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Dokumentenidentifikation DE19812976C2 04.05.2000
Titel Flüssigkeitsringverdichter
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Fischer, Peter, 90449 Nürnberg, DE;
Siebenwurst, Robert, Dipl.-Ing. (FH), 90471 Nürnberg, DE;
Bross, Jürgen, Dipl.-Ing. (FH), 90473 Nürnberg, DE;
Hahm, Ottmar, Dipl.-Ing. (FH), 90461 Nürnberg, DE;
Dittmar, Rudi, Dr.sc.techn., 98590 Eckardts, DE
DE-Anmeldedatum 24.03.1998
DE-Aktenzeichen 19812976
Offenlegungstag 30.09.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.05.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.05.2000
IPC-Hauptklasse F04C 19/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsringverdichter mit mindestens einer Antriebswelle, einem Arbeitsraumgehäuse mit einem darin umlaufenden, auf der Antriebswelle befindlichen Laufrad und einer Steuerscheibe.

Bei den bisher bekannten Flüssigkeitsringverdichtern, die in der EP 0 517 277 A1 und der EP 0 645 521 A1 beschrieben sind, handelt es sich jeweils um ein einseitig fliegend gelagertes Laufrad, bei dem die Spalteinstellung und die axiale Befestigung durch eine Spezialschraube erfolgt. Diese Spalteinstellungen gestalten sich bei Montage und Reparaturarbeiten als sehr zeitaufwendig und kompliziert.

Ausgehend davon, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die zeitaufwendige Axialspalteinstellung des Laufrades im Gehäuse sowohl bei der Montage als auch bei Wartungs- und Reparaturarbeiten zu vereinfachen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, daß das Laufrad auf der Antriebswelle und innerhalb des Arbeitsraumgehäuses axial frei beweglich ist und daß wenigstens auf der Laufradstirnseite und auf dem ihr gegenüberliegenden Teil der Steuerscheibe gleichnamige Magnetpole einander zugeordnet sind. Durch die axiale, frei bewegliche Laufradbefestigung wird insbesondere der Montagezeitaufwand des Laufrades auch bei Wartungsarbeiten auf ein Minimum reduziert, da keine Spalteinstellung mehr vorgenommen werden muß, sondern sich diese im Betrieb der Flüssigkeitsringpumpe konstruktionsbedingt selbst ergibt. Gleichnamige Magnetpole in der Laufradstirnseite und auf oder in dem ihr gegenüber liegenden Teil der Steuerscheibe verhindern eine Berührung von Laufradstirnseite und Steuerscheibe und tragen so außerdem zur Spalteinstellung bei. Damit wird eine Berührung von Laufradstirnseite und Steuerscheibe, sowohl im Stillstand als auch im Betrieb, aufgrund der abstoßenden Kräfte gleichnamiger Magnetpole verhindert. Die Magnete sind in Vertiefungen der Laufradstirnseite und der Steuerscheibe plaziert. Die Vertiefungen können als axial durchgehende Öffnungen oder sacklochartige Ausnehmungen ausgeführt sein. Die Fixierung der Magnete kann durch eine erhärtende Masse erfolgen, die den Gasen und Flüssigkeiten im Betrieb standhält. Die Anordnung der Magnetpole muß so gewählt werden, daß "rastmomentähnliche" Drehmomentverläufe des Laufrades vermieden werden. Dabei müssen die Kräfteverhältnisse derart ausgebildet sein, daß die magnetischen Kräfte größer oder gleich der Summe der achsparallelen hydrodynamischen Kräfte während des Betriebs des Flüssigkeitsringverdichters in Richtung Steuerscheibe sind.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt auch dadurch, daß das Laufrad auf der Antriebswelle und innerhalb des Gehäuses axial frei beweglich ist und daß die Antriebswelle eine Wellenschulter aufweist, die gegenüber der dem Laufrad zugewandten Seite der Steuerscheibe axial vorsteht. Damit wird ebenfalls eine Berührung zwischen Laufradstirnseite und Steuerscheibe verhindert.

Diese Ausführung der Erfindung ist besonders fertigungstechnisch einfach herzustellen und vermeidet ebenso wie die oben beschriebene Lösung eine Berührung von Laufradstirnseite und Steuerscheibe.

Eine axial frei bewegliche Lagerung des Laufrades auf der Antriebswelle wird in einer bevorzugten Ausführungsform durch Polygon-, Paßfederverbindungen oder andere bekannte Welle- Nabe-Verbindungen realisiert.

Die beschriebenen Mittel zur Vermeidung der Berührung zwischen Laufradstirnseite und Steuerscheibe sind insbesondere für Laufrader mit konischer Nabe vorzusehen, da dort die achsparallele hydrodynamische Kraft in Richtung Steuerscheibe besonders ausgeprägt ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Antriebswelle durch ein Axiallager axial gesichert, dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Antriebswelle nicht die axiale Verlängerung der Motorwelle bildet, also der Antrieb des Flüssigkeitsringverdichters über einen Riemen erfolgt.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt einen Flüssigkeitsringverdichter 1 mit einem auf einer Antriebswelle 2 einer nicht dargestellten Antriebseinheit befindlichen Laufrad 3, dessen Laufradnabe 4 und einer Wellendichtungsvorrichtung 5. Die Antriebskräfte der Antriebswelle 2 werden durch eine Paßfederverbindung 6 über die Laufradnabe 4 auf das Laufrad 3 übertragen. Eine axiale Sicherung der Antriebswelle 2 ist nicht vorgesehen, da bei derartigen Flüssigkeitsringverdichtern 1 die axiale Sicherung durch Lager der Antriebseinheit erfolgt. Eine Steuerscheibe 7 zeigt Druck- 8 und Saugöffnungen 9, die in einen Pumpendeckel 10 münden. Die nicht explizit dargestellten Druck- bzw. Saugräume sind voneinander getrennt und münden jeweils in ihren Druck- bzw. Saugstutzen. Das Laufrad 3 wird von einem schematisch dargestellten Gehäuse 11 umgeben. Zwischen Steuerscheibe 7 und Laufrad 3, als auch zwischen Gehäuse 11 und Laufrad 3 befinden sich Spalte S1 und S2. Diese Spalte stellen sich konstruktionsbedingt bei Betrieb dieses Flüssigkeitsringverdichter 1 aufgrund der hydrodynamischen Druckverhältnisse des Flüssigkeitsrings selbständig ein. Eine Berührung der Laufradstirnseite 12 mit der Steuerscheibe 7 wird aufgrund einer gegenüber der Steuerscheibe 7 axial vorstehenden mitdrehenden Wellenschulter 13 vermieden.

Die beschriebenen Mittel zur Vermeidung der Berührung von Laufradstirnseite 12 und Steuerscheibe 7 ist speziell für Flüssigkeitsringverdichter 1 mit konischer Nabe 4 des Laufrades 3 vorteilhaft, da die hydrodynamische Kraft FAXDYN aufgrund der konischen Nabe 4 des Laufrades 3 im Betrieb in Richtung Steuerscheibe 7 sehr stark ausgeprägt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Flüssigkeitsringverdichter (1) mit:
    1. a) mindestens einer Antriebswelle (2),
    2. b) einem Gehäuse (11) mit einem darin umlaufenden, auf der Antriebswelle (2) befindlichen Laufrad (3),
    3. c) einer Steuerscheibe (7),
    dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) auf der Antriebswelle (2) und innerhalb des Gehäuses (11) axial frei beweglich ist und daß wenigstens auf der Laufradstirnseite (12) und auf dem ihr gegenüberliegenden Teil der Steuerscheibe (7) gleichnamige Magnetpole einander zugeordnet sind.
  2. 2. Flüssigkeitsringverdichter (1) mit:
    1. a) mindestens einer Antriebswelle (2),
    2. b) einem Gehäuse (11) mit einem darin umlaufenden, auf der Antriebswelle (2) befindlichen Laufrad (3),
    3. c) einer Steuerscheibe (7),
    dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) auf der Antriebswelle (2) und innerhalb des Gehäuses (11) axial frei beweglich ist und daß die Antriebswelle (2) eine Wellenschulter (13) aufweist, die gegenüber der dem Laufrad zugewandten Seite der Steuerscheibe (7) axial vorsteht.
  3. 3. Flüssigkeitsringverdichter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) durch eine Polygon- oder Paßfeder-Verbindung mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.
  4. 4. Flüssigkeitsringverdichter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) eine konische Nabe (4) aufweist.
  5. 5. Flüssigkeitsringverdichter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) in an sich bekannter Weise axial gesichert ist.






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