DE3019642C2 - Rotationskolbenmaschine - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 geschilderten Art. Eine solche Maschine ist als Gasverdichter, Gasexpansionsmaschine oder Flüssigkeitspumpe zur Druckerhöhung von Luft, Gas oder einem Kühlmittel einsetzbar.
• Eine derartige Rotationskolbenmaschine betrifft die nicht vorveröffentlichte ältere Patentanmeldung gemäß der DE-OS 30 13 785. Obwohl mit der Ausführung nach der älteren Anmeldung eine örtliche Konzentration der zwischen dem umlaufenden und dem ortsfesten Spiralelement erzeugten axialen Druckkraft verhindert und damit eine gleichmäßige Axialdruckverteilung über sämtliche Kontaktflächen der Spiralelemente sichergestellt wird, hat sich herausgestellt, daß ein Kippen des umlaufenden Spiralelements und eine Leckage zwischen den Räumen mit unterschiedlichem Druck eintreten kann.
• Der Druck des zwischen den Spiralelementen eingeschlossenen Fluids kann zur Erzeugung einer Kraft führen, die dazu tendiert, die beiden Spiralelemente in axialer Richtung voneinander wegzudrücken bzw. zu kippen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein Kippen des umlaufenden Spiralelements und eine Leckage zwischen den Räumen mit unterschiedlichem Druck weitgehend verhindert wird.
• Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Merkmal. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Ausbildungen.
• Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird ein Kippen des umlaufenden Spiralelements wirksam verhindert. Infolgedessen wird eine Leckage zwischen den Räumen mit unterschiedlichem Druck weitgehend vermieden.
• Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Rotationskolbenmaschine und
• Fig. 2 in größerem Maßstab die Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Axialdrucklagers.
• Der Grundaufbau einer Rotationskolbenmaschine ist für einen Verdichter, eine Expansionsmaschine bzw. eine Pumpe im wesentlichen derselbe, so daß nachstehend beispielsweise ein Verdichter erläutert wird.
• Ein ortsfestes Spiralelement 3 besteht aus einer scheibenförmigen Endplatte 1 und Spiralhüllen 2 von der Form einer Evolventenkurve oder dgl. mit gleichmäßiger Dicke t und gleicher Höhe h, die von der Endplatte 1 aufrecht wegverlaufen. Das ortsfeste Spiralelement 3 weist in der Mitte einen Auslaß 8 und an seinem äußeren Teil einen Einlaß 9 auf.
• Das ortsfeste Spiralelement 3 umfaßt mehrere, z. B. sechs, Ölzufuhrkanäle 10 (10 a, 10 b, 10 c . . .) und sechs Öltaschen 13 (13 a, 13 b, 13 c . . .), die umfangsmäßig gleichwinklig und gleichbeabstandet von der Mitte Os des Spiralelements 3 angeordnet sind. Die Öltaschen 13 sind so angeordnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Öltaschen gleich oder kleiner als die doppelte Strecke &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KOs¤Om°k&udf53;lu&udf54; ist, wobei Om die Mitte des umlaufenden Spiralelements 6 mit seinen Spiralhüllen 5 ist. Untereinander sind die Öltaschen 13 durch Kanäle 30 verbunden, die eine Drosselfunktion ausüben.
• Die Ölzufuhrkanäle 10 sind über Drosselorgane 11 (11 a, 11 b, 11 c . . .) mit einer gemeinsamen Ölzufuhrleitung 12 verbunden, die ihrerseits an eine Ölförderpumpe angeschlossen ist.
• Schmiermittel unter Druck wird durch die Ölzufuhrleitung 12 zu den Drosselorganen 11 a, 11 b, 11 c . . . geleitet. Nach Durchströmen der Drosselorgane 11 gelangt das Schmiermittel durch die Zufuhrleitungen 10 a, 10 b, 10 c . . . in die Taschen 13 a, 13 b, 13 c . . ., so daß diese mit dem Schmiermittel ausgefüllt werden. Das in den Taschen 13 enthaltene Öl wird von den Drosselorganen 11 daran gehindert, aus den Taschen zurück zum Ölvorrat zu strömen, und die einseitige Druckkraft beaufschlagt das umlaufende Spiralelement 6. Somit wird in derjenigen Tasche 13, die in einem von der Druckkraft beaufschlagten Bereich liegt, ein Hydraulikdruck entsprechend der einseitigen Druckkraft erzeugt. Der so erzeugte Hydraulikdruck hält sich im Gleichgewicht mit der gesamten oder einem Teil der einseitigen Druckkraft und wirkt dieser entgegen.
• Jedes Drosselorgan 11 kann auch durch ein Absperrorgan ersetzt werden.

Claims (3)

1. Rotationskolbenmaschine,
mit einem gehäusefesten und an einem umlaufenden Spiralelement, deren jedes eine Endplatte und eine von einer Oberfläche derselben gerade wegverlaufende spiralförmige Umhüllung aufweist, die aufeinander zu einwärts verlaufen und ineinandergreifen, wobei zwischen den Spiralelementen Arbeitskammern gebildet werden,
mit einem Rotationssperrelement, das zwischen dem umlaufenden Spiralelement und einem gehäusefesten Maschinenteil angeordnet ist und eine Rotation des umlaufenden Spiralelements um seine Achse verhindert,
mit einer Kurbelwelle, die am Gehäuse um eine Achse drehbar gelagert ist, die mit der Achse des gehäusefesten Spiralelements zusammenfällt, wobei die Kurbelwelle einen Kurbelzapfen hat, der an einer von der Kurbelwellenachse um einen Betrag beabstandeten Stelle liegt, der gleich dem Radius der Kreisbewegung des umlaufenden Spiralelements ist, wobei der Kurbelzapfen eine Kraftübertragung zwischen dem umlaufenden Spiralelement und der Kurbelwelle aufweist,
mit einem Axialdrucklager, das durch eine Mehrzahl von in der Endplatte eines der Spiralelemente vorhandenen, in Umfangsrichtung beabstandeten Taschen gebildet wird, in denen eine Flüssigkeit einschließbar ist, wobei von einer Druckflüssigkeitsversorgung zu jeder Tasche axradial verlaufende Flüssigkeitszufuhrkanäle führen, die mit axial verlaufenden Zufuhrmitteln in die Taschen einmünden, und wobei die Flüssigkeitszufuhr durch die Zufuhrmittel zu jeder Tasche intermittierend und in gleichbleibender Folge stattfindet, in der Weise, daß Flüssigkeit einer oder mehreren von ausgewählten Taschen zugeführt wird, während die Verbindung zu anderen als den ausgewählten Taschen unterbrochen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Zufuhrkanälen (10) Drosselorgane (11) angeordnet sind.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Taschen (13) in zwei Reihen angeordnet sind und
daß die Taschen (13) durch Kanäle (30) untereinander verbunden sind, die eine Drosselfunktion ausüben.

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drosselfunktion ausübenden Kanäle (30) jeweils eine mittlere Tasche (z. B. 13 b) mit den benachbarten Taschen (z. B. 13 a, 13 c) verbinden, wobei die mittlere Tasche (13 b) mit dem Zufuhrkanal (10) verbunden ist.