DE112015001406T5

DE112015001406T5 - Verfahren und Systeme zum Montieren eines Rotors an einer Welle

Info

Publication number: DE112015001406T5
Application number: DE112015001406.3T
Authority: DE
Inventors: Daniel R. Crum; Robert S. Bakkestuen; Greg CHILCOTE; Aaron SALESMAN
Original assignee: Trane International Inc
Current assignee: Trane International Inc
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-12-22
Also published as: US20180331592A1; US20150280501A1; WO2015148647A1; CN106460862A; CN111917209B; US10404117B2; CN111917209A; CN106460862B; US10014739B2

Abstract

Offenbart sind Verfahren, Systeme und Vorrichtung zum Montieren eines Motorrotors an einer Welle eines Kompressors. Die Welle kann einen Rippenabschnitt umfassen, der konfiguriert ist, um eine Presspassung oder eine Übergangspassung mit der Rotorbohrung zu bilden. Ein Ende der Welle kann außerdem eine Vielzahl an Zacken umfassen, die in einer radialen Richtung im Verhältnis zu einer Mittellinie der Welle nach außen erweitert werden können. Nachdem der Rotor auf der Welle montiert wurde, können die Zacken erweitert werden, um das Spiel zwischen der Welle und dem Rotor zu eliminieren, um eine Presspassung mit der Rotorbohrung zu bilden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Kompressor in einem Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik-(HLK, heating ventilation and air conditioning, HVAC)-System. Genauer sind Verfahren, Systeme und Vorrichtungen offenbart, um einen Rotor eines Motors an einer Welle des Kompressors zu montieren, sodass der Motor den Kompressor antreiben kann.
Hintergrund
Ein HLK-System verwendet häufig einen Kompressor, um das Kältemittel zu verdichten. In einigen Fällen kann der Kompressor durch einen Elektromotor angetrieben werden. Der Elektromotor beinhaltet typischerweise einen stationären Stator und einen drehbaren Rotor. Der Rotor kann mit einer Welle des Kompressors verbunden sein, sodass ein Drehmoment, das durch den Stator und den Rotor erzeugt wird, vom Rotor an die Welle übertragen werden kann, die dann den Kompressor antreiben kann.
Kurzdarstellung
Es sind Verfahren, Systeme und Vorrichtung beschrieben, die dabei helfen, einen Rotor eines Motors an einer Welle zum Beispiel eines Kompressors eines HLK-Systems zu montieren. Der Motor kann verwendet werden, um den Kompressor, zum Beispiel einen Schraubenkompressor, anzutreiben. Allgemein kann die Welle einen ersten Abschnitt, der eine Presspassung oder eine Übergangspassung in einer Bohrung des Rotors bilden kann, und einen erweiterbaren zweiten Abschnitt beinhalten. Der zweite Abschnitt kann ein Endabschnitt der Welle sein. Der zweite Abschnitt kann, wenn er nicht erweitert ist, eine Spielpassung mit der Bohrung des Rotors bilden. Wenn er installiert ist, kann der erste Abschnitt die Welle allgemein im Rotor halten und der zweite Abschnitt kann erweitert werden, um das Spiel zwischen dem Rotor und dem zweiten Abschnitt zu eliminieren und folglich eine Presspassung mit der Welle und dem Rotor zu bilden. Die hierin offenbarten Ausführungsformen können dabei helfen, die Verwendung von Wärme bei der Montage eines Rotors an einer Welle zu verringern/eliminieren.
In einigen Ausführungsformen kann die Welle allgemein durch eine Mittenrotorbohrung des Rotors aufgenommen sein. In einigen Ausführungsformen kann ein erster Abschnitt der Welle eine Rippe entlang eines Umfangs der Welle beinhalten, die konfiguriert sein kann, um eine Presspassung oder Übergangspassung mit der Rotorbohrung des Rotors zu bilden.
In einigen Ausführungsformen kann ein Ende der Welle eine Vielzahl an Zacken und eine Vertiefung beinhalten, die zum Beispiel verwendet werden kann, um eine Verbindungsvorrichtung (z. B. eine Schraube) aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen kann die Vertiefung eine Gewindebohrung sein, die eine Schraube aufnehmen kann. Die Vielzahl an Zacken kann durch einen Stopfen, der in einer durch die Zacken definierten Aussparung positioniert ist, in einer radialen Richtung im Verhältnis zu einer Mittellinie erweitert werden. In einigen Ausführungsformen kann die Vielzahl an Zacken eine spitz zulaufende Innenfläche beinhalten.
In einigen Ausführungsformen kann die Welle eine Vertiefung beinhalten, die sich in das Ende der Welle erstreckt, die konfiguriert ist, um mit der Verbindungsvorrichtung in Eingriff zu treten. Das Festziehen der Verbindungsvorrichtung in der Vertiefung kann dabei helfen, den Stopfen in die Aussparung zu drücken. Der Stopfen kann mit der spitz zulaufenden Innenfläche der Vielzahl an Zacken in Eingriff treten und die Vielzahl an Zacken in der radialen Richtung im Verhältnis zur Mittellinie der Welle erweitern. Die radiale Erweiterung der Vielzahl an Zacken kann das Spiel zwischen dem Rotor und der Welle eliminieren und kann dabei helfen, eine Presspassung zwischen der Welle und der Rotorbohrung zu bilden.
In einigen Ausführungsformen kann die Welle einen Führungsabschnitt verhältnismäßig nah an der Rippe beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Führungsabschnitt konfiguriert sein, um eine Spielpassung mit der Rotorbohrung des Rotors zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann die Welle einen Abriebentlastungsbereich (grind relieve portion) beinhalten, der konfiguriert sein kann, um eine Spielpassung mit der Rotorbohrung des Rotors zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann ein Durchmesser des Abriebentlastungsbereichs kleiner sein als ein Durchmesser des Führungsabschnitts.
In einigen Ausführungsformen kann der Stopfen konfiguriert sein, um einen Führungsabschnitt zu beinhalten, der konfiguriert ist, um eine Spielpassung mit einem Abschnitt der Rotorbohrung zu bilden, wenn eine Verbindungsvorrichtung des Stopfens mit der Vielzahl an Zacken in Eingriff tritt.
Andere Merkmale und Aspekte der Ausführungsformen werden durch Betrachtung der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen deutlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Verwiesen wird nun auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugsnummern durchgehend entsprechende Teile repräsentieren.
1A und 1B zeigen einen Motor und eine Welle gemäß einer Ausführungsform. 1A ist eine Querschnittansicht des Motors. 1B ist eine Seitenteilansicht eines Abschnitts einer Welle eines Kompressors, der mit einem Rotor des Motors in Eingriff steht.
2A und 2B zeigen eine Querschnittansicht eines zweiten Abschnitts der Welle und eine Endansicht der Wellen-/Rotorbaugruppe mit der Welle eingebaut in einer Rotorbohrung eines Rotors.
3 ist eine Explosionsansicht eines Abschnitts des Motors aus 1A.
4A und 4B zeigen einen Stopfen gemäß einer Ausführungsform. 4A zeigt einen Querschnitt des Stopfens. 4B zeigt einen Bereich B aus 4A.
5 zeigt eine Querschnittansicht eines Motors und einer Welle gemäß einer anderen Ausführungsform.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines axialen Vorspannungselements, das mit dem Stopfen und Rotor verwendet werden kann.
7 zeigt eine Seitenteilansicht einer Ausführungsform einer Implementierung eines axialen Vorspannungselements, das mit einer Ausführungsform eines Stopfens montiert ist.
8 zeigt eine andere Seitenteilansicht der Implementierung aus 7.
9 zeigt eine Ausführungsform eines Stopfens allein, der außerdem in 7 und 8 dargestellt ist.
Ausführliche Beschreibung
Ein Kompressor eines HLK-Systems kann durch einen Elektromotor angetrieben werden. Allgemein kann ein Elektromotor einen Stator und einen Rotor beinhalten. Während des Betriebs können Magnetfelder, die durch den Stator und den Rotor erzeugt werden, miteinander interagieren, um ein Drehmoment zu erzeugen. Das durch den Elektromotor erzeugte Drehmoment kann über einen Rotor, der von der Welle gehalten wird oder mit dieser verbunden ist, vom Rotor an den Kompressor übertragen werden.
Es wurden verschiedene Verfahren und Systeme entwickelt, um den Rotor des Motors an der Welle des Kompressors zu montieren. Zum Beispiel können die Welle und der Rotor in einigen Fällen durch eine Führungsnase (key) verbunden sein. Dieses Verfahren und System können Probleme verursachen, wie eine unausgeglichene Rotor-/Wellenbaugruppe. In einigen Fällen kann die Welle durch ein axiales Klemmverfahren und/oder durch eine Presspassung zwischen der Welle und dem Rotor am Rotor gehalten werden. Das axiale Klemmverfahren kann manchmal zu einer Verzerrung der Teile, z. B. Verbiegen des Rotors, führen, was Ausbalancierungsprobleme (balance issues) verursacht. In einigen Fällen kann Wärme verwendet werden, um eine Mittenbohrung des Rotors zu erweitern, um das Montieren des Rotors an der Welle in der Mittenbohrung zu ermöglichen. Wenn jedoch ein Rotor mit Permanentmagneten verwendet wird, kann übermäßige Hitze eine Entmagnetisierung der Magneten verursachen. Es können Verbesserungen an den Halte-/Montageverfahren und -systemen vorgenommen werden, die dabei helfen, den Rotor an der Welle zu montieren, und dabei helfen, die Ausbalancierung der Rotor-/Wellenbaugruppe zu verbessern und/oder den Bedarf für das Erwärmen des Rotors für die Montage zu verringern.
Es werden Ausführungsformen offenbart, um dabei zu helfen, den Rotor des Motors an der Welle zu montieren. Der Rotor kann eine Mittenrotorbohrung beinhalten, die konfiguriert ist, um eine Welle eines Kompressors aufzunehmen. Die Welle kann eine Umfangsrippe beinhalten, die eine Übergangs- oder Presspassung mit der Rotorbohrung des Rotors bilden kann. Die Rippe kann in einer Längsrichtung der Welle verhältnismäßig kurz sein, sodass der Rotor verhältnismäßig leicht zuerst auf die Welle geschoben werden kann, wenn der Rotor an der Welle montiert wird. Ein Ende der Welle kann eine Vielzahl an radial erweiterbaren Abschnitten beinhalten, wie zum Beispiel Zacken. Nachdem der Rotor zunächst an der Welle montiert wurde, bildet die Vielzahl an Zacken allgemein eine Spielpassung mit dem Rotor. Die Vielzahl an Zacken kann dann radial erweitert werden, um das Spiel zwischen der Welle und der Rotorbohrung zu eliminieren, um eine Presspassung mit dem Rotor zu bilden. Die Presspassung kann dabei helfen, das Drehmoment vom Rotor auf die Welle zu übertragen.
Es wird auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, die einen Teil dieser Beschreibung bilden und in denen durch Abbildung der Ausführungsformen gezeigt wird, wie die Ausführungsformen umgesetzt werden können. Es versteht sich, dass die hierin verwendeten Bezeichnungen zu Zwecken der Beschreibung der Abbildungen und Ausführungsformen dienen und nicht als den Umfang der vorliegenden Anmeldung einschränkend anzusehen sind.
1 zeigt einen Querschnitt eines Motors 100, der verwendet werden kann, um zum Beispiel einen Kompressor 112 eines HLK-Systems (es ist nur ein Endabschnitt des Kompressors 112 dargestellt) gemäß einer Ausführungsform anzutreiben. Der Motor 100 beinhaltet ein Motorgehäuse 102, das einen Stator 110 und einen Rotor 120, der vom Stator 110 umgeben ist, aufnimmt. Allgemein ist der Stator 110 stationär und der Rotor 120 ist im Motorgehäuse 102 rotierbar. Der Rotor 120 ist an einer Welle 130 montiert, die konfiguriert sein kann, um zum Beispiel den Kompressor 112 anzutreiben.
Wenn Elektrizität an den Motor 100 angelegt wird, können der Stator 110 und der Rotor 120 zusammenarbeiten, um ein Drehmoment zu erzeugen. Das Drehmoment kann an die Welle 130 übertragen werden, welches dann verwendet werden kann, um die Rotation der Welle 130 anzutreiben.
Das Motorgehäuse 102 weist ein erstes Ende 102a und ein zweites Ende 102b auf. Die Welle 130 weist ein erstes Ende 130a und ein zweites Ende 130b auf. Die Welle 130 wird allgemein durch eine Lagerung 140 gestützt, die an dem ersten Ende 102a zwischen der Welle 130 und dem Motorgehäuse 102 positioniert ist, was dabei helfen kann, eine Reibung zu verringern, die durch die Rotation der Welle 130 erzeugt wird.
Der Motor 100 kann ein oder mehrere Merkmale beinhalten, um dabei zu helfen, den Rotor 120 an der Welle 130 zu montieren, sodass das durch den Stator 110 und den Rotor 120 erzeugte Drehmoment an die Welle 130 übertragen werden kann.
Allgemein weist der Rotor 120 eine Rotorbohrung 122 auf. Die Rotorbohrung 122 ist allgemein mittig entlang einer Längsmittellinie C des Rotors 120 im Rotor 120 angeordnet. Allgemein kann die Mittellinie C eine gemeinsame Mittellinie für den Rotor 120, den Stator 110 und die Welle 130 sein. Die Welle 130 weist allgemein einen Durchmesser D1 auf und die Rotorbohrung 122 weist einen Durchmesser D2 auf. Allgemein gleicht der Wellendurchmesser D1 ungefähr dem Rotorbohrungsdurchmesser D2 oder ist nur etwas kleiner, sodass der Rotor 120 verhältnismäßig einfach auf die Welle 130 geschoben werden kann, um zum Beispiel eine enge Spielpassung zu bilden. Die Bezeichnung „enge Spielpassung“ bedeutet allgemein, dass die Welle 130 in eine passende Rotorbohrung 122 mit einem etwas größeren Durchmesser eingebaut, um ein einfaches Einführen und/oder Entfernen der Welle zu ermöglichen (z. B. von genau oder ungefähr 0,0005 Zoll (0,0127 mm [Millimeter]) bis genau oder ungefähr 0,002 Zoll (0,0508 mm) locker (loose)).
Ein Abschnitt der Welle 130 kann eine Rippe 132 entlang eines Umfangs der Welle 130 aufweisen. Die Rippe 132 ist allgemein ein hervorstehender Bereich entlang des Umfangs der Welle 130, der einen Durchmesser D3 aufweist, der etwas größer ist als der Durchmesser D1 der Welle 130 und der Durchmesser D2 der Rotorbohrung 122, sodass die Rippe 132 eine Presspassung (z. B. eine leichte Presspassung) mit der Bohrung 122 bilden kann. In einigen Ausführungsformen ist der Durchmesser D3 genau oder ungefähr 0,002 Zoll (0,0508 mm) größer als der Durchmesser D2 der Rotorbohrung 122. In einigen Ausführungsformen können die Rippe 132 und die Rotorbohrung 122 eine enge Spiel- oder Übergangsbohrung bilden. Es versteht sich, dass die genauen Durchmesser variieren können, um eine Presspassung, Spielpassung oder Übergangspassung zu erzielen, abhängig von der Baugröße der Rotorbohrung 122, um innerhalb eines tolerierbaren Bereichs zu sein.
Die Rippe 132 ist allgemein verhältnismäßig näher am ersten Ende 130a der Welle 130 als am zweiten Ende 130b der Welle 130. Wenn der Rotor 120 auf die Welle 130 geschoben wird, können die Rotorbohrung 122 und die Rippe 132 eine Presspassung oder eine Übergangspassung bilden. Die Bezeichnung „Presspassung“ bedeutet allgemein, dass die Rippe 132 in die Rotorbohrung 122 gedrückt wird, die einen etwas kleineren Durchmesser D2 aufweist als der Durchmesser der Rippe 132 (z. B. eine diametrale Passung von 0,0005 Zoll (0,0127 mm) oder ungefähr 0,0005 Zoll (0,0127 mm) bis 0,0025 Zoll (0,0635 mm) oder ungefähr 0,0025 Zoll (0,0635 mm) eng (tight)). Die Bezeichnung „Übergangspassung“ bedeutet allgemein eine Art Passung, die zwischen der Spielpassung und der Presspassung liegt, wobei die Welle 130 verhältnismäßig sicher mit dem Rotor 120 durch die Rippe 132 gehalten werden kann, jedoch nicht so fest, dass die Welle 130 nicht verhältnismäßig leicht demontiert werden kann (z. B. von genau oder ungefähr 0,001 Zoll (0,0254 mm) locker bis genau oder ungefähr 0,001 Zoll (0,0254 mm) eng). Allgemein erfordert die Presspassung oder die Übergangspassung die Verwendung von Kraft, um die Rotorbohrung 122 auf die Rippe 132 zu drücken. Eine Reibungskraft kann zwischen den zwei in Presspassung oder Übergangspassung stehenden Teilen, wie dem Rotor 120 und der Rippe 132 erzeugt werden, was dabei helfen kann, das Drehmoment vom Rotor 120 auf die Rippe 132 zu übertragen. In einigen Ausführungsformen kann eine Presskraft von genau oder ungefähr 0 (Schlupf) bis genau oder ungefähr 3500 Pfund (15.568,78 N [Newton]) erforderlich sein, um die durch die Presspassung und/oder die Übergangspassung erzeugte Reibung zu überwinden. In einigen Ausführungsformen kann die Presskraft in einem Bereich von genau oder ungefähr 500 (2.224,11 N) bis genau oder ungefähr 3500 Pfund (15.568,78 N) für eine Presspassung liegen, in einigen Ausführungsformen kann eine Presskraft in einem Bereich von genau oder ungefähr 0 (Schlupf) bis genau oder ungefähr 2000 Pfund (8.896,44 N) für eine Übergangspassung liegen. Die Presspassung oder die Übergangspassung können außerdem dabei helfen, die Welle 130 in der Rotorbohrung zu zentrieren und zu sichern, um zum Beispiel dabei zu helfen, den Rotor 120 und die Welle 130 auszubalancieren.
In einigen Ausführungsformen kann eine Länge L3 der Rippe 132 in der Längsrichtung, die durch die Mittellinie C definiert ist, verhältnismäßig kurz sein (z. B. genau oder ungefähr 0,1 Zoll (2,54 mm) bis genau oder ungefähr 0,5 Zoll (12,7 mm)). In einigen Ausführungsformen kann die Länge L3 der Rippe 132 genau oder ungefähr ¼ Zoll (6,35 mm) betragen. Die verhältnismäßig kurze Länge L3 der Rippe 132 kann dabei helfen, die Presskraft zu verringern, die erforderlich ist, um die Rotorbohrung 122 über die Rippe 132 zu schieben.
Dadurch dass die Presskraft, die erforderlich ist, um die Rotorbohrung 122 über die Rippe 132 zu schieben, verhältnismäßig niedrig gehalten wird, ist es unter Umständen nicht notwendig, Hitze zu verwenden, um die Rotorbohrung 122 für die Montage zu erweitern. Dies kann dabei helfen, eine Entmagnetisierung des Rotors 120 zu verhindern, wenn ein Permanentmagnetrotor verwendet wird.
Die Welle 130 kann außerdem andere Merkmale beinhalten, um dabei zu helfen, die Rotorbohrung 122 über die Welle 130 zu montieren. Wie in 1B dargestellt, weist die Rippe 132 einen Durchmesser D3 auf (der etwas größer sein kann als der Durchmesser D1 der Welle 130 aus 1A oder diesem gleichen kann). In einigen Ausführungsformen kann die Welle 130 außerdem einen Führungsbereich 133 mit einem Durchmesser D4 aufweisen, der allgemein nah an der Rippe 132 in der Längsrichtung, die durch die Mittellinie C definiert ist, positioniert ist. In einigen Ausführungsformen kann der Führungsbereich 133 direkt benachbart zu der Rippe 132 positioniert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Führungsbereich 133 ungefähr nicht mehr als einen Zoll (25,4 mm) von der Rippe 132 entfernt positioniert sein. Es versteht sich jedoch, dass der Führungsbereich 133 weiter von der Rippe 132 entfernt sein kann. Wenn die Rotorbohrung 122 während der Montage auf die Welle 130 gleitet, gleitet die Rotorbohrung 122 allgemein auf den Führungsbereich 133, bevor die Rotorbohrung 122 die Rippe 132 erreicht. Der Durchmesser D4 ist konfiguriert, um sehr nah dem Durchmesser D2 der Rotorbohrung 122 zu entsprechen, ist jedoch allgemein etwas kleiner als der Durchmesser D3 der Rippe 132. Der Führungsbereich 133 kann verhältnismäßig leicht in die Rotorbohrung 122 passen und kann dabei helfen, die Welle 130 mit der Rotorbohrung 122 auszurichten, bevor die Rippe 132 in die Rotorbohrung 122 der Rippe 132 gedrückt wird.
Ein Abriebentlastungsbereich 134 kann allgemein nah am Führungsbereich 133 in der Längsrichtung, die durch die Mittellinie C definiert ist, positioniert sein, jedoch weiter weg von der Rippe 132 als der Führungsbereich 133. In einigen Ausführungsformen kann der Abriebentlastungsbereich 134 angrenzend an den oder neben dem Führungsbereich 133 positioniert, es versteht sich jedoch, dass der Abriebentlastungsbereich 134 in einem Abstand vom Führungsbereich 133 angeordnet sein kann. Mit Verweis auf 1A kann der Führungsbereich 133 in einigen Ausführungsformen allgemein verhältnismäßig nah am zweiten Ende 130b in der dargestellten Ausführungsform positioniert sein. Der Abriebentlastungsbereich 134 weist einen Durchmesser D5 auf, der kleiner ist als der Durchmesser D4 des Führungsbereichs 133 und der Durchmesser D2 der Rotorbohrung 122. Der Abriebentlastungsbereich 134 kann dabei helfen, Abrieb aufzunehmen, die während der Press- und/oder Übergangspassung der Welle 130 und der Rotorbohrung 122 gebildet werden. Der Abriebentlastungsbereich 134 kann außerdem beim Entfernen des Rotors 120 von der Welle 130 helfen. Der Abriebentlastungsbereich 134 kann allgemein angrenzend an jeden beliebigen Bereich positioniert sein, der dazu neigt, während des Montage- oder Entfernungsprozesses Abrieb zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen muss der Abriebentlastungsbereich 134 unter Umständen nicht passgenau geschliffen sein, was dabei helfen kann, Herstellungskosten und -zeit zu verringern.
Wenn die Rotorbohrung 122 anfangs auf der Welle 130 montiert wird, weist das zweite Ende 130b allgemein eine Spielpassung zwischen der Welle 130 und dem Rotor 120 auf. Das zweite Ende 130b der Welle 130 kann eine Gegenbohrung 135 beinhalten, die durch einen Stopfen 150 und eine Verbindungsvorrichtung 152, wie zum Beispiel eine Schraube, radial im Verhältnis zur Mittellinie C erweitert werden kann, sodass die Gegenbohrung 135 das Spiel zwischen der Welle 130 und dem Rotor 120 eliminieren und eine Presspassung mit der Rotorbohrung 122 bilden kann.
2A und 2B zeigen ausführlichere Details des zweiten Endes 130b der Welle 130, einschließlich der Gegenbohrung 135. 2A zeigt einen Abschnitt der Welle 130, der sich nah am zweiten Ende 130b befindet. 2B zeigt eine Endansicht des zweiten Endes 130b der Welle 130 aus 1A mit dem Stopfen 150 und der Verbindungsvorrichtung 152 entfernt.
Wie in 2A dargestellt, beinhaltet das zweite Ende 130b die Gegenbohrung 135. Mit Verweis auf 2B kann die Gegenbohrung 135 des zweiten Endes 130b eine erweiterbare Struktur beinhalten, die im Verhältnis zu der Mittellinie C entlang des Umfangs des zweiten Endes 130b der Welle 130 nach außen erweitert werden kann. In einigen Ausführungsformen kann das zweite Ende 130b der Gegenbohrung 135 die erweiterbare Struktur, wie zum Beispiel eine Vielzahl an Zacken 135a, entlang eines Umfangs des zweiten Endes 130b der Welle 130 beinhalten. Die Gegenbohrung 135 definiert allgemein eine Aussparung 137, die in das zweite Ende 130b eingestochen ist.
In einigen Ausführungsformen kann eine Innenfläche 135b der Zacken 135a spitz zulaufen. In einer Richtung von einer Innenseite 137a der Vertiefung 137 zu einer Außenseite 137b der Vertiefung 137 ist die spitz zulaufende Innenfläche 135b konfiguriert, um sich im Verhältnis zu der Mittellinie C radial nach außen zu neigen. In einigen Ausführungsformen bildet die spitz zulaufende Innenfläche 135b im Verhältnis zu der Längsrichtung, die durch die Mittellinie C definiert ist, einen Winkel α, der ungefähr 5 Grad beträgt, wobei es sich versteht, dass α ein anderer Winkel sein kann (z. B. genau oder ungefähr 2 bis genau oder ungefähr 20 Grad).
Die Aussparung 137 öffnet sich in eine Vertiefung 138, die sich entlang der Mittellinie C in das zweite Ende 130b der Welle 130 erstreckt. Die Vertiefung 138 kann allgemein konfiguriert sein, um die Verbindungsvorrichtung 152 aufzunehmen, wenn die Verbindungsvorrichtung 152 in die Vertiefung 138 eingeführt wird (siehe zum Beispiel 3). In einigen Ausführungsformen kann die Vertiefung 138 ein Gewinde aufweisen.
Mit Verweis auf die Endansicht aus 2B kann das zweite Ende 130b eine Spielpassung mit der Rotorbohrung 122 des Rotors 120 bilden. Wenn sich die Vielzahl an Zacken 135a der Gegenbohrung 135 im Verhältnis zu der Mittellinie C radial erstreckt, können die Zacken 135a das Spiel zwischen der Rotorbohrung 122 und der Bohrung 130 eliminieren und eine Presspassung mit der Rotorbohrung 122 bilden, was dabei helfen kann, ein Drehmoment vom Rotor 120 an die Welle 130 zu übertragen.
In einigen Ausführungsformen können die Rotorbohrung 122 und die Welle 130 außerdem (ein) andere(s) Merkmal(e) beinhalten, um dabei zu helfen, das Drehmoment des Rotors 120 an die Welle 130 zu übertragen, wie eine Führungsnasenstruktur ((key structure), z. B. eine Führungsnase und eine passende Nut (key slot)). Wie in 5 dargestellt, kann eine Rotorbohrung 522 eines Rotors 520 in einigen Ausführungsformen zum Beispiel eine Nut 523 beinhalten, die konfiguriert ist, um eine Führungsnase (key) 524 auf einer Welle 530 aufzunehmen). Die Führungsnase 524 und die passende Nut 523 können dabei helfen, das Drehmoment zwischen dem Rotor 520 und der Welle 530 zu übertragen.
In der dargestellten Ausführungsform aus 1 bis 3 sind vier Zacken 135a gleichmäßig um den Umfang des zweiten Endes 130b angeordnet, wobei es sich versteht, dass die Anzahl an Zacken 135a lediglich beispielhafter Natur ist.
Mit Verweis auf 3 ist eine Explosionsansicht des Motors 100 einschließlich des zweiten Endes 130b der Welle 130 dargestellt. Der Stopfen 150 ist konfiguriert, um einen Verbindungsabschnitt 151, der konfiguriert ist, um mit den Zacken 135a der Gegenbohrung 135 in Eingriff zu treten, und einen Führungsabschnitt 156, der konfiguriert ist, um mit der Rotorbohrung 122 in Eingriff zu treten und dabei zu helfen, den Stopfen 150 im Verhältnis zu der Mittellinie C zu zentrieren, aufzuweisen. Der Stopfen 150 ist außerdem konfiguriert, um ein erstes Mittelloch 154 aufzuweisen. In einigen Ausführungsformen kann das erste Mittelloch 154 konfiguriert sein, um ein Spiel im Verhältnis zur Verbindungsvorrichtung 152 aufzuweisen. Der Stopfen 150 weist außerdem ein zweites Mittelloch 153 auf, das derart konfiguriert ist, dass die Verbindungsvorrichtung 152 durch es hindurch passt. In einigen Ausführungsformen kann das zweite Mittelloch 153 konfiguriert sein, um ein Gewinde aufzuweisen, um eine Abdrückvorrichtung mit einem größeren Durchmesser (z. B. eine Abdrückschraube, nicht dargestellt) für die Demontage aufzunehmen.
Während der Montage kann der Stopfen 150 vom zweiten Ende 102b des Gehäuses 102 installiert werden. Der Verbindungsabschnitt 151 des Stopfens 150 wird durch die Aussparung 137 aufgenommen und tritt mit der Innenfläche 135b der Zacken 135a in Eingriff. Wenn der Stopfen 150 in den Aussparung 137 vordringt, kann der Verbindungsabschnitt 151 die Zacken 135a in einer radialen Richtung im Verhältnis zur Mittellinie C nach außen drücken, sodass die Zacken 135a eine Presspassung mit der Rotorbohrung 122 bilden können.
Wie in 3 dargestellt, kann die Rotorbohrung 122 konfiguriert sein, um Führungsflächen 126 aufzuweisen, die mit dem Führungsabschnitt 156 des Stopfens 150 in Eingriff treten können, um dabei zu helfen, den Stopfen 150 im Verhältnis zu der Mittellinie C zu zentrieren. In einigen Ausführungsformen können die Führungsflächen 126 zum Beispiel konfiguriert sein, um eine Spielpassung mit wenigstens einem Abschnitt des Führungsabschnitts 156 zu bilden, sodass der Stopfen 150 relativ zentriert im Verhältnis zu der Mittellinie C positioniert werden kann. Die Bezeichnung „Spielpassung“ bezieht sich allgemein auf eine Spielpassung mit einem diametralen Spiel von zum Beispiel genau oder ungefähr 0,0005 Zoll (0,0127 mm) bis genau oder ungefähr 0,012 Zoll (0,3048 mm).
Die Verbindungsvorrichtung 152 ist allgemein konfiguriert, um dabei zu helfen, den Stopfen 150 in die Aussparung 137 zu treiben. Die Verbindungsvorrichtung 152 kann eine Schraube sein und konfiguriert sein, um ein Gewinde 155 aufzuweisen, und die Aussparung 138 der Welle 130 kann konfiguriert sein, um ein passendes Gewinde 149 aufzuweisen. Die Verbindungsvorrichtung 152 kann durch das zweite Mittelloch 153 des Stopfens 150 positioniert werden und das Gewinde 155 kann mit dem passenden Gewinde in der Vertiefung 138 in Eingriff treten. Wenn die Verbindungsvorrichtung 152 in die Vertiefung 138 vordringt, kann die Verbindungsvorrichtung 152 den Stopfen 150 in die Aussparung 137 drücken. Der Verbindungsabschnitt 151 kann die Zacken 135a im Verhältnis zu der Mittellinie C nach außen drücken, um das Spiel zwischen der Welle 130 und der Rotorbohrung 122 zu eliminieren, um eine Presspassung mit der Rotorbohrung 122 zu bilden.
Mit Verweis auf 4A und 4B sind weitere Details des Stopfens dargestellt. 4A ist ein Querschnitt des Stopfens 150 und 4B ist eine Vergrößerung eines Abschnitts aus 4A. Wie in 4A dargestellt, kann der Führungsabschnitt 156 konfiguriert sein, um einen ersten Führungsabschnitt 156a und einen zweiten Führungsabschnitt 156b zu beinhalten. Ein Durchmesser des zweiten Führungsabschnitts 156b kann größer sein als der erste Führungsabschnitt 156a. Der erste Führungsabschnitt 156a und der zweite Führungsabschnitt 156b bilden eine erste Flanke 157.
Mit erneutem Verweis auf 3 kann der Rotor 120 außerdem konfiguriert sein, um eine zweite Flanke 139 zu beinhalten, die an den Führungsflächen 126 des Rotors 120 gebildet ist. Die Führungsflächen 126 beinhalten allgemein einen ersten Abschnitt 126a, der einen Durchmesser aufweist, der ungefähr dem Durchmesser D2 der Rotorbohrung 122 (siehe 1A) gleicht, und einen zweiten Abschnitt 126b, der einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser D2. Die zweite Flanke 139 ist zwischen dem ersten Abschnitt 126a und dem zweiten Abschnitt 126b gebildet.
Wenn der Rotor 120 an der Welle 130 montiert ist, ist der erste Führungsabschnitt 156a allgemein durch den ersten Abschnitt 126a der Rotorbohrung 122 aufgenommen und der zweite Führungsabschnitt 156b ist allgemein durch den zweiten Abschnitt 126b des Rotors 120 aufgenommen. Die erste Flanke 157, die zwischen dem ersten Führungsabschnitt 156a und dem zweiten Führungsabschnitt 156b gebildet ist, kann verhältnismäßig nah an der zweiten Flanke 139 positioniert sein, die zwischen dem ersten Abschnitt 126a und dem zweiten Abschnitt 126b der Rotorbohrung 122 gebildet ist. In einigen Ausführungsformen kann das Spiel zwischen der ersten Flanke 157 und der zweiten Flanke 139 genau oder ungefähr 0,005 Zoll (0,127 mm) bis genau oder ungefähr 0,035 Zoll (0,889 mm) betragen, wenn der Rotor 120 auf der Welle 130 montiert ist. Die erste Flanke 157 kann als ein zusätzlicher Stopper fungieren, wenn sich der Rotor 120 und die Welle 130 in der Längsrichtung, die durch die Mittellinie C definiert ist, im Verhältnis zueinander bewegen würden.
Mit Verweis auf 4B ist ein Abschnitt des Verbindungsabschnitts 151 dargestellt. Der Verbindungsabschnitt 151 kann konfiguriert sein, um einen vorderen Abschnitt 151a und einen Eingriffabschnitt 151b zu beinhalten. Der Eingriffabschnitt 151b ist allgemein konfiguriert, um eine spitz zulaufende Form aufzuweisen, die allgemein der der Innenfläche 135b der Gegenbohrung 135 entspricht. Im zusammengesetzten Zustand tritt der spitz zulaufende Eingriffabschnitt 151b allgemein mit der Innenfläche 135b der Gegenbohrung 135 in Eingriff, um die Zacken 135a der Gegenbohrung 135 in der radialen Richtung im Verhältnis zu der Mittellinie C nach außen zu drücken.
Der vordere Abschnitt 151a ist allgemein konfiguriert, um eine spitz zulaufende Form aufzuweisen, die steiler ist als der Eingriffabschnitt 151b. In einigen Ausführungsformen kann ein Winkel β, der zwischen einer Verlängerung des Eingriffabschnitts 151b und dem vorderen Abschnitt 151a gebildet ist, genau oder ungefähr 10 bis genau oder ungefähr 30 Grad betragen. Mit Verweis auf 3 und 4B kann der vordere Abschnitt 151a dabei helfen, den Stopfen 150 in die Aussparung 137 einzuführen.
Mit Verweis auf 3 und 4A, um die Welle 130 vom Rotor 120 zu trennen, kann das zweite Mittelloch 153 des Stopfens 150 mit einem Gewinde ausgestattet sein, sodass ein Durchmesser D7 des zweiten Mittellochs 153 ein Spiel zur Verbindungsvorrichtung 152 sein kann. Ein Durchmesser D6 des ersten Mittellochs 154 kann etwas größer sein als das mit einem Gewinde ausgestattete zweite Mittelloch 153. Eine Abdrückvorrichtung (nicht dargestellt) kann dann in das zweite Mittelloch 153 des Stopfens 150 geschraubt werden, um den Stopfen 150 vom Boden der Aussparung 137a und der Vielzahl an Zacken 135a weg zu drücken. Das Trennen des Stopfens 150 von der Vielzahl an Zacken 135a ermöglicht es der Vielzahl an Zacken 135a, sich in der radialen Richtung im Verhältnis zu der Mittellinie C nach innen zurückzuziehen, was wiederum die Presspassung zwischen der Vielzahl an Zacken 135a und der Rotorbohrung 122 löst. Die Welle 130 und der Rotor 120 können dann verhältnismäßig leicht demontiert werden.
Die hierin offenbarten Ausführungsformen können es allgemein ermöglichen, dass der Rotor 120 verhältnismäßig leicht auf die Welle 130 geschoben werden kann. Nachdem die Rippe 132 der Welle 130 in die Rotorbohrung 122 des Rotors 120 einpasst wurde, können der Stopfen 150 und die Verbindungsvorrichtung 152 verwendet werden, um die Zacken 136b zu erweitern, um das Spiel zwischen der Welle 130 und der Rotorbohrung 122 zu eliminieren, um eine Presspassung zwischen der Welle 130 und der Rotorbohrung 122 zu bilden. Die hierin offenbarten Ausführungsformen können es allgemein ermöglichen, dass der Rotor 120 verhältnismäßig leicht auf der Welle 130 montiert werden kann. Die hierin offenbarten Ausführungsformen können geeignet sein, um eine Welle an einem Rotor eines Motors mit Permanentmagneten zu montieren, da die hierin offenbarten Ausführungsformen den Bedarf am Erwärmen des Rotors 120, um den Rotor 120 und die Welle 130 zu montieren, verringern/eliminieren können. Die Press-/Übergangspassung zwischen der Rippe 132 und dem Rotor 120 und die Presspassung zwischen dem zweiten Abschnitt 136b der Welle 130 und dem Rotor 120 können ebenfalls dabei helfen, ein Drehmoment vom Rotor 120 an die Welle 130 zu übertragen, wodurch der Bedarf für andere Montagetechniken, wie axiale Klemmung, eliminiert wird.
Die hierin offenbarten Ausführungsformen können dabei helfen, sicherzustellen, dass der Rotor 120 und die Welle 130 konzentrisch sind, was dabei helfen kann, die Rotor-/Wellenanordnung auszubalancieren.
In einigen Ausführungsformen kann eine vorbelastende axiale Kraft auf den Motorrotor ausgeübt werden, um durch den Rotor zu laufen und andere Abschnitte des Kompressors festzuklemmen, wie zum Beispiel eine Hülse und/oder Abschnitte einer Lagerung, wobei diese Auflistung nicht abschließend ist. 6 bis 8 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform einer Implementierung, die eine vorbelastende axiale Kraft verwendet, wie vor dem Vollenden der Montage des Stopfens an der Welle.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines axialen Vorspannungselements 660, das mit dem Stopfen und Rotor verwendet werden kann. 7 zeigt eine Seitenteilansicht einer Ausführungsform einer Implementierung eines axialen Vorspannungselements 660, das mit einer Ausführungsform eines Stopfens 650 montiert ist. 8 zeigt eine andere Seitenteilansicht der Implementierung aus 7. 9 zeigt nur den Stopfen 650, der in 7 und 8 dargestellt ist.
Mit Verweis auf 6 ist das axiale Vorspannungselement 660 in einigen Ausführungsformen eine Feder. In einigen Ausführungsformen kann die Feder eine wellenartige Feder sein, die als Drahtdruckfeder konstruiert sein kann. Es versteht sich, dass der spezifische Aufbau des axialen Vorspannungselements nicht einschränkend sein soll und auf geeignete Weise konstruiert und konfiguriert sein kann, um ein gewünschtes, geeignetes und/oder erforderliches Ausmaß axialer Kraft bereitzustellen. Es versteht sich außerdem, dass statt des axialen Vorspannungselements 660 ein voreingestellter Lademechanismus verwendet werden kann, zum Beispiel würde, sobald der Stopfen in einer losen Passung installiert wurde, ein Mechanismus eine axiale Belastung auf den Motorrotor ausüben. Sobald die Vorbelastung mit diesem Mechanismus ausgeübt wird, könnte die Halterung festgezogen werden, um die radiale Erweiterung der erweiterbaren Struktur zu erzeugen. Ein derartiger Mechanismus würde ein geeignetes, gewünschtes und/oder erforderliches Ausmaß an Anpassung aufweisen, um die axiale Toleranz auszugleichen, die das axiale Vorspannungselement ausgeübt hätte. Die axiale Kraft kann eine axiale Bewegung ermöglichen, die im Fall von Toleranzberechnung nützlich sein kann, und kann außerdem eine verhältnismäßig konstante axiale Kraft bereitstellen, wenn der Stopfen festgezogen wird, was eine kontrollierter ausgeübte Kraft bereitstellt.
Mit Verweis auf 7 und 8 kann das axiale Vorspannungselement 660 kann zwischen einem Flansch 658 eines Stopfens 650 und einer Oberfläche oder Flanke 659 des Rotors eingespannt sein. 7 und 8 zeigen eine Seitenteilansicht der Anordnung des Rotors 620, der Welle 630, der Gegenbohrung mit der erweiterbaren Struktur 635, des Stopfens 650, der Verbindungsvorrichtung 652 und des axialen Vorspannungselements 660. Während der Montage kann der Rotor 620 auf der Welle 630 montiert werden, während der Stopfen 650 in die Rotorbohrung und Gegenbohrung der Welle eingeführt wird. Während des Einführens des Stopfens 650 übt das axiale Vorspannungselement 660 eine axiale Kraft auf den Rotor und durch den Rotor auf andere Teile des Kompressors aus. In einigen Ausführungsformen kann die axiale Kraft Teile zusammenklemmen, wie den Rotor 620, eine Hülse 662 und/oder einen Teil einer Lagerung 664. Siehe auch 8.
Mit Verweis auf 7 sind weitere Details der Anordnung des Stopfens 650, des axialen Vorspannungselements 660, des Rotors 620 und der Welle 630 dargestellt. Das axiale Vorspannungselement 660 kann zwischen einem Flansch 658 des Stopfens 650 und einer Flanke oder Oberfläche 659 des Rotors angeordnet sein. Der Stopfen 650 ähnelt in seiner Funktion dem Stopfen 150, weist jedoch Unterschiede in seiner Struktur auf. Siehe auch 9.
Der Stopfen 650 weist eine erste Öffnung 653 auf, durch die die Verbindungsvorrichtung 652 eingeführt werden kann, um in die Öffnung 638 der Welle 630 zu gelangen, wie zum Beispiel in einem Gewindeeingriff. Die erste Öffnung 653 kann außerdem konfiguriert sein, um eine Abdrückvorrichtung zu stützen, die in die erste Öffnung 653 geschraubt ist. Der Stopfen 650 beinhaltet eine zweite Öffnung 654, durch die die Verbindungsvorrichtung eingeführt werden kann und die eine Oberfläche oder Flanke beinhaltet, an die ein Abschnitt der Verbindungsvorrichtung 152 anstoßen kann. Der Stopfen 650 beinhaltet Außenflächen 651 und 656 mit einer Flanke dazwischen. Die Oberfläche 651 ist in einigen Ausführungsformen ein Verbindungsabschnitt, der mit der erweiterbaren Struktur 635 der Welle 630 in Eingriff tritt und die erweiterbare Struktur radial nach außen drücken oder erweitern kann, um mit dem Rotor 620 zusammen zu passen. Die Außenfläche 651 kann einen Passungsabschnitt an dem Ende des Stopfens erzeugen, der in den Bereich in der erweiterbaren Struktur 635 passt und diesen, wenn er eingeführt ist, erweitert. Die Flanke 657 kann mit dem Ende der erweiterbaren Struktur 635 in Eingriff treten oder an diese anstoßen und als ein Stopper für das Einführen des Stopfens 650 fungieren. Die Oberfläche 656 kann mit der Innenfläche 626a des Rotors 620 in Eingriff treten, während die Innenfläche 626b als eine Vertiefung oder Aussparung fungieren kann, in die der Stopfen 650 eingeführt werden kann, und in einigen Fällen, wie dargestellt, zurückgesetzt in die Aussparung, die durch die Innenfläche 626 erzeugt wird. Es versteht sich, dass der Stopfen 650 und seine Struktur eine ähnliche Funktion bieten können, z. B. gewünschte Passungen im Verhältnis zur Welle und dem Rotor, wie der oben beschriebene Stopfen 150.
Der Aufbau unter Verwendung axialer Vorspannung oder axialen Festklemmens (z. B. durch das axiale Vorspannungselement) und der radialen Erweiterung der erweiterbaren Struktur kann in vielen Anwendungen nützlich sein, wie zum Beispiel in einem Schraubenkompressor, der einen Induktionsmotorrotor verwendet, der gestapelte Metallkaschierungen aufweist, die zusammengegossen werden, zum Beispiel mit Aluminium. Eine Verformung des Motorrotors kann verhindert werden, was wiederum unerwünschten und/oder inakzeptablen Motorrotorauslauf verhindert, der andernfalls durch die Verformung verursacht werden kann. Zum Beispiel wird die Hülse (z. B. 662) zuerst installiert, wie auf dem männlichen Kompresssorrotor (male compressor rotor), und wird dann gegen den männlichen Sauglagerinnenring ((male suction bearing inner race), z. B. 664) geschoben. Der Motorrotor (z. B. 620) wird dann als nächstes auf dem männlichen Kompressorrotor installiert. Der Stopfen oder die Halterung (z. B. 650) liegt an den Motorrotor an und wird als letztes mit einem Bolzen (z. B. einer Verbindungsvorrichtung) installiert, die durch das Ende der Welle (z. B. 620) verläuft und in dieses geschraubt ist. Die Motorrotor-, Stopfen- und Hülsenanordnung wird dann durch den Bolzen, der in das Ende des Rotors geschraubt ist, gegen den männlichen Sauglagerinnenring festgezogen und dann erweitert sich die erweiterbare Struktur radial, um die Welle mit dem Rotor zu verbinden.
Aspekte
Beliebige der Aspekte 1–9 können mit beliebigen der Aspekte 10–11 kombiniert werden. Aspekt 1. Eine Welle eines Kompressors, umfassend:
eine Rippe entlang eines Umfangs der Welle;
ein Ende der Welle, das eine erweiterbare Struktur umfasst, wobei die erweiterbare Struktur eine Aussparung umfasst, die konfiguriert ist, um einen Stopfen aufzunehmen;
eine Vertiefung, die sich in das Ende der Welle erstreckt, wobei die Vertiefung konfiguriert ist, um mit einer Verbindungsvorrichtung in Eingriff zu treten;
wobei, wenn die Aussparung den Stopfen aufnimmt, die erweiterbare Struktur konfiguriert ist, um in einer radialen Richtung im Verhältnis zu einer Mittellinie der Welle durch den Stopfen erweiterbar zu sein.
Aspekt 2. Die Welle nach Aspekt 1, wobei ein Durchmesser der Rippe konfiguriert ist, um eine Presspassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Aspekt 3. Die Welle nach einem der Aspekte 1–2, wobei ein Durchmesser der Rippe konfiguriert ist, um eine Übergangspassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Aspekt 4. Die Welle nach einem der Aspekte 1–3, ferner umfassend:
einen Führungsabschnitt nahe an der Rippe, wobei der Führungsabschnitt konfiguriert ist, um eine Spielpassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Aspekt 5. Die Welle nach Aspekt 4, ferner umfassend:
einen Abriebentlastungsbereich, wobei der Abriebentlastungsbereich konfiguriert ist, um eine Spielpassung mit der Rotorbohrung des Rotors zu bilden, wobei ein Durchmesser des Abriebentlastungsbereichs kleiner ist als ein Durchmesser des Führungsabschnitts.
Aspekt 6. Die Welle nach einem der Aspekte 1–5, wobei, wenn die erweiterbare Struktur durch den Stopfen in der radialen Richtung im Verhältnis zu der Mittellinie der Welle erweitert ist, die Vielzahl an Zacken konfiguriert ist, um eine Presspassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Aspekt 7. Die Welle nach einem der Aspekte 1–6, wobei die erweiterbare Struktur eine spitz zulaufende Innenfläche beinhaltet, die konfiguriert ist, um mit dem Stopfen in Eingriff zu treten.
Aspekt 8. Die Welle nach einem der Aspekte 1–7, wobei die erweiterbare Struktur eine Vielzahl an Zacken umfasst.
Aspekt 9. Die Welle nach einem der Aspekte 1–8, wobei der Stopfen einen Führungsabschnitt umfasst, der konfiguriert ist, um eine Spielpassung mit einem Abschnitt der Rotorbohrung zu bilden, wenn ein Verbindungsabschnitt des Stopfens mit der erweiterbaren Struktur in Eingriff tritt.
Aspekt 10. Eine Rotor- und Wellenbaugruppe, umfassend:
einen Rotor, wobei der Rotor eine Mittenrotorbohrung umfasst;
eine Welle, wobei die Welle durch die Rotorbohrung aufgenommen ist; und
einen Stopfen und eine Verbindungsvorrichtung;
wobei ein Abschnitt der Welle eine Rippe entlang eines Umfangs der Welle umfasst, wobei die Rippe konfiguriert ist, um eine Presspassung oder Übergangspassung mit der Rotorbohrung zu bilden;
ein Ende der Welle, das eine erweiterbare Struktur umfasst, wobei die erweiterbare Struktur eine Aussparung umfasst, die konfiguriert ist, um den Stopfen aufzunehmen;
eine Öffnung, die sich in das Ende der Welle erstreckt, wobei das Loch konfiguriert ist, um mit der Verbindungsvorrichtung in Eingriff zu treten;
und wobei die Verbindungsvorrichtung konfiguriert ist, um den Stopfen in die Aussparung zu drücken, was zur Erweiterung der erweiterbaren Struktur in einer radialen Richtung im Verhältnis zu einer Mittellinie der Welle führt, wenn die Verbindungsvorrichtung in das Loch festgezogen wird.
Aspekt 11. Die Rotor- und Wellenbaugruppe nach Aspekt 10, wobei die erweiterbare Struktur eine Vielzahl an Zacken umfasst.
In Bezug auf die vorangehende Beschreibung versteht es sich, dass Veränderungen an Details vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Beschreibung und dargestellten Ausführungsformen sollen lediglich als Beispiele angesehen werden, wobei der wahre Umfang und Geist der Erfindung durch die weit gefasste Bedeutung der Ansprüche angegeben sind.

Claims

Welle eines Kompressors, umfassend: eine Rippe entlang eines Umfangs der Welle; ein Ende der Welle, das eine erweiterbare Struktur umfasst, wobei die erweiterbare Struktur eine Aussparung umfasst, die konfiguriert ist, um einen Stopfen aufzunehmen; eine Vertiefung, die sich in das Ende der Welle erstreckt, wobei die Vertiefung konfiguriert ist, um mit einer Verbindungsvorrichtung in Eingriff zu treten; wobei, wenn die Aussparung den Stopfen aufnimmt, die erweiterbare Struktur konfiguriert ist, um in einer radialen Richtung im Verhältnis zu einer Mittellinie der Welle durch den Stopfen erweiterbar zu sein.
Welle nach Anspruch 1, wobei ein Durchmesser der Rippe konfiguriert ist, um eine Presspassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Welle nach Anspruch 1, wobei ein Durchmesser der Rippe konfiguriert ist, um eine Übergangspassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Welle nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Führungsabschnitt näher an der Rippe, wobei der Führungsabschnitt konfiguriert ist, um eine Spielpassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Welle nach Anspruch 4, ferner umfassend: einen Abriebentlastungsbereich, wobei der Abriebentlastungsbereich konfiguriert ist, um eine Spielpassung mit der Rotorbohrung des Rotors zu bilden, wobei ein Durchmesser des Abriebentlastungsbereichs kleiner ist als ein Durchmesser des Führungsabschnitts.
Welle nach Anspruch 1, wobei, wenn die erweiterbare Struktur durch den Stopfen in der radialen Richtung im Verhältnis zu der Mittellinie der Welle erweitert ist, die erweiterbare Struktur konfiguriert ist, um eine Presspassung mit einer Rotorbohrung eines Rotors zu bilden.
Welle nach Anspruch 1, wobei die erweiterbare Struktur eine spitz zulaufende Innenfläche umfasst, die konfiguriert ist, um mit dem Stopfen in Eingriff zu treten.
Welle nach Anspruch 1, wobei die erweiterbare Struktur eine Vielzahl an Zacken umfasst.
Welle nach Anspruch 1, wobei der Stopfen einen Führungsabschnitt umfasst, der konfiguriert ist, um eine Spielpassung mit einem Abschnitt der Rotorbohrung zu bilden, wenn ein Verbindungsabschnitt des Stopfens mit der erweiterbaren Struktur in Eingriff tritt.
Rotor- und Wellenbaugruppe, umfassend: einen Rotor, wobei der Rotor eine Mittenrotorbohrung umfasst; eine Welle, wobei die Welle durch die Rotorbohrung aufgenommen ist; und einen Stopfen und eine Verbindungsvorrichtung; wobei ein Abschnitt der Welle eine Rippe entlang eines Umfangs der Welle umfasst, wobei die Rippe konfiguriert ist, um eine Presspassung oder Übergangspassung mit der Rotorbohrung zu bilden; ein Ende der Welle, das eine erweiterbare Struktur umfasst, wobei die erweiterbare Struktur eine Aussparung definiert, die konfiguriert ist, um den Stopfen aufzunehmen; eine Öffnung, die sich in das Ende der Welle erstreckt, wobei das Loch konfiguriert ist, um mit der Verbindungsvorrichtung in Eingriff zu treten; und wobei die Verbindungsvorrichtung konfiguriert ist, um den Stopfen in die Aussparung zu drücken, was zur Erweiterung der erweiterbaren Struktur in einer radialen Richtung im Verhältnis zu einer Mittellinie der Welle führt, wenn die Verbindungsvorrichtung in das Loch festgezogen wird.
Rotor- und Wellenbaugruppe nach Anspruch 10, wobei die erweiterbare Struktur eine Vielzahl an Zacken umfasst.