-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Kompressorrotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine entsprechende
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
-
Grundlegende
Aspekte der Druckgussfertigung sind aus der Druckschrift „Moderne
Druckgussfertigung" von
Ernst Brunhuber, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, 1971, bekannt.
Die
DE 196 42 018 zeigt
ein Gussverfahren zum Herstellen eines Schraubenrotors.
-
1 ist eine schematische
Ansicht eines Kompressorrotors. Der Kompressorrotor umfasst einen
männlichen
Rotor (M-Rotor 1) und einen weiblichen Rotor (F-Rotor 2),
welche drehen, während
sie miteinander in Eingriff sind. Der männliche Rotor 1 umfasst
eine Vielzahl (drei in der Zeichnung) von schraubenförmigen konvexen
Abschnitten 1a, und der weibliche Rotor 2 umfasst
schraubenförmige konkave
Abschnitte 2a, welche in Eingriff mit den schraubenförmigen konvexen
Abschnitten 1a sind, ohne dass ein Zwischenraum existiert.
Gas (beispielsweise Luft) wird komprimiert zwischen dem schraubenförmigen konvexen
und konkaven Abschnitten 1a und 2a, und die Luft
wird unter Druck gesetzt zum Komprimieren in einem Verbrennungsmotor.
-
Der
Kompressorrotor umfasst ferner einen Profilabschnitt 3 mit
den schraubenförmigen
Abschnitten 1a und 2a und eine Welle 4,
welche den Profilabschnitt 3 durchdringt. Der Profilabschnitt 3 besteht
gewöhnlich
aus Aluminium, die Welle 4 aus Stahl. Dementsprechend wurde
zum festen Verbinden des Profilabschnitts 3 mit der Welle 4 herkömmlicherweise
eine Metallverbindungseinrichtung verwendet zum Ausführen eines
Aluminisierens für
die Wellenseite und eines Verbindens der Welle aus Stahl mit dem
Profilabschnitt aus Aluminium. In diesem Fall muss aufgrund der
Tatsache, dass die Welle 4 und der Profilab schnitt 3 durch
eine Metallverbindung miteinander verbunden werden, der Rotor über eine
lange Zeit auf eine hohen Temperatur gehalten werden.
-
Herkömmlicherweise
wurde der Kompressor durch ein Kokillengießen oder ein Präzisionsgießen hergestellt.
-
Das
Kokillengießen
ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors durch Gießen geschmolzenen Metalls
(heißes
Metall) in eine Form und Festwerdenlassen dieses Metalls. Als Form
wird am häufigsten eine
Sandform oder eine Metallform verwendet. Die Form weist einen Hohlraumabschnitt
auf, welcher einem Produkt (in diesem Fall einem Rotor) entspricht, und
heißes
Metall kann in diesen Abschnitt gegossen werden.
-
Für das Kokillengießen wurde
im Falle einer Serienfertigung eine Automatisierung in verschiedenen
Weisen vorangetrieben. Dennoch ist die Herstellung einer Form bzw.
deren Demontage zeitaufwändig
(beispielsweise etwa 6 Minuten), was die Produktivität senkt.
Da ein Zufuhrkopf in zweifacher Anzahl eines Produkts erforderlich
ist, wird die Ausbeute vermindert, und die Kosten werden erhöht. Infolge
einer niedrigen Genauigkeit eines Gussteils ist eine Übermaßdicke von
etwa 3mm erforderlich, wodurch eine Bearbeitungstoleranz erhöht wird,
was zu einer längeren
Bearbeitungszeit und zu höheren
Bearbeitungskosten führt.
Ferner ist es schwierig, einen schraubenförmigen Hohlabschnitt innerhalb
des Rotors mit dem schraubenförmigen
Abschnitt vorzusehen, so dass der Rotor schwer wird. Daher weist
der herkömmliche
Rotor viele Nachteile auf, wie etwa ein großes Trägheitsmoment, eine schlechte
Eignung zur Hochgeschwindigkeitsdrehung und Betriebsstoppcharakteristiken,
sowie ein schlechtes Ansprechen auf eine Motordrehzahl.
-
Hingegen
ist das Präzisionsgießen ein
Maskenformgussverfahren oder ein lost-wax-Verfahren (lost wax: verlorenes
Wachs) und gekennzeichnet durch eine Hohlgenauigkeit eines Gussteils.
Jedoch ist es im Wesentlichen unmöglich, einen Rotor durch das
Maskenformgussverfahren herzustellen. Außerdem umfasst das lost-wax-Verfahren
viele Schritte, wodurch die Produktivität verringert wird und die Kosten
erhöht
werden. Ferner sind, obwohl der schraubenförmige Abschnitt hohl ausgeführt werden
kann bzw. die Welle gussbeschichtet sein kann, die Kosten höher.
-
Um
das oben beschriebene Verbindungsproblem durch die Aluminiumbeschichtung
zu lösen, wurde
eine Einrichtung vorgeschlagen zum Befestigen eines Profilabschnitts
und einer Welle aneinander durch einen Stift bzw. Liefern einer
Vertiefung 5 in einer Welle 4 und ein Gussmantel
davon, wie in 2a dargestellt
(japanische Offenlegungsschrift 301211/1995), oder es wurde eine
Einrichtung vorgestellt zum Liefern eines Durchgangslochs 6 in
einer Welle 4 und dem Gussmantel davon (japanische Patentanmeldung
Nr. 49677/1996). Bei diesen Einrichtungen existierten jedoch Probleme
von hohen Kosten, hervorgerufen durch eine Zunahme der Bearbeitungsschritte
und der Komponenten.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten Probleme
zu lösen.
Genauer ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kompressorrotors
zu schaffen, wodurch es möglich
ist, einen Rotor für
einen Kompressor kostengünstig
und effizient herzustellen, wobei die Kosten durch ein erhebliches
Verringern einer Bearbeitungstoleranz stark gesenkt werden und die
Hochgeschwindigkeitsdrehungs- und Betriebsstopp-Charakteristiken
sowie ein Ansprechverhalten auf eine Motordrehzahl durch erhebliches
Verringern des Gewichts verbessert werden. Es ist eine zweite Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kompressorro tors
zu schaffen, welches in der Lage ist, einen Profilabschnitt und
eine Welle, welche den Kompressorrotor bilden, kostengünstig, effizient
und fest miteinander zu verbinden.
-
Um
die erste Aufgabe zu lösen,
ist erfindungsgemäß ein Verfahren
zur Herstellung eines Kompressorrotors nach Anspruch 1 vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß ist zudem
eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kompressorrotors nach Anspruch
3 vorgesehen.
-
Gemäß dem Verfahren
und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es durch ein
Druckgießen
zum Bilden des rotorför migen
Hohlraums (13) im Innern mit den Metallformen (12, 14 und 15)
und Unter-Druck-Setzen von heißem
Metall (z.B. Aluminium) sowie Spritzen und Verfestigen des heißen Metalls
in dem Hohlraum möglich,
einen Kompressorrotor kostengünstig
und effizient herzustellen.
-
Durch
Anbringen des schraubenförmigen Kerns
(16) an einer Endmetallform (14), so dass er schraubenförmig durch
den Profilabschnitt des Rotors verläuft, und Ziehen der Endmetallform
(14) durch Drehen derselben längs einer Schraubenlinie kann
der Rotor hohl ausgeführt
werden. So ermöglicht
die Hohlform, dass der Rotor dünn
ausgeführt werden
kann, dass ein dem Druckgießen
eigener Gießfehler
verhindert wird, dass Gewicht erheblich verringert wird und ein
Trägheitsmoment
verringert wird. Folglich ist es möglich, Hochgeschwindigkeitsdrehungs- und Betriebsstoppcharakteristiken
sowie ein Ansprechen auf den Motor zu verbessern.
-
Ferner
gibt es bei dem Druckgießen,
verglichen mit dem Kokillengießen,
keine Zufuhrköpfe,
und die Genauigkeit ist hoch. So ist es möglich, die Bearbeitungskosten
zu senken, indem die Extradicke derart klein ausgeführt wird
(z.B. etwa 0,5 mm) und eine Verarbeitungstoleranz stark verringert
wird.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind Abschnittsformen senkrecht zu einer
Rotorwelle ähnlich,
und ein angebrachter Abschnitt an der Endmetallform (14)
ist dick ausgebildet und allmählich
dünner
hin zu einer Spitze ausgebildet.
-
Bei
einem derartigen Aufbau können,
wenn die Dreh-Herausziehvorrichtung
(18) die Endmetallform (14) durch Drehen derselben
längs der
Schraubenlinie herauszieht, ein Gussrotor und ein schraubenförmiger Kern
(16) weich voneinander getrennt werden (Formlösen), wodurch
die Druckgussproduktivität
verbessert wird.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der bevorzugten Erfindung umfasst der linke und rechte schraubenförmige Kreuzabschnitt
(23) eine rechtsgängige
schraubenförmige
Schraubenvertiefung und eine linksgängige schraubenförmige Schraubenvertiefung,
und diese Vertiefungen werden dazu gebracht, sich zu kreuzen.
-
Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung wird durch Ausbilden einer Vertiefung
der Welle bei Ausführung
des Gießens
im Falle des Druckgießens
das Aluminium durch einen Gehäusedruck
sicher in den Kreuzvertiefungsabschnitt (23) gespritzt,
welcher auf der Fläche
der Welle 22 ausgebildet ist, und eine es ist eine ausreichende
Befestigungskraft ist durch mechanische Verbindung vorgesehen.
-
Daher
ist die herkömmliche
Aluminisierung auf der Wellenseite überflüssig, und eine Vertiefungsausbildung
und Durchdringung sind ebenfalls überflüssig. Die Anzahl der Bearbeitungsschritte
ist entsprechend niedriger, und Extrakomponenten sind überflüssig. Folglich
ist es möglich
den Profilabschnitt und die Welle kostengünstig und wirksam fest miteinander
zu verbinden.
-
Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich
hervor.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnung
-
1 ist
eine schematische Ansicht eines Kompressorrotors.
-
2A und 2B sind
schematische Ansichten, die jeweils ein herkömmliches Gießverfahren
darstellen;
-
3 ist
eine Gesamtaufbauansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Kompressors.
-
4A und 4B sind
erläuternde
Ansichten, welche jeweils ein Herstellverfahren gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
5A und 5B sind
erläuternde
Ansichten, welche jeweils ein Herstellverfahren gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
6A bis 6C sind
schematische Ansichten, welche jeweils einen Rotor darstellen, der durch
das in jeder der 5A und 5B dargestellte
Verfahren hergestellt wurde.
-
7 ist
eine Ansicht, welche ein Testergebnis des durch das in jeder der 5A und 5B dargestellte
Verfahren hergestellt wurde.
-
Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung beschrieben. Dieselben Komponenten in der Zeichnung sind mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung
wird ausgelassen.
-
3 ist
eine Gesamtaufbauansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Kompressorrotors.
Wie dargestellt, umfasst eine Rotorherstellvorrichtung 10 der
vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von profilabschnittsgeteilten
Metallformen 12, ein Paar von Endmetallformen 14 und 15 und
eine Dreh-Herausziehvorrichtung 18.
-
Die
Vielzahl (z.B. 4 Teilungen) der profilabschnittsgeteilten Metallformen 12 umgeben
einen Profilabschnitt 11a (nicht dargestellt, siehe 4B) eines
Kompressorrotors 11, so dass eine Teilung davon ermöglicht wird,
und bilden einen Hohlraum 13 entsprechend dem Profilabschnitt 11a im
Innern. Heißes
Metall kann durch einen Heißmetallpfad
in den Hohlraum 13 gespritzt werden. Jede profilabschnittsgeteilte
Metallform 12 kann in einer Richtung senkrecht zu einer
Rotorwelle zwischen einer Gussposition (angezeigt durch eine Zweipunkt-Strich-Linie) und einer
Trennposition (angezeigt durch eine Volllinie) bewegt werden.
-
Das
Paar von Endmetallformen 14 und 15 weisen jeweils
Wellenhohlräume 14a und 15a zum Unterbringen
der Rotorwelle auf. Die (nicht dargestellte) Rotorwelle mit einem
links- und rechtsgängigen
schraubenförmigen
Kreuzabschnitt, ausgebildet auf einer Fläche in einem Bereich, welcher
kürzer
ist als eine Körperlänge des
Profilabschnitts 11a, ist in die Hohlräume eingesetzt. In diesem Zustand
wird der Hohlraum 13 entsprechend der Körperlänge und einem Körperaußenumfang
des Profilabschnitts, welche beide Enden 11b (nicht dargestellt,
siehe 4) des Rotors bilden, ausgebildet.
-
Eine
Endmetallform 14, angeordnet auf einer rechten Seite der
Zeichnung, umfasst einen schraubenförmigen Kern 16, welcher derart
angebracht ist, dass er durch den Hohlraum 13 entsprechend
dem Profilabschnitt des Rotors verläuft. Eine Vielzahl von schraubenförmigen Kernen 16 ist
entsprechend den Schraubenabschnitten (verdrehten Abschnitten) des Rotors
vorgesehen.
-
Abschnittsformen
senkrecht zur Rotorwelle sind derart ausgebildet, dass sie ähnlich sind,
so dass der Gussrotor und der schraubenförmige Kern 16 weich
voneinander getrennt (Formlösen)
werden können,
wenn der schraubenförmige
Kern 16 durch Drehen längs
einer Schraubenlinie herausgezogen wird. Ferner ist zu einem ähnlichen
Zweck ein angebrachter Abschnitt des schraubenförmigen Kerns 16 an
der Endmetallform 14 dick ausgebildet und hin zu einer
Spitze (linke Seite in der Zeichnung) allmählich dünner ausgeführt.
-
Die
Dreh-Herausziehvorrichtung 18 zieht die Endmetallform 14 mit
dem oben beschriebenen schraubenförmigen Kern durch Drehen davon
längs der
Schraubenlinie heraus. Diese Dreh-Herausziehvorrichtung 18 umfasst
beispielsweise eine Drehwelle 18a, angebracht an der Endmetallform 14 und
sich erstreckend in einer Axialrichtung, eine (nicht dargestellte)
schraubenförmige
Führung
zum Führen
der Drehwelle 18a längs
einer Schraubenlinie ähnlich
der des schraubenförmigen
Kerns sowie eine (nicht dargestellte) Zahnstangenvorrichtung zum
Drehen der Drehwelle 18a um eine Axialmitte. In der Zeichnung bezeichnet
ein Bezugszeichen 17 eine Führungsplatte für eine Endmetallform 14 mit
dem schraubenförmigen
Kern, und die nicht dargestellte schraubenförmige Führung kann in dieser Führungsplatte
vorgesehen sein.
-
4A und 4B sind
erläuternde
Ansichten, welche jeweils ein Herstellverfahren gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen: 4A zeigt
ein Gießen (Druckgießen), und 4B zeigt
eine Metallformtrennung.
-
Wie
dargestellt, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
eines Kompressorrotors: (A) einen Hohlraumausbildungsschritt zum Ausbilden
eines rotorförmigen
Hohlraums 13 darin durch profilabschnittsgeteilte Metallformen 12 und Endmetallformen 14 und 15 unter
Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung; (B) einen Einspritz- und
Verfestigungs-Schritt von unter Druck stehendem heißen Metall
und ein Einspritzen und Verfestigen desselben im Hohlraum 13;
und (C) einen Metallformtrennschritt des Herausziehens der Endmetallform 14 mit
einem schraubenförmigen
Kern durch Drehen davon entlang einer schraubenförmigen Linie. Ein Trennen der
profilabschnittgeteilten Metallform 12 und der Endmetallform 15 von
einander kann gleichzeitig mit dem Metallformtrennschritt oder in
einem anderen Schritt erfolgen.
-
Bei
dem Herstellverfahren des Kompressorrotors der vorliegenden Erfindung
kann vor dem Hohlraumausbildungsschritt (A) ein Rotorwellenbearbeitungsschritt
vorgesehen sein, um einen linken und rechten schraubenförmigen Kreuzabschnitt
auf einer Fläche
der Rotorwelle in einem Bereich zu bearbeiten, welcher kürzer ist
als eine Körperlänge eines Profilabschnitts 11a.
Dieser linke und rechte schraubenförmige Kreuzabschnitt umfasst
eine rechtsgängige
schraubenförmige
Schraubvertiefung und eine linksgängige schraubenförmige Schraubvertiefung, welche
beispielsweise durch eine Drehmaschine geschnitten wurden. Der Kreuzabschnitt
wird durch Kreuzen derselben miteinander ausgebildet. Die Schraube
durch Schneiden ist eine 10-Gewinde-Schraube mit einer Ganghöhe von beispielsweise 1mm
und weist eine normale Winkelform auf. Bei der Drehmaschinenbearbeitung
wird eine Vielzahl von Schneidewerkzeugen parallel verwendet, und
Mehrgewindeschrauben werden gleichzeitig bearbeitet bzw. durch Verschieben
von Schneidpositionen über mehrere
Zeitpunkte bearbeitet. Anstatt eines Schneidens unter Verwendung
der Drehmaschine kann beispielsweise ein Rändeln durchgeführt werden.
Durch Vorsehen des Rotorwellenbearbeitungsschritts zum Ausbilden
des linken und rechten Kreuzabschnitts auf der Oberfläche der
Rotorwelle in dem Bereich, welcher kürzer ist als die Körperlänge des
Profilabschnitts 11a wird, wenn die Rotorwelle beim Druckgießen gussbeschichtet
wird, Aluminium sicher durch einen Gehäusedruck in den Kreuzvertiefungsabschnitt,
ausgebildet auf der Oberfläche
der Rotorwelle, eingespritzt, und eine ausreichende Befestigungskraft
wird durch eine mechanische Verbindung geliefert.
-
Gemäß dem oben
beschriebenen Verfahren und der oben beschriebenen Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung ist es möglich,
einen Kompressorrotor kostengünstig
und effizient durch Druckgießen zum
Ausbilden des rotorförmigen
Hohlraums 13 darin mit den Metallformen 12, 14 und 15 und
durch Einspritzen und Verfestigen von heißem Metall (beispielsweise
Aluminium) in den Hohlraum herzustellen.
-
Durch
Anbringen des schraubenförmigen Kerns 16,
welcher schraubenförmig
durch den Profilabschnitt des Rotors hindurchgeführt wurde, an einer Endmetallform 14 und
durch Herausziehen der Endmetallform 14 durch Drehen derselben
entlang der schraubenförmigen
Linie kann eine hohle Form des Rotors ausgebildet werden. Die hohle
Form ermöglicht
eine dünne
Gestaltung des Rotors. Somit ist es möglich, Gussdefekte zu verhindern,
welche dem Druckgießen
eigen sind, das Geweicht stark zu reduzieren und eine Hochgeschwindigkeitsdrehung
und Betriebsstoppcharakteristiken durch Verringern des Trägheitsmoments
und ein Ansprechen auf die Motordrehzahl zu verbessern.
-
Ferner
sind, verglichen mit dem Schwerkraftgießen, beim Druckgießen keine
Zuführköpfe vorhanden,
und die Genauigkeit ist hoch. Somit ist es durch Verringern einer
zusätzlichen
Dicke (beispielsweise etwa 0,5 mm) und starkes Verringern einer
Bearbeitungstoleranz möglich,
die Herstellkosten zu senken.
-
5A und 5B sind
erläuternde
Ansichten, welche jeweils ein Herstellverfahren gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen: 5A zeigt
einen Kreuzabschnittbearbeitungsschritt, und 5B zeigt
einen Gießschritt.
-
Bei
dem Kreuzabschnittbearbeitungsschritt von 5A wird
ein linker und ein rechter schraubenförmiger Kreuzabschnitt 23 auf
einer Oberfläche einer
Welle 22 ausgebildet, welche in einen Profilabschnitt eines
Kompressorrotors in einem Bereich eintritt, welcher kürzer ist
als eine Körperlänge eines Profilabschnitts 21a.
Dieser linke und rechte schraubenförmige Kreuzabschnitt 23 umfasst
eine rechtsgängige
schraubenförmige
Schraubenvertiefung und eine linksgängige schraubenförmige Schraubenvertiefung,
welche beispielsweise durch eine Drehmaschine geschnitten werden.
Der Kreuzabschnitt wird ausgebildet durch Kreuzen derselben miteinander. Die
Schraube durch Schneiden ist eine 10-Gewinde-Schraube mit einer
Ganghöhe
von beispielsweise 1 mm und weist eine normale Winkelform auf. Bei
der Drehmaschinenbearbeitung wird eine Vielzahl von Schneidewerkzeugen 24 parallel
verwendet, und Mehrgewindeschrauben werden gleichzeitig bearbeitet
bzw. durch Verschieben der Schneidpositionen über eine Vielzahl von Zeitpunkten
bearbeitet.
-
Anstelle
eines Schneidens unter Verwendung der Drehmaschine kann beispielsweise
ein Rändeln
ausgeführt
werden. Jedoch kann der Kreuzabschnitt 23 wirksamer in
kürzerer
Zeit bei der Schraubenbearbeitung durch die Drehmaschine als durch
das Rändeln
bearbeitet werden.
-
Bei
dem Gießschritt
von 5B wird die Welle 22, bei welcher der
Kreuzabschnitt 23 bearbeitet ist, mit einer Metallform 25 umgeben,
und heißes Metall,
wie Aluminium, wird durch hohen Druck durch einen Heißmetallpfad
in einen inneren Hohlraum 26 eingespritzt. Das heiße Metall
wird im Hohlraum 26 innerhalb kurzer Zeit verfestigt, womit
ein Kompressorrotor vollendet ist, bei welchem die Welle 22 am Profilabschnitt 21a gussbeschichtet
ist.
-
6A bis 6C sind
schematische Ansichten, welche jeweils einen Rotor zeigen, welcher durch
das in 5A und 5B dargestellte
Verfahren hergestellt wurde; wobei 6A eine
Seitenansicht, 6B eine Endansicht und 6C eine Querschnittsansicht
eines tatsächlich
hergestellten Rotors zeigen.
-
Der
in jeder der 6A bis 6C dargestellte
Rotor umfasst einen Hohlabschnitt 21b in einem Profilabschnitt 21a.
Die hohle Form ermöglicht eine
dünne Gestaltung
des Rotors. Somit ist es möglich,
Gussdefekte zu verhindern, welche dem Druckgießen eigen sind, das Gewicht
stark zu verringern und eine Hochgeschwindigkeitsdrehung sowie Betriebsstoppcharakteristiken
durch Verringern eines Trägheitsmoments
sowie ein Ansprechen auf die Motordrehzahl zu verbessern.
-
7 zeige
ein Testergebnis des Rotors, welcher durch das in 5A und 5B dargestellte
Verfahren hergestellt wurde. Dieser Test wurde in einer Weise durchgeführt, bei
welcher durch das oben beschriebene Verfahren der Profilabschnitt
und die Rotorwelle durch Aluminiumdruckgießen gussbeschichtet wurden,
durch einen Pfeil A in 6C angezeigte Abschnitte ausgehend
von sechs Stellen einer Axialrichtung ausgeschnitten wurden und
jeweils eine Verbindungsfestigkeit gemessen wurde.
-
Eine
Ordinate in 7 zeigt eine Last, welche gemessen
wurde, wenn ein Abschnitt A mit dem Profilabschnitt und der Welle
vom hergestellten Rotor ausgeschnitten wird, eine Axialkraft auf
die Welle, welche den Profilabschnitt trägt, angewendet wird und die
Welle aus dem Profilabschnitt herausgezogen wird.
-
In
diesem Fall ist die Last durch eine Verbindungsfestigkeit pro Axiallänge dargestellt.
-
Die
Zeichnung zeigt, dass durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung,
wenn ein durch den Kompressorrotor geforderter Standardwert einer
Verbindungsfestigkeit 1 beträgt,
ein unterer Grenzwert einer Verbindungsfestigkeit durch die vorliegende
Erfindung 1,38 beträgt,
so dass eine Verbindungsfestigkeit, welche um mindestens ≥38% über dem
herkömmlichen
Wert liegt, erhalten werden kann.
-
Ferner
wurde bei dem Test als Probenmessung einer Verbindungsfestigkeit
zwischen dem Profilabschnitt und der Welle, das heißt, der
Härte des Profilabschnitts
um die Welle, eine ausreichend hohe Härte in einem Axialumfangsabschnitt
festgestellt, bei welchem herkömmlicherweise
leicht Defekte auftraten.
-
Gemäß dem oben
beschriebenen Verfahren der vorliegenden Erfindung wird durch Ausbilden
einer Vertiefung in der Welle 22, wenn beim Druckgießen ein
Gießen
ausgeführt
wird, Aluminium sicher durch einen Gehäusedruck in den Kreuzvertiefungsabschnitt 23 eingespritzt,
welcher auf der Oberfläche der
Welle 22 ausgebildet ist, und eine ausreichende Verbindungskraft
wird durch eine mechanische Verbindung geliefert. Daher wird die
herkömmliche
Aluminisierung an der Wellenseite unnötig, und ebenso werden eine
Vertiefungsausbildung und eine Durchdringung unnötig. Folglich ist es möglich, den
Profilabschnitt und die Welle kostengünstig und effizient fest miteinander
zu verbinden.
-
Wie
anhand obiger Beschreibung ersichtlich, sind das Verfahren und die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dahingehend äußerst vorteilhaft,
dass es möglich
ist, eine Hochgeschwindigkeitsdrehung und Betriebsstoppcharakteristiken
und ein Anspre chen auf den Motor durch starkes Verringern einer Bearbeitungstoleranz,
um die Herstellkosten zu verringern, und durch starkes Verringern
des Gewichts zu verbessern, und es ist möglich, den Profilabschnitt und
die Welle, welche den Kompressorrotor bilden, kostengünstig und
effizient fest miteinander zu verbinden.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenstehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt, und
es erübrigt
sich, darauf hinzuweisen, dass zahlreiche Änderungen und Abwandlungen
vorgenommen werden können,
ohne von dem Lehrgehalt der vorliegenden Erfindung abzuweichen.