DE69623797T2

DE69623797T2 - Antriebsstrang mit zweiteiliger kupplung

Info

Publication number: DE69623797T2
Application number: DE69623797T
Authority: DE
Inventors: Arnold Englund
Original assignee: LYSHOLM TECHNOLOGIES STOCKH AB
Current assignee: LYSHOLM TECHNOLOGIES STOCKH AB
Priority date: 1995-10-23
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: KR19990066976A; KR100430126B1; SE9503718L; EP0857254B1; JP2001519864A; SE9503718D0; JP4041537B2; WO1997015759A1; EP0857254A1; SE506513C2; DE69623797D1; AU7355296A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Kraftübertragung, die eine zweiteilige Kupplungsanordnung der im Oberbegriff des beigefügten Patentanspruches 1 ausgeführten Art aufweist.

Hintergrundinformation

Eine Kraftübertragung besitzt eine zweiteilige Kupplungsanordnung, die üblicherweise sehr raumgreifend im Verhältnis zu der Größe des Schraubenverdichters ist, mit welchem die Kraftübertragung zusammenarbeiten soll. Dies trifft insbesondere in dem Fall zu, in welchem die Kraftübertragung dazu vorgesehen ist, einen Lader einer Verbrennungskraftmaschine anzutreiben. In den meisten Fällen wird eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung verwendet, die leicht in die Kraftübertragung einzubauen ist. Eine solche Kupplungsvorrichtung ist jedoch im Falle des häufigen Schließens und Trennens der Kupplungsvorrichtung nicht geeignet. Daher wird eine mechanische Kupplungsvorrichtung bevorzugt. Ein Nachteil einer mechanischen Kupplungsvorrichtung besteht darin, daß ein vergleichsweise hoher Kupplungsdruck erforderlich ist, was zu Problemen mit den Lagervorrichtungen führt.
Eine Kupplungsvorrichtung dieser Art ist in der US-A 4,226,319 gezeigt.
Ein Nachteil bei der in der US-A 4,226,319 gezeigten Konstruktion besteht darin, daß die Gesamtlänge der Kupplungsvorrichtung vergleichsweise lang wird, unter anderem abhängig von der Tatsache, daß ein schweres Axiallager, das einen großen axialen Raum erfordert, den großen axialen Druckkräften von der Druckplatte der Kupplungsvorrichtung widerstehen muß. Eine große Gesamtlänge macht die Integration der Kraftübertragung in den Schraubenverdichter schwierig und zieht erhöhte mechanische Belastungen nach sich.
Eine weitere Kupplungsvorrichtung dieser Art ist in der WO 95/11385 gezeigt. Dieses Dokument beschreibt eine Vorrichtung zum Verbinden einer Schraubenrotormaschine mit zwei Rotoren, die drehbar in einem Gehäuse gelagert sind, mit einer äußeren antreibenden oder angetriebenen Riemenscheibe, wobei ein Ende jedes Rotors einen aus dem Gehäuse hervorstehenden Wellenzapfen aufweist. Eine Riemenscheibe ist an dem Wellenzapfen angebracht, um den Rotor mittels eines Riemens mit der äußeren Riemenscheibe zu koppeln. Die an dem Rotor, der mit der niedrigeren Drehzahl läuft, angebrachte Riemenscheibe ist an ihrem Wellenzapfen über eine schließ- und trennbare Kupplung verbunden.

Zielsetzungen und Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kraftübertragung zu schaffen, die eine zweiteilige Kupplungsanordnung besitzt, mit welcher die oben erwähnten Nachteile vermieden werden und die weiterhin besonders unkompliziert an dem Schraubenverdichter zu montieren ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kraftübertragung die in Anspruch 1 ausgeführten Eigenschaften besitzt. Die Axialkräfte der Kupplungsvorrichtung sind so beschaffen, daß sie in einer praktischen Weise von einem Lager zum Lagern der angetriebenen Eingangswelle des Schraubenverdichters aufgenommen werden, das derart gestaltet ist, daß es auch der zusätzlichen Axialkraft der Kupplungsvorrichtung widersteht. Dadurch wird ein separates, raumgreifendes Axiallager für die Kupplungsvorrichtung vermieden.
Eine Scheibenkupplung der in dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches ausgeführten Ausgestaltung wird geeigneterweise als Kupplungsvorrichtung verwendet, die, falls die Antriebsvorrichtung, beispielsweise eine Riemenscheibe, mit dem angebrachten Kupplungsteil in einem Stirnwandteil des Schraubenverdichters gelagert ist, ein Entfernen dieser Teile zusammen mit dem Stirnwandteil von dem Schraubenverdichter infolge der Tatsache erlaubt, daß die beiden Teile der Kupplungsvorrichtung demontierbar sind.
Insbesondere bei einem Schraubenverdichter, der erfindungsgemäß mit synchronisierenden Rädern und möglicherweise begleitenden Lagern versehen ist, ist der Raum für eine Kupplungsvorrichtung in der Radialrichtung sehr begrenzt. Es ist daher von Vorteil, bei einer Ausführungsform nach Anspruch 1 die Axialbolzen zum Anordnen von Rückstellfedern zu nutzen, die zwischen den Kupplungsteilen wirken, wie in den Ansprüchen 2 oder 3 ausgeführt.
Zum Betätigen der Druckplatte der Kupplungsvorrichtung wird diese geeigneterweise durch einen hydraulisch oder pneumatisch gesteuerter Ringkolben bewegt, wie in Anspruch 4 oder 5 ausgeführt. Die Kraftübertragung ist insbesondere zum Antreiben eines mechanischen Laders für eine Verbrennungskraftmaschine geeignet, in welchem Fall das Druckfluid aus Öl besteht, geeigneterweise aus dem Druckölsystem der Maschine.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Kraftübertragung zeigen, die bei einem kleinen Schraubenverdichter zur Verwendung als Lader bei Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt wird. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Teils des Verdichters mit begleitender Kraftübertragung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kupplungsvorrichtung und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Verdichters aus Fig. 1, der jedoch eine alternative Ausführungsform der Kraftübertragung zeigt.

Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die Abbildung zeigt einen Schraubenverdichter 1 mit einem Rotorgehäuse 2, an dessen einem Ende eine Stirnwand 3 befestigt ist. In der Stirnwand 3 und der entgegengesetzten Stirnwand 4 sind ein männlicher Rotor 5 und ein weiblicher Rotor 6 drehbar gelagert.
Der Verdichter wird durch eine Eingangswelle 7 angetrieben, die an einem synchronisierenden Zahnrad 8 festgelegt ist und einen Teil der Welle 9 des weiblichen Rotors 6 bildet. Das synchronisierende Zahnrad des männlichen Rotors ist mit 10 bezeichnet und an der Welle 11 des männlichen Rotors festgelegt.
Ein Stirnwandteil 12 ist an der Stirnwand 3 befestigt und bildet eine Kappe, in welcher Kupplungsmittel 13 durch zwei Lager 14 und 15 gelagert sind. Die Kupplungsmittel 13 besitzen zwei Hauptteile: einen Teil 16, der in das synchronisierende Zahnrad 8 integriert ist, und einen Teil 18, der sich durch den Stirnwandteil 12 heraus erstreckt und an einer Riemenscheibe 19 befestigt ist.
Der Kupplungsteil 16 ist wie üblich mit Ringscheiben 20 versehen, die zwischen entsprechenden Scheiben 21 des Kupplungsteils 18 angeordnet sind. Eine Anzahl von Druckfedern 22 sind bestrebt, die Kupplungsteile und entsprechend die Scheiben 20, 21 voneinander getrennt zu halten.
Eine Zylinderkammer 23 ist in dem Stirnwandteil 12 ausgebildet, in welcher Kammer ein Ringkolben 24 axial verschieblich gelagert ist. Ein Druckfluidkanal erstreckt sich durch die Wandung des Stirnwandteils 12 zu der Zylinderkammer 23. Ein Axiallager 27 ist zwischen dem Ringkolben 24 und einer Druckplatte 26 positioniert, die bei einer äußeren Scheibe 20 angeordnet ist.
Bei einer Zufuhr von Druckfluid mit einem erforderlichen Druck zu der Zylinderkammer 23 wird der Ringkolben 24 in Richtung des Axiallagers 27 verlagert, welches wiederum um ein kurzes Wegstück verlagert wird und die Druckplatte 26 gegen die Scheiben 20, 21 drückt, die in einer an sich bekannten Weise zusammengedrückt werden und eine starre Verbindung zwischen den Kupplungsteilen 18 und 16 herstellen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt der Kupplungsteil 16 sechs Fortsätze 28, die sich axial weg von dem Zahnrad mit zwischenliegenden Räumen 29 erstrecken. In den Fortsätzen 28 sind Axialbohrungen 30 hergestellt, in welchen die Druckfedern 22 angeordnet sind, die gegen den Umfang der Druckplatte 26 drücken. Vorsprünge 31 an den Scheiben 20 ragen in die Zwischenräume 29 und verhindern, daß die Scheiben 20 sich mit Bezug auf das Kupplungsteil 16 drehen, jedoch axial beweglich mit Bezug auf das Kupplungsteil sind.
Die Scheiben 21 werden durch eine Keilwellenverbindung 32 daran gehindert, sich mit Bezug auf das Kupplungsteil 18 zu drehen, dessen dem Zahnrad 8 zugewandter innerer Teil durch ein Nadellager 33 in einer Ausnehmung 34 in der Mitte des Zahnrades 8 gelagert ist.
Bei einer Zufuhr von Druckfluid zu der Zylinderkammer 23 über den Kanal 25, der, falls der Verdichter ein Lader für eine Verbrennungskraftmaschine ist, geeigneterweise über eine nicht gezeigte Ventilvorrichtung an das Druckölsystem der Maschine angeschlossen ist, wird der Ringkolben 24 gegen das Axiallager 27 gedrückt, das um ein kurzes Wegstück verlagert wird und die Druckplatte 26 gegen die Scheiben 20, 21 drückt. Dadurch wird das Zahnrad 8 gegen das Lager 15 des Rotors 6 gedrückt, das derart dimensioniert ist, daß es nicht nur den Radialkräften von dem Rotor, sondern auch den Axialkräften von den Kupplungsmitteln 13 widersteht. Diese Anordnung reduziert gemeinsam mit dem Lagern des inneren Endes des Kupplungsteils 18 in der Ausnehmung 34 in der Mitte des Zahnrades 8 die Gesamtlänge der Kraftübertragung beträchtlich.
Bei Verdichtern mit kleinen Rotor- und Synchronisationszahnraddurchmessern bestehen Probleme mit dem radialen Raum für die Kupplungsmittel 13. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Fortsätze 28 und Federn 22 zu modifizieren, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Fortsätze sind wesentlich dünner ausgeführt und die Bohrungen 35 für die Federn 22 sind in der Druckplatte 26 hergestellt. Die vorstehenden Enden der Federn 22 sind durch Stifte 36 fixiert, die in Feinbohrungen 37 in den Fortsätzen 28 eingefügt sind.

Claims

1. Kraftübertragung mit einer zweiteiligen Kupplungsanordnung (13), die einen Schraubenverdichter (1, 2, 3) mit zwei synchronisierenden Zahnrädern (8, 10), die an einer Stirnwand (3) des Verdichtergehäuses (2) gelagert sind, mit Antriebsmitteln verbindet, wobei eine von dem Verdichtergehäuse (2) weg weisende Stirnfläche eines der beiden synchronisierenden Zahnräder (8) ein einstückig mit diesem ausgebildetes Teil (16) umfaßt, das einen ersten Teil der zweiteiligen Kupplungsanordnung (13) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiteilige Kupplungsanordnung (13) eine Scheibenkupplung aufweist, die mit einer Mehrzahl Scheiben (20) versehen ist, die radiale Vorsprünge (31) über ihren Umfang aufweisen, die zwischen Axialfortsätze (28) vorstehen, die am Umfang eines der beiden synchronisierenden Zahnräder (8) angeordnet sind, und die Axialfortsätze (28) von dem ersten Teil (16) der zweiteiligen Kupplungsanordnung (13) umfaßt sind.

2. Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin axial ausgerichtete Rückstellfedern (22) aufweist, die in Vertiefungen (30) in wenigstens einigen der Axialfortsätze (28) angeordnet sind und gegen entgegengesetzte Teile des Umfangs einer Druckplatte (26) wirken.

3. Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin axial ausgerichtete Rückstellfedern (22) aufweist, die in Bohrungen (35) im Umfang einer Druckplatte (26) angeordnet sind und gegen wenigstens einige der Axialfortsätze (28) wirken, wobei ein Ende jeder Rückstellfeder an einem Fortsatz angebracht und durch einen Axialstift (36) geführt ist, dessen eines Ende in eine Axialbohrung (37) in dem Fortsatz und dessen anderes Ende in die Mitte der Rückstellfeder (22) eingefügt ist.

4. Kraftübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (26) über ein Axiallager durch einen Ringkolben (24) betätigbar ist, der unter dem Einfluß eines Druckfluids in einer Zylinderkammer (23) axial beweglich ist, die in einem Stirnwandbereich (12) angeordnet ist, der sich an dem Schraubenverdichtergehäuse (2) befindet.

5. Kraftübertragung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (26) über ein Axiallager durch einen Ringkolben (24) betätigbar ist, der unter dem Einfluß eines Druckfluids in einer Zylinderkammer (23) axial beweglich ist, die in einem Stirnwandbereich (12) angeordnet ist, der sich an dem Schraubenverdichtergehäuse (2) befindet.

6. Kraftübertragung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckfluid aus Öl besteht.