DE3544143A1 - Rotor und verfahren zum herstellen eines derartigen rotors fuer rotationspumpen - Google Patents

Rotor und verfahren zum herstellen eines derartigen rotors fuer rotationspumpen

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DE3544143A1 DE19853544143 DE3544143A DE3544143A1 DE 3544143 A1 DE3544143 A1 DE 3544143A1 DE 19853544143 DE19853544143 DE 19853544143 DE 3544143 A DE3544143 A DE 3544143A DE 3544143 A1 DE3544143 A1 DE 3544143A1
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Description

NIPPON PISTON RING CO., LTD. 12· Dezember 1985
Tokyo, Japan K 6673
Beschreibung
Rotor und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Rotors für Rotationspumpen
Die Erfindung betrifft einen Rotor und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Rotors für Rotationspumpen und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen Rotors, welcher mit Schieberausnehmungen versehen ist, um ein gleichmäßiges Gleiten der Schieber zu gestatten.
Es ist erwünscht, daß eine Rotationspumpe für die Verwendung in Fahrzeugen im Gewicht geringer ist, um Energie einzusparen. Die Pumpe kann ihr Gewicht nicht reduzieren, ohne den bekannten massiven Rotor gegen einen hohlen Rotor auszutauschen. Es wurde ein leicht herstellbarer Rotor vorgeschlagen, der aus einem hohlen Rotorkörper besteht, wobei beide Seitenplatten an beiden Seiten des Körpers verschweißt sind und eine oder beide Drehwellen an den Seitenplatten fixiert sind. Dieser Rotor ist Gegenstand der japanischen Patentanmeldung JP A59-155592. Jedoch besteht bei diesem Rotor das Problem, daß es nicht immer leicht ist, die Schieberausnehmung zu dem Maß zu bearbeiten, daß der Schieber gleichmäßig in der Ausnehmung gleitet. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Schieberausnehmung weder immer aus einem Material besteht, das als Schieberausnehmung geeignet ist, noch leicht ausreichend
. β-
fertig gearbeitet werden kann, weil sie mit dem Rotorkörper einstückig ist.
Die Erfindung löst das obige Problem und hat sich zur Aufgäbe gestellt, einen Rotor und ein Verfahren zum leichten Herstellen eines solchen Rotors anzugeben, welcher leicht im Gewicht ist und mit Schieberausnehmungen versehen ist, die ausreichend fertig gearbeitet sind, um ein gleichmässiges Gleiten der Schieber zu gestatten.
Gemäß der Erfindung wird separat von einem Rotorkörper ein U-förmiges, eine Schieberausnehmung bildendes Bauteil hergestellt. Dieses Bauteil kann aus einem geeigneten Material hergestellt und so gearbeitet sein, daß das gleichmäßige glatte Gleiten eines Schiebers gestattet ist. Beispielsweise wird eine Stahlplatte leicht mittels Pressens U-förmig hergestellt und mittels einfacher Bearbeitungsstufen bearbeitet,um die Gleitleistung eines Schiebers zu verbessern.
Der hohle zylindrische Körper ist mit sich axial über die gesamte Länge erstreckenden Schlitzen ausgebildet, während die beiden Seitenplatten mit Radialschlitzen versehen werden . Die axial sich über die volle Länge erstreckenden Schlitze und die Radialschlitze bilden eine Vielzahl von Fassungen, von denen jede ein separat hergestelltes, eine Schieberausnehmung bildendes Glied aufnehmen kann, wenn der zylindrische Körper um die beiden Seitenplatten zu einem Rotorkörper zusammengebaut werden. Das die Schieberausnehmung bildende Bauteil wird in die Fassung eingesetzt und dann mit dem Rotorkörper mittels Lötens verbunden. Die Schlitze können vor oder nach Zusammenbau des zylindrischen Körpers und der beiden Seitenplatten hergestellt werden. Wenn der Schlitz nach dem Zusammenbau hergestellt wird, wird der Rotorkörper aus einem hohlen zylindrischen Material wie beispielsweise einem Metallrohr
ο.dgl.hergestellt. Wenn die Schlitze vorher ausgebildet werden, besteht der Rotorkörper aus einer Vielzahl von bogenförmigen Platten, die aus dem gleichen hohlzylindrischen Material hergestellt sind, als wenn die Schlitze nach dem Zusammensetzen ausgebildet sind.
Die Seitenplatte und die Drehwelle können separat voneinander oder miteinander einteilig hergestellt sein. Beispielsweise sind beide Bauteile miteinander mittels Schweissens verbunden, wenn sie separat hergestellt werden. Oder die beiden Bauteile werden als ein Körper durch Gießen oder Schmieden geformt. Die beiden Seitenplatten können separat voneinander hergestellt oder miteinander einteilig unter Zwischenschaltung der Drehwelle sein.
Die sich axial über volle Länge erstreckenden Schlitze in den zylindrischen Körper sowie die Radialschlitze in den beiden Seitenplatten sind einfach in ihrer Ausbildung und leicht herstellbar. Das ü-förmige, eine Schieberausnehmung bildende Bauteil ist leicht in eine Fassung einsetzbar, die von den Schlitzen sowohl in dem Rotorkörper als auch in den beiden Seitenplatten begrenzt ist. Das die Schieberausnehmung bildende Bauteil wird nach Einsetzen in den Schlitz an dem zylindrischen Körper und den beiden Seitenplatten mittels Lötens befestigt. Es ist leicht, ein Lötmaterial, wie beispielsweise ein Kupferlot u.dgl. in den Schlitzen in der Seitenplatte einzusetzen. Für den Zweck eines leichten Anordnens des Lötmaterials zwischen dem die Schieberausnehmung bildenden Bauteil und dem Rotorkörper ist das die Schieberausnehmung bildende Bauteil so angeordnet, daß seine oberen Kanten etwas von der Außenfläche des Rotorkörpers vorstehen, wobei das Lötmaterial zwischen der Umfangsflache des Rotorkörpers und den davon abragenden oberen Rändern angeordnet wird.
Die erzielbaren Vorteile bestehen im wesentlichen darin,
-r- o 354Λ143
daß das die Schieberausnehmung bildende Bauteil unabhängig von dem Rotorkörper hergestellt wird und aus einem Material besteht, welches als Schieberausnehmung geeignet ist, wobei ein Verfahren angegeben wird, das relativ einfach und wirksam im Vergleich mit dem bekannten Verfahren ist, bei welchem die Schieberausnehmung einteilig in dem Rotorkörper ausgebildet wird. Auch ist die Schieberausnehmung genau und hinsichtlich ihrer Gleiteigenschaften überlegen. Der Rotorkörper kann in seiner Form einfach sein und ist leicht herstellbar, weil er von den Schieberausnehmungen getrennt ist. Der Rotorkörper ist leicht mit den Seitenplatten zu verbinden, weil die Bauteile in ihrer Form einfach sind. Das die Schieberausnehmung bildende Bauteil ist leicht herstellbar, weil es einen gleichmäßigen U-förmigen Querschnitt aufweist. Das separat hergestellte, die Schieberausnehmung bildende Bauteil wird genau in dem Rotorkörper mittels eines einfachen Lötverfahrens fixiert, wobei das die Schieberausnehmung bildende Bauteil in den Schlitz des Rotorkörpers eingesetzt wird, in welchem die Lötmaterialien vorher angeordnet sind, wobei dann die gesamte Anordnung in einem Ofen angeordnet wird. Insgesamt schafft die Erfindung ein einfaches Verfahren zum Herstellen eines hohlen Rotors, der hinsichtlich des Gleitens der Schieber überlegen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 perspektivisch Bauteile, die zu einem
Rotorkörper zusammenzusetzen sind,
Fig. 2 perspektivisch einen Rotorkörper aus den Bauteilen nach Fig. 1,
35UH3
Fig. 3 perspektivisch in teilweise weggebrochener Ansicht den Rotorkörper, welcher mit Fassungen versehen ist, die von Schlitzen begrenzt sind, um Schieberausnehmungen bildende Bauteile aufzunehmen,
Fig. 4 perspektivisch den Rotorkörper und die Schieberausnehmungen bildende Bauteile, welche in die Fassungen in dem Rotorkörper einzusetzen sind,
Fig. 5 perspektivisch einen vollständigen Rotor,
Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform,
Fig. 7 bis 9 Schnittansichten verschiedener Ausführungsformen ,
Fig. 10 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 einer weiteren
Ausführungsform,
Fig. 11 bis 15 Schnittansichten weiterer Ausführungsformen.
Nach Fig. 1 ist ein Rotor aus einem hohlen zylindrischen Körper in der Form eines geschnittenen Stahlrohres und zwei Seitenplatten 20,· 30 in der Form einer Stahlscheibe konstruiert, die entsprechend mit Mittelbohrungen 22, und ringförmigen Scheiben 24, 34 versehen sind. Die eine Seitenplatte 20 ist mit der Mittelbohrung 22 auf einer Drehwelle 40 angeordnet und darauf verschweißt, welche massiv ist und mit einem dickeren Mittelabschnitt 4 2 zwi-
gg sehen den gegenüberliegenden Endabschnitten 44, 46 ausgebildet ist, deren Durchmesser ähnlich dem
. 35UU3
. /!Οι der Mittelbohrungen 22, 32 in den beiden Seitenplatten 20, 30 ist. Der Körper 11 ist mit seinen beiden Seiten an den Ringscheiben 24, 34 in den beiden Seitenplatten 20, 30 angeordnet und damit verschweißt. Die Drehwelle 40 weist einen Endabschnitt 46 auf, welcher in die Mittelbohrung 32 in der anderen Seitenplatte 20 eingesetzt und dort verschweißt ist. Somit sind die erwähnten Bauteile zu dem Rotorkörper 12 nach Fig. 2 zusammengebaut.
Der Rotorkörper 12 nach Fig. 2 ist durch Bearbeitung zu dem Rotorkörper 12 nach Fig. 3 geformt, welcher mit vier Fassungen 50 ausgebildet ist, die je von Radialschlitzen 25, 35 in den beiden Seitenplatten 20, 30, sich über die volle Länge erstreckenden Axialschlitzen 15 in dem zylindrischen Körper 11 und einer flachen Aussparung 45 in dem dickeren Abschnitt 42 der Drehwelle 40 begrenzt sind.
Wie durch die Pfeile nach Fig. 4 angezeigt ist, werden separat hergestellte U-förmige Schieberausnehmungen bildende Bauteile 60 in die entsprechenden Fassungen 50 eingesetzt. Nicht gezeigte Kupferplatten als Lötmittel werden vorher in die radialen Schlitze 25, 35 beider Seitenplatten 20, 30 und in die flache Aussparung der Drehwelle 40 eingesetzt. Das die Schieberausnehmung bildende Bauteil 60 ist aus einer Stahlplatte mittels Pressens hergestellt und weist einen gleichmäßigen U-förmigen Querschnitt auf. Wenn das U-förmige Bauteil 60 in den Rotorkörper eingesetzt ist, wird es so geformt, daß seine oberen Ränder etwas von der Außenfläche des Rotorkörpers 12
QQ abragen. Das Lötmittel wird längs der oberen abragenden Ränder des Bauteiles 60 angeordnet. Nachdem das die Schieberausnehmung bildende Bauteil in die Fassung eingesetzt ist, wird der Rotorkörper in einem Lötofen angeordnet, um einen vollständigen Rotor 10 nach Fig. 5 her-
gg zustellen. Vor dem Einsetzen in den Ofen wird der Rotorkörper mit einem Abzug 16 versehen, der sich von dem Inne-
35UU3 ren zur Atmosphäre erstreckt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Sonst würde ein Löten durch die Wärmeausdehnung des innen vorhandenen Gases oder der Luft verhindert, welches durch Verbrennen des Hartlötmittels entsteht. Jedoch ist der Abzug nach dem Löten vorzugsweise verstopft. Somit erfordert der gelötete Rotor nicht mehr als einfache Bearbeitung svorgänge an den Schieberausnehmungen, in welchen die.entsprechenden Schieber gleichmäßig gleiten.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, können die Schlitze 15, 25, 35 vorher in dem zylindrischen Körper 11 und den beiden Seitenplatten 20, 30 ausgebildet werden. Die Längsschlitze 15 werden durch Schneiden eines Stahlrohres in vier ähnliche gewölbte Teile eines geschlitzten Zylinders hergestellt. Die Radialschlitze 25, 35 sind denen nach Fig. 3 mit der Ausnahme ähnlich, daß sie vorher ausgebildet sind. Demzufolge wird der gleiche Rotor wie nach Fig. 3 erhalten, wenn die bogenförmigen Teile und die beiden Seitenplatten zusammengebaut sind. Die flache Ausbauchung in dem dicken Abschnitt der Drehwelle kann vor dem Zusammenbau ausgebildet werden. Das Herstellungsverfahren nach dem Zusammenbau ist das gleiche wie nach Fig. 4.
Es gibt verschiedene Ausführungsformen in Bezug auf den Rotorkörper und die beiden Seitenplatten einschließlich der Drehwelle. Bei der leichtgewichtigen Art können voneinander getrennte Drehwellen 40, 40 vorgesehen sein, die an den entsprechenden Seitenplatten 20, 30 fixiert sind, so daß sich keine Drehwelle durch das Innere des hohlen Rotors 10 erstreckt, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.
Nach Fig. 8 ist eine Seitenplatte 20 einstückig mit einer Drehwelle 40 ausgebildet, an welcher die andere Seitenplatte 30 mittels Schweißens befestigt ist. Die Drehwelle 40 weist einen mittleren dickeren Abschnitt 4 2 zum Verstärken des die Schieberausnehmung bildenden Bauteiles
auf, das in dem dickeren Abschnitt gelötet ist.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind die beiden Seitenplatten 20, 30 einstückig mit den entsprechenden Drehwellen 40, 40 ausgebildet, die miteinander innerhalb des Rotors 10 verbunden sind. Die Drehwellen 40, 40 weisen einen gemeinsamen dickeren Abschnitt 42 auf, um das die Flügelausnehmung bildende Bauteil innerhalb des Rotors 10 zu verstärken.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, sind die vorher als ein Stück gefertigten beiden Seitenplatten 20, 30 und die Drehwelle 40 mit einem Paar halbzylindrischer Körper 11, 11 abgedeckt und damit verschweißt.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ist eine Hohlwelle 41 in die Mittelbohrungen 22, 32 der beiden Seitenplatten 20, 30 eingesetzt, welche vorher an dem zylindrischen Körper 11 befestigt worden sind. Dann wird der zylindrische Körper 11 leicht mit Schlitzen zum Einsetzen der die Schieberausnehmungen bildenden Bauteile durch Bearbeitung versehen, weil keine von entgegengesetzten Seiten abragende Welle vorhanden ist. Die Drehwelle 40 wird in den Rotorkörper eingesetzt, nachdem die Schlitze ausgebildet worden sind.
Der Rotorkörper besteht aus zwei zylindrischen Körpern 11, 11 und einer mittleren Verstärkungsscheibe 42, wie dies in Fig. 12 bis 15 gezeigt ist. Der Rotor nach Fig. 12 weist eine Drehwelle 40 auf, die einstückig mit einer Seitenplatte 20 ausgebildet ist und Schultern 46, 47 aufweist. Die andere Seitenplatte 30 und die Verstärkungsscheibe 42 liegen an den entsprechenden Schultern 46, 47 der Drehwelle. Die beiden zylindrischen Körper 11, 11 sind jeweils zwischen einer der beiden Seitenplatten 20, 30 und der Verstärkungsscheibe 42 fixiert.
Der Rotor nach Fig. 13 weist eine Drehwelle 40 auf, die mit der mittleren Verstärkungsscheibe 42 einstückig ausgebildet ist. Zwei zylindrische Körper 11, 11 sind von jeder Seite auf die Verstärkungsscheibe 42 aufgesetzt, bevor die beiden Seitenplatten 20, 30 auf die Drehwelle 40 geschoben werden. Die beiden zylindrischen Körper 11, 11 sind sowohl mit der Verstärkungsscheibe 42 als auch den Seitenplatten 20, 30 verschweißt. Die Verstärkungsscheibe 42 ist vorteilhaft so ausgebildet, daß sie einen dickeren IQ Mittelabschnitt zum Zwecke des Verbessern eines Verstärkungseffektes aufweist, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist.
Der Rotor nach Fig. 15 weist eine Verstärkungsscheibe 42 auf, welche getrennt von den beiden Drehwellen 40, 40 herig gestellt ist. Es ist ein Verbindungsteil 43 vorgesehen, um die beiden Drehwellen 40, 40 und die Verstärkungsscheibe 42 miteinander zu verbinden. Die beiden Seitenplatten 20, 30 sind auf die entsprechenden Drehwellen 40, 40 aufgesetzt, um die beiden zylindrischen Körper 11, 11 zu fi-2Q xieren.
ι ^:, - Leerseite

Claims (3)

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE BARDEHLE · PAGENBERG · DOST · ÄLTENBURG · FROHWITTER & PARTNER RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS JOCHEN PAGENBERG dr. jur. ll m. harvard- HEINZ BARDEHLE dipl-ing. BERNHARD FROHWITTER dipu-ing.·· WOLFGANGA-DOSTdR1DIPl-CHEm. GÜNTER FRHR. v. GRAVENREUTH dipl.-ing.(fh)· UDO W. ALTENBURG dipl.-phys JÜRGEN KROHER dr. jur.ll.m.queensuniv.· BERNHARD H. GEISSLER dipl-phys. DR. JUR MCUGWU) RECHTSANWALT·, US ATTORNEY AT bftW— PATENT- UND RECHTSANWÄLTE, POSTPACH 800620, Θ000 MÜNCHEN 86 35UU3 POSTFACH 860620 8000 MÜNCHEN 86 TELEFON (089)980361 TELEX S22791 padd TELEFAX (089) 989763HYPOBANK MUC 6860130600 (BLZ 70020001) PGA MUC 387 37-8O8 (BLZ 70010080) BÜRO GALILEIPLATZ 1. 8000 MÜNCHEN 80 DATUM 12. Dezember 1985 K 6673 Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Rotors für Rotationspumpen, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Schlitzen (15, 25, 35) in einem hohlen zylindrischen Körper (11) und zwei Seitenplatten (20, 30) ausgebildet werden, daß der hohle zylindrische Körper und die beiden Seitenplatten zu einem Rotorkörper (12) zusammengebaut werden und daß separat hergestellte U-förmige Schieberausnehmungen bildende Bauteile (60) in entsprechende von den Schlitzen bestimmte Fassungen (50) eingesetzt werden, um sie an dem Rotorkörper zu fixieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) eine Drehwelle (40) umfaßt, welche sich durch die Seitenplatten erstreckt, und daß die Drehwelle einen Verstärkungsabschnitt (42) in ihrem mittleren Bereich aufweist.
35UH3
]
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (20, 30) und die Drehwelle (40)
als ein Körper ausgebildet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (40) separat hergestellt wird und
dann an den Seitenplatten (20, 30) fixiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (15, 25, 35) ausgebildet werden, nachdem der hohle zylindrische Körper (11) und die beiden Seitenplatten (20, 30) zu dem Rotorkörper (12) zusammengebaut sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (15, 25, 35) ausgebildet werden, bevor der hohle zylindrische Körper (11) und die beiden Seitenplatten (20, 30) zu dem Rotorkörper (12) zusammengebaut werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das U-förmige eine Schieberausnehmung bildende Bauteil an dem hohlen zylindrischen Körper (11J und den
beiden Seitenplatten (20, 30) mittels Lötens fixiert
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes U-förmige eine Schieberausnehmung bildende
Bauteil (60) in die Fassung (50) eingesetzt wird, in
welcher vorher ein Lötmaterial angeordnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige, eine Schieberausnehmung bildende
Bauteil (60) obere Ränder aufweist, die etwas von dem
Außenumfang des Rotorkörpers (12) abragen und damit unter Zwischenschaltung eines Lötmaterials verbunden werden.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) aus einem Hohlzylinder herge·- stellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) aus einer Vielzahl von gewölbten Platten hergestellt wird, welche einen geschlitzten Zylinder bilden.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) mit einem Abzug versehen wird, welcher sich vom Innern des Rotorkörpers zur Atmosphäre erstreckt, bevor die U-förmigen, Schieberausnehmungen bildenden Bauteile (60) an dem Rotorkörper fixiert werden.
13. Rotor für Rotationspumpen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schlitzen (15, 25, 35) in einem hohlen zylindrischen Körper (11) und zwei Seitenplatten (20, 30) vorgesehen sind, daß der hohle zylindrische Körper und die beiden Seitenplatten zu einem Rotorkörper (12) zusammengebaut sind und daß separat hergestellte U-förmige Schieberausnehmungen bildende Bauteile (60) in entsprechende von den Schlitzen bestimmte Fassungen (50) eingesetzt sind.
14. Rotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) eine Drehwelle (40) umfaßt, welche sich durch die Seitenplatten erstreckt, und daß die Drehwelle einen Verstärkungsabschnitt (42) in ihrem mittleren Bereich aufweist.
15. Rotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (20, 30) und die Drehwelle (40) als ein Körper ausgebildet sind.
16. Rotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (40) separat hergestellt und an den Seitenplatten (20, 30) fixiert ist.
17. Rotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige eine Schieberausnehmung bildende Bauteil an dem hohlen zylindrischen Körper (11) und den beiden Seitenplatten (20, 30) mittels Lötens fixiert ist.
18. Rotor nach Anspruch 13 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (60) obere Ränder aufweist, die etwas von dem Außenumfang des Rotorkörpers (12) abragen und damit unter Zwischenschaltung eines Lötmaterials verbunden sind.
19. Rotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) ein Hohlzylinder ist.
20. Rotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) aus einer Vielzahl von gewölbten einen geschlitzten Zylinder bildenden Platten besteht.
21 . Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (12) einen Abzug aufweist, welcher sich vom Innern des Rotorkörpers zur Atmosphäre erstreckt.
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