DE4231001C2 - Spiralrotationskolbenmaschine und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Spiralrotationskolbenmaschine und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
In den letzten Jahren ist das Bedürfnis nach einem Her
stellungsverfahren für Spiralrotationskolbenmaschinen mit er
höhter Bearbeitungsgenauigkeit und verringerter Bearbeitungs
zeit gewachsen.
Fig. 6 zeigt einen Spiralkompressor als eine Art der
Spiralrotationskolbenmaschine. Um die erforderliche Festigkeit
zu erhalten, ist ein Spiralelement 11 des Spiralkompressors im
allgemeinen aus Gußeisen oder -stahl. Um die erforderliche
Präzision sicherzustellen, erfolgt die Herstellung im we
sentlichen durch Fräsen (spanabhebende Bearbeitung) mit einer
Stirnfräse. Häufig werden Spiralelemente unter Verwendung von
Sphäroidal-Graphitguß und durch Fräsen mit einer zur ab
schließenden Bearbeitung verwendeten Stirnfräse hergestellt.
Ein Spiralelement hat eine komplizierte Form, wie sie
in Fig. 3 dargestellt ist. Es muß mit hoher Präzision her
gestellt werden. Es dauert daher gewöhnlich sehr lange, um es
zu bearbeiten, beispielsweise mit einer Stirnfräse zu fräsen.
Zur Reduzierung der Herstellungskosten einer Spiralrotationskolbenmaschine
ist es daher nötig, Spiralelemenete preisgünstig
herzustellen.
Zur Verkürzung der Herstellungszeit eines Spiralelements
ist es erforderlich, den Spanabhub bei der Bearbeitung etwa mit
einer Stirnfräse zu steigern. Der Spanabhub kann durch Steigern
der Spanabhubmenge pro Umdrehung des Werkzeugs und/oder durch
Erhöhen der Drehzahl des Werkzeugs gesteigert werden.
Da die Erhöhung der Spanabhubmenge pro Umdrehung eines
Werkzeugs, wie etwa einer Stirnfräse im allgemeinen mit einer
Verminderung der Bearbeitungsgenauigkeit einhergeht, kann die
Spanabhubmenge bei der Herstellung von Spiralelementen nicht we
sentlich gesteigert werden. Spiralelemente erfordern nämlich
eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit. Bei der Herstellung von Spi
ralelementen muß daher die Drehzahl eines spanabhebenden Werk
zeugs, wie etwa einer Stirnfräse erhöht werden, um die für die
Herstellung eines Spiralelementes erforderliche Zeit und die
dafür erforderliche Anzahl der Bearbeitungsschritte zu ver
ringern. Wenn jedoch ein spanabhebendes Werkzeug mit erhöhter
Drehzahl betrieben wird, verringert sich die Standzeit des
Werkzeugs. Die spanabhebenden Werkzeuge müssen daher während
der Herstellung von Spiralelementen gewechselt werden, wodurch
sich die Bearbeitungszeit verlängert und die Zahl der Bearbei
tungsschritte steigt. Es ergibt sich eine geringe Produk
tivität. In der Praxis wird ein geeigneter Kompromiß zwischen
der Bearbeitungsgenauigkeit und der für die Herstellung eines
Spiralelementes erforderlichen Zeit zur Verringerung der Her
stellungskosten des Spiralelementes angestrebt.
Wird Guß zur Herstellung von Spiralelementen verwendet,
sind die für die abschließende Bearbeitung eines Spiralelementes
erforderliche Zeit und die dafür erforderlichen Bearbeitungs
schritte maßgebend, weshalb die Produktivität gering ist. Im
allgemeinen ist ein wohlausgeglichenes Verhältnis bei der
Bearbeitung im Hinblick auf die Bearbeitungsgenauigkeit, die
Bearbeitungsdauer und die Spanabhubmenge wichtig, um die Her
stellungskosten eines Spiralelementes zu senken.
Die Erfindung geht von der Lehre der DE 38 31 337 A1
aus, in der das Herstellen von aus einer Grundplatte und einer
Spiralwand gebildeten Spiralelementen für Spiralrotationskolbenmaschinen
durch Gießen und nachfolgendes Fräsen erwähnt
wird. Ein Nachteil besteht dabei im Auftreten von Welligkeiten
der gefrästen Oberflächen. Solche Spiralelemente müssen mit
einer hohen Bearbeitungspräzision hergestellt werden, jedoch
steht das Auftreten von Welligkeiten dieser Präzision entgegen.
Aus der Druckschrift "Die Fähigkeit zur eutektischen
Graphitisierung als wichtige Eigenschaft der Gußeisenschmelze"
von Marincek, B., in Gießerei 1984, Nr. 7, Seite 269 bis 273,
ist eutektischer Graphitguß als Gußmaterial bekannt.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine Spiralrotationskolbenmaschine
mit einem Spiralelement und ein Verfahren
zu ihrer Herstellung zu schaffen, bei der bzw. dem sowohl eine
hohe Bearbeitungsgenauigkeit als auch eine Verkürzung der
Herstellungsschritte zur Verringerung der Kosten bei der
Herstellung erreicht wird.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine Spiralrotationsmaschine
nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zum Herstellen
einer Spiralrotationskolbenmaschine nach Anspruch 5 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Maßnahmen nach Anspruch 1 bzw. nach Anspruch 5 machen es möglich, eine unten näher
erläuterte Spiralrotationskolbenmaschine zu erhalten.
Fig. 1 zeigt in einem Vertikalschnitt die Struktur eines
Spiralelementes 1 aus eutektischem Graphitguß mit einer Grund
platte 1 und einer sich von der Grundplatte
1 erhebenden Spiralwand 2.
Im allgemeinen ist Graphitguß wegen feiner gleichmäßiger
Verteilung der Graphitpartikel gut fräsbar. Wegen seiner guten
Fräsbarkeit wird eutektischer Graphitguß weit verbreitet zur
Herstellung der meisten Zylinder von Rotationskolbenmaschinen
verwendet. An den Grenzen 4 (dunkle oder schwarze
Abschnitte) der eutektischen Zelle lagert sich sehr hartes
Perlit ab. Beim Fräsen hauptsächlich mit einer Stirnfräse
treten daher wegen eines Härteunterschiedes zwischen dem Perlit
und anderen Abschnitten 3 Welligkeiten auf, die keine große
Bearbeitungsgenauigkeit erlauben. Gemäß der Erfindung wird eu
tektischer Graphitguß verwendet, bei dem die durchschnittliche
Größe der größten eutektischen Zelle nicht mehr als 1/4 der
Höhe des Ansatzes des Spiralelementes beträgt. Die durch die
strukturellen Härteunterschiede in der Richtung der Höhe des
Ansatzes hervorgerufenen Welligkeiten werden dadurch ge
glättet, wodurch ein Spiralelement mit hoher Fräsgenauigkeit
erhalten werden kann.
Da eutektischer Graphitguß gut mit einer Stirnfräse o. dgl.
fräsbar ist, kann die Drehzahl des Fräswerkzeugs einer
Stirnfräse nach der Erfindung erhöht werden. Die für den
Verfahrensschritt des Fräsens erforderliche Zeit wird dadurch
verkürzt, und zwar ohne wesentliche Verringerung der Standzeit
des Fräswerkzeugs.
Ein Spiralelement muß hohe Festigkeit haben, weil die
Spiralwand beim Einsatz in einer Spiral
rotationskolbenmaschine hohen Drücken ausgesetzt ist. Daher
lagert sich nach der Erfindung Perlit 4 (nur) in einem solchen
Maße ab, daß die für die Fräsbearbeitung mit einer Stirnfräse
erforderliche Fräsbarkeit nicht beeinträchtigt wird, daß aber
die Festigkeit der Spiralwand erhöht wird. Genauer gesagt wird
die Perlitmenge auf einen Wert in dem Bereich von 7 bis 30%
eingestellt, um eine Struktur eutektischen Graphitgusses mit
ausreichender Festigkeit und guter Fräsbarkeit bei der Bear
beitung mit einer Stirnfräse o. dgl. zu erhalten.
Bei einer Spiralrotationskolbenmaschine, wie etwa einem
Kompressor nach Fig. 6, liegt die Höhe der Spiralwand des
Spiralelementes im allgemeinen in einem Bereich von 10 bis 30 mm.
Bei solch einem Spiralelement sind besondere Bedingungen zu
erfüllen, um eine Struktur des eutektischen Graphitgusses zu
erhalten, bei der die durchschnittliche Größe der größten
eutektischen Zelle 1/4 der Höhe der Spiralwand oder weniger be
trägt.
Eine dieser besonderen Bedingungen ist, daß die Anteile
von Kohlenstoff und Silizium in dem eutektischen Graphitguß
möglichst nahe dem eutektischen Bereich sein sollen. Geeignete
Anteile von Kohlenstoff und Silizium sind 2,0 bis 4,5% bzw. 1,0
bis 4%. Vorzugsweise werden 0,05 bis 1,3% Ti beigegeben, um das
Wachstum der eutektischen Struktur zu fördern. Die Abmessungen
der eutektischen Zellen werden wesentlich durch die Abkühl
geschwindigkeit nach dem Gießen bestimmt. Daher ist ferner
erfindungsgemäß vorgesehen, eine Metallgußform zur Herstellung
eines Spiralelementes so schnell abzukühlen, daß die besondere
Struktur eutektischen Graphitgusses erhalten wird.
Wird eine Metallgußform verwendet, kann eine einfache
Gestalt, wie in Fig. 2 gezeigt, leicht erhalten werden. Eine
komplizierte Gestalt nach Fig. 3 kann jedoch nicht leicht
verwirklicht werden, weil eine Metallform zur thermischen De
formierung neigt, so daß der Guß leicht innen an der Metall
gußform anhaftet. Um dieses Problem zu lösen, wird er
findungsgemäß bevorzugt zur Herstellung eines Spiralelementes
eine wassergekühlte Metallform aus einer Kupferlegierung
verwendet, die annähernde die endgültige Gestalt des Spi
ralelementes hat. Wird eine Gußform mit annähernd der endgültigen
Gestalt des Spiralelementes verwendet, muß weniger Volumen des
Spiralelementwerkstoffs durch Fräsen entfernt werden, wodurch
die Anzahl der Bearbeitungsschritte gesenkt ist. Da die Gra
phitpartikel in der Struktur eutektischen Graphitgusses mit
kleinen Abständen zwischen den Graphitkörnern gleichmäßig ver
teilt sind, kann überdies die beim Fräsen mit einer Stirnfräse
o. dgl. erforderliche Fräsbarkeit des Graphitgusses verbessert
werden. Mithin kann ein Spiralelement schneller und mit hö
herer Genauigkeit hergestellt werden.
Nach einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren zum Her
stellen eines Spiralelementes wird der Spiralelementwerkstoff
aus eutektischem Graphitguß, wie vorstehend erläutert, unter
Verwendung einer Graphitgußform in eine der endgültigen Gestalt
des Spiralelementes angenäherte Gestalt gegossen.
Nach noch einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren zum
Herstellen eines Spiralelementes wird der Spiralelementwerkstoff
aus eutektischem Graphitguß, wie vorstehend beschrieben, unter
Vorgeben der chemischen Zusammensetzung und unter Verwendung
einer Sandgußform vergossen.
Zur Herstellung einer Form mit der endgültigen Gestalt
des Spiralelementes mehr angenäherter Gestalt kann ein Masken
formverfahren angewendet werden.
Ferner wird nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ver
fahren der Spiralelementwerkstoff aus eutektischem Graphitguß,
wie vorstehend erläutert, unter Verwendung einer Gußform mit
einer der endgültigen Gestalt des Spiralelementes angenäherten
Gestalt vergossen, wobei die Form durch ein Wachsausschmelz
verfahren hergestellt wird.
Durch Verwendung einer Gußform mit einer der endgültigen
Gestalt des Spiralelementes angenäherten Gestalt kann das von dem
dem Spiralelement entsprechenden Gußteil zu entfernende Volumen
verringert werden, wodurch die Anzahl der Verarbeitungsschritte
sinkt. Ferner sind die Graphitpartikel gleichmäßig in der
Struktur des eutektischen Graphitgusses mit kleinen Abständen
zwischen den Graphitpartikeln verteilt, wodurch dessen zum Frä
sen mit einer Stirnfräse o. dgl. erforderliche Fräsbarkeit ver
bessert werden kann. Dadurch kann ein Spiralelement schneller
und mit höherer Genauigkeit hergestellt werden.
Nachstehend ist die Erfindung anhand bevorzugter Aus
führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeich
nung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des Ansatzes eines
Spiralelementes nach einer Ausführungsform der Er
findung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Gußrohlings, aus
dem ein Spiralelement gemacht wird,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Spiralelementes
nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines unter Ver
wendung einer Gußform aus einer Kupferlegierung
oder Graphit hergestellten Spiralelementes,
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines unter Ver
wendung einer Sandgußform hergestellten Spiral
elementes, wobei die eutektische Struktur des Spi
ralelementes durch Vorgeben der chemischen Zusam
mensetzung erhalten worden ist, und
Fig. 6 eine Schnittansicht einer Spiralrotationskolbenmaschine.
Zunächst wird der Aufbau und die Betriebsweise des
Spiralkompressors nach Fig. 6 erläutert. Gemäß Fig. 6 um
schließt ein hermetisches Gehäuse 12 ein feststehendes Spiral
element 11a, ein kreisendes Spiralelement 11b, eine Kurbelwelle
13, einen Rotor 15 einer elektrischen Antriebseinheit sowie
einen Stator 16. Das feststehende und das kreisende Spiral
element 11a und 11b weisen jeweils eine Grundplatte 1a
bzw. 1b und eine Spiralwand 2a bzw. 2b auf.
Der so aufgebaute Spiralkompressor arbeitet als Kältemitelkompressor folgender
maßen. Die Kurbelwelle 13 wird durch Drehung des Rotors 15
gedreht. Das Drehen der Kurbelwelle 13 bewirkt ein Kreisen des
kreisenden Spiralelementes 11b. Würde die Drehung der Kurbelwelle
13 direkt auf das Spiralelement 11b übertragen, würde das Spi
ralelement 11b sich drehen, ohne zu kreisen. In dem Kompressor
ist jedoch eine Einrichtung zum Unterbinden des Drehens (An
schlag) 14 vorgesehen, wodurch die Drehung der Kurbelwelle 13
in eine kreisende Bewegung des Spiralelementes 11b umgesetzt
wird. Durch diese kreisende Bewegung des Spiralelementes 11b wird
ein Kältemittel komprimiert. Genauer gesagt wird durch die
kreisende Bewegung des Spiralelementes 11b das Volumen von zwi
schen der Spiralwand 2b des kreisenden Spiralelementes 11b und
der Spiralwand 2a des feststehenden Spiralelementes 11a aus
gebildeten Kompressionsräumen 17 allmählich in Richtung auf den
Mittelbereich der Spiralelemente 11a und 11b vermindert, wo
durch das Kältemittel in den Kompressionsräumen 17 komprimiert
wird.
Nachstehend werden die Spiralelemente als wesentliche
Elemente der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht der Struk
tur eines Spiralelementes nach einer Ausführung der Erfindung.
Das Spiralelement ist aus eutektischem Graphitguß und weist
eine Grundplatte 1 sowie eine darauf sich erhebende Spiralwand 2
auf. Die durchschnittliche Größe der größten eutektischen Zelle
beträgt nicht mehr als 1/4 der Höhe (H) der Spiralwand 2.
Fig. 2 zeigt einen Gußrohling für ein Spiralelement,
der noch nicht durch maschinelle Bearbeitung in die Gestalt des
Spiralelementes gebracht worden ist. Der Rohling, der zu einem
Spiralelement weiterzuverarbeiten ist, ist unter Verwendung
einer Metallgußform oder einer Sandgußform hergestellt worden.
Fig. 3 zeigt eine nach einer anderen Ausführungsform ge
gossenes Spiralelement 1. Der Spiralelementrohling 1 nach
dieser Ausführungsform ist unter Verwendung einer Gußform aus
einer Kupferlegierung oder Graphit aus eutektischem Graphitguß
hergestellt und hat eine der endgültigen Gestalt des Spi
ralelementes angenäherte Gestalt. Daher hat das Spiralelement als
Rohling gemäß Fig. 3 eine der endgültigen Gestalt des
Spiralelementes angenäherte Gestalt. Das Spiralelement mit als
Rohling einer der endgültigen Gestalt des Spiralelement
produktes angenäherten Gestalt kann auch aus eutektischem Gra
phitguß unter Vorgabe der chemischen Zusammensetzung und/oder
unter Anwendung eines Formmaskenverfahrens oder eines Wachs
ausschmelzverfahrens erhalten werden, bei dem die Gußform eine
der endgültigen Gestalt des Spiralelementes angenäherte Gestalt
hat.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht der
Spiralwand 2 eines wie vorstehend beschrieben unter Verwendung
einer Gußform aus einer Kupferlegierung oder Graphit her
gestellten Spiralelementes 11. Da in diesem Fall das Spiral
element unmittelbar nach dem Gießen sehr schnell abgekühlt wor
den ist, hat es eine feine eutektische Zellenstruktur. Fig. 5
zeigt eine Schnittansicht der Spiralwand eines Spiralelementes 11
aus eutektischem Graphitguß, die unter Vorgeben der chemischen
Zusammensetzung und unter Anwendung eines Maskenformverfahrens
oder eines Wachsausschmelzverfahrens mit einer Sandform erhal
ten worden ist, wobei die resultierende eutektische Zellen
struktur relativ große Abmessungen hat.
Da erfindungsgemäß eutektischer Graphitguß als Spiral
werkstoff verwendet wird, kann die erforderliche Bear
beitungszeit beim Fräsen des Spiralelementwerkstoffs bei
spielsweise mit einer Stirnfräse ohne wesentliche Verkürzung
der Standzeit des Fräswerkzeugs, wie etwa desjenigen einer
Stirnfräse, verringert werden, so daß die Herstellungskosten
eines Spiralelementes einer Spiralrotationskolbenmaschine wesent
lich gesenkt werden können. Da ferner die durchschnittliche
Größe der größten eutektischen Zelle so gesteuert wird, daß sie
nicht mehr als 1/4 der Höhe der Spiralwand des Spiralelementes
beträgt, sind wegen Härteunterschieden möglicherweise auf
tretende Welligkeiten auf der Struktur minimiert. Dadurch ist
eine Bearbeitung mit höherer Präzision möglich.
Erfindungsgemäß kann durch Verwenden einer Metallgußform
aus einer Kupferlegierung oder Graphit o. dgl. und durch An
wenden eines Formmaskenverfahrens oder eines Wachsausschmelz
verfahrens ferner ein Spiralelement mit als Gußrohling kompli
zierter Gestalt gegossen werden. Daher ist das von dem Guß
rohling des Spiralelementes zur Fertigstellung des Spiralelementes
in dem Verfahren abzufräsende Volumen verringert. Somit kann
die Anzahl der Verfahrensschritte verringert werden, was die
Herstellungskosten eines Spiralelementes für eine Spiralrotations
kolbenmaschine senkt.
Claims (13)
1. Spiralrotationskolbenmaschine mit einem eine
Grundplatte (1) und eine sich von der Grundplatte
(1) erhebende Spiralwand (2) aufweisenden Spi
ralelement (11) aus einem Gußmaterial, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gußmaterial eutektischer Graphitguß ist und die durchschnittliche
Größe der größten eutektischen Zelle des eutektischen
Graphitgusses nicht mehr als 1/4 der Höhe (H) der
Spiralwand (2) beträgt.
2. Spiralrotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, bei
dem der eutektische Graphitguß - auf das Gewicht bezogen - 2,0
bis 4,5% C und 1,0 bis 4,0% Si, Eisen und unvermeidliche
Verunreinigungen enthält.
3. Spiralrotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder
2, bei dem der eutektische Graphitguß - auf das Gewicht bezogen
- 0,05 bis 1,3% Ti, Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen
enthält.
4. Spiralrotationskolbenmaschine nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Volumen von in der
Matrix des Graphitgusses verteiltem Perlit 7 bis 30% beträgt.
5. Verfahren zum Herstellen einer Spiralrotations
kolbenmaschine mit einem eine Grundplatte (1) und
eine sich von der Grundplatte (1) sich erhebende
Spiralwand (2) aufweisenden Spiralscheibe (11) mit dem
Schritt des Gießens eines Rohlings unter Verwendung einer
Gußform und des anschließenden spanenden Nachbearbeitens des
Rohlings zum Herstellen des Spiralelements, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gußform nach dem Gießen mit einer
derartigen Geschwindigkeit abgekühlt wird, daß sich eine
eutektische Graphitgußstruktur mit einer durchschnittlichen
Größe der größten eutektischen Zelle von nicht mehr als 1/4
der Höhe (H) der Spiralwand (2) ausbildet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Gußform wassergekühlt
ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Gußform
eine der endgültigen Gestalt des Spiralelements (11) angenäherte
Gestalt hat.
8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei dem die
Gußform eine Metallgußform ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Metallgußform
aus einer Kupferlegierung besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei dem die
Gußform eine Graphitgußform ist.
11. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei dem die
Gußform eine Sandform ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Sandform
nach einem Formmaskenverfahren hergestellt ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Sandform
nach einem Wachsausschmelzverfahren hergestellt ist.
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DE4231001A1 DE4231001A1 (de) | 1993-03-25 |
DE4231001C2 true DE4231001C2 (de) | 1995-04-13 |
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US5711659A (en) * | 1995-07-10 | 1998-01-27 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Method of manufacturing a movable scroll element and a scroll element produced by the same method |
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