DE2004755A1 - Verfahren zum Herstellen eines Rotors - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Rotors

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DE2004755A1
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DE19702004755
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Stamford Robert Francis Newbury Berkshire Vanderstegen-Drake (Großbritannien)
Original Assignee
Plenty & Son Ltd., Newbury, Berk·. shire (Großbritannien)
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Description

Verfahren zum Herstellen eines Rotors
Die Erfindung betrifft Pumpen, Gebläse und ähnliche Vorrichtungen, bei denen zwei oder mehr Rotoren synchron für das zwangsläufige Verdrängen eines Strömungsmittels angetrieben werden, wie Schraubenpumpen und Gebläse und Rootes Gebläse. Auf eine derartige Vorrichtung wird im folgenden mit den Worten "Vorrichtung der angegebenen Art" bezug genommen.
Das Herstellen von Metallrotoren für derartige Vorrichtungen hat bisher Fräs- und Schleifarbeiten erforderlich gemacht, die kostspielig sind und eine sehr spezialisierte Ausrüstung erfordern.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Herstellen derartiger Rotoren zu vereinfachen.
Zum Herstellen eines Rotors für eine Vorrichtung der angegebenen Art verfährt nun erfindungsgemäß in kennzeichnender Weise dergestalt, daß ein Kern genau in einer Form ausgerichtet wird, die genau so geformt ist, daß dieselbe dem gewünschten Profil des Rotors entspricht, sodann ein geeignetes härtbares Material in den Raum zwischen dem Kern und der Form gegossen, der Kern und die daran befestigte Umkleidung des härtbaren Materials einstückig von der Form getrennt wird, sobald das Material erhärtet 1st.
Der gegebenenfalls aus Gußmetall bestehende Kern kann eine dem herzustellenden Rotor entsprechende allgemeine Form aufweisen oder in Form einer Stange vorliegen. Eine vermittels eines derartigen Verfahrens hergestellte Schraube weist einen Kern aus einem Material auf, der mit einem zweiten Material überzogen ist.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine vermittels eines derartigen Verfahrens hergestellte Schrauben, bestehend aus einem Kern eines Materials und überzogen mit einer ausgeformten Schicht eines zweiten Materials.
Das Material des Kerns besteht vorzugsweise aus Metall bedingt durch die dimensionale Instabilität und nicht ausreichende Starrheit von Kunststoffen der derzeitig zur Verfügung stehenden Art, jedoch wird in Betracht gezogen, daß Kunststoffe zur Verfügung stehen werden, die möglicherweise mit Kohlenstoffasern oder anderen Fasern hoher Zerreißfestigkeit verstärkt sind, wodurch eine Schraube erhalten wird, die vollständig aus Kunststoff gefertigt P ist, wenn sie auch eine Verbundstruktur aufweist.
Das auf den Kern aufzuformende Material ist vorzugsweise ein geeigneter Kunststoff und kann ein Metallfüllmittel enthalten.
Der Erfindungsgegenstand kann zum Herstellen massiver Rotoren praktisch beliebiger verwickelter Konfiguration angewandt werden, wobei erhebliche Ersparnisse sowohl bezüglich der Ausrüstung als auch der Arbeitskräfte erzielt werden. Die Gießform kann herkömmlichen Aufbau besitzen.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert:
Fig. 1 ist eine diagrammförmige Draufsicht auf ein typisches w Schraubengebläse, wobei ein Paar erfindungsgemäß hergestellter Schrauben vorliegt.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der in der Fig. 1 wiedergegebenen Schrauben, jedoch ohne das umgebende Gehäuse.
In der Fig. 2 sind zwei eng angepaßte Schrauben 10, 12 in einem umschließenden Gehäuse 14 angeordnet, wobei ein Einlaß an einem Ende und ein Auslaß an dem anderen Ende (nicht gezeigt) vorliegt. Es erfolgt ein synchroner Antrieb vermittels eines außerhalb angeordneten herkömmlichen Getriebes (nicht gezeigt), das an die entsprechenden Wellen 16,18 angeschlossen ist.
Die eine Schraube 10, die sogenannte innere Schraube, weist vier kreisbogenförmige Vorspringende Flügel 20 auf, die mit sechs entsprechenden kreisbogenförmigen Ausnehmungen 22 an der anderen
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Schraube 12, der sogenannten äußeren Schraube, mit ausreichend lichtem Abstand so in Eingriff stehen, daß bei der Arbeitstemperatur des GEbläses eine Laufpassung vorliegt. Um die Abdichtung zwischen den Schrauben zu verbessern, werden dieselben oftmals mit einer durchgehenden vorspringenden Rippe 23 oder Ausnehmung versehen, die sich längs der Scheitel der Flügel 20 oder Vorsprünge 24 erstrecken, die die Ausnehmungen 22 trennen. Da die Arbeitsweise derartiger Gebläse allgemein bekannt ist, erübrigt es sich hier eine weitere Erläuterng derselben zu geben. Eine ins einzelne gehende Beschreibung eines deratrigen Gebläses findet sich auf den Seiten 365 und 366 der Veröffentlichng "Engineering" 19. März 1965, veröffentlicht von der Engineering Limited, Bedford Street, London W.C. 2.
Die Erfindung betrifft nun insbesondere das eigentliche Verfahren des Aufbaues der zwei Schraubenelemente, der bisher für das Erzielen sehr enger Toleranzen eine langwierige und verwickelte Bearbeitung erforderter.Erfindungsgemäß wird das innere Teil 12 vermittels Gießen eines Kunststoffes auf einen zylinderförmigen Metallkern 26 in einer geeignet geformten Form unter Ausbilden eines äußeren Teils oder Umkleidung 28 hergestellt, deren Oberfläche genau mit dem gewünschten Profil übereinstimmt, so daß nur eine geringfügige oder keine weitere Bearbeitung erforderlich ist.
In ähnlicher Weise wird das äußere Teil oder Umkleidung 30 des inneren Teils 10 auf einen Metallkern 32 gegossen, der mit einer derartigen Form versehen ist, daß sich eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit und der Wärmeleitfähigkeit ergibt.
Die gewählte Form des Kerns hängt sehr von dem vorgesehenen Anwendungsgebiet der Schraube ab, z.B. ob es sich um ein Gebläse oder eine Flüssigkeitspumpe handelt, sowie der Art des in Anwendung kommenden Kunststoffes.
Für ein zufriedenstellendes Arbeiten ist die Auswahl des Kunststoffes außerordentlich wichtig. Als geeignete Kunststoffe gelten Polyamide, Epoxy- oder Phenolkunststoffe mit Metallfüllmitel und Polyvinylchlorid. Geeignete Füllmittel für den Kunststoff sind Gußeisenpulver, Bronzepulver, Graphitkohlenstofffasern, Schiefer und Stein. Der Anteil des Füllmittels ist wich-
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tig, daß ein größerer Anteil an Füllmittel die Lebensdauer verringern kann. Es ist bevorzugt, einen Anteil des Füllmittels in der Schraube von 90% oder mehr anauwenden.
Derartiges Material ist zum Herstellen der Schrauben von Schraubenpumpen mit äußerem Zeitausschalter geeignet, so daß die Schrauben sich während des normalen Laufens nicht berühren. Es ist jedoch in Betracht gezogen, daß auch andere Kunststoffe entwickelt werdenkönnen, die für sich berührende Schrauben und somit Oberflächenabrieb geeignet sind.
es ist bevorzugt, daß es sich bei dem Gießen um ein Vakuumgießen handelt, um so das Gußstück frei von Lunkern zu halten.
Das Material des Kernsbesteht vorzugsweise aus Metall bedingt durch die dimensionale Instabilität und nicht ausreichende Starrheit der derzeitig zur Verfügung stehenden Kunststoffe, jedoch ist in Betracht gezogen, daß möglicherweise mit Kohlenstofffasern oder anderen Fasern hoher Zerreißfestigkeit verstärkte Kunststoffe entwickelt werden, wodurch sich eine vollständig aus Kunststoff gefertigte Schraube ergibt, die immer noch einen Verbundaufbau aufweist.
Der Kern kann entweder zylinderförmig sein, wie dies der Fall bei dem Kern 26 ist, oder es kann sich um ein schraubenförmig ausgebildetes Gußstück oder gescmiedetes Stück handeln, wie dies der Fall bezüglich des Kerns 32 ist, oder es kann jede andere geeignete Form, wie eine geradlinige oder verdrillte polygonale Form sein.
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Claims (8)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Vorrichtung, wie z.B. ein Gebläse oder Flüssigkeitspumpe, dadurch g e k e η η ζ ei c h ne t , daß ein Kern genau in einer Form ausgerichtet wird, die genau so geformt ist, daß dieselbe dem gewünschten Profil des Rotors entspricht, sodann ein geeignetes härtbares Material in den Raum zwischen dem Kern und der Form gegossen, der Kern und die daran befestigte Umkleidung des härtbaren Materials einstückig von der Form getrennt wird, sobald das Material erhärtet ist.
2. Rotor, hergestellt nach dem Verfahren des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Umkleidung (28,30) über einem Kern (26,32) eines hierzu unterschiedlichen Materials ausgeformt ist.
3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (26,32) aus Metall besteht.
4. Rotor nach Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (32) eine grobe Form entsprechend der abschließend vorliegenden Form, jedoch kleiner als dieselbe, aufweist.
5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (32) eine schraubenförmige Konfiguration aufweist.
6. Rotor nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkleidung (28,30) aus Kunststoff besteht.
7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mit einem pulverförmigen Füllmittel ve/nischt/"vorliegt.
Ii I
8. Rotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzei<|hfiet, Jlaß das Füllmittel ein Metallpulver ist. D
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