DE19711287C2 - Befestigungsverbindung zwischem einem Rotorkörper und einer Rotorwelle und Strömungsmaschine mit dieser Befestigungsverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsverbindung zwischen einem Rotorkörper und einer Rotorwelle und eine Strömungsmaschine, in welcher der Rotorkörper und die Rotorwelle mittels dieser Befestigungsverbindung aneinander befestigt sind.

Die Japanische Gebrauchsmusteranmeldung (JP-U) Nr. 58-8784 beschreibt einen wie in Fig. 4 gezeigten Schraubenrotor 301. Die Japanische Patentanmeldung (JP-A) Nr. 60-11694 beschreibt ein wie in Fig. 5 gezeigtes Rotationsgebläse 303.

Der Schraubenrotor 301 nach Fig. 4 ist durch Angießen eines Rotorabschnitts 307 an eine Welle 305 hergestellt. Eine Mehrzahl von Vorsprüngen 308, welche in Form einer Spitzgewindeschraube ausgebildet sind, sind an der Welle 305 ausgebildet. Die Vorpsrünge 308 sind diskontinuierlich in Umfangsrichtung an der Welle 305 ausgebildet. Die Welle 305 und der Rotorabschnitt 307 sind mittels dieser Vorsprünge derart aneinander befestigt, daß die Welle 305 und der Rotorabschnitt 307 in Drehrichtung und Axialrichtung nicht relativ zueinander bewegbar sind.

Gemäß dem Rotationsgebläse 303 nach Fig. 5 sind eine Welle 313 eines Rotors 311 und ein Rotorabschnitt 315 über einen Keilwellen-Abschnitt 321 aneinander befestigt, wobei Preßpassungsabschnitte 317, 319, welche unterschiedliche Durchmesser aufweisen, an zwei Stellen derart ausgebildet sind, daß die Rotorwelle 313 und der Rotorabschnitt 315 nicht in Dreh- und Axialrichtung relativ zueinander bewegbar sind. Die Rotorwelle 313 und der Rotorabschnitt 315 sind mittels der Preßpassungsabschnitte 317 und 319 zentriert.

Beispielsweise wird dem mit hoher Geschwindigkeit drehenden Rotor, bei dessen Drehbeginn, ein großes Antriebsmoment zugeführt. Daher besteht bei einem Rotor, welcher eine Struktur aufweist, bei welcher der Rotorkörper und die Rotorwelle gesondert hergestellt und dann aneinander befestigt sind, die Gefahr, daß die Positionen des Rotorkörpers und der Rotorwelle sich relativ zu einander verschieben, d. h. ändern, wenn dem Rotor ein Drehmoment zugeführt wird. Wenn die Positionen des Rotorkörpers und der Rotorwelle sich relativ zueinander ändern, werden Berührungen zwischen dem Rotor und dem Gehäuse sowie zwischen den Rotoren verursacht, so daß Vibrationen und Lärm entstehen und die Leistung und Lebensdauer der Rotoren vermindert werden.

Gemäß den oben erwähnten herkömmlichen Rotoren 301 und 311 (siehe Fig. 4 und 5) sind die Rotorabschnitte 307, 315 und die Wellen 305, 313 mittels der Vorsprünge 308, der Preßpassungsabschnitte 317, 319 und des Keilwellenabschnitts 321 aneinander befestigt. Die Befestigungswirkungen dieser Befestigungen sind konstant, und zwar auch dann, wenn das jedem der Rotoren 301 und 311 zugeführte Eingangsdrehmoment sich ändert. Daher verschieben sich beispielsweise die Positionen der Rotorabschnitte 307, 315 und der Wellen 305, 313 relativ zueinander, wenn das Eingangsdrehmoment das Haltevermögen dieser Befestigungen überschreitet, wie es beispielsweise der Fall sein kann, wenn eine Kupplung zum Übertragen und Unterbrechen des Übertragens des Eingangsdrehmoments plötzlich gekuppelt wird. Daher werden, wie oben erwähnt, Vibrationen und Lärm verursacht, so daß Leistung und Haltbarkeit des Rotors verringert werden.

Der Schraubenrotor 301 (siehe Fig. 4), welcher ein Mehrzahl von Vorsprüngen 308 erfordert, weist eine komplizierte Struktur auf. Ferner ist es notwendig, die Welle 305 und den Rotorabschnitt 307 ineinander einzugießen, um die Welle 305 und den Rotorabschnitt 307 aneinander zu befestigen. Daher ist das Herstellungsverfahren der Welle 305 und des Rotorabschnitts 307 auf Gießen beschränkt, so daß der Rotor teuer wird.

Aus der DE 40 35 684 A1 ist eine Walzenverbindung mit Gewinde und vor- bzw. nachgeschalteten Zentriersitzen bekannt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungsverbindung zwischen einem Rotorkörper und einer Rotorwelle, für welche kein Verschieben, d. h. Ändern, der Position zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle verursacht wird, und zwar auch bei einem großen, zugeführten Eingangsdrehmoment nicht, wobei für einen Rotor eine einfache Struktur vorgesehen ist und die Kosten desselben vermindert sind, und eine Strömungsmaschine, d. h. eine Fluidmaschine, zum Verhindern einer Leistungs- und Lebensdauerverminderung des Rotors vorzusehen, bei der das Ändern der Position zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle nicht auftritt.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Befestigungsverbindung mit den Merkmalen im Anspruch 1 bzw. durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen im Anspruch 4 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen 2 und 3 bzw. 5 und 6 beschrieben.

Erfindungsgemäß wird, wenn ein der Rotorwelle zugeführtes Antriebsmoment an dem Gewindeabschnitt angreift, der Rotorkörper von der Schubkraft des Gewindeabschnitts derart bewegt, daß der Rotorkörper und die Rotorwelle in dem Positionierabschnitt aneinanderstoßen. Daher werden der Rotorkörper und die Rotorwelle in Axialrichtung positioniert. Ferner wird die Drehung des Gewindeabschnitts von diesem Anstoßen in dem Positionierabschnitt gestoppt, so daß der Rotorkörper und die Rotorwelle auch in ihrer Drehrichtung positioniert werden.

Die Änderung der Position zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle zu einer Aufnahmezeit eines Eingangsdrehmoments wird von beiden Haltewirkungen, d. h. Befestigungswirkungen, (Positionierwirkungen) in axialer und rotatorischer Richtung verhindert. Daher werden Berührungen zwischen Rotoren und einem Gehäuse, Berührungen zwischen den Rotoren sowie das Entstehen von Vibrationen und Lärm und durch diese Berührungen verursachte Verminderungen der Leistung und der Lebensdauer der Rotoren verhindert.

Im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel, werden diese Befestigungswirkungen verstärkt, wenn sich das Eingangsdrehmoment erhöht. Daher wird ein Verschieben der Position zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle relativ zueinander wirksam verhindert, und zwar auch dann, wenn den Rotoren für kurze Zeit ein großes Drehmoment zugeführt wird, wie es der Fall ist, wenn eine Kupplung zum Übertragen und zum Unterbrechen des Übertragens des Eingangsdrehmoments plötzlich gekuppelt wird.

Die durch den Gewindeabschnitt und den Positionierabschnitt erzielten Befestigungswirkungen werden ferner durch die Haltewirkung der an beiden Axialseiten angeordneten Preßpassungsabschnitte verstärkt.

Der Rotorkörper und die Rotorwelle sind mittels der zwischen der Wellenöffnung und der Rotorwelle angeordneten Preßpassungsabschnitte zentriert, so daß die Laufruhe des Rotors wesentlich verbessert wird. Daher kann die Drehung des Rotors mittels einer Struktur ausbalanciert werden, welche lediglich ein geringfügiges Auswuchten des Rotors vorsieht, so daß die Kosten des Rotors vermindert werden. Ferner werden Vibrationen und Lärm des Rotors vermindert und Verminderungen der Leistung und der Lebensdauer des Rotors vermieden.

Im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel nach Fig. 4, ist kein Eingießen zum Aneinanderbefestigen der Rotorwelle und des Rotorkörpers erforderlich, so daß die Kosten des Rotors verringert werden.

Daher ist gemäß der Erfindung das Herstellungsverfahren des Rotorkörpers nicht auf ein Eingießen der Befestigungsverbindung beschränkt. Beispielsweise kann die Herstellung des Rotorkörpers durch Extrudieren, Ziehen, Pressen oder Spanabheben erfolgen. Daher wird, obwohl der Rotorkörper mittels eines beliebigen Verfahrens hergestellt ist, gemäß der Erfindung eine starke Zusammenhaltefunktion des Rotorkörpers und der Rotorwelle erreicht.

Es ist extrem wirkungsvoll, den Gewindeabschnitt mit einem Klebemittel zu überziehen, wenn die Zusammenhaltewirkung weiter verbessert werden soll.

Der Gewindeabschnitt ist auf einer Axialseite der Wellenöffnung angeordnet.

Bei einer derartigen Konstruktion wird eine durch Temperaturänderung verursachte thermische Ausdehnung und Schrumpfung des Rotors, welche zuerst an dem Positionierabschnitt auftritt, durch gleitende Bewegungen in den Preßpassungsabschnitten an beiden Axialseiten ausgeglichen. Da jedoch der Gewindeabschnitt an einer Axialseite der Wellenöffnung angeordnet ist, können thermische Ausdehnungen und Schrumpfungen des Rotors annähernd nur auf der anderen Axialseite des Rotors auftreten.

Daher ist es möglich, Verminderungen der Leistung und Lebensdauer des Rotors, welche durch eine Abmessungsänderung des Rotors verursacht würden, durch einfache Gegenmaßnahmen leicht zu verhindern, da man lediglich die Abmessungsänderung des Rotors auf der anderen Axialseite zu berücksichtigen hat, wobei derartige Abmessungsänderungen zuzulassen sind.

Der Positionierabschnitt kann zwischen der Wellenöffnung und der Rotorwelle angeordnet sein.

Gemäß einer derartigen Konstruktion, werden durch das Anordnen des Positionierabschnitts zwischen die Wellenöffnung und die Rotorwelle eine Vergrößerung der axialen Länge der Rotorwelle und große Abmessungen einer diese Befestigungsverbindung verwendenden Gesamtvorrichtung vermieden.

Der Positionierabschnitt kann zwischen einer Stirnfläche (Endfläche) des Rotorkörpers und der Rotorwelle angeordnet sein.

Gemäß einer derartigen Konstruktion wird die Stirnfläche des Rotorkörpers in dem Positionierabschnitt verwendet. Daher ist es nicht notwendig, den Rotorkörper unter Vorsehen eines speziellen Positionierabschnitts herzustellen, so daß die Kosten des Rotorkörpers verringert werden und der konstruktive Freiheitsgrad für den Rotorkörper und die Rotorwelle erhöht wird.

Ferner ist es nicht notwendig, einen Absatz in einem dicken Abschnitt um die Wellenöffnung des Rotorkörpers herum vorzusehen, um die Haltewirkung ausreichend zu gewährleisten.

Die Preßpassungsabschnitte sind an beiden axialen Endabschnitten der Wellenöffnung ausgebildet, und der Gewindeabschnitt ist zwischen den Preßpassungsabschnitten angeordnet.

Gemäß einer derartigen Konstruktion, da die Preßpassungsabschnitte an beiden axialen Endabschnitten der Wellenöffnung ausgebildet sind, wird eine Spanne zwischen den Lagerpunkten des Rotorkörpers vergrößert, so daß der Rotorkörper zuverlässig von der Rotorwelle abgestützt ist.

Da ferner der Gewindeabschnitt zwischen den an beiden axialen Enden der Wellenöffnung vorgesehenen Preßpassungsabschnitten angeordnet ist, weisen die Preßpassungsabschnitte jeweils unterschiedliche Durchmesser auf, wobei diese Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern zur Ausbildung des Positionierabschnitts verwendet werden können, in welchem der Rotorkörper (Wellenöffnung) und die Rotorwelle aneinanderstoßen. Daher kann der Positionierabschnitt unter Aufwendung geringer Kosten einfach ausgebildet werden.

Die oben erwähnte Befestigungsverbindung kann auch für eine Strömungsmaschine, d. h. Fluidmaschine, verwendet werden, welche ein Paar Rotoren und ein Gehäuse aufweist. In diesem Falle weist jeder Rotor einen Rotorkörper und eine Rotorwelle auf, welche in einer in dem Drehzentrum des jeweiligen Rotorkörpers, d. h. entlang einer Hauptträgheitsachse des Rotors, ausgebildeten Wellenöffnung befestigt ist. Die Rotoren sind über jeweils einen zahnförmigen, konvexen Abschnitt, der an der Außenseite des jeweiligen Rotorkörpers ausgebildet ist, zu einem Zustand miteinander im Eingriff, bei dem die Zähne der zahnförmigen, konvexen Abschnitte teilweise in und außer Eingriff stehen. Die Rotoren sind in dem Gehäuse drehbar gelagert. Das Gehäuse weist einen Strömungseinlaß und einen Strömungsauslaß für ein Fluid auf. Das Fluid wird in eine die Drehachsenlängsrichtung der Rotoren kreuzende Richtung bewegt.

Eine derartige Strömungsmaschine wird beispielsweise von einem Roots-Gebläse, welches einen Rotor von im Querschnitt Kokontyp verwendet, oder von einer Zahnlaufrad-Fluidmaschine gebildet. Der Rotorkörper (Wellenöffnung) und die Rotorwelle des einen Rotors oder beider Rotoren sind mittels der oben beschriebenen Befestigungsverbindung befestigt.

Daher, falls beispielsweise die Strömungsmaschine eines zweiachsigen Typs in einem Verdichter für einen Kompressor eines Fahrzeugs verwendet wird, dann wird das Ändern der Position zwischen dem jeweiligen Rotorkörper und der jeweiligen Rotorwelle unter jeweiliger Verwendung der erfindungsgemäßen Befestigungsverbindung von der jeweiligen, oben beschriebenen Haltewirkung in axialer und rotatorischer Richtung verhindert, und zwar auch dann, wenn der Kompressor oft wiederholt gestartet und gestoppt wird. Die Änderung der Position zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle wird durch die sich bei Vergrößern des Eingangsdrehmoments vergrößernde Befestigungswirkung wirksam verhindert, und zwar auch dann, wenn dem Kompressor für kurze Zeit ein großes Drehmoment zugeführt wird, wie es der Fall ist, wenn eine Kupplung zum Verbinden und Abkuppeln eines Motors und des Kompressors plötzlich gekuppelt wird.

Daher werden Berührungen zwischen den Rotoren und dem Gehäuse und eine Berührung zwischen den Rotoren verhindert, da keine Verschiebung der Position des jeweiligen Rotorkörpers relativ zu der jeweiligen Rotorwelle auftritt. Ferner wird die Laufruhe jedes Rotors durch die Zentriereffekte der für den jeweiligen Rotor und die jeweilige Rotorwelle vorgesehenen Preßpassungsabschnitte der Befestigungsverbindung verbessert, so daß das Entstehen von Vibrationen und Lärm und die Verminderung der Leistung und Lebensdauer des Kompressors verhindert werden.

Ferner wird die oben genannte Befestigungsverbindung zum sicheren Befestigen des Rotorkörpers an der Rotorwelle beispielsweise für den im Querschnitt kokon- oder kapselartigen Rotor verwendet, bei dem das Massenträgheitsmoment des Rotorkörpers groß ist und bei dem eine an einem Befestigungsabschnitt zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle angreifende Last daher ebenfalls groß ist. In diesem Falle werden insbesondere bezüglich der Verhinderung der Leistungs- und Haltbarkeitsverringerung hervorragende Wirkungen erzielt.

Der zahnförmige, konvexe Abschnitt kann schraubenförmig ausgebildet sein.

Eine derartige Strömungsmaschine ist vom sogenannten Schrauben- Typ, wobei der Rotorkörper (Wellenöffnung) und die Rotorwelle von einem oder beiden Rotoren mittels der oben genannten Befestigungsverbindung aneinander befestigt sind.

Die Schrauben-Strömungsmaschine wird mit hoher Drehgeschwindigkeit betrieben, bei welcher schlechte Einflüsse, wie durch Unwuchten verursachte Vibrationen, leicht auftreten, wobei die Vorrichtung dazu neigt, auf eine hohe Temperatur erhitzt zu werden.

Zusätzlich verdichtet die Schrauben-Strömungsmaschine ein Fluid derart, daß das Gehäuse und die Rotoren dazu neigen, auf eine hohe Temperatur erhitzt zu werden. Wie bei der oben erwähnten Befestigungsverbindung ist ein Auswuchten des jeweiligen Rotors vorteilhaft, und es ist einfach, Maßnahmen gegen die durch Temperaturänderungen verursachten Ausdehnungen und Schrumpfungen der Rotoren zu treffen. Daher werden insbesondere im Hinblick auf die Verhinderung von Leistungs- und Lebensdauerverminderungen bei einer Vorrichtung wie solch einer Schrauben-Strömungsmaschine gute Effekte erzielt.

Ferner weist im Falle, daß ein Paar von Rotoren mit einem Haupt- und einem Nebenrotor (Schraubenrotoren) verwendet wird, der Hauptrotor dicke Zähne auf, wobei das Massenträgheitsmoment dessen Rotorkörpers derart groß ist, daß eine große Last an dem Befestigungsabschnitt zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle angreift. Jedoch ist der Rotorkörper mittels der oben erwähnten Befestigungsverbindung sicher an der Rotorwelle befestigt, so daß ein Lockern des Befestigungsabschnitts wirksam verhindert wird.

Die oben erwähnte Befestigungsverbindung kann auch für eine Strömungsmaschine, welche einen Rotor und ein Gehäuse aufweist, verwendet werden. In diesem Falle weist der Rotor einen Rotorkörper und eine in einer in dem Drehzentrum des Rotorkörpers ausgebildeten Wellenöffnung befestigten Rotorwelle auf. Ferner weist der Rotor einen an der Außenseite des Rotorkörpers ausgebildeten konvexen Abschnitt auf. Der Rotor ist in dem Gehäuse drehbar gelagert. Das Gehäuse weist einen Strömungseinlaß und einen Strömungsauslaß für ein Fluid auf.

Beispielsweise wird eine derartige Fluidmaschine von entweder einer Fluidmaschine des Zentrifugaltyps, des Laufradtyps oder des Rollentyps gebildet. Bei dieser Strömungsmaschine ist ein Rotor (z. B. ein Verdichterlaufrad oder ein Turbinenrad) innerhalb des Gehäuses vorgesehen, wobei der Rotorkörper (Wellenöffnung) und die Rotorwelle mittels der oben genannten Befestigungsverbindung befestigt sind.

Da insbesondere die Fluidmaschine des Zentrifugaltyps mit extrem hoher Geschwindigkeit gedreht wird, treten sehr leicht schlechte Einflüsse wie beispielsweise durch Unwuchten des Rotors verursachte Vibrationen auf, wobei die Strömungsmaschine dazu neigt, auf eine hohe Temperatur erhitzt zu werden.

Ferner greift aufgrund des großen Massenträgheitsmoments eine große Last an dem Befestigungsabschnitt zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle zu Zeiten des Startens, des Beschleunigens und des Stoppens des Kompressors an. Daher ist die Konstruktion zum starken Befestigen des Rotorkörpers und der Rotorwelle mittels der obigen Befestigungsverbindung insbesondere geeignet, um Verminderungen der Leistung und Lebensdauer der Strömungsmaschine zu verhindern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Schaubild, welches das in entgegengesetzte Richtungen wirkende, auf das Paar Rotoren eingehende Drehmoment für jede Ausführungsform zeigt;

Fig. 3 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 einen Querschnitt eines herkömmlichen Schraubenrotors;

Fig. 5 einen Querschnitt eines anderen herkömmlichen Rotationsgebläses.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 1 und 3 beschrieben. Fig. 1 zeigt einen diese Ausführungsform verwendenden Kompressor 1. Linke und rechte Richtungen des Kompressors entsprechen linken und rechten Richtungen in Fig. 1, und Teile, welche keine Bezugszeichen aufweisen, sind in den Figuren nicht dargestellt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Kompressor 1 eine Eingangsriemenscheibe 3, eine Übersetzungsgetriebeeinheit 5, eine Steuergetriebeeinheit 7, einen Schraubenverdichter 9 (eine Strömungsmaschine einer Ausführungsform) auf.

Die Eingangsriemenscheibe 3 ist an einem Kompressorgehäuse 13 (Gehäuse) mittels eines Lagers 11 gehaltert, mittels einer Keilwellenverbindung mit einer Eingangswelle 15 verbunden und mittels einer Schraube 17 und einer Scheibe 19 befestigt. Die Eingangsriemenscheibe 3 ist über einen Riemen mit einer kurbelwellenseitigen Riemenscheibe verbunden. Eine elektromagnetische Kupplung ist an dieser kurbelwellenseitigen Riemenscheibe angeordnet, um einen Motor und den Kompressor 1 miteinander zu verbinden oder voneinander abzukuppeln.

Daher wird die Eingangsriemenscheibe 3 von der durch die elektromagnetische Kupplung verlaufenden Antriebskraft des Motors gedreht.

Die Eingangswelle 15 ist mittels eines Kugellagers 21 in dem Gehäuse 13 gelagert. Eine Dichtung 25 ist zwischen dem Gehäuse 13 und einer an die Eingangswelle 15 montierten Hülse 23 angeordnet, um einen Ölaustritt zu vermeiden.

Die Übersetzungsgetriebeeinheit 5 weist miteinander im Eingriff stehende Übersetzungszahnräder 27 bzw. 29 mit einem großen bzw. einem kleinen Durchmesser auf. Die Steuergetriebeeinheit 7 weist miteinander im Eingriff stehende Steuerzahnräder 31 bzw. 33 mit einem großen bzw. einem kleinen Durchmesser auf. Der Verdichter 9 weist einen Hauptrotor 35 und einen Nebenrotor 37 auf, welche ineinandergreifen.

Das Übersetzungszahnrad 27 mit großem Durchmesser ist einstückig mit einem rechten Endabschnitt der Eingangswelle 15 ausgebildet. Das Übersetzungszahnrad 29 mit kleinem Durchmesser ist zusammen mit dem Steuerzahnrad 31 mit großem Durchmesser mittels einer Paßfeder 41 mit einer Rotorwelle 39 des Nebenschraubenrotors 37 verbunden. Das Herausfallen des Übersetzungszahnrads 29 wird mittels einer Mutter 43 verhindert. Das Steuerzahnrad 33 mit kleinem Durchmesser ist mittels einer Keilring-Befestigungsvorrichtung 45 mit einer Rotorwelle 47 des Hauptschraubenrotors 35 verbunden.

Mittels dieser Keilring-Befestigungsvorrichtung 45 sind die Steuerzahnräder 33 und 31 in einer Stellung miteinander im Eingriff, bei der die Schraubenrotoren 35 und 37 derart miteinander im Eingriff stehen, daß sie nicht miteinander in Berührung kommen. Die Keilring-Befestigungsvorrichtung 45 weist einen zwischen dem Steuerzahnrad 33 und der Rotorwelle 47 angeordneten Keilring 50 und eine den Keilring 50 haltenden, an der Rotorwelle 47 befestigte Mutter 49 auf, wobei das Steuerzahnrad 33 derart befestigt ist, daß jeder der Schraubenrotoren 35 bzw. 37 in seiner Drehrichtung positioniert ist.

Die Rotorwellen 47, 39 der Schraubenrotoren 35, 37 sind jeweils mittels eines Kugellagers 51 an den linken Endabschnitten der Rotorwellen 47, 39 und mittels einer Hülse 53 und einem Rollenlager 55 an den rechten Endabschnitten der Rotorwellen 47, 39 im Gehäuse 13 gelagert. Eine Dichtung 59 ist zwischen dem Gehäuse 13 und einer an dem linken Endabschnitt jeder Rotorwelle 39 bzw. 47 montierten Hülse 57 angeordnet. Eine Dichtung 61 ist zwischen dem Gehäuse 13 und der an dem rechten Endabschnitt jeder Rotorwelle 39 bzw. 47 angeordneten Hülse 53 angeordnet. Jede dieser Dichtungen 59 bzw. 61 verhindert das Austreten von Schmiermittel.

Die über die Riemenscheibe 3 eingehende Motorantriebskraft wird von der Übersetzungsgetriebeeinheit 5 in gegenüber der Geschwindigkeit der Riemenscheibe 3 erhöhte Geschwindigkeit umgesetzt und dreht die Schraubenrotoren 35 und 37 mittels der Steuergetriebeeinheit 7. Wenn die Riemenscheibe 3 in Richtung des Pfeils 63 in Fig. 1 gedreht wird, dann werden die Schraubenrotoren 35 und 37, wie mittels der Pfeile 65 und 67 gezeigt ist, in einander entgegengesetzte Richtungen gedreht. Der angetriebene Verdichter 9 pumpt von einem Ansaugeinlaß (Strömungseinlaß) eingesaugte Ansaugluft in axiale Richtung nach links zwischen die Schraubenrotoren 35 und 37 und gibt diese Luft an einem Auslaß (Strömungsauslaß) an den Motor aus.

Der Schraubenrotor 35 weist eine in dem Drehzentrum (Hauptträgheitsachse) eines Rotorkörpers 69 ausgebildete Wellenöffnung 71 auf, in der die Rotorwelle 47 wie unten beschrieben befestigt ist. Der Schraubenrotor 37 weist ebenfalls eine in dem Drehzentrum eines Rotorkörpers 73 ausgebildete Wellenöffnung 75 auf, in der die Rotorwelle 39 wie unten beschrieben befestigt ist.

Der Rotorkörper 69 des Schraubenrotors 35 weist drei Zahnleisten (zahnförmige, konvexe Abschnitte) auf, welche schraubenförmig ausgebildet und mit gleichem Abstand voneinander in Umfangsrichtung des Schraubenrotors 35 angeordnet sind. Der Rotorkörper 73 des Schraubenrotors 37 weist vier Zahnleisten (zahnförmige, konvexe Abschnitte) auf, welche derartig schraubenförmig ausgebildet sind, daß sie mit den Zahnleisten des Rotorkörpers 69 in Eingriff bringbar sind. Die Rotorkörper 69 und 73 sind aus Aluminium gegossen.

Je ein Preßpassungsabschnitt 77 bzw. 79 ist an dem linken bzw. rechten Endabschnitt des Schraubenrotors 35 zwischen der Wellenöffnung 71 und der Rotorwelle 47 des Schraubenrotors 35 ausgebildet. Ein Gewindeabschnitt 81 mit Linksgewinde ist an der linken Seite in Axialrichtung zwischen der Wellenöffnung 71 und der Rotorwelle 47 ausgebildet. Die Durchmesser des Preßpassungsabschnitts 77 an der linken Seite, des Gewindeabschnitts 81 und des Preßpassungsabschnitts 79 an der rechten Seite verringern sich in dieser angegebenen Reihenfolge.

Ein Positionierabschnitt 83 ist in Axialrichtung unmittelbar rechts von dem einen großen Durchmesser aufweisenden Preßpassungsabschnitt 77 zwischen der Wellenöffnung 71 und der Rotorwelle 47 ausgebildet.

Wenn der Schraubenrotor 35 zusammengebaut wird, dann wird die Rotorwelle 47 unter Zusammenschrauben des Gewindeabschnitts 81 von links her in die Wellenöffnung 71 des Rotorkörpers 69 gepreßt, wobei jeder der Preßpassungsabschnitte 77 und 79 solange eingepreßt wird, bis die Rotorwelle 47 und der Rotorkörper 69 in dem Positionierabschnitt 83 aneinanderstoßen. Der Gewindeabschnitt 81 ist dann verschraubt.

In gleicher Weise ist je ein Preßpassungsabschnitt 85 bzw. 87 an dem linken bzw. rechten Endabschnitt des Schraubenrotors 37 zwischen der Wellenöffnung 75 und der Rotorwelle 39 des Schraubenrotors 37 ausgebildet. Ein Gewindeabschnitt 89 mit Rechtsgewinde ist an der linken Seite in Axialrichtung zwischen der Wellenöffnung 75 und der Rotorwelle 39 ausgebildet. Die Durchmesser des Preßpassungsabschnitts 85 an der linken Seite, des Gewindeabschnitts 89 und des Pressabschnitts 87 an der rechten Seite verringern sich in dieser Reihenfolge.

Ein Positionierabschnitt 91 ist in Axialrichtung unmittelbar rechts von dem einen großen Durchmesser aufweisenden Preßpassungsabschnitt 85 zwischen der Wellenöffnung 75 und der Rotorwelle 39 ausgebildet.

Wenn der Schraubenrotor 37 zusammengebaut wird, dann wird die Rotorwelle 39 unter Zusammenschrauben des Gewindeabschnitts 89 von links her in die Wellenöffnung 75 des Rotorkörpers 73 gepreßt, wobei jeder der Preßpassungsabschnitte 85 und 87 solange eingepreßt wird, bis die Rotorwelle 39 und der Rotorkörper 73 in dem Positionierabschnitt 91 aneinanderstoßen.

Der Gewindeabschnitt 89 ist dann verschraubt.

Beim Zusammenbauen der Schraubenrotoren 35 bzw. 37 werden die Gewindeabschnitte 81 und 89 mit einem Klebemittel versehen.

Wie durch die Pfeile 65 und 67 gezeigt ist, werden die Schraubenrotoren 35 und 37 in zueinander entgegengesetzte Richtungen gedreht. In dem Zeitpunkt, in dem das auf jede Rotorwelle 47 bzw. 39 eingehende Antriebsmoment an jedem der Gewindeabschnitte 81 bzw. 89 angreift, bewirkt eine von den Gewindeabschnitten 81 bzw. 89 herrührende Schubkraft ein Bewegen der Rotorkörper 69 bzw. 73 jeweils nach links. Der Grund dafür liegt in den einander entgegengesetzten Gewinderichtungen der Gewindeabschnitte 81 und 89.

Demgemäß werden, wenn der Kompressor 1 (Schraubenverdichter 9) angetrieben wird, die Rotorkörper 69 bzw. 73 von der Schubkraft der Gewindeabschnitte 81 bzw. 89 nach links bewegt, so daß die Wellenöffnungen 71, 75 und die Rotorwellen 47, 39 in den Positionierabschnitten 83, 91 aneinanderstoßen. Dementsprechend werden die Rotorkörper 69, 73 und die Rotorwellen 47, 39 in ihren Axialrichtungen positioniert.

Ferner wird die Drehung der Gewindeabschnitte 81, 89 durch das Aneinanderstoßen im Bereich der Positionierabschnitte 83, 91 gestoppt, so daß die Rotorkörper 69, 73 und die Rotorwellen 47, 39 auch in ihren Drehrichtungen positioniert sind.

Positionsänderungen zwischen den Rotorkörpern 69 bzw. 73 und den Rotorwellen 47 bzw. 39 relativ zueinander werden durch eine Befestigungswirkung (Positionierwirkung) in diese axiale und rotatorische Richtung verhindert, wenn den Schraubenrotoren 35, 37 ein Eingangsdrehmoment zugeführt wird.

Im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel, wird die Schubkraft, die jeder Gewindeabschnitt 81 bzw. 89 bewirkt, und somit die Befestigungswirkungen umso größer, je größer das Eingangsdrehmoment wird.

Zusätzlich dazu, wird die Befestigungswirkung der Rotorkörper 69 bzw. 73 und der Rotorwellen 47 bzw. 39 durch die Befestigungswirkung der jeweiligen Preßpassungsabschnitte 77, 79 bzw. 85, 87 und durch das Klebemittel, mit welchem die Gewindeabschnitte 81 und 89 versehen sind, verstärkt.

Der Kompressor 1 ist wie oben beschrieben aufgebaut.

Bei jedem der Schraubenrotoren 35 und 37 des Kompressors 1 werden, wie oben angegeben, die Änderungen der Position zwischen den Rotorkörpern 69 bzw. 73 und den Rotorwellen 47 bzw. 39 relativ zueinander durch die Befestigungswirkung der jeweiligen Gewindeabschnitte 81 bzw. 89 und der jeweiligen Positionierabschnitte 83 bzw. 91 und die Befestigungswirkung der jeweiligen Preßpassungsabschnitte 77, 79 bzw. 85, 87 sowohl in Axial- als auch in Drehrichtung wirksam verhindert.

Demgemäß werden Berührungen zwischen den Schraubenrotoren 35, 37 und dem Gehäuse 13 und eine Berührung zwischen den Rotoren 35 und 37 verhindert, wobei Lärm und Vibrationen verhindert werden, und wobei die Herabsetzung der Leistung und der Lebensdauer des Kompressors 1 verhindert wird, und zwar sogar dann, wenn dieser oft wiederholt gestartet und gestoppt wird.

Wie oben angegeben, vergrößert sich die Befestigungswirkung der Gewindeabschnitte 81, 89 und der Positionierabschnitte 83, 91 mit einer Erhöhung des Eingangsdrehmoments. Demgemäß wird zum Beispiel die Änderung der Position zwischen den Rotorkörpern 69 bzw. 73 und den Rotorwellen 47 bzw. 39 relativ zueinander auch dann wirksam verhindert, wenn dem Kompressor 1 ein großes Drehmoment zugeführt wird, wie es zum Beispiel für kurze Zeit der Fall ist, wenn eine elektromagnetische Kupplung zum Miteinanderverbinden und Voneinanderlösen eines Motors und des Kompressors 1 plötzlich eingekuppelt wird.

Fig. 2 zeigt Kurven 93 bzw. 95 von in einander entgegengesetzte Richtungen wirkenden Antriebsmomenten, welche einem Paar Rotorwellen gemäß jeder Ausführungsform der Erfindung zugeführt werden. Jede Kurve 93 bzw. 95 zeigt eine Änderung des Antriebsmoments, wenn die elektromagnetische Kupplung plötzlich eingekuppelt wird. Wie aus den Kurven 93 und 95 ersichtlich ist, ist die jeweilige Stärkeänderung des der jeweiligen Rotorwelle zugeführten Eingangsdrehmoments gleich, wobei die Drehmomente einander entgegengesetzte Richtungen aufweisen.

Für die erste Ausführungsform sind die Werte der Kurve 93, welche das auf die in die gleiche Richtung (Richtungen der Pfeile 63 und 65) wie Riemenscheibe 3 drehenden Rotorwelle 47 wirkende Drehmoment anzeigt, positiv gesetzt, wobei die Werte der Kurve 95, die das auf die in die zu der obigen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung drehenden Rotorwelle 39 wirkende Drehmoment anzeigt, negativ gesetzt sind.

Die Rotorkörper 69 bzw. 73 werden unter Zuführung des positiven bzw. negativen Eingangsmoments mittels der Gewindeabschnitte 81 bzw. 89 bewegt, wobei ihre axiale Bewegungsrichtung jedoch, wie oben angegeben, die gleiche (nach links) ist. Daher ändert sich der Abstand zwischen den Schraubenrotoren 35, 37 nicht, und zwar sogar dann nicht, wenn das Drehmoment den Schraubenrotoren zugeführt wird. Daher wird die Leistung und die Lebensdauer der Schraubenrotoren nicht vermindert.

Die Rotorkörper 69, 73 und die Rotorwellen 47, 39 sind durch die jeweiligen Preßpassungsabschnitte 77, 79 bzw. 85, 87 zentriert. Daher wird die Laufruhe des jeweiligen Schraubenrotors 35 bzw. 37 erheblich verbessert, so daß es ausreicht, die Schraubenrotoren nur leicht auszuwuchten, und so daß eine Lärmentwicklung des Kompressors 1 vermindert wird.

Eine durch Temperaturänderung verursachte thermische Ausdehnung oder Schrumpfung der Schraubenrotoren 35 und 37 tritt zuerst im Bereich der Positionierabschnitte 83 und 91 auf und wird durch gleitende Bewegungen im Bereich der Preßpassungsabschnitte 77, 85 bzw. 79, 87 auf beiden Axialseiten der Schraubenrotoren ausgeglichen. Da jedoch, wie oben erwähnt, die Gewindeabschnitte 81 und 89 auf der linken Seite in axialer Richtung angeordnet sind, ist eine von thermischer Ausdehnung oder Schrumpfung verursachte Größenänderung der Schraubenrotoren fast ausschließlich nur in Axialrichtung nach rechts möglich.

Daher können durch thermische Ausdehnung und Schrumpfung verursachte Verminderungen der Leistung und der Lebensdauer des Kompressors 1 leicht verhindert werden, indem man lediglich Gegenmaßnahmen in der Art vornehmen muß, daß das auf der rechten Seite angeordnete Rollenlager 55 die Abmessungsänderungen der Schraubenrotoren 35 und 37 nach rechts ermöglicht.

Die Positionierungsabschnitte 83, 91 sind zwischen den Wellenöffnungen 71 bzw. 75 und den Rotorwellen 47 bzw. 39 derart ausgebildet, daß axiale Längenausdehnungen der Rotorwellen 47 und 39 und eine große Dimensionierung des Kompressors 1 vermieden werden.

Da die Positionierabschnitte 83 bzw. 91 zwischen den Wellenöffnungen 71 bzw. 75 und den Rotorwellen 47 bzw. 39 angeordnet sind, kann die Lage der Positionierabschnitte innerhalb eines durch die Gesamtlänge der jeweiligen Wellenöffnung 71 bzw. 75 bestimmten Bereichs gewählt werden, so daß der konstruktive Freiheitsgrad für die Rotorkörper 69, 73 und die Rotorwellen 47, 39 erheblich verbessert wird.

Die linken Preßpassungsabschnitte 77, 85 bzw. die rechten Preßpassungsabschnitte 79, 87 sind an den beiden axialen Enden des jeweiligen Rotorkörpers 69 bzw. 73 angeordnet, so daß der Abstand zwischen den jeweiligen Lagerpunkten der Rotorkörper 69 bzw. 73 erweitert wird. Daher sind die Rotorkörper 69 und 73 fest von den Rotorwellen 47 und 39 abgestützt.

Ferner weisen die Preßpassungsabschnitte 77, 88 und die Preßpassungsabschnitte 79, 87 unterschiedliche Durchmesser auf, da die Gewindeabschnitte 81, 89 zwischen den linken Preßpassungsabschnitten 77, 85 und den rechten Preßpassungsabschnitten 79, 87 angeordnet sind. Demgemäß können die Positionierabschnitte 83 und 91 leicht durch Verwendung jener Abschnitte ausgebildet werden, welche aufgrund der einen großen Durchmesser aufweisenden Preßpassungsabschnitte 77 und 85 unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Beispiel aus Fig. 4, ist kein Eingießen zum Aneinanderbefestigen der Rotorwellen und der Rotorkörper für die Schraubenrotoren 35 und 37 erforderlich, so daß die Kosten der Schraubenrotoren vermindert werden. Ferner wird eine starke Befestigungswirkung der Rotorkörper 69, 73 und der Rotorwellen 47, 39, wie oben erwähnt, erzielt, wobei die Rotorkörper 69 und 73 mittels eines beliebigen Verfahrens, einschließlich Gießens, hergestellt werden können.

Da der Hauptschraubenrotor 35 dicke Zähne aufweist, weist dessen Rotorkörper 69 ein großes Massenträgheitsmoment auf, und eine große Last greift an einem Befestigungsabschnitt zwischen dem Rotorkörper 69 und der Rotorwelle 47 an. Jedoch wird, wie oben erwähnt, eine Lockern des Befestigungsabschnitts wirksam verhindert, da der Rotorkörper 69 fest mit der Rotorwelle 47 verbunden ist.

Da der Schraubenverdichter 9 mit hohen Drehzahlen betrieben wird, können durch Unwuchten verursachte negative Einflüsse, wie beispielsweise Vibrationen, leicht für den Verdichter 9 auftreten, so daß der Verdichter dazu neigt, auf eine hohe Temperatur erhitzt zu werden. Jedoch sind die Drehbewegungen der Schraubenrotoren 35 und 37, wie oben erwähnt, gut ausbalanciert, und Maßnahmen gegen das von einer Temperaturänderung verursachte Ausdehnen und Schrumpfen sind leicht zu treffen. Daher ist die erfindungsgemäße Konstruktion besonders vorteilhaft hinsichtlich eines solchen Schraubenverdichters 9, wobei, wie oben erwähnt, hervorragende Ergebnisse in Bezug auf das Verhindern von Vibrationen und das Vermeiden einer Herabsetzung der Leistung und der Lebensdauer erzielt werden.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Fig. 3 zeigt einen Kompressor 97, welcher diese Ausführungsform verwendet. Linke und rechte Richtungen des Kompressors entsprechen linken und rechten Richtungen in Fig. 3, und Teile, welche keine Bezugszeichen haben, sind in der Fig. 3 nicht dargestellt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Kompressor 97 eine Eingangsriemenscheibe 99, eine Steuergetriebeeinheit 101 und einen Roots-Verdichter 103 (Strömungsmaschine einer Ausführungsform) auf.

Die Eingangsriemenscheibe 99 ist eingangseitig mittels einer Keilwellen-Verbindung mit der Rotorwelle 105 verbunden und an dieser mittels einer Mutter 107 befestigt. Die Eingangsriemenscheibe 99 ist mittels eines Riemens mit einer kurbelwellenseitigen Riemenscheibe verbunden. Eine elektromagnetische Kupplung ist kurbelwellenseitig an dieser Riemenscheibe angeordnet. Diese Kupplung wird dazu verwendet, den Motor und den Kompressor 97 miteinander zu verbinden und voneinander abzukuppeln.

Daher wird die Eingangsriemenscheibe 99 von der durch die elektromagnetische Kupplung verlaufende Antriebskraft des Motors gedreht.

Der Verdichter 103 weist ein Verdichtergehäuse 109 (Gehäuse) und innerhalb des Verdichtergehäuses 109 angeordnete Rotoren 111, 113 eines im Querschnitt Kapseltyps auf.

Das Verdichtergehäuse 109 weist einen Gehäusekörper 115 und einen linken und einen rechten Deckel 117 bzw. 119 auf. Der Deckel 117 ist an der linken Seite des Gehäusekörpers 115 mittels einer Schraube 121 befestigt. Der Deckel 119 ist an der rechten Seite des Gehäusekörpers 115 mittels einer Schraube 123 befestigt. Eine Kühlrippe 125 zum Kühlen des Verdichters 103 ist an dem Gehäusekörper 115 ausgebildet. Der linke Deckel 117 ist eine Verkleidung, die von einer dünnen Stahlplatte gebildet wird.

Ein Getrieberaum 129 ist zwischen dem Deckel 117 und einem Wandabschnitt 127 des Gehäusekörpers 115 angeordnet. Ein Ölvorrat ist in diesem Getrieberaum 129 vorgesehen. Eine Öldichtung 133 ist zwischen dem Deckel 117 und einem an der dem Getrieberaum 129 zugewandten Seite des Gehäusekörpers 115 angeordneten Überhangabschnitt 131 angeordnet, um das Austreten von Öl zu verhindern.

Die Steuergetriebeeinheit 101 weist ein Paar miteinander im Eingriff stehende Steuerzahnräder 135 und 137 auf. Das Steuerzahnrad 135 ist mittels eines Keilring- Befestigungsmechanismus 139 mit der Rotorwelle 105 des Rotors 111 verbunden. Das Steuerzahnrad 137 ist über einen Preßsitz mit einer Rotorwelle 141 des Rotors 113 fest verbunden.

Mittels des Keilring-Befestigungsmechanismus 139 sind die Steuerzahnräder 135 und 137 in einer Stellung miteinander im Eingriff, bei welcher die Rotoren 111 und 113 derart miteinander im Eingriff stehen, daß sie nicht in Berührung miteinander kommen. Eine Mutter 143 ist an der Rotorwelle 105 befestigt, wobei die Mutter 143 einen Keilring 145 zwischen das Steuerzahnrad und die Rotorwelle 105 drückt und dadurch das Steuerzahnrad 135 befestigt. Daher positioniert der Keilring- Befestigungsmechanismus 139 jeden Rotor 111 bzw. 113 in dessen Drehrichtung.

Das Steuerzahnrad 135 streift Öl von dem Ölvorrat des Getrieberaums 129 nach oben, um einen Eingriffsabschnitt zwischen den Steuerzahnrädern 135 und 137 und Kugellager 155 zu schmieren.

Vorsprungsabschnitte 147 und 149 sind an dem Wandabschnitt 127 des Gehäusekörpers 115 ausgebildet und erstrecken sich in den Getrieberaum 129. Vorsprungsabschnitte 151 und 153 sind an dem rechten Deckel 119 ausgebildet. Linke Endabschnitte der Rotorwellen 105 bzw. 141 sind von den jeweiligen Vorsprungsabschnitten 147 bzw. 149 mittels Kugellagern 155 abgestützt.

Rechte Endabschnitte der Rotorwellen 105 bzw. 141 sind von den jeweiligen Vorpsprungsabschnitten 151 bzw. 153 mittels selbstdichtenden Kugellagern 157 abgestützt. Die jeweiligen Kugellager 157 sind geringfügig in die Vorsprungsabschnitte 151 bzw. 153 preßgepaßt. Eine Lagerkappe 159 ist an der Öffnung des Vorsprungsabschnitts 153 befestigt, um zu verhindern, daß Schmutz oder Staub in diesen Vorsprungsabschnitt 153 eindringt.

Je ein Abschnitt 161 bzw. 163 mit großem Durchmesser ist an der jeweiligen Rotorwelle 105 bzw. 141 rechts von den Kugellagern 155 ausgebildet. Je eine Dichtung 165 ist zwischen dem Gehäusekörper 115 und jedem der einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitte 161 und 163 angeordnet, um einen Luft- oder Ölaustritt zu verhindern. Eine Ölleitung 167 ist in den Vorsprungsabschnitten 147 und 149 ausgebildet, wobei das Öl von dem Ölvorrat zu der Dichtung 165 geführt wird, um den Schmierbetrieb zu gewährleisten.

Der Luftaustritt auf der rechten Seite der Rotorwellen 105 und 141 wird durch die selbstdichtenden Kugellager 157 verhindert.

Der Gehäusekörper 115 und der Deckel 119 sind mittels eines Positionierzapfens 169 positioniert, um die Zentrierpositionen der Rotorwellen 105 bzw. 141 an die Zentrierpositionen der Vorsprünge 151 bzw. 153 anzupassen.

Jeder der Rotoren 111 und 113 wird von der Antriebskraft eines Motors, welche von der Riemenscheibe 99 durch die Steuergetriebeeinheit 101 verläuft, gedreht. Die Rotoren 111 und 113 werden in zueinander entgegengesetzte Richtungen gedreht. Der angetriebende Verdichter 103 pumpt von einem Ansaugeinlaß 171 (Strömungseinlaß) angesaugte Ansaugluft in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Drehachsenlängsrichtung der Rotoren 111 und 113. Diese Ansaugluft wird an einem Auslaß 173 (Strömungsauslaß) ausgelassen und dem Motor zugeführt.

Der Rotor 111 weist einen Rotorkörper 175 und die Rotorwelle 105 auf. Der Rotor 113 weist einen Rotor 177 und eine Rotorwelle 141 auf. Die Rotorwellen 105 und 141 sind jeweils in jeweiligen in den Drehzentren der Rotorkörper 175 bzw. 177 ausgebildeten Wellenöffnungen 179 bzw. 181 wie unten beschrieben befestigt.

Wie oben erläutert, sind die Rotoren 111 und 113 im Querschnitt vom Kapseltyp. Jeweils ein zahnförmiger, konvexer Abschnitt 183 bzw. 185 ist in Axialrichtung an dem Außenumfang von jedem der Rotorkörper 175 bzw. 177 ausgebildet. Die Rotorkörper 111 und 113 stehen jeweils über diese zahnförmigen, konvexen Abschnitte 183 und 185 miteinander im Eingriff.

Hohle Abschnitte 187 bzw. 189 sind jeweils in diesen zahnförmigen Abschnitten 183 bzw. 185 ausgebildet, so daß das Massenträgheitsmoment jedes Rotors 111 und 113 verringert wird. Daher wird die Antwort des Kompressors 97 auf eine Beschleunigung erheblich verbessert, d. h. die Beschleunigungszeit wird verringert. Jeder der Rotorkörper 175 und 177 ist aus Aluminium gegossen.

Jeweils ein Preßpassungsabschnitt 191 bzw. 193 ist an dem linken bzw. dem rechten Endabschnitt des Rotors 111 zwischen der Rotorwelle 105 und der Wellenöffnung 179 des Rotorkörpers 175 ausgebildet. Die Rotorwelle 105 und die Rotoröffnung 179 sind mittels der Preßpassungsabschnitte 191 und 193 zentriert. Ein Gewindeabschnitt 195 ist auf der linken Seite in Axialrichtung zwischen den Preßpassungsabschnitten 191 und 193 ausgebildet. Die Durchmesser des Preßpassungsabschnittes 191 auf der linken Seite, des Gewindeabschnitts 195 und des Preßpassungsabschnitts 193 auf der rechten Seite verringern sich in dieser angegebenen Reihenfolge.

Ein Positionierabschnitt 197 ist in Axialrichtung unmittelbar auf der linken Seite des einen großen Durchmesser aufweisenden Preßpassungsabschnitts 191 zwischen einem einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 161 der Rotorwelle 105 und einer Stirnseite 176 des Rotorkörpers 175 angeordnet. Der Positionierabschnitt 197 ermöglicht es, da eine Seitenfläche des Abschnitts 161 mit großem Durchmesser in Kontakt mit der Stirnfläche 176 des Rotorkörpers 175 ist, daß der Rotorkörper 175 und die Rotorwelle 105 in Axialrichtung positioniert sind.

Wenn der Rotor 11 zusammengebaut wird, dann wird die Rotorwelle 105 unter Zusammenschrauben des Gewindeabschnitts 195 von links her in die Wellenöffnung 179 des Rotorkörpers 175 gepreßt. Jeder der Preßpassungsabschnitte 191 und 193 wird solange eingepreßt, bis die Rotorwelle 105 und die Stirnseite des Rotorkörpers 175 in dem Positionierabschnitt 197 aneinanderstoßen. Der Gewindeabschnitt 195 ist dann verschraubt.

In gleicher Weise ist jeweils ein Preßpassungsabschnitt 199 bzw. 201 an dem linken bzw. rechten Endabschnitt des Rotors 113 zwischen der Rotorwelle 141 und der Wellenöffnung 181 des Rotorkörpers 177 ausgebildet. Die Rotorwelle 141 und die Wellenöffnung 181 sind mittels der Preßpassungsabschnitte 199 und 201 zentriert. Ein Gewindeabschnitt 203 ist an der linken Seite in Axialrichtung zwischen den Preßpassungsabschnitten 199 und 201 ausgebildet. Die Durchmesser des Preßpassungsabschnitts 199 auf der linken Seite, des Gewindeabschnitts 203 und des Preßpassungsabschnitts 201 auf der rechten Seite verringern sich in dieser Reihenfolge.

Ein Positionierabschnitt 205 ist unmittelbar auf der linken Seite des einen großen Durchmesser aufweisenden Preßpassungsabschnitts 199 in Axialrichtung zwischen einem einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 163 der Rotorwelle 141 und einer Stirnseite 178 des Rotorkörpers 177 angeordnet. In dem Positionierabschnitt 205 sind, da eine Seitenfläche des Abschnitts 163 mit großem Durchmesser in Kontakt mit der Stirnfläche 178 des Rotorkörpers 177 steht, der Rotorkörper 177 und die Rotorwelle 141 in Axialrichtung positioniert.

Wenn der Rotor 113 zusammengebaut wird, dann wird die Rotorwelle 141 unter Zusammenschrauben des Gewindeabschnitts 203 von links her in die Wellenöffnung 181 des Rotorkörpers 177 gepreßt. Jeder der Preßpassungsabschnitte 199 und 201 wird solange eingepreßt, bis die Rotorwelle 141 und die Stirnseite des Rotorkörpers 177 in dem Positionierabschnitt 205 aneinanderanstoßen. Der Gewindeabschnitt 203 ist dann verschraubt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Gewinderichtungen der Gewindeabschnitte 195 und 203 zueinander entgegengesetzt. Wenn die Rotoren 111 und 1113 zusammenmontiert werden, wird jeder der Gewindeabschnitte 195 und 203 mit einem Klebemittel versehen.

Die Rotoren 111 und 113 werden in zueinander entgegengesetzte Richtungen gedreht. Wenn jedoch ein auf jede der Rotorwellen 105 und 141 eingehendes Antriebsdrehmoment an jedem der Gewindeabschnitte 195 und 203, welche einander entgegengesetzt drehende Gewinde aufweisen, angreift, dann bewegt der jeweilige Gewindeabschnitt 195 bzw. 203 die Rotorkörper 175 bzw. 177 mittels Schubkraft nach links.

Daher werden, wenn der Kompressor 97 (Root-Verdichter 103) angetrieben wird, beide Rotorkörper 175 bzw. 177 von der Schubkraft des jeweiligen Gewindeabschnitts 195 bzw. 203 nach links bewegt, wobei die Rotorkörper 175 bzw. 177 jeweils an der jeweiligen Rotorwelle 105 bzw. 141 in dem jeweiligen Positionierabschnitt 197 bzw. 205 anstoßen. Daher werden die Rotorkörper 175, 177 und Rotorwellen 105, 141 in ihren Axialrichtungen relativ zueinander positioniert.

Da die Drehungen der Gewindeabschnitte 195 und 203 durch das Anstoßen in jedem der Positionierabschnitte 197 und 205 gestoppt werden, werden die Rotorkörper 175, 177 ebenfalls in ihrer Drehrichtung relativ zu den Rotorwellen 105, 1414 positioniert.

Positionsänderungen zwischen den Rotorkörpern 175, 177 und den Rotorwellen 105, 141 werden durch diese Befestigungswirkung (Positionierwirkung) in die axiale und die rotatorische Richtung verhindert, wenn ein Eingangsdrehmoment an jedem der Rotoren 111 und 113 angreift.

Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Beispiel wird die Schubkraft von jedem der Gewindeabschnitte 195 und 203 erhöht und die Befestigungswirkung verstärkt, wenn das Eingangsdrehmoment ansteigt.

Zusätzlich dazu, wird die Befestigungswirkung der Rotorkörper 175, 177 und der Rotorwellen 105, 141 durch die Befestigungswirkung von jedem der Preßpassungsabschnitte 191, 193, 199, 201 und dem Klebemittel, mit welchem jeder der Gewindeabschnitte 195 und 203 versehen ist, vergrößert.

Der Kompressor 97 ist wie oben beschrieben aufgebaut.

Wie oben erläutert, werden für die jeweiligen Rotoren 111 und 113 des Kompressors 97 die Positionsänderungen zwischen den Rotoren 175, 177 und den Rotorwellen 105, 141 sowohl in der axialen als auch in der rotatorischen Richtung von der Haltewirkung der Gewindeabschnitte 195, 203 und der Positionierabschnitte 197, 205 und der Haltewirkung der Preßpassungsabschnitte 191, 193, 199, 201 wirksam verhindert.

Daher werden Berührungen zwischen den Rotoren 111, 113 und dem Verdichtergehäuse 109 und eine Berührung zwischen den Rotoren 111 und 113 verhindert, und zwar sogar dann, wenn der Kompressor 97 oft wiederholt gestartet und gestoppt wird. Daher werden Lärm und Vibrationen des Kompressors sowie Verminderungen der Leistung und der Lebensdauer des Kompressors verhindert.

Wie oben erwähnt, verstärkt sich die Haltewirkung der Gewindeabschnitte 195, 203 und der Positionierabschnitte 197, 205, wenn sich das Eingangsdrehmoment erhöht. Demgemäß werden zum Beispiel Positionsänderungen zwischen den Rotorkörpern 175, 177 und den Rotorwellen 105, 141 sogar dann wirksam verhindert, wenn dem Kompressor für kurze Zeit ein großes Drehmoment zugeführt wird, wie der Fall ist, wenn eine elektromagnetische Kupplung zum Verbinden des Motors mit dem Kompressor 97 und zum Lösen dieser Verbindung plötzlich eingekuppelt wird.

Wie aus den Kurven 93 und 95 aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird der jeweilige Rotorkörper 175 bzw. 177 von der Schubkraft des jeweiligen Gewindeabschnitts 195 bzw. 203, welcher ein positives bzw. negatives Eingangsdrehmoment aufnimmt, bewegt. Da jedoch, wie oben erwähnt, die Bewegungsrichtungen der Rotorenkörper 175 und 177 gleich sind (nach links), werden sich die Abstände zwischen den Rotoren 111, 113 und dem Kompressorgehäuse 106 nicht ändern, und zwar sogar dann nicht, wenn ein Drehmoment angelegt wird. Daher wird die Leistung und die Lebensdauer des Kompressors nicht verringert.

Ferner werden die Rotorkörper 175, 177 und die Rotorwellen 105, 141 von den jeweiligen Preßpassungsabschnitten 191, 193, 199, 201 zentriert. Daher wird der Rundlauf der jeweiligen Rotoren 111, 113 erheblich verbessert, so daß lediglich ein geringfügiges Auswuchten der Rotoren 111, 113 notwendig ist und Vibrationen und Lärm des Kompressors 97 vermindert werden.

Eine durch Temperaturänderung verursachte thermische Ausdehnung und Schrumpfung jedes Rotors 111, 113 tritt zuerst an den jeweiligen Positionierabschnitten 197, 205 auf und wird durch Gleitbewegungen in den Preßpassungsabschnitten 191, 193, 199, 201 an beiden Axialseiten der Rotoren ausgeglichen. Jedoch sind, wie oben erwähnt, die Gewindeabschnitte 195 und 203 auf der linken Seite in Axialrichtung angeordnet, so daß eine durch thermische Ausdehnung oder Schrumpfung verursachte Abmessungsänderung jedes Rotors auf annähernd die rechte, Axialrichtung beschränkt ist.

Daher können durch thermische Ausdehnung und Schrumpfung verursachte Verminderungen der Leistung und der Haltbarkeit des Kompressors 97 durch einfache Gegenmaßnahmen leicht verhindert werden, indem die Kugellager 157, 157 auf der rechten Seite beispielsweise nur geringfügig in die Vorsprungsabschnitte 151, 113 preßgepaßt sind, um einer Abmessungsänderung jedes Rotors 111, 113 auf der rechten Seite nachgeben zu können.

Ferner, da die Positionierabschnitte 197, 205 unter Ausnutzung der Stirnflächen der Rotorkörper 175, 177 ausgebildet sind, ist es nicht notwendig bei der Herstellung der Rotorkörper 175, 177 spezielle Positionierabschnitte vorzusehen, so daß die Rotoren unter geringen Kosten herzustellen sind.

Da es nicht notwendig ist, die Rotorkörper 175, 177 unter Ausbildung spezieller Positionierabschnitte herzustellen, erhöht sich der konstruktive Freiheitsgrad für die Rotorkörper 175, 177 und die Rotorwellen 105, 141, d. h. der Konstrukteur ist bei der Gestaltung dieser Bauteile weniger eng an Vorgaben gebunden.

Ferner werden die Abstände zwischen den jeweiligen Lagerpunkten der Rotorkörper 175 bzw. 177 durch das Anordnen der linken Preßpassungsabschnitte 191 bzw. 199 und der rechten Preßpassungsabschnitte 193 bzw. 201 an beiden Axial-Enden der jeweiligen Rotorkörper 175 bzw. 177 vergrößert, so daß die Rotorkörper 175, 177 stark von den Rotorwellen 105, 141 abgestützt sind.

Im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel von Fig. 4 ist kein Eingießen zum Befestigen der Rotorwellen und der Rotorkörper bezüglich der jeweiligen Rotoren 111 und 113 erforderlich, so daß die Kosten der Rotoren 111 und 113 vermindert werden. Ferner, obwohl die Rotorkörper 175, 177 mittels eines beliebigen Verfahrens, inklusive Gießens, hergestellt werden, wird dennoch eine starke Haltewirkung zwischen den Rotorkörpern 175, 177 und den Rotorwellen 105, 141, wie oben erwähnt, erzielt.

Bei dicke Zähne aufweisenden Rotoren 111 bzw. 113 eines im Querschnitt Kapseltyps, weisen die jeweiligen Rotorkörper 175 bzw. 177 ein großes Massenträgheitsmoment auf, so daß eine an jedem Befestigungsabschnitt zwischen den Rotorkörpern 175, 177 und den Rotorwellen 105, 141 angreifende Last ebenfalls groß ist. Jedoch ist die Konstruktion zum Aneinanderbefestigen der Rotorkörper 177, 177 und der Rotorwellen 105, 141 wegen der oben erläuterten Befestigungswirkung besonders vorteilhaft für einen derartigen Kompressor 97. Daher werden, wie oben erwähnt, gute Ergebnisse hinsichtlich der Vibrationsverhinderung und der Verhinderung von Verringerungen der Leistung und der Haltbarkeit erzielt.

Wie für jede der Ausführungsformen erläutert, ist gemäß der erfindungsgemäßen Befestigungsverbindung, kein Eingießen zum Aneinanderbefestigen der Rotorwellen und der Rotorkörper erforderlich, so daß das Herstellungsverfahren der Rotorkörper nicht auf ein Gießverfahren beschränkt ist. Daher können die Rotorkörper beispielsweise durch Strangpressen, Ziehen, Pressen, Spanabheben, usw. hergestellt werden. Obwohl die Rotorkörper mittels eines beliebigen Herstellungsverfahrens hergestellt werden können, wird gemäß der Erfindung dennoch eine starke Halte- oder Befestigungswirkung der Rotorkörper und der Rotorwellen erzielt.

Die Strömungsmaschine gemäß der Erfindung ist nicht auf einen Aufbau (Strömungsmaschine des biaxialen Typs) beschränkt, gemäß dem, wie in den Ausführungsformen beschrieben, ein Paar Rotoren verwendet werden. Beispielsweise ist die Strömungsmaschine nach Anspruch 8 eine Strömungsmaschine eines einachsigen Typs, welche, wie bei einem Verdichter eines Zentrifugaltyps, ein Laufrad innerhalb des Gehäuses aufweist, wobei, wie bei den Ausführungsformen, durch Befestigen eines Rotorkörpers (Wellenöffnung) und einer Rotorwelle mittels der erfindungsgemäßen Befestigungsverbindung gleiche Effekte erzielt werden.

Ferner, da die Strömungsmaschine des einachsigen Typs mit extrem hoher Geschwindigkeit dreht, treten sehr leicht schlechte Einflüsse, wie beispielsweise Vibrationen, aufgrund von Unwuchten des Rotors auf, so daß die Strömungsmaschine dazu neigt, sich auf eine hohe Temperatur aufzuheizen. Ferner greift zu Start-, Beschleunigungs-, und Stopzeiten der Drehung eine große Last an dem Befestigungsabschnitt zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle aufgrund des großen Massenträgheitsmoments an. Daher ist die Konstruktion zum festen Zusammenhalten des Rotorkörpers und der Rotorwelle mittels der erfindungsgemäßen Befestigungsverbindung ebenfalls extrem effektiv für Strömungsmaschinen eines einachsigen Typs. Deshalb werden, wie bei den beschriebenen Ausführungsformen, gute Effekte hinsichtlich der Vibrationsverhinderung und hinsichtlich der Verhinderung einer Verringerung der Leistung und der Lebensdauer der Strömungsmaschine erzielt.

Die erfindungsgemäße Strömungsmaschine kann auch als Motor zur Ausgabe einer Drehbewegung durch Vorsehen von Fluiddruck verwendet werden, wobei der Motor an einen Aufbau, wie beispielsweise einen Verdichter oder ein Gebläse, zum Umwandeln der Drehbewegung in Fluiddruck angeschlossen ist.

Claims (6)

1. Befestigungsverbindung zwischen einem Rotorkörper (69; 175) und einer Rotorwelle (47; 105), wobei der Rotorkörper (69; 175) eine durchgehende Wellenbohrung (71; 179) aufweist, in welche die Rotorwelle (47; 105) sich durch die Wellenbohrung (71; 179) hindurcherstreckend eingesetzt ist, mit zwei Preßpassungsabschnitten (77, 79; 191, 193) entlang der Wellenbohrung (71; 179) und der Rotorwelle (47; 105), von welchen der Rotorkörper (69; 175) und die Rotorwelle (47; 105) aneinander zentriert sind, einem Axial-Positionierabschnitt (83; 197), mittels dessen der Rotorkörper (69; 175) und die Rotorwelle (47; 105) in Axialrichtung relativ zueinander positioniert sind, und einem Gewindeabschnitt (81; 195), von dem der Rotorkörper (69; 175) und die Rotorwelle (47; 105) in dem Positionierabschnitt (83; 197) unter Ausbildung einer ein Antriebsdrehmoment von der Rotorwelle (47; 105) auf den Rotorkörper (69; 175) übertragenden Reibverbindung axial gegeneinander gepreßt sind, wobei die beiden Preßpassungsabschnitte (77, 79; 191, 193) an den Axial- Endabschnitten der Wellenbohrung (71; 179) angeordnet sind, der Gewindeabschnitt (81; 195) zwischen den beiden Preßpassungsabschnitten (77, 79; 191, 193) zu dem antriebsseitigen Preßpassungsabschnitt (77; 191) hin versetzt angeordnet ist, und der Positionierabschnitt (83; 197) unmittelbar benachbart zu dem antriebsseitigen Preßpassungsabschnitt (77; 191) angeordnet ist.

2. Befestigungsverbindung nach Anspruch 1, wobei der Positionierabschnitt (83; 197) in der Wellenbohrung (71; 179) angeordnet ist.

3. Befestigungsverbindung nach Anspruch 1, wobei der Positionierabschnitt (197) zwischen der Stirnfläche (176) des Rotorkörpers (175) und der Rotorwelle (105) angeordnet ist.

4. Strömungsmaschine mit einem Paar Rotoren (111; 113), welche jeweils einen Rotorkörper (69; 175) und eine Rotorwelle (47; 105) und eine Befestigungsverbindung zwischen dem Rotorkörper (69; 175) und der Rotorwelle (47; 105) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweisen.

5. Strömungsmaschine nach Anspruch 4, wobei die beiden Rotoren (111; 113) als Schraubenrotoren ausgebildet sind.

6. Strömungsmaschine mit einem Rotor, welcher einen Rotorkörper, eine Rotorwelle und eine Befestigungsverbindung zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist.