ROTOR FOR A POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINE

Abstract: 1. A rotor for a displacement machine for compressible media, having a disc part, which is driven by a drive device to perform an eccentric movement, and on which are mounted spirally extending, strip-shaped displacement members, which project perpendicularly from the plane of the disc part, characterised in that sheet metal strips (5), which are pre-rolled in a spiral manner, are provided and are retained in spiral-shaped slits (4) of the disc part (2) passing therethrough, in such a way that they project from both end faces of the disc part to form the strip-shaped displacement members.

Description: Läufer für eine Verdrängermaschine Die Erfindung bezieht sich auf einen Läufer für eine Verdrängermaschine für kompressible Medien gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine Verdrängermaschine für kompressible Medien mit einem solchen Läufer ist beispielsweise aus der DE-OS 33 17 696 bekannt. Solche Verdrängermaschinen können vorzugsweise als Kompressor zur weitgehend pulsationsfreien Förderung eines beispielsweise aus Luft oder einem Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen Arbeitsmittels, insbesondere als Auflademaschine für Brennkraftmaschinen, verwendet werden. Dabei arbeitet der Läufer, der aus einer Scheibe mit vorzugsweise auf beiden Stirnseiten angeordneten leistenartigen, spiralförmigen Verdrängerkörpern besteht, mit einem feststehenden Gehäuse zusammen, in dem den Verdrängerkörpern zugeordnete spiralartig angeordnete Verdrängerkammern vorgesehen sind. Mit dem Begriff "leistenartig" soll dabei zum Ausdruck gebracht werden, dass die Verdrängerkörper eine relativ grosse Länge, eine demgegenüber weniger grosse Tiefe und eine gegenüber der Tiefe wesentlich geringere Stärke aufweisen. Während des Betriebs einer solchen Verdrängermaschine, bei dem der Läufer durch einen exzentrischen Antrieb angetrieben wird, werden zwischen jedem Verdrängerkörper und den beiden, jeweils zugeordneten Umfangswänden der Verdrängerkammer mehrere, etwa sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich von dem Einlass durch die Verdrängerkammer hindurch zum Auslass hin bewegen, wobei auch ihr Volumen ständig verringert und der Druck des eingeschlossenen Arbeitsmittels dementsprechend erhöht werden kann. Bisher wurden nun die Läufer solcher VerdrängermascMiheh RinL;tücKi-g,:Zlei- spielsweise als Druckgussteil, hergestellt, wobei die mit verhältnismässig geringen Toleranzen auszuführende Fertigbearbeitung durch Fräsen erfolgte. Diese Herstellung ist jedoch relativ aufwendig und bringt zudem insofern Nachteile, als nicht immer die günstigsten Werkstoffe verwendet werden können. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, einen Läufer für eine Verdrängermaschine der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der hinsichtlich seiner Fertigung wesentlich einfacher ist und darüberhinaus die Verwendung optimal angepasster Werkstoffe ermöglicht. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Erfindungsgemäss besteht also der Läufer aus wenigstens zwei Teilen, nämlich dem Scheibenteil und mindestens einem, aus einem spiralförmig vorgerollten Blechband bestehenden Verdrängerkörper, der in einem spirelförmigen Schlitz des vorzugsweise als Feinstanzteil ausgebildeten Scheibenteils gehalten ist, wobei diese Halterung durch Anwendung eines Klebers oder einer Verlötung noch verbessert werden kann. Durch den erfindungsgemässen Aufbau des Läufers aus zum Teil einfach herstellbaren Bauteilen wird die Fertigung des Läufers wesentlich vereinfacht, unter anderem auch dadurch, dass eine aufwendige mechanische Nachbearbeitung entfällt. Darüberhinaus können für den Verdrängerkörper und das Scheibenteil unterschiedliche, den jeweiligen Anforderungen optimal anpassbare Werkstoffe verwendet werden. Auch besteht nunmehr in der Wahl der Wanddicke der Verdrängerkörper eine grössere Freiheit und es ist auch möglich, Läufer für unterschiedliche Baugrössen der Verdrängermaschine unter Verwendung einer einzigen Scheibenteilausführung aufzubauen, indem lediglich die axiale Länge der Verdrängerkörper-Blechbänder verändert wird. Schliesslich wird es auch möglich, den Verdrängerkörper in Mehrschichten-Sandwich-Bauweise auszuführen, um so eine besonders hohe Festigkeit zu erzielen. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigen Figur 1 einen schematischen Teillängsschnitt durch einen Läufer einer Verdrängermaschine für kompressible Medien gemäB der Erfindung, Figur 2 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Läufers in Sandwich-Bauweise und Figur 3 den Verdrängerkörper nach Figur 2 in vergrösserter Darstellung. In den Figuren der Zeichnung sind jeweils mit 1 der Läufer insgesamt, mit 2 dessen mit einem Nabenteil 3 versehenes Scheibenteil und mit 5 bzw. 5' die aus spiralförmig gewickelten oder vorgerollten Blechbändern bestehenden Verdrängerkörper bezeichnet, die in an dem Scheibenteil 2 vorgesehenen durchgehenden, spiralförmigen Schlitzen 4 gehalten sind. Diese spiralförmigen Schlitze können beispielsweise über einen etwa 360 oder auch einen mehr oder weniger grossen Winkel umfassenden Bogen des Scheibenteils 2 verlaufen. Es können an dem Scheibenteil auch mehrere solcher Schlitze zur Aufnahme mehrerer Verdrängerkörper vorgesehen sein. Dabei sind die spiralförmig vorgerollten Blechbänder 5 so in den Schlitzen 4 des Scheibenteils 2 gehalten, dass an jeder Seite des Scheibenteils etwa gleichtiefe, gegebenenfalls auch unterschiedlich tiefe Verdrängerkörper gebildet werden, die in hier nicht weiter gezeigte, spiralförmig ausgebildete Verdrängerkammern eines feststehenden Gehäuses eingreifen. Mit "tief" ist hierbei im übrigen die Abmessung senkrecht zur Scheibenebene gemeint. Um die axiale Position der spiralförmigen Blechbänder 5 in dem Scheibenteil 2 zu sichern, kann zusätzlich eine Befestigung durch z.B. eine Verklebung oder Verlötung im Bereich des Schlitzes 4 vorgesehen sein, wobei diese Befestigung nicht über den gesamten Umfang des Schlitzes 4, sondern beispielsweise auch nur punkt- oder bereichsweise vorgesehen werden kann. Das Scheibenteil 2 und die Blechbänder 5 können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, beispielsweise können die die Verdrängerkörper bildenden Blechbänder aus Stahlblech und das Scheibenteil 2 aus einem Leichtmetallwerkstoff gefertigt sein. Bei diesem Aufbau des Läufers 1 aus einzelnen Teilen kann bei entsprechend genauer Herstellung der Einzelteile, beispielsweise des Scheibenteils 2 als Feinstanzteil und des Verdrängerkörpers 5 als vorgerolltes, fertig zugeschnittenes Blechteil, auf eine anschliessende aufwendige Fertigbearbeitung, die zudem die Gefahr des Verformens der Verdrängerkörper verursacht, verzichtet werden. Die Verdrängerkörper 5' bestehen bei der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführung aus einem mehrschichtigen Blechkörper, der wiederum spiralförmig vorgerollt und in die spiralförmigen Schlitze 4 des Scheibenteils 2 so eingesetzt wird, dass der Blechkörper nach beiden Stirnseiten des Scheibenteils 2 vorstehende leistenartige Verdrängerelemente bildet. Dabei können diese Blechkörper in den Schlitzen 4 des Scheibenteils 2 auch wieder durch Kleben, Löten oder auf sonstige Art festgelegt werden, wobei eine absolute Dichtheit zwischen den beiden Stirnseiten des Scheibenteils 2 nicht erforderlich ist, da beim Betrieb einer solchen Verdrängermaschine an jedem Punkt der Läuferscheibe auf beiden Seiten etwa gleiche Druckverhältnisse herrschen. Der Blechkörper 5' ist dabei als Mehrschichtenkörper ausgebildet und weist zwei äussere Lagen von durchgehenden Deckblechen 9 und 10 sowie eine mittlere, beispielsweise aus einer Leichtbau-Wabenstruktur gebildete Zwischenschicht 11 auf. Am äusseren Längsrand der Blechkörper 5' ist zwischen den beiden Deckblechen 9 und 10 ein von der Zwischenschicht 11 freibleibender Raum 6 vorgesehen, in dem eine mit 7 bezeichnete Dichtleiste sowie gegebenenfalls ein mit 8 angegebenes, federnd elastisches Element zur axialen Belastung der Dichtleiste 7 angeordnet sind. Der nähere Aufbau des Blechkörpers 5' geht beispielsweise aus der Figur 3 deutlicher hervor. Daraus ist erkennbar, dass die zwischen den beiden äusseren Deckblechen 9 und 10 vorgesehene mittlere Zwischenschicht 11 vorzugsweise aus einer Wabenstruktur besteht, die beispielsweise aus zwei mit dachförmig angeschrägten Sicken versehenen Blechen gebildet ist und zwar so, dass jeweils mittlere, geschlossene Wabenstrukturen entstehen. Die Einzelbleche lla und lib können untereinander durch Löten oder Kleben verbunden sein; es ist jedoch auch möglich, anstelle einer Blechkonstruktion eine Sinterkonstruktion, zum Beispiel aus Kunststoffmaterial oder dgl., vorzusehen. In jedem Fall bietet dieser mehrschichtige Aufbau des Verdrängerkörpers den Vorteil, auf kleinem Bauraum und mit geringem Materialgewicht eine relativ hohe Festigkeit zu erzielen. Die hohe Festigkeit der Verdrängerkörper ist deshalb erwünscht, um mit möglichst hohen Antriebsdrehzahlen für die erdrängermaschine arbeiten zu können und so deren Durchsatz bei geringem Bauraum zu erhöhen.

Claims: ANSPRÜCHE 1. Läufer für eine Verdrängermaschine für kompressible Medien mit einem von einer Antriebseinrichtung zur Ausführung einer Exzenterbewegung angetrie benen Scheibenteil, an dem spiralförmig verlaufende, vorzugsweise beider seits senkrecht von der Ebene des Scheibenteils abstehende, leistenartige Verdrängerkörper angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die leisten artigen Verdrängerkörper aus spiralförmig vorgerollten Blechbändern (5) bestehen, die in durchgehenden spiralförmigen Schlitzen (4) des Scheiben teils (2) gehalten sind. 2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenteil (2) als Feinstanzteil ausgebildet ist. 3. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbänder (5) in den spiralförmigen Schlitzen (4) des Scheibenteils (2) durch ein zu mindest bereichsweise angebrachtes Haltemittel befestigt sind. 4. Läufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel aus einem Kleber besteht. 5. Läufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel aus einer Verlötung besteht. 6. Läufer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbänder (5) senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene in Mehrschichten Sandwich-Bauweise aufgebaut sind. 7. Läufer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbänder (5) aus zwei äusseren glatt durchgehenden Deckblechen (9, 10) und einer mittleren, aus einer Leichtbau-Wabenstruktur gebildeten Zwischenschicht (11) bestehen. 8. Läufer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Deck bleche (9, 10) aus einem Titanblech bestehen. 9 .Läufer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am äusseren Längsrand der Blechbänder (5) zwischen den beiden Deckblechen (9, 10) ein von der Zwischenschicht freibleibender Raum (6) zur Aufnahme einer Dichtleiste (7) sowie gegebenenfalls eines federnd nachgiebigen Elementes (8) vorgesehen ist.

Inventors: EMMENTHAL, KLAUS-DIETER, DR.-ING., HOFBAUER, PETER, PROF. DR.-ING., MULLER, CLAUS, SCHAFER, OTTO, ING. GRAD., Müller, Claus, Schäfer, Otto, Ing. grad.
Applicants: VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: F01C1
IPC codes: F01C21, F01C1