DD239833A1

DD239833A1 - PRE-PRODUCED PARTS EXISTING CAVITY ROTOR FOR CELL COMPRESSORS

Info

Publication number: DD239833A1
Application number: DD27927085A
Authority: DD
Inventors: Adolf Haenel; Rudolf Meusel
Original assignee: Fortschritt Veb K
Priority date: 1985-08-02
Filing date: 1985-08-02
Publication date: 1986-10-08

Abstract

Zwecks Materialeinsparung sind bereits mehrere Loesungen bekannt geworden, mittels welcher der Rotor hohl gefertigt werden kann. Die bisherigen Loesungen befriedigen nicht, weil vor allem der Zeitaufwand fuer die Anfertigung der Einzelteile, die Montage und fuer die Nachbearbeitung nach der Montage zu hoch ist, so dass der Vorteil des geringeren Materialverbrauches durch hoeheren Zeitaufwand aufgebraucht wird. Die vorliegende Erfindung loest das Problem dadurch, dass aus Blech gebogene, gewalzte oder aus Grauguss abgegossene stangen- und trapezfoermige Hohlkoerper hergestellt und diese mit der Welle oder mit einer Huelse fest oder loesbar verbunden werden. In die Huelse werden die Wellenstuempfe eingepresst. Die Rotorenden bleiben offen und koennen mit Schaumstoff ausgefuellt werden. Der Rotor besteht also nur aus der Welle, der Huelse und den der Anzahl der Schieber entsprechenden Hohlkoerpern. Anwendung vorwiegend fuer Rotoren mit 4 und 6 Schiebern. Fig. 6For the purpose of material saving several solutions have already become known, by means of which the rotor can be made hollow. The previous solutions do not satisfy, because especially the time required for the preparation of the items, assembly and post-processing after installation is too high, so that the advantage of lower material consumption is consumed by higher time. The present invention solves the problem in that made of sheet metal, rolled or cast from gray cast iron rod and Trapezfoermige hollow body and these are connected to the shaft or with a Hülse firmly or loesbar. In the Huelse the Wellenstuempfe be pressed. The rotor ends remain open and can be filled with foam. The rotor thus consists only of the shaft, the Huelse and the number of slides corresponding hollow bodies. Application mainly for rotors with 4 and 6 slides. Fig. 6

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen aus vorgefertigten Teilen bestehenden Hohlrotor für Zellenverdichter, welcher nach der Montage auf das Fertigmaß bearbeitet wird. \The invention relates to a hollow rotor made of prefabricated parts for cell compressors, which is processed after assembly to the finished size. \

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zellenverdichter, bei welchen in einem zylindrischen Gehäuse exzentrisch ein Rotor gelagert ist, welcher Flügel oder Schieber aufweist, die infolge der Fliehkraft an die Gehäusewand gedruckt werden und somit Verdichterkammern mit sich verändernder Höhe bilden, sind vielfältig bekannt. Die meisten Ausführungen besitzen einen aus Vollmaterial gefertigten Rotor, welcher technologisch am günstigsten zu fertigen ist.Cell compressors in which in a cylindrical housing eccentrically a rotor is mounted, which has wings or slide, which are printed due to the centrifugal force to the housing wall and thus form compressor chambers with changing height, are widely known. Most versions have a rotor made of solid material, which is the most technologically feasible to manufacture.

Ein großer Nachteil dieser Rotoren ist der hohe Materialverbrauch, die hohe Lagerbelastung und vor allem die Massenträgheitsmomente, die über die Kupplung und die Welle übertragen werden müssen. Ein weiterer Nachteil des hohen Gewichtes ist der Transport und die Montage.A major disadvantage of these rotors is the high material consumption, the high bearing load and above all the moments of inertia, which must be transmitted via the coupling and the shaft. Another disadvantage of the high weight is the transport and assembly.

Aus diesen Gründen heraus wurde schon mehrmals versucht, den Rotor hohl zu gestalten und das Gewicht auf weniger als die Hälfte zu senken.For these reasons has been tried several times to make the rotor hollow and reduce the weight to less than half.

Beispielsweise beschreibt das RP 4/5695 eine Kombination eines Leichtmetallhohlkörpers mit Böden aus Stahl, die auf die Welle aufgeschrumpft sind. Durch unterschiedliche Wärmeausdehnung soll eine ausreichende Verbindung der Leichtmetall- und Stahlteile erfolgen. Da die Temperatur im Ruhestand weit von der Betriebstemperatur abweicht, ist nicht immer die erforderliche Anpreßkraft vorhanden.For example, the RP 4/5695 describes a combination of a light metal hollow body with steel bottoms shrunk onto the shaft. Due to different thermal expansion, a sufficient connection of the light metal and steel parts should be made. Since the temperature in retirement deviates far from the operating temperature, the required contact pressure is not always available.

Weiterhin ist bekannt, nur den Hohlkörper entsprechend des RP 475695 aus Stahl-oder Grauguß zu gießen und die Stirnseiten offen zu lassen. Dies hat zwar den Vorteil des geringeren Fertigungsaufwandes, aber den entscheidenden Nachteil,, daß bei geringem Spalt an den Deckeln die Luft leicht in die einzelnen Kammern eindringt und auf der Saugseite wieder ausströmt, was zu merklichem Leistungsverlust führt.Furthermore, it is known to pour only the hollow body according to the RP 475695 of steel or gray cast iron and leave the front pages open. Although this has the advantage of lower production costs, but the decisive disadvantage, that at low gap on the lids, the air easily penetrates into the individual chambers and flows out again on the suction side, resulting in significant loss of power.

Versuche, diesen'Hohlrotor mit angeschweißten Böden zu versehen, scheiterten an den zu hohen Kosten. Da die Kerne nicht exakt gehaltert werden können, treten beim Guß Masseverlagerungen ein, die das Auswuchten erforderlich machen. Das Auswuchten ist außerdem kompliziert, da am äußeren Mantel, wo die größte Wirkung erzielt wird, kein Material weggenorpmen werden kann, weil der Mantel zwischen Saug- und Druckraum dichtend am Gehäuse angliegen muß. Hohlrotoren, die allseitig geschlossen sind, lassen sich gießtechnisch nicht herstellen. Es müßten an den Stirnseiten entsprechend große Löcher zum ^Ausstoßen der Kerne vorhanden sein.Attempts to provide this hollow rotor with welded-on bottoms failed because of the high costs. Since the cores can not be held exactly, mass transfers occur during casting, which make the balancing necessary. The balancing is also complicated because on the outer shell, where the greatest effect is achieved, no material can be weggenorpmen, because the jacket between the suction and pressure chamber must seal against the housing sealing. Hollow rotors, which are closed on all sides, can not be produced by casting. Correspondingly large holes for ejecting the cores would have to be present at the ends.

Die DE-OS 3131442 beschreibt einen Hohlrotor, welcher aus feinkörnigem Material gesintert ist. Mit diesem Verfahren läßt sich der Rotor sehr genau vorfertigen, so daß dieser nur einer geringen Nacharbeit bedarf. Da aber die Kosten für das Sintermetall und der Energiebedarf zu hoch sind, ist auch hier eine ökonomische Fertigung nicht gegeben.DE-OS 3131442 describes a hollow rotor, which is sintered from fine-grained material. With this method, the rotor can be prefabricated very accurately, so that it requires only a little rework. However, since the costs for the sintered metal and the energy requirement are too high, an economic production is not given here either.

Die DD-PS (Patentanmeldung WP F04c/274611.2) beschreibt einen Hohlrotor, der aus einzelnen Mantelblechen, einzelnen Taschen für die Schieber und den Böden besteht. In seiner Leistung bringt ertrotz beachtlicher Materialeinsparung die gleichen Parameter wie ein aus Vollmaterial gefertigter Rotor. Der Fertigungsaufwand ist jedoch hoch und bei mehr als vier Schieber zu aufwendig.The DD-PS (Patent Application WP F04c / 274611.2) describes a hollow rotor, which consists of individual jacket plates, individual pockets for the slide and the floors. In spite of its considerable power savings, the same parameters as a rotor made from solid material bring about the same performance. However, the production cost is high and too expensive for more than four slides.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in einer noch kostengünstigeren Fertigung eines Hohlrotors aus vorgefertigten Bauteilen.The object of the invention is an even more cost-effective production of a hollow rotor made of prefabricated components.

Explanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe besteht darin, zwecks Senkung des Fertigungsaufwandes, weitestgehend auf Schweißnähte zu verzichten, die Böden des Rotors einzusparen ohne dabei Leistungsverluste durch Überströmung an den Gehäusedeckeln in Kauf nehmen zu müssen und mit billigeren Halbzeugen auszukommen.The technical task is, in order to reduce manufacturing costs, largely to dispense with welds to save the soils of the rotor without having to take power losses due to overflow on the housing covers in purchasing and get along with cheaper semi-finished products.

Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß gewalzte, gebogene oder gegossene Halbzeuge mit trapezähnlichem Querschnitt verwendet werden, die auf die entsprechende Länge bearbeitet und auf der Welle aufgeschweißt oder aufgeschraubt werden. Die Montage erfolgt im Abstand der Nuten der Arbeitsschieber, so daß je nach Zahl der Arbeitsschieber 4; 6 oder 8 derartige Profile um den Wellenstumpf herum angelegt und mit diesem verbunden werden. Es ist auch möglich, diese Profile untereinander zu verschrauben, so daß sich diese auf dem Wellenstumpf verspannen. Im Bereich der Schraubverbindung werden die Schieber abgeschrägt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Profile auf ein Rohr aufzuschweißen und in das Rohr die Wellenstümpfe einzudrücken. Der damit fertige Hohlrotor wird außen und stirnseitig auf Fertigmaß gedreht und die Nuten für die Arbeitsschieber nachgefräst. Um Leistungsverlusten vorzubeugen, wird in die Hohlkammern ein vorgefertigter Einsatz aus Schaumstoff eingedrückt oder der Hohlraum ausgeschäumt. Der Vorteil der Erfindung besteht in der Verwendung vorgefertigter Bauelemente mit geringem Übermaß und weiterer Material- und Zeiteinsparung.According to the invention the technical object is achieved in that rolled, bent or cast semi-finished products are used with trapezoidal cross section, which are machined to the appropriate length and welded on the shaft or screwed. The assembly takes place at a distance from the grooves of the working slide, so that depending on the number of work slides 4; 6 or 8 such profiles are created around the stub shaft and connected to this. It is also possible to screw these profiles together, so that they clamp on the stub shaft. In the area of the screw connection, the slides are chamfered. Another possibility is to weld the profiles onto a pipe and press the shaft stumps into the pipe. The thus finished hollow rotor is turned outside and front side to finished size and milled the grooves for the working slide. To prevent power losses, a prefabricated insert made of foam is pressed into the hollow chambers or the cavity is filled with foam. The advantage of the invention is the use of prefabricated components with little oversize and further material and time savings.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to several embodiments. Show it:

Fig. 1: einen Hohlrotor aus zusammengeschraubten Hohlprofilen,1: a hollow rotor made of screwed together hollow profiles,

Fig. 2: den Schnitt nach Fig. 1,2: the section of Fig. 1,

Fig.3: die Schweißverbindung bei Verwendung nahezu geschlossener Hohlprofile im Halbschnitt,3: the welded joint when using almost closed hollow sections in half section,

Fig.4: den Schnitt nach Fig.3,4 shows the section of Figure 3,

Fig. 5: die Schweißkonstruktion bei Verwendung einseitig offener Profile im Halbschnitt,5: the welded construction when using one-sided open profiles in half section,

Fig.6: den Schnitt nach Fig. 5,6 shows the section of FIG. 5,

Fig. 7: eine Schraubverbindung gegossener Hohlprofile auf eine Vierkantwelle,7 shows a screw connection of cast hollow profiles on a square shaft,

Fig. 8: eine Klemmverbindung gegossener Hohlprofile auf eine Vierkantwelle undFig. 8: a clamping connection cast hollow profiles on a square shaft and

Fig. 9: den Schieber mit abgeschrägten Ecken nach Fig. 89: the slide with beveled corners of FIG .. 8

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, werden Walz-, Biege-oder Gußprofile 1 mittels versetzt angeordneten Stiftschrauben 2 und Halteknaggen 3, die evtl. durch beiderseitig abgeshrägte Klemmplatten ersetzt werden können, fest mit der Welle oder Wellenstümpfen 4 verspannt. Für die genaue Zentrierung sind diese vorher auf einer Vorrichtung dem Wellendurchmesser anzupassen. Nach der Montage werden die Führungen 5 für die dargestellten Arbeitsschieber nachgefräst, der Außendurchmesser und die Stirnseiten des Rotors auf das Fertigmaß gebracht.As can be seen from FIGS. 1 and 2, rolled, bent or cast profiles 1 are clamped firmly to the shaft or stub shafts 4 by means of staggered stud bolts 2 and retaining catches 3, which may possibly be replaced by clamping plates stamped on both sides. For precise centering, these must first be adapted to the shaft diameter on a device. After assembly, the guides 5 are milled for the work slides shown, brought the outer diameter and the end faces of the rotor to the finished size.

Fig. 3 und 4 stellen eine Ausführung dar, wo die Hohlprofile 1 nahezu geschlossen als Strangmaterial gewalzt oder gebogen und auf Länge abgeschnitten werden. Diese werden auf ein Rohr 6 an den Enden aufgeschweißt. Im Rohr 6 kann die Welle 4 durchgeführt als auch durch beiderseitig eingepreßte Wellenstümpfe ersetzt sein. Ebenso ist auch die Unterbrechung des Rohres 6 zwischen den Wellenstümpfen 4 möglich.Figs. 3 and 4 illustrate an embodiment where the hollow sections 1 are almost rolled or extruded as strand material and cut to length. These are welded onto a tube 6 at the ends. In the tube 6, the shaft 4 can be performed as well as replaced by mutually pressed-in shaft stumps. Likewise, the interruption of the tube 6 between the stub shafts 4 is possible.

Fig. 5 und 6 sind ähnlich. Das Hohlprofil 1 ist lediglich unten offen und wird ebenfalls an den Enden auf das Rohr aufgeschweißt.Figs. 5 and 6 are similar. The hollow section 1 is only open at the bottom and is also welded at the ends of the tube.

Im Gegensatz zu Fig. 1 und 3 ist die Auflage für das Rohr hier nicht zu überdrehen. Zwecks symmetrischer Anbringung sind die Teile beim Schweißen auf einer Vorrichtung zu verspannen.In contrast to Fig. 1 and 3, the support for the pipe is not over here. For symmetric mounting, the parts must be braced on a fixture during welding.

Fig. 7 zeigt eine Variante, bei der die Hohlprofile 1 gegossen und mit Durchgangsschrauben 10 auf die Vierkantwelle 9FIG. 7 shows a variant in which the hollow profiles 1 are cast and with through bolts 10 on the square shaft 9

aufgeschraubt sind. ·are screwed on. ·

Fig. 8 ist ählich Fig. 7. Hier werden die Hohlprofile 1 Vierkant-Wellenmaterial 8 aufgeklemmt.Fig. 8 is similar Fig. 7. Here, the hollow sections 1 square shaft material 8 are clamped.

Am Sitz der Schrauben 7 sind die Schieber nach Fig. 9 an den Ecken abzuschrägen.At the seat of the screws 7, the slide of FIG. 9 are tapered at the corners.

Welcher dieser Lösungen der Vorzug gegeben wird, hängt vom verfügbaren Material und den technologischen Voraussetzungen ab. Durch das Walzen oder Biegen der Hohlprofile 1 oder durch maschinelle Einformung wird eine gleichbleibende Wanddicke ermöglicht, so daß Unwuchten, wie sie beim Fertigguß von Hohlrotoren entstehen, weitestgehend vermieden werden. Sowohl bei Hohlrotoren mit Verbundguß als auch solchen, die aus Halbfabrikaten montiert werden, kann bei zu großem Spiel zwischen Rotor und den Pumpengehäusedeckeln ein meßbarer Leistungsverlust auftreten. Da die Luft nur die Wanddicke des Rotormantels umströmen muß, um in die Hohlräume 11 zu gelangen und auf der Saugseite den gleichen Weg zurückströmt, werden diese Hohlräume zum Puffer.Which of these solutions is preferred depends on the available material and the technological conditions. By rolling or bending of the hollow sections 1 or by machine molding a constant wall thickness is made possible, so that imbalances, as they arise in the finished casting of hollow rotors are largely avoided. Both hollow composite castings and those made from semi-finished products may experience a measurable loss of performance if the rotor and the pump housing covers are too tight. Since the air only has to flow around the wall thickness of the rotor shell in order to get into the cavities 11 and flows back the same way on the suction side, these cavities become a buffer.

Um dies zu verhindern, wird vorgeschlagen, diese Hohlräume 11 mit einem wärmebeständigen, nicht schmirgelnden Schaumstoff auszufüllen. Das kann sowohl durch Verschäumen im Rotor als auch durch vorgefertigte und eingelegte Schaumstoffe erfolgen. .To prevent this, it is proposed to fill these cavities 11 with a heat-resistant, non-abrasive foam. This can be done both by foaming in the rotor and by prefabricated and inserted foams. ,

Claims

Invention claim:

1. Prefabricated hollow cell compressor rotor mounted around a shaft or two stub shafts and integral with the shaft, characterized in that the surfaces constituting the outside diameter and the guides of the slides are made of a plurality of prefabricated elongate castings, bends or rolling hollow bodies (1) are formed, which are connected to the shaft either directly or indirectly by an intermediate sleeve (6), or undetachably. ,

2. Hollow rotor according to item 1, characterized in that the shaft is cylindrical or polygonal formed on the bearing surface of the hollow body.

3. Hollow rotor according to item!, Characterized in that for fastening a welded joint is used.

4. hollow rotor according to item 1 and 2, characterized in that the hollow body (1) either individually screwed onto the shaft (4) or jammed by mutual bias with the shaft (4).

5. Hollow rotor according to item 1, characterized in that the cavities (11) are filled or completed by foam.