DE693372C

DE693372C - Drehkolbenverdichter

Info

Publication number: DE693372C
Application number: DE1938G0097024
Authority: DE
Inventors: Gustav Wilhelm Boestad; Alf Lysholm
Original assignee: GUSTAF ZAKARIAS GOERANSSON
Current assignee: GUSTAF ZAKARIAS GOERANSSON
Priority date: 1938-01-14
Filing date: 1938-01-14
Publication date: 1940-07-06

Description

Profilierter Läufer mit Schraubenverzahnung für Drehkolbenverdichter Gegenstand der Erfindung ist ein profilierter Läufer mit Schraubenverzahnung für Drehkolbenverdichter. Diese profilierten Läufer werden in der Regel durch Preßgußverfahren oder durch Fräsen aus einem vollen Stück hergestellt. Diese Herstellungsverfahren eignen sich jedoch nur für Läufer von verhältnismäßig geringen Durchmessern. Bei größeren Läufern ist die Herstellung mit Hilfe des Preßgußverfahrens nicht -hinreichend genau, während das Fräsen von Läufern großen Durchmessers infolge der dafür erforderlichen kostspieligen Werkzeugmaschinen und der schwierigen Herstellung sowie großer Materialverschwendung wirtschaftlich ungeeignet ist.
Für, die Herstellung von Drehkolben mit geraden Zähnen ist es gleichgültig, welches Herstellungsverfahren man anwenden will, denn es ist verhältnismäßig einfach, einen Drehkolben bzw. Läufer mit geraden .Zähnen herzustellen, der so genau wirkt, daß die an schnell umlaufenden Maschinenteilen zu stellende Anforderung hinreichender statischer und dynamischer Auswuchtung verhältnismäßig einfach erfüllt werden kann.
Die Verhältnisse ändern sich aber im Fall der vorliegenden Erfindung, wo es sich darum handelt, einen Drehkolben mit schraubenförmigen Zahnflanken herzustellen. Wegen des der Schraubenlinie folgenden Verlaufs des Innenraumes ist es ausgeschlossen, den fertiggestellten Körper nachträglich zu bearbeiten, wenn man sich nicht dazu entschließen will, diesem besonderen Zweck dienende; bisher noch nicht vorhandene Sondermaschinen zu schaffen.
Die Erfindung geht von, der Überlegung aus, daß der aus Scheiben zusammengesetzte Drehkolbenkörper nach seiner Fertigstellung innerhalb seiner Hohlräume so genau hergestellt sein muß, daß eine Nachbearbeitung nicht mehr notwendig ist, trotzdem aber die unbedingt zu fordernde statische und dynamische Auswuchtung gewährleistet ist.
So einfach also die Herstellung hohler Profile bei Drehkolben mit achsparalleler Verzahnung ist, so schwierig ist sie, sobald es sich darum handelt, mit Schraubenverzahnung ausgestattete Drehkplbenläufer herzustellen.
Die Erfindung löst diese Schwierigkeiten bei einem Läufer mit Schraubenverzahnung, der aus einer Vielzahl von unter sich gleichen scheibenförmigen Einzelteilen zusammengesetzt ist, dadurch, daß auf einer Mittelachse eine Mehrzahl von unter sich gleichen Scheiben hintereinander und der gewollten Schraubensteigung entsprechend gegeneinander versetzt angeordnet sind, deren das Zahnprofil bildende Teile Hohlräume bilden. Diese ergeben nach ihrer Vereinigung zu einem Ganzen ein innen hohles Zahnprofil.
Die Erfindung xst'i,n:don,Zeicbnungen in einer Reiht von Ausführungsbeis@itlen dargestellt. In. Fig. i ist (las Schnittprofil eines Drehkolbenverdichterläufers dargestellt, der beispielsweise aus zwei Läufern besteht, die mit einer schraubenförmigen, ineinandergreifenden Verzahnung ausgerüstet sind, wobei die Verzahnung des einen Läufers, wie in Fig. i gezeigt ist, konvexe Flanken i und 2 aufweist.
Gemäß der Erfindung werden beispielsweise äus dünnem Blech, dessen Stärke aus Fig.2 ersichtlich ist, eine Anzahl von gelochten Einzelplatten hergestellt, deren Gestalt in Fig. i gezeigt ist. An einem Grundring 3 schließen die Stege i und 2, deren Außenlinie dem gewollten Zahnprofil entspricht, an. Am inneren Umfange des Ringes 3 ist eine Keilnase q. angestanzt. Träger des ganzen Läufers ist ein zylindrisches Rohr 5, auf dessen Umfang eine der Keilnase q. genau entsprechende Keilnut 6 eingefräst ist. Diese Keilnut verläuft` in einer Schraubenlinie entsprechend der Steigung des einzelnen Schraubenzahnes des Drehkolbens. Die einzelnen unter sich vollständig gleichen scheibenförmigen Bleclistanzstücke werden nun mit der Keilnase q. in die Nut 6 eingeschoben und legen sich wie in einem Blechpaket nebeneinander. Sie ergeben zusammen den Drehkolben. Ihre Vereinigung untereiilander kann durch beliebige mechanische Mittel, z. B. Löten, Schweißen, oder auch durch Zusammenspannen zwischen Endscheiben und ähnliche bekannte Maßnahmen erfolgen.
Aus der Fig. 2, die teils einen Schnitt nach II-II der Fig. i, teils eine Ansicht auf den fertig durch Paketierung entstandenen Läufer darstellt, ergibt sich, daß die Zahnflanken .infolge der entsprechend der Keilnase 6 erfolgten gegenseitigen Versetzung keine glatte Flankenlinie, sondern eine treppenförmig abgestufte Flankenlinie ergeben. Man kann diese also gebildeten treppenförmigen Flanken nachträglich durch mechanische Bearbeitung, beispielsweise Schleifen oder Überfräsen, vollständig in die gewollte Flankenform bringen. Diese Nachformung erfordert jedoch nur geringfügige spanabhebende Bearbeitung oder Schleifarbeit, die im Verhältnis zum Fräsen aus dem Vollen einfacher zu bewirken ist.
Von außerordentlicher Bedeutung ist, daß der ganze Läufer nunmehr ein Hohlkörper ist von außerordentlich leichtem Gewicht, was für die hohen Umdrehungszahlen, finit denen der Läufer betrieben' werden muß, günstig ist. Der Aufwand an Werkstoff ist nur ein Bruchteil dessen, was für aus dem Vollen gefräste :bzw. durch Preßguß hergestellteKörper notwendig ist. Aus dem Schnitt gemäß Fig. 2 geht hervor, daß man zur inneren Versteifung der hohlen Zähne einzelne der Blechscheiben, wie bei X angedeutet, mit vollem Zahnprofil ausstanzt.
In Fig. 3 ist das Gegenläuferprofil zu dein Profil nach Fig. i gezeigt. Auch hier ist auf der Rohrwelle 5 in die Keilnut 6 eine Vielzahl von entsprechend ausgestanzten Blechteilen 7 aufgesetzt. Zur besseren Erhaltung des Profils können Versteifungsstege 8 angeordnet sein. Ausstanzung, Befestigung und Fertigbearbeitung des also hergestellten Gegenläufers erfolgt in der gleichen Weise, wie dies in Fig. i und 2 oben dargelegt wurde.
Eine andere Ausführungsform des Läufers nach Fig. i zeigt die Fig. q.. Hier sind die einzelnen Zähne aus Einzelteilen 8, 9, io, 1i hergestellt, deren äußerer Umriß dem gewollten Zahnprofil entspricht und die in eine Mehrzahl von schraubenförmig verlaufenden Keilnuten 12, 13, 1q., 15 eingeführt werden. Diese Art der Herstellung erfordert zwar mehr in die Rohrwelle 5 gefräster Keilnuten, der Vorteil liegt aber darin, daß man die Einzelteile aus sehr schmalen Blechstreifen und weitgehendster Materialausnutzung ausstanzen kann. Teil 8 hat einen senkrechten Mittelsteg 8', Teil 9 einen Quersteg 9'. Im Teil io sind zwei Stege iö , ro" gekreuzt angeordnet, im Teil ii sind wieder zwei senkrechte Stege ii' vorgesehen.
Man sieht also, daß man die die Einzelzähne bildenden Ausschnitte 8, 9, io, ii an sich verschiedenartig ausstanzen kann, gemeinsam in allen Formen durch Einzelherstellung und Zusammenfügung und durch Einfügen in parallel verlaufende schraubenförringe Keilnuten. Aus der Befestigung der Teile io und ii ist ferner ersichtlich, daß nicht alle Stegteile in Schwalbenschwanznuten geführt zu .werden brauchen, beispielsweise sind bei dem Teil io nur der Mittelsteg io' und in der Form i i die beiden senkrechten Stege i i' in Schwalbenschwanznuten geführt, während die äußeren Füße in offenen Nuten liegen.
In den Feg; 5 und 6 ist eine andere Art der Herstellung gezeigt. Hier ist der Läuferkörper aus einzelnen die Breite b aufweisenden Scheiben gefertigt, die durch Gießen, beispielsweise durch Preßgußverfahren, hergestellt sind. Die Einzelkörper besitzen eine Nabe 15, , an die sich die hohlen Zahnsegmente 16 anschließen. Die Flanken der Zahnseginente 16 entsprechen etwa der fertigen Flanke. Die Vereinigung der einzelnen Segmente erfolgt dadurch, daß sie gegeneinander versetzt und durch quer zurAchse verlaufendeSchwalbenschwanzkeilverbindungen 17 miteinander verbunden werden. Schließlich wird in dem zusammengesetzten Körper die gemeinsame Bohrung 18 sauber ausgebohrt und der Körper auf eine Rohrwelle ig aufgeschoben, wodurch die Körper gegen Wandern.in Richtung der Schwalbenschwanzkeile verhindert werden. Dann wird durch Schleifen oder Fräsen die endgültige Zahnforen fertiggestellt. Auch in dieseln Falle entsteht ein sehr leichter Drehkolben unter geringstem Material- und Arbeitsaufwand. Der Gegenläufer zu Fig. 5 ist in Fig. 7 dargestellt. Formung und Verbindung erfolgen analog zu der bezüglich heg. 5 und 6 erläuterten Weise.
Aus den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen geht hervor, daß der Erfindungsgedanke in vielgestaltiger Form durchführbar ist. Das Wesentliche ist, daß der profilierte Läufei# aus einer Vielzahl von unter sich möglichst gleichen Einzelteilen zusammengestellt und insbesondere so ausgebildet ist, daß sowohl die Zähne als auch die Welle hohl sind. Es wind. durch diese Maßnahme sehr viel Werkstoff gespart und vor allen Dingen auch die spanabliabende Bearbeitung des Fertigprofils auf ein Mindestmaß heruntergesetzt.

Claims

PATENTANSPIZÜCHG: i. Profilierter Läufer mnt Schraubenverzahnung für Drehkolbenverdichter, der aus einer Vielzahl von unter sich gleichen scheibenförmigen - Einzelteilen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Mittelachse. eine Mehrzahl von unter sich gleichen Scheiben hintereinander und der gewollten Schraubensteigung entsprechend gegeneinander versetzt angeordnet sind, deren das Zahnprofil bildende Teile (i, 2, 7, 8, 16) Hohlräume bilden.
2. Profilierter Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die unter sich gleichen Scheiben je aus einem mittleren Ring (3) und mit diesem aus einem Stück bestehenden, die Zahnflankenwandang bildenden, nach dem Zahnprofil geformten Ansätzen (i, 2, 7, 8, 16) bestehen.
3. Profilierter Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Scheiben durch Zwischenleisten (8', g', io', io", i i') verstärkt sind (Feg. 4J-
4. Profilierter Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,' daß einige der Scheiben vollwandig sind (X, Fig. 2).
5. Profilierter Läufer nach einem der Ansprüche 2 bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben auf einem rolirförinigen Körper (5) angebracht sind, der eine schraubenlinienförmig verlaufende Nut oder Nase (q., 6) besitzt, in die entsprechende Nasen bzw. Nuten der Scheiben eingreifen.
6. Profilierter Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die im zusammengesetzten Zustand das hohle Zahnprofil bildenden Einzelteile (8, g, io, i i) unmittelbar auf dein gemeinsamen Mittelrohr (5) befestigt sind.
7. Profilierter Läufer nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilteile durch Zwischenleisten verstärkt sind, wobei entweder nur die Profilteile oder nur die Zwischenleisten oder beide mit dem Grundkörper (5) durch Schwalbenschwanzverbindung fest vereinigt sind. B. Profilierter Läufer nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelrohr (5) als Welle dient. g. Profilierter Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben unter sich durch Schwalbenschwanzverbindungen (i7) o. dgl. _ miteinander verbunden sind, wobei die Richtung der Schwalbenschwanznuten jeder folgenden Scheibe gegenüber der vorhergehenden um einen der Neigung des Schraubenprofiles entsprechenden Winkel versetzt ist (Fig.6).-