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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rotoren für Exzenterschneckenpumpen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rotoren von Exzenterschneckenpumpen, bei denen von einem rohrförmigen Halbfabrikat ausgegangen wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Rotoren der Exzenterschneckenpumpen haben gewöhnlich die Form einer einfachen Schraube mit abgerundetem Gewinde. Für eine gute Funktion der Rotoren in den Pumpen ist es erforderlich, dass die Rotoren eine möglichst geringe Schwungmasse aufweisen, da eine grosse Schwungmasse verhältnismässig viel Lärm macht und weil von ihr auch die Standzeit der Pumpe und deren Leistung abhängt. Deshalb werden Rotoren durch Abbohren eines Teiles des Materials in dem Rotoreninneren entlastet. Bei grossen Rotorenquerschnitten ist jedoch diese Materialentnahme nicht ausreichend, da ein grosser Teil des Materials in dem Gewinde übrigbleibt. Das macht die Herstellung von grossen Rotorenpumpen unmöglich, da die Umfangs-Trägheitskräfte der Rotoren bei der schwingenden Drehbewegung äusserst ungünstig sind. Die Rotoren kleinerer Pumpengrössen werden aus vollen Stangen mittels Drehen bzw.
Runddrehen auf Spezialmaschinen hergestellt. Die Herstellung ist dabei nicht nur äusserst mühselig und anspruchsvoll, sondern auch schwierig, denn sie erfordert wegen der notwendigen Qualität der zu bearbeitenden Oberfläche einen Punktstoss des Werkzeuges mit dem zu bearbeitenden Gegenstand. Dieser Umstand beeinflusst wieder ungünstig die Lebensdauer des Werkzeuges, dessen Schneide sich rasch abnutzt und dessen Punktstoss sich im Laufe der Bearbeitung in eine ungleichmässige Fläche verwandelt, welche die geometrische Form des Erzeugnisses ungünstig beeinflusst.
Aus den oberwähnten Gründen ist es vorteilhafter, die Rotoren aus Rohren herzustellen. Es ist ein Verfahren zur Herstellung der Rotoren aus rohrförmigen Halbfabrikaten bekannt, bei dem von Rohren mit grosser Wandstärke ausgegangen wird, die auf Spezialmaschinen entsprechend verformt werden. Dieses Verfahren ist nicht hur sehr aufwendig, sondern bringt auch einen erheblichen Materialverlust mit sich. Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, dass die Rotoren durch Verformen mittels eines Druckmediums unter Verwendung von Spezialapparaturen und Formen hergestellt werden, wie dies z. B. in der brit. Patentschrift Nr. 629, 454 beschrieben ist.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass keine gleichmässige Wanddicke erzielt werden kann bzw. es unmöglich ist, einen Rotor mit beliebigem Verhältnis zwischen Exzentrizität und Aussendurchmesser des Rohres herzustellen.
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile dieser bekannten Lösungen zu vermeiden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Halbfabrikat unter Drehung allmählich schrittweise in die Einrichtung eingeführt wird, in dieser zentrisch radial, vorzugsweise auf kaltem Wege gepresst wird, wobei der schrittweise Vorschub vom Presshub verursacht wird.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist die Verformungsvorrichtung einen hohlen Körper auf, in dessen durchgehendem Hohlraum backenartige Verformungselemente angeordnet sind, die aus einem Anlaufteil und einem Kalibrierteil von spindelartiger Form bestehen und die pressenseitig mit einer Druckeinlage mit Eintrittsöffnung und auslaufseitig über ein abgefedertes Hebeelement mit Stützunterlage mit einer Fundamentplatte für den Körper in Verbindung stehen.
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Die Vorteile der Erfindung werden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert : Es zeigen : Fig. 1 eine Verformungsvorrichtung mit Kegelbacken im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie A-A in Fig.1, Fig.3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit gegenüber Fig. 1 entgegengesetzt gelagerten kegelförmigen Verformungsbacken und Fig. 4 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit mittels Hebeleinrichtung betätigten Verformungsbacken.
Gemäss Fig. 1 bis 4 besteht die Verformungsvorrichtung aus einer Grundplatte-20-, an der der hohle Körper --21-- der Vorrichtung, gewöhnlich zylindrischer Aussenform, befestigt z. B.
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In der zylindrischen Aussparung ist ein abgefedertes Hebeelement-24-z. B. eine Gummiplatte und darauf eine Stützunterlage --25-- so gelagert, dass zwischen der Stützunterlage --25-- und dem Boden der zylindrischen Aussparung --22-- ein Spiel --26-- entsteht. Auf der Stützunterlage - sind die Stirnseiten der Verformungselemente--27--, die in diesem Falle als drei kegelförmige Verformungsbacken ausgebildet und in der kegelförmigen Bohrung --23-- des Körpers - untergebracht sind, angeordnet.
Die Verformungselemente --27-- weisen innen einen durchgehenden Hohlraum --28-- auf, der aus einem Anlauf teil --29-- an der äusseren
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durchgehenden Öffnungen --34-- sind gleichfalls in der Stützunterlage--25--, in dem abgeferten Hebeelement --24-- und in der Grundplatte --20-- angebracht, Durch diese durchgehenden Öffnungen --34-- geht das verformte rohrförmige Halbfabrikat hindurch. Die Verformungsbacken der Verformungselemente--27--weisen auf den Seiten-Stossflächen, d. h. in den Teilebenen - 35-- Bohrungen für die elastischen Abdrückelemente-36--, z.
B. Spiralfedern auf, welche das Öffnen der Backen sichern, sobald der Druck der Presse nachlässt und die Kraft des abgefederten Hebeelementes-24-zu wirken beginnt.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung arbeitet so, dass bei der Verformung das zu verformende Rohr unter ständigem Drehen allmählich schrittweise je nach dem Anhub der Presse zwischen die
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--27-- hineingedrücktVerformungselemente--27--besorgt das abgefederte Hebeelement --24-- über die Stützunterlage --25--. sobald die Druckwirkung der Presse nachlässt. Auch bei dieser Rückbewegung gleiten die Verformungselemente --27-- entlang der Kegelfläche der kegelförmigen Bohrung --23-- des Körpers--21--, da deren Öffnen von den elastischen Abdrückelementen--36--beeinflusst wird. Beim öffnen der Verformungselemente --27-- lockert sich gleichfalls das von ihnen verformte Rohr.
Bei einem weiteren Druckhub der Presse wird das Rohr wieder eingeklemmt, um einen weiteren Schritt vorgeschoben und gleichzeitig weiter verformt.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung kann verschiedene Ausführungsalternativen aufweisen. In einigen Fällen ist es von Vorteil, wenn die kegelartige Bohrung --23-- und die Verformungselemente - 27-eine entgegengesetzte Form aufweisen als diejenige, die in der Grundausführung gemäss Fig. l und 2 angegeben ist. Diese Lösung ist schematisch in Fig. 3 veranschaulicht. Voraussetzung ist dabei, dass das abgefederte Hebeelement--24--z. B. eine Blattfeder, die erforderliche Verformungskraft entwickelt, die Rückfuhr und das öffnen der Verformungselemente --27-- wird durch den Druck der Presse besorgt.
Eine andere Ausführungsalternative kann auch so aussehen, dass die Verformungskräfte direkt radial auf die Verformungselemente --27-- wirken, wobei der Vorschub des verformten Rohres um die entsprechenden Schritte von einer andern Einrichtung ausgeführt wird.
Gemäss Fig. 4 ist die die Öffnungs- bzw. Schliessfungktion der Verformungselemente-27-sichernde kegelartige Bohrung --23-- durch einen Hebelmechanismus --37-- ersetzt, wobei die Verformungselemente--27--in beiden Bewegungsrichtungen zwangsgesteuert sein können. Diese Zwangsbewegung kann direkt von der Presse abgeleitet werden. Bei dieser Anordnung hat die Bohrung im Körper --21-- des Werkzeuges eine zylindrische Form und ist so ausgeführt, dass zwischen den
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Verformungselementen-27-ein für die Axialbewegung und für das öffnen der Verformungselemente--27--ausreichendes Spiel vorhanden ist.
Als abgefederte Hebeelemente --24-- können nicht nur Gummiplatten, sondern auch Metallfeder verwendet werden. Die zum Schliessen bzw. öffnen der Verformungselemente-27-dienenden Kegelflächen können auch durch Keilflächen, Nocken, Exzenter usw. ersetzt werden.
Ausserdem kann die Einrichtung gemäss der Erfindung im Bedarfsfalle mit einer die Zugabe und das Drehen des zu verformenden Rohres sichernden Vorrichtung gegebenenfalls auch mit einer Poliervorrichtung zur weiteren Erhöhung der Oberflächenqualität versehen sein.
Mittels des Verfahrens und der Vorrichtung gemäss der Erfindung können nicht nur Rohre, sondern auch Stangen kalt-bzw. warmverformt werden. Das setzt jedoch eine entsprechende Dimensionierung der einzelnen Funktionsteile des Werkzeuges bezüglich der Masse und der Qualität des Materials voraus. Die Verformungsrohre und das Stangenmaterial können beliebig lang sein. Für die Verformung können sämtliche verformungsfähige Materialien verwendet werden, z. B. Stahl, rostfreie Materialien, Buntmetalle, Kunststoffe usw.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Rotoren für Exzenterschneckenpumpen, bei denen von einem
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rohrförmige Halbfabrikat unter Drehung allmählich schrittweise in die Einrichtung eingeführt wird, in dieser zentrisch radial, vorzugsweise auf kaltem Wege gepresst wird, wobei der schrittweise Vorschub vom Presshub verursacht wird.