Serienfertigung von Scrollverdichtern
Scrollverdichter werden bereits seit längerer Zeit erfolgreich in Klimaanwendungen und Wärmepumpen eingesetzt. Sie zeichnen sich durch hohe Kälteleistung und Zuverlässigkeit sowie hervorragende Energieeffizienz und niedrige Schallemission aus. Durch die Elektrifizierung finden sie auch vermehrt Einzug in den Kraftfahrzeugbereich, hauptsächlich als Kältemittelverdichter für die Klimaanlage.
Herzstück eines jeden Scrollverdichters sind zwei ineinandergreifende Spiralen – feststehender Scroll (fixed scroll) und beweglicher, orbitierender Scroll (orbiting scroll) – deren gegenläufige Bewegung das Medium verdichtet. Der Wirkungsgrad hängt insbesondere davon ab, wie genau diese Bauteile gefertigt sind. Die Anforderungen an Form- und Lagetoleranzen liegen dabei im Bereich von wenigen μm.
MAPAL bietet den kompletten Prozess zur Bearbeitung von Scrollverdichtern aus einer Hand. Exemplarisch werden drei spezifische Bearbeitungen an einem Scrollverdichter aus Aluminium für den Einsatz in einem elektrifizierten Fahrzeug vorgestellt.
Herzstück eines jeden Scrollverdichters sind zwei ineinandergreifende Spiralen – feststehender Scroll (fixed scroll) und beweglicher, orbitierender Scroll (orbiting scroll) – deren gegenläufige Bewegung das Medium verdichtet. Der Wirkungsgrad hängt insbesondere davon ab, wie genau diese Bauteile gefertigt sind. Die Anforderungen an Form- und Lagetoleranzen liegen dabei im Bereich von wenigen μm.
MAPAL bietet den kompletten Prozess zur Bearbeitung von Scrollverdichtern aus einer Hand. Exemplarisch werden drei spezifische Bearbeitungen an einem Scrollverdichter aus Aluminium für den Einsatz in einem elektrifizierten Fahrzeug vorgestellt.
Hochgenaue Spiralformen
Eine besondere Herausforderung ist die Bearbeitung der Spirale, die eine definierte Rechtwinkligkeit von unter 0,02 mm aufweisen muss und eine gemittelte Rautiefe im einstelligen µm-Bereich zwingend voraussetzt. Trotz dieser Anforderungen, der dünnen Wandung sowie der Tiefe des Bauteils soll das Schlichten in einem Zug erfolgen.
Die Vor- und Fertigbearbeitung der Spiralen erfolgt mit zwei dreischneidigen Fräsern aus Vollhartmetall. Entscheidend ist die hohe Genauigkeit der Werkzeuge, die das Einhalten der Toleranzen in Rund- und Planlauf kleiner 10 µm sicherstellt. Die extrem scharfen Schneiden des Werkzeugs gewährleisten eine hohe Maßhaltigkeit. Durch den verstärkten Kerndurchmesser sind sie besonders stabil. Feinst geschlichtete Spannuten sorgen für sichere und schnelle Spanabfuhr.
Der Schlichtfräser ist mit einer zusätzlichen Fase am Durchmesser ausgestattet. Die Bearbeitung von Grund, Wandung und der Fase an der Stirnfläche des Bauteils kann in einem Schritt erfolgen, und das Werkzeug erreicht die engen Toleranzen hinsichtlich Rechtwinkligkeit und Oberfläche prozesssicher.
Die Vor- und Fertigbearbeitung der Spiralen erfolgt mit zwei dreischneidigen Fräsern aus Vollhartmetall. Entscheidend ist die hohe Genauigkeit der Werkzeuge, die das Einhalten der Toleranzen in Rund- und Planlauf kleiner 10 µm sicherstellt. Die extrem scharfen Schneiden des Werkzeugs gewährleisten eine hohe Maßhaltigkeit. Durch den verstärkten Kerndurchmesser sind sie besonders stabil. Feinst geschlichtete Spannuten sorgen für sichere und schnelle Spanabfuhr.
Der Schlichtfräser ist mit einer zusätzlichen Fase am Durchmesser ausgestattet. Die Bearbeitung von Grund, Wandung und der Fase an der Stirnfläche des Bauteils kann in einem Schritt erfolgen, und das Werkzeug erreicht die engen Toleranzen hinsichtlich Rechtwinkligkeit und Oberfläche prozesssicher.
Orificio de rodamiento preciso
Un eje acciona la espiral móvil de forma que orbite. Se aloja mediante un rodamiento o un cojinete de bolas y la perforación de cojinete es determinante para la colocación de las dos espirales entre sí.
El mecanizado previo se lleva a cabo mediante fresado circular con una fresa de PCD de tres cuchillas. A continuación se realiza el fresado del collar. El mecanizado de precisión de la perforación de cojinete tiene lugar con una herramienta de perforación de dos cuchillas y dos pasos. El primer paso realiza el mecanizado del diámetro amplio de la perforación de cojinete y el segundo realiza el mecanizado de precisión del collar. Para reducir la potencia de corte se realiza una distribución del corte.
El mecanizado previo se lleva a cabo mediante fresado circular con una fresa de PCD de tres cuchillas. A continuación se realiza el fresado del collar. El mecanizado de precisión de la perforación de cojinete tiene lugar con una herramienta de perforación de dos cuchillas y dos pasos. El primer paso realiza el mecanizado del diámetro amplio de la perforación de cojinete y el segundo realiza el mecanizado de precisión del collar. Para reducir la potencia de corte se realiza una distribución del corte.
Muescas para elementos de sellado
Para minimizar el flujo de refrigerante entre los lados de alta presión y de baja presión, para sellar las perforaciones de conexión o para sellar el sistema completo se pueden utilizar elementos de sellado adicionales. Para alojar estos elementos se requieren muescas. El mecanizado previo y el mecanizado de precisión de las muescas se lleva a cabo con herramientas de perforación de PCD de dos cuchillas. Una distribución del corte permite reducir la potencia de corte.
La herramienta para el mecanizado de precisión está diseñada como herramienta combinada y permite también realizar el mecanizado de las muescas en las perforaciones de conexión de la parte trasera de la espiral fija. El rompevirutas de las cuchillas de PCD ofrecen un mayor control de las virutas y una mayor seguridad del proceso.
La herramienta para el mecanizado de precisión está diseñada como herramienta combinada y permite también realizar el mecanizado de las muescas en las perforaciones de conexión de la parte trasera de la espiral fija. El rompevirutas de las cuchillas de PCD ofrecen un mayor control de las virutas y una mayor seguridad del proceso.
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