WO2011101064A2 - Antrieb für einen spindel-kompressor - Google Patents

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WO2011101064A2
WO2011101064A2 PCT/EP2010/070875 EP2010070875W WO2011101064A2 WO 2011101064 A2 WO2011101064 A2 WO 2011101064A2 EP 2010070875 W EP2010070875 W EP 2010070875W WO 2011101064 A2 WO2011101064 A2 WO 2011101064A2
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    • F04C29/0078—Fixing rotors on shafts, e.g. by clamping together hub and shaft

Definitions

  • Drying compressors are gaining in importance in industrial compressor technology, because increasing obligations in environmental regulations and rising operating and disposal costs and increased demands on the purity of the pumped medium, the known wet-running compressors, such as liquid ring machines, rotary vane pumps and oil or water-injected screw compressors, increasingly replaced by dry compacting machines. These machines include dry screw compressors, claw pumps, diaphragm pumps, piston pumps, scroll machines and Roots pumps. However, these machines have in common that they still do not meet today's demands in terms of reliability and robustness and size and weight while maintaining low price level and satisfactory compressor efficiency.
  • PCT patent WO 01/57401 describes an embodiment for the drive for such a screw-type screw compressor.
  • the object of the present invention is for dry-compressing
  • 2-shaft rotary displacement machines for conveying and compressing gaseous media to make the drive for the displacement rotors such that the rotor synchronization and the rotor speed increase occur simultaneously, that the space required for the drive is minimized that different positions be made possible for the drive motor that auxiliary equipment, such as coolant (oil) feed pump and cooling fan, etc., are advantageously driven at a suitable speed that the displacement rotors form fully balancing separate units that the coolant / oil supply for each rotor end face At each end of the rotor shaft on the oil-lubricated side of the transmission, it becomes easy to realize that different rotor speeds can be conveniently achieved with the same rotor axis distance in the modular positive displacement machine modular system and that the gear noise is effectively minimized.
  • auxiliary equipment such as coolant (oil) feed pump and cooling fan, etc.
  • this object is achieved in that in a dry-compressing screw machine with a rotor internal cooling for the spindle rotor pair, the sum of the outer teeth radii of the two rotor-driven to-be-driven spur gears is smaller than the axial distance from the pair of spindle rotors and the rotor-fixed gears are thus no longer in direct engagement with each other , And that an additional pair of larger spur gear wheels, which are directly in engagement with each other, engages in each rotor fixed spur gear individually, that rotate the rotor fixed spur gears both synchronized in the opposite direction to each other and driven at a higher speed than this additional Stirn beaun beauts, that the direct transmission-side access frontally at each spindle rotor shaft end for the coolant for internal rotor cooling is easily achieved, and that auxiliary equipment such as the coolant pump on a r the waves of the additional spur gear pair is arranged, that in at least one (preferably of course in each) meshing the cooled via an external heat exchanger
  • Fig. 1 shows an example of the embodiment of the present invention with a plan view of the drive in a simplified form of representation.
  • the two rotor-fixed spur gears (1) to be driven have the illustrated axial distance a R from each other and belong to the respective displacement rotor, which is shown here via the pitch circle (2) of the outer spindle rotor conveyor thread whose diameter value is preferably as large as the mirror image identical spindle rotor pair Center distance a R of the screw machine.
  • the tooth diameter entered as 0d for the both driven rotor-fixed spur gears (1) are inventively chosen so low that they are not engaged with each other. With this feature, each spindle rotor can be preassembled separately as a complete rotation unit and can finally be fully balanced final and final.
  • the two additional spur gears (3) have a larger by a factor i gear diameter, as shown in the dimension as a product 0ixd and are at the axial distance a M preferably the same size.
  • Each additional spur gear (3) is according to the invention with exactly one to be driven rotor fixed spur gear (1) and in addition to each other in meshing engagement, so that overall the illustrated 3 gearing interventions, as shown in FIG. 3 also shown.
  • the (coolant) feed pump (4) is preferably driven via the gear shaft at a speed which is desired by the factor i less than the spindle rotor speed.
  • a more technically detailed embodiment of the coolant (oil) feed pump (4) is shown in Fig. 4 yet.
  • the coolant can be conveniently supplied for the spindle rotor internal cooling, which is shown in greater detail in FIG. 4 as an exemplary embodiment.
  • the pulley (12) to be driven fixedly connected to the additional spur gear (3) is driven by the drive motor (10) via the belt drive (9) by the driving pulley (13).
  • the drive motor (10) can also be positioned differently to the spindle compressor machine, so both parallel, and above or below or even in alignment with the extension of the spindle compressor machine.
  • the drive motor (10) is preferably to be positioned so that the belt forces and the toothing forces compensate each other in their orientation instead of reinforcing each other.
  • the additional spur gear (3) can also be placed directly on the motor shaft of the drive motor (10) with direct drive.
  • Fig. 3 shows how Fig. 1 by way of example the embodiment of the present invention with a plan view of the drive in a simplified form of representation.
  • the injection (1 1) of cooled lubricant (oil) is targeted specifically in each individual tooth engagement by the coolant injection direction is compliant with the illustrated direction of rotation of the meshing gears.
  • the technically accurate embodiment can be seen in Fig. 4.
  • significantly lower tooth meshing speeds are realized for the further reduction of toothed noise due to the smaller diameter values of the toothed wheels compared to the prior art. This is solved significantly less favorable in current screw compressors because their gears are significantly larger and therefore cause more noise.
  • Fig. 4 shows for the present invention by way of example a more detailed sectional drawing as a practically complete construction design.
  • the coolant (oil) feed pump (4) is connected via the intermediate shaft (25) fixed to an additional spur gear (3) and conveys the coolant (oil) in a circuit through the heat exchanger (21) as a "cooler” over both the two Rotorstimseitjgen accesses (6) in each spindle rotor (16) for internal rotor cooling (18) as well as the illustrated 3 injections (1 1) in each tooth engagement as shown in Fig. 3.
  • FIG. 5 and FIG. 6 different orientations of the axial distances from one another are shown for the present invention for the rotor-proof spur gear pair (1) to be driven and for the additional spur gear pair (3) in addition to the embodiment in FIG Requirements in terms of volume and / or different drive positions are to be met.
  • the engagement contacts between the spur gears are indicated in Fig. 5 and Fig. 6 with the letter C and a circular ring.
  • the Spindelverdrängerrotore can rotate in opposite directions to each other in the compressor working space without touching, the gear described from the two rotor fixed spur gears (1) and two additional spur gears (3) to ensure synchronization for the spindle rotor pair (16) constantly. Due to the total of three gearing interventions, however, add the inevitable meshing Vercardflanken admir and give a correspondingly poorer synchronization accuracy for the spindle rotor pair (16). To compensate for these increased VerF admir the slope on the spindle rotor pair (16) is kept as low as possible, the Verdückflankenemployed each meshing are also minimized. It should be noted that:
  • Coolant (oil) delivery pump (as auxiliary unit)
  • working space housing (can be made in several parts)
  • Coolants and lubricants (here in a distributor after the heat exchanger)
  • Cooler for the coolant and lubricant (preferably oil)
  • Cooling fan for the heat exchanger (cooler)

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf trockenverdichtende 2-Wellen-Rotations-Verdrängermaschinen, vorzugsweise als Schraubenspindel-Kompressoren zur Förderung und Verdichtung von Gasen. Um für das Spindelrotorpaar sowohl die Synchronisation als auch die gewünschte Drehzahl-Erhöhung bei möglichst geringem Bauraum sowie einen einfachen Gesamtaufbau zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Summe der Verzahnungs-Außenradien von den beiden rotorfesten anzutreibenden Stirnzahnrädern (1) kleiner als der Achsabstand aR vom Schraubenspindelrotorpaar (16) ausgeführt wird und somit die rotorfesten Stirnzahnräder (1) miteinander nicht mehr im Verzahnungs-Eingriff sind, und dass gleichzeitig ein Paar von größeren Zusatz-Stirnzahnrädern (3), die direkt im Verzahnungs-Eingriff miteinander sind, jeweils einzeln in jedes rotorfeste Stirnzahnrad (1) derart eingreift, dass die rotorfesten Stirnzahnräder (1) sowohl in entgegengesetzter Richtung synchronisiert zueinander als auch mit höherer Drehzahl als dieses Zusatz-Stirnzahnradpaar (3) angetrieben werden, und dass der direkte Getriebe-seitige Zugang (6) stirnseitig an jedem Spindelrotorwellende für das Kühlmittel zur Rotorinnenkühlung bequem erreicht wird, und dass Hilfsaggregate wie die Kühlmittel-Förderpumpe (4) auf einer der Wellen vom Zusatz-Stirnzahnradpaar angeordnet sind, dass in mindestens einen (vorzugsweise natürlich in jeden) Zahneingriff das über einen externen Wärmetauscher gekühlte Schmiermittel gezielt eingespritzt wird, und dass der Antriebsmotor zum Antreiben einer der beiden Wellen von dem Zusatz-Stirnzahnradpaar (3) parallel oder fluchtend zur Spindelmaschine angeordnet wird, und dass optional ein Riemenantrieb zwischen dem anzutreibenden Zusatz-Stirnzahnrad (3) und der Motorwelle angeordnet wird.

Description

Antrieb fü r ei nen S pindel-Kompressor
Stand der Technik:
Trockenverdichtende Kompressoren gewinnen in der industriellen Verdichtertechnik verstärkt an Bedeutung, denn durch zunehmende Verpflichtungen bei Umweltschutzvorschriften und steigende Betriebs- und Entsorgungskosten sowie erhöhte Ansprüche an die Reinheit des Fördermediums werden die bekannten nasslaufenden Verdichter, wie Flüssigkeitsringmaschinen, Drehschieberpumpen und Öl- oder Wasser-eingespritzte Schraubenkompressoren, immer häufiger durch trockenverdichtende Maschinen ersetzt. Zu diesen Maschinen gehören trockene Schraubenverdichter, Klauenpumpen, Membranpumpen, Kolbenpumpen, Scroll-Maschinen sowie Wälzkolbenpumpen. Diesen Maschinen ist jedoch gemeinsam, dass sie die heutigen Ansprüche hinsichtlich Zuverlässigkeit und Robustheit sowie Baugröße und Gewicht bei gleichzeitig niedrigem Preisniveau und befriedigendem Verdichter-Wirkungsgrad immer noch nicht erreichen.
Zur Verbesserung dieser Situation bieten sich die bekannten trockenverdichtenden Schraubenspindelpumpen an, weil sie als typische 2-Wellenverdrängermaschinen ein hohes Kompressionsvermögen einfach dadurch realisieren, dass sie die notwendige Mehrstufigkeit als sogen. "Fördergewinde" durch Hintereinanderschaltung mehrerer abgeschlossener Arbeitskammern über die Anzahl der Umschlingungen je Verdrängerrotor äußerst unkompliziert erreichen. Zudem wird durch die berührungslose Abwälzung der beiden gegensinnig drehenden Schraubenspindelrotore eine erhöhte Rotordrehzahl ermöglicht, so dass bezogen auf die Baugröße gleichzeitig Nennsaugvermögen sowie Lieferg rad ansteigen.
In der PCT-Schrift WO 00/12899 wird für eine trockenverdichtende Schraubenspindel- pumpe eine einfache Rotorkühlung beschrieben, indem in eine konisch Rotorbohrung bei jedem Rotor ein Kühlmittel, vorzugsweise Öl, eingebracht wird, um einen Teil der während des Verdichtungsvorgangs entstehenden Kompressionswärme permanent abzuführen. In dem Schutzrecht PCT/EP2008/068364 wird in Fortsetzung dieses Ansatzes das Kühlmittel mit einer internen (Öl-)Pumpe des weiteren noch zur Kühlung des Pumpengehäuses verwendet, um in einem Kühlmittel-Kreislauf dann über einen separaten Wärmetauscher die aufgenommenen Wärmemengen aus der Verdichtung des Fördermediums sowie der Verlustleistungen derart abzuführen, dass die Abstands-Spielwerte zwischen dem Rotorpaar und dem umgebenden Pumpengehäuse für alle Betriebszustände erhalten bleiben.
Außerdem wird in dem PCT-Schutzrecht WO 01/57401 eine Ausführung zum Antrieb für einen derartigen Schraubenspindelverdichter beschrieben.
Für höhere Anforderungen hinsichtlich der Kompaktheit der Gesamtmaschine sowie für spezielle Ansprüche hinsichtlich der Positionierung für den Antrieb (Motor) eines derartigen trockenverdichtenden Spindel-Kompressors fehlt jedoch noch eine vorteilhafte Lösung. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für trockenverdichtende
2-Wellen-Rotations-Verdrängermaschinen zur Förderung und Verdichtung gasförmiger Fördermedien den Antrieb für die Verdrängerrotore derart zu gestalten, dass die Rotor- Synchronisation und die Rotor-Drehzahl-Erhöhung gleichzeitig erfolgen, dass der für den Antrieb erforderliche Bauraum minimiert wird, dass verschiedene Positionierungen für den Antriebsmotor ermöglicht werden, dass Hilfsaggregate, wie Kühlmittel-(ÖI-)Förderpumpe und Kühllüfter etc., mit geeigneter Drehzahl vorteilhaft angetrieben werden, dass die Verdrängerrotore komplett wuchtbare separate Einheiten bilden, dass die Kühlmittel-/Öl- Zuführung für jeden Rotor stirnseitig an jedem Rotorwellenende auf der ölgeschmierten Getriebeseite einfach realisierbar wird, dass unterschiedliche Rotor-Drehzahlen bei gleichem Rotorachsabstand im modularen Verdrängermaschinen-Baukasten bequem zu realisieren sind und dass die Verzahnungs-Geräusche effektiv minimiert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer trockenverdichtenden Schraubenspindelmaschine mit einer Rotorinnenkühlung für das Spindelrotorpaar die Summe der Verzahnungs-Außenradien von den beiden rotorfesten anzutreibenden Stirnzahnrädern kleiner als der Achsabstand vom Spindelrotorpaar ausgeführt wird und die rotorfesten Zahnräder somit nicht mehr im direkten Eingriff miteinander sind, und dass ein zusätzliches Paar von größeren Stirnzahnrädern, die miteinander im unmittelbaren Eingriff sind, derart in jedes rotorfeste Stirnzahnrad einzeln eingreift, dass die rotorfesten Stirnzahnräder sowohl in entgegengesetzter Richtung synchronisiert zueinander drehen als auch mit höherer Drehzahl als dieses Zusatz-Stirnzahnradpaar angetrieben werden, dass der direkte Getriebe-seitige Zugang stirnseitig an jedem Spindelrotorwellende für das Kühlmittel zur Rotorinnenkühlung bequem erreicht wird, und dass Hilfsaggregate wie die Kühlmittel-Förderpumpe auf einer der Wellen vom Zusatz-Stirnzahnradpaar angeordnet ist, dass in mindestens einen (vorzugsweise natürlich in jeden) Zahneingriff das über einen externen Wärmetauscher gekühlte Schmiermittel gezielt eingespritzt wird, dass der Antriebsmotor zum Antreiben einer der beiden Wellen von dem Zusatz-Stirnzahnradpaar parallel oder fluchtend zur Spindelmaschine angeordnet wird, und dass optional ein Riemenantrieb zwischen dem anzutreibenden Zusatz-Stirnzahnrad-Wellenende und der Motorwelle angeordnet wird.
In den nachfolgenden Fig. -Darstellungen und Erläuterungen wird die vorliegende Erfindung ausführlich erklärt.
Fig. 1 zeigt beispielhaft die Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einer Draufsicht auf den Antrieb in einer vereinfachten Darstellungsform. Die beiden anzutreibenden rotorfesten Stirnzahnräder (1) haben den dargestellten Achsabstand aR voneinander und gehören fest zum jeweiligen Verdrängerrotor, der hier über den Wälzkreis (2) des äußeren Spindelrotor-Fördergewindes dargestellt ist, dessen Durchmesserwert bei vorzugsweise spiegelbildlich identischem Spindelrotorpaar ebenso groß ist wie der Achsabstand aR der Schraubenspindelmaschine. Die als 0d eingetragenen Verzahnungs-Durchmesser für die beiden anzutreibenden rotorfesten Stirnzahnräder (1) sind erfindungsgemäß so gering gewählt, dass sie nicht miteinander im Eingriff stehen. Mit diesem Merkmal ist jeder Spindelrotor als vollständige Rotationseinheit separat vormontierbar und kann endgültig und abschließend komplett final gewuchtet werden. Die beiden Zusatz-Stirnzahnräder (3) haben einen um den Faktor i größeren Verzahnungs-Durchmesser, wie in der Bemaßung als Produkt 0ixd gezeigt ist und sind beim Achsabstand aM vorzugsweise gleich groß. Jedes Zusatz-Stirnzahnrad (3) steht erfindungsgemäß mit genau einem anzutreibenden rotorfesten Stirnzahnrad (1) und zusätzlich zueinander im Verzahnungseingriff, so dass sich insgesamt die dargestellten 3 Verzahnungseingriffe ergeben, wie in der Fig. 3 auch noch gezeigt ist. An einem Zusatz-Stirnzahnrad (3) wird die (Kühlmittel-)Förderpumpe (4) vorzugsweise über die Zahnradwelle mit einer Drehzahl angetrieben, die um den Faktor i wunschgemäß geringer ist als die Spindelrotor-Drehzahl. Eine technisch detailliertere Ausführungsform zur Kühlmittel-(öl-)Förderpumpe (4) ist in der Fig. 4 noch dargestellt. Mit dem Antreiben (5) an einem der beiden Zusatz-Stirnzahnrädern werden erfindungsgemäß über die genannten Verzahnungseingriffe die beiden anzutreibenden rotorfesten Stirnzahnräder (1) sowohl in entgegengesetzter Drehrichtung als auch mit erhöhter Drehzahl synchron angetrieben.
Über den als (6) gekennzeichneten stirnseitigen Zugang an jedem Spindelrotorwellende kann für die Spindelrotor-Innenkühlung das Kühlmittel bequem zugeführt werden, was in der Fig. 4 als Ausführungsbeispiel noch detaillierter dargestellt ist.
In Fig. 2 ist für die vorliegende Erfindung beispielhaft das Antreiben (5) an einem Zusatz- Stirnzahnrad (3) über einen vorgeschalteten Riemenantrieb (9) dargestellt.
Die mit dem Zusatz-Stirnzahnrad (3) fest verbundene anzutreibende Riemenscheibe (12) wird über den Riementrieb (9) von der treibenden Riemenscheibe (13) vom Antriebsmotor (10) angetrieben. Mit Variation des Übersetzungsverhältnisses zwischen den beiden Riemenscheiben (12 und 13) wird die Spindelrotor-Drehzahl einfach anpassbar ohne aufwändig das gezeigte Stirnzahnräder-Getriebe wechseln zu müssen. Selbstredend kann der Antriebsmotor (10) zur Spindel-Kompressormaschine auch anders positioniert werden, also sowohl parallel, als auch oberhalb oder unterhalb oder auch fluchtend in Verlängerung der Spindel-Kompressormaschine. Dabei ist der Antriebsmotor (10) vorzugsweise so zu positionieren, dass die Riemenkräfte und die Verzahnungskräfte in ihrer Ausrichtung sich gegenseitig kompensieren anstatt sich zu verstärken.
Bei fluchtender Position des Antriebsmotors (10) kann bei direktem Antrieb das Zusatz- Stirnzahnrad (3) auch direkt auf die Motorwelle des Antriebsmotors (10) gesetzt werden.
Fig. 3 zeigt wie Fig. 1 beispielhaft die Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einer Draufsicht auf den Antrieb in einer vereinfachten Darstellungsform. Zur effektiven Minderung der Verzahnungsgeräusche erfolgt die Einspritzung (1 1) von gekühltem Schmiermittel (Öl) gezielt vorzugsweise in jeden einzelnen Zahneingriff, indem die Kühlmittel- Einspritzrichtung konform zur dargestellten Drehrichtung der eingreifenden Zahnräder ist. Die technisch genaue Ausführungsform ist in Fig. 4 zu sehen. Trotz hoher Drehzahlen für die Spindelrotore werden zur weiteren Verzahnungsgeräusch- Reduzierung zudem durch die geringeren Durchmesserwerte der Zahnräder gegenüber dem Stand der Technik deutlich geringere Zahneingriff-Geschwindigkeiten realisiert. Dies ist bei derzeitigen Schrauben-Kompressoren signifikant ungünstiger gelöst, weil deren Zahnräder deutlich größer sind und dementsprechend mehr Geräusche verursachen.
Fig. 4 zeigt für die vorliegende Erfindung beispielhaft eine detailliertere Schnittzeichnung als praktisch vollständiger Konstruktionsentwurf. Die Kühlmittel-(ÖI-)Förderpumpe (4) ist über die Zwischenwelle (25) fest mit einem Zusatz-Stirnzahnrad (3) verbunden und fördert das Kühlmittel (Öl) in einem Kreislauf über den Wärmetauscher (21) als "Kühler" sowohl über die beiden Rotorstimseitjgen-Zugänge (6) in jeden Spindelrotor (16) zur Rotorinnenkühlung (18) als auch über die dargestellten 3 Einspritzungen (1 1) in jeden Zahneingriff entsprechend der Darstellung wie in Fig. 3 gezeigt.
Die technisch detaillierte Darstellung in dieser Fig. 4 ist für jeden Fachmann einwandfrei aussagekräftig.
In Fig. 5 und Fig. 6 sind für die vorliegende Erfindung exemplarisch unterschiedliche Ausrichtungen der Achsabstände zueinander für das anzutreibende rotorfeste Stirnzahnradpaar (1 ) und für das Zusatz-Stirnzahnradpaar (3) in Ergänzung zu der Ausführung in Fig. 1 dargestellt, wenn beispielsweise spezielle Anforderungen hinsichtlich Bauvolumen und/oder verschiedene Antriebspositionen zu erfüllen sind. Die Eingriffskontakte zwischen den Stirnzahnrädern sind in Fig. 5 und Fig. 6 mit dem Buchstaben C und einem Kreisring gekennzeichnet.
Während in Fig. 1 der Achsabstand für das anzutreibende rotorfeste Stirnzahnradpaar (1 ) parallel zu dem Achsabstand für das Zusatz-Stirnzahnradpaar (3) liegt, stehen in Fig. 5 diese Achsabstände schräg zueinander und in Fig. 6 kreuzen sie einander. Dabei ist die in Fig. 6 dargestellte Ausführung besonders klein bauend.
Damit im Verdichter-Arbeitsraum die Spindelverdrängerrotore ohne Berührung gegenläufig zueinander rotieren können, muss das beschriebene Getriebe aus den beiden rotorfesten Stirnzahnrädern (1) und beiden Zusatz-Stirnzahnrädern (3) die Synchronisation für das Spindelrotorpaar (16) ständig gewährleisten. Durch die insgesamt 3 Verzahnungseingriffe addieren sich jedoch die unvermeidlichen Zahneingriff-Verdrehflankenspiele und ergeben eine entsprechend schlechtere Synchronisationsgenauigkeit für das Spindelrotorpaar (16). Zur Kompensation dieser erhöhten Verdrehspiele wird die Steigung am Spindelrotorpaar (16) möglichst gering gehalten, wobei die Verdrehflankenspiele je Zahneingriff gleichfalls minimiert werden. Bezu szeic he n l iste:
1. anzutreibendes rotorfestes Stirnzahnrad
2. Wälzkreis des Spindelrotor-Fördergewindes
3. Zusatz-Stirnzahnrad
4. Kühlmittel-(ÖI-)Förderpumpe (als Hilfsaggregat)
5. Antreiben an einem Zusatz-Stirnzahnrad
6. stirnseitiger Zugang am Spindelrotorwellenende zur Kühlmittel-Einführung für die Rotor-Innenkühlung, vorzugsweise gemäß WO 00/12899
7. Arbeitsraum-Gehäuse (kann mehrteilig ausgeführt sein)
8. äußerer Kühlmantel für den Spindel-Kompressor
9. Riementrieb
0. Antriebsmotor
1. Einspritzung von gekühltem Schmiermittel in den Zahneingriff
2. anzutreibende Riemenscheibe
3. treibende Riemenscheibe
4. Einlass-seitige Spindelrotor-Lagerung
5. Einlass für das Fördermedium in den Verdichter-Arbeitsraum
6. Schraubenspindelrotorpaar mit äußerem Fördergewinde als gegensinnig drehende Verdrängerrotore
7. Auslass-Sammelraum für das Fördermedium
8. Innenkühlung für jeden Schraubenspindelrotor, vorzugsweise gemäß WO 00/128999. Getriebe-seitige Spindelrotor-Lagerung
0. Kühl- und Schmiermittel (hier in einem Verteiler nach dem Wärmetauscher)
1. Wärmetauscher ("Kühler") für das Kühl- und Schmiermittel (vorzugsweise Öl)
2. Kühllüfter für den Wärmetauscher ("Kühler")
3. Kühlmittel-Austritt aus dem Wärmetauscher
4. Kühlmittel-Eintritt in den Wärmetauscher
5. Zwischenwelle mit Wälzlagerung für Zusatz-Stirnzahnrad

Claims

Antrieb für einen Spindel-Kompressor PATENTANSPRÜCHE
1. Antrieb für eine trockenverdichtende 2-Wellen-Rotations-Verdrängermaschine zur Förderung und Verdichtung gasförmiger Fördermedien mit einer über ein Kühlmittel (20) arbeitenden Rotorinnenkühlung (18) für das berührungslos und gegensinnig drehende Schraubenspindelrotorpaar (16) in einem Pumpengehäuse (7) sowie mit einem Einlass (15) und einem Auslass-Sammelraum (17) für das Fördermedium dadurch gekennzeichnet, dass
die Summe der Verzahnungs-Außenradien von den beiden rotorfesten anzutreibenden Stirnzahnrädern (1) kleiner als der Achsabstand aR vom Schraubenspindelrotorpaar (16) ausgeführt wird und die rotorfesten Stirnzahnräder (1) miteinander somit nicht mehr im Verzahnungs-Eingriff sind, und dass zudem ein Paar von größeren Zusatz- Stirnzahnrädern (3), die miteinander im unmittelbaren Verzahnungs-Eingriff sind, jeweils einzeln in jedes rotorfeste Stirnzahnrad (1) so eingreift, dass die rotorfesten Stirnzahnräder (1) sowohl in entgegengesetzter Richtung synchronisiert zueinander als auch mit höherer Drehzahl als dieses Zusatz-Stirnzahnradpaar (3) angetrieben werden.
2. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der direkte Zugang (6) für das Kühlmittel (20) zur Rotorinnenkühlung (18) für jeden Schraubenspindelrotor (16) stirnseitig an dem Wellenende mit dem anzutreibenden rotorfesten Stirnzahnrad (1) erfolgt.
3. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühlmittel-Förderpumpe (4) über eine Zwischenwelle (25) fest mit einem Zusatz- Stirnzahnrad (3) verbunden und angetrieben wird.
4. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in mindestens einen der drei Verzahnungseingriffe der Stirnzahnräder (1 und 3) gekühltes Schmiermittel (20) derart gezielt eingespritzt wird, dass Einspritzrichtung und Stimzahnrad-Rotationsorientierung im Eingriffsgebiet gleichgerichtet sind.
5. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kühl- und Schmiermittel (20) Öl ist.
6. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
der Antriebsmotor (10) zum Antreiben (5) von einem Zusatz-Stirnzahnrad (3) parallel oder fluchtend zur Ausrichtung des äußeren Kühlmantels (8) des Schraubenspindel- Kompressors positioniert wird.
7. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Riementrieb (9) zwischen einem Zusatz-Stirnzahnrad (3) und dem Antriebsmotor (10) mit einer treibenden Riemenscheibe (13) und einer anzutreibenden Riemenscheibe (12), welche mit einem Zusatz-Stirnzahnrad (3) verbunden ist, angeordnet wird.
8. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Antriebsmotor (10) derart angeordnet wird, dass sich die Riemenkräfte an der anzutreibenden Riemenscheibe (12) und die Verzahnungskräfte an dem Zusatz- Stirnzahnrad (3), welches mit der anzutreibenden Riemenscheibe (12) verbunden ist, in ihrer Ausrichtung gegenseitig zumindest teilweise kompensieren anstatt sich zu verstärken.
9. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
die applikationsspezifische Anpassung der gewünschten Spindelrotor-Drehzahlen durch Änderung der Durchmesser-Verhältnisse für die Riemenscheiben (12 und 13) erfolgt.
10. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
bei fluchtender Anordnung des Antriebsmotors (10) ein Zusatz-Stirnzahnrad (3) als Option direkt auf die Motorwelle des Antriebsmotors (10) gesetzt wird.
11. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Spindelrotor des Schraubenspindelrotorpaares (16) als vollständige Rotationseinheit separat vormontiert sowie endgültig und abschließend gänzlich final gewuchtet wird.
12. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das äußere Fördergewinde des Schraubenspindelrotorpaares (16) eine geringe Steigung aufweist.
13. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 12
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flankensteigungswinkel für das zweigängige Fördergewinde des Schrauben- spindelrotorpaares (16) am Wälzkreis unter 20° liegt.
14. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
die Orientierung der Achsabstände von dem anzutreibenden rotorfesten Stirnzahnradpaar (1) als aR-Wert und dem Zusatz-Stirnzahnradpaar (3) als aM-Wert zueinander wahlweise in paralleler (Fig.1) oder schräger (Fig.5) oder sich kreuzender (Fig.6) Ausrichtung ausgeführt wird.
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