DE102013210497A1

DE102013210497A1 - geared compressors

Info

Publication number: DE102013210497A1
Application number: DE102013210497.9A
Authority: DE
Inventors: Axel Spanel; Jan Weule
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2014-12-11
Also published as: WO2014195390A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Getriebeverdichter (GTV) umfassend ein Getriebegehäuse (CAS), in dem ein Getriebe (GTR) angeordnet ist, – wobei das Getriebegehäuse (CAS) eine Teilfuge (TF) aufweist, welche Teilfuge das Getriebegehäuse (CAS) in ein erstes Teilgehäuse (TG1) und ein zweites Teilgehäuse (TG2) aufteilt, – wobei die Teilfuge (TF) sich in einer Ebene (PL) erstreckt, – wobei das Getriebe (GTR) mehrere Wellen (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) aufweist, die sich von einer ersten Seite (S1) des Getriebegehäuses (CAS) zu einer zweiten Seite (S2) des Getriebegehäuses (CAS) axial erstrecken, – wobei zumindest einige dieser Wellen (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) mindestens ein Zahnrad (W) umfassen, – wobei mindestens eine erste Welle (SH1) sich entlang einer ersten Achse (X1) erstreckt und von einem Inneren (IN) des Getriebegehäuses (CAS) mit einem axialen erstseitigen Ende der ersten Welle (E11, SH1) nach außen geführt ist, – wobei das axiale erstseitige Ende der ersten Welle (E11, SH1) ein Flanschende (FE) aufweist, derart, dass an das axiale erstseitige Ende der ersten Welle (E11, SH1) eine An-/oder Abtriebswelle (DS) anbringbar ist. Zur Verbesserung der Flexibilität der Ausführung wird vorgeschlagen, dass die erste Achse (X1) nicht in der Ebene (PL) der Teilfuge (TF) angeordnet ist.The invention relates to a gear compressor (GTV) comprising a gear housing (CAS) in which a gear (GTR) is arranged, - the gear housing (CAS) having a joint (TF), which joint the gear housing (CAS) into a first part of the housing (TG1) and a second partial housing (TG2) divides, - the parting line (TF) extending in one plane (PL), - the gear (GTR) having several shafts (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5), which extend axially from a first side (S1) of the gear housing (CAS) to a second side (S2) of the gear housing (CAS), - at least some of these shafts (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) having at least one gearwheel ( W), - wherein at least one first shaft (SH1) extends along a first axis (X1) and is guided to the outside from an interior (IN) of the gear housing (CAS) with an axial first-side end of the first shaft (E11, SH1) - wherein the axial first-side end of the first shaft (E11, SH1) is a flange nde (FE) in such a way that an input / or output shaft (DS) can be attached to the axial first-side end of the first shaft (E11, SH1). To improve the flexibility of the design, it is proposed that the first axis (X1) not be arranged in the plane (PL) of the parting line (TF).

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebeverdichter umfassend ein Getriebegehäuse, in dem ein Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebegehäuse eine Teilfuge aufweist, die das Getriebegehäuse in ein erstes Teilgehäuse und ein zweites Teilgehäuse teilt, wobei die Teilfuge sich in einer Ebene erstreckt, wobei das Getriebe mehrere Wellen aufweist, die sich von einer ersten Seite des Getriebegehäuses zu einer zweiten Seite des Getriebegehäuses axial erstrecken, wobei zumindest einige dieser Wellen ein Zahnrad umfassen, wobei mindestens eine erste Welle dieser Wellen sich entlang einer ersten Achse erstreckt und durch das Getriebegehäuse mit einem axialen erstseitigen Ende von einem Inneren des Getriebegehäuses nach außen geführt ist, wobei das erstseitige Ende als ein Flanschende ausgebildet ist, derart, dass an das erstseitige Ende der ersten Welle Rotationskomponenten anbringbar sind. The invention relates to a transmission compressor comprising a transmission housing, in which a transmission is arranged, wherein the transmission housing has a parting line which divides the transmission housing into a first housing part and a second housing part, wherein the parting line extends in a plane, wherein the transmission has a plurality of shafts comprising axially extending from a first side of the transmission housing to a second side of the transmission housing, at least some of these shafts comprising a gear, at least a first shaft of these shafts extending along a first axis and through the transmission housing having an axial first end is guided outwardly from an interior of the transmission housing, wherein the first end is formed as a flange, such that rotational components are attachable to the first end of the first shaft.

Getriebeverdichter im Sinne dieser Erfindung sind mehrstufige Turboverdichter, bei denen einzelne Stufen mittels eines Getriebes kinematisch zueinander und an einen Antrieb gekoppelt sind. Regelmäßig ist hierbei das Getriebe in einem Gehäuse untergebracht und die einzelnen Verdichter bzw. Verdichterstufen sind mit dem jeweiligen Spiralgehäuse an das Getriebegehäuse angeflanscht. Das Getriebe stellt hierbei aus dem Gehäuse ragende Antriebswellenstümpfe für den Antrieb der Laufräder der einzelnen Turboverdichterstufen bereit. Eine entsprechende Anordnung ist bereits aus der EP 1 691 081 B1 bekannt. Ein entscheidendes Merkmal des dort vorgestellten Getriebeverdichters ist eine horizontale Teilfuge, die das Gehäuse des Getriebeverdichters in eine untere Hälfte und eine obere Hälfte teilt. Soweit dies möglich ist, werden gemäß der dort vorgestellten Ausführung so viele Wellen der Getriebeelemente mit ihren Drehachsen in der Teilfugenebene angeordnet, so dass eine Montage und Demontage des Getriebegehäuseoberteils im Wesentlichen ohne eine Demontage oder mit nur geringfügiger Demontage der kinematischen Komponenten des Getriebes erfolgen kann. Transmission compressors in the context of this invention are multi-stage turbocompressors, in which individual stages are kinematically coupled to one another and to a drive by means of a transmission. Regularly, in this case, the transmission is housed in a housing and the individual compressor or compressor stages are flanged to the respective volute casing to the transmission housing. The gearbox provides in this case from the housing projecting drive shaft stumps for driving the wheels of the individual turbo compressor stages. A corresponding arrangement is already out of the EP 1 691 081 B1 known. A decisive feature of the transmission compressor presented there is a horizontal parting line which divides the housing of the transmission compressor into a lower half and an upper half. As far as possible, according to the embodiment presented there, so many shafts of the gear elements are arranged with their axes of rotation in the parting plane, so that assembly and disassembly of the gear housing top can essentially be done without disassembly or with only minor disassembly of the kinematic components of the transmission.

Ein Nachteil der Anordnung gemäß EP 1 691 081 B1 liegt in dem Verlust von Flexibilität bei der Konstruktion des Getriebeverdichters, weil sich der Abstand der Wellen in der Teilfugenebene strickt nach den Übersetzungsverhältnissen im Getriebe bzw. nach den Durchmessern der Getriebezahnräder richtet. Diese Festlegung kann dazu führen, dass speziell für eine Konstellation aus verschiedenen Verdichtern und einem Antrieb ein Übersetzungsverhältnis erforderlich ist, dass ein besonders großes Getriebegehäuse erfordert, damit die Teilfuge genügend Platz für die in dem Getriebe unterzubringenden Zahnräder aufweist. Daneben kann es bei den festgelegten Achsabständen der Antriebswellen der einzelnen Verdichter und der Antriebswelle des Antriebs zu Bauraumkonflikten zwischen den einzelnen Aggregaten kommen, die mit der in dem europäischen Patent vorgeschlagenen Lösung nicht zu beheben sind. A disadvantage of the arrangement according to EP 1 691 081 B1 lies in the loss of flexibility in the construction of the gear compressor, because the distance of the waves in the parting plane knits according to the gear ratios in the gear or according to the diameters of the gear wheels. This determination can lead to a gear ratio is required especially for a constellation of different compressors and a drive that requires a particularly large gear housing so that the parting line has enough space for the wheels to be housed in the transmission. In addition, it can come at the specified center distances of the drive shafts of the individual compressors and the drive shaft of the drive to space conflicts between the individual units, which can not be remedied with the proposed solution in the European patent.

Aus der US 3741 676 A ist bereits ein ungeteiltes Gehäuse für einen Verdichter mit axial eingeführten Wellen bekannt. Aus den US 5 156 576 A , DE 42 41 141 A1 ist jeweils bereits ein Getriebe mit einer horizontalen Teilfuge bekannt. Aus der DE 10 2011 003 525 A1 ist bereits ein Getriebe mit einer gestuften Teilfuge bekannt. From the US 3741 676 A already an undivided housing for a compressor with axially introduced shafts is known. From the US 5 156 576 A . DE 42 41 141 A1 is already a gear with a horizontal parting already known. From the DE 10 2011 003 525 A1 already a transmission with a stepped parting line is known.

Ausgehend von Problemen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, ein Getriebeverdichter der eingangs definierten Art derart weiterzubilden, dass die Möglichkeiten der konstruktiven Gestaltung hinsichtlich der Achsabstände für die Antriebe der einzelnen Verdichterstufen und für den Antrieb des Getriebeverdichters an dem Getriebe flexibler gestaltet werden können. Based on problems of the prior art, it has the object of the invention to develop a transmission compressor of the type defined in such a way that the possibilities of structural design with respect to the axial distances for the drives of the individual compressor stages and for driving the gear compressor to the transmission more flexible can be designed.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird ein Getriebeverdichter der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die rückbezogenen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung. To achieve the object of the invention, a gear compressor of the type defined is proposed with the additional features of the characterizing part of claim 1. The back-related dependent claims relate to advantageous development of the invention.

Der erfindungsgemäße Getriebeverdichter ist bevorzugt als mehrstufiger Turboverdichter ausgebildet mit einem Gehäuse des Getriebeverdichters, in dem das Getriebe angeordnet ist. Weiterhin bevorzugt ist, dass direkt an dem Gehäuse, in dem das Getriebe angeordnet ist, Verdichter bzw. deren Gehäuse oder Spiralgehäuse, angebracht sind. Diese werden regelmäßig mittels einer Schraubverbindung an das Gehäuse angeflanscht. Diese Verdichter umfassen mindestens eine Verdichterstufe und sind in der Regel in einen mehrstufigen Verdichtungsprozess hintereinander bzw. seriell bisweilen auch teilweise parallel zueinander von einem Prozessfluid durchströmt. Hierbei werden die einzelnen Verdichter an verschiedenen Abtriebswellen, die aus dem Gehäuse des Getriebes ragen, angebracht und von diesen angetrieben. Bei den an das Getriebegehäuse angeflanschten Fluidenergiemaschinen kann es sich auch um Expander handeln, welche die technische Arbeit aus der Entspannung eines Fluides auf das Getriebe der Turbomaschine übertragen. Die Verteilung der Verdichter oder Expander an den verschiedenen Abtriebswellen bzw. Antriebswellen erfolgt in der Weise, dass sich bevorzugt mechanische Belastungen des Getriebes aus den Verdichtern zumindest teilweise kompensieren. Auf diese Weise können Axialschübe von Verdichtern an sich gegenüberliegende Wellenenden des Getriebes, die aus dem Gehäuse beidseitig hinausragen zumindest teilweise kompensieren. Verbleibende Axialkräfte werden von Axiallagern und Vorkehrungen an den Verzahnungen aufgenommen. The transmission compressor according to the invention is preferably designed as a multi-stage turbocompressor with a housing of the gear compressor, in which the transmission is arranged. It is furthermore preferred that compressors or their housings or spiral housings are mounted directly on the housing in which the transmission is arranged. These are regularly flanged to the housing by means of a screw connection. These compressors comprise at least one compressor stage and are usually flowed through in a multi-stage compression process in series or serially sometimes partially parallel to each other by a process fluid. Here, the individual compressors on different output shafts, which protrude from the housing of the transmission, mounted and driven by these. In the flanged to the gear housing fluid energy machines can also be expander, which transmit the technical work of the relaxation of a fluid on the transmission of the turbomachine. The distribution of the compressor or expander at the various output shafts or drive shafts takes place in such a way that preferably mechanical loads of the transmission from the compressors at least partially compensate. In this way, axial thrusts of compressors on at least opposite shaft ends of the transmission, which protrude on both sides of the housing at least partially compensate. Remaining axial forces are absorbed by thrust bearings and precautions on the gears.

Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung eines Getriebeverdichters liegt insbesondere darin, dass die Notwendigkeit eines Zwischenrades in dem Getriebe zwischen einem angetriebenen Großrad und einem abtreibenden Ritzel an einer Verdichterwelle keinen großen zusätzlichen Bauraumbedarf bedeutet. Wird beispielsweise eine Drehrichtungsumkehr der abtreibenden Ritzelwelle erforderlich, kann das Zwischenrad mittels des in dem ersten Teil des Gehäuses angeordneten Lagerbocks soweit zur Teilfugenebene versetzt werden, dass das Großrad und das Ritzel fast den gleichen Achsabstand zueinander aufweisen, wie dies bei einer Anordnung ohne Zwischenrad der Fall gewesen wäre. A major advantage of the design of a gear compressor according to the invention is, in particular, that the need for an intermediate gear in the gearbox between a driven large gear and a driven pinion on a compressor shaft means no large additional space requirement. If, for example, a reversal of rotation of the abortive pinion shaft required, the intermediate can be offset by means arranged in the first part of the housing bearing block as far as the parting plane that the large wheel and the pinion have almost the same center distance to each other, as is the case with an arrangement without idler would have been.

Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass das gesamte Getriebe in dem Inneren des Getriebegehäuses untergebracht ist. Die nach außen geführten Flanschenden eignen sich zur Anbringung von Rotationskomponenten mittels üblicher Wellenverbindungen. Bei diesen Rotationskomponenten kann es sich um Verdichterstufen oder Expanderstufen handeln oder auch um Antriebe oder zusätzliche Abtriebe. Die Antriebe können als Turbomaschinen, beispielsweise Dampfturbinen oder Gasturbinen ausgeführt sein oder als Elektromotoren oder sonstige Motoren. Etwaige Abtriebe können neben den erläuterten Verdichtern auch Generatoren sein. Das besondere an dem Getriebeverdichter gemäß der Erfindung liegt unter anderem in der bevorzugten Anbringung der entsprechenden Turbomaschine angetrieben von einem Flanschende direkt an dem Getriebegehäuse. Hierdurch unterscheidet sich der erfindungsgemäße Getriebeverdichter entscheidend von einem sonstigen Getriebe oder einem sonstigen Verdichter. According to the invention it is preferred that the entire transmission is housed in the interior of the transmission housing. The outwardly led flanged ends are suitable for attachment of rotational components by means of conventional shaft connections. These rotary components may be compressor stages or expander stages or also drives or additional power take-offs. The drives can be designed as turbomachines, for example steam turbines or gas turbines, or as electric motors or other motors. Any power take-offs can also be generators in addition to the illustrated compressors. The special feature of the transmission compressor according to the invention is inter alia in the preferred attachment of the corresponding turbomachine driven by a flange directly to the transmission housing. As a result, the transmission compressor according to the invention differs decisively from another transmission or another compressor.

In der Folge wird auf eine erste Seite und eine zweite Seite des Getriebegehäuses bzw. des Getriebeverdichters bezug genommen. Bei diesen beiden Seiten handelt es sich um die flächigen Seiten des Gehäuses, die sich mit der jeweiligen Flächennormalen in Achsrichtung der Wellenachsen erstrecken. In the following, reference is made to a first side and a second side of the transmission housing or the transmission compressor. These two sides are the flat sides of the housing, which extend with the respective surface normal in the axial direction of the shaft axes.

Der Begriff Rotationskomponenten bedeutet in der Begriffswelt der Erfindung eine Auswahl aus Fluidenergiemaschinen oder anderen rotierenden Antriebs- oder Abtriebsmaschinen. Hierzu zählen insbesondere Verdichter, Expander, Elektromotoren, Dampfturbinen oder Gasturbinen. The term rotational components in the context of the invention means a selection of fluid energy machines or other rotary drive or driven machines. These include in particular compressors, expander, electric motors, steam turbines or gas turbines.

Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei der das Getriebe eine zweite Welle, die sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, umfasst, welche zweite Welle mindestens ein Zahnrad aufweist, welche zweite Welle ein zweitseitiges axiales zweites Ende der zweiten Welle aufweist, welches aus dem Gehäuse nach außen herausgeführt ist und als Flanschende derart ausgebildet ist, dass an das zweite Ende Rotationskomponenten anbringbar sind, wobei die Zahnräder von der ersten Welle und der zweiten Welle miteinander im Eingriff stehen. Particularly preferred is a development of the invention, in which the transmission comprises a second shaft extending along a second axis, which second shaft has at least one gear, which second shaft has a second-side axial second end of the second shaft, which consists of Housing is led out to the outside and is designed as a flange end such that at the second end of rotation components are attachable, wherein the gears of the first shaft and the second shaft are engaged with each other.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Getriebe eine dritte Welle aufweist, welche dritte Welle mindestens ein Zahnrad trägt, wobei das Zahnrad der dritten Welle mit dem Zahnrad der ersten Welle im Eingriff steht und wobei sich die dritte Achse in der Ebene der Teilfuge erstreckt. A further preferred embodiment of the invention provides that the transmission has a third shaft, which third shaft carries at least one gear, wherein the gear of the third shaft with the gear of the first shaft is engaged and wherein the third axis in the plane of Parting line extends.

Eine weitere vorteilhafte Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass eine vierte Welle sich entlang einer vierten Achse erstreckt und die vierte Achse sich in der Ebene der Teilfuge erstreckt, wobei die vierte Welle mindestens ein aus dem Inneren des Getriebegehäuses nach außen geführtes viertes Wellenende hat, welches als Flanschende derart ausgebildet ist, dass Rotationskomponenten an dieses vierte Wellenende anbringbar sind. Bevorzugt sind sowohl das erstseitige vierte Wellenende als auch ein zweitseitiges fünftes Wellenende der vierten Welle jeweils aus dem Inneren des Getriebegehäuses nach außen geführt und als Flanschende derart ausgebildet, dass Rotationskomponenten anbringbar sind. A further advantageous development of the invention provides that a fourth shaft extends along a fourth axis and the fourth axis extends in the plane of the parting line, wherein the fourth shaft has at least one out of the interior of the gear housing outwardly guided fourth shaft end, which is designed as a flange end such that rotational components can be attached to this fourth shaft end. Preferably, both the first-side fourth shaft end and a second-side fifth shaft end of the fourth shaft are each guided outwardly from the interior of the transmission housing and designed as a flange end such that rotational components can be attached.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Welle nur auf der zweiten Seite ein Flanschende aufweist, derart, dass dort Rotationskomponenten anbringbar sind. Auf diese Weise können an dem erstseitigen Ende der ersten Welle ohne radiale Platzprobleme – verursacht durch etwaige Komponenten an dem erstseitigen Ende der zweiten Welle – Rotationskomponenten an das erstseitige Ende der ersten Welle angeflanscht werden. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Anordnung umfassend den erfindungsgemäßen Getriebeverdichter vor, bei welcher ein Antrieb an das erstseitige Ende der ersten Welle angeflanscht ist. A further advantageous development of the invention provides that the second shaft has a flange end only on the second side, such that rotational components can be attached there. In this way, at the first end of the first shaft without radial space problems caused by any components at the first end of the second shaft, rotational components can be flanged to the first end of the first shaft. A particularly advantageous embodiment of the invention provides an arrangement comprising the gear compressor according to the invention, in which a drive is flanged to the first-side end of the first shaft.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: In the following the invention with reference to a specific embodiment with reference to drawings is explained in more detail. Show it:

1 eine schematische Draufsicht auf den Getriebeverdichter gemäß der 2, Ansicht I, 1 a schematic plan view of the transmission compressor according to the 2 , View I,

2 eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Getriebeverdichters mit angeflanschten Verdichtern gemäß der 1, Ansicht II. 2 a side view of a transmission compressor according to the invention with flanged compressors according to the 1 , View II.

In den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Getriebeverdichter GTV jeweils schematisch dargestellt, wobei 1 eine in der 2 mittels des Bezuges I ausgewiesene Draufsicht wiedergibt und die 2 eine in der 1 mittels des Bezuges II ausgewiesene Seitenansicht wiedergibt. In the 1 and 2 is an inventive transmission compressor GTV each shown schematically, wherein 1 one in the 2 reproduced by reference I designated top view and the 2 one in the 1 reproduced by reference II designated side view.

Der Getriebeverdichter GTV umfasst ein Getriebe GTR in einem Gehäuse CAS und an diesem Gehäuse CAS angebracht Verdichterstufen, eine erste Verdichterstufe CO1, eine zweite Verdichterstufe CO2, eine dritte Verdichterstufe CO3 und eine vierte Verdichterstufe CO4. Diese Verdichterstufen CO1–CO4 sind jeweils als äußere Konturen eines Spiralgehäuses SPC wiedergegeben. Die Verdichterstufen CO1–CO4 saugen in nicht näher dargestellter Art und Weise axial ein Prozessfluid an und fördern das Prozessfluid auf einem höheren Druckniveau mittels der Spirale des Spiralgehäuses radial ab. Hierbei – wie auch an anderen Stellen dieses Dokuments – beziehen sich die Richtungsangaben axial, radial und sonstige Richtungsangaben stets auf die Rotationsachsen der einzelnen Verdichter CO1–CO4, wobei eine zweite Achse X2 die Rotationsachse des ersten Verdichters CO1 ist und gleichzeitig die Längsachse der zweiten Welle SH2 bzw. die Trägerin mindestens eines Laufrades des ersten Verdichters CO1 ist. Weiterhin ist eine dritte Achse X3 eine Längsachse einer dritten Welle SH3 und gleichzeitig Rotationsachse bzw. Trägerin für mindestens eine nicht dargestellte Verdichterstufe bzw. eines Laufrades des zweiten Verdichters CO2. Eine vierte Achse X4 ist die Rotationsachse für den dritten Verdichter CO3 und für den vierten Verdichter CO4 deren Stufen von der vierten Welle SH4 getragen werden, die sich mit ihrer Längsachse entlang der vierten Achse X4 erstreckt. The transmission compressor GTV comprises a transmission GTR in a housing CAS and on this housing CAS mounted compressor stages, a first compressor stage CO1, a second compressor stage CO2, a third compressor stage CO3 and a fourth compressor stage CO4. These compressor stages CO1-CO4 are each represented as outer contours of a spiral housing SPC. The compressor stages CO1-CO4 suck in a manner not shown axially on a process fluid and promote the process fluid at a higher pressure level by means of the spiral of the spiral housing radially. Here - as elsewhere in this document - the directional data axial, radial and other directions always refer to the axes of rotation of the individual compressors CO1-CO4, where a second axis X2 is the axis of rotation of the first compressor CO1 and simultaneously the longitudinal axis of the second shaft SH2 or the wearer of at least one impeller of the first compressor is CO1. Furthermore, a third axis X3 is a longitudinal axis of a third shaft SH3 and at the same time axis of rotation or carrier for at least one compressor stage, not shown, or an impeller of the second compressor CO2. A fourth axis X4 is the axis of rotation for the third compressor CO3 and the fourth compressor CO4 whose stages are carried by the fourth shaft SH4 extending along its longitudinal axis along the fourth axis X4.

Der Getriebeverdichter GTV wird mittels einer Antriebswelle DS angetrieben, die an ein Flanschende FE einer ersten Welle SH1 drehmomentübertragend angebracht bzw. angekuppelt ist, wobei sich die erste Welle SH1 entlang einer ersten Achse X1 erstreckt – ebenso wie die Antriebswelle DS. Die erste Welle SH1 überträgt ein Drehmoment auf die zweite Welle SH2 und die dritte Welle SH3 jeweils mittels Zahnrädern W. Hierbei ist es bevorzugt vorgesehen, dass ein separates Zahnradpaar das Drehmoment von der ersten Welle SH1 auf die zweite Welle SH2 überträgt und ein weiteres separates Zahnradpaar ein Drehmoment von der ersten Welle SH1 auf die dritte Welle SH3 überträgt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die erste Welle SH1 mittels eines einzigen Zahnrades W Drehmomente auf Zahnräder W der dritten Welle SH3 und zweiten Welle SH2 überträgt. Die dritte Welle SH3 weist als Zahnrad W bevorzugt ein sogenanntes Großrad GW auf, welches einen größeren Durchmesser aufweist als die übrigen Zahnräder W des Getriebes GTR. Hierdurch sind größere Übersetzungsverhältnisse realisierbar und Bauraum schaffende Abstände zwischen den Wellen für die Verdichter möglich. The transmission compressor GTV is driven by a drive shaft DS torque-transmittingly attached to a flange end FE of a first shaft SH1, the first shaft SH1 extending along a first axis X1, as well as the drive shaft DS. The first shaft SH1 transmits a torque to the second shaft SH2 and the third shaft SH3 respectively by means of gears W. Here, it is preferably provided that a separate gear pair transmits the torque from the first shaft SH1 to the second shaft SH2 and another separate gear pair transmits a torque from the first shaft SH1 to the third shaft SH3. Alternatively, it may be provided that the first shaft SH1 transmits torques to gears W of the third shaft SH3 and second shaft SH2 by means of a single gear W. The third shaft SH3 has as gear W preferably a so-called large gear GW, which has a larger diameter than the remaining gears W of the transmission GTR. As a result, larger ratios can be realized and space-creating distances between the waves for the compressor possible.

Eine fünfte Welle SH5 erstreckt sich entlang einer fünften Achse X5 und ist Trägerin mindestens eines nicht näher dargestellten Laufrades eines zweiten Verdichters CO2. A fifth shaft SH5 extends along a fifth axis X5 and is carrier in at least one impeller of a second compressor CO2, not shown.

Mittels des als Großrad GW ausgebildeten Zahnrades W überträgt die dritte Welle SH3 Drehmomente auf die vierte Welle SH4 und die fünfte Welle SH5 bzw. in bereits erläuterter Art und Weise auf die erste Welle SH1. Zu diesem Zweck weisen diese Wellen jeweils Zahnräder W auf, die die Übersetzungsverhältnisse zwischen den einzelnen Wellen festlegen. The third shaft SH3 transmits torques to the fourth shaft SH4 and the fifth shaft SH5 or, as already explained, to the first shaft SH1 by means of the toothed wheel W designed as a large wheel GW. For this purpose, these shafts each gearwheels W, which set the gear ratios between the individual waves.

Das Gehäuse CAS ist in einer horizontalen Teilfuge TF teilbar ausgebildet. Die Teilfuge TF erstreckt sich in einer planaren Ebene PL, wobei die zweite Achse X2, die dritte Achse X3 und die vierte Achse X4 in der Ebene PL angeordnet sind. Die erste Achse X1 und die zweite Achse X2 sind nicht in der Ebene PL angeordnet. Das Gehäuse CAS erstreckt sich in axialer Richtung der zueinander parallel ausgerichteten Wellen SH1–SH5 von einer ersten Seite S1 zu einer zweiten S2. The housing CAS is formed divisible in a horizontal parting line TF. The parting line TF extends in a planar plane PL, wherein the second axis X2, the third axis X3 and the fourth axis X4 are arranged in the plane PL. The first axis X1 and the second axis X2 are not arranged in the plane PL. The housing CAS extends in the axial direction of the mutually parallel shafts SH1-SH5 from a first side S1 to a second S2.

Für eine einfache Lesart bezeichnet die Erfindung die Wellenenden mit zwei Indizes, wobei der erste Index die Nummerierung der Welle angibt und der zweite Index die Bezeichnung der Seite des Getriebegehäuses CAS, in welche Richtung das jeweilige Wellende weist. For a simple reading, the invention refers to the shaft ends with two indices, the first index indicating the numbering of the shaft and the second index the designation of the side of the transmission housing CAS, in which direction the respective shaft end points.

Das Flanschende FE der ersten Welle SH1 befindet sich auf der ersten Seite S1 des Gehäuses CAS und wird deswegen vorliegend als axial erstseitiges Ende der ersten Welle E11 bezeichnet. Zumindest das axial erstseitige Ende der ersten Welle E11 ist aus dem Gehäuse CAS von dem Inneren IN nach außen geführt, wobei hierzu in dem Gehäuse CAS eine Öffnung OP vorgesehen ist, die mit ihrem Zentrum nicht in der Ebene PL der Teilfuge TF liegt. Zur Montage ist die Welle SH1 dementsprechend durch diese Öffnung OP des Gehäuses CAS hindurchzuführen bzw. hindurch zu stecken. Hierzu ist die erste Welle SH1 als Steckwelle ausgeführt, so dass diese mit dem durch die Öffnung OP hindurchzuführenden axialen Wellenabschnitt nur mit Durchmessern ausgeführt ist, die durch die Öffnung hindurch passen. Entsprechend ist eine Verbindung mit einem Zahnrad W derart als Steckverbindung ausgebildet, dass das Zahnrad beim Einführen der ersten Welle SH1 durch die Öffnung OP auf die Welle aufgesteckt wird. The flange end FE of the first shaft SH1 is located on the first side S1 of the housing CAS and is therefore referred to herein as axially erstseitiges end of the first shaft E11. At least the axially first-side end of the first shaft E11 is led out of the housing CAS from the inside IN to the outside, for which purpose an opening OP is provided in the housing CAS, which does not lie with its center in the plane PL of the parting line TF. For assembly, the shaft SH1 is accordingly pass through this opening OP of the housing CAS or stuck through. For this purpose, the first shaft SH1 is designed as a plug-in shaft, so that it is designed with the axial shaft section to be passed through the opening OP only with diameters which pass through the opening. Accordingly, a connection with a gearwheel W is designed as a plug connection such that the gearwheel is pushed onto the shaft through the opening OP when the first shaft SH1 is inserted.

Damit genügend Bauraum für die Antriebswelle DS und die Montage dieser an das Flanschende FE der ersten Welle SH1 vorliegt, ist auf der ersten Seite S1 an dem Gehäuse CAS im Bereich eines ersten axialen Endes der zweiten Welle E12 bevorzugt keine Verdichterstufe vorgesehen. An dem gegenüberliegenden Ende, dem zweitseitigen axialen Ende der zweiten Welle E22 ist der erste Verdichter CO1 an dem Gehäuse CAS angebracht und dessen mindestens ein Laufrad wird von der zweiten Welle SH2 angetrieben. Ebenso befindet sich an dem zweitseitigen axialen Ende der fünften Welle E25 der zweite Verdichter CO2. An dem zweitseitigen axialen Ende der vierten Welle E24 befindet sich der dritte Verdichter CO3. An dem gegenüberliegenden erstseitigen Ende der vierten Welle SH4 ist der vierte Verdichter CO4 angetrieben und angeordnet, weil in Folge des dazwischen befindlichen Großrades GW in dem Getriebe GTR der Abstand zwischen der ersten Welle SH1 und der vierten Welle SH4 auf der ersten Seite S1 genügend Bauraum bietet, das Spiralgehäuse des vierten Verdichters CO4 anzuordnen. In order for sufficient space for the drive shaft DS and the assembly of these is present at the flange end FE of the first shaft SH1, preferably no compressor stage is provided on the first side S1 on the housing CAS in the region of a first axial end of the second shaft E12. At the opposite end, the second-side axial end of the second shaft E22, the first compressor CO1 is attached to the housing CAS, and its at least one impeller is driven by the second shaft SH2. Likewise located at the second-side axial end of the fifth shaft E25 of the second compressor CO2. At the second-side axial end of the fourth shaft E24 is the third compressor CO3. At the opposite first-side end of the fourth shaft SH4, the fourth compressor CO4 is driven and arranged because, due to the large gear GW therebetween in the transmission GTR, the distance between the first shaft SH1 and the fourth shaft SH4 on the first side S1 provides sufficient space to arrange the volute casing of the fourth compressor CO4.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1691081 B1 [0002, 0003]
US 3741676 A [0004]
US 5156576 A [0004]
DE 4241141 A1 [0004]
DE 102011003525 A1 [0004]

Claims

Transmission compressor (GTV) comprising a transmission housing (CAS), in which a transmission (GTR) is arranged, - wherein the transmission housing (CAS) has a parting line (TF), which Teilfuge the transmission housing (CAS) in a first part housing (TG1) and a second sub-housing (TG2) is divided, - wherein the parting line (TF) extends in a plane (PL), - wherein the transmission (GTR) a plurality of shafts (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5), which differs from a first side (S1) of the transmission housing (CAS) extend axially to a second side (S2) of the transmission housing (CAS), - at least some of these shafts (SH1, SH2, SH3, SH4, SH5) comprise at least one gearwheel (W), - wherein at least one first shaft (SH1) extends along a first axis (X1) and is guided from an interior (IN) of the transmission housing (CAS) to an axial first-side end of the first shaft (E11, SH1) to the outside, - the axial first-side end of the first shaft (E11, SH1) has a flange end (FE ), in such a way that an input or output shaft (DS) can be attached to the axial first-side end of the first shaft (E11, SH1), characterized in that the first axis (X1) does not lie in the plane (PL) of the parting line (FIG. TF) is arranged.

A transmission compressor (GTV) according to claim 1, wherein the transmission (GTR) has a second shaft (SH2) extending along a second axis (X2) having at least one gear (W), which second shaft (SH2) is a second-side axial end of the second shaft (E22), which is out of the gear housing (CAS) led to the outside and as a drive shaft stub (DSE) is such that at the second-side end of the second shaft (E22) to be driven rotational components are attachable, wherein a gear (W) of the first shaft (SH1) and a gear (W) of the second shaft (SH2) are engaged with each other.

Transmission compressor (GTV) according to claim 2, wherein the second axis (X2) in the plane of the parting line (TF) is arranged.

Transmission compressor (GTV) according to one of the preceding claims, wherein the parting line extends horizontally.

A transmission compressor (GTV) according to any one of the preceding claims 2, 3, wherein the transmission (GTR) comprises a third shaft (SH3) extending along a third axis (X3) having at least one gear (W), one Gear (W) of the first shaft (SH1) and a gear (W) of the third shaft (SH3) are engaged with each other.

Transmission compressor (GTV) according to one of the preceding claims 2, 3, wherein the gear (W) of the third shaft (SH3) has a larger diameter than the remaining gears of the transmission (GTR).

A transmission compressor (GTV) according to any one of the preceding claims 5, 6, wherein the transmission (GTR) comprises a fourth shaft (SH4) extending along a fourth axis (X4) having at least one gear (W), one Gear (W) from the third shaft (SH3) and a gear (W) from the fourth shaft (SH3) are engaged with each other, which fourth shaft (SH2) has a second-side axial end of the fourth shaft (E24), which consists of Gear housing (CAS) is guided to the outside and as a drive shaft stub (DSE) is designed such that at the second-side end of the fourth shaft (E24) to be driven rotational components are attached.

Transmission compressor (GTV) according to the preceding claim 7, wherein the fourth shaft (SH2) has a first-axial end of the fourth shaft (E14), which is out of the transmission housing (CAS) led to the outside and is designed as a drive shaft stub (DSE) in that rotational components to be driven on the first-side end of the fourth shaft (E14) can be attached.

Transmission compressor (GTV) according to at least one of the preceding claims 2, 7, 8 being mounted as the rotational component to be driven, a compressor stage (CO1, CO2, CO3, CO4) or an expander stage on the transmission compressor (GTV) as part of the transmission compressor (GTV).