegt.

Description

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Titel der Erfindung

Rotorprofil für Schraubenverdichter, vorzugsweise für kleine Kaltemittelschraubenverdichter

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft die Rotorprofilierung für Schraubenverdichter, vorzugsweise" für kleine ölüberflutete Kältemittelschraubenverdichter zumEinsatz in Kälteanlagen für Landanlagen und Fahrzeuge, für Klimaanlagen und für lufttechnische Anlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Das Arbeitsprinzip des Schraubenverdichters erfordert eine möglichst vollständige Abdichtung der Zahnlückenteile, in denen der Verdichtungsvorgang-abläuft, gegenüber denen, in denen der Ansaugvorgang abläuft sowie der aufeinander folgenden Zahnlückenräume, in denen der Verdichtungsvorgang unt e rs chi e dl i ehielt fortgeschritten ist. Zwischen- verdichtendem und ansaugendem Zahnlückenteil liegt der Eingriffsspalt, dessen Länge und Querschnittsverlauf vom Stirnprofil bestimmt werden.

Eines der einfachsten Profile ist bekannt als das Kreisbogenprofil. Die Konturen des Hauptrotorzahnes und des Nebenrotorzahnes sind als konzentrische Kreisbögen ausgeführt, deren Mittelpunkt auf den jeweiligen Teilkreisen liegen. Dieses Profil ist einfach in der Herstellung und hat eine relativ kurze Dichtlinie, worunter die¹ gedachte Berührungslinie eines in spiel- .

freiem Eingriff befindlichen Rotorpaares verstanden-wird. Es gestattet eine gute Schmierung der Zahnflanken im Kreisbogenbereich, wodurch für die Kraftübertragung zwischen den Rotoren gute Voraussetzungen bestehen und bei Maschinen mit ölinjektion die ölzähigkeit für die Abdichtung des Eingriffsspaltes ausgenutzt wird. . .

Nachteilig ist, daß die Eingriffslinie, die Projektion der Dichtlinie auf die Stirnschnittebene, die Verschneidungslinie der beiden Rotorgehäusebohrungen nicht erreicht. In diesem Bereich ergibt sich eine Unterbrechung der Abdichtung, durch die zwei aufeinander folgende Zahnlücken, in denen die Verdichtung unterschiedlich weit fortgeschritten ist, miteinander in Verbindung stehen, so daß Arbeitsmedium aus dem Raum höheren Druckes in den Raum niedrigen Druckes abströmen kann, wodurch Verluste entstehen.

Dieser Nachteil macht sich jedoch nur an den druckseitig liegenden Flanken, im Bereich der Eingriffslinie, bemerkbar, da an den aaugseitigen alle Zahnlückenräume ansaugen und so zwischen ihnen keine Druckdifferenz bestehen.

Die oben genannte Tatsache führte zur Entwicklung der unsymmetrischen Profile.

Hierbei haben die druckseitigen Flanken der Zähne im Stirnschnitt weitgehend die Form von Zykloiden. Dabei, wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Eingriffslinie solcher Profile im theoretischen Grenzfall bis zur Verschneidungslinie der Rotorbohrungen führen kann und so die einzelnen aufeinander folgenden Zahnlücken hermetisch voneinander getrennt sind. Abweichungen vom theoretischen Grenzfall werden zur Verbesserung verschiedener Eigenschaften des Rotorpaares, zum Beispiel hinsichtlich der Entleerung des Restvolumens, in möglichst geringem Maße vorgenommen.

Bei diesen Profilen ist festzustellen, daß die Dichtlinie an den Zykloidenflanken wesentlich länger ist als beim Kreisbogenprofil. Es wird teilweise dadurch kompensiert, daß für die

saugseitigen Flanken ein Profil verwendet wird,-das außer- halb des beim Kreisbogenprofil verwendeten Kreisbogens liegt und dadurch eine kürzere Dichtlinie aufv/eist. Der Nachteil dieser Profilgestaltung liegt darin, daß im Bereich der Eingriffslinie relativ scharfe Kanten - am Zahnkopf des Hauptrotors und der Teilkreiskante des Nebenrotors - an den gegenüberliegenden Flanken ablaufen. Die Schmierung der im Eingriffsspalt einander gegenüberliegenden Flächen ist also relativ schlecht, so daß bei Maschinen mit ölinjektion die ölzähigkeit schlecht für d're Abdichtung genutzt wird und für die Kraftübertragung zwischen den Rotoren ungünstige Voraussetzungen bestehen. Derartig profilierte Rotoren sind daher besonders für kleine Verdichter mit Nebenrotorantrieb, bei denen über die druckseitigen Zahnflanken große Kräfte übertragen werden müssen, ungeeigenet.

Ziel der Erfindung

Bas Ziel der Erfindung besieht darin, ein Profil für Rotoren in Schraubenverdichtern so auszuführen", das bei Anwendung vorzugsweise in kleinen Schraubenverdichtern mit Nebenrotorantrieb gute Kraftübertragungsverhältnisse garantiert und einen verbesserten Gesamtwirkungsgrad ausweist.

Wesen der Erfindung

Nach der Aufgabe der Erfindung ist eine Profilierung der Rotoren zu schaffen, die an den druckseitigen Flanken der Rotorzähne für die Kraftübertragung günstige Voraussetzungen schafft, ohne den Blasspalt soweit zu vergrößern, daß er die Lässigkeiten zwischen zwei aufeinander folgenden Rotorgängen merklich erhöht.

Die Merkmale der Erfindung beinhalten, daß die Eingriffslinie des Stirnprofils auf der Druckseite so festgelegt ist, daß ihr

kleinster Abstand von der Yerschneidungslinie der beiden Rotorbohrungen mehr als 40 % des kleinsten Abstandes der Eingriffslinie des Kreisbogenprofils von dieser Verschneidungslinie beträgt.

Der Zahnkopf des Hauptrotors ist von eeiner kontinuierlich verlaufenden Kurve begrenzt, die im radial äußersten Punkt der Hauptrotorkontur in tangentialer Richtung verläuft. Der äußerste Teil des Zahnkopfes des Hauptrotors ist durch einen Kreisbogen begrenzt, dessen Radius kleiner als die Differenz zwischen Teilkreis und Außenradius des Hauptrotors ist. Die entsprechende Kontur des Webenrotorzahnfußes und der übrige Teil der Hauptrotorzahnkopfkontur entsprechen den beim Abwälzen entstehenden Hüllkurven. Der Radius des den äußersten Teil des den Hauptrotorzahnkopf begrenzenden Kreisbogen liegt im Bereich von 45 bis· 85 Prozent der Differenz zwischen dem Teilkreis und dem Außenradius des Hauptrotors.

Ausführungsbeispiel

Die Figur zeigt in einer Stirnansicht einen Hauptrotor 1 und einen Nebenrotor 2 und die dazugehörigen Teilkreise 3S 4.

Der Abschnitt 6-8 der Eingriffslinie 7 entspricht den saugseitigen Flanken der Rotorzähne, während die druckseitigen Flanken, entsprechend dem Abschnitt 6 - 5 - 10 <ler Eingriffslinie 7 dadurch bestimmt werden, daß der Abstand 11-5 größer ist als 40 Prozent des Abstandes für ein gleich großes Rotorpaar einer kreisbogenförmigen Profilierung. Das wird dadurch erreicht, daß der äußerste Teil des Zahnkopfes des Hauptrotors durch einen Kreisbogen be-, grenzt wird, dessen Radius 9 kleiner ist als die Differenz zwischen Teilkreis- und Außenradius des 'Hauptrotors ist.

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Im Beispiel ist er halb so groß wie diese Differenz. Die Nebenrotorzahnflanke entspricht der beim Abwälzen dieses Hauptrotorzahnkopfes sich ergebenden Hüllkurve.· Der teilkreisnahe Bereich der Hauptrotorζahnkopfflanke wird durch den Schnittpunkt der Nebenrotorzahnflanke mit dem Teilkreis des Nebenrotors beim Abwälzen erzeugt. Durch diese Gestaltung ist der Hauptrotorzahnkopf stark verrundet, und die druckseitigen Flanken vom Haupt- und Nebenrotor haben nur noch eine sehr wenig unterschiedliche Krümmung. Durch die so erreichte gute Schmiegung der Planken bestehen gute Verhältnisse für die Kraftübertragung und zur Herausbildung eines tragfähigen Schmierfilms, und die Zähigkeit des Öles kann für die Abdichtung besser genutzt werden als bei einem reinen Zykloidenprofil₀ Bei dieser Gestaltung ist es möglich, einen größeren Blasspalt zuzulassen, zumal die dadurch erreichte Verbesserung der Abdichtung des Eingriffsspaltes den Gesamtwirkungsgrad positiv beeinflußt. Dieser Zusammenhang ist bei ölüberflutet arbeitenden Kältemittelverdichtern besonders ausgeprägt, da hier Umfangs- und Eingriffsspalt von einem öl abgedichtet werden, dessen Zähigkeit wegen seines hohen Gehaltes an gelöstem Kältemittel sehr gering ist und das große Mengen an Kältemittel aus den Räumen höheren Druckes in Räume niedrigen Druckes transportie-rt.

Claims

Brfindungsanspruch

1. Rotorprofil für Schraubenverdichter, vorzugsweise für kleine Kältemittelschraubenverdichter, in denen Rotoren mit einem asymmetrischen Profil ausgeführt und angeordnet sind, bestehend aus Haupt- und Nebenrotor und bei denen die entsprechende Kontur des Nebenrotorzahnfußes und der übrige Teil des Hauptrotorzahnkopffußes den beim Abwälzen entstehenden Hüllkurven entsprechen, gekennzeichnet dadurch, daß der kleinste Abstand des druckseitigen Teiles der Eingrifflinie des Stirnprofiles von de£ druckseitigen Verschneidungslinie der Rotorgehäusebohrungen größer als 40 % des kleinsten Abstandes der Eingriffslinie eines kreisbogenprofilierten Rotorpaares gleichen Achsabstandes und gleichen Außendurchmessers von dieser Verschneidungslinie beträgt.
2. Rotorprofil für Schraubenverdichter nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zahnkopf des Hauptrotors von einer kontinuierlich verlaufenden Kurve begrenzt ist, die im radial äußersten Punkt der Hauptrotorkontur in tangentialer Richtung verläuft.
3. Rotorprofil für Schraubenverdichter nach Punkt 1,2 gekennzeichnet dadurch, daß der äußerste Teil des Zahnkopfes des Hauptrotors durch einen Kreisbogen begrenzt ist, dessen Radius kleiner als die Differenz zwischen Teilkreis und Außenradius des Hauptrotors ist. . · .
4. Rotorprofil für Schraubenverdichter nach Punkt 2,3 gekennzeichnet dadurch, daß der Radius des den äußersten Teil des Hauptrotorzahnkopfes begrenzenden-Kreisbogens im Bereich 45 % bis 85 % der Differenz zwischen dem Teilkreis- und Außenradius des Hauptrotors liegt.

Hterztt //Seite Zeichnung