旋转元件和包括这种旋转元件的压缩机组件

技术领域

本发明涉及一种旋转元件，例如装置的轴或其它旋转部分，所述装置例如为马达或压缩机或任何其它装置。

这种旋转元件旨在用于通过驱动装置(例如电马达或其它致动器)被驱动以用于旋转移动，或者用于形成这种驱动装置的一部分。

通常，这种旋转元件是压缩机转子或压缩机转子轴、马达或马达轴或这些种类的部件或装置的组合。然而，本发明不排除其它类型的旋转元件。

此外，本发明所涉及的旋转元件在内部设置有环形腔体，所述环形腔体将旋转元件的中心部分与外部部分分开。

根据本发明的旋转元件的中心部分通常具有细长形状，与旋转元件的外部部分相比，该细长形状通常也相对较窄。中心部分的长度通常在300mm和400mm之间的范围内，但是具有带有另一长度的中心部分的旋转元件当然不排除在本发明之外。中心部分通常是圆柱形的，并且通常具有大约6mm的直径，但是具有带有其它形状和/或其它直径的中心部分的旋转元件不排除在本发明之外。

旋转元件的外部部分和中心部分可以由单独的部分组成，这些单独的部分彼此刚性地互连以形成组合的旋转元件。另一方面，旋转元件也可以形成为单个整体式实体或零件。

本发明所涉及的这种旋转元件用在通常以高转速驱动旋转元件的装置中，例如压缩机元件或驱动这种压缩机元件的马达。旋转元件旋转的驱动速度的典型范围例如为2500-8640rpm(每分钟转数)之间的范围。这种驱动速度范围例如通常应用于齿式压缩机元件中。

由于旋转元件的中心部分和外部部分刚性地互连或制成为单个整体件，它们以驱动速度同时且同步地一起旋转。

本发明还涉及一种包括根据本发明的旋转元件的压缩机组件，所述压缩机组件包括连接到压缩机元件的马达，其中，马达的马达轴驱动压缩机元件的压缩机转子的至少一个压缩机转子轴，并且其中，马达轴、转子轴或马达轴和转子轴的组合形成相关的旋转元件或其一部分。

马达通常是电马达，但其可以是内燃机，或者其原则上可以是任何其它类型的旋转驱动器或致动器或用于产生旋转移动的装置的组合。

压缩机组件的压缩机元件旨在用于压缩或加压流体，通常是气态流体，例如空气或其它气体，例如氧气、二氧化碳、氮气、氩气、氦气或氢气。然而，本发明不排除压缩机元件用于压缩或加压例如水蒸气等的密度较大的流体。

本发明特别关注压缩机组件，其中压缩机元件是无油或少油的压缩机元件，这意味着在压缩机元件的压缩机转子本身之间没有用于润滑的油被注入。

无油压缩机元件不是其中根本不使用油的压缩机元件，而是它通常包括用于润滑或冷却目的油循环系统。压缩机组件的需要通过油进行润滑或冷却的元件或部件通常包括：齿轮，例如压缩机组件的压缩机元件和马达之间的齿轮传动装置的定时齿轮或齿轮；压缩机出口；压缩机元件轴或压缩机转子轴的支承件；马达轴支承件；等等。

使用无油或少油压缩机元件的原因是，在压缩机元件中待被加压或压缩的流体保持无油或不被油污染。这例如在食品加工应用等中是非常重要的。

不同的技术可以用于压缩或加压压缩机元件中的流体。本发明涉及一种压缩机组件，其中压缩机元件是具有由马达驱动进行旋转移动的压缩机转子的旋转式压缩机元件。

本发明尤其涉及包括使用油作为润滑剂和/或冷却剂的无油双转子压缩机元件的压缩机组件，但本发明并不限于该示例。双转子压缩机元件例如可以是螺杆式压缩机元件或齿式压缩机元件。

然而，本发明不限于包括无油或少油压缩机元件的压缩机组件，并且包括例如喷油压缩机元件的压缩机组件也不排除在本发明之外。

本发明也不限于包括旋转式压缩机元件的压缩机组件，而是可以使用其它类型的压缩机元件。

从另一个观点来看，本发明还涉及压缩机组件，其包括用于泵送油通过压缩机组件的前述油循环回路的油泵，并且涉及关于压缩机组件中的该油泵的可能的改进。这种油泵通常用于将油从储油器或油槽泵送至压缩机组件的部件并泵送回到储油器或油槽。

此外，本发明涉及将马达轴联接到相关压缩机元件的压缩机转子的转子轴的技术。

背景技术

当本发明的旋转元件被驱动以用于旋转移动时，旋转元件受到由驱动装置或由驱动装置作为其一部分的装置产生的振动。在又一种情况下，旋转元件在其旋转期间自身产生这种振动，例如由于旋转元件相对于其旋转中心轴线的一些(可能非常小的)不平衡。

简而言之，在旋转期间在旋转元件中发生的振动可以源自旋转元件的外部以及内部，或者作为旋转元件的外部或内部的影响的组合。这些振动以与旋转元件的旋转速度相关的频率振荡。

在旋转元件的一次旋转期间，这种振动的振幅从最大振幅变化到最小振幅，并且变化回到最大振幅。因此，在例如齿式压缩机的操作振动机制中，在这种旋转元件中出现的典型的脉动频率范围是83Hz和288Hz之间的脉动频率范围。主脉动频率源自旋转速度(频率)乘以每转的压缩循环的数量。对于普通的齿式压缩机，每转有两个压缩循环。对于螺杆式压缩机，通常每转有四个压缩循环。

在本发明所涉及的旋转元件类型中遇到的问题是旋转元件的中心部分的本征频率或固有频率通常落入旋转元件所经受的或者由旋转元件自身产生的脉动频率的范围内。所谓共振的已知现象是，当物体或系统经受以等于或接近该物体或系统的固有频率或本征频率的频率脉动的周期性的力时，至少与当以与该物体或系统的固有频率或本征频率不一致的频率施加相同量的振动力时所经历的振幅相比，发生增大的振动振幅。

这意味着，在加速期间，例如用于将压缩机元件的转子从静止驱动到其额定速度，或者在这种旋转元件的旋转速度的变化期间，在操作速度范围内的某个旋转速度下，旋转元件的中心部分具有至少暂时处于共振状态的风险。

在这种共振状态下，中心部分经常经历危险的大幅度振荡。这种高振动载荷可能会导致中心部分或其它部分的失效。失效模式通常是疲劳失效。这意味着由于弯曲模式的激励而导致的旋转元件的一部分的持续弯曲，因而发生失效。通常，破裂发生在中心部分的最高负载位置处，这通常可以归因于在旋转元件的中心部分与旋转元件的其余部分的接触部处的应力集中。

在根据本发明的旋转元件的某些实施例中，旋转元件的中心部分可以是单独的部分，该单独的部分刚性地连接到旋转元件的其余部分，并且相对于旋转元件的其余部分被预加载或预张紧。显然，在中心部分被预加载或预张紧的这种旋转元件中的应力集中甚至更高，并且尤其是当这种旋转元件进入共振状态时。因此，具有预张紧或预加载的中心部分的旋转元件在进入共振状态时甚至更容易失效。

发明内容

本发明的目的是克服一个或多个上述问题和/或可能的其它问题。

本发明的一个特别的目的是避免当以在所述典型的操作范围内的旋转速度驱动时前述旋转元件进入共振状态，或者确保至少这种共振状态的结果被减小，例如通过减小在这种共振状态中涉及的振幅或发生的应力集中。

本发明的另一个目的是提供一种易于应用在旋转元件上并且成本有效的解决方案。

本发明的又一可能目的是提供一种相对简单、便宜和有效的方式，通过该方式，现有的旋转元件可以被调整以达到上述目的。

本发明的另一个目的是增加相关旋转元件或压缩机组件或应用该旋转元件的其它装置的操作可靠性和功能安全性。

本发明的另一可能的目的是提供一种用于减少共振对相关旋转元件和/或其中集成有该旋转元件的装置的影响或用于避免发生这种共振的解决方案，并且其中所提供的解决方案易于根据相关旋转元件在实践中所经受的操作旋转速度的实际范围来调整。

为此，本发明涉及一种旋转元件，例如如马达或压缩机元件的装置的轴或其它旋转部分，所述旋转元件旨在用于借助于驱动装置被驱动以用于旋转移动或用于形成这种驱动装置的一部分，所述旋转元件在内部设置有至少一个环形腔体，所述环形腔体将旋转元件的中心部分与外部部分分开，并且其中外部部分设置有一个或多个孔或通道，所述一个或多个孔或通道从外部部分的外壁延伸到环形腔体，并且其中固定装置固定地安装在孔或通道中，每个固定装置延伸通过相应的孔或通道，并且该固定装置具有抵靠中心部分的顶端。

根据本发明的这种旋转元件的第一大优点在于，旋转元件包括固定装置，该固定装置通过顶端抵靠中心部分。

因此，固定装置可以被制成使得它们吸收中心部分的振动的能量，并且因此衰减振幅。在这种实施例中，当中心部分进入共振状态时，在中心部分中发生的大振幅的可能的负面或破坏性影响可以通过对振幅进行缓和或衰减来避免。在相关的实施例中，共振可能仍然发生，但是结果不太严重。

在另一实施例中，固定装置被制成使得它们通过其顶端相对于外部部分局部地保持在固定的径向位置来保持中心部分。在这种情况下，固定装置利用其顶端在中心部分上施加夹紧力，使得在相应的轴向位置中，中心部分不能径向偏离其中心位置。

因此，在该特定轴向位置，中心部分不能径向振动，或者中心部分上的这种径向振动的振幅在该特定局部轴向位置被迫为零。因此，中心部分的相关的特定轴向位置可以仅是中心部分中的振动驻波的波节的位置。

这种中心部分的第一或最低本征频率或固有频率通常是对应于在中心部分的轴向末端之间没有中间波节的波的频率。

因此，通过抑制中心部分在中心部分的末端之间的中间的轴向位置中的径向移动，可以将中心部分的共振频率偏移到更高阶的谐波，即，偏移到比中心部分的第一或最低本征频率或固有频率更高的频率。优选地，该高次谐波导致在旋转装置的主激励状态之外的共振频率，该旋转装置是中心部分上的振动源。这样，可以防止中心部分借助于相关的装置进入共振状态。

显然，所提出的两种方法都显著降低了由于与共振相关的现象而发生问题或故障的风险。

根据本发明的旋转元件的另一个优点是外部部分设置有一个或多个孔或通道，所述一个或多个孔或通道从外部部分的外壁延伸到旋转元件的外部部分和中心部分之间的环形腔体，并且其中固定装置固定地安装在孔或通道中。

实际上，提供用于衰减共振状态下的振动或用于将共振频率偏移为更高阶的谐波的固定装置的这种方式是非常实用的，因为固定装置可以从旋转元件的外部进入旋转元件的外部部分中的孔或通道中。这样，非常容易组装和可能地拆卸固定装置，例如用于维护。

外部组件的附加益处是增加了组件的可靠性和所获得的结果。在其它已知的装置或方法中，有时提供阻尼装置，例如必须在内部引入和/或组装的O形环。在这种情况下，存在损坏阻尼装置的相对高的风险，或者可能难以在组装期间实施不同的步骤。

此外，在根据本发明的旋转元件的可能实施例中，固定装置可以从旋转元件的外部进行调节，例如通过使它们更深或更浅地进入旋转元件的外部部分中的相关孔或通道中，即，更靠近或更远离旋转元件的中心部分或用于张紧固定装置。

根据本发明的旋转元件的又一优点在于，旋转元件包括环形腔体，所述环形腔体将旋转元件的中心部分与外部部分分开。首先，这意味着旋转元件以一定方式被实施为中空旋转元件，使得其重量保持相对较低。此外，环形腔体可以用于冷却旋转元件，例如借助于吹过环形腔体的冷却空气或借助于流过环形腔体的冷却液体，例如水。

在根据本发明的旋转元件的优选实施例中，外部部分中的孔或通道是内螺纹孔或通道，并且固定装置是螺栓，所述螺栓被拧入它们各自的螺纹孔或通道中，直到相关螺栓的顶端抵靠中心部分。

根据本发明的旋转元件的这种实施例显然是非常有利的。它可以用非常公知的技术来制造，固定装置即螺栓在螺纹孔或通道中的固定非常简单和实用，并且该解决方案非常节省成本。

此外，螺纹孔或通道可以容易地通过螺纹钻孔工具在旋转元件上的任何期望的轴向位置中形成。例如，当固定装置用于将最低共振频率偏移到较高的谐波时，可以容易地在与具有预期谐波的频率的振动驻波的波节相对应的位置处选择这种轴向位置。通过选择在旋转元件的操作速度范围之外的相关谐波，可以容易地避免共振状态的发生。

此外，有利的是，螺栓形式的固定装置可以从旋转元件的外部操纵。

在根据本发明的旋转元件的其它实施例中，固定装置插入到旋转元件的外部部分中的孔或通道中，并且通过其它方法固定地连接在相关的孔或通道中，例如通过胶合或通过在固定装置和旋转元件之间提供任何种类的粘合材料，例如环氧树脂、硅树脂或聚酯树脂等。

根据本发明的旋转元件的另一个优选方面是固定装置的顶端或固定装置的另一部分由阻尼材料制成，例如粘弹性材料，或者固定装置完全由阻尼材料制成，例如粘弹性材料。

当然，根据本发明的其中固定装置至少部分地由阻尼材料制成的旋转元件的这种实施例是非常有利的，因为它允许衰减在中心部分上发生的振动。当旋转元件的旋转速度使得产生以不处于或甚至接近中心部分的共振频率的频率脉动的振动时，情况也是如此。显然，这有助于在所有操作条件下减小旋转元件的中心部分或其它部分中的振幅和应力集中。

代替螺栓形式的固定装置，本发明不排除使用固定螺钉形式的固定装置，例如具有粘弹性的止动点。然而，螺栓形式的固定装置具有设置有螺栓头的优点。通过在旋转元件的外壁中提供沉孔支座，可以限制和/或控制这种螺栓形式的固定装置径向或向内移动到旋转元件的外部部分中。以这种方式，防止了在紧固固定装置之后，尤其是当紧固固定装置的第一螺栓时，中心部分偏心对准的风险。

因此，根据本发明的旋转元件的又一优选方面在于，固定装置设置有固定装置头部，该固定装置头部具有与孔或通道的内径相比增大的直径，并且孔或通道在旋转元件的外部部分的外壁处设置有上部加宽部分，该上部加宽部分具有与固定装置头部相对应的尺寸，并且设置有抵接面，该抵接面用于在外部部分的用于形成沉孔支座的外轮廓内接收这种固定装置头部。

在根据本发明的旋转元件的可能实施例中，旋转元件是组合旋转元件，所述组合旋转元件包括借助于刚性直接联接而互连的第一旋转元件部分和第二旋转元件部分。

根据本发明的旋转元件的这种实施例的优点在于其由单独的、互连的或联接的部分形成，通常是例如马达和压缩机元件的第一轴和第二轴，它们可以安装在一起并且可以在另一阶段再次拆卸。为了联接相关的旋转元件部分，可以使用张紧装置以确保牢固和刚性的互连。

根据本发明，第一旋转元件部分和第二旋转元件部分之间的刚性直接联接优选地是下列中的一种：

-挤压联接；

-热收缩联接；

-花键联接；

-过盈配合联接；

-压配合联接；或者，

-摩擦配合联接。

当然，本发明不排除应用其它方法来实现第一旋转元件部分与第二旋转元件部分之间的所述刚性直接联接。

在根据本发明的旋转元件的优选实施例中，第一旋转元件部分和第二旋转元件部分各自至少包括轴部分，分别为第一轴部分和第二轴部分，其中这些轴部分中的一个被实施为中空轴部分，该中空轴部分包括在中心的延伸通过中空轴部分的轴向延伸的通道，其中在中空轴部分的轴向延伸的通道中设置连接螺柱，该连接螺柱以第一端部延伸到未被实施为中空轴部分的另一轴部分中并且形成非中空轴部分，并且该连接螺柱在该第一端部处固定地连接到所述非中空轴部分，并且其中在连接螺柱的相反的第二端部处设置张紧装置以用于相对于中空轴部分张紧连接螺柱，并且其中连接螺柱形成旋转元件的中心部分。

根据本发明的旋转元件的这种实施例是非常有利的，因为通过张紧连接螺柱能够以容易的方式实现第一轴部分和第二轴部分之间的牢固且刚性的互连。显然，第一和第二轴部分可以进一步容易地再次拆卸。此外，借助于旋转元件的固定装置，共振激励对连接螺柱的有害影响被尽可能地减小，或者通过将最低可能的共振频率偏移到更高的谐波，简单地避免了连接螺柱的共振的发生。

更一般地说，根据本发明的旋转元件可以设置有张紧装置，用于相对于旋转元件的外部部分张紧中心部分或者反之亦然，并且其中分别在中心部分和外部部分中引起拉伸应力和压缩应力或者反之亦然。

根据本发明的旋转元件的这种实施例是引人关注的，因为它包括张紧装置，该张紧装置可以提供用于将旋转元件的部分紧密地保持在一起的力。

本发明还涉及一种包括如前所述的根据本发明的旋转元件的压缩机组件。本发明的这种压缩机组件包括连接到压缩机元件的马达，其中马达的马达轴驱动压缩机元件的压缩机转子的至少一个压缩机转子轴，并且其中马达轴、转子轴或马达轴和转子轴的组合形成旋转元件或旋转元件的一部分。

当然，前面关于旋转元件描述的优点也适用于根据本发明的这种压缩机组件，即，振幅被减小，或者避免了共振的状态，使得不会发生由于共振引起的破坏性的高振幅和/或尽可能地限制应力集中。

附图说明

将参考附图进一步描述本发明，其中：

图1表示穿过根据本发明的旋转元件的可能实施例的横截面，在图2中由I-I表示；

图2表示根据图1中由II-II指示的截面的穿过图1中表示的旋转元件的截面；

图3以与图1类似的方式示出了根据本发明的旋转元件的替代实施例；

图4至7以类似于图1的剖视图示出了根据本发明的旋转元件的其它实施例；

图8至10以更大比例表示分别在图5至7中用XIII-X表示的部分；

图11示意性地示出了根据本发明的压缩机组件；

图12以更大比例表示图11中由XII表示的部分；

图13和14以更大比例表示根据本发明的旋转元件的固定装置的替代实施例的横截面；

图15以透视图示出了在更实际的实施方式中，其中应用了本发明的旋转元件的根据本发明的压缩机组件的加工的开口部分；

图16是穿过根据本发明的旋转元件的又一实施例的横截面；以及

图17和18示出了根据本发明的旋转元件的又一实施例，其分别是图1和图16中所示的实施例的修改版本。

具体实施方式

图1和2示出了根据本发明的旋转元件1的第一可能实施例。该旋转元件1可以例如用作装置(例如马达或压缩机)的轴或其它旋转部分。

在这种情况下，旋转元件1的本体2被实施为单个整体式部件，具有借助于环形腔体5彼此分隔开的外部部分3和中心部分4。在旋转元件1的两个轴向末端6和7处，中心部分4和外部部分3在这种情况下借助于旋转元件1的侧壁8和9互连。

旋转元件1旨在用于借助于驱动装置被驱动以用于旋转移动，或者用于形成这种驱动装置的一部分。为此目的，旋转元件1在所示的示例中被实施为基本上圆柱形的形状。具体地，旋转元件1的中心部分4具有基本上圆柱形的外部形状，并且旋转元件1的外部部分3也具有基本上圆柱形的内壁10。

实际上，在图1和2所示的特定情况下，外部部分3具有基本上圆柱形的形状，所述圆柱形的形状具有内圆柱形壁10以及外圆柱形壁11。然而，在其它实施例中，例如可能的是，旋转元件1在其外侧设置有附加元件，例如马达转子元件、磁性元件、电线、压缩机转子螺旋叶片等，所述附加元件具有基本上非圆柱形的形状。

根据本发明，外部部分3设置有一个或多个孔或通道12，在所示的情况下，设置有四个这样的通道或孔12，所述孔或通道从外部部分3的外壁11延伸到旋转元件1内的环形腔体5。

固定装置13固定地安装在孔或通道12中，每个固定装置延伸穿过相应的孔或通道12并且具有抵靠中心部分4的顶端14。

在这种情况下，孔或通道12是具有内螺纹15的内螺纹孔或通道12，并且固定装置13是具有外螺纹17的螺栓16，所述螺栓被拧入它们各自的螺纹孔或通道12中直到相关螺栓16的顶端14抵靠中心部分4。

在该示例中，固定装置13是设置在其相应的孔或通道12中的总共四个螺栓16。旋转元件1的外部部分3中的孔或通道12都沿径向方向R-R’或S-S’延伸，该径向方向R-R’和S-S’垂直于中心部分4的中心轴线的轴向方向A-A’。

在这种情况下，在中心部分4的相对侧处存在沿第一径向方向R-R’延伸的第一对孔或通道12和对应的螺栓16，并且在中心部分4的相对侧处存在沿第二径向方向S-S’延伸的第二对孔或通道12和对应的螺栓16，该第二径向方向S-S’垂直于第一径向方向R-R’。

在图1和2所示的示例中，固定装置13和孔或通道12都位于距旋转元件1的末端6和7相同的轴向位置处。具体地，固定装置13和孔或通道12都位于旋转元件1的轴向长度L的一半处。

固定装置13或螺栓16相对于中心部分4的这种中心轴向位置是理想的。然而，可能由于设置在旋转元件1的外侧的其它元件的存在(例如在旋转元件1是马达转子的一部分的情况下，例如以磁体叠片形式的有源封装)，在旋转元件1及其固定装置13和孔和通道12的设计期间可能需要考虑其它轴向位置。

在根据本发明的旋转元件1的优选实施例中，固定装置13完全由具有高杨氏模量或弹性模量的材料制成。这种材料例如可以是杨氏模量为大约220GPa的钢。这种材料在压缩或拉伸应力下仅有非常小的弹性变形或几乎没有弹性变形。

当固定装置13由这种材料制成时，在孔和通道12的相关轴向位置处，固定装置13将中心部分4保持在固定或几乎固定的径向位置，使得中心部分4在该轴向位置的径向振动不可能发生。这样，可以防止中心部分4在相对低的频率下进入共振状态，该相对低的频率对应于中心部分4在其末端之间的自由振动，通过该末端中心部分固定地连接到侧壁8和9。

因此，中心部分4的最低可能共振频率被偏移到较高频率。如在引言中所解释的，优选地，该最低共振频率被偏移到较高水平，偏移到旋转元件1的操作旋转速度的频率范围之外的频率。

在另一实施例中，固定装置可以完全或部分地由具有良好弹性和阻尼特性的材料制成。在这种情况下，中心部分4的振动不被阻止，而是被衰减并减小到一定水平，使得尤其在共振状态下发生的振动的振幅被平滑和限制。

同样如图1和2所示，本发明的旋转元件1的实施例的另一方面在于，旋转元件1及其在外部部分3中的孔或通道12和固定装置13具有围绕中心部分4的中心轴线A-A’的旋转对称性。

图3示出了根据本发明的旋转元件1的另一实施例，其首先与图1和2中所示的第一实施例的不同之处在于，环形腔体5在两个末端6和7处没有如图1和2的第一实施例中的情况那样借助于侧壁8或9封闭。

在图3的示例中，环形腔体5延伸到旋转元件1的末端7，使得获得在旋转元件1的末端7处的一种敞开端部式末端18，其中旋转元件1的外部部分3和中心部分4仍然被环形腔体5分开，并且在所述敞开端部式末端18处不借助于侧壁9互连。

图3中所示的根据本发明的旋转元件1的实施例的另一方面是，至少第一组19孔或通道12和相应的螺栓16以及第二组20孔或通道12和相应的螺栓16设置在旋转元件1的外部部分3中，第一组19和第二组20彼此隔开一定的轴向距离C。

当然，图3所示的孔或通道19和20的两组的轴向位置仅仅是一个示例，根据本发明，可以应用更多的这种组，并且这些组可以定位在完全不同的轴向位置。

在图1和2所示的前述实施例中，仅有一组这样的孔或通道12，其包括沿着垂直的径向方向R-R’和S-S’延伸的四个这样的孔或通道12。图3中所示的通道或孔12的组19和20中的每一个都以完全相同的方式实施。当然，通道或孔12的这种组19或20在另一实施例中可以仅由一对孔或通道12构成，或者可以由任意数量的孔或通道12构成，优选地孔或通道以轴对称的方式围绕中心轴线A-A’定位。

在图3中，固定装置13或螺栓16以及孔或通道12的组19的角度取向与固定装置13或螺栓16以及孔或通道12的组20的角度取向相同。在本发明的旋转元件1的另一个实施例中，通道或孔12的两个组19和20的这个角度取向可以不同，并且在通道或孔12的第一组19的角度取向和通道或孔12的第二组20的角度取向之间应用相对角度。每组19或20例如可以包括四个通道或孔12，它们在每组19和20内相对于彼此以90°角取向，并且其中在不同组19或20的相应孔或通道12之间存在45°的相对角。类似地，每组19或20例如可以只包括两个通道或孔12，它们在每组19和20内相对于彼此以180°角取向，并且其中在不同组19或20的相应孔或通道12之间存在90°的相对角。

图4示出了根据本发明的旋转元件1的又一实施例，其中，此时与图1至图3的前述示例中的情况相反，旋转元件1的本体2不是被实施为单个整体式部件，而是由刚性地固定在一起的多个部分构成。

在图4所示的示例中，组合旋转元件1包括第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22，它们借助于刚性的直接联接23互连。该刚性的直接联接23例如是压配合联接23。

然而，本发明并不排除使用其它技术来实现相关旋转元件部分21和22之间的刚性直接联接23。这种刚性直接联接23可以是例如挤压联接、热收缩联接、花键联接、干涉配合联接或摩擦配合联接等。

在另一实施例中，可以在相关的旋转元件部分21和22之间施加轴向夹紧，并且另外可以在相关的旋转元件部分21和22的端部面之间施加Hirth锯齿。

第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22可以各自例如形成轴部分，例如分别形成压缩机转子轴部分21和马达转子轴部分22，反之亦然。在这种情况下，它们通常被制成圆柱形或至少围绕中心轴线A-A’旋转对称。

此时，为了实现刚性的直接联接23，第一旋转元件部分21设置有阶梯状轮廓，该阶梯状轮廓包括具有较小直径D的第一轴段24和具有稍大直径E的第二轴段25。

第二旋转元件部分22基本上形成旋转元件1的外部部分3，并且是实施为中空轴部分22的轴部分22，包括延伸穿过中空轴部分22的轴向延伸的通道26。

中空轴部分22具有圆柱形内壁10和圆柱形外壁11。该中空轴部分22的内径F(或者相同的说轴向延伸的通道26的直径F)对应于第一旋转元件部分21的第一轴段24的外径D。

内径F可以略小于外径D，以便通过将第一旋转元件部分21的第一轴段24插入到形成旋转元件1的外部部分3的中空轴部分22的圆柱形内壁10中，来实现两个旋转元件部分21和22之间的非常紧密的配合。

在第一旋转元件部分21的第一轴段24和第二轴段25之间的接合处形成有抵接座部27，在第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22互连之后，第二旋转元件部分22的端部面28抵靠该抵接座部。

在图4的情况下，旋转元件1的中心部分4由中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29形成。环形腔体5仍然将旋转元件1的中心部分4与外部部分3分开。环形腔体5由外部部分3中的轴向延伸的通道26的剩余部分形成，该剩余部分在其长度的相当大的部分上围绕中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29。显然，中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29因此具有比外部部分3的内径F小的外径G。

在环形腔体5的一个末端30处，中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29的一端部31固定地安装到第一旋转元件部分21的第一轴段24中。

在其相对端部32处，中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29设置有螺母33(形成张紧装置33)，所述螺母在旋转元件1的末端7处抵靠外部部分3的端部面34紧固。螺母33在其相对末端35处封闭环形腔体5。

通过紧固螺母32，中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29处于张力下，并以这种方式在第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22之间施加轴向张力。当然当在相关部分21和22的端部面处设置例如Hirth联接元件或摩擦垫片的其它元件时，该轴向张力增加了两个相关部分21和22的刚性互连。

图5示出了根据本发明的旋转元件1的实施例，其非常类似于图4的实施例。

首先，在图5的图示中，更加清楚地示出了如何实现中心螺柱28与第一旋转元件部分21的第一轴段24之间的刚性连接。

具体地，第一轴段24设置有内螺纹孔36，用于接收中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29的第一端部31。中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29的该第一端部31设置有外螺纹37，所述外螺纹可以与第一旋转元件部分21的第一轴段24中的内螺纹38配合。

此外，中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29的第二端部或相对端部32设置有外螺纹39，所述外螺纹可以与具有内螺纹40的螺母33配合，以用于通过对中空轴部分22施加力来紧固中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29。

如在之前的图1至图4中所示的根据本发明的旋转元件1的实施例中，固定装置13设置有固定装置头部41，所述固定装置头部具有与旋转元件1的外部部分3中的孔或通道12的内径I相比增加的直径H。

然而，图5中所示的旋转元件1的实施例与图1至图4中所示的前述实施例的不同之处在于，孔或通道12在旋转元件1的外部部分3的外壁11处设置有上部加宽通道部分42。该上部加宽通道部分42具有对应于或稍大于固定装置头部41的尺寸(即，直径H和高度L)的尺寸(即，直径J和深度K)。上部加宽通道部分42还设置有抵接面43。以这种方式，上部加宽通道部分42能够在外部部分3的外轮廓内接纳这种固定装置头部41。这些细节在图9中以更大的比例示出。

在图1至4的实施例中，外部部分3的外壁11形成用于固定装置头部41的抵接面。

图6示出了根据本发明的旋转元件1的又一实施例。

旋转元件1的本体2也由第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22构成，它们借助于刚性的直接联接23互连。

然而，这种刚性的直接联接23此时不是部分地借助于相关的旋转元件部分21和22之间的压配合联接23实现。相反，刚性的直接联接23完全由中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29形成，该中心螺柱、拉杆或连接螺柱利用其外螺纹37拧入设置在第一旋转元件部分21中的内螺纹孔36中。第一旋转元件部分21在所示实施例中不是以阶梯状轮廓实施的，而是作为基本上非中空的圆柱形轴部分21实施的。

第二旋转元件部分22如图5的在前实施例那样被实施为具有轴向延伸的通道26的中空圆柱形轴部分22。中心螺柱29、拉杆29或连接螺柱29延伸穿过第二旋转元件部分22的内部通道26，并且在其端部32处设置有螺母33，该螺母拧在连接螺柱29的端部32上设置的外螺纹39上用于将螺母33抵接外部部分3的端部面34紧固。

以这种方式，在第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22之间施加轴向张紧力。为了增加旋转摩擦或旋转元件部分21之间的互连，可以设置摩擦垫片或Hirth锯齿。

第二旋转元件部分22抵靠第一旋转元件部分21的端部面44。

具有相应螺栓16的两组19和20孔或通道12设置在外部部分3中，如图3的实施例中的情况。

在图7中示出了根据本发明的旋转元件1的又一实施例，该实施例与图5中示出的实施例也具有许多相似之处。

旋转元件1的本体2包括多个部分，所述多个部分包括第一部分，所述第一部分是第一旋转元件部分21，所述第一旋转元件部分类似于图5的实施例中的第一旋转元件部分21，具有由第一轴段24和第二轴段25形成的阶梯状轮廓。

此外，还有第二旋转元件部分22，其类似于图5的实施例中的第二旋转元件部分21，所述第二旋转元件部分是具有内部轴向延伸的通道26的中空轴部分22。然而，该第二旋转元件部分22的长度被实施成比图5的实施例中的长度稍短。

在第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22之间设置有联接件45，所述联接件由第一联接部分46和第二联接部分47形成，所述第一联接部分和第二联接部分均实施为环形的圆柱形元件。

第一环形联接部分46以与外部部分4在图5的实施例中通过压配合联接23连接到第一旋转元件部分的第一轴段相同的方式刚性地连接到第一旋转元件部分21的第一轴段24。第一环形联接部分46的内径F对应于或略小于第一旋转元件部分21的第一轴段24的外径D。第一环形联接部分46具有与第一旋转元件部分21的第一轴段24的长度N相同的长度M。

第二联接部分47定位在被实施为中空轴部分22的第二旋转元件部分22和第一联接部分46之间。第二联接部分47不必固定地联接到周围部分22和46中的任何一个，或者固定地联接到周围部分22和46两者或者仅联接到周围部分22和46中的一个。这种固定联接可以包括压配合联接或通过胶合的联接，或者前面提到的任何其它类型的联接，以及另外类型的联接。

在图7的示例中，联接件45(即联接部分46和47)与第二旋转元件部分22的组合形成具有外径为O的外圆柱形壁11的大致圆柱形轴部分。这意味着相关的联接部分46和47以及第二旋转元件部分22都具有相同的外径O。

此外，包括第一旋转元件部分21和第二旋转元件部分22以及中间联接件45的全部元件借助于由中心螺柱、拉杆或连接螺柱29施加的轴向夹紧预载荷保持在一起，该中心螺柱、拉杆或连接螺柱由螺母33紧固。

图11示出了根据本发明的压缩机组件48，其包括根据本发明的如上所述的旋转元件1。

根据本发明，该压缩机组件48包括连接到压缩机元件50的马达49。马达49的马达轴51驱动压缩机元件50的压缩机转子53的至少一个压缩机转子轴52。

根据本发明，马达轴51、转子轴52或马达轴51和转子轴52的组合形成旋转元件1或其一部分。在图11的情况下，旋转元件1由马达轴51和相关的转子轴52的互连形成。

在这种情况下，马达49是安装在马达壳体54中的电马达。马达轴51沿轴向方向XX’延伸通过马达壳体54。马达轴51设置有马达转子55，所述马达转子在固定安装在马达壳体54中的马达定子绕组56中随马达轴51一起旋转。

在马达49的驱动侧57，压缩机元件50联接到马达49。

本发明对于压缩机组件48特别感兴趣，其中该压缩机元件50是无油或少油压缩机元件50。

优选地，压缩机组件48的压缩机元件50是双转子压缩机元件50，并且更具体地，压缩机组件48的压缩机元件50优选地是齿式压缩机元件50或螺杆式压缩机元件50。

压缩机元件50安装在压缩机元件壳体58中，并且包括压缩机转子53和59，所述压缩机转子可以彼此协同工作以用于压缩在压缩机入口61处供给到压缩机元件50的流体60。压缩或加压流体62在压缩机出口63处排出，以用于供给到加压或压缩流体62的消费者或消费者网络。

在这种情况下，流体60是从压缩机元件50的周围环境中获取的空气，但这不是必须的。

压缩机转子53和59各自包括压缩机转子轴，分别为压缩机转子轴52和压缩机转子轴64，在压缩机转子轴的中心部分中设置有压缩机转子部分，分别为压缩机转子部分65和压缩机转子部分66。

压缩机转子部分65可以是与形成另一压缩机转子部分66的阳转子部分66协作的阴转子部分65，或者反之亦然。实际上，压缩机转子部分65和66可以各自例如是螺杆式压缩机元件的螺杆式转子或齿式压缩机元件的齿式转子，但是其它类型不排除在本发明之外。

压缩机元件轴52和64各自通过成对的压缩机转子轴支承件以可旋转的方式支撑在压缩机元件壳体58中，所述成对的压缩机转子轴支承件分别为成对的压缩机转子轴支承件67和68以及成对的压缩机转子轴支承件69和70。

为了借助于电马达49驱动压缩机元件50，或更准确地说驱动压缩机元件50的压缩机转子53和59，马达轴51优选地借助于相关轴51和52的直接联接71以直接的方式联接到压缩机转子53的压缩机转子轴52。直接联接71设置在马达轴51的自由端部72和压缩机转子轴52的自由端部73之间，并且位于设置在马达壳体54和压缩机元件壳体58之间的中间壳体隔室74中。

马达壳体54、压缩机元件壳体58和中间壳体隔室74一起形成压缩机组件壳体75。

互连的马达轴51和压缩机转子轴52以及直接联接71的组合可被认为形成了组成的驱动轴76。

结果是，压缩机元件50的压缩机转子53由马达轴51直接驱动。另一压缩机转子59借助于分别安装在压缩机转子轴52和压缩机转子轴64的非驱动端部79处的成对的正时齿轮77和78之间的相互作用被间接驱动。

在图11的示例中，马达轴51和压缩机转子轴52之间的刚性直接联接71是刚性的挤压联接或者是刚性的热收缩联接71。

在实现这种刚性的直接联接71的第一步骤中，加热马达轴51的端部80以便增加其径向尺寸。然后，将该径向尺寸增大的加热端部80套在压缩机转子轴52的端部73上。冷却后，马达轴51的端部80收缩，从而在马达轴51和压缩机转子轴52之间获得牢固的刚性互连。

此外，马达轴51仅由单个马达轴支承件81可旋转地支撑在马达壳体54中。实际上，马达轴51和压缩机转子轴52通过刚性的直接联接71刚性地互连的组合被认为是刚性的组合驱动轴76，其由压缩机元件壳体58中的(压缩机转子53的)成对的支承件67和68以及马达壳体54中的单个马达轴支承件81可旋转地支撑。

当然，支承件装置的其它构造也可以用于支撑刚性的组合驱动轴76。该组合驱动轴76可以被认为是根据本发明的旋转元件1。

在图11所示的示例中，为了在马达轴51和压缩机转子轴52之间形成刚性的直接联接71，马达轴51和压缩机转子轴52中的一个被实施为中空轴82，其包括在中心的延伸穿过中空轴82的轴向延伸的通道26。该中空轴82基本上形成旋转元件1的外部部分3，或外部部分的至少一部分，并且在这种情况下为马达轴51。

以与图6所示的旋转元件1的实施例类似的方式，旋转元件1的中心部分4由设置在中空轴82的轴向延伸的通道26中的连接螺柱29形成。连接螺柱29以第一端部31延伸到马达轴51和压缩机转子轴52中的另一个中，该另一个不是被实施成中空轴82而是实施成非中空轴83。该中空轴83在在此讨论的示例中未压缩机转子轴52。

连接螺栓29以其第一端部31固定地连接到所述非中空轴83。在图11所示的示例中，该固定连接具体地在压缩机转子轴52的自由端部73处实现。

连接螺柱29的第一端部31与压缩机转子轴52的自由端部73之间的互连类似于图10中更详细地示出的互连。为此，非中空轴83设置有内螺纹孔36，用于接收连接螺柱29的第一端部31，连接螺柱29的第一端部31设置有外螺纹37，所述外螺纹可以与非中空轴83中的内螺纹38配合。

在连接螺柱29的相反的第二端部32处设置张紧装置84，用于相对于中空轴82张紧连接螺柱29。连接螺柱29的第二端部32设置有外螺纹39，所述外螺纹可以与具有内螺纹40的螺母33配合，用于通过对中空轴82(在这种情况下为马达轴51)施加力来紧固连接螺柱29。

最后，在压缩机转子轴52的非驱动侧52处的自由端部85上，即在与马达49联接到压缩机元件53的驱动侧57相反的一侧处，压缩机组件48还设置有油泵86。该油泵86此时集成在压缩机元件壳体58中，但在其它实施例中，油泵可以安装在压缩机元件壳体58上。

对于根据本发明的压缩机组件48重要的是，油泵86直接安装在压缩机元件50的组合驱动轴76或另一压缩机转子轴63上。以这种方式，油泵86在压缩机组件48中获得非常深刻的集成，并且可以实现压缩机组件48的非常紧凑的设计。

油泵86安装在压缩机转子轴52的自由端部85上，该自由端部是组合驱动轴76的非中空轴部分87。该自由端部85从压缩机元件壳体58伸出。以这种方式，确保油泵86安装在整体式的、完全材料化的、非中空或实心轴83上，或者安装在这种轴83的整体式的、非中空或实心部分87上。因此，该轴83或轴部分87可以实施为具有较小的外部尺寸，该外部尺寸小于组合驱动轴76的中空轴部分82的外部尺寸。

被实施为非中空轴83的压缩机转子轴52的坚固性也导致改进的刚度。

由于油泵86没有安装在组合驱动轴76的在马达49的非驱动侧88处的自由端部上，所以可以增大在马达49的非驱动侧88处的中空轴82(其为马达轴51)的内径和/或外径。原因在于，在组合驱动轴76的非驱动侧88上没有由于为了避免气穴由油泵86的限制尺寸的要求施加的限制。因此，连接螺柱29可以实施为具有较大的径向尺寸，并且在马达轴51和压缩机转子轴52之间可以施加较大的预载荷。这也导致了较大的安全余量。

油泵86当然旨在用于提供驱动力，以用于使压缩机组件48的油循环系统90中的油89循环。该油循环系统90旨在用于将油89提供给压缩机组件48的部件，以用于进行润滑目的或冷却目的，或者同时进行润滑和冷却。

油89在油泵入口91处通过吸入管线92从储油器93或油槽93吸入，该储油器或油槽优选地也集成在压缩机组件壳体75中，例如通过直接安装在马达壳体54的下方。油89进一步通过油泵压力管线94泵送到压缩机组件48的相关部件，并返回到储油器或油槽93。在油循环系统90中，通常还具有油冷却器和油过滤器，它们在图中没有示出。

压缩机组件48的通常需要润滑的部件例如是支承件，例如马达轴支承件81或压缩机转子轴支承件67至70，或者是齿轮，例如正时齿轮77和78。需要冷却的部件例如是电马达49、压缩机元件50的出口63处的压缩流体62、压缩机元件50本身或压缩机组件48的其它元件。

很明显，根据本发明的压缩机组件48的这种实施例非常引人关注，因为实现了压缩机组件中的部件的非常精细的集成。

根据本发明，压缩机组件48的油泵86优选地是摆线泵94。摆线泵94是包括内转子和外转子的正排量泵。内转子具有n个齿，而外转子具有n+1个齿。转子围绕其中心轴线旋转，这些轴线不重合，但彼此稍微间隔开。在旋转期间，内转子的齿与外转子的齿之间的容积永久地减小和增大，这导致泵送动作。

这种摆线泵94的一个很大的优点是，它可以制成相对较小的尺寸，是一种具有极好的气穴特性的非常稳健和可靠的泵。

图13和14示出了以某种特定方式实施的螺栓16形式的固定装置13。如前所述，这种固定装置13可以完全由具有高杨氏模量的材料(例如钢)制成，或者可以完全或部分由具有良好弹性或阻尼特性的材料(例如粘弹性材料)制成。

图13和14中所示的固定装置13部分地由具有良好弹性或阻尼特性的材料(例如粘弹性材料95)制成。

具体地，在图13的情况下，固定装置13或螺栓16的顶端14由阻尼材料95制成，而固定装置13或螺栓的其余部分由弹性较小的材料96制成。

在图14的情况下，固定装置13或螺栓16的位于顶端14和固定装置头部41之间的中间部分97由阻尼材料95制成，而固定装置13或螺栓的其余部分由弹性较小的材料96制成。

图15示出了根据本发明的压缩机组件48的更实际形式的一部分的透视图。

螺栓16形式的固定装置13沿径向方向R-R’和S-S’延伸，并且其顶端14抵靠连接螺柱29，该连接螺柱形成压缩机组件48的旋转元件1的中心部分4。

最后，图16表示根据本发明的旋转元件1的又一实施例，其处于与图3中所示的旋转元件1的实施例相似的方式，相似之处在于其是具有敞开端部式末端18的旋转元件1，其中环形腔体5在旋转元件1的末端7处将中心部分4与外部部分3分开而不被覆盖，和/或其中不存在将中心部分4与外部部分3互连的侧壁9。

与图3的实施例的区别在于，在图16的实施例中，旋转元件1的中心部分4被实施为中空的中心部分98。

中空的中心部分98包括内部通道99，所述内部通道在旋转元件1的一个末端7或18处形成敞开端部100。此外，内部通道99在其另一末端101处连接到旋转元件1的环形腔体5。

这例如借助于开口或径向通道102实现，所述开口或径向通道从内部通道99延伸穿过中心部分4的圆柱形壁103到达围绕中心部分4的环形腔体5。

环形腔体5还在与内部通道99的一侧或末端101相反的一侧或末端7处形成敞开端部100，其中环形腔体5在中心部分4中连接到内部通道99。

这是根据本发明的旋转元件1的非常令人感兴趣的实施例，因为内部通道99例如可以用于在敞开端部100处接收冷却液体，该冷却液体被泵送通过内部通道99并且经由开口102通过环形腔体5并且通过敞开端部18被排空到冷却系统的其它部分，或者反之亦然。

图17示出了根据本发明的旋转元件1的实施例，其是如图1所示的旋转元件1的实施例的稍微修改的版本。

与图1所示实施例的区别在于，在图17的实施例中，旋转元件1设置有位于侧壁8和9之间的中间壁104。

在所示的情况下，中间壁104轴向定位在旋转元件1的长度L的或多或少的一半处。然而，在根据本发明的旋转元件1的其它实施例中，中间壁104可以在任何其它轴向位置。

中间壁104将旋转元件1的中心部分4与外部部分3互连。

结果，图17中所示的旋转元件1不是仅设置有一个单个的环形腔体5，而是包括将中心部分4与外部部分3分开的两个环形腔体105和106。环形腔体105和106借助于中间壁104彼此轴向分开。

在这种情况下，外部部分3设置有两组19和20孔或通道12，例如图3的实施例的情况，它们从外部部分3的外壁11延伸到环形腔体105或106之一。具体地，第一组19的孔或通道12从外部部分3的外壁11延伸到环形腔体105，并且第二组20的孔或通道12从外部部分3的外壁11延伸到环形腔体106。

固定装置13固定地安装在孔或通道12中，每个固定装置延伸穿过相应的孔或通道12，并且具有抵靠中心部分4的顶端14，分别抵靠由相应的环形腔体105或106围绕的中心部分4的部分107或108。

根据本发明，可以提供多于一个的这种中间壁104，并且甚至更多地增加中心部分4和外部部分3之间的环形腔体5的数量，例如增加到三个环形腔体5或更多。每个环形腔体5可以设置有成组的相关的孔或通道12和相应的固定装置13。在其它可选实施例中，一些环形腔体可以设置有延伸穿过相关腔体5的固定装置13，并且在一些其它环形腔体中可以没有任何这种固定装置13。

图18示出了根据本发明的旋转元件1的又一实施例，其是图16中所示实施例的修改版本，包括具有连接到环形腔体5的内部通道99的中空的中心部分98。

在图18所示的实施例中，有两个中间壁104和109，它们设置在旋转元件1的轴向末端6和7之间的中间轴向位置处，并且使中空的中心部分98与旋转元件1的外部部分3互连。

结果，存在三个环形腔体105、106和110。环形腔体110是敞开端部的环形腔体110，并且轴向延伸到敞开端部的末端18。

为了允许流体流过旋转元件1，如在图16中所示的旋转元件1中的情况，中间壁104和109是穿孔壁104和109，其设置有将不同的环形腔体105、106和110互连的开口111。

在这种情况下，在外部部分3中设置了两组19和20通道或孔12，它们分别穿过外部部分3延伸到环形腔体106和110。在所示的情况下，在外部部分3的围绕环形腔体105的部分112(邻近旋转元件1的轴向末端6)中，没有设置这组孔或通道12。当然，根据本发明，可以应用所有种类的其它构造，具有更多或更少组的孔或通道12，或者具有更多或更少孔或通道和/或具有其它取向等的其它类型的孔或通道12的组。

本发明决不限于如前所述的旋转元件1和压缩机组件48的实施例，而是在不脱离本发明的范围的情况下，可以以许多不同的方式应用和实施这样的旋转元件1和压缩机组件48。