CN105579172A - 用于在偏心螺杆泵的定子中制造空腔的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在偏心螺杆泵的定子内制造空腔(14)的方法，其中，利用工具(11)在定子坯件(10)内部去除材料。为了如此改善所述方法，即能够在一个生产工序中制造出非常长的定子，本发明建议：所述工具(11)在定子坯件(10)内部进行通过第一轴(12)实现的旋转运动以及绕着第二轴(13)的偏心运动，其中，定子坯件(10)和工具(11)相向运动。本发明还涉及一种用于实施所述方法的装置。

Description

用于在偏心螺杆泵的定子中制造空腔的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于在偏心螺杆泵的定子中制造空腔的方法，其中，利用工具在定子坯件内部去除材料。

本发明还涉及一种用于实施所述方法的装置。

背景技术

开头提到类型的方法由现有技术已知。

偏心螺杆泵此外用于连续地输送粘稠的流体。这些偏心螺杆泵具有定子和可旋转地支承在定子中的、螺旋形蜿蜒的转子，使得在制造偏心螺杆泵定子时在定子坯件内加工出具有对应的内壁结构的螺旋形蜿蜒的空腔。

一种用于制造定子的传统方法规定，首先制出定子坯件，随后例如机加工该定子坯件以便形成期望的内壁结构。待制造的定子的轴向长度越大，这种机械加工就越难，尤其是因为传统的加工装置不能在不发生加工装置横向于其纵向走向弹性变形的情况下吸收在加工时产生的横向力。但由于该变形不始终保证精确地加工定子坯件。

用于制造偏心螺杆泵定子的其它方法包括电的或电化学的去除方法、例如电腐蚀或电化学腐蚀。在这些方法的范围内，尤其是定子由金属材料制成。但在电化学腐蚀时出现逐渐升温，由此在冷却过程之后产生不期望的锥形孔。

与所有用于制造偏心螺杆泵定子的传统方法相关联的一个重要缺点是：仅能制成相对短的定子或必须组装多个定子段来提供对于偏心螺杆泵足够长的定子，这又是成本高的且需要附加的结构费用。

发明内容

因此，本发明的任务在于，这样改进开头提到类型的方法，使得能够在一道加工工序的范围内由一种材料、如金属、塑料等制造出在原则上几乎不限长的定子。

该任务利用权利要求1的特征来解决。本发明的有利方案由从属权利要求得到。

本发明规定，所述工具在定子坯件内部进行通过第一轴实现的旋转运动以及绕着第二轴的偏心运动，其中，定子坯件和工具相向运动。

本发明的基本思想在于，通过一个偏心孔构成与位于偏心螺杆泵内的转子的偏心运动相对应的空腔。由于工具在定子内部进行通过第一轴实现的旋转运动以及定子坯件和工具的相向运动，此外引起：工具连续地在定子坯件内部引导并且因而进行持续的材料去除。优选多刃的工具、有利地具有四至五个刃的工具在此基于进给实施冲击运动。

在偏心螺杆泵中，转子和定子优选处于钢制套筒中。转子的旋转轴线在此不是套筒的对称轴线。转子更确切地说“偏心”地旋转。通过工具的偏心运动以及定子坯件和工具的相对运动形成与转子的偏心运动相对应的空腔。因而本发明的优点尤其是在于：可通过钻孔由唯一一个材料块制成非常长的定子。

本发明的另一个优点在于，所述工具通过至少两个配合作用的轴的叠加来运动，以便在定子坯件内部进行确定的加工。由此，工具的对于加工所需的复杂运动过程也可分解为两个不太复杂的运动，这些运动由配合作用的轴来执行。由此也可使用相对简单的驱动装置来驱动轴。在按本发明的方法中还可能的是，使用功率设计得不太高的驱动装置或者驱动器，这同样是相对于其它制造方法的成本优势。

已证明的是，通过改变在定子坯件和工具的偏心运动之间的转速比会引起定子的上升。因此，本发明的一种有利方案规定，定子坯件进行旋转运动。定子坯件的旋转运动构成用于设定在定子和工具的偏心运动之间的转速比的前提条件。

本发明的一种可实践的变型方案规定，工具在定子坯件的完整旋转期间进行至少两个完整的偏心运动。该转速比导致：除了在定子坯件内部构成长孔外也可在定子坯件内部构成内摆线成型部，该成型部也可包括对于偏心螺杆泵典型的螺旋走向。

有利地，所述运动在导向管内部或支承轴内部进行。优选地，导向管或支承轴在此可旋转。

为了确保在定子坯件内部的持续的材料去除，本发明的另一种有利设计方案规定，工具在定子坯件内部沿着定子坯件被引导。对此优选也有利的是，定子坯件和/或工具进行轴向进给运动。此外，通过使定子坯件进行轴向进给运动确保对称轴线是规定的，从而工具的偏心运动可以持续地执行。有利地，第一轴和第二轴以及导向管或支承轴彼此平行延伸。

优选地，工具的偏心回转由偏心轴驱动。但也可设想，工具的偏心回转由偏心于定子坯件的对称轴线设置的可旋转的轴来驱动。

为了驱动第一轴和第二轴，可设置专门用于此的驱动装置。

最后，本发明也规定一种用于实施所述方法的装置。按本发明的装置包括能以其驱动端部耦合到第一驱动装置上的支承轴、能以其驱动端部耦合到第二驱动装置上的驱动轴和加工工具，所述支承轴能借助于第一驱动装置绕着其纵轴线旋转，所述驱动轴能借助于第二驱动装置绕着其纵轴线形锁合地并且相对于支承轴可旋转地设置在支承轴的孔中，所述加工工具无相对旋转地与驱动轴的能插入空心体中的加工端部连接并且经由该驱动轴绕着驱动轴的纵轴线可旋转地被驱动，其中，所述驱动轴的纵轴线与支承轴的纵轴线相交于一点或者与支承轴的纵轴线斜交地设置。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例详细说明本发明。附图示意性地：

图1a至1d示出根据本发明的方法；

图1e示出用于按本发明的装置的第一实施例的透视图；以及

图2a至5b示出图1e中的按本发明装置的不同加工状态。

具体实施方式

图1a至1d以剖视图示出工具在定子坯件10内部的运动过程的瞬时图像，该工具用于制造用于偏心螺杆泵的定子。

为了制造定子，设置一种工具，该工具在图1a至1d所示的本发明实施方式中作为铣削装置存在并且设有附图标记11。此外，在按本发明的方法的范围内设有第一轴12，通过该第一轴来驱动在定子坯件内部的旋转的工具11。

工具11的另一个运动以偏心运动的形式存在并且更确切地说以绕着第二轴13的偏心运动的形式存在，该第二轴不与定子坯件10的对称轴线重合。定子坯件10进行另外的运动并且更确切地说以轴向进给运动和旋转运动形式的运动。不仅针对定子坯件10的运动而且针对工具11绕着第一轴12的旋转运动以及工具11绕着第二轴13的偏心运动设有对应的在图1a至1d中未示出的驱动装置。

所述方法以如下方式开始：定子坯件10和旋转的工具11相向运动，并且同时旋转的工具11在定子坯件10内部被第一轴12驱动且绕着第二轴13(偏心轴)进行偏心运动。通过定子坯件10的开始的进给运动实现工具11在定子坯件10内部并且沿着定子坯件被引导，这伴随着在定子坯件10内部的材料去除。由此，在定子坯件10内部形成空腔14，该空腔在横截面中具有对于偏心螺杆泵典型的长孔形状。

如图1a至1d另外示出，工具11在定子坯件10旋转期间进行偏心运动。由此，在定子坯件10的规定的轴向进给运动时此外实现对于偏心螺杆泵定子典型的螺旋形空腔14，该空腔在图1a至1d中显示为以横截面示出的长孔。

定子坯件10和工具11的运动相互协调。在所述方法开始时，工具11位于中央、即位于导向管15和定子坯件10的中心。工具11在偏心运动的范围中进行90°旋转导致，定子坯件10在其旋转运动中已旋转45°。定子坯件10旋转135°又对应于工具11绕着第二轴13旋转270°。定子坯件10进一步旋转总共180°伴随着工具11旋转360°，从而工具11占据在图1c中所示的居中位置。

在定子坯件10和偏心运动的工具11之间的相互协调的另外的运动状态由图1d得到。图1d示出，工具11已再次继续运动，这伴随着重新的定子坯件定向。

定子坯件10的旋转运动和工具11的偏心运动在此这样协调，使得在360°的定子定向时、即在定子坯件10完整的旋转时，工具11在定子坯件10内部设置在中央，即工具已进行两个各360°的完整的偏心旋转。

通过定子坯件10的轴向进给运动以及绕着第一轴12的旋转的定子运动以及绕着第二轴13的偏心的定子运动的配合作用，在同时设定在定子坯件10和第二轴13之间的转速比的情况下，在定子坯件10内形成与在偏心螺杆泵中的转子的螺旋形走向相对应的空腔14。

图2透视性示出按本发明的装置1的第一实施例。所述装置1包括长形构造的外轴2，该外轴对应于在图1中的导向管15，该外轴具有在右侧示出的加工端部和在左侧示出的驱动端部，该装置包括支承轴3，在该支承轴右侧可见加工端部并且在该支承轴左侧可见驱动端部的一部分，并且该装置包括驱动轴4，在该驱动轴左侧可见加工端部并且在该驱动轴右侧可见驱动端部的一部分，其中，在支承轴3(其对应于在图1中的第二轴13)的加工端部上无相对旋转地设有加工工具5，该加工工具对应于在图1中的工具11。支承轴3形锁合地并且绕着其纵轴线可旋转地设置在外轴2内的孔中，在此，支承轴3的纵轴线与外轴2的纵轴线平行且间隔开地设置。驱动轴4(其对应于图1中的第一轴12)形锁合地并且绕着其纵轴线可旋转地设置在支承轴3内的孔中，在此，驱动轴4的纵轴线与支承轴的纵轴线相交地设置。

轴2、3和4的在右侧示出的驱动端部构造用于分别与一个未示出的驱动装置连接，经由该驱动装置可以使相应的轴绕着其纵轴线旋转。但也可能的是，轴2、3和4的驱动端部与至少一个未示出的延长件连接，该延长件具有三个对应的可旋转的轴，由此可在整体上延长装置1的长度，以便也能够通过希望的方式和方法加工具有更大轴向长度的空心体。通过该方式可使装置1的长度简单地适配于不同的使用条件。驱动装置根据上述实施形式与最后的延长件的轴的自由端部连接。

图2a示出在第一加工状态中的图1所示装置1的前视图。尤其是可以看到各个轴2、3和4相互间的非同心布置。构造为铣削工具的加工工具5具有大于支承轴的外径的作用直径。在装置1的所示的初始位置中，加工工具5的旋转轴线大致与外轴2的纵轴线一致。

图2b示出在图2a所示加工位置中的图1所示装置1的根据图2a所示箭头6的局部透明的侧视图。由此，轴2、3和4相互间的布置更为清晰。此外可见，驱动轴4形锁合地容纳在支承轴3中并且支承轴3形锁合地容纳在外轴2中。

图3a示出在第二加工状态中的图1中所示装置1的前视图，该加工状态从图2a和2b所示的第一加工状态出发通过支承轴3顺时针旋转90°得到。

图3b示出在图3a所示加工位置中的图1所示装置1的根据图3a所示箭头7的局部透明的侧视图。在此可见，驱动轴4这样相对于支承轴3设置，使得它们的纵轴线相交。驱动轴4的在左侧示出的驱动端部同心地从支承轴3的在左侧示出的驱动端部突出，而驱动轴4的在右侧示出的加工端部偏心地从支承轴3的在右侧示出的加工端部突出。

图4a示出在第三加工状态中的图1所示装置1的前视图，该加工状态从图3a和3b所示的第二加工状态出发通过支承轴3顺时针旋转90°得到。

图4b示出在图4a中所示加工位置中的图1所示装置1的根据图4a所示箭头8的局部透明的侧视图。所述侧视图对应于在图1b中示出的附图，在那里不能看到驱动轴4尤其是在其加工端部上进一步远离观察者地设置。

图5a示出在第四加工状态中的图1所示装置1的前视图，该加工状态从在图4a和4b中所示的第三加工状态出发通过支承轴3顺时针旋转90°得到。

图5b示出在图5a中所示加工位置中的图1所示装置1的根据图5a所示箭头9的局部透明的侧视图。图5b大致对应于图3b，但支承轴3在其旋转了180°的位置中示出，由此驱动轴4并且因而加工工具5已移位。

Claims (19)

1.用于在偏心螺杆泵的定子中制造空腔(14)的方法，其中，利用工具(11)在定子坯件(10)内部去除材料，其特征在于，所述工具(11)在空腔(14)内部进行通过第一轴(12)实现的旋转运动以及绕着第二轴(13)的偏心运动，其中，定子坯件(10)和工具(11)相向运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定子坯件(10)进行旋转运动。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述运动在导向管(15)或支承轴内部进行。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，设定在定子坯件(10)和第二轴(13)之间的转速比。

5.根据权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述工具(11)在定子坯件(10)的一个完整的旋转期间进行至少两个完整的偏心运动。

6.根据权利要求3至5之一所述的方法，其特征在于，所述第一轴(12)和第二轴(13)以及导向管(15)或支承轴彼此平行地延伸。

7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述定子坯件(10)和/或工具(11)进行轴向进给运动。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述工具(11)在定子坯件(10)中沿坯件(10)被引导。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述工具(11)的偏心回转由偏心轴驱动。

10.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述第一轴(12)耦联到第一驱动装置上。

11.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述第二轴(13)耦联到第二驱动装置上。

12.用于实施根据权利要求1至11之一所述的方法的装置(1)，其特征在于，所述装置包括能以其驱动端部耦合到第一驱动装置上的支承轴(3)、能以其驱动端部耦合到第二驱动装置上的驱动轴(4)和加工工具(5)，所述支承轴能借助于第一驱动装置绕着其纵轴线旋转，所述驱动轴能借助于第二驱动装置绕着其纵轴线形锁合地并且相对于支承轴可旋转地设置在支承轴(3)的孔中，所述加工工具无相对旋转地与驱动轴(4)的能插入空心体中的加工端部连接并且能经由该驱动轴绕着驱动轴(4)的纵轴线旋转地被驱动，其中，所述驱动轴(4)的纵轴线与支承轴(3)的纵轴线相交于一点或者与支承轴(3)的纵轴线斜交地设置。

13.根据权利要求12所述的装置(1)，其特征在于，所述驱动轴(4)的驱动端部同心地从支承轴(3)的驱动端部突出并且驱动轴(4)的加工端部偏心地从支承轴(3)的能插入空心体中的加工端部突出。

14.根据权利要求12所述的装置(1)，其特征在于，所述驱动轴(4)的驱动端部偏心地从支承轴(3)的驱动端部突出，并且所述驱动轴(4)的加工端部同心地从支承轴(3)的能插入空心体中的加工端部突出。

15.根据权利要求12至14之一所述的装置(1)，其特征在于，所述驱动轴(4)沿其纵轴线相对于支承轴(3)可调整地设置。

16.根据权利要求12至15之一所述的装置(1)，其特征在于，所述装置包括外轴(2)，其中，支承轴(3)形锁合地并且绕着其纵轴线相对于外轴(2)可旋转地设置在外轴(2)内的孔中。

17.根据权利要求16所述的装置(1)，其特征在于，所述支承轴(3)的纵轴线与外轴(2)的纵轴线平行且间隔开地设置，其中，所述外轴(2)能以其驱动端部耦联到第三驱动装置上，利用该第三驱动装置能使所述外轴绕着其纵轴线旋转。

18.根据权利要求16或17所述的装置(1)，其特征在于，所述装置构造成，使得加工工具(5)的旋转轴线在支承轴(3)绕着其纵轴线完整的旋转期间经过外轴(2)的纵轴线。

19.根据权利要求12至18之一所述的装置(1)，其特征在于，所述加工工具(5)是铣削工具，该铣削工具的作用直径大于支承轴(3)的外径。