DE3724023A1

DE3724023A1 - Verfahren zur herstellung von statoren fuer exzenterschneckenpumpen

Info

Publication number: DE3724023A1
Application number: DE19873724023
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Jaeger Gummi GmbH and Co KG
Current assignee: Jaeger Gummi GmbH and Co KG
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1987-07-21
Publication date: 1989-02-02
Also published as: DE3724023C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus Gummi od. dgl. bestehenden, mit einem rohr förmigen Mantel versehenen Statoren für Exzenter schneckenpumpen, wobei der Stator einen den schnecken förmigen Rotor aufnehmenden lichten Raum in Form eines zweigängigen Steilgewindes aufweist und dieser Raum eine Querschnittsfläche hat, die im wesentlichen von einer Rechteckfläche und zwei an deren gegenüber liegenden gedachten Kanten anschliessenden Halbkrei sen gebildet ist.

Zur Herstellung, also zur Verpressung und zur Vulkanisation dieser Statoren werden Dorne verwendet, die den oben erwähnten lichten Statorraum abformen sollen. An sich ist eine derartige Herstellung genau, die Schwierigkeiten entstehen indes durch die für die verschiedenen Pumpen erforderlichen unterschiedlichen elastischen Werkstoffe, die sich insb. durch ihre Schrumpfungseigenschaften unterscheiden. Auch ist die Herstellung der Dorne oder Kerne nicht einfach und zudem teuer.

Aufgrund der Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Demgemäss sollen ein Verfahren und auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen werden, die Statoren höchster Genauigkeit bei unter schiedlichen Werkstoffen und bei geringem Aufwand für die Herstellungsvorrichtungen gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss der lichte Raum des Stators mit Untermass, also zu klein unter Verwendung eines Dornes oder Kernes abgeformt und dann durch Schneiden auf Mass gebracht, das zweckmässigerweise durch eine Stossbewegung vollzogen wird, wobei natürlich das Schneidwerkzeug während des Schneidvorganges eine der Steigung des lichten Raumes entsprechende Verdrehung erfahren muss. Das Untermass soll dabei an jeder Stelle des Umfangs des lichten Raumes etwa 3-8 mm betragen, jedoch können hier werkstoffmässige Abweichungen vorgenommen werden.

Zu diesem Verfahren benötigt man Dorne oder Kerne mit Untermass. Sie können daher grob toleriert sein. Nach dem Abformen, also im Anschluss an eine gehörige Abkühlung des Rotors - wenn Schrumpfungen nicht mehr zu erwarten sind - erfolgt das Schneiden, wobei der lichte Raum sein Endmass erhält. Der nicht zu vermei dende Schrumpf kann also nicht mehr schädlich werden, da die Genauigkeit des lichten Raumes nur noch von derjenigen des Schneidwerkzeuges abhängt. Ggfs. kann man sogar die grob vorgefertigten Statoren auf Lager legen und sie z.B. nach Wochen zur Endfertigung mittels Schneiden abrufen.

Das Schneidwerkzeug erhält zweckmässigerweise eine geschlossene, dem Umfang des lichten Raumes ent sprechende Schneidkante und eine quer verlaufende Schneidkante, mit der der durch die erste Kante geschnittene schlauchförmige abgetrennte Körper geteilt wird, um so die Schneidreste abführen zu können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Statoren für Exzenterschneckenpumpen zum Teil schematisch dargestellt im senkrechten Teilschnitt,

Fig. 2 ein Messer zum Bearbeiten eines Stators, und zwar in der Stirnansicht,

Fig. 3 einen noch unbearbeiteten Stator im Quer schnitt und

Fig. 4 einen Teilschnitt durch das Messer gemäss Fig. 2 entlang der Linie IV-IV.

Der Stator 1 besteht im wesentlichen aus einem Mantel 2 z.B. aus Stahl. und einem den eigentlichen Stator bildenden Gummikörper 3, der aussen durch Vulkanisation oder Kleben mit dem Mantel 2 fest verbundnen ist und einen durchgehenden lichten Raum 4 als den Pumpen hohlraum aufweist. Der Raum 4 hat bei einem Rotor mit schneckenförmiger Gestalt die Form eines zwei gängigen Steilgewindes, dessen Steigung mit S bezeichnet ist. Die Zweigängigkeit und der Exzenter haben einen Querschnitt des Raumes 4 zur Folge, der durch ein Rechteck und an gegenüberliegenden Seiten mit Halb kreisen bestimmt ist.

In üblicher Weise wird der Stator 1 unter Verwendung einer Vulkanisationsform zur Aufnahme des Mantels 2 mit einem eingesetzten Kern gefertigt. Dieser Kern ist jedoch so bemessen, dass das Vulkanisat einen Raum 4 mit Untermass aufweist. Gegenüber dem Fertig mass, das durch einen gestrichelten Linienzug 5 aufge zeigt ist, ergibt sich ein umlaufendes Untermass von etwa 3-6 mm, das jedoch nicht zwingend ist und an andere Verhältnisse angepasst werden kann. Das Untermass ist mit U bezeichnet.

Der so mit Untermass angefertigte Stator 1 wird abge lagert, damit die beim Abkühlen entstehenden Schrumpf spannungen voll wirksam werden können. Wenn keine Schrumpf spannungen mehr zu erwarten sind - Lagerzeiten von meh reren Tagen und Wochen sind durchaus empfehlenswert - erfolgt die Endbearbeitung in der Vorrichtung gemäss Fig. 1.

Der Stator 1 wird in ein Spannfutter 5 fest eingespannt. Zentrisch zum Raum 4 ist ein Dorn 6 gelagert, der an einem Bock 7 befestigt ist. Der zylindrische Dorn 6 dient zur verschiebbaren Lagerung einer Hülse 8, die an ihrem freien Ende eine konzentrisch angeordnete Stange 9, die zur Lagerung eines Schneidwerkzeuges 10 benutzt wird.

An der Innenseite der Hülse 8 befindet sich ein Vor sprung 11, der in einer schraubenlinienförmigen Vertie fung 12 des Dornes 6 gleiten kann, und zwar in der Weise, dass bei einem Vorschub des Schneidwerkzeuges 10 durch Axial verschieben der Hülse 8 mittels Zylinder 13 die Hülse 8 mit Stange 9 und Schneidwerkzeug 10 eine schraubenlinien förmige Bewegung erfahren, die der Steigung S des Stators 1 entspricht.

Das Werkzeug gemäss Fig. 2 und 4 hat eine umlaufende Schneidkante 14 nach einer Kontur, die dem Fertigmass des Raumes 4 entspricht. An die Schneidkanten 14 schliesst sich ein hohler Führungsmantel 15 an, dessen Ge stalt aussen einem Abschnitt des fertigen Raumes 4 z.B über eine Länge von etwa 3-4 cm entspricht. Zurückgesetzt gegenüber der Schneidkante 14 ist noch ein beim Schneiden nacheilendes Quermesser 16 vorgesehen. Dieses bildet auch innerhalb des Schneidwerkzeuges 10 einen querverlaufenden Steg 16′, an dem die Stange 9 über die Narbe 16′′ vorzugsweise lösbar angreift.

Wird das Schneidwerkzeug 10 in den Raum 4 des Stators 1 eingestossen, so wird der durch die Linie 5 bestimmte Raum 4 geschaffen. Es wird dabei zunächst ein schlauchartiges Gebilde abgetrennt, das jedoch durch das Quermesser 16 geteilt wird, um so die beiden Halbschalen nach hinten abführen zu können. Damit ist der Stator 1 massgenau hergestellt.

Das Schneidwerkzeug 10 wird zweckmässigerweise induktiv, durch ohmsche Verluste od. dgl. beheizt, um so die Schneidfähigkeit zu erhöhen. Am Ende des Stators 1 kann noch eine Stützschablone 17 vorgesehen sein, um Ausweichbewegungen des Gummis unter dem Schneiddruck am Ende der Schneidbewegung zu unterbinden.

Wenn der Raum 4 durchstossen ist, wird am besten das Schneidwerkzeug 10 von seiner Stange 9 entfernt, um eine bessere rückziehende Bewegung der Stange 9 zu ermöglichen. Zum neuen Arbeitshub wird das Schneid werkzeug 10 wieder montiert.

Auf ein Quermesser 16 kann ggfs. verzichtet werden, wenn der mit Untermass hergestellte Stator 1 an gegenüberliegenden Stellen feine Nuten 18 erhält mit einer Tiefe, die schon beim Schneiden mit der umlaufenden Schneidkante 14 zwei halbschalenartige Streifen entstehen lassen. Dadurch im Fertigstator befind liche Restnuten sind im allgemeinen beim fertigen Stator nicht nachteilig, zumal die Nuten 18 nur eine kleine Breite haben, die den Pumpenwirkungsgrad nur unwesentlich beeinflussen würden.

Die Erfindung hat noch den grossen Vorteil, dass die Genauigkeit der Statoren ausschliesslich von der Genauigkeit der Schneidmesser abhängig ist, es also keinerlei Rücksichtnahme auf unterschiedliche Werkzeuge bedarf. Es ist sogar möglich, aus den mit Untermass gefertigten Statoren Fertigstatoren mit unterschiedlichen Massen herzustellen, wenn das Mass U entsprechend gewählt ist.

Es ist weiterhin möglich, die Vorschubgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 10 zu Beginn und am Ende des Arbeits hubes kleiner zu wählen, um dem Formfaktor der Gummi querschnitte Rechnung zu tragen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von aus Gummi od. dgl. bestehenden, mit einem rohrförmigen Mantel versehenen Statoren für Exzenterschneckenpumpen, wobei der Stator in einer Form ausgehärtet (vulkanisiert) und sein lichter Raum (Pumpenhohlraum) durch einen Kern abgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum mit Untermass abgeformt und dann durch Schneiden auf Mass gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneiden durch Stossen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator nach dem Abformen gelagert und erst dann beschnitten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator zumindest für mehrere Stunden, vorzugs weise aber für mehrere Tage gelagert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges am Beginn und am Ende des Arbeitshubes vergleichsweise kleiner ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Stator ein schlauchartiger Abschnitt herausgeschnitten wird, der gegebenenfalls im Anschluss an den Schnitt der Länge nach geteilt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hohle Schneidwerkzeug eine umlaufende Schneid kante (14) und dahinter einen der Gestalt des fetigen Statorhohlraumes (4) entsprechenden Führungsmantel (15) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (10) und der zu bearbeitende Stator eine dem gewünschten Steilgewinde entsprechende Relativbewegung unterliegen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (14) im wesentlichen von zwei Halbkreisen bestimmt ist, deren Enden im wesentlichen gerade ineinander übergehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (10) entlang einer Schrauben linie bewegbar ist, deren Steigung der Stator steigung entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkante (14) ein nacheilendes Quermesser (16) zugeordnet ist, das vorzugsweise die Verbindung der umlaufenden Schneidkante (14) zur Befestigungsstelle (16′′) des Schneidwerkzeuges herstellt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1) fest gelagert und das Schneidwerkzeug (10) nach einer Schraubenlinie führbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 12, dadurch gekenn zeichnet, dass das Schneidwerkzeug (10) an einer Hülse (8) geführt ist, die auf einem ortsfesten Dorn (6) längsverschiebbar und verdrehbar angeordnet ist.

14. Stator zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf Untermass gefertigte Stator in seinem lichten Raum (4) einen oder mehrere längs verlaufende Nuten (18) aufweist, deren Tiefe im wesentlichen dem Untermass (U) ent spricht.

15. Stator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei im Raum (4) einander gegenüberliegende Nuten (18) vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die am Ende des Stators (19 befindliche Stirnfläche an einem festen Widerlager (17) anliegt.