用于制造低惯量叠片式转子的方法

摘要

公开了一种具有安装到轴的多个转子叠片的转子组件和用于转子组件的构成方法。所述组件中的每个转子叠片可设有在第一侧和第二侧之间延伸的中心开口，轴延伸穿过该中心开口。在一个方面，转子叠片设有远离中心开口延伸的多个凸角，其中每个凸角具有穿过各叠片的厚度延伸的凸角开口。在一个实施例中，转子叠片被旋转地堆叠形成以螺旋转子。

权利要求

1.一种制造叠片式转子的方法，所述方法包括以下步骤：a.提供多个转子叠片，每个所述叠片都具有沿径向远离中心开口延伸的多个凸角和第一标记结构；

b.提供具有第二标记结构的心轴；

c.将每个所述转子叠片堆叠到所述心轴上，使得所述心轴延伸穿过各所述叠片的中心开口并且使得所述转子叠片的第一标记结构与所述心轴的第二标记结构对齐；

d.将所述转子叠片紧固在一起；

e.从所述转子叠片去除所述心轴；以及

f.将一轴插入到所述转子叠片的中心开口中。

2.根据权利要求1所述的制造叠片式转子的方法，其中，所述提供多个转子叠片的步骤包括给至少一部分所述转子叠片在所述转子叠片的凸角中设置开口。

3.根据权利要求1所述的制造叠片式转子的方法，其中，所述将转子叠片紧固在一起的步骤包括将所述转子叠片焊接在一起。

4.根据权利要求1所述的制造叠片式转子的方法，还包括在将所述轴插入到所述转子叠片的中心开口内的步骤之前使所述轴形成毛边的步骤。

5.根据权利要求1所述的制造叠片式转子的方法，其中，插入轴的步骤在将所述转子叠片紧固在一起的步骤之后执行。

6.根据权利要求1所述的制造叠片式转子的方法，还包括通过冲压、精密冲裁、激光切割和水射流切割中的一者形成多个转子叠片中的每个转子叠片的步骤。

7.根据权利要求1所述的制造叠片式转子的方法，其中，所述提供心轴的步骤包括给心轴设置具有沿所述心轴的长度延伸的多个突起部的第二标记结构。

8.根据权利要求7所述的制造叠片式转子的方法，其中，所述提供心轴的步骤包括给心轴设置具有多个螺旋突起部的第二标记结构。

9.根据权利要求8所述的制造叠片式转子的方法，其中，所述提供心轴的步骤包括给心轴设置具有三个螺旋突起部的第二标记结构。

10.根据权利要求8所述的制造叠片式转子的方法，其中，提供多个转子叠片的步骤包括提供具有多个凹部的多个转子叠片，所述多个凹部形成第一标记结构。

11.根据权利要求10所述的制造叠片式转子的方法，其中，所述提供心轴和提供多个转子叠片的步骤包括给心轴设置数量与设置在各转子叠片上的凹部的数量相等的突起部。

12.一种转子组件，包括：

a.多个转子叠片，每个转子叠片都包括：

i.由第一厚度分隔开的第一侧和相对的第二侧；

ii.在所述第一侧和第二侧之间延伸的中心开口；

iii.远离该中心开口延伸的多个凸角；

iv.标记结构，所述标记结构包括从所述中心开口延伸的至少一个凹部；和b.轴，所述轴延伸穿过所述多个转子叠片中的每个转子叠片的中心开口；

c.其中，所述多个转子叠片被堆叠并紧固在一起以形成所述转子组件，使得一个转子叠片的第一侧和第二侧中的至少一者与另一个转子叠片的第一侧和第二侧中的至少一者相邻并接触。

13.根据权利要求12所述的转子组件，其中，所述转子叠片相对于彼此旋转以形成螺旋转子。

14.根据权利要求13所述的转子组件，其中，所述多个转子叠片中的每一个转子叠片包括等角度径向间隔开的第一凸角、第二凸角和第三凸角。

15.根据权利要求14所述的转子组件，其中，所述多个转子叠片中的每一个转子叠片还包括第四凸角，其中所述第一凸角、第二凸角、第三凸角和第四凸角等角度径向间隔开。

16.根据权利要求13所述的转子组件，其中，所述螺旋转子具有基本上等于堆叠的多个转子叠片的所述第一厚度的总和的总长度。

17.根据权利要求12所述的转子组件，其中，所述多个凸角中的每一个凸角都包括凸角开口。

18.根据权利要求12所述的转子组件，其中，所述转子叠片中的每一个转子叠片都由金属材料形成。

19.根据权利要求18所述的转子组件，其中，所述转子叠片中的每一个转子叠片都由不锈钢形成。

20.根据权利要求18所述的转子组件，其中，所述转子叠片通过焊接紧固在一起。

说明书

用于制造低惯量叠片式转子的方法

[0001] 相关申请

[0002] 本申请在2015年3月11日作为PCT国际专利申请提交并且要求在2014年3月12日提交的美国申请序号61/951,788的优先权，该美国申请的全部内容通过引用合并在此。

技术领域

[0003] 本发明涉及转子组件，其可以用于旋转装置例如容积式膨胀和压缩装置中。

背景技术

[0004] 转子通常用于需要压缩或驱动流体以及需要从流体中去除能量的应用中。在一个例子中，压缩机或增压器利用一对转子来增加内燃机吸入的空气流。在另一个例子中，容积式流体膨胀机包括使工作流体膨胀以在输出轴上产生有用功的一对转子。在这类应用中，已知的是提供一种具有实心横截区域的一体式结构的机加工或铸造转子。希望进行改进。

发明内容

[0005] 本发明涉及一种包括安装在轴上的多个转子叠片的转子组件。在一个方面，每个转子叠片具有由第一厚度分隔开的第一侧和相对的第二侧。每个转子叠片还可以设置有在第一侧和第二侧之间延伸的中心开口，轴穿过该中心开口延伸。在另一方面，转子叠片设置有远离中心开口延伸的多个凸角，其中每个凸角具有在第一和第二侧之间延伸的凸角开口。多个转子叠片堆叠并紧固在一起以形成转子组件，使得一个转子叠片的第一侧和第二侧中的至少一者与另一个转子叠片的第一侧和第二侧中的至少一者相邻并接触。在一个实施例中，转子叠片直接堆叠在彼此上，从而使得一个转子叠片的整个一侧被相邻转子叠片完全覆盖。在一个实施例中，转子叠片旋转地堆叠以形成螺旋转子，从而使一个转子叠片不完全覆盖相邻转子叠片。本发明还包括一种具有一对上述转子的容积式流体膨胀机和压缩机或增压器。

[0006] 本发明还涉及一种用于制造叠片式转子组件的方法。在所述方法的一个步骤中，根据上述内容，提供多个转子叠片。在一个步骤中，转子叠片堆叠在一起以形成直转子或螺旋转子。在一个步骤中，转子叠片例如通过焊接紧固在一起。在一个步骤中，转子安装到轴上以形成叠片式转子组件。所述轴可形成毛边/毛刺(be burred)以使所述轴与叠片式转子叠片更好地接合。所述方法还可以包括也对转子施加耐磨涂层。

[0007] 在一个实施例中，各转子叠片还可设置有第一标记(index)结构，该第一标记结构构造成与心轴上的第二标记结构对齐。在这样的构型中，用于构造叠片式转子组件的第二方法可包括提供具有第一标记结构的多个转子叠片和提供具有第二标记结构的心轴的步骤。在第二方法的一个步骤中，将转子叠片堆叠到心轴上，使得心轴延伸穿过各叠片的中心开口并且使得各转子叠片的第一标记结构与心轴的第二标记结构对齐。在一个实施例中，第二标记结构沿心轴的长度延伸并且平行于心轴的纵向轴线，使得将形成直转子。在一个实施例中，第二转位结构沿心轴的长度延伸并具有螺旋形状，使得将形成螺旋转子。

[0008] 在第二方法的一个步骤中，转子叠片例如通过焊接被紧固在一起。在第二方法的一个步骤中，从转子叠片去除心轴。在一个实施例中，设置了从组装好的转子叠片压出心轴的抽取工具。在第二方法的一个步骤中，将可设置有毛边的轴插入到转子片的中心开口内以形成转子组件。与第一方法一样，在第二方法中可给组装的转子施加耐磨涂层。在第二方法的一个步骤中，可例如通过在堆叠的转子叠片中钻孔来设置平衡孔，以使转子组件旋转平衡。

[0009] 结合附图通过下面用于实施本发明的最佳方式的详细描述，本发明的以上特征和优点以及其它特征和优点将更容易被理解。

附图说明

[0010] 图1是根据本发明原理的低惯量叠片式转子组件的透视图。

[0011] 图2是可用于图1所示的转子组件中的转子叠片的俯视图。

[0012] 图3是图2所示的转子叠片的侧视图。

[0013] 图4是可用于图1所示的转子组件中的转子叠片的俯视图。

[0014] 图5是可用于图1所示的转子组件中的转子叠片的俯视图。

[0015] 图6是去除轴后的一体式转子的透视图。

[0016] 图7是其上可以安装图2-5中的转子叠片的轴的透视图。

[0017] 图8是在模锻工艺中图7所示轴的端视图。

[0018] 图9是用于制造叠片式转子的方法的示意图。

[0019] 图10是具有可包括图1中所示类型的转子组件的流体膨胀机和压缩机的车辆的示意图。

[0020] 图11是用于制造叠片式转子的第二方法的示意图。

[0021] 图12是可用于制造图10中所示的叠片式转子的第二方法中的转子组装装置的透视图。

[0022] 图13是转子叠片与心轴对齐后的图12中所示的转子组装装置的透视图。

[0023] 图14是转子叠片与心轴对齐后的图12中所示的转子组装装置的透视图。

[0024] 图15是转子叠片与心轴对齐并且转子叠片围绕心轴安装后的图12中所示的转子组装装置的透视图。

[0025] 图16是两个转子叠片围绕心轴安装后的图12所示的转子组装装置的透视图。

[0026] 图17是多个转子叠片围绕心轴安装形成完整转子后的图12所示的转子组装装置的透视图。

[0027] 图18是附加基部固定到组件上以使得转子叠片可被紧固在一起形成一体式转子后的图17所示的转子和转子组装装置的透视图。

[0028] 图19是基部已从心轴去除并且叠片可被紧固在一起的完整的转子的透视图。

[0029] 图20是安装在心轴抽取工具中的一体式转子和心轴的透视图。

具体实施方式

[0030] 将参考附图详细描述各种实施例，其中在附图中相同/相似的附图标记代表相同/相似的部件和组件。对多个实施例的提及并不限制所附权利要求的范围。另外，说明书中给出的任何例子不用于限制本发明，而仅仅是给出用于所附权利要求的很多可能的实施例中的一些。参考附图，其中在附图中相同/相似的附图标记代表相同/相似或类似的构件。

[0031] 转子结构

[0032] 参见图1，示出了完整的叠片式转子组件5。如图所示，叠片式转子30包括被安装到公共轴38上的多个堆叠的转子叠片200。在所示的实施例中，转子叠片200被旋转地堆叠，从而使转子组件30具有带恒定螺旋角的螺旋转子。采用术语“旋转地堆叠”表示所述叠片相对彼此旋转地偏移，从而使得一个转子叠片不完全覆盖相邻转子叠片。通过堆叠转子叠片200从而使得相邻转子叠片200彼此完全覆盖的方式，叠片式转子30还以直转子的形式被提供。

[0033] 图2-5中示出了转子叠片200的多个例子。如所示，转子叠片200具有从中心轴线X延伸到相应的顶端部203-1，203-2，203-3(统称顶端203)的三个径向间隔开的凸角202-1，202-2，202-3(统称为凸角202)。在一个方面，凸角202具有或限定出凸形轮廓，且根部204具有或限定出凹形轮廓，它们共同限定出转子叠片200的外周206。

[0034] 如所示，凸角202被相邻的根部204-1，204-2，204-3(统称为根部204)以第一分隔角a1等间距隔开。在所示实施例中，分隔角a1大约120度。虽然示出了三个凸角，应当理解，可以相应分隔角提供更少或更多的凸角，例如，分隔角为180度的两个凸角，分隔角为90度的四个凸角，分隔角为72度的五个凸角，以及分隔角为60度的六个凸角。当被堆叠在一起以形成转子30时，每个转子叠片200的中心轴线X分别与轴线X1，X2同轴。

[0035] 每个转子叠片200还具有由第一厚度t1分隔开的第一侧208和第二侧210。在一个实施例中，厚度t1为大约0.25毫米(mm)。然而，应当指出可以使用其它厚度，例如，在大约0.1mm到大约1mm之间的厚度，和在大约0.1mm到大约0.5mm之间的厚度。每个叠片200还被示出设有在第一侧和第二侧208，210之间延伸的中心开口212，其中该中心开口212以中心轴线X为中心。

[0036] 标记结构214也可设置在中心开口212附近或设置为其一部分。在所示的实施例中，标记结构214包括分别与凸角202-1、202-2和202-3对齐的三个径向间隔开的凹槽214-1、214-2和214-3。如关于转子组装方法2000更详细地论述的，标记结构214允许转子叠片
200在堆叠或组装过程中相对于彼此对齐。尽管对于标记结构214示出了三个凹槽，应当理解，可设置更多或更少的凹槽或能够执行对齐功能的其它结构，例如朝中心开口212的中心延伸的突片。

[0037] 参见图2所示的转子叠片200，能看到凸角202是完全实心的材料，从而使得延伸穿过转子的厚度t1的开口只有中心开口212。这种类型的凸角被称为实心凸角，具有这种凸角的转子叠片被称为实心凸角转子叠片。然而，转子叠片200可设有在每个凸角内的一个或多个开口。这种类型的凸角可称为空心凸角，而具有这种凸角的转子叠片称为空心凸角转子叠片。

[0038] 参见图4，示出了空心凸角转子叠片200的一个例子，其中每个凸角202设有相应的开口205-1，205-2，205-3(统称开口205)。在一个方面，每个开口205的面积占据由凸角202的外周所限定的凸角202的表面积的大部分。在一个方面，开口205和中心开口212所限定的总开口面积大于转子叠片200的外周206所限定的(转子叠片)总面积。在一方面，开口205配置成使与外周206相邻且靠近顶端部203的凸角202的剩余材料具有大致恒定的宽度w1。在根部204附近，材料宽度被示出为大于第一宽度w1以提高强度。

[0039] 在图4所示的实施例中，开口205和中心开口212的总开口面积为外周206所限定的总面积的约50％，使得转子叠片200相比具有同样中心开口尺寸的实心凸角转子而言少了约50％的材料。转子叠片200中的开口205的尺寸和构型可配置成使得总开口面积为总外周面积的0％到70％，优选为总外周面积的约30％到约60％。换句话说，转子叠片200中的开口205的尺寸和构型可配置成使总材料减少总外周面积的0％到约70％，优选约30％到约
60％。

[0040] 在凸角204中设置开口205，如图4所示，大大减少了形成转子30所需的材料量。相应地，与实心转子或采用实心凸角叠片的叠片式转子相比，转子叠片200的重量以及转子30的重量明显地降低。重要的是，转子叠片200以及组装转子30的惯性力矩或转动惯量相比实心材料转子明显降低。在所示实施例中，转子叠片200和转子30的转动惯量比相同材料制成且具有相同几何构型的实心转子低约45％。转子叠片200中的开口205的尺寸和构型可配置成使得相比实心转子，转动惯量降低0％到约45％，且优选降低约25％到55％。尽管图4和5所示的转子片叠200被示出在每个凸角202中具有一个开口205，可按需在各凸角中设置一个以上的开口，例如每个凸角202中有两个、三个、或四个开口205。虽然图4和5中所示的转子片200被示出在每个凸角202中有一个开口205，但是根据需要可以在每个凸角上设置多于一个的开口，例如，每个凸角202上设有两个、三个、或四个开口205。

[0041] 参见图5，开口205-1，205-2，205-3作为可用于在组装期间确定转子叠片200的几何中心的较小的圆形开口设置。孔205-1、205-2、205-3允许在转子30的组装之后在加工过程中精确地确定和标记转子凸角的中心。在设置了孔205-1、205-2和205-3的情况下，于是对于加工过程可使用参照孔205-1、205-2、205-3的标记工具。

[0042] 由于转子30在由至少一些空心凸角转子叠片200构成的情况下质量下降，转子叠片200可由这样的材料制成，其足以在高温和高负载情况下保持结构完整性，比如具有转子组件5的容积式流体膨胀机20直接接收来自内燃机的排气的情况(后面讨论)。在某些例子中，每个转子叠片200由精密冲裁(fine blank)、冲压、激光或水射流切割金属薄板如不锈钢、碳钢或铝薄板而成。所述材料采用丝网印刷工艺预涂附/镀有铜或镍。

[0043] 转子组装方法1000

[0044] 参见图9，给出了根据本发明的转子组件系统和方法1000的示例。注意到虽然附图概略地示出了按特定顺序的步骤，但是所述流程不必限制为按所示顺序实施。确切而言，至少某些所示步骤可以重叠的方式在不同的顺序中执行和/或同时执行。另外，图8所示的方法实质上是示意性的，在不脱离本发明中心思想的前提下可以结合或更换其它步骤或步骤的组合。

[0045] 在步骤1002中，提供根据之前描述的多个转子叠片200。在步骤1004中，堆叠每个提供的转子叠片200，使得转子叠片侧208，210之一的至少一部分与另一转子叠片侧208，210相邻并接触。在所示实施例中，每个转子叠片200的所述侧208，210完全平坦，从而使得在堆叠时相邻转子叠片之间没有间隙。如所示出的，每个转子叠片200与相邻转子叠片围绕中心轴线X稍微偏移，从而形成螺旋转子30。

[0046] 注意到堆叠转子叠片200的许多构型可以使用组装方法1000。在所示的实施例中，该堆叠可包括在两端的图5所示类型的具有标记孔的封闭凸角转子叠片，其间有图4所示类型的空心凸角转子叠片。在另一实施例中，该堆叠可完全由图4所示类型的空心凸角转子叠片组成。或者，该堆叠可包括在两端的图2所示类型的封闭凸角转子叠片，其间有图4所示类型的空心凸角转子片。在又一种构型中，该堆叠可包括与实心凸角转子叠片交替的空心凸角转子叠片。或者，所述堆叠包括是空心凸角转子叠片的大部分叠片，实心凸角转子叠片沿整个堆叠被间隔地插入，例如，每十个叠片中有一个实心凸角转子叠片，而其余的是空心凸角转子叠片。

[0047] 在步骤1006中，转子叠片200被紧固在一起。堆叠的转子叠片200例如通过焊接固定在一起。在一个例子中，叠片200通过激光焊接被紧固在一起。在另一个例子中，转子叠片200在真空式或连续带式炉中焊接在一起。或者，所述叠片200被电镀然后电阻焊接在一起。
在一个实施例中，转子叠片200通过沿着转子片顶端203以及沿着转子凸角202的每一侧延伸的焊缝/焊接被紧固，总共有横穿转子长度的九条螺旋形焊缝。其它焊接构型和其它附接手段例如粘合剂也是可行的。图6示出了在所述叠片已被堆叠并紧固在一起后的转子30。

[0048] 一旦所述转子叠片200-例如通过上述焊接工艺之一-被紧固在一起，在步骤1008中转子轴38被压到转子30上，从而产生图1所示的转子组件5。在一个实施例中，并从图7和8能看出，转子轴38由模具540形成，从而包括围绕输出轴38以90度间隔设置的多个毛边/毛刺(burrs)542。毛边542的高度设定成在轴38被插入后与形成转子30的叠片200中的中心开口212干涉配合。这允许动力从转子叠片200传递到轴38。

[0049] 在步骤1010中，给转子30的转子叠片200施加涂层。在一个实施例中，所述涂层是耐磨涂层，以允许一对相邻转子30之间的较为紧密的间隙，这对于高温应用尤其有用。

[0050] 转子组件应用

[0051] 上述转子组件5可以被用于涉及旋转装置的多种应用。两种这样的应用是用于流体膨胀机20和压缩装置21(例如增压器)，如图10所示。在一个实施例中，流体膨胀机20和压缩装置21是容积式装置，其中膨胀机20和压缩装置21内的流体输送经过转子30，而体积/容积不变。图10示出了设置在具有车轮12以沿着合适的道路表面运动的车辆10中的膨胀机20和增压器21。车辆10包括接收进气17并产生呈排气15中的高温排气形式的动力装置16。动力装置16可以是内燃(IC)机或燃料电池。

[0052] 如所示，膨胀机20接收来自动力装置排气15的热量，并将热量转换成有用功，该有用功被输送回动力装置16以提高动力装置的整体运行效率。如所配置的，膨胀机20包括壳体23，壳体内设置有具有相互啮合的转子30和轴38的一对转子组件5。具有转子组件5的膨胀机20配置成直接或间接地从排气接收来自动力装置16的热量。

[0053] 直接接收来自动力装置16的排气的流体膨胀机20的一个例子在名称为“EXHAUST GAS ENERGY REVOCERY SYSTEM(排气能量回收系统)”的PCT国际申请PCT/US2013/078037中公开。PCT/US2013/078037的全部内容通过引用合并在此。

[0054] 通过有机朗肯循环间接接收来自动力装置排气的热量的流体膨胀机20的一个例子在名称为“VOLUMETRIC ENERGY RECOVERY DEVICE(容积式能量回收装置)”的PCT国际申请WO2013/130774中公开。WO 2013/130774的全部内容通过引用合并在此。

[0055] 仍参见图10，压缩装置21被示出具有壳体25，壳体内布置有具有相互啮合的转子30和轴38的一对转子组件5。如所配置的，压缩装置由动力装置16驱动。如所配置的，压缩装置21增加了被输送给动力装置16的进气17的量。在一个实施例中，压缩装置21是在名称为“OPTIMIZED HELIX ANGLE ROTORS FOR ROOTS-STYLE SUPERCHARGER(用于罗茨式增压器的优化螺旋角转子)”的美国专利US7,488,164中示出并描述的类型的罗茨式鼓风机。美国专利7,488,164的全部内容通过引用合并在此。

[0056] 材料选择

[0057] 在转子30被布置在壳体诸如壳体23和25内的情况下，必须正确地考虑用于转子和壳体的材料选择，从而保持转子和壳体之间的期望间隙。例如，不正确的材料选择会导致转子在被工作流体(例如，发动机排气)加热时膨胀进入壳体的内壁，由此损坏转子和壳体，并导致装置不能工作。具有合适的相对热膨胀系数的正确材料的选择将使得膨胀状态下的转子不会接触也膨胀的壳体，并且能在更宽的温度范围内保持转子和壳体间的最小间隙以实现最大效率。另外，由于转子被更加直接地接触工作流体(例如排气或朗肯循环中使用的溶剂)，且壳体可将热量辐射给外部，可料到所述转子的膨胀程度大于所述壳体。因此，对于转子选择具有小于壳体的热膨胀系数的热膨胀系数的材料是所期望的。

[0058] 因为转子可设置有空心凸角，所以对于转子可使用具有相对较低热膨胀系数的材料的选择更加广泛，因为由具有相对高密度的转子叠片所制成的空心凸角转子的所形成的转动惯量可等于或小于由具有相对较低密度的材料所制成的铸造、机加工、或叠片式实心凸角转子的转动惯量。例如，带空心凸角的不锈钢转子能够产生的转动惯量基本上类似于铝制的实心凸角转子。同样，所公开的转子设计允许用于转子的更大的材料选择度，这进一步拓宽了用于壳体的多种材料的适用性。

[0059] 在一特定的应用中，转子组件5被用于接收来自内燃机的排气的膨胀机中。在这种应用中，转子叠片200必须由适合于在高排气温度下运行的材料形成，例如不锈钢、钨、钛、和碳素钢。因为转子30可具有空心凸角，所以这些材料能用于高温膨胀机应用，而不会导致转子30的转动惯量对于高效运行来说太高。在一个实施例中，不锈钢转子结合铝壳体使用。因为不锈钢具有比铝低的热膨胀系数，所以壳体和转子两者会膨胀到使得每个部件都膨胀到实现允许最大效率的间隙的程度。当然，基于期望的性能标准，对于转子和壳体材料存在很多其它可能。

[0060] 转子组装方法2000

[0061] 参见图11-24，给出了根据本发明的转子组件系统和方法2000的一个示例。注意到虽然附图概略地示出了特定顺序的步骤，但是所述流程不必限制为以所示顺序实施。确切而言，所示步骤中的至少某些步骤可以重叠的方式在不同的顺序中执行和/或同时执行。另外，图11所示的方法实质上是示意性的，可以结合或更换其它步骤或步骤的组合，而不脱离本发明的中心思想。

[0062] 在步骤2002中，提供转子组装装置300。如图12所示，该转子组装装置包括包括端板302和具有中心开口304a的基板304。还设有从基板302延伸的心轴306。参见图13，可见基板304安装在心轴306上并与端板302靠接。如图12所示，心轴具有包括突起部308-1、308-2和308-3的标记结构308。如所示，突起部308沿心轴306的长度设置并围绕心轴306缠绕形成螺旋，以使得可形成螺旋转子30。然而，注意到突起部308可设置为平行于心轴306的长度延伸的直突起部，使得可形成直转子30。

[0063] 标记结构308构造成与各转子叠片200的标记结构214接合，使得当转子叠片200堆叠到心轴308上时，突起部308-1与凹槽214-1对齐，突起部308-2与凹槽214-2对齐，且突起部308-3与凹槽214-3对齐。还注意到，标记结构308可设有代替突起部的凹部或通道，以与将设置在转子叠片200上的相应突片协作。

[0064] 在所示的特定实施例中，标记结构308将给组装转子30赋予逐渐螺旋的扭转，其将具有由标记结构308限定的螺旋角。转子30的总扭转角可由堆叠的转子叠片200的总数限定且螺旋角由标记结构308限定。在所示的实施例中，由心轴的标记结构308限定的螺旋角是恒定的。然而，由心轴306上的标记结构308限定的螺旋角可沿心轴306的长度增大或减小，以使得可在堆叠的转子叠片200上赋予可变螺旋角。

[0065] 在步骤2004中，提供根据之前描述的多个转子叠片200。在步骤2006中，将所提供的各转子叠片200被堆叠到心轴306上，使得心轴306延伸穿过转子叠片200的各中心开口212并且标记结构308、214对齐。参见图14，可见图11所示类型的第一转子叠片200a与心轴
306对齐。图15示出安装在心轴306上的图5所示的转子叠片200a，其中图4所示类型的第二转子叠片200b与心轴306对齐。图16示出第二转子叠片200b邻近第一转子叠片200a安装在心轴306上。图17示出在该点——其中对于共125个堆叠的转子叠片200而言，多个第二转子叠片200b已被堆叠在一起，另外两个第一转子叠片200a搁靠在堆叠的顶部上——的方法。
由于心轴306上的螺旋标记结构308，可见各转子垫片200围绕中心轴线X从相邻的转子叠片稍微偏移以形成螺旋转子。如所配置的，各堆叠的转子叠片200以相邻叠片之间不存在间隙的方式与另一转子叠片200相邻。

[0066] 注意到堆叠转子片200的许多构型可以使用组装方法2000。在所示的实施例中，该堆叠可包括在两端的具有图5所示类型的标记孔的封闭凸角转子叠片，图4所示类型的空心凸角转子片位于其间。在另一实施例中，该堆叠可完全由图4所示类型的空心凸角转子叠片组成。或者，该堆叠可包括在两端的图2所示类型的封闭凸角转子叠片，其间有图4所示类型的空心凸角转子叠片。在又一种构型中，该堆叠可包括使用实心凸角转子叠片替代空心凸角转子叠片。或者，所述堆叠可包括大部分是空心凸角转子叠片的叠片，实心凸角转子叠片沿整个堆叠被间隔地插入，例如，每十个叠片中有一个实心凸角转子叠片，而其余叠片的是空心凸角式。

[0067] 在步骤2008中，如图18所示将转子叠片200紧固在一起。在一个实施例中，最初通过将顶板310安装在心轴306上并利用套管312和螺母314紧固顶板310来将转子叠片200紧固在一起。当螺母被拧紧时，压缩力经由顶板310、底板304和心轴306施加在堆叠的转子叠片上。堆叠的转子叠片200然后可例如通过焊接进一步紧固在一起。在一个例子中，多个叠片200通过激光焊接紧固在一起。在另一个例子中，多个转子叠片200在真空式或连续带式炉中焊接在一起。或者，所述叠片200被电镀然后电阻焊接在一起。在一个实施例中，转子叠片200通过沿着转子叠片顶端203以及沿着转子凸角202的每一侧延伸的焊缝/焊接固定，总共有横穿转子长度的九条螺旋形焊缝。其它焊接构型和其它附接手段例如粘合剂也是可行的。

[0068] 一旦转子叠片200例如通过上述焊接方法之一被紧固在一起，则可从端板302、基板304和顶板306去除转子叠片200和心轴306，如图19所示。在步骤2010中，利用重新配置为抽取工具的转子组装装置300从紧固的转子叠片200抽取心轴306，其中第一端板302经由多个连杆322紧固到第二端板320上。然后可设置推杆324，其迫使心轴穿过堆叠的转子叠片200以得到图21所示的堆叠转子叠片组件。

[0069] 在步骤2012中，将转子轴38压入堆叠的转子叠片组件中以形成如图1所示组装转子30。在步骤2014中，给转子30的转子叠片200施加涂层。在一个实施例中，所述涂层是耐磨涂层，以允许两个相邻转子30之间有较为紧密的间隙，这在高温应用中是尤其有用的。在步骤1016中，使转子组件5平衡。在一个实施例中，通过从一个或多个转子叠片200的一个或多个凸角选择性地去除材料来使转子组件5平衡。

[0070] 虽然详细地描述了用于实施本发明教导的很多方面的最佳模式，但是这些教导相关领域技术人员还能认识到在所附权利要求的范围内的用于实施本发明的教导的多个替换发面。