DE19633089C2 - Schraubenverdichter - Google Patents

Schraubenverdichter

Info

Publication number
DE19633089C2
DE19633089C2 DE19633089A DE19633089A DE19633089C2 DE 19633089 C2 DE19633089 C2 DE 19633089C2 DE 19633089 A DE19633089 A DE 19633089A DE 19633089 A DE19633089 A DE 19633089A DE 19633089 C2 DE19633089 C2 DE 19633089C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
main body
screw compressor
shaft
teeth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19633089A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19633089A1 (de
Inventor
Masao Tateno
Koji Tomita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Driveline Japan Ltd
Original Assignee
Tochigi Fuji Sangyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP20942095A external-priority patent/JP3569044B2/ja
Priority claimed from JP02396896A external-priority patent/JP3734552B2/ja
Application filed by Tochigi Fuji Sangyo KK filed Critical Tochigi Fuji Sangyo KK
Publication of DE19633089A1 publication Critical patent/DE19633089A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19633089C2 publication Critical patent/DE19633089C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2230/00Manufacture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49236Fluid pump or compressor making
    • Y10T29/49242Screw or gear type, e.g., Moineau type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter, der beispielsweise als Lader einer Brennkraftmaschine verwendet wird.
In dem japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnr. 4- 311694 ist ein Schraubenverdichter offenbart.
Der Rotor des Verdichters besteht aus einer Rotorwelle und einem Rotorhauptkörper. Der Verdichter weist einen Rippenrotor auf, der mit einem Nutenrotor in Eingriff steht, wobei jeder Rotor eine Befestigung einer Rotorwelle mit einem Rotorhauptkörper aufweist.
Der herkömmliche Rotor des Schraubenverdichters weist eine starke Zahndicke auf, ist massiv und weist daher ein großes Trägheitsmoment auf. Wenn ein Schraubenverdichter mit einem Rotor, der ein großes Trägheitsmoment aufweist, als Lader verwendet wird, ist der Antriebsenergieverlust des Motors groß, das Ansprechen auf eine Beschleunigung auf hohe Drehzahlen schlecht, und eine Kupplung zum Verbinden und Trennen des Motors muß groß dimensioniert sein.
Daher werden Rotoren mit Hohlräumen in den Zähnen ausgebildet, um das Gewicht und das Trägheitsmoment zu reduzieren.
Bei einem Rotor von massiver Struktur, der keinen Hohlraum in der Auswölbung aufweist, wird, wenn der Rotorhauptkörper mittels Gießen hergestellt wird, die Rotorwelle während des Gießens des Rotorhauptkörpers durch Einsetzen befestigt. Während der Bearbeitung des Rotorhauptkörpers durch Fräsen wird eine Wellenbohrung in einen Rundstahl gebohrt, dessen Außendurchmesser größer als der eines fertigen Rotors ist, wobei die Rotorwelle in der Wellenbohrung befestigt wird. Anschließend werden die Zähne des Rotors an dem äußeren Umfang des Rundstahls durch Fräsen erzeugt. Die massiven Rotoren weisen nur eine geringe Fehlausrichtung zwischen dem Drehpunkt des Rotorhauptkörpers und der Rotorwelle auf.
Im Falle eines Hohlrotors wird ebenfalls eine Wellenbohrung in den Rotorhauptkörper eingearbeitet, und die Rotorwelle wird in der Wellenbohrung befestigt.
Während der Bearbeitung der Wellenbohrung ist eine richtige Stelle zum Festspannen des Rotorhauptkörpers erforderlich, jedoch ist bei einem Hohlrotor keine andere Spannstelle, als der Hohlraum der Rippe (des Zahnes) oder der äußere Umfang des Rotorhauptkörpers. Tatsächlich gibt es keine Spannstelle in dem Hohlraum des Rotors, da der innere Umfang des Hohlraums eine gekrümmte Fläche aufweist und eine genaue Bezugsfläche zum Festspannen nicht vorgesehen ist. Wenn eine Wellenbohrung durch Festspannen des Rotors an einer gekrümmten Umfangsfläche bearbeitet wird, tritt leicht eine Fehlausrichtung des Rotorhauptkörpers und der Rotorwelle auf.
Ferner wird, wenn der Hohlrotor an seiner äußeren Umfangsfläche festgespannt wird, die hohle Rippe durch die Spannkraft des Festspannens verformt, wobei die Verformung eine Fehlausrichtung der Wellenbohrung verursacht. Wenn der Hohlrotor vor der Formgebung der Rippe festgespannt wird, wird ferner, abgesehen von der Fehlausrichtung derselben infolge deren Verformung, zusätzlich eine Fehlausrichtung der Wellenbohrung infolge der Formgebung der Rippe verursacht, wodurch eine größere Fehlausrichtung auftritt.
Im Falle des Gießens des Rotorhauptkörpers und des Formens des Hohlraumes mittels eines Kerns führt die Fehlausrichtung des Kerns und dadurch der Wellenbohrung im wesentlichen zu Abweichungen im Massenausgleich der Drehbewegung, wodurch hohe Kosten für die Korrektur des Massenausgleichs erforderlich sind.
Schraubenverdichter mit hohlen Zähnen sind aus der DE 196 13 659, DE 196 13 418, DE-PS 693 372 und US 53 77 407 bekannt.
Es ist daher das Ziel der Erfindung, einen Schraubenverdichter zu schaffen, der eine genaue Ausrichtung des Rotorhauptkörpers und der Rotorwelle und eine Herabsetzung des Trägheitsmoments bei einer Hohlstruktur des Rotorhauptkörpers ermöglicht.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht durch einen Schraubenverdichter, mit
einem Rippenrotor, der einen Rotorhauptkörper mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Rippen oder Zähne und eine Rotorwelle aufweist, die in einer Wellenbohrung befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt ausgebildet ist, mit
einem Nutenrotor, der einen Rotorhauptkörper mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Nuten und Zähne und eine Rotorwelle aufweist, die in einer Wellenbohrung befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt ausgebildet ist und mit
einem Gehäuse, das den Rippenrotor und den Nutenrotor drehbar aufnimmt und einen Strömungseinlaß und -auslaß für Strömungsmittel aufweist,
wobei ein Hohlraum, der zumindest an dem axialen Ende eine Öffnung aufweist, entweder in einem oder mehreren Zähnen des Rippen- und des Nutenrotors vorgesehen ist, und wobei die Randkante der Öffnung ein geradlinig ausgebildetes Kurvenstück aufweist, mit dem der Rotor während der Bearbeitung festgespannt werden soll, und das geradlinige Kurvenstück an der zum Drehpunkt benachbarten Seitenfläche des Hohlraumes ausgebildet ist.
Daher kann bei dem erfindungsgemäßen Schraubenverdichter, da das geradlinige Kurvenstück zum Festspannen an der offenen Innenseite des Hohlraumes ausgebildet ist, der Rotorhauptkörper und die Rotorwelle durch Festspannen des geradlinigen Kurvenstücks und Bearbeiten einer Bohrung für die Rotorwelle genau ausgerichtet werden. Das Formen der Zähne (Zahnprofil) des Rotors kann entweder gleichzeitig mit der Bearbeitung der Wellenbohrung oder nach dem Befestigen der Rotorwelle in der bearbeiteten Wellenbohrung durchgeführt werden. Ein Hohlrotor mit angepaßtem Massenausgleich der Drehbewegung ohne Fehlausrichtung kann so geschaffen werden.
Auf diese Weise wird durch Ausbildung des Rotors mit Hohlstruktur zur Reduzierung des Gewichts und zur Reduzierung des Trägheitsmoments ein Hohlrotor mit ausgezeichnetem Massenausgleich der Drehbewegung ohne Fehlausrichtung des Rotorhauptkörpers und der Rotorwelle geschaffen. Dadurch ist keine Massenausgleichskorrektur des Rotors erforderlich. Wenn sie trotzdem nötig ist, erfordert diese einen sehr geringen Korrekturaufwand und geringe Korrekturkosten.
Bei dem erfindungsgemäßen Schraubenverdichter ist der Hohlrotor ein Schraubenrotor, der schraubenförmige Zähne aufweist.
Außerdem ist bei einem Schraubenverdichter, der sich mit höheren Drehzahlen dreht, als der Schraubenverdichter des Roots-Typs, der einen Rotor mit Kokon-förmigem Querschnitt aufweist, welcher empfindlicher auf Schwingungen und dergleichen infolge von Unwucht ist, die Erfindung besonders wirksam.
Der Rotor des Schraubenverdichters kann durch Gießen hergestellt werden.
Weiterhin wird beim Herstellen des Rotors durch Gießen (wenn nach irgendeinem Verfahren, einschließlich des Sandform- Verfahrens, des Ausschmelzverfahrens und des Wachsausschmelzverfahrens gegossen wird) ein ebenes Flächenstück erzeugt. Dabei ist es nicht erforderlich, das ebene Flächenstück zu bearbeiten, so daß geringe Kosten entstehen. Auf diese Weise wird das ebene Flächenstück beim Gießvorgang erzeugt, was sehr günstig für die Bearbeitung des Rotors nach dem Gießen ist.
Außerdem ist bei dem Schraubenverdichter der Hohlraum zumindest in einer der Rotoren ausgebildet, wobei ein ebenes Flächenstück, an der der Rotor während der Bearbeitung festgespannt werden soll, nahe der Öffnung des Hohlraumes ausgebildet sein kann, welcher zu dem Rotorende hin geöffnet ist. Ein solcher Rotor unterscheidet sich von einem Rotor nach dem Stand der Technik, der durch Laminate hergestellt wird und keine ebene Fläche als Spannstelle aufgrund seiner gekrümmt verlaufenden Fläche im hohlen Zahn aufweist, vgl. US 5 377 407. Mit dem erfindungsgemäßen Rotor ist eine genaue Positionierung des Rotors in der Werkzeugmaschine möglich, da das Spannwerkzeug an einer definierten Angriffsfläche am Rotor angreifen kann.
Es ist daher möglich, den Rotor genau herzustellen, wobei zum Beispiel durch Synchronisierung der Rotordrehzahl und des Vorschubs in radialer und axialer Richtung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine die äußere Umfangsform des Rotors genau bearbeitet werden kann und dabei der Abstand der Rotoroberfläche zum Hohlraum in einer gleichmäßigen Dicke bearbeitet wird. Außerdem kann die Wellenbohrung ohne Fehlausrichtung genau bearbeitet werden. Auf diese Weise wird ein ganz ausgezeichneter Massenausgleich der Drehbewegung erreicht, wobei Unwuchten und Schwingungen bei der Drehbewegung vermieden werden.
Da der Rotor nicht aus Laminaten hergestellt ist und damit keine laminierte Struktur aufweist, ist er darüberhinaus frei von Abweichungen der axialen Länge und des Zahnprofils infolge von Schwankungen des Spalts oder der Dicke der Laminate. Die Produktzuverlässigkeit ist bemerkenswert hoch, wobei die Herstellung des Rotors auch keine hohen Bearbeitungskosten für die Laminate, keine enorme Anzahl von Teilen und kein großes Arbeitskräftepotential zur Steuerung erfordert.
Ferner werden durch die genaue Bearbeitung der äußeren Umfangsform des Rotors nach der Erfindung, wie oben beschrieben, besonders große Wirkungen bei einem Schraubenverdichter erreicht, der einen Rotor mit drei oder mehreren Zähnen mit einer komplizierten äußeren Umfangsform sowie eine gekrümmt verlaufende Form der Hohlräume aufweist, bei höheren Drehzahlen als ein Roots-Verdichter verwendet wird, und bei dem daher Schwingungen infolge von Unwuchten zu vermeiden sind.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Schraubenverdichters kann das ebene Flächenstück senkrecht zu der Normalen durch den Drehpunkt des Rotorhauptkörpers ausgebildet sein. Ebenso wie bei dem oben genannten Schraubenverdichter kann der Rotorhauptkörper durch Anformen des ebenen Flächenstücks zum Festspannen während der Bearbeitung nahe der Öffnung des Hohlraumes des Rotorhauptkörpers genau positioniert und bearbeitet werden, wodurch ein Rotor mit ganz ausgezeichnetem Massenausgleich der Drehbewegung erreicht wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik treten keine Abweichungen in der axialen Länge und dem Zahnprofil auf, wobei die Produktzuverlässigkeit bemerkenswert hoch ist, und der Rotor keine hohen Bearbeitungskosten für Laminate, keine enorme Anzahl von Teilen und kein großes Arbeitskräftepotential zur Steuerung erfordert.
Außerdem werden, da das ebene Flächenstück zum Festspannen senkrecht zu der Normalen durch den Drehpunkt des Rotorhauptkörpers ausgebildet ist, die Genauigkeit der Rotorpositionierung und die Bearbeitungsgenauigkeit und die Wirkung der Vermeidung von Schwingungen und der Verbesserung der Zuverlässigkeit des Schraubenverdichters weiter erhöht.
Das ebene Flächenstück kann am Boden des Hohlraumes, der zum Drehpunkt benachbarten Seite, ausgebildet sein. In dem Falle werden auch dieselben Wirkungen wie bei dem oben genannten Schraubenverdichter erreicht.
Weiterhin kann, da eine Fläche nahe des ebenen Flächenstücks bereits ausgebildet ist, das ebene Flächenstück durch Anformen an dem Boden des Hohlraums, der zum Drehpunkt benachbarten Seite, ausreichend weit ausgebildet werden. Daher wird die Genauigkeit der Bearbeitung des Rotors durch deren genaues Festspannen an ihrem breiten ebenen Flächenstück und die Wirkung der Vermeidung von Schwingungen und der Verbesserung der Zuverlässigkeit des Schraubenverdichters weiter erhöht.
Darüberhinaus kann, da der Hohlraum ein geradliniges Kurvenstück an der zum Drehpunkt benachbarten Seite aufweist, ein ebenes Flächenstück in axialer Richtung an der Basis des geradlinigen Kurvenstücks ausgebildet werden.
Außerdem wird, da die Basis des geradlinigen Kurvenstücks bearbeitet werden kann, das ebene Flächenstück leicht erreicht, wodurch das ebene Flächenstück genau bearbeitbar ist, so daß die Genauigkeit der Bearbeitung des Rotors noch höher wird.
Der Rotor des Schraubenverdichters kann durch Gießen hergestellt werden.
Außerdem wird beim Vorgang zur Bearbeitung des Rotors durch Gießen nach irgendeinem Verfahren, einschließlich des Sandform-Verfahrens, des Ausschmelzverfahren und des Wachsausschmelzverfahrens ein ebenes Flächenstück während des Gießens erreicht, wobei es nicht erforderlich ist, das ebene Flächenstück zu bearbeiten, so daß geringere Kosten erforderlich sind. Auf diese Weise wird das ebene Flächenstück standardmäßig beim Gießvorgang erreicht, was sehr günstig für die Bearbeitung des Rotors nach dem Gießen ist.
Nach einem anderen Aspekt ist der erfindungsgemäße Schraubenverdichter versehen mit
einem Rippenrotor, der einen Rotorhauptkörper mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Rippen oder Zähne und eine Rotorwelle aufweist, die in einer Wellenbohrung befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt ausgebildet ist, mit
einem Nutenrotor, der einen Rotorhauptkörper mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Nuten und Zähne und eine Rotorwelle aufweist, die in einer Wellenbohrung befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt ausgebildet ist und mit
einem Gehäuse, das den Rippenrotor und den Nutenrotor drehbar aufnimmt und einen Strömungseinlaß und -auslaß aufweist,
wobei ein Hohlraum, der zumindest an dem axialen Ende eine Öffnung aufweist, entweder in einem oder mehreren Zähnen des Rippen- und des Nutenrotors vorgesehen ist, und ein vorstehender Quader zum Festspannen des Rotors während der Bearbeitung nahe der Öffnung ausgebildet ist.
Bei dem Schraubenverdichter, welcher derselbe wie der oben genannte ist, kann der Rotor genau bearbeitet werden. Das heißt, daß die äußere Umfangsform und die Wellenbohrung des Rotors genau bearbeitet werden können, wobei der Abstand der Rotoroberfläche zum Hohlraum in einer gleichmäßigen Dicke bearbeitet werden kann. Darüberhinaus kann der Massenausgleich der Drehbewegung durch Ausfräsen des vorstehenden Quaders nach der Bearbeitung des Rotors angepaßt werden. Daher ist der Massenausgleich der Drehbewegung ganz ausgezeichnet, wobei Schwingungen während der Drehbewegung vermieden werden können.
Der vorstehende Quader kann auch an der zum Drehpunkt benachbarten Seite des Hohlraums ausgebildet sein. Als ein Ergebnis kann die Kraft zum Festspannen ausreichend beibehalten werden, wodurch Verformungen des Rotors infolge der Spannkraft oder von Verformungen bei der Bearbeitung vermieden werden können.
Der vorstehende Quader kann auch eine von dem Rotor in Drehrichtung gerichtete Fläche, eine von dem Rotor radial gerichtete Fläche oder eine von dem Rotor axial gerichtete Fläche aufweisen. Daher kann der Rotor genau in jeder Richtung zum Festspannen positioniert werden, wobei die Genauigkeit des Vorgangs hoch ist. Daher ist der Massenausgleich der Drehbewegung nach der Bearbeitung ausgezeichnet.
Der Rotor kann auch durch Gießen hergestellt werden. In dem Falle kann durch verschiedene Gießverfahren, wie Sandformen, Ausschmelzen und Wachsausschmelzen, eine Hohlspindel leicht mit dem vorstehenden Quader ausgebildet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht bezogen auf die Linie II-II aus Fig. 3, die einen Rippenrotor zeigt;
Fig. 3 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils III aus Fig. 2 gesehen, die einen Endabschnitt des Rippenrotors zeigt;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die den Rippenrotor mit ihrem Endabschnitt zeigt, der festgespannt ist;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine Ansicht des Endabschnitts der offenen Seite eines Rippenrotors gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des Rippenrotors entlang der Auswölbung, bezogen auf die Linie VII-VII aus Fig. 6;
Fig. 8 ist eine Ansicht des Endabschnitts der Seitenwand des Rippenrotors gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die den Endabschnitt der offenen Seite des Rippenrotors und das Spannwerkzeug gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht eines Rippenrotors gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung entlang der Rippe, bezogen auf die Linie X-X aus Fig. 11;
Fig. 11 ist eine Ansicht des Endabschnitts der offenen Seite des Rippenrotors gemäß der dritten Ausführungsform;
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht, die eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung, die einen Rotorhauptkörper gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht des Rotorhauptkörpers bezogen auf die Linie XIV-XIV aus Fig. 15, die den Zustand der Abstützung des Rotorhauptkörpers mit einem Spannwerkzeug während der Bearbeitung des Rotorhauptkörpers zeigt; und
Fig. 15 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils XV-XV aus Fig. 14 gesehen.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 1 bis Fig. 3 beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Lader 1 gemäß der Erfindung. Die Seitenrichtung bedeutet die Seitenrichtung in Fig. 1 und Fig. 3, und Teile, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, sind nicht aus den Zeichnungen ersichtlich.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Lader 1 eine Eingangsriemenscheibe 3, ein Übersetzungsgetriebe 5, ein Synchronisiergetriebe 7, einen Verdichter 9 (ein Schraubenverdichter in der Ausführungsform) u. a. auf.
Die Eingangsriemenscheibe 3 wird an einem Verdichtergehäuse 13 (Gehäuse) von einem Lager 11 getragen und ist auf der Eingangswelle 15 verkeilt und mit einem Bolzen 17 und einer Unterlegscheibe 19 befestigt. Die Eingangsriemenscheibe 3 ist mit der kurbelwellenseitigen Riemenscheibe über einen Treibriemen gekoppelt, und eine elektromagnetische Kupplung ist an der kurbelwellenseitigen Riemenscheibe angeordnet und verbindet und trennt dadurch den Motor und den Lader 1. Auf diese Weise wird die Eingangsriemenscheibe 3 über die elektromagnetische Kupplung durch die Antriebskraft des Motors gedreht und angetrieben.
Die Eingangswelle 15 wird innerhalb des Gehäuses 13 von einem Kugellager 21 getragen. Zwischen einer Lagerhülse 23 und dem Gehäuse 13 ist eine Dichtung 25 angeordnet, die an die Eingangswelle 14 angepaßt ist, um Ölleckage zu vermeiden.
Das Übersetzungsgetriebe 5 weist miteinander in Eingriff stehende große und kleine Übersetzungszahnräder 27, 29 auf, wobei das Synchronisiergetriebe 7 miteinander in Eingriff stehende große und kleine Synchronisierzahnräder 31, 33 aufweist. Der Verdichter 9 weist einen Rippenrotor 35 und einen Nutenrotor 37 auf.
Das große Übersetzungszahnrad 27 ist einstückig am rechten Ende der Eingangswelle 15 ausgebildet, wobei das kleine Übersetzungszahnrad 29 mit einer Rotorwelle 39 dem Nutenrotor 37 (Gegenrotor) zusammen mit dem großen Synchronisierzahnrad 31 mittels eines Keils 41 gekuppelt und mittels einer Mutter 43 vor dem Herabfallen gesichert ist. Das kleine Synchronisierzahnrad 33 ist mit einer Rotorwelle 47 des Rippenrotors 35 (Rotor) über einen Kraftschlußmechanismus 45 gekuppelt.
Der Kraftschlußmechanismus 45 bringt das Synchronisierzahnrad 33 mit dem Synchronisierzahnrad 31 in Eingriff, wobei sich die Rotoren 35, 37 einander nicht berühren, und verriegelt sich durch Festziehen einer Mutter 49 und stellt die Rotoren 35, 37 in die Drehrichtung.
Die Rotorwellen 47, 39 der Rotoren 35, 37 werden an ihrem linken Ende an dem Gehäuse 13 von einem Kugellager 51 und an ihrem rechten Ende von einer Lagerhülse 53 und einem Rollenlager 55 getragen. Zwischen der Lagerhülse 57 und dem Gehäuse 13 ist eine Dichtung 59 angeordnet, die an dem linken Ende der Rotorwellen 39, 47 vorgesehen ist, wobei an deren rechten Ende eine Dichtung 61 zwischen der Lagerhülse 53 und dem Gehäuse 13 angeordnet ist, um dadurch eine Leckage des Schmiermittels zu verhindern.
Die Antriebskraft des Motors, die von der Riemenscheibe 3 übertragen wird, wird von dem Übersetzungsgetriebe 5 beschleunigt, und dreht und treibt die Rotoren 35, 37 über das Synchronisiergetriebe 7 an. Der angetriebene Verdichter 9 pumpt die Ansaugmenge, die über den Ansaugkanal 63 (Strömungseinlaß) angesaugt wird, zu der linken Seite in axialer Richtung zwischen den Rotoren 35, 37 hinaus, läßt sie über einen Auslaßkanal 65 (Strömungsauslaß) heraus und führt sie dem Motor zu.
Der Rippenrotor 35 weist eine Befestigung der Rotorwelle 47 in einer Wellenbohrung 69 des Rotorhauptkörpers 67 auf, wobei der Nutenrotor 37 ebenso eine Befestigung der Rotorwelle 39 in der Wellenbohrung des Rotorhauptkörpers 71 aufweist.
Wie aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich, weist der Rotorhauptkörper 67 des Rippenrotors 35 drei Zähne oder Rippen 73 in Schraubenform auf. Der Rotorhauptkörper 71 des Nutenrotors 37 weist vier Rippen oder Zähne in Schraubenform auf. Die Rotorhauptkörper 67, 71 sind aus Aluminiumguß.
Ein Hohlraum 75 ist in jeder Rippe 73 des Rippenrotors 35 ausgebildet. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist eine Wand 77 an der linken Seite des Hohlraums 75 vorgesehen, wobei an dessen rechten Seite eine Öffnung 79 vorgesehen ist. In jeder Öffnung 79 sind, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, ein geradliniges Kurvenstück 81, eine Rippe 83 und ein Ausgleichsgewicht 85 ausgebildet. Der Hohlraum 75 und die Öffnung 79 werden während des Gießens mittels eines Kerns geformt und weisen ein geradliniges Kurvenstück an der zum Drehpunkt benachbarten Seitenfläche des Hohlraums 75 auf.
Die linke Seitenwand 77 schließt den Hohlraum 75 ab und verhindert Leckagedruck zwischen der Auslaßseite und der Ansaugseite des Verdichters 9. Die Rippe 83 verstärkt den Bereich um die Öffnung 79 und verhindert das Ausdehnen der Rippen 73 infolge der Zentrifugalkraft sowie die Berührung der Rotoren 35, 37 miteinander oder die Berührung des Rippenrotors 35 mit dem Gehäuse 13 infolge dieses Ausdehnens. Darüberhinaus schafft das Ausgleichsgewicht 85 den Massenausgleich mit der linken Seitenwand 77 während der Drehbewegung, um Schwingungen zu vermeiden.
Das geradlinige Kurvenstück 81 ist an der zum Drehpunkt benachbarten Seite des Zahnhohlraumes ausgebildet und ist zum Festspannen in der Fräsmaschine vorgesehen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Rippen 73 in gleichen Abständen in einem Winkel von 120° zueinander ausgebildet, wobei jeder Hohlraum derart an dem Rotorhauptkörper 67 angeordnet ist, daß ein Massenausgleich der Drehbewegung erreicht wird. Daher kann, wie durch den Pfeil 67 in Fig. 4 angedeutet ist, wenn der Rotorhauptkörper 67 gedreht wird, das geradlinige Kurvenstück 81 jeder Rippe 73 in gleichmäßigem Kontakt mit drei Spannwerkzeugen 89 festgespannt werden, die in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind.
Die Wellenbohrung 69 und die Rippen 73 des Rotorhauptkörpers 67 werden im Zustand des Festspannens der geradlinigen Kurvenstücke 81 bearbeitet. Dadurch werden die Rippen 73 (Zahnprofil und Hohlräume 75) und die Wellenbohrung 69 genau ausgerichtet, und daher wird grundsätzlich nur durch Befestigen der Rotorwelle 47 in der Wellenbohrung 69 der Massenausgleich der Drehbewegung des Rippenrotors 35 festgelegt.
Auf diese Weise wird der Lader 1 gebildet.
Da der Rippenrotor 35 massenausgeglichen wird, werden die Schwingungen des Laders 1 verringert und die Lebensdauer der Lager 51, 55 erheblich erhöht. Die Berührung der Rotoren 35, 37 miteinander und die Berührung des Rippenrotors 35 mit dem Gehäuse 13 werden vermieden, so daß die Arbeitsweise und der Betrieb normal gehalten werden.
Der Rippenrotor 35 in Hohlbauweise ist leicht im Gewicht und extrem klein im Trägheitsmoment und auch hervorragend im Massenausgleich der Drehbewegung, wie oben beschrieben. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeuges, an dem der Lader 1 angebracht ist, verbessert, was sich auf die Beschleunigung auswirkt, wobei im Falle einer plötzlichen Beschleunigung oder Verzögerung (wenn der Lader 1 zu- und abschaltet) die Berührung der Rotoren 35, 37 miteinander verhindert werden kann. Darüberhinaus kann die elektromagnetische Kupplung zum Verbinden und Trennen des Motors und des Laders 1 in ihren Abmessungen verringert werden.
Auf diese Weise werden die Drehschwingungen des Rippenrotors 35 durch Festspannen an den geradlinigen Kurvenstücken 81 während des Fräsens ständig ausgeglichen, so daß keine Massenausgleichskorrektur notwendig ist. Wenn diese trotzdem erforderlich ist, sind nur ein sehr geringer Korrekturaufwand und geringe Korrekturkosten nötig.
Außerdem wirkt sich beim Gießen des Hohlrotors, wo der Hohlraum 75 mittels eines Kerns geformt wird, sowie des Rippenrotors 35 eine Fehlausrichtung der Kernstellung und der Rotorwelle 47 im wesentlichen auf den Massenausgleich der Drehbewegung aus. Gemäß der Erfindung werden jedoch, da alle Fehlausrichtungen vermieden werden, Kosten für die Massenausgleichskorrektur erheblich eingespart.
Darüberhinaus kann durch den Gießvorgang ein Hohlrippenrotor 35 in komplizierter Form leicht bearbeitet werden, und die Herstellung mit geringeren Kosten im Vergleich zu anderen Bearbeitungsverfahren ist möglich.
Da das geradlinige Kurvenstück 81 zum Festspannen über die gesamte Länge des Hohlraumes 75 des Rotors mittels des geradlinigen Kurvenstückes des Kerns geformt wird, wird keine Fehlausrichtung des geradlinigen Kurvenstücks 81 und der Rotorwelle 47 verursacht.
Der Schraubenverdichter 9 wird insgesamt für höhere Drehzahlen verwendet als der Verdichter des Roots- Typs, der einen Rotor mit Kokon-förmigem Querschnitt aufweist, und reagiert somit empfindlicher auf Schwingungen oder dergleichen infolge von Unwucht. Die Erfindung ist vorteilhaft, da der Rippenrotor 35 einen guten Massenausgleich der Drehbewegung ermöglicht.
Daher wird der Rippenrotor 35 frei von Fehlausrichtungen in der Hohlstruktur geschaffen.
Nach der Erfindung kann der Hohlrotor auch durch Kunststoff-Umformen, wie Ziehen oder Extrudieren, zusätzlich zum Gießverfahren hergestellt werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf die Fig. 5, 6, 7, 8 und 9 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben Teile wie in den Fig. 1, 2, 3 und 4 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei doppelte Erläuterungen weggelassen werden.
Bei der Ausführungsform ist jede Rippe 73 des Rippenrotors 35 in gleichen Abständen voneinander in Umfangsrichtung angeordnet, wobei ein Hohlraum 75 im Bereich jeder Rippe 73 ausgebildet ist. Wie aus den Fig. 5 und 7 ersichtlich, ist eine Wand 77 an der linken Seite des Hohlraums 75 ausgebildet, wobei an dessen rechter Seite eine Öffnung 79 vorgesehen ist. Die Wand 77 schließt den Hohlraum 75 ab und verhindert Leckagedruck zwischen der Auslaßseite und der Ansaugseite des Verdichters 9.
Wie aus den Fig. 5, 6, und 7 ersichtlich, ist ein Ausgleichsgewicht 85 zum Massenausgleich in jeder Öffnung 79 vorgesehen, wobei ein ebenes Flächenstück 86 nahe jeder Öffnung 79 ausgebildet ist. Das Ausgleichsgewicht 85 schafft einen Massenausgleich der Drehbewegung mit der linken Seitenwand 77 und verhindert Drehschwingungen der Rippenrotoren 35.
Das ebene Flächenstück 86 ist an der Bodenseite 84 jedes Hohlraums 75 (Seite zum Drehpunkt 87 des Hohlraums 75) vorgesehen und ist senkrecht zu der Normalen 89 durch den Drehpunkt 87 des Rotorhauptkörpers 67 angeordnet, wie aus den Fig. 2 und 5 ersichtlich ist.
Die Hohlräume 75, Wände 77, Öffnungen 79, Ausgleichsgewichte 85 und ebenen Flächenstücke 86 werden mittels des Kerns während des Gießens des Rotorhauptkörpers 67 geformt.
Jedes ebene Flächenstück 86 ist zum Festspannen des Rotorhauptkörpers 67 während dessen Bearbeitung nach dem Gießen vorgesehen, und ist senkrecht zu der Normalen 89 ausgebildet, wie oben beschrieben, wodurch der Rotorhauptkörper 67, wie aus Fig. 9 ersichtlich, nur durch Eingriff von drei Spannwerkzeugen 91 derart stabil und sicher befestigt ist, daß das Werkzeug und der Rotorhauptkörper 67 genau an der Fräsmaschine positioniert werden können.
Es ist daher möglich, die Drehzahl des Rotorhauptkörpers 67 und den Vorschub des Werkzeuges in radialer und axialer Richtung zu der Fräsmaschine genau zu synchronisieren, wobei die Schraubenform der Rippen 73 genau bearbeitet werden kann. Daher werden die Teile in gleichmäßiger Dicke t1, t2, t3 (siehe Fig. 8) an den drei Rippen 73 bearbeitet.
Die Bearbeitung der Wellenbohrung 69 kann zusammen mit der Bearbeitung der Rippen 73 im Zustand des Festspannens des Rotors an dem ebenen Flächenstück 86 durchgeführt werden, und die Ausrichtung der Rippen 73 (Zahnprofil) und der Wellenbohrung 69 kann genau erfolgen, so daß daher der Massenausgleich der Drehbewegung des Rippenrotors 35 nur durch Befestigen der Rotorwelle 47 in der Wellenbohrung 69 festgelegt wird.
Daher ist bei dem Rotorhauptkörper 67, wo der Rippenrotor 35 auf diese Weise bearbeitet wird, der Massenausgleich der Drehbewegung ganz hervorragend, und das Auftreten von Schwingungen während der Drehbewegung kann vermieden werden.
Die zweite Ausführungsform bringt zu den Wirkungen der ersten Ausführungsform noch weitere nachfolgend beschriebene Wirkungen.
Dadurch, daß der Massenausgleich der Drehbewegung des Rippenrotors 35 grundsätzlich nur durch den Fräsvorgang festgelegt wird, ist keine Massenausgleichskorrektur erforderlich. Wenn diese trotzdem erforderlich ist, sind nur ein sehr geringer Korrekturaufwand und geringe Korrekturkosten nötig. Nebenbei wird, wenn erforderlich, der Massenausgleich durch Bohren eines Loches in die massenausgleichenden Ausgleichsgewichte 85 der drei Rippen 73 in der axialen Richtung von der Rotorendseite her korrigiert.
Außerdem kann, da zuerst eine Fläche nahe des ebenen Flächenstücks 86 im Boden 84 des Hohlraums 75 ausgebildet wird, das ebene Flächenstück 86 durch Formen derselben in dem Boden 84 ausreichend breit und tief ausgebildet werden. Daher kann der Rotor an dem ebenen Flächenstück 86 gut festgespannt werden, die Bearbeitungsgenauigkeit wird weiter erhöht, wodurch gute Wirkungen im Hinblick auf die Verhinderung von Schwingungen und die Verbesserung der Zuverlässigkeit des Laders 1 erzielt werden.
Außerdem wird beim Vorgang zur Bearbeitung des Rotorhauptkörpers 67 mittels Gießen, wenn nach einem Sandform- Verfahren, Ausschmelzverfahren oder einem Wachsgußverfahren gegossen wird, ein ebenes Flächenstück 86 während des Gießens erreicht, wobei es nicht erforderlich ist, das ebene Flächenstück 86 zu bearbeiten, so daß geringere Kosten erforderlich sind. Auf diese Weise wird das ebene Flächenstück standardmäßig beim Gießvorgang erreicht, was sehr günstig für die Bearbeitung des Rotorhauptkörpers 67 nach dem Gießen ist.
Nach dem Gießvorgang kann der Rippenrotor 35 in komplizierter Form leicht bearbeitet werden, und es ist möglich, der Rippenrotor 35 mit geringeren Kosten als bei anderen Bearbeitungsverfahren herzustellen.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist der Rotor 35, die keine laminierte Struktur aufweist, darüberhinaus frei von Abweichungen in der axialen Länge und dem Zahnprofil infolge von Schwankungen des Spalts oder der Dicke der Laminate, und die Produktzuverlässigkeit ist bemerkenswert hoch, wobei der Rotor 35 auch keine hohen Bearbeitungskosten für die Laminate, keine enorme Anzahl von Teilen und kein großes Arbeitskräftepotential zur Steuerung erfordert.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 10 und 11 beschrieben.
Bei der Beschreibung der dritten Ausführungsform werden Teile mit denselben Wirkungen wie in der zweiten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei doppelte Erläuterungen der Teile mit denselben Wirkungen weggelassen werden.
Der Schraubenverdichter nach der dritten Ausführungsform ist derselbe, wie der Schraubenverdichter in der zweiten Ausführungsform, bei dem der Lader als Schraubenverdichter verwendet wird, wobei die Motorantriebskraft von der kurbelwellenseitigen Riemenscheibe über die elektromagnetische Kupplung zugeführt und mittels des Übersetzungsgetriebes beschleunigt wird und den Schraubenverdichter nach der dritten Ausführungsform über das Synchronisiergetriebe antreibt.
Der Schraubenverdichter weist einen Schraubenrotor (Rotor) und einen Gegenschraubenrotor (Gegenrotor) auf. Der Schraubenrotor ist mittels einer Rotorwelle in einer Wellenbohrung 95 eines Rotorhauptkörpers 93 befestigt, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, und der Gegenschraubenrotor ist gleichfalls mittels einer Rotorwelle in einer Wellenbohrung eines Rotorhauptkörpers befestigt.
Wie aus Fig. 11 ersichtlich, weist der Rotorhauptkörper 93 drei Zähne 97 in Schraubenform auf, die jeweils im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind. Ein Hohlraum 99 ist in jedem Zahn 97 ausgebildet, wobei eine Wand 101 an der linken Seite des Hohlraumes 99 vorgesehen ist, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, und an dessen rechten Seite ist eine Öffnung 103 vorgesehen. Die Wand 101 schließt den Hohlraum 99 ab und verhindert Leckagedruck zwischen der Auslaßseite und der Ansaugseite des Verdichters.
Im Bereich jeder Öffnung 103 ist ein Ausgleichsgewicht 105 zum Massenausgleich vorgesehen, wobei ein Massenausgleich der Drehbewegung mit der linken Seitenwand 101 geschaffen wird, wodurch Schwingungen während der Drehbewegung des Schraubenrotors vermieden werden. Das Verfahren der Massenausgleichskorrektur ist dasselbe wie in der zweiten Ausführungsform.
Im Bereich jeder Öffnung 103 ist auch ein geradliniges Kurvenstück 107 vorgesehen, wie durch den Pfeil in Fig. 11 angedeutet ist, und nahe jeder Öffnung 103 ist ein ebenes Flächenstück 109 in axialer Richtung anschließend an das geradlinige Kurvenstück 107 vorgesehen.
Jedes ebene Flächenstück 109 ist senkrecht zu der Normalen 113 durch den Drehpunkt 111 des Rotorhauptkörpers 93 angeordnet und an der Bodenseite 115 jedes Hohlraumes 99 (die Seite zum Drehpunkt 111 des Hohlraumes 99) ausgebildet, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist.
Die ebenen Flächenstücke 109 sind zum Festspannen des Rotors vorgesehen, nachdem die Rohfertigung des Rotorhauptkörpers 93 abgeschlossen ist, und werden senkrecht zur Normalen 113, wie oben beschrieben, nur durch Eingriff mit den drei Spannwerkzeugen ausgebildet, wobei das Werkzeug und der Rotorhauptkörper 93 genau an der Fräsmaschine positioniert werden können.
Es ist daher möglich, die Drehzahl des Rotorhauptkörpers 93 und den Vorschub des Werkzeuges in radialer und axialer Richtung zu der Fräsmaschine genau zu synchronisieren, und die Schraubenform der Zähne 97 kann genau bearbeitet werden, und die Teile der drei Zähne 97 werden in einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet.
Die Bearbeitung der Wellenbohrung 95 kann zusammen mit der Bearbeitung der Zähne 97 im Zustand des Festspannens des Rotors an dem ebenen Flächenstück 109 erfolgen, wobei die Ausrichtung der Zähne 97 (Zahnprofil) und der Wellenbohrung 95 genau vorgenommen werden kann, so daß der Massenausgleich der Drehbewegung des Schraubenrotors grundsätzlich nur durch Befestigen der Rotorwelle in der Wellenbohrung 95 angepaßt wird.
Daher ist bei dem Rotorhauptkörper 93, wo der Schraubenrotor auf diese Weise bearbeitet wird, der Massenausgleich der Drehbewegung ganz hervorragend, und das Auftreten von Schwingungen während der Drehbewegung kann vermieden werden.
Der Lader ist daher frei von Unwuchten der Schraubenspindel und weist sehr geringe Schwingungen während der Drehbewegung auf, wobei die Lebensdauer der Lager zum Abstützen des Schraubenrotors bemerkenswert erhöht wird. Die Berührung der Schraubenrotoren miteinander und die Berührung des Schraubenrotors mit dem Verdichtergehäuse kann vermieden werden, so daß die Arbeitsweise und der Betrieb normal gehalten werden.
Der Schraubenrotor in Hohlbauweise ist leicht im Gewicht, extrem klein im Trägheitsmoment und auch hervorragend im Massenausgleich der Drehbewegung, wie oben beschrieben. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeuges, an dem der Lader angebracht ist, verbessert, was sich auf die Beschleunigung auswirkt, und im Falle einer plötzlichen Beschleunigung oder Verzögerung (wenn der Lader 1 zu- und abschaltet) kann die Berührung der Schraubenrotoren miteinander verhindert werden. Darüberhinaus kann die elektromagnetische Kupplung zum Verbinden und Trennen des Motors und des Laders in ihren Abmessungen verringert werden.
Auf diese Weise wird die Drehbewegung des Schraubenrotors durch den Fräsvorgang grundsätzlich ausgeglichen, so daß keine Massenausgleichskorrektur notwendig ist. Wenn diese trotzdem erforderlich ist, sind nur ein sehr geringer Korrekturaufwand und geringe Korrekturkosten nötig.
Darüberhinaus kann das ebene Flächenstück 109 durch Formen derselben im Boden 115 nahe einer bestehenden Fläche ausreichend breit und tief ausgebildet werden, und durch sicheres Festspannen dem ebenen Flächenstück wird die Bearbeitungsgenauigkeit erhöht, wobei gute Wirkungen im Hinblick auf die Verhinderung von Schwingungen und die Verbesserung der Zuverlässigkeit erzielt werden.
Außerdem ist bei dem Rotorhauptkörper 93 der Boden 115 des Hohlraums 99 durch das geradlinige Kurvenstück 107 erzeugt, der als gerade Bezugslinie verwendet werden kann, so daß die Bearbeitung dem ebenen Flächenstück 109 genauer durchgeführt werden kann und die Bearbeitungsgenauigkeit des Schraubenrotors weiter erhöht wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist der Rotor, der keine laminierte Struktur aufweist, darüberhinaus frei von Abweichungen der axialen Länge und des Zahnprofils infolge von Schwankungen des Spalts oder der Dicke der Laminate, und die Produktzuverlässigkeit ist bemerkenswert hoch, wobei der Rotor auch keine hohen Bearbeitungskosten für die Laminate, keine enorme Anzahl von Teilen und kein großes Arbeitskräftepotential zur Steuerung erfordert.
Bei dem Schraubenverdichter nach der Erfindung kann die Wand, die in dem Hohlraum des Rotorhauptkörpers ausgebildet ist, im mittleren Bereich und nicht an das Ende angrenzend ausgebildet sein, wobei die Öffnungen an beiden Enden vorgesehen sein können. Darüberhinaus braucht der Hohlraum keine Wand aufzuweisen, so daß er in axialer Richtung durchdrungen wird. Trotzdem kann das ebene Flächenstück nahe der Öffnung vorgesehen sein.
Im Falle des Gegenrotors wird die Erfindung durch Bildung von Hohlräumen in den Rippen ausgeführt, die zwischen konkaven Zähnen ausgebildet sind, und das eine ebene Flächenstück nahe der Öffnung aufweisen.
Der Schraubenverdichter nach der Erfindung kann nicht nur als Verdichter oder Gebläse verwendet werden, sondern auch als Motor zum Aufnehmen einer Drehbewegung durch Verwendung eines Strömungsdruckes.
Abschließend wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 12, 13, 14 und 15 eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen sind einige Komponenten wie in den Fig. 1, 2, 3 und 4 mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei doppelte Erläuterungen weggelassen werden.
Ein Rotorhauptkörper 67 weist drei Rippen 73 in Schraubenform auf, die jeweils in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind. In jeder Rippe 73 ist ein Hohlraum 75 ausgebildet, wobei eine Wand 77 an einem Ende des Hohlraums 75 und eine Öffnung 79 an seinem anderen Ende angeordnet ist.
An der Seite des Hohlraumes 75 mit der Öffnung 79 ist ein vorstehender Quader 151 ausgebildet, der von der zum Drehpunkt benachbarten Seite des Rotorhauptkörpers 67 in radialer Richtung vom Drehpunkt weg vorsteht. Jeder vorstehende Quader 151 weist eine radial gerichtete Fläche 151a an seinem oberen Ende, eine axial gerichtete Fläche 151b an seinem Ende in axialer Richtung und eine in Drehrichtung gerichtete Fläche 151c an seinem Ende in Drehrichtung auf.
Die radial gerichtete Fläche 151a ist senkrecht zu der Normalen 113 durch den Drehpunkt des Rotorhauptkörpers 67 ebenso wie das ebene Flächenstück 109 in Fig. 11 bezogen auf die dritte Ausführungsform angeordnet. Dementsprechend ist es leicht möglich, wie aus den Fig. 14 und 15 ersichtlich, mittels dreier Spannwerkzeuge 153 einzugreifen.
Jedes Spannwerkzeug 153 grenzt an die radial gerichtete Fläche 151b an, um die Bewegung des Rotorhauptkörpers 67 in axialer Richtung zu bestimmen. Jedes Spannwerkzeug 153 paßt sich auch an die in Drehrichtung gerichtete Fläche 151c an, um die Bewegung des Rotorhauptkörpers 67 in Drehrichtung zu bestimmen.
Beim Bearbeiten des Rotorhauptkörpers 67 wird, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, ein mittleres Spannwerkzeug 157 in ein mittleres Loch 159 zum Bearbeiten eingesetzt, das mit einem Verbindungsloch 155 verbunden ist, das an der Seite der Wand 77 ausgebildet ist. Das Kernlagerloch 155 wird nach der Bearbeitung des Rotorhauptkörpers 67 verschlossen.
Daher können nach der Erfindung das Fräswerkzeug und der Rotorhauptkörper 67 nur durch Eingriff des vorstehenden Quaders 151 mit dem Spannwerkzeug 153 genau an der Fräsmaschine positioniert werden.
Es ist daher möglich, die Drehzahl des Rotorhauptkörpers 93 und den Vorschub des Werkzeuges in radialer und axialer Richtung zu der Fräsmaschine genau zu synchronisieren, und die Zähne 97 in ihrer Schraubenform können genau bearbeitet werden, wobei die Teile der drei Zähne 97 in einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden.
Die Bearbeitung der Wellenbohrung 95 kann zusammen mit der Bearbeitung der Zähne 97 im Zustand des Festspannens des Rotors an dem ebenen Flächenstück 109 erfolgen, wobei die Ausrichtung der Zähne 97 (Zahnprofil) und der Wellenbohrung 95 genau vorgenommen werden kann, so daß der Massenausgleich der Drehbewegung des Schraubenrotors grundsätzlich nur durch Befestigen der Rotorwelle in der Wellenbohrung 95 angepaßt wird.
Daher ist bei dem Rotorhauptkörper 93, wo der Schraubenrotor auf diese Weise bearbeitet wird, der Massenausgleich der Drehbewegung ganz hervorragend, wobei das Auftreten von Schwingungen während der Drehbewegung vermieden werden kann.

Claims (11)

1. Schraubenverdichter, mit
einem Rippenrotor (35), der einen Rotorhauptkörper (67) mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Rippen oder Zähne (73, 83) und eine Rotorwelle (47) aufweist, die in einer Wellenbohrung (69) befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt (87) ausgebildet ist, mit
einem Nutenrotor (37), der einen Rotorhauptkörper (71) mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Nuten und Zähne und eine Rotorwelle (39) aufweist, die in einer Wellenbohrung befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt ausgebildet ist und mit
einem Gehäuse (13), das den Rippenrotor (35) und den Nutenrotor (37) drehbar aufnimmt und einen Strömungseinlaß (63) und -auslaß (65) für Strömungsmittel aufweist,
wobei ein Hohlraum (75), der zumindest an dem axialen Ende eine Öffnung (79) aufweist, entweder in einem oder mehreren Zähnen des Rippen- und des Nutenrotors (35, 37) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Randkante der Öffnung (79) ein geradlinig ausgebildetes Kurvenstück (81) aufweist, mit dem der Rotor (35, 37) während der Bearbeitung festgespannt werden soll, und daß
das geradlinige Kurvenstück (81) an der zum Drehpunkt (87) benachbarten Seitenfläche des Hohlraumes (75) ausgebildet ist.
2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (35, 37) durch Gießen hergestellt ist.
3. Schraubenverdichter, mit
einem Rippenrotor (35), der einen Rotorhauptkörper (67; 93) mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Rippen oder Zähne (73, 83; 97) und eine Rotorwelle (47) aufweist, die in einer Wellenbohrung (69; 95) befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt (87; 111) ausgebildet ist, mit
einem Nutenrotor (37), der einen Rotorhauptkörper (71) mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Nuten und Zähne und eine Rotorwelle (39) aufweist, die in einer Wellenbohrung befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt ausgebildet ist und mit
einem Gehäuse (13), das den Rippenrotor (35) und den Nutenrotor (37) drehbar aufnimmt und einen Strömungseinlaß (63) und -auslaß (65) für Strömungsmittel aufweist,
wobei ein Hohlraum (75; 99), der zumindest an dem axialen Ende eine Öffnung (79; 103) aufweist, entweder in einem oder mehreren Zähnen des Rippen- und des Nutenrotors (35, 37) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
ein ebenes Flächenstück (86; 109) zum Festspannen des Rotors (35, 37) während der Bearbeitung nahe der Öffnung (79; 103) ausgebildet ist.
4. Schraubenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Flächenstück (86; 109) senkrecht zu der Normalen (89; 113) durch den Drehpunkt (87; 111) des Rotorhauptkörpers (67, 71; 93) ausgebildet ist.
5. Schraubenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Flächenstück (86; 109) an der zum Drehpunkt (87; 111) benachbarten Seitenfläche des Hohlraums (75; 99) ausgebildet ist.
6. Schraubenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein geradliniges Kurvenstück (107) in der Ebene der Öffnung (103) an der zum Drehpunkt (111) benachbarten Seite des Hohlraums (99) ausgebildet ist, und das ebene Flächenstück (109) in axialer Richtung anschließend an das Kurvenstück (107) mit dem geradlinigen Kurvenstück (107) als Basis ausgebildet ist.
7. Schraubenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (35, 37) durch Gießen hergestellt ist.
8. Schraubenverdichter, mit
einem Rippenrotor (35), der einen Rotorhauptkörper (67) mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Rippen oder Zähne (73, 83) und eine Rotorwelle (47) aufweist, die in einer Wellenbohrung (69) befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt (111) ausgebildet ist, mit
einem Nutenrotor (37), der einen Rotorhauptkörper (71) mit einer Mehrzahl schraubenförmiger Nuten und Zähne und eine Rotorwelle (39) aufweist, die in einer Wellenbohrung befestigt ist, die koaxial zu ihrem Drehpunkt ausgebildet ist und mit
einem Gehäuse (13), das den Rippenrotor (35) und den Nutenrotor (37) drehbar aufnimmt und einen Strömungseinlaß (63) und -auslaß (65) aufweist,
wobei ein Hohlraum (75), der zumindest an dem axialen Ende eine Öffnung (79) aufweist, entweder in einem oder mehreren Zähnen des Rippen- und des Nutenrotors (35, 37) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
ein vorstehender Quader (151) zum Festspannen des Rotors (35, 37) während der Bearbeitung nahe der Öffnung (79) ausgebildet ist.
9. Schraubenverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehende Quader (151) an der zum Drehpunkt (111) benachbarten Seitenfläche ausgebildet ist.
10. Schraubenverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehende Quader (151) Flächen (151c) mit einer von dem Rotor (35, 37) in Drehrichtung gerichteten Normalen, eine Fläche (151a) mit einer von dem Rotor (35, 37) radial gerichteten Normalen und Flächen (151b) mit einer von dem Rotor (35, 37) axial gerichteten Normalen aufweist.
11. Schraubenverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (35, 37) durch Gießen hergestellt ist.
DE19633089A 1995-08-17 1996-08-16 Schraubenverdichter Expired - Fee Related DE19633089C2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20942095A JP3569044B2 (ja) 1995-08-17 1995-08-17 流体機械
JP02396896A JP3734552B2 (ja) 1996-02-09 1996-02-09 流体機械
US08/700,655 US5692889A (en) 1995-08-17 1996-08-16 Fluid machine having screw rotors with a straight portion to be chucked

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19633089A1 DE19633089A1 (de) 1997-02-20
DE19633089C2 true DE19633089C2 (de) 1999-04-22

Family

ID=27284461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19633089A Expired - Fee Related DE19633089C2 (de) 1995-08-17 1996-08-16 Schraubenverdichter

Country Status (3)

Country Link
US (2) US5692889A (de)
DE (1) DE19633089C2 (de)
GB (1) GB2304380B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005052096A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-10 Volkswagen Ag Kompressor

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2318156B (en) * 1995-04-07 1999-04-14 Tochigi Fuji Sangyo Kk Screw-type compressor
ATE249581T1 (de) * 1997-12-18 2003-09-15 Baker Hughes Inc Verfahren zur herstellung von statormanteln für exzenterschneckenpumpen
US11359632B2 (en) * 2014-10-31 2022-06-14 Ingersoll-Rand Industrial U.S., Inc. Rotary screw compressor rotor having work extraction mechanism
US11961660B2 (en) * 2020-08-31 2024-04-16 General Electric Company Systems and methods for assembling a magnetic-core assembly

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE693372C (de) * 1938-01-14 1940-07-06 Gustaf Zakarias Goeransson Drehkolbenverdichter
US5310320A (en) * 1990-04-27 1994-05-10 Svenska Rotor Maskiner Ab Rotor for a rotary screw machine having internal member and external shell made of pressed metal powder
US5377407A (en) * 1991-10-17 1995-01-03 Ebara Corporation Screw rotor and method of manufacturing the same
DE19613418A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Tochigi Fuji Sangyo Kk Rotor für eine Fluidmaschine
DE19613659A1 (de) * 1995-04-07 1996-11-07 Tochigi Fuji Sangyo Kk Rotor für einen Schnecken- oder Schraubenkompressor, Gußkern für einen derartigen Rotor, sowie Verfahren zum Herstellen des Rotors

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB251443A (de) *
US2325617A (en) * 1938-01-13 1943-08-03 Jarvis C Marble Rotor
GB523741A (en) * 1938-01-13 1940-07-22 Milo Ab Improvements in profiled rotors for screw compressors
DE9216170U1 (de) * 1992-11-27 1993-01-14 Börger, Alois, 4280 Borken Rotorpumpe, insbesondere für die Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE693372C (de) * 1938-01-14 1940-07-06 Gustaf Zakarias Goeransson Drehkolbenverdichter
US5310320A (en) * 1990-04-27 1994-05-10 Svenska Rotor Maskiner Ab Rotor for a rotary screw machine having internal member and external shell made of pressed metal powder
US5377407A (en) * 1991-10-17 1995-01-03 Ebara Corporation Screw rotor and method of manufacturing the same
DE19613418A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Tochigi Fuji Sangyo Kk Rotor für eine Fluidmaschine
DE19613659A1 (de) * 1995-04-07 1996-11-07 Tochigi Fuji Sangyo Kk Rotor für einen Schnecken- oder Schraubenkompressor, Gußkern für einen derartigen Rotor, sowie Verfahren zum Herstellen des Rotors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 4-311 694 (A) In: patents abstracts of Japan, Sect. M, Vol. 17, 1993, Nr. 133 (M-1383) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005052096A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-10 Volkswagen Ag Kompressor
DE102005052096B4 (de) * 2005-10-28 2014-04-03 Volkswagen Ag Kompressor

Also Published As

Publication number Publication date
US5692889A (en) 1997-12-02
GB2304380A (en) 1997-03-19
GB2304380A8 (en) 1997-04-01
GB2304380B (en) 1998-06-10
GB9617135D0 (en) 1996-09-25
USRE36949E (en) 2000-11-07
DE19633089A1 (de) 1997-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60105860T2 (de) Spiralverdichter
EP1776513B1 (de) Elektromotorischer nockenwellenversteller
DE102005014729B4 (de) Bohrer mit einem Aufbau, der zum Vergrößern eines zuvor gebildeten Loches geeignet ist
DE19613659C2 (de) Rotor für einen Schnecken- oder Schraubenverdichter, Gußkern für einen derartigen Rotor, sowie Verfahren zum Herstellen des Rotors
DE3044565A1 (de) Montagevorrichtung fuer ein dem anschluss von zubehoereinrichtungen dienendes getriebe am motorblock eines verbrennungsmotors
DE1951778U (de) Drehzahl-uebersetzungsgetriebe.
DE1934339A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Verbinden von umlaufenden Teilen,wie Wellenteilen od.dgl.,mittels Kerbverzahnung
DE19633089C2 (de) Schraubenverdichter
EP1222411A1 (de) Ausgleichswelleneinheit für hubkolbenmaschinen
DE19711287C2 (de) Befestigungsverbindung zwischem einem Rotorkörper und einer Rotorwelle und Strömungsmaschine mit dieser Befestigungsverbindung
DE102019134134A1 (de) Zahnradpumpe und getriebemontage
EP1281884B1 (de) Baureihe von Wellen und Verfahren zur Fertigung
DE20009380U1 (de) Planetengetriebeanordnung
DE19613418C2 (de) Rotor für eine Fluidmaschine
DE102011054607A1 (de) Vakuumpumpe
DE19812222C2 (de) Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine
DE2236832A1 (de) Fliehkraftversteller zur aenderung des einspritzzeitpunktes bei kraftstoffeinspritzpumpen fuer dieselmotoren
DE102007052283A1 (de) Elektrische Pumpe
DE3124247C1 (de) Schraubenverdichter
WO2001027492A1 (de) Vorrichtung zum ausgleich der massenkräfte in hubkolbenmaschinen
DE10247668A1 (de) Vakuumpumpe
DE19703112C2 (de) Hydraulische Flügelzellenmaschine
DE102006033270B4 (de) Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE102011086564A1 (de) Führungszapfen für ein Anfahrelement
DE10082684B4 (de) Einrichtung zur Förderung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee