DE914886C - Kuehleinrichtung fuer mehrteilige Gehaeuse oder Laeufer, insbesondere von Drehkolbenmaschinen mit Schraubenraedern - Google Patents

Description

• Kühleinrichtung für mehrteilige Gehäuse oder Läufer, insbesondere von Drehkolbenmaschinen mit Schraubenrädern Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für mehrteilige Gehäuse oder Läufer, insbesondere von DTehkolbenmaschinen mit Schraubenrädern.
• Die Erfinder haben sich bereits früher mit der Aufgabe befaßt, Läufer von Drehkolbenmaschinen durch die Vereinigung .mehrerer axial nebeneinander angeordneter Scheiben herzustellen, die mit Kanälen für das Kühlmittel versehen sind. Bei diesem Zusammenbau werden durchgehende Kanäle gebildet, die von einem Ende des Läufers zum; anderen reichen. Diese Scheiben, die im allgemein-en mit einer zentralen Bohrung versehen sind und deren Äußeres die Form von Kämmen bzw. Nuten aufweist, können in der Mitte beispielsweise durch Schweißen oder Verschrauben miteinander verbunden sein, während ihre übrigen Teile sich ohne die Verwendung besonderer Verbindungen aufeinander abstützen. Es zeigte sich jedoch, daß sich die Scheiben solcher Läufer im Betrieb infolge von Wärmeausdehnungen verformen und Zwischenräume zwischen ihnen entstehen.
• Diese Erscheinung tritt allgemein bei zusammengesetzten Läufern oder Gehäusen auf, wie sie insbesondere bei Drehkolbenm.aschinen Anwendung finden. Sie wirkt sich schädlich aus;, gleichgültig ob es sich um ,einen Verdichter oder um eine Kraftmaschine handelt. Die zwischen den verschiedenen Scheiben entstehenden Spalten bewirken in jedem Fall einen Kühlmittelverlust. Wenn beispielsweise Preßluft als Kühlmittel benutzt wird, kann ein Teil der Kühlluft beim Durchströmen durch die Kühlkanäle aus dem Läufer entweichen und durch den Auslaß abströmen, ohne daß er wiedergewonnen werden könnte. Auf diese Weise ist die zur Verdichtung dieser entweichenden Luftmenge aufgewendete Arbeit ganz oder teilweise verloren, was den Wirkungsgrad der Maschine verschlechtert. Wenn andererseits das Förder- bzw. das Arbeitsmittel einen höheren Druck besitzt als die Kühlluft, wird es sich in den :entstandenen Spalten zwischen den Scheiben mit der Kühlluft mischen, was ebenfalls die Kühlung verschlechtert.
• Hauptaufgabe der Erfindung ist die Vermeidung all der Nachteile, die durch Leckverluste des Kühlmittels auftreten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine geschlossene, dichte Kühleinrichtung in dem aus einzelnen Teilen zusammengesetzten Gehäuse bzw. Läufer eingebaut ist. Wenn z. B. ein Läufer aus verschiedenen Scheiben zusammengesetzt wird, bilden die Bohrungen, Öffnungen od. dgl. dieser Scheiben beim Zusammen-. bau durchgehende Kühlkanäle. Diese Kühlkanäle sind mit besonderen Dichtungsmitteln versehen, z. B. mit Rohren, die in die Kühlkanäle eingezogen sind und ihre Wände berühren, !oder sie können aus Teilen bestehen, die aus einer Scheibe in die benachbarte hineinragen. Auf diese Weise wird auch der Verformung infolge von Wärmespannungen entgegengewirkt, die die Gefahr des Festlaufens oder Fressens mit sich bringt, und zwar dadurch, daß man schmale Zwischenräume wenigstens zwischen den Scheiben vorsieht, die großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.
• Beim Versuch, die Verformung solcher Läufer, die aus Scheiben durch Verschweißen am Umfang zusammengesetzt sind, zu verhindern, hat sich gezeigt, daß die Schweißung infolge der auftretenden Spannungen reißt. Die Steigung der Nuten bzw. Kämme, die durch die Zusammenfügung der Scheiben gebildet werden, wird durch die Verformung geändert. Der Verdrehungswinkel des antreibenden oder des getriebenen Läufers und die Form ihrer Kämme bzw. Nuten sind untereinander verschieden. Infolgedessen kann das erforderliche Spiel zwischen den Kämmen und Nuten der beiden Läufer nicht mit Sicherheit eingehalten werden, und die Läufer werden sich daher festlaufen oder festfressen. Außerdem werden die Dichtungsmittel infolge der Wärmedehnungen zerstört.
• Die Erfindung ist in folgendem unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer beschrieben. Die Zeichnung zeigt zwei zweckmäßige Ausführungsbeispiele für die Führung des Kühlmittels durch den Läufer einer Drehkolbenmaschine.
• In der Zeichnung ist Fig. i ein Längsschnitt durch .einen Läufer, bei dem die erfindungsgemäße Einrichtung angewandt ist, Fig. 2 ein Querschnitt durch einen solchen Läufer nach der Linie 11-1I der Fig. i, Fig.3 ein Querschnitt durch eine andere Ausführungsform nach der Linie 111-11I der Fig. 4, Fig.4 ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform eines .erfindungsgemäßen Läufers, bei dem der Läufer aus dünnen, mit Löchern versehenen Scheiben besteht und die aneinan:dergefügten Löcher in Längsrichtung des Läufers durchgehende Kühlkanäle bilden; Fig. 5, 6 und 7 zeigen Einzelheiten der Dichtungseinrichtung in den Läufern, wobei Fig. 5 und 6 Schnitte durch die Anordnung gemäß Fig.7 sind.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i und 2 der Zeichnung sind mit ro mehrere axial nebeneinander angeordnete, mit einer zentralen Bohrung 12 versehene Scheiben bezeichnet, die innen mit ineinandergreifenden Flanschen 14 versehen sind, welche beispielsweise bei 16 miteinander verschweißt sind. In den äußeren Teilen dieser Scheiben io, die die Kämme 18 bzw. die Nuten 2o bilden, sind durchgehende Löcher 22 angebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Löcher überwiegend in der Nähe des äußeren Umfanges der Kämme angeordnet. Gemäß der Erfindung sind Rohre 24 in die durch die Löcher 22 reim Zusammnenbau der Scheiben io gebildeten Kanäle eingesetzt. Diese Rohre berühren die Wände der Kanäle, reichen durch sämtliche Scheiben io hindurch und sind in derselben Weise, wie z. B. die Rohre in Kesselstirnwänden, in die Endscheiben 26, 28 eingewalzt. Auf diese Weise werden völlig dichte Kühlkanäle zwischen dem Einlaß 30 und dem Auslaß 32 für das Kühlmittel im Läufer erhalten. Eine solche Anordnung bietet die sichere Gewähr für die Vermeidung von Leckverlusten zwischen den Scheiben und durch undichte Stellen im Material. Die durch diese Kühlkanäle strömende Preßluft ist daher in zuverlässiger Weise gegen ein Entweichen durch die Zwischenräume 34 zwischen den Scheiben gesichert. Auf die Endscheiben 26, 28 sind Stirnscheiben, 40, 42 geschweißt, die mit Ein-und Auslaßkammern 36 bzw. 38 versehen sind. Diese Stirnscheiben bilden gleichzeitig die Endteile der Kämme 18. Sie sind mit den zentralen, als Wellenzapfen des Läufers dienenden Teilen 72, 74 verschweißt.
• Bei dem abgeänderten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 ist der Läufer aus einer großen Anzahl dünner Scheiben 46 zusammengesetzt, in die die Löcher 22 gestanzt sind. Beim Zusammenbau der Scheiben bilden diese Löcher Kanäle für die Durchführung des Kühlmittels durch die Kämme 44 des Läufers. Die Scheiben 46 sind mittels durchgehender Bolzen 48 zusammengehalten, die im mittleren Teil der Scheiben angeordnet sind. An ihrem Ende können diese Bolzen vernietet oder mit Schraubenmuttern versehen sein. In ähnlicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind Rohre 24 durch die von den Löchern 22 in den Scheiben 46 gebildeten Kanäle gezogen, wobei die Rohre an ihren Enden dicht mit den Endscheiben 5o, 52 verbunden sind. Auf diese Endscheiben sind Stirn; scheiben 40, 42 für das Kühlmittel geschweißt.
• Damit das Arbeitsmittel nicht in den Raum zwischen zwei Scheiben eindringen kann, sind gemäß der Erfindung im wesentlichen radial verlaufende Aussparungen 54, 56 in den einander gegenüberliegenden Seitenflächen zweier benachbarter Scheiben vorgesehen (Fig. 5 bis 7). In diese Aussparungen ist ein scheibenförmiger Körper 58 eingesetzt, der wenigstens in axialer Richtung eine gewisse Beweglichkeit aufweist und an seinem inneren Ende mit einem hakenförmigen Vorsprung 6o versehen ist, der in eine Aussparung 62 in der Aussparungg 54 eingreift. An Stelle dieser Dichtungsvorrichtung kann eine von zwei benachbarten Scheiben mit einem im wesentlichen radial angeordneten flanschartigen Vorsprung 64 versehen sein, der in eine entsprechende Aussparung 66 der anderen Scheibe hineinragen kann. Zwischen dem Boden dieser Aussparung und der Endkante des Vorsprungs ist ein Spiel vorgesehen, das wenigstens so groß ist, wie das Spiel zwischen den Scheiben. Um die Kühlwirkung für die Einlaß- bzw. Auslaßkammern 36, 38 zu erhöhen, sind die Stirnscheiben 40, 42 mit inneren Flanschen 68, 70 versehen.
• Die Erfindung ist naturgemäß nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Rahmens der Erfindung abgeändert werden. Beispielsweise können bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i die Platten mittels durchgehender Bolzen zusammengehalten werden, statt die einzelnen Platten untereinander zu verschweißen.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kühleinrichtung für .ein aus mehreren Teilen bestehendes Gehäuse oder einen Läufer, insbesondere von Drehkolbenmaschinen mit Schraubenrädern, z. B. für einen Läufer von Drehkolbenverdichtern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (36, 30, 32, 38) innerhalb des aus einzelnen Teilen (i o, 46) zusammengesetzten Läufers oder Gehäuses in sich geschlossen ausgebildet ist.
2. 2. Kühleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß in den aus Scheiben (1o, 46) bestehenden Teilen des zu kühlenden Läufers Löcher (22) vorgesehen sind, die beim Zusammenfügen derselben durchlaufende Kühlkanäle bilden, die mit Dichtungsmitteln versehen sind.
3. 3. Kühleinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel aus durchgehenden Rohren (24) bestehen, die in die Kühlkanäle eingezogen sind und an deren Wänden anliegen.
4. 4. Kühleinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel aus Flanschen (14) bestehen, die aus einer Scheibe in die benachbarte hineinragen und so die Trennfuge überbrücken.
5. 5. Kühleinrichtung nach Anspruch i bis ¢ in Läufern oder Gehäusen, die mit einem heißen Arbeitsmittel beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle möglichst nahe an den Flächen angeordnet sind, die von dem heißen Arbeitsmittel berührt werden.
6. 6. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben (io, 46) Dehnungsfugen wenigstens an den Stellen vorgesehen sind, die hohen Temperaturschwankungen unterliegen.
7. 7. Kühleinrichtung nach Anspruch i bis 6, insbesondere für Läufer, deren Arbeitskammern durch Kämme (18) begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den D@ehnun.gsfugen der Scheiben (10, 46) Dichtkörper (58, 64) vorgesehen sind, die ein Eindringen des Arbeitsmittels in der Umfangsrichtung verhindern. B.
8. Kühleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkörper aus scheibenförmigen, in den Dehnungsfugen zweier benachbarter Scheiben angeordneten Körpern (58) bestehen.
9. 9. Kühleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine von zwei benachbarten Scheiben mit einem im wesentlichen radial gerichteten flanschartigen Vorsprung (64) versehen ist, der in eine entsprechende Aussparung (66) der benachbarten Scheibe eingreift, wobei zwischen dem Boden der Aussparung und der Endkante des Vorsprungs ein Spielraum vorhanden ist, der mindestens so groß ist, wie der Spielraum zwischen den beiden benachbarten Scheiben (Fig.6). io. Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere in einem aus mehreren Scheiben zusammengesetzten Läufer von Verdichtern, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Endscheiben (26, 28, 50, 52) eines mit Kühlkanälen versehenen Läufers Stirnscheiben (40, 42) vorgesehen sind, die durch Schweißen und/oder in anderer Weise an den Endscheiben befestigt sind und als Stirnwände von Einlaß- bzw. Auslaßkammern (36, 38) für das Kühlmittel dienen und gleichzeitig die Endteile der auf dem Läufer vorgesehenen Kämme (18) bilden. i i. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche i bis i o, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer aus verhältnismäßig dünnen Scheiben (46) besteht. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 161038, 675264, 69664o.