DE3312921A1

DE3312921A1 - Umlaufender volumetrischer rootsverdichter sowie fuer den zusammenbau eines solchen verdichters verwendbares werkzeug

Info

Publication number: DE3312921A1
Application number: DE19833312921
Authority: DE
Inventors: Pier Paolo Torino Messori; Pier Luigi Varese Scapecchi
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1983-10-27
Also published as: GB2118628A; FR2525289A1; IT8267502A0; GB8307890D0

Description

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Patentanwälte Dipping·. H*.«Wei<:kma-nn,-Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LiSKA , Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

Wal/Wr 8000 MÜNCHEN 86 ' ^j |'_a Α?Γί! 19ü3

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Fiat Auto S.p.A.

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Türin, Italien

Umlaufender volumetrischer Rootsverdichter sowie für den Zusammenbau eines solchen Verdichters .verwendbares Werkzeug

-ή-

Die Erfindung betrifft einen umlaufenden volumetrischen Rootsverdichter der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Bei den herkömmlichen RootsVerdichtern sind die beiden auf den Rotorwellen befindlichen Zahnrädern normalerweise auf den. zugehörigen Wellen mit Hilfe· prismatischer Kupplungsmittel verkeilt. Um eine korrekte Phasenbeziehung zwischen den beiden" Rotoren und den beiden Zahnrädern zu erhalten, müssen die genannten prismatischen Kupplungsmittel notwendigerweise extrem genau hergestellt sein, was entsprechend genaue Bearbeitungen und komplizierte und kostenaufwendige Werkzeuge erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der einfacher und preiswerter herzustellen ist und der es ermöglicht, während des Zusammenbaus eine größere Phasengenauigkeit zwischen den beiden Rotoren und den betreffenden Zahnrädern zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch einen Rootsverdichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Aufgrund dieser Merkmale läßt sich während des Zusammenbaus des Verdichters die Phasenbeziehung zwischen den Rotoren und den beiden Zahnrädern einfach und rasch justieren, ohne daß hoch genaue und komplexe Bearbeitungsvorgänge für das Verkeilen der Zahnrädern auf den zuge- hörigen Wellen erforderlich sind. Es genügt, wenn während des Zusammenbaus des Verdichters vor dem reibschlüssigen Verspannen der beiden Zahnräder letztere in die korrekte gegenseitige Winkelposition gebracht werden, wobei die beiden Rotoren in der vorbestimmten, ensprechenden relativen

Winkelposition gehalten werden. Anschließend wird der Zusammenbau durch einfaches Blockieren der reibschlüssigen Spannmittel beendet, wodurch die Zahnräder drehfest mit den betreffenden Wellen gekuppelt werden. 5

Jedes der beiden Zahnräder befindet sich vorzugsweise zwischen zwei axialen Halteorganen, die auf der Welle des betreffenden Rotors montiert sind und von denen das eine axial fest und das- andere axial beweglich ist.

Dem axial beweglichen Halteorgan ist ein mit einem Gewinde versehenes Blockierorgan zugeordnet, da_s auf ein entsprechendes Gewinde der Welle aufgeschraubt wird, wodurch das Zahnrad zwischen den beiden axialen Halteorganen verriegelt wird.

Die Erfindung hat ferner ein Werkzeug für den Zusammenbau des beschriebenen Verdichters zum Gegenstand, da_{s s}j__ch durch besondere Einfachheit, praktische Gebrauchsfähigkeit und hohe Funktionalität auszeichnet.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung dieses Werkzeugs ist Gegenstand des Patentanspruchs 3, auf den hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wirdv

im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene axiale Ansicht eines umlaufenden volumetrischen Verdichters gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, die

einen Teil des Verdichters während des Zusammenbaus veranschaulicht,

Pig. 3 zeigt eine Seitenansicht entsprechend dem Pfeil III von Fig. 2.

Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen. Sie zeigt einen in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten umlaufenden volumetrisehen Rootsverdxchter, der zur Aufladung einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge bestimmt ist. Der Verdichter 10 besitzt ein Gehäuse 11, in welchem zwei Rotoren 12 und 14 mit Doppelkeulenprofil drehbar montiert sind. Die Wellen 16 und 18 dieser Rotoren 12 und 14 sind drehbar in Kopfteilen 20 bzw. 22 gelagert, die dichtend an den entgegengesetzen Endbereichen des Gehäuses 11 angebracht sind. An den beiden Kopfteilen 20 und 22 sind ferner abnehmbare Deckel 26 bzw. 28 angebracht.

Die auf der Seite des Deckels 2 8 gelegenen Enden der beiden Wellen16 und 18 sind in dem entsprechenden Kopfteil 2 0 in Wälzlagern 30 bzw. 32 drehbar gelagert. Die Innenringe 30a bzw. 32a der Wälzlager 30 und 32 stützen sich axial gegen entsprechende Abstandsstücke 34 bzw. 36 ab, die stirnseitig an den beiden Rotoren 12 bzw. 14 anliegen.

Mit 38 und 40 sind zwei Zahnräder gleichen Durchmessers bezeichnet, die auf der Welle 16 bzw. auf der Welle 18 montiert sind und miteinander kämmen. Jedes dieser Zahnräder 38 und 40 liegt zwischen dem Innenring 30a bzw. 32a des betreffenden Wälzlagers 30 bzw. 32 und einer Spannmutter 42 bzw. 44 mit zugeordneter Scheibe 46 bzw. 48. Die Muttern 42 und 44 sind auf einen mit einem Gewinde versehenen Teil 50 bzw. 55 der betreffenden Welle 16 bzw. 18 aufgeschraubt. Die drehfeste Blockierung der beiden Zahnräder 38 und 40 auf den Wellen 16 bzw. 18 erfolgt durch einfache reibschlüssige Kupplung mit den Innenringen 30a und 32a einerseits und den Scheiben 46

und 48 andererseits. Diese Kupplung wird durch Anziehen der beiden Muttern 42 und 44 herbeigeführt. Dieses Verspannen geschieht manuell mit Hilfe eines normalen Schraubenschlüssels, nach dem die Rotoren 12 und 14 und die Zahnräder 38 und 40 in der weiter unten beschriebenen Weise in die richtige Phasenbeziehung gebracht sind. Das mit 18a bezeichnete der Seite des Deckels 26 entgegengesetzte Ende der Welle 18 durchdringt unter Abdichtung den Deckel 2 8 und trägt eine Riemenscheibe 54, die über einen Zahnriemen mit einem Antriebsorgan verbindbar ist. Dieses Antriebsorgan ist z.B. die Welle des Motors, dem der Verdichter 10 zugeordnet ist oder die Verteilerwelle dieses Motors. Die Riemenscheibe 24 ist mittels einer Mutter 56, die zusammen mit einer Scheibe 58 auf ein Endgewinde 18b der Welle 18 aufgeschraubt ist, torrsionsfest auf dem Ende 18a dieser Welle 18 blockiert.

Fig. 2 und 3 zeigen ein Werkzeug gemäß der Erfindung, das während des Zusammenbaus des Verdichters 10 dazu dient, eine genaue Phasenbeziehung zwischen den beiden Rotoren 12 und 14 und den betreffenden Zahnrädern 38 und 40 herzustellen. Das Werkzeug, das in seiner Ge-" samtheit mit 60 bezeichnet ist, umfaßt im wesentlichen eine Tragplattform 61 mit zwei parallelen und im Abstand , voneinander angeordneten Wandungen 62 und 64, von denen die erste mit Zentrier- und Halteorganen 65 für das Kopfteil 20 und die andere mit Buchsen 66 zur drehbaren Lagerung der von dem Kopfteil 2 0 abgewandten Enden 16a und 18c der Wellen 16 und 18 versehen sind. Die Wandung 62, die an der Plattform 61 mittels zweier seitlicher Verstärkungsflügel 70 befestigt ist und eine zentrale öffnung 6 7 aufweist, trägt zwei Positionierungsorgane in Form von Klemmbacken, die in ihrer Gesamtheit

mit 72 bzw. 74 bezeichnet sind und von denen die erste im Bereich der der Plattform 61 gegenüberliegenden Seite der Wandung 62 und die andere im Bereich eines der Seitenflügel 70 angeordnet sind. Jedes dieser Positionierorgane 72 und 74 umfaßt ein Antriebsorgan mit Gewindespindel 76 bzw. 78, über welches mittels eines Handrades 80 bzw. 82 ein Stab 84 bzw. 86 manuell verschiebbar ist. Die Stäbe 84 und 86 tragen jeweils einen Körper 88 bzw. 90, der einen wiegenförmig gestaltenen Endbereich 92 bzw. 9 4 besitzt. Die Körper 88 und 90 sind in entsprechenden Führungskonstruktionen 96 bzw. 98 geführt und lassen sich axial in zwei zueinander senkrechten Richtungen A und B verschieben.

Die Wandung 86 trägt außerdem an dem dem Positionierungsorgan 74 entgegengesetzten Seitenflügel 70 ein Reaktionsorgan 100 mit einer Spindelvorrichtung 102 mit einem Handrad 104 für die Verschiebung eines Stabes 106, an welchem ein Körper 108 angebracht ist. Letztere weist ebenfalls einen wiegenförmig gestalteten Endbereich 110 auf. Durch Betätigung der Vorrichtung 102 läßt sich der Körper 108 axial in einer Richtung C verschieben, die parallel zur Verschiebungsrichtung B des Körpers 90 des Positionierungsorgan 74 und infolgedessen senkrecht zur Verschiebungsrichtung A des Körpers 88 des Positionierungsorgans 72 verläuft.

Im folgenden sei die Funktion des Werkzeugs 60 bei seiner Verwendung für den Zusammenbau des Verdichters 10 näher erläutert:

Bevor das Gehäuse 11 und das tragende Kopfteil 22 montiert werden, wird die Teilegruppe, die aus den beiden Rotoren und 14 mit den auf dem tragenden Kopfteil 20 montierten

-JO-

Wellen 16 und 18 besteht, auf dem Werkzeug 60 positioniert, indem die beiden Rotoren 12 und 14 durch die öffnung 6 7 hindurchgeführt werden, bis die Enden 16a und 18c der Wellen 16 und 18 in die Buchsen 66 eingreifen. Sodann wird das tragende Kopfteil 20 auf der Außenseite der Wandung 62 in der in Fig. 2 dargestellten Weise fixiert. Damit befinden sich die beiden Rotoren 12 und 14 zwischen den beiden Wandungen 62 und 64, wobei ihre Wellen 16 und 18 parallel zur Plattform 61, daß heißt senkrecht zu den Verschiebungsrichtungen A, B und C der beiden Positionierungsorgane 72 und 74 und des Reaktionsorgans gerichtet sind. In dieser Phase ist wenigstens eine der beiden Spannmuttern 42 und 44 gelöst, so daß wenigstens eines der beiden Zahnrädern 38 und 40 auf der betreffenden Welle 16 bzw. 18 frei drehbar ist.

Anschließend werden die beiden Rotoren 12 und 14 in manuell in die in Fig. 3 dargestellte Position gebracht, in der die Hauptachse D des Rotors 12 senkrecht zur Plattform und die Hauptachse E des Rotors 14 parallel zu dieser Plattform 61 und damit senkrecht zur Hauptachse D gerichtet sind. In diesem Punkt werden die Handräder 80, 82 und 104 gedreht, so daß der wiegenförmige Teil 82 mit der dem Rotor 14 abgewandten Keule des Rotors 12 und die wiegenförmigen Teile 94 und 110 mit den beiden Keulen des Rotors 14 in Eingriff gebracht werden. Auf diese Weise ergibt sich eine präzise und stabile Positionierung der beiden Rotoren 12 und 14, deren Hauptachsen D bzw. E mit den Verschiebungsrichtungen A bzw. B der beiden Positionierungsorgane 72 und 74 fluchten.

Nunmehr wird die relative Winkelposition der beiden Zahnräder 38 und 40 korrekt eingestellt und¹schließlich werden die Muttern 42 und 44 gespannt, so daß die Zahnräder 38

und 40 drehfest auf den entsprechenden Wellen 16 und 18 verspannt sind.

Nachdem dieser Arbeitsgang beendet ist, wird das tragende Kopfteil 20 mit den Rotoren 12 und 14 von dem Werkzeug 60 abgenommen,und der Zusammenbau des Verdichters 10 wird mit der Montage des Gehäuses 11, des tragenden Kopfteils 22 und der Riemenscheibe 54 beendet.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Umlaufender volumetrischer Rootsverdichter mit zwei sich gegenläufig drehenden Rotoren, deren Wellen an einem Ende zwei miteinander kämmenden Zahnräder tragen, über welche die Drehbewegung in einer Welle auf die andere Welle übertragbar ist/ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnräder (38, 40) frei drehbar auf den Wellen (16, 18) der beiden Rotoren (12, 14) montiert sind und daß mit Reibschluß arbeitende Spann-. mittel (42, 46, 30a; 44, 48, 32a) vorgesehen sind, mittels derer eine drehfeste Verbindung zwischen den Zahnrädern (38, 40) und den betreffenden Wellen (16, 18) erzeugbar ist.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Zahnräder (38, 40) zwischen zwei Elementen (30a, 46; 32a, 48) zur axialen Halterung liegt, die auf der Welle (16, 18) des betreffenden Rotors (12, 14) montiert sind und von denen eines axial fest und das andere axial bewegbar ist, und daß dem axial bewegbaren Element (46; 48) ein mit einem Gewinde versehenes Blockierungsorgan (42, 44) zugeordnet ist, daß auf ein entsprechendes Gewinde (50, 52) der Welle (16, 18) aufschraubbar ist, wobei durch dieses Aufschrauben eine stirnseitige Verspannung des Zahnrades (38, 40) zwischen den beiden Elementen (30a, 46; 32a, 48) zur axialen Halterung erfolgt.
3« Werkzeug für den Zusammenbau eines umlaufenden volumetrischen Rootsverdichters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Enden der Wellen der beiden Rotoren drehbar in zwei seitlichen tragenden Kopfteilen gelagert sind, die abgedichtet an einem Gehäuse des Verdichters anbringbar sind, gekennzeichnet

durch

- ein Tragteil (63) mit zwei parallelen und dem Abstand voneinander angeordneten Wänden (62, 64) zur drehbaren Lagerung der Wellen (16, 18) der beiden Rotoren (12, 14) vor dem Einbau der Letzteren in das Gehäuse (11) des Verdichters (10), wobei eine der Wände mit Positionierungs- und Blockierungsmitteln (65) für dasjenige Kopfteil (20) des Verdichters versehen ist, in welchem ~äie die beiden Zahnräder (38, 40) tragenden Enden der Wellen (16, 18) drehbar gelagert sind, derart daß die genannten mit Reibschluß arbeitenden Spannmittel (42, 44) der Zahnräder (38, 40) von außen zugänglich sind,

- sowie zwei mit Klemmbacken versehene Positionierungsorgane (72, 74), die beim Gebrauch des Werkzeugs (60) längs senkrecht zu den Wellen (16, 18) der beiden Rotoren (12, 14) verlaufenden Richtungen (A, B) verschiebbar sind und die (72, 74) mit wiegenförmig ausgebildeten Teilen (92, 94) zur Fassung jeweils eines Rotos (12, 14) an dessen Periferie und zur Blockierung der Rotoren in einer vorbestimmten relativen Winkelposition versehen sind.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, für den Zusammenbau eines Verdichters, dessen Rotoren (12, 14) einen Querschnitt in Form einer Doppelkeule mit einer großen und einen kleinen Achse aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsrichtungen (A, B) der beiden Positionierungsorgane (72, 74) senkrecht zueinander verlaufen und daß der wiegenförrnige Teil (92, 94) jedes Positionierungsorgan (72, 74) mit einer der beiden Keulen des betreffenden Rotors (12, 14) zusammen wirkt, um diesen (12, 14) in der Position zu blockieren, in der seine Hauptachse (D, bzw. E) mit der Verschiebungsrichtung des betreffenden Positionierungs-

organs (72, bzw. 74) fluchtet.
5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Reaktionsorgan (100) vorgesehen ist, das parallel zur Verschiebungsrichtung (E) eines der genannten Positionierungsorgane (74) verschiebbar ist und einen wiegenförmigen Teil (110) aufweist, der an der anderen Keule desjenigen Rotors (14) angreift, mit dem das genannte Posxtionierungsorgan (74) zusammen wirkt.