DE3312921A1 - CIRCULAR VOLUMETRIC ROOTS COMPRESSOR AND TOOL TO ASSEMBLY SUCH A COMPRESSOR - Google Patents
CIRCULAR VOLUMETRIC ROOTS COMPRESSOR AND TOOL TO ASSEMBLY SUCH A COMPRESSORInfo
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Patentanwälte Dipping·. H*.«Wei<:kma-nn,-Dipl.-Phys. Dr. K. FinckePatent Attorneys 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. PrechtelDipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LiSKA, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel
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Umlaufender volumetrischer Rootsverdichter sowie für den Zusammenbau eines solchen Verdichters .verwendbares WerkzeugRotating volumetric roots compressor as well as for assembling one Compressor. Usable tool
-ή--ή-
Die Erfindung betrifft einen umlaufenden volumetrischen Rootsverdichter der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.The invention relates to a rotating volumetric roots compressor in the generic term of the claim 1 described 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.With conventional roots compressors, the two are gears located on the rotor shafts normally on the. associated shafts wedged with the aid of prismatic coupling means. To have a correct phase relationship between the two "rotors and the two." To obtain gears, said prismatic coupling means must necessarily be manufactured extremely precisely which requires correspondingly precise machining and complicated and expensive tools.
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.The invention is based on the object of a compressor to create the generic type, which is easier and cheaper to manufacture and which makes it possible during assembly allows for greater phase accuracy between the two rotors and the relevant gears reach.
Diese Aufgabe wird durch einen Rootsverdichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a Roots compressor with the features of claim 1.
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 relativenBecause of these features, the phase relationship between the Adjust the rotors and the two gears quickly and easily without the need for highly precise and complex machining operations for the wedging of the gears on the subordinate waves are required. It is sufficient if during the assembly of the compressor before the frictional engagement Bracing the two gears the latter are brought into the correct mutual angular position, the both rotors in the predetermined, corresponding relative
Winkelposition gehalten werden. Anschließend wird der Zusammenbau durch einfaches Blockieren der reibschlüssigen Spannmittel beendet, wodurch die Zahnräder drehfest mit den betreffenden Wellen gekuppelt werden. 5Angular position are held. The assembly is then carried out by simply blocking the frictionally engaged Terminated clamping means, whereby the gears are rotatably coupled to the shafts concerned. 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.Each of the two gears is preferably located between two axial holding members on the shaft of the rotor in question are mounted and of which one is axially fixed and the other is axially movable.
Dem axial beweglichen Halteorgan ist ein mit einem Gewinde versehenes Blockierorgan zugeordnet, das auf ein entsprechendes Gewinde der Welle aufgeschraubt wird, wodurch das Zahnrad zwischen den beiden axialen Halteorganen verriegelt wird.The axially movable holding element is assigned because s is screwed onto a corresponding thread of the shaft, whereby the gear is locked between the two axial holding members a provided with a threaded locking member.
Die Erfindung hat ferner ein Werkzeug für den Zusammenbau des beschriebenen Verdichters zum Gegenstand, das sj_ch durch besondere Einfachheit, praktische Gebrauchsfähigkeit und hohe Funktionalität auszeichnet.Another object of the invention is a tool for assembling the compressor described, since ss j_ c h is characterized by particular simplicity, practical usability and high functionality.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung dieses Werkzeugs ist Gegenstand des Patentanspruchs 3, auf den hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wirdvThe inventive design of this tool is the subject of claim 3, to which hereby to Abbreviation of the description is expressly referred to v
im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:In the following the invention is explained in more detail with reference to the drawings explained:
Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene axiale Ansicht eines umlaufenden volumetrischen Verdichters gemäß der Erfindung,Fig. 1 shows a partially sectioned axial view of a rotating volumetric compressor according to the invention,
Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, dieFig. 2 shows a view corresponding to FIG. 1, the
einen Teil des Verdichters während des Zusammenbaus veranschaulicht,illustrates part of the compressor during assembly,
Pig. 3 zeigt eine Seitenansicht entsprechend dem Pfeil III von Fig. 2.Pig. 3 shows a side view according to arrow III in 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.Reference is first made to FIG. 1. It shows a circumferential volumetric view designated in its entirety by 10 Rootsverdxchter, which is used to charge an internal combustion engine is intended for motor vehicles. The compressor 10 has a housing 11 in which two rotors 12 and 14 are rotatably mounted with a double lobe profile. The shafts 16 and 18 of these rotors 12 and 14 are rotatable in head parts 20 and 22 mounted, which are sealingly attached to the opposite end regions of the housing 11. At the two head parts 20 and 22 are also detachable covers 26 and 28 attached.
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.The ends of the two shafts 16 and 18 located on the side of the cover 28 are in the corresponding head part 20 rotatably mounted in roller bearings 30 and 32, respectively. The inner rings 30a and 32a of the roller bearings 30 and 32 are axially supported against each other corresponding spacers 34 and 36, which abut the front sides of the two rotors 12 and 14, respectively.
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 46With 38 and 40 two gears of the same diameter are designated, which are mounted on the shaft 16 or on the shaft 18 and mesh with one another. Each of these gears 38 and 40 lies between the inner ring 30a or 32a of the roller bearing 30 or 32 in question and one Clamping nuts 42 and 44 with associated washers 46 and 48, respectively. The nuts 42 and 44 are threaded onto one provided part 50 or 55 of the shaft 16 or 18 concerned. The torsion-proof blocking of the the two gears 38 and 40 on the shafts 16 and 18, respectively, by simple frictional coupling with the Inner rings 30a and 32a on the one hand and the disks 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.and 48 on the other hand. This coupling is brought about by tightening the two nuts 42 and 44. This clamping is done manually with the help of a normal wrench, after which the rotors 12 and 14 and the gears 38 and 40 in the next are brought into the correct phase relationship in the manner described below. The designated 18a of the Side of the cover 26 opposite end of the shaft 18 penetrates the cover 28 with a seal and carries it a pulley 54 which can be connected to a drive member via a toothed belt. This drive element is e.g. the shaft of the motor to which the compressor is located 10 is assigned or the distributor shaft of this engine. The pulley 24 is by means of a Nut 56 which, together with a washer 58, is screwed onto an end thread 18b of the shaft 18, blocked on the end 18a of this shaft 18 in a torque-proof manner.
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 Gesamtheit2 and 3 show a tool according to the invention, which during the assembly of the compressor 10 to it serves to establish an exact phase relationship between the two rotors 12 and 14 and the relevant gears 38 and 40 to manufacture. The tool, which is designated in its entirety by 60, comprises essentially a support platform 61 with two parallel and spaced apart walls 62 and 64, of which the first with centering and holding members 65 for the head part 20 and the other with sockets 66 for the rotatable Storage of the ends 16a and 18c of the shafts 16 and 18 facing away from the head part 2 0 are provided. the Wall 62, which is attached to the platform 61 by means of two lateral reinforcement wings 70 and one central opening 6 7, carries two positioning organs in the form of jaws in their entirety
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.at 72 and 74, respectively, and the first of which in the area of the side of the wall 62 opposite the platform 61 and the other in the area of one of the side wings 70 are arranged. Each of these positioning members 72 and 74 comprises a drive member with a threaded spindle 76 or 78, via which a rod 84 or 86 can be manually displaced by means of a handwheel 80 or 82 is. The rods 84 and 86 each carry a body 88 and 90, respectively, which has a cradle-shaped end region 92 or 9 4 has. The bodies 88 and 90 are guided in corresponding guide structures 96 and 98, respectively can be moved axially in two mutually perpendicular directions A and B.
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. The wall 86 also carries, on the side wing 70 opposite the positioning element 74, a reaction element 100 with a spindle device 102 with a Hand wheel 104 for moving a rod 106 to which a body 108 is attached. The latter points also has a cradle-shaped end region 110. By actuating the device 102, the Shift body 108 axially in a direction C that is parallel to the shift direction B of body 90 of the positioning member 74 and consequently perpendicular to the direction of displacement A of the body 88 of the positioning member 72.
Im folgenden sei die Funktion des Werkzeugs 60 bei seiner Verwendung für den Zusammenbau des Verdichters 10 näher erläutert:The function of the tool 60 when it is used to assemble the compressor 10 will now be described in greater detail explained:
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 montiertenBefore the housing 11 and the supporting head part 22 are assembled is the group of parts, which consists of the two rotors 14 and 14 with the mounted on the supporting head part 20
-JO--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.Shafts 16 and 18, positioned on the tool 60, by the two rotors 12 and 14 through the opening 6 7 are passed through until the ends 16a and 18c of the shafts 16 and 18 engage the sockets 66. Then the load-bearing head part 20 is fixed on the outside of the wall 62 in the manner shown in FIG. 2. The two rotors 12 and 14 are thus located between the two walls 62 and 64, with their shafts 16 and 18 parallel to platform 61, that is, perpendicular to the directions of displacement A, B and C of the two Positioning members 72 and 74 and the reaction member are directed. In this phase at least one of the two clamping nuts 42 and 44 released so that at least one of the two gears 38 and 40 on the relevant Shaft 16 and 18 is freely rotatable.
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.Then the two rotors 12 and 14 are in manual brought into the position shown in Fig. 3, in which the main axis D of the rotor 12 is perpendicular to the platform and the main axis E of the rotor 14 is directed parallel to this platform 61 and thus perpendicular to the main axis D are. At this point the handwheels 80, 82 and 104 are rotated so that the cradle-shaped part 82 with the lobe of the rotor 12 facing away from the rotor 14 and the cradle-shaped parts 94 and 110 are brought into engagement with the two lobes of the rotor 14. In this way This results in a precise and stable positioning of the two rotors 12 and 14, their main axes D and E with the directions of displacement A and B of the two positioning members 72 and 74 are aligned.
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 38Now, the relative angular position of the two gears 38 and 40 is set correctly and 1 finally the nuts 42 and 44 are tensioned so that the gears 38
und 40 drehfest auf den entsprechenden Wellen 16 und 18 verspannt sind.and 40 rotatably on the respective shafts 16 and 18 are braced.
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.After this operation has ended, the supporting head part 20 with the rotors 12 and 14 is removed from the tool 60 removed, and the assembly of the compressor 10 is with the assembly of the housing 11, the load-bearing head part 22 and the pulley 54 finished.
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