DE10056168C2 - A rotor for a Roots-type or screw compressor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für einen Roots- oder Schraubenkompressor, mit einer Welle und an dieser befestigten, jeweils als Hohlkörper ausgebildeten Flügeln.The present invention relates to a rotor for a Roots or screw compressor, comprising a shaft and this attached, each formed as a hollow body Wings.

Rotoren für Roots- oder Schraubenkompressoren sind in den verschiedensten Ausführungsformen seit langem bekannt.Rotors for Roots or screw compressors are in the various embodiments have long been known.

Bei kleinen Baugrößen werden die Rotoren meistens aus einem Stück geschmiedet. Größere Rotoren dagegen werden z. B. in sogenannter "gebauter Form" hergestellt. Dabei werden die Flügel in einem Stück als Hohlkörper gegossen und in einem nachfolgenden aufwendigen Montage- und Bearbeitungsvorgang mit Wellenenden komplettiert.At small sizes, the rotors are usually of a Piece forged. Larger rotors, however, are z. B. in so-called "built form" manufactured. The Wing cast in one piece as a hollow body and in a subsequent consuming assembly and machining process completed with shaft ends.

Darüber hinaus sind Rotorausführungen bekannt, bei denen die Wellenenden unmittelbar an den die Flügel bildenden Gusskörper angegossen sind. Derartige Konstruktionen eignen sich jedoch aus Festigkeitsgründen nur für bestimmte Leistungen.In addition, rotor designs are known in which the Shaft ends directly on the wing Cast bodies are cast on. Such designs are However, for strength reasons only for certain Services.

Auch ist es bekannt, einen Drehkolbenverdichter mit gegossenen Flügeln und Achsschenkeln auszuführen, die nachträglich auf einer Stahlwelle montiert werden (DE-GM 15 16 733). Ferner sind Konstruktionen bekannt, bei denen ein Rotor oder dergleichen aus scheibenartigen Einzelteilen zusammengesetzt wird, beispielsweise aus der DE-PS 693 372, der DE-PS 914 886 oder der EP 0 546 281 A1. Weiterhin wurden auch noch Rotoren oder dergleichen vorgeschlagen, die beispielsweise Blechkonstruktionen (DE-PS 696 509), Glasfaserkonstruktionen (DE 24 09 554 A1) oder Sintermetallkonstruktionen (WO 91/17012 A1) aufweisen.It is also known, a rotary compressor, cast wings and steering knuckles to perform the can be retrofitted on a steel shaft (DE-GM 15 16 733). Constructions are also known in which a  Rotor or the like from disc-like individual parts is composed, for example from DE-PS 693 372, DE-PS 914 886 or EP 0 546 281 A1. Furthermore, were also proposed rotors or the like For example, sheet metal constructions (DE-PS 696 509), Fiberglass structures (DE 24 09 554 A1) or Have sintered metal constructions (WO 91/17012 A1).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neuartige Rotorkonstruktion für Roots- und Schraubenkompressoren zu schaffen, die sowohl kostengünstig herstellbar als auch für möglichst viele Einsatzgebiete und Leistungsbereiche einsetzbar ist.The object of the present invention is a novel Rotor construction for roots and screw compressors too create both inexpensive to produce and for as many areas of application and service areas as possible can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Rotor der eingangs geschilderten Gattung dadurch erreicht, dass die Welle eine Vollwelle ist, dass die Vollwelle durchgehend und einstückig mit den Flügeln als Gussteil hergestellt ist, und die Flügelwandung jeweils mit auf ihrer Innenseite angeordneten und einstückig mit der Wandung verbundenen Rippen verstärkt ist.This object is achieved according to the invention with a rotor initially described type, characterized achieved that the Wave is a full wave that the full wave is continuous and is made in one piece with the wings as a casting, and the wing wall with on the inside arranged and integrally connected to the wall Ribs is reinforced.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, über eine durchgehende Welle mit einstückig angegossenen, rippenverstärkten Flügeln ein statisch hoch belastbares System zu schaffen, das relativ einfach und kostengünstig herstellbar ist.The invention is based on the idea of a through shaft with integrally cast, rib-reinforced wings a statically highly resilient To create system that is relatively simple and inexpensive can be produced.

Die einfache und kostengünstige Herstellbarkeit resultiert im Wesentlichen daraus, dass durch die einstückige Ausführung die bei Rotoren der sogenannten "gebauten Form" notwendige mechanische Bearbeitung im Bereich der Trennfugen zwischen Welle und Flügeln sowie der Montageaufwand für die Einbringung von formschlüssigen Verbindungselementen, wie Passfedern, Tangentkeilen und dergleichen, entfällt. The simple and inexpensive to manufacture results in Essentially from the one-piece design the "shape-built" at the so-called rotors necessary mechanical processing in the area of the joints between Shaft and blades and the assembly work for the Introduction of positive connection elements, such as Pass springs Tangentkeilen and the like is omitted.  

Durch das Konzept der durchgehenden Welle in Verbindung mit den als Hohlkörper ausgebildeten, rippenverstärkten Flügeln werden Materialspannungen im Übergang zwischen Welle und Rotor verringert bis vollständig vermieden. Diese Verringerung wirkt sich positiv bei einem Betrieb im üblichen Drehzahlbereich aus. Sie ermöglicht darüber hinaus aber eine Anhebung des Drehzahl- und Kräfteniveaus beim Betrieb. Mit einer Erhöhung des Drehzahlniveaus wiederum sind höhere Volumenströme und somit weitere Kostenreduzierungen im Betrieb möglich.Through the concept of the continuous wave in connection with the rib-shaped wings designed as a hollow body material stresses in the transition between shaft and Rotor reduced to avoid completely. This Reduction has a positive effect on normal operation Rpm range. It also allows but a Increasing the speed and power levels during operation. With an increase in the speed level is in turn higher Flow rates and thus further cost reductions in Operation possible.

Zweckmäßig ist es dabei, die an der Innenseite der Flügelwandung angeordneten Rippen bis an die Wellenaußenfläche heranzuführen und mit der Welle ebenfalls einstückig auszubilden.Here it is useful that the on the inside Ribs arranged up to the ribs  introduce shaft outer surface and with the shaft also integrally form.

Grundsätzlich können die Rippen den jeweiligen statischen Notwendigkeiten entsprechend in verschiedenster Weise ausgebildet sein. Zweckmäßig ist es jedoch, wenn jede Rippe eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, die mit der Durchgangsöffnung der jeweils benachbarten Rippe im Wesentlichen fluchtet.Basically, the ribs can be static Correspondingly, in various ways be trained. However, it is useful if each rib having a central passage opening with the Through opening of the adjacent rib in the Essentially escapes.

Im Falle der Anordnung einer zentralen Durchgangsöffnung ist es vorteilhaft, die Rippen "torbogenartig" auszubilden.In the case of the arrangement of a central passage opening is it is advantageous to form the ribs "arch-like".

Grundsätzlich kann der Querschnitt der Rippen in jeder beliebigen Weise gestaltet sein. Insbesondere bei einer torbogenartigen Ausbildung der Rippen ist es zweckmäßig, deren Querschnitt im Wesentlichen dreieckig zu gestalten.In principle, the cross-section of the ribs can be in any any way be designed. Especially in a torbogenartigen formation of the ribs, it is expedient essentially to make the cross-section triangular.

Für die Kernhalterung bei der Herstellung und zur Vereinfachung der nach dem Gießvorgang erforderlichen Reinigungsarbeiten ist es zweckmäßig, den Innenraum der Flügel zugänglich auszubilden. Hierzu ist es vorteilhaft, zumindest eine Öffnung im Bereich der Stirnseite jedes Flügels vorzusehen.For the core support in the production and Simplification of the required after casting Cleaning work it is convenient to the interior of the form wing accessible. It is advantageous, at least one opening in the region of the end side of each provide wing.

Diese erfindungsgemäße Rotorkonstruktion eignet sich grundsätzlich für jede Flügelanzahl. Besonders geeignet ist sie jedoch für Rotoren mit drei Flügeln.This rotor construction according to the invention is suitable basically for every number of wings. is particularly suitable However it for rotors with three wings.

Im Folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.The following is for further explanation and for better Understanding the invention an embodiment below Described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt in einer Stirnansicht einen erfindungsgemäßen Rotor mit drei Flügeln, Fig. 1 shows a front view of a rotor according to the invention with three wings,

Fig. 2 zeigt den Rotor gemäß Fig. 1 in einem radial und senkrecht zur Rotorachse verlaufenden Querschnitt, Fig. 2 shows the rotor according to Fig. 1 in a radially and perpendicular to the rotor axis cross-section,

Fig. 3 zeigt den Rotor gemäß den Fig. 1 und 2 in einem axial verlaufenden Querschnitt entlang der Ebene A-B der Fig. 1, und Fig. 3 shows the rotor shown in FIGS. 1 and 2, in an axially extending cross-section along the plane AB of FIG. 1 and

Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen axial verlaufenden Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rotor gemäß Fig. 1 in der Ebene B-C. FIG. 4 shows a perspective view of an axially running cross section through a rotor according to the invention according to FIG. 1 in the plane BC.

Insbesondere aus den Schnittdarstellungen der Fig. 3 und 4 ist das erfindungsgemäße Konzept am Beispiel eines dreiflügeligen, gewundenen Rotors gut zu erkennen. So besitzt der Rotor eine durchgehende Welle 1, die einstückig mit den Flügeln 2 als Gussteil hergestellt ist.In particular from the sectional views of Figs. 3 and 4, the inventive concept is the example of a three-bladed, winding rotor to recognize. Thus, the rotor has a continuous shaft 1 , which is made in one piece with the wings 2 as a cast part.

Die als Hohlkörper ausgebildeten Flügel 2 sind jeweils mit auf ihrer Innenseite angeordneten Rippen 3 ausgestattet, die - wie insbesondere den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist - im vorliegenden Ausführungsbeispiel "torbogenartig" gestaltet sind. Die Rippen 2 sind ebenfalls einstückig mit der Wandung der Flügel 2 verbunden.The blades 2 formed as a hollow body are each equipped with arranged on its inner side ribs 3, which - as in particular Figures 1 and 2 can be seen -. Are designed "torbogenartig" in the present embodiment. The ribs 2 are also integrally connected to the wall of the wing. 2

Wie Fig. 3 zeigt, weisen die Rippen 2 einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf und sind bis an die Außenfläche der Welle 1 herangeführt und mit der Welle 1 ebenfalls einstückig verbunden. As Fig. 3 shows, the ribs 2 have a substantially triangular cross section and are brought up to the outer surface of the shaft 1 and is also integrally connected to the shaft 1.

Im Bereich der Stirnseite ist jeder Flügel 2 mit einer Öffnung 4 ausgestattet, die in der vorliegenden Ausführungsform kreisförmig gestaltet ist.In the area of the end face, each wing 2 is provided with an opening 4 , which is circular in the present embodiment.

Claims (7)

1. Rotor für einen Roots- oder Schraubenkompressor, mit einer Welle (1) und an dieser befestigten, jeweils als Hohlkörper ausgebildeten Flügeln (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) eine Vollwelle ist, dass die Vollwelle durchgehend und einstückig mit den Flügeln (2) als Gussteil hergestellt ist, und die Flügelwandung jeweils mit auf ihrer Innenseite angeordneten und einstückig mit der Wandung verbundenen Rippen (3) verstärkt ist. 1. Rotor for a Roots or screw compressor, with a shaft ( 1 ) and attached to this, each formed as a hollow body blades ( 2 ), characterized in that the shaft ( 1 ) is a solid shaft that the solid shaft continuously and in one piece with the wings (2) is made as a cast part, and the Flügelwandung is arranged on its inside and reinforced integrally with the wall rib (3) connected in each case. 2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (3) bis an die Wellenaußenfläche herangeführt und mit der Welle (1) einstückig ausgebildet sind.2. Rotor according to claim 1, characterized in that the ribs (3) up to the shaft outer surface and introduced are formed integrally with the shaft (1). 3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rippe (3) eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, die mit der Durchgangsöffnung der jeweils benachbarten Rippe (3) im Wesentlichen fluchtet.3. Rotor according to claim 1 or 2, characterized in that each rib (3) has a central passage opening which is aligned with the passage opening of the respective adjacent ribs (3) substantially. 4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (3) torbogenartig ausgebildet sind.4. Rotor according to claim 3, characterized in that the ribs ( 3 ) are formed like an arch. 5. Rotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (3) einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen.5. Rotor according to claim 3 or 4, characterized in that the ribs ( 3 ) have a substantially triangular cross section. 6. Rotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der Flügel (2) über zumindest eine Öffnung (4) im Bereich der Stirnseite des jeweiligen Flügels zugänglich ist. 6. Rotor or more, that the interior of the wing (2) has an opening (4) in the region of the end side of the respective vane is accessible according to one of claims 1 to 5, characterized in that over at least. 7. Rotor nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor drei Flügel (2) aufweist.7. Rotor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rotor has three blades (2).