DE3448025C3

DE3448025C3 - Process for the manufacture of rotors for screw compressors

Info

Publication number: DE3448025C3
Application number: DE3448025A
Authority: DE
Inventors: Guenter Kirsten
Original assignee: GTS GES fur TURBO und SCHRAUB
Current assignee: GTS GES fur TURBO und SCHRAUB
Priority date: 1984-06-30
Filing date: 1984-06-30
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2004-07-01
Also published as: DE3424148C2; DE3448025A1; DE3424148A1; DE3448025C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method in the preamble of claim 1 specified type and a device to carry out the procedure.

Schraubenverdichter zum Verdichten von Gasen haben zwei mit unterschiedlichen schraubenförmigen Profilen ver sehene Rotoren, von denen der eine einen Hauptläufer und der andere einen Nebenläufer bildet. Diese Rotore werden aufgrund ihres komplizierten Profils in der Re gel im Abwälzfräsverfahren mit Profilfräsern herge stellt. Dieses Verfahren erfordert hohe Investitionen an Maschinen und Fräswerkzeugen. Da sich die Fräswerk zeuge abnutzen, ist wegen der geforderten hohen Maß haltigkeit der Rotore ein ständiges Nacharbeiten der Fräswerkzeuge erforderlich. Ein weiterer Nachteil des bekannten Herstellungsverfahrens besteht darin, daß die Formen der Schraubenprofile beschränkt sind. So lassen sich beispielsweise Schraubenprofile mit bestimmten Hinterschneidungen nicht im Fräsverfahren herstellen.Screw compressors for compressing gases have two with different helical profiles seen rotors, one of which is a main rotor and the other is a runner. These rotors due to their complicated profile in the Re gel in the hobbing process with profile cutters poses. This process requires high investments on machines and milling tools. Since the milling machine Wear and tear is due to the high degree required durability of the rotors a constant reworking of the Milling tools required. Another disadvantage of known manufacturing process is that the Shapes of the screw profiles are limited. Let it be for example, screw profiles with certain Do not create undercuts in the milling process.

Ein Verfahren, von dem der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist bekannt aus DE-OS 24 09 554. Bei diesem Verfahren wird die Rotorwelle in eine entsprechend der Rotorkontur ausgebildete Form eingesetzt und anschließend erfolgt das Aufspritzen des Kunststoffs auf die in der Form befindliche Rotorwelle. Der Kunststoff wird unter Druck und Hitze in die Form eingepreßt. Anschließend wird der fertiggespritzte Kunststoffrotor aus der Form herausgeschraubt. Ein derartiges Spritzverfahren erfordert einen hohen Injektionsdruck und hohe Energie, wodurch der spezifische Leistungsbedarf groß ist. Die Injektion des Kunststoffs erfolgt bei Spritzverfahren in Schüssen, wobei vorreagierter Kunststoff innerhalb kurzer Zeit stoßartig in die Spritzform eingeleitet wird. Dies hat den Nachteil, daß die Kunststoffmasse sich molekular nicht ordnen kann, wobei innere Spannungen auftreten, die beim anschließenden Erhärten einfrieren. Es findet also eine Zwangsformung unter hohem Druck statt, mit der Folge, daß der Rotor innere Spannungen hat, die die Festigkeit herabsetzen. Nachteilig ist ferner, daß beim chemischen und thermischen Schrumpfen des Kunststoffs Verziehungen auftreten, wodurch insbesondere auch die Rotorsteigung in undefinierter Weise verändert wird, weil das Schrumpfmaß in Längsrichtung des Rotors in der Regel von dem Schrumpfmaß in Querrichtung abweicht.A method of which the preamble of the claim 1 starts, is known from DE-OS 24 09 554. With this method, the rotor shaft is turned into a corresponding the shape of the rotor contour used and then the plastic is sprayed on on the rotor shaft in the mold. Of the Plastic is pressed into the mold under pressure and heat. Then the injection molded plastic rotor screwed out of the mold. Such a thing Spraying requires a high injection pressure and high energy, making the specific Power requirement is great. The injection of the plastic takes place in spray processes in shots, with pre-reacted Plastic suddenly in a short time is introduced into the injection mold. This has the disadvantage that the plastic mass is not molecular can arrange, with internal tensions occurring freeze during subsequent hardening. So it takes place forced molding under high pressure, with which Consequence that the rotor has internal tensions which the Reduce strength. Another disadvantage is that the chemical and thermal shrinkage of the plastic Distortions occur, which in particular also Rotor pitch is changed in an undefined way, because the shrinkage in the longitudinal direction of the rotor in the Usually deviates from the shrinkage dimension in the transverse direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine einfachere Herstellung maßhaltiger Rotoren von hoher Festigkeit und mit gleichmäßiger Verteilung der inneren Materialspannungen ermöglicht.The invention has for its object a method of the type mentioned at the beginning, which is a simpler Manufacture of dimensionally stable rotors of high Firmness and with even distribution of inner Material stresses enabled.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved with the invention specified in the characterizing part of claim 1 Characteristics.

In der Formmatrize entsteht eine im Prinzip endlose Kunststoffschraube mit dem Profil des Rotorkörpers. Während der Kunststoff im wesentlichen axial aus dem Extruder herausgedrückt wird, wird dieses Material durch das Schraubenprofil der Formmatrize gedreht, so daß der Kunststoff in der Formmatrize nicht nur axial vorgeschoben, sondern auch drehend angetrieben wird. Die Rotorkörper können von dem entstehenden Strang abgetrennt werden. Zweckmäßigerweise ist der Strang zusätzlich durch Verstärkungsfasern, die in die Form matrize einlaufen, verstärkt.In principle, an endless one is created in the molding die Plastic screw with the profile of the rotor body. While the plastic is essentially axially from the Extruder is pushed out, this material rotated by the screw profile of the form die, so that the plastic in the mold not only axially is pushed, but also driven in rotation. The rotor body can from the resulting strand be separated. The strand is expedient additionally by reinforcing fibers that are in the form shrink matrix, reinforced.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an das Aus trittsende eines Extruders die für den fortlaufenden Austritt des rotierenden Rotorkörpers offene Form matrize angeordnet ist. An dem Extruder kann ein Dorn befestigt sein, der in dem Rotorkörper einen axialen Kanal zum Befestigen der Rotorwelle erzeugt.An apparatus for performing the method is characterized in that following the end kick end of an extruder for the continuous Exit of the rotating rotor body open form matrix is arranged. A mandrel can be attached to the extruder be attached to an axial in the rotor body Channel for attaching the rotor shaft generated.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following with reference to the drawing gene embodiments of the invention explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 das Prinzip des Zusammenwirkens der beiden Rotoren eines Schraubenverdichters, Fig. 1 shows the principle of the interaction of the two rotors of a screw compressor,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Nebenrotors, Fig. 2 is a side view of the slave rotor,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Rotorprofilen im Extrusions verfahren und Fig methods. 3 is a longitudinal section through a device for the production of the rotor profiles in the extrusion and

Fig. 4 eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 3. Fig. 4 shows a modification of the device of FIG. 3.

In Fig. 1 ist das Zusammenwirken der beiden Rotoren eines Schraubenverdichters dargestellt. Der Hauptrotor 10 weist mehrere über seinen Umfang verteilt angeordne te abstehende Zähne 12 auf, die in Längsrichtung des Rotors schraubenförmig verlaufen. Die Zähne 12, die in die schraubenförmigen Zahnlücken 13 des Nebenrotors eintauchen, haben Flanken, deren Kontur sehr genau ein gehalten werden muß, um die gewünschte Verdichtung zu erreichen. In gleicher Weise müssen auch die die Zahn lücken 13 begrenzenden Wände des Nebenrotors 11 mit ganz bestimmten Formen und mit großer Genauigkeit her gestellt werden. Die dargestellten Rotoren 10 und 11 haben relativ einfache Schraubenprofile. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, Schraubenprofile zu verwen den, die Hinterschneidungen haben, d.h. Hohlräume, die durch eine Flanke begrenzt sind, welche einen radialen Zugang zu dem Hohlraum nicht zuläßt.In Fig. 1, the interaction of the two rotors of a screw compressor is shown. The main rotor 10 has a plurality of teeth 12 which are arranged over its circumference and which extend helically in the longitudinal direction of the rotor. The teeth 12 , which dip into the helical tooth gaps 13 of the secondary rotor, have flanks, the contour of which must be kept very precisely in order to achieve the desired compression. In the same way, the tooth gaps 13 delimiting walls of the secondary rotor 11 must be made with very specific shapes and with great accuracy. The rotors 10 and 11 shown have relatively simple screw profiles. In some cases, it is useful to use screw profiles that have undercuts, ie cavities that are delimited by a flank that does not allow radial access to the cavity.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Nebenrotors 11. Hieraus ist die Rotorwelle 14 zu ersehen, die sich durch den Rotorkörper 15 hindurch erstreckt. Der Rotor ist einstückig angefertigt. Fig. 2 shows a side view of the sub rotor 11. From this, the rotor shaft 14 can be seen, which extends through the rotor body 15 . The rotor is made in one piece.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 erfolgt die Herstellung der Rotorkörper mit Hilfe eines Ex truders 52, an dessen Ende eine Formmatrize 53 be festigt ist. Das Extrudat gelangt vom Extruder aus in die Formmatrize 53, die entsprechend einem Negativ des herzustellenden Rotorkörpers profiliert ist. Die Form matrize 53 weist daher mehrere Schraubengänge auf. Das aus dem Extruder austretende Material gelangt in die Formmatrize 53 und wird in dieser durch den Extrusions druck nicht nur vorgeschoben, sondern infolge der schraubenförmigen Wandkontur der Formmatrize auch in Drehung versetzt. Während des schraubenförmigen Hin durchbewegens durch die Formmatrize 53 wird das Extru dat gekühlt, so daß es sich zunehmend verfestigt und schließlich als endlose Schnecke die Formmatrize ver läßt. Dabei entstehen die in Fig. 3 dargestellten Zonen. In der Füllzone wird die Formmatrize 53 hohl raumfrei mit dem Extrudat ausgefüllt. In der nachfol genden Kühlzone erstarrt das Extrudat, während es in der Ausstoßzone seine endgültige Form annimmt. An die Ausstoßzone schließt sich der Abgangsbereich an, der den Auslaß der Formmatrize bildet.In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the rotor body is produced with the aid of an extruder 52 , at the end of which a molding die 53 is fastened. The extrudate passes from the extruder into the die 53 , which is profiled according to a negative of the rotor body to be produced. The form die 53 therefore has a plurality of screw turns. The material emerging from the extruder gets into the die 53 and is not only advanced in this by the extrusion pressure, but also set in rotation due to the helical wall contour of the die. During the helical movement through through the die 53 , the extrusion dat is cooled, so that it increasingly solidifies and finally the die can be ver as an endless screw. This creates the zones shown in FIG. 3. In the filling zone, the molding die 53 is filled with the extrudate in a hollow space. The extrudate solidifies in the subsequent cooling zone, while it takes on its final shape in the discharge zone. The outlet area, which forms the outlet of the molding die, adjoins the discharge zone.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist an der Extruderwelle ein Dorn 54 befestigt, der sich bis weit in die Formmatrize 53 hinein erstreckt und in dem her zustellenden Rotorstrang einen Kanal erzeugt, in den später die Rotorwelle eingesetzt werden kann.In the embodiment of FIG. 4, a mandrel 54 is attached to the extruder shaft, which extends far into the form die 53 and creates a channel in the rotor strand to be produced, into which the rotor shaft can later be inserted.

Mit den Vorrichtungen nach Fig. 3 und 4 werden die Rotorkörper als endlose Schrauben hergestellt, von denen geeignete Stücke abgetrennt werden können. Es ist zu beachten, daß für die Herstellung der Hauptrotore die Drehrichtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung bei der Herstellung von Nebenrotoren ist. . 3 and 4, the rotor body are manufactured as endless screws with the devices according to Fig can be from which suitable pieces separated. It should be noted that the direction of rotation for the manufacture of the main rotors is opposite to the direction of rotation for the manufacture of secondary rotors.

Claims

1. A process for the manufacture of rotors for screw compressors, in which a plastic is introduced into a shaped die formed in accordance with the negative shape of the rotor body, characterized in that the plastic is extruded into the shaped die, rotated by the helical wall contour of the shaped die, and as endless Snail is pushed out of the form die.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that in the connection to the outlet end of an extruder ( 52 ) is arranged for the continuous exit of the rotating rotor body mold die ( 53 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a mandrel ( 54 ) is attached to the screw of the extruder ( 52 ), which generates an axial channel in the rotor body for attaching the rotor shaft.