NO340008B1

NO340008B1 - Rotor for eksenterskruemaskin og fremgangsmåte for utforming av slik rotor

Info

Publication number: NO340008B1
Application number: NO20081955A
Authority: NO
Inventors: Michael Shepherd; Hossein Akbari; Olivier Sindt
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2017-02-27
Also published as: US20080264593A1; RU2493369C2; US8257633B2; GB2448814A; GB0807290D0; NO20081955L; GB2448814B; RU2008116207A; CA2630136C; CA2630136A1

Description

BAKGRUNN

[0001]Oppfinnelsen angår generelt rotorer for bruk med eksenterskruepumper eller -motorer; nærmere bestemt en støpematerial-rotor og fremgangsmåte for utforming av en rotor.

[0002]Eksenterskruepumper eller -motorer (også betegnet som progressive hulromspumper eller -motorer) omfatter typisk en kraftseksjon 100, som vist i vedlagte kjent teknikk fig. 1, bestående av en rotor 101 som har en profilert skrueformet utvendig overflate 103 anordnet i en stator 105 som har en profilert skrueformet innvendig overflate 107. Selv om statoren 105 er vist med en profilert skrueformet utvendig overflate 111, er eksenterskruemaskiner ikke slik begrenset, f.eks. kan den utvendige overflate, om ønskelig, være sylindrisk. Rotoren og statoren til en eksenterskruemaskin arbeider i henhold til Moineau-prinsippet, opprinnelig vist i US-patent nr. 1,892,217. En rotor kan ha én lobe mindre enn en stator.

[0003]Ved bruk som en pumpe, tilveiebringes relativ rotasjonsbevegelse mellom statoren og rotoren ved hjelp av hvilke som helst midler som er kjent innen faget, og et parti av rotorens profilerte skrueformede utvendige overflate, kommer i kontakt med statorens profilerte skrueformede innvendige overflate for derved å danne et avtettet kammer eller hulrom. Når rotoren dreier eksentrisk i statoren, avanserer hulrommet aksialt for derved å bevege eventuelt fluid i hulrommet.

[0004]Ved bruk som en motor, tilføres en fluidkilde til hulrommene som dannes mellom rotoren og statoren. Fluidtrykket bringer hulrommet til å avansere og bevirke en relativ rotasjon mellom statoren og rotoren. På denne måte kan fluidenergi omdannes til mekanisk energi.

[0005]Hvis en eksenterskruepumpe eller -motor er basert på en tetning mellom stator- og rotor-overflatene, kan minst én av de aktive overflater omfatte et elastisk eller dimensjonalt ettergivende materiale. En presspasning mellom rotoren og statoren kan oppnås hvis minst én av rotor- eller stator-grenseflate-overflatene omfatter et elastisk materiale. Et elastisk materiale kan muliggjøre drift av kraftseksjonen med et fluid som inneholder faste partikler da faststoffene midlertidig kan opptas i det elastiske materiale ved tetningsgrenseflaten til de aktive overflater på en rotor og stator. Det elastiske materiale er ofte et lag av elastomer, som kan være forholdsvis tynt eller tykt, anordnet i statorens innvendige overflate og/eller på rotorens utvendige overflate. En stator eller rotor med et tynt elastomerlag blir generelt betegnet som en tynnvegg- eller også veggkonstruksjon.

[0006]En rotor kan være laget av et ikke-ettergivende materiale, f.eks. metall, og/eller kan være laget av et ikke-ettergivende materiallegeme med et elastisk materiale (f.eks. elastomer) på legemets profilerte skrueformede utvendige overflate.

DE 2707901 A1 beskriver en lettvekts eksentrisk snekke for en pumpe, fremstilt ved støping av en blanding av harpiks og slitasje- og kjemikalieresistent forsterkende fyllstoff.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for utforming av en rotor,karakterisert vedat den omfatter: forsyne et formverktøy med en profilert skrueformet boring; anbringelse av en kjerne i den profilerte skrueformede boring; fylling av et hulrom mellom kjernens utvendige overflate og den profilerte skrueformede boring i formverktøyet med et støpemateriale i en fluidtilstand; anbringelse av minst én leder i støpematerialet; størkning av støpematerialet for å bibringe en profilert skrueformet utvendig overflate i støpematerialet; fjerning av formverktøyet fra støpematerialet, hvor trinnet med å forsyne et formverktøy med en profilert skrueformet boring videre omfatter: anbringelse av et første legeme med en profilert skrueformet utvendig overflate i en langsgående boring i et andre legeme; fylling av et hulrom mellom den profilerte skrueformede utvendige overflate i det første legeme og den langsgående boring i det andre legeme med et andre støpemateriale i en fluidtilstand; størkning av det andre støpemateriale for å bibringe den profilerte skrueformede boring i det andre støpemateriale; og fjerning av det første legeme fra den profilerte skrueformede boring i det andre støpemateriale for å skape formverktøyet med den profilerte skrueformede boring.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en rotor for en eksenterskruemaskin,karakterisert vedat den omfatter: en kjerne; og et støpemateriallag anordnet på kjernen, hvor støpemateriallaget har en profilert skrueformet utvendig overflate, og som videre omfatter minst én leder i støpemateriallaget.

Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåten og rotoren i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

[0007]I en utførelsesform, kan en fremgangsmåte for utforming av en rotor innbefatte tilveiebringelse av et formverktøy med en profilert skrueformet boring, plassering av en kjerne i den profilerte skrueformede boring, fylling av et hulrom mellom en utvendig overflate på kjernen og den profilerte skrueformede boring i formverktøyet med et støpemateriale i en fluidtilstand, størkning av støpe-materialet for å bibringe en profilert skrueformet utvendig overflate i støpe-materialet, og fjerning av formverktøyet fra støpematerialet. Størkning kan innbefatte herdning, f.eks. anvendelse av varme, stråling, og/eller trykk. Størkning kan innbefatte forløp av tid. Størkning kan betegne oppnåelse av en fast tilstand, som også kan være elastisk. Kjernen kan være av hovedsakelig samme lengde som den profilerte skrueformede boring i formverktøyet. Kjerne kan være anordnet i lengderetningen i den profilerte skrueformede boring. Rotor kan være en rotor i en eksenterskruemaskin. Fjerning av formverktøyet kan innbefatte fjerning av en sammenstilling av støpematerialet og kjernen fra formverktøyet. Kjerne og formverktøy kan være hovedsakelig koaksiale. Rotor-formverktøy kan være et negativt formverktøy, som er kjent innen faget. Kjerne kan være massiv eller hul, f.eks. ha en langsgående boring.

[0008]Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte påføring av et formslippmiddel på den profilerte skrueformede boring i formverktøyet før hulrommet fylles med støpematerialet. Fjerningstrinnet kan innbefatte fjerning av en sammenstilling av støpematerialet og kjernen ut av den profilerte skrueformede boring i formverktøyet for å fjerne sammenstillingen fra formverktøyet. Formverktøyet kan være et enkelt stykke, f.eks. ikke radialt delbart. Alternativt kan rotor-formverktøyet være flere stykker, f.eks. en flerhet av i lengderetningen oppdelte seksjoner. Trinnet med å forsyne formverktøyet med den profilerte skrueformede boring kan innbefatte utforming av formeverktøyet. Utforming av formeverktøyet kan innbefatte plassering av et første legeme med en profilert skrueformet utvendig overflate i en langsgående boring i et andre legeme, felling av et hulrom mellom den profilerte skrueformede utvendige overflate på det første legeme og den langsgående boring i det andre legeme med et andre støpe-materiale i en fluidtilstand, størkning av det andre støpemateriale for å bibringe den profilerte skrueformede boring i det andre støpemateriale, og fjerning av det første legeme fra den profilerte skrueformede boring i det andre støpemateriale for å skape formverktøyet med den profilerte skrueformede boring.

[0009]Første og andre støpematerialer kan være ulike eller samme materiale(r). Andre støpemateriale kan være en harpiks eller en polyuretan. Harpiks kan være en epoksy. Et slikt middel kan påføres den profilerte skrueformede utvendige overflate på det første legeme før fylling av hulrommet mellom den profilerte skrueformede utvendige overflate på det første legeme og den langsgående boring i det andre legeme med et andre støpemateriale. Det første legeme som brukes til å utforme formverktøyet kan være en eksisterende rotor. Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte påføring av trykk på støpematerialet under og/eller etterfylling av hulrommet. Trykk kan påføres motsatte ender av støpematerialet, f.eks. for å anbringe støpematerialet i formeverktøyet. Endekappe kan inngå for å avtette en åpen ende av forme-verktøyet. Størkning av støpematerialet kan innbefatte anvendelse av varme, trykk, og/eller stråling til støpematerialet. Trinnet med størkning av støpematerialet kan klebe støpematerialet til kjernen. Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte belegging av den profilerte skrueformede utvendige overflate i støpematerialet med et metall, f.eks. krom, og/eller et elastisk materiale.

[0010]En utvendig overflate på kjernen kan ha et sirkulært eller ikke-sirkulært tverrsnitt. En utvendig overflate på kjernen kan ha minst ett utspring, f.eks. for å medvirke til å danne en sammenlåsing med støpematerialet. Kjerne kan være et metall og/eller en polymer, f.eks. En polymer kan være en varmherdende polymer, f.eks., vulkanisert gummi eller en annen polymer som når den er formet og herdnet, ikke kan omsmeltes og omformes. En polymer kan være en termoplastisk polymer, f.eks. polyetereterketon (PEEK), nylon, polytetrafluoretylen (PTFE), eller flytende krystallpolymer (LCP). Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte utvelging av en polymer som har en glasstemperatur over en driftstemperatur hos rotoren.

[0011]I en annen utførelsesform kan en fremgangsmåte for utforming av en rotor innbefatte tilveiebringelse av et rør som har en langsgående boring og en profilert skrueformet utvendig overflate, plassering av en kjerne i rørets langsgående boring, fylling av et hulrom mellom en utvendig overflate på kjernen og den langsgående boring i røret med et støpemateriale i en fluidtilstand, og størkning av støpematerialet. Størkning av støpematerialet kan klebe støpematerialet til kjernen og røret. Størkning kan innbefatte herdning, f.eks. anvendelse av varme, stråling og/eller trykk. Størkning kan innbefatte forløp av tid.

[0012]Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte påføring av trykk på støpematerialet under og/eller fylling av hulrommet. Trykk kan påføres motsatte ender av støpematerialet, f.eks. for å anbringe støpematerialet i formverktøyet. Endekappe kan inngå for å avtette en åpen ende av formeverktøyet. Størkning av støpematerialet kan innbefatte tilføring av varme, trykk, og/eller stråling til støpematerialet. Rør kan være et elastisk materiale, en polymer og/eller et metall. Kjerne kan være et elastisk materiale, en polymer og/eller et metall. Utvendig overflate på kjernen kan ha et sirkulært eller ikke-sirkulært tverrsnitt. Utvendig overflate på kjernen og/eller langsgående boring i røret kan ha minst ett utspring, f.eks., for å medvirke til å holde støpematerialet på plass.

[0013]Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte plassering av røret i en profilert skrueformet boring i et formverktøy før størkning av støpematerialet, idet den profilerte skrueformede boring i formverktøyet har hovedsakelig samme form som den profilerte skrueformede utvendige overflate på røret. Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte påføring av trykk på støpematerialet etterfylling av hulrommet og/eller anbringelse av røret i den profilerte skrueformede boring i formverktøyet.

[0014]I enda en annen utførelsesform, kan en fremgangsmåte for utforming av en rotor innbefatte innføring av et rør som har en langsgående boring og en utvendig overflate inn i et formverktøy med en profilert skrueformet boring, tilpassing av formen på rørets utvendige overflate til den profilerte skrueformede boring i form-verktøyet, anbringelse av en kjerne i rørets langsgående boring, fylling av et hulrom mellom kjernens utvendige overflate og den langsgående boring i røret med et støpemateriale i en fluidtilstand, størkning av støpematerialet, og fjerning av formverktøyet fra røret for å avdekke en profilert skrueformet utvendig overflate på røret. Røret kan velges til å ha dimensjoner som svarer til de ønskede dimensjoner av en fullført rotor.

[0015]Rørets utvendige overflate kan ha et sirkulært eller ikke-sirkulært tverrsnitt før tilpassingstrinnet. Trinnet med å tilpasse rørets utvendige overflate til formen til den profilerte skrueformede boring i formverktøyet kan innbefatte hydroforming av røret til den profilerte skrueformede boring i formverktøyet. Trinnet med fylling av hulrommet med støpematerialet i fluidtilstanden kan tilpasse rørets utvendige overflate til formen på den profilerte skrueformede boring i formverktøyet, f.eks. trykksetting av røret. Trinnet med tilpassing av formen av rørets utvendige overflate til den profilerte skrueformede boring i formverktøyet kan innbefatte vridning og bi-innbringelse av aksial komprimering av røret. Trinnet med tilpassing av formen til rørets utvendige overflate til formen til den profilerte skrueformede boring i formverktøyet kan innbefatte sug-påvirkning mellom rørets utvendige overflate og den profilerte skrueformede boring i formverktøyet. Trinnet med størkning av støpematerialet kan klebe støpematerialet til kjernens utvendige overflate og den langsgående boring i røret. Størkning kan fastholde den profilerte skrueform i rørets utvendige overflate.

[0016]Et formslippmiddel kan påføres minst én av den profilerte skrueformede boring i formverktøyet og rørets utvendige overflate, f.eks. før tilpassing av rørets utvendige overflate til formen til den profilerte skrueformede boring i formverktøyet. Trykk kan påføres støpematerialet før, under og/eller etterfylling av hulrommet eller størkning. Størkning av støpematerialet kan innbefatte tilføring av varme til støpematerialet. En maksimumsdiameter av rørets utvendige overflate kan være mindre enn en minimumsdiameter av den profilerte skrueformede boring i form-verktøyet før tilpassingstrinnet. En maksimumsdiameter av rørets utvendige overflate kan være større enn en minimumsdiameter av den profilerte skrueformede boring i formen før tilpasningstrinnet. En perifer lengde av rørets utvendige overflate kan være hovedsakelig lik eller noe mindre enn en perifer lengde av den profilerte skrueformede boring i formverktøyet. Den perifere lengde kan være ensartet langs en lengde av rotoren. Utvendig overflate på kjernen kan ha minst ett utspring.

[0017]Kjerne kan være hvilket som helst materiale. Rør kan være hvilket som helst materiale. Rør kan være et elastisk materiale. Rør av elastisk materiale kan være i det minste delvis uherdnet, f.eks., før størkningstrinnet. Størkning av støpematerialet kan innbefatte tilføring av varme til støpematerialet og/eller det minst delvis uherdnede elastiske materiale. Varme kan herdne det i det minste delvis uherdnede elastiske materiale. Fremgangsmåte for utforming av en rotor kan innbefatte herdning av det elastiske materiale før fjerning av formverktøyet fra røret.

[0018]I en annen utførelsesform kan en rotor i en eksenterskruemaskin innbefatte en kjerne, og et støpemateriallag anordnet på kjernen. Idet støpemateriallaget har en profilert skrueformet utvendig overflate. Rotoren kan innbefatte et belegg av elastisk materiale og/eller krom eller hvilket som helst annet metall på den profilerte skrueformede utvendige overflate. Kjerne kan ha et sirkulært og/eller ikke-sirkulært tverrsnitt. Utvendig overflate på kjernen kan ha minst ett utspring. En lengdeakse hos kjernen kan være koaksial med en lengdeakse hos støpematerial-laget. Kjerne kan være metall og/eller en polymer. Polymer kan være en termoplastisk polymer eller en varmeherdende polymer. Polymer kan ha en glasstemperatur over rotorens driftstemperatur.

[0019]I enda en annen utførelsesform kan en rotor i en eksenterskruemaskin innbefatte et rør med en profilert skrueformet utvendig overflate og en langsgående boring, en kjerne anordnet i den langsgående boring i røret, og et støpemateriallag mellom rørets langsgående boring og en utvendig overflate på kjernen. Støpemateriallaget kan klebe til den langsgående boring i røret og/eller kjernens utvendige overflate. Langsgående boring i røret og/eller den utvendige overflate på kjernen kan klebe til støpemateriallaget, f.eks. med et bindemiddel. Profilert skrueformet utvendig overflate på røret kan innbefatte et belegg av elastisk materiale og/eller krom eller hvilket som helst annet metall på rørets profilerte skrueformede utvendige overflate. Rør kan være et rør av elastisk materiale. Utvendig overflate på kjernen kan ha et sirkulært og/eller ikke-sirkulært tverrsnitt. Langsgående boring i røret kan ha et sirkulært og/eller ikke-sirkulært tverrsnitt. Langsgående boring i røret og/eller kjernens utvendige overflate kan ha minst ett utspring. En lengdeakse hos kjernen kan være koaksial med en lengdeakse hos røret. Kjerne kan være metall. Rør kan være metall. Støpemateriallag kan være en polymer, f.eks. en termoplastisk eller varmeherdende polymer. Støpematerialet kan ha en glasstemperatur over en driftstemperatur for rotoren. Støpemateriallaget kan være en elastomer.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0020]Fig. 1 er et snitt gjennom en kjent kraftseksjon som innbefatter en rotor med en profilert skrueformet utvendig overflate anordnet i en profilert skrueformet boring i en stator som er foret med et lag av elastisk materiale.

[0021]Fig. 2 er et perspektivisk enderiss av en rotor som har et støpemateriallag mellom en kjerne og et rør, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0022]Fig. 3 er et perspektivisk enderiss av en rotor som har et støpemateriallag anordnet på en kjerne, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0023]Fig. 4 er et perspektivriss av en kjerne med en utvendig overflate som har et heksagonalt tverrsnitt, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0024]Fig. 5 er et perspektivisk utsnitt av en rotor med et støpemateriallag mellom en kjerne med en ikke-skrueformet utvendig overflate og et rør med en profilert skrueformet innvendig overflate og profilert skrueformet utvendig overflate, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0025]Fig. 6 er et perspektivriss av en profilert skrueformet utvendig overflate på en rotor, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0026]Fig. 7 er et perspektivriss av et formverktøy med en profilert skrueformet boring, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0027]Fig. 8 er et perspektivriss av en rotor med en profilert skrueformet utvendig overflate som fjernes fra en profilert skrueformet boring i et formverktøy, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0028]Fig. 9 er et perspektivriss av et i lengderetningen delt formverktøy med en profilert skrueformet boring, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

NÆRMERE BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0029]Kjent teknikk fig. 1, som omtalt i bakgrunnsdelen ovenfor, er en kraftseksjon 100 ved en utførelsesform av en eksenterskruemaskin. Kraftseksjonen 100 omfatter en rotor 101 med en profilert skrueformet utvendig overflate anordnet i en profilert skrueformet boring i en stator 105 foret med et lag av elastisk materiale 109. Termen profilert betegner et hovedsakelig ikke-sirkulært tverrsnitt, f.eks. ett med lober (f.eks. en flerhet av lober) forsynt eller korrugert tverrsnitt av en rotor (f.eks. fig. 2 og 7) for bruk som en kraftseksjon i en eksenterskruemaskin. Rotorens profilerte skrueformede utvendige overflate kan ha en ensartet stigning på skruelinjen langs en langsgående lengde av en rotor. Rotorens profilerte skrueformede utvendige overflate kan ha en forholdsvis lang stigningslengde (dvs. den aksiale strekning av en 360-graders skrue-binding av én lobe), f.eks. en stigningslengde mellom to til tjue ganger den til hoved-diameteren. Selv om den er illustrert i forbindelse med rotorer for eksenterskruemaskiner, kan en rotor anvendes i andre maskiner uten å avvike fra oppfinnelsestanken.

[0030]Fig. 2 er et perspektivisk enderiss av en rotor 200 som har et støpematerial-lag 202 mellom en kjerne 204 og et rør 206, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen. Rotoren 200, som kan være en rotor i en eksenterskruemaskin, vist i fig. 2, har fire lober, imidlertid kan en rotor ha hvilket som helst antall lober. Røret 206 kan ha en profilert skrueformet utvendig overflate 208 , f.eks. som vist i fig. 6. Røret 206 kan ha en profilert skrueformet innvendig overflate 210 eller en ikke-profilert og/eller ikke-skrueformet innvendig overflate (ikke vist). For eksempel kan rørets 206 innvendige overflate være en sylindrisk langsgående boring. Rørets 206 innvendige overflate 210 (f.eks. langsgående boring) kan ha et sirkulært tverrsnitt eller et ikke-sirkulært tverrsnitt, f.eks. det profilerte tverrsnitt vist i fig. 2. Rørets 206 utvendige overflate 208 kan være rotorens 200 aktive overflate. Rørets 206 utvendige overflate 208 kan om ønskelig være belagt med et materiale. Rørets 206 utvendige overflate kan være belagt med metall, (f.eks. krom, gull, sølv, kobber, kadmium, nikkel, sink, bly, tinn eller bronse) eller et annet materiale (f.eks. et elastisk materialbelegg), ved dypping, sprøyting, plettering, elektrolytisk utfelling, etc.

[0031]Røret 206 kan være hvilket som helst materiale eller materialer. For eksempel kan røret 206 være et metall eller en polymer. Røret 206 kan være et tynt metallrør. Røret 206 kan være et metall så som stål, rustfritt stål, aluminium, titan eller en kombinasjon av disse. I en utførelsesform kan røret 206 være et elastisk materiale. Elastisk materiale kan være en elastomer, f.eks. gummi. Et elastisk materiale kan ha en hardhet mindre enn ca. 90 durometer eller en hardhet i Shore A-skalaen. Et elastisk materiale kan være ethvert som er egnet for rotorens arbeidsforhold (f.eks. temperatur, trykk, kjemikalier, medført borehulls-kaks, etc). Ikke-begrensende eksempler på elastomerer som kan komme i betraktning for bruk av eksenterskruemaskiner nedihulls er fluorelastomer (f.eks. VITON fluorelastomerer), hydrogenerert nitrilgummi (HNBR), nitrilgummi (NBR), syntetisk gummi eller naturgummi. Elastomer som brukes kan være fullstendig herdnet, fullstendig uherdnet, eller i det minste delvis uherdnet, f.eks. bøyelig. Et rør av elastisk materiale kan være homogent, kompositt, fiberarmert, trådduk-armert og/eller dannet av lag av ulikt materiale, som kan innbefatte minst ett ikke-elastisk lag. I en utførelsesform er den utvendige overflate på røret av elastisk materiale elastisk; imidlertid kan den innvendige overflate på et rør av elastisk materiale være elastisk eller også ikke-elastisk og fremdeles betraktes som et rør av elastisk materiale som her brukt.

[0032]I utførelsesformen i fig. 2, har røret 206 en kjerne 204 anordnet i rørets 206 langsgående boring 210. En lengdeakse i kjernen 204 kan være koaksial eller parallell med en lengdeakse i røret 206, men er ikke nødvendig. Kjernen 204 kan være massiv (som vist) eller hul. Kjernens 204 utvendige overflate 212 kan ha hvilket som helst tverrsnitt, f.eks. snittet på tvers av kjernens 204 lengdeakse. Kjernens 204 utvendige overflate 212 kan være ikke-skrueformet (f.eks. som i fig.

4). Kjernens 204 utvendige overflate 212 kan ha et sirkulært tverrsnitt eller et ikke-sirkulært tverrsnitt (f.eks. det heksagonale tverrsnitt, vist i fig. 2-5). Ikke-sirkulært tverrsnitt kan være ovalt, en lukket figur innbefattende krumt/krumme og rett/rette linjesegment(er), triangulær, rektangulær, kvadratisk, heksagonal eller annen

polygonal. Kjernen 204 kan tilføye aksial og/eller rotasjonsmessig styrke til rotoren 200. Kjernen 204 kan brukes til å overføre dreiemoment til og/eller fra rotoren 200, f.eks. når rotoren 200 er driftsmessig anordnet i den profilerte skrueformede boring i en stator i en eksenterskruemaskin.

[0033]I fig. 2, er støpemateriallaget 202 anordnet mellom kjernens 204 utvendige overflate 212 og rørets 206 langsgående boring 210. Støpemateriallaget 202 kan være fullstendig periferisk til kjernen 204, som vist. Støpematerialet kan være et hvert materiale som er egnet for bruk i en eksenterskruemaskin. Støpematerial-laget 202 kan være et enkeltlag eller flere konsentriske lag av ulike eller like støpematerialer. Støpematerialet kan være en amorf legering. Støpematerialet kan være en polymer. Støpematerialet kan være en støpt polymer, f.eks. en polymer som innsprøytes undertrykk, som omtalt nedenfor i forbindelse med utformingen av en rotor. Støpematerialet kan være et varmeherdende materiale, f.eks. en varmeherdende polymer. Varmeherdende polymer kan størkne, f.eks. herdne, fra en fluidtilstand eller uherdnet tilstand ved tilføring av energi. Energien kan være varme, en kjemisk reaksjon (f.eks. en to-komponent epoksy), stråling, og/eller høytrykksdamp, eller enhver kombinasjon av disse, f.eks. Enhver polymer kan brukes, f.eks., men ikke begrenset til, en harpiks (f.eks. epoksy), polyuretan, fenolharpikser, polyimider, etc. En harpiks kan være en varmeherdende eller termoplastisk harpiks.

[0034]Et ikke-begrensende eksempel på en harpiks er "the High Temperature Mould Maker (C-1) flytende epoksy fra Devcon U.K., som er klassifisert for bruk opp til 260 °C (500 °F). Støpematerialet kan være en metallfylt, keramikkfylt og/eller fiberfylt epoksy, f.eks. polymerfibere, glassfibere, karbonfibere, etc. Ikke-begrensende eksempler på metallfylte harpikser er de som vanligvis er kjent som flytende metallharpikser og som fremstilles av ITW Devcon i de forente stater og Freeman Mtg. & Supply Co. i det forente kongerike, foreksempel. Ikke-begrensende eksempler på metall-fyllstoffer som kan benyttes er stål, rustfritt stål, aluminium og/eller titan. Et ikke-begrensende eksempel på en fiberfylt epoksy er en polykarbon-fiber-keramikkfylt NovolacTM-harpiks fra Protech Centreform (U.K.) Ltd. som forblir stabilt opp til 240 °C (460 °F). Metall-fyllstoffer eller andre varme-ledende materialer kan om ønskelig tilsettes for å lede varme, f.eks. varme-generert ved rotorens 200 utvendige overflate 208 til kjernen 204 for å medvirke til avkjøling.

[0035]Støpematerialet kan være en termoplastisk polymer, innbefattende, men ikke begrenset til, polyetylen, polypropylen, polyetereterketon (PEEK), polyfenylsulfid (PPS), nylon, polytetrafluoretylen (PTFE), flytende krystall-polymer (LCP), eller enhver egnet høytemperatur-polymer eller -polymerer. I en utførelses-form er støpematerialet valgt til å være massivt og stivt, f.eks. virksomt under sin glasstemperatur når rotoren brukes ved driftstemperatur. Driftstemperaturen kan være temperaturen til fluidet som befordres gjennom eksenterskruemaskinen og/eller varmen som skapes fra driften av eksenterskruemaskinen (f.eks. friksjon). Støpematerialet kan være ettergivende, ikke-ettergivende, eller en hvilken som helst ønsket hardhet. Støpematerialet kan velges basert på fluidet, som kan innbefatte medførte partikler, så som borekaks, som kommer i kontakt med rotoren under bruk i en eksenterskruemaskin. Støpematerialet kan velges basert på hvilke som helst temperatureksponeringskrav, f.eks. nedihulls-fluidtemperaturen. Støpemateriallaget 202 kan selvklebe (f.eks. binde) til kjernens 204 utvendige overflate 212 og/eller til rørets 206 innvendige overflate (f.eks. langsgående boring) 210. Støpemateriallaget 202 kan være forbundet med kjernens 204 utvendige overflate 212 og/eller rørets 206 innvendige overflate (f.eks. langsgående boring) 210 ved hjelp av et bindemiddel (f.eks. en grunning) og/eller klebemiddel, som nærmere omtalt nedenfor. Kjernens 204 utvendige overflate 212 og/eller rørets 206 innvendige overflate (f.eks. langsgående boring) 210 kan innbefatte minst ett utspring, f.eks. for å virke som en mekanisk lås med det størknede støpemateriallag 202.

[0036]Som vist i fig. 2, kan et ledningsrør 205, en leder 207 og/eller et løp 209 inngå i støpemateriallaget 202, f.eks. støpt inn i hulrommet mellom kjernen 204 og røret 206. Selv om alle tre støpeelementer (205, 207, 209) er vist i fig. 2, kan en enkelt type av støpeelement være anordnet, enten alene eller i flerhet. Et ledningsrør 205 og/eller et løp 209 kan brukes for å fremføre en leder og/eller fluider. Et ledningsrør 205 og/eller et løp 209 kan også brukes som midler for styring og/eller kommunikasjon, f.eks. trykkpulser. En leder 207, som kan innbefatte en optisk fiber og/eller en elektrisk leder, kan være permanent innstøpt i støpematerialet 310. En isolert leder kan være innstøpt i støpemateriallaget 202. Selv om den i fig. 2 er vist med flere tråder, kan en leder 207 være minst én tråd uten å avvike fra oppfinnelsestanken.

[0037]En leder, uavhengig av nærværet av en innstøpt leder 207, kan også være innført i et ledningsrør 205 eller løp 209 for å muliggjøre fremtidig fjerning og/eller renovering. For å tilføye et ledningsrør 205 og/eller en leder 207 til den her vist rotor 200, kan et ledningsrør 205 og/eller en leder 207 være anordnet i hulrommet mellom en utvendig overflate 212 på kjernen 204 og den langsgående boring 210 i røret 206 før støpematerialet tilføyes. I en utførelsesform kan ledningsrør 205 og/eller leder(e) 207 anordnes derimellom etter at støpematerialet er tilføyd, men før støpematerialet er fullstendig herdnet. For å medvirke til å binde ledningsrøret 205 og/eller leder 207 til støpematerialet, kan et bindemiddel og/eller en overflate-oppruingsmetode anvendes på den utvendige overflate på ledningsrøret 205 og/eller lederen 207.

[0038]Et løp 209 kan være utformet i støpemateriallaget 202. Som her brukt, skal termens løp betegne en kanal som tillater gjennomstrømming av fluid eller tillater plassering av andre gjenstander, f.eks. en elektrisk leder eller et ledningsrør gjennom denne. For å danne et løp 209 kan en dor (f.eks. et rør eller en stang) anordnes i hulrommet mellom kjernens 204 utvendige overflate 212 og rørets 206 langsgående boring 210. En dor kan ha en ikke-klebrig utvendig overflate ved materialvalg, f.eks. silikongummi, eller ved å påføre et ikke-klebende belegg, f.eks. silikongel. Doren kan fjernes etter at støpematerialet er i det minste hovedsakelig herdnet for å etterlate et løp 209.

[0039]Et hvilket som helst antall støpeelementer, f.eks. ledningsrør 205, leder 207 og/eller løp 209 som fysisk passer i hulrommet, kan innsneppes i støpematerial-laget 202. Støpeelementer må ikke nødvendigvis være jevnt fordelt mellom lobene som vist. Støpeelementer (205, 207, 209) må ikke nødvendigvis ha en rett bane gjennom støpematerialet 202, f.eks., kan et støpeelement strekke seg parallelt med en dal mellom hver skrueformede lobe (ikke vist) eller nær en skrueformet lobe (som vist i fig. 2), for derved å danne en skrueformet bane. Innrettingen av en flerhet av støpeelementer (205, 207, 209) i henhold til hverandre, hvis det foreligger en flerhet av støpeelementer, til en langsgående boring 210 i røret 206, og/eller kjernen 204, er ikke kritisk da de ikke er ment å skulle påvirke tykkelsen eller formen til det elastiske materiallag 300.

[0040]I en utførelsesform er et støpeelement, f.eks. ledningsrøret 205, anordnet i hulrommet på en slik måte at det dannes en spalte mellom ledningsrøret 205 og den langsgående boring 210 i røret 206 og/eller mellom ledningsrøret 205 og kjernens 204 utvendige overflate 212. Et slikt arrangement kan medvirke til å forbinde henholdsvis røret 206 og/eller kjernen 204 til støpemateriallaget 202. Ved utforming av en utførelsesform, kan et støpeelement hvile mot kjernens 204 utvendige overflate 212. Et støpeelement (205, 207, 209) kan være festet til et grunt skrueformet spor eller annen overflate-uregelmessighet (ikke vist) i kjernens 204 utvendige overflate 212. Selve røret 206 kan innbefatte et ledningsrør 215, leder 217 og/eller løp 219, som kan være anordnet ved hvilket som helst sted, f.eks. nær toppen av en lobe, i en dal mellom lober, eller hvor som helst mellom disse. Et ledningsrør og/eller løp kan anvendes som et fluid-omløp og/eller for oppvarming eller avkjøling, f.eks. gjennomstrømming av et oppvarmet eller avkjølt fluid.

[0041]Alternativt eller i tillegg kan kjernen 204 innbefatte et løp i form av en innvendig boring 203. Den innvendige boring 203 kan strekke seg i hele kjernens aksiale lengde. Den innvendige boring 203 kan om ønskelig oppta ledningsrør og/eller leder(e). Den innvendige boring 203 kan om ønskelig være gjenget. Lengdeaksen til den innvendige boring 203 kan være koaksial eller forskjøvet fra kjernens 204 lengdeakse. En flerhet av innvendige boringer kan inngå i kjernen 204. Den innvendige boring 203 kan tillate gjennomstrømming av fluid.

[0042]Selv om det ovennevnte element eller de ovennevnte elementer er vist i henhold til utførelsesformen i fig. 2, kan det/de inngå i hvilken som helst utførelsesform av oppfinnelsen. For eksempel kan en utførelsesform med en utvendig overflate av støpematerialet, f.eks. utførelsesformen i fig. 3, innbefatte et ledningsrør 205, en leder 207 og/eller et løp 209 i støpemateriallaget 302 og/eller kjernen 304.

[0043]Fig. 3 er et perspektivisk enderiss av en rotor 300 som har et støpematerial-lag 302 anordnet på en kjerne 304, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen. Støpemateriallaget 302 kan være fullstendig periferisk til kjernen 304, som vist. Rotorens 300 utvendige overflate kan ha en profilert skrueform, f.eks. som vist i fig. 6. I en utførelsesform er den utvendige overflate 308 en profilert skrueformet utvendig overflate formet direkte i støpemateriallaget 302. Som omtalt nedenfor i forbindelse med fig. 8, kan et formverktøy benyttes for å bibringe den profilerte skrueformede utvendige overflate 308 til støpemateriallaget 302. Den utvendige overflate 308 av støpemateriallaget 302 kan være belagt med et lag av materiale, f.eks. krom eller annet metall eller et elastisk materialbelegg. Støpemateriallagets 302 utvendige overflate 308 kan være belagt ved dypping, sprøyting, plettering, elektrolytisk utfelling, etc. Støpemateriallagets 302 utvendige overflate 308 kan være den aktive overflate på rotoren 300. Laget 302 kan være ethvert støpemateriale, som ovenfor omtalt i forbindelse med fig. 2. Kjernen 304 kan ha hvilken som helst form og/eller materiale som også omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 2. Kjernen 304 kan tilføye aksial og/eller rotasjonsmessig styrke (f.eks. stivhet) til rotoren 300. Kjernens 304 utvendige overflate 312 kan innbefatte minst ett utspring, f.eks. for å virke som en mekanisk lås med støpemateriallaget 302. Kjernens 304 lengdeakse kan være koaksial med rotorens 300 lengdeakse og/eller støpemateriallaget 302. Et ledningsrør og/eller løp (ikke vist) kan inngå i støpemateriallaget 302, f.eks. nær den utvendige overflate 308.1 tillegg eller alternativt kan ledningsrøret 305 og/eller løpet 309 være anordnet i kjernen 304, f.eks. nær kjernens 304 utvendige overflate 312. I utførelsesformen vist i fig. 3, omfatter kjernen 304 et ledningsrør 305 og et løp 309 anordnet nær kjernens 304 utvendige overflate 312. En flerhet av løp, ledere og/eller ledningsrør kan være anordnet i kjernen 304 og/eller støpemateriallaget 302. Et ledningsrør 305 og/eller løp 309 kan strekke seg (f.eks. i en rett linje eller skruelinje) langs rotorens 300 aksiale lengde. I en utførelsesform strekker et ledningsrør 305 og/eller løp 309 seg langs hele rotorens 300 lengde.

[0044]Et ledningsrør 305 og/eller løp 309 kan anvendes som et fluid-omløp og/eller oppvarming eller avkjøling, f.eks. I en utførelsesform kan fluid, f.eks. fra boringen i en stator i en eksenterskruemaskin, strømme gjennom et ledningsrør og/eller løp i rotoren 300 for å avkjøle rotoren og/eller statoren. Et fluid kan strømme gjennom ledningsrøret 305 og/eller løp 309 i rotoren 300 for å danne en drivfluidkilde fra én ende av en rotor til den motsatte ende. I en utførelsesform kan en rotor, f.eks. 300, 400, anvendes i kraftseksjonen til en eksenterskruemotor. Da det kan være et trykkfall over kraftseksjonen, kan et ledningsrør og/eller løp i en rotor anvendes til å tilveiebringe et omløp for et fluid med høyere trykk ved én ende (f.eks. oppstrøms) av rotoren til en motsatt ende (f.eks. nedstrøms). Omløpsfluid kan f.eks. anvendes til å styre en hydraulisk styringsaktuator.

[0045]Fig. 4 er et perspektivriss av en kjerne 404 med en utvendig overflate 412 som har et heksagonalt tverrsnitt, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. I utførelsesformen, vist i fig. 4, er den utvendige overflate 412 ikke-skrueformet (f.eks. lineær). Kjernen 404 kan omfatte gjenger i en innvendig boring eller andre festemidler ved en ende(r) for tilkopling til en eksenterskruemaskin.

[0046]Fig. 5 er et perspektivisk utsnitt, i illustrativ øyemed, av en rotor 500 med et støpemateriallag 502 anordnet mellom en ikke-skrueformet utvendig overflate 512 på en kjerne 504 og et rør 506 med en profilert skrueformet innvendig overflate 510 og en profilert skrueformet utvendig overflate 508, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Støpemateriallagets 502 form kan være tilpasset den profilerte skrueformede innvendige overflate 510 (f.eks. langsgående boring) i røret 506. Støpemateriallaget 502 kan danne strukturell støtte mellom røret 506 og kjernen 504. Fig. 6 er et perspektivriss av en profilert skrueformet utvendig overflate på en rotor 600, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0047]I en utførelsesform av oppfinnelsen kan en fremgangsmåte for utforming av en rotor innbefatte tilveiebringelse av et formverktøy med en profilert skrueformet boring. Fig. 7 er et perspektivriss av et formverktøy 700 med en profilert skrueformet boring 714, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen. Et formverktøy kan være et negativt formverktøy, som kjent innen faget. Formverktøyets 700 profilerte skrueformede boring 714 kan velges til å tilsvare en ønsket form på den utvendige overflate av en rotor, f.eks. profil (snittform) og stigning for skurelinjen. Et formverktøy, eller nærmere bestemt dets profilerte skrueformede boring, kan dannes f.eks. ved maskinering. Et formverktøy kan være et enkelt stykke eller flere stykker, som kan være delt i lengderetningen for å muliggjøre frigjøring av en rotor fra formverktøyet. Et formverktøy kan dannes ved bruk av konvensjonelle teknikker for fremstilling av formverktøy. Et formverktøy, eller nærmere bestemt, dets profilerte skrueformede boring, kan skapes ved elektrokjemisk maskinering (ECM), som anvender elektrisk energi til å fjerne materiale. ECM kan være en av-pletteringsprosess som anvender elektrolyse-prinsippene. Et formverktøy, eller nærmere bestemt, dets profilerte skrueformede boring, kan skapes ved elektrisk utladningsmaskinering (EDM) (f.eks. gnist-erosjon), som anvender elektrisk energi til å fjerne materiale. En pulserende høyfrekvent elektrisk strøm påføres mellom et EDM-verktøy og et arbeidsstykke, hvorved strøm hopper over spalten og fordamper materialet i arbeidsstykket. EDM kan frembringe former som er uoppnåelige med en konvensjonell maskinerings-prosess.

[0048]Et formverktøy kan selv være dannet ved støping (molding). For eksempel kan et legeme (f.eks. en positiv modell av den profilerte skrueformede utvendige overflate på en rotor) tilveiebringes. En positiv modell kan være en eksisterende rotor. En positiv modell med en profilert skrueformet utvendig overflate kan innføres i en langsgående boring i et legeme, f.eks. en langsgående boring i et rør 718. Et hulrom mellom den positive modellens profilerte skrueformede utvendige overflate og en langsgående boring i et rør 718 kan fylles med et støpemateriale 716 i en fluidtilstand (hvor fluidet kan innbefatte pulverisert materiale). Støpe-materialet 716 kan bringes til å størkne, f.eks. ved anvendelse av trykk og/eller varme og/eller forløp av tid. Når støpematerialet 716 er tilstrekkelig størknet, kan den positive modell og/eller røret 718 fjernes fra støpematerialet 716, for å frilegge den profilerte skrueformede boring 714 som er overført til støpematerialet 716 for å danne formverktøyet 700. I en utførelsesform kan støpematerialet 716 forbli i boringen i røret 718, f.eks. for å forsterke formverktøyet 700 under bruk. Støpematerialet 716 kan være polyurtan eller en harpiks, f.eks. epoksy. Støpematerialet 716 som brukes til å danne formverktøyet 700 og støpematerialet som brukes i støpemateriallaget til en rotor, kan være ulike materialer eller de samme. Den profilerte skrueformede utvendige overflate av den positive modell, f.eks. en rotor 800, kan belegges med et formslippmiddel før hulrommet fylles med støpematerialet for å medvirke til å løsgjøre den positive modell fra det størknede støpemateriale 714.

[0049]En rotor kan dannes med eller uten bruk av et formverktøy med en profilert skrueformet boring. I en utførelsesform kan et formverktøy 700 med en profilert skrueformet boring 714 anvendes. En kjerne, f.eks. kjernen 304 i fig. 3, kan anordnes i lengderetningen i den profilerte skrueformede boring 714 i formverktøyet 700. Kjernen 304 kan være koaksial med den profilerte skrueformede boring 714 i formen 700. Kjernen kan ha hovedsakelig samme lengde som den profilerte skrueformede boring 714. Den profilerte skrueformede boring 714 i formverktøyet 700 kan belegges med et formslippmiddel, f.eks. før et støpemateriale anbringes i et hulrom mellom den profilerte skrueformede boring 714 i formverktøyet 700 og en kjerne. Endekappe(r) (ikke vist) kan settes på formverktøyets 700 ende(r). Hvis det er ønskelig å avtette formverktøyet 700, som kjent innen faget. Støpemateriale kan så anbringes i tromrommet mellom formverktøyets 700 profilerte skrueformede boring 714 og en kjerne, f.eks. kjernen 304, for å danne et støpemateriallag, f.eks. støpemateriallaget 302 i fig. 3. Som ovenfor omtalt kan støpematerialet være hvilket som helst materiale. Fylling av hulrommet med et støpemateriale kan innbefatte injisering og/eller helling av støpematerialet. Støpematerialet kan være et pulverisert faststoff som kan anbringes i hulrommet, smeltes til en fluidtilstand, og deretter herdnes til en fast tilstand. Størkning av støpemateriale kan f.eks. innbefatte anvendelse av stråling, trykk, et herdekjemikalie og/eller varme og/eller høytrykksdamp og/eller forløp av tid, eller hvilken som kombinasjon av disse. Støpemateriale kan påføres trykk under fylling og/eller størkning. Størkning kan innbefatte herdning av støpe-materialet, som kjent innen faget. Størkning av et materiale innebærer ikke nødvendigvis at det dannes et forholdsvis hardt støpemateriale. Støpemateriale, f.eks. støpemateriallaget 302 i fig. 3, kan klebe til en kjerne, f.eks. kjernen 304 i fig. 3. I en utførelsesform binder størkningen (f.eks. herdningen) av støpematerialet støpemateriallaget 302 til kjernen 304 for å tilveiebringe en mellomliggende fysisk grenseflate. For eksempel kan et varmeherdende polymer-støpemateriallag klebe (f.eks. binde) til en kjerne, som kan medvirke til å overføre dreiemoment og/eller aksial belastning. I tillegg eller alternativt kan et bindemiddel, f.eks. grunning eller et klebemiddel, anvendes til å klebe et støpemateriallag til en kjerne og/eller boringen i et rør.

[0050]Formverktøyet 700 kan fjernes fra rotoren, f.eks. etter at støpematerialet har størknet. I en utførelsesform kan støpeverktøyet være oppbrytbart og fjernes ved oppbryting (f.eks. knusing). I en utførelsesform kan en sammenstilling av kjernen og støpematerialet være gjenget (f.eks. aksialt og radialt anordnet) fra den profilerte skrueformede boring i et formverktøy, f.eks., som vist i fig. 8. I en slik utførelsesform kan den profilerte skrueformede utvendige overflate 808 utformes i støpemateriallag, som kan være et enhetlig lag (802, 806). Etter fjerning fra den profilerte skrueformede boring i formverktøyet 820, kan støpematerial-ytterlaget 808 belegges, f.eks. med krom eller ethvert annet metall eller elastisk materiale, om ønskelig.

[0051]Fig. 8 er et perspektivriss av en rotor 800 med en profilert skrueformet utvendig overflate 808 som fjernes fra en profilert skrueformet boring i et formverktøy 820, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen. I en utførelsesform kan et rør være anordnet periferisk til støpemateriallag, f.eks. som vist i fig. 2, 5 og 8.

[0052]Fig. 9 er et perspektivriss av et i lengderetningen delt formverktøy 920 med en profilert skrueformet boring, i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen. Formverktøyet 920 kan innbefatte en flerhet av seksjoner, som kan være delt på tvers av formverktøyets (ikke vist) lengdeakse, eller delt i lengderetningen (som vist i fig. 9). Formverktøyet 920 kan være et enhetlig stykke eller delt i seksjoner. Formverktøyet 920 kan innbefatte hvilket som helst antall oppdelte seksjoner. Formverktøyet 920, vist i fig. 9 innbefatter tre i lengderetningen delte seksjoner (920A, 920B, 920C). Deling av et formverktøy 920 i lengderetningen kan mulig-gjøre frigjøring av en rotor som er støpt i formverktøyet, f.eks. i henhold til en fremgangsmåte ifølge denne oppfinnelse, som kan låses inn i formverktøyet 920 under størkning på grunn av beskraffenheten til den lobeformede profil.

[0053]Idet det igjen vises til fig. 5, kan en fremgangsmåte for utforming av en rotor 500 som har et støpemateriallag 502 anordnet mellom et rør 506 og en kjerne 504, beskrives. Som ovenfor nevnt, kan et rør være hvilket som helst materiale. I en utførelsesform er det tilveiebrakt et rør 506 som har en ikke-profilert og/eller ikke-skrueformet form, f.eks. et rør med en sylindrisk utvendig overflate og sylindrisk innvendig overflate (f.eks. langsgående boring). Et rør med en ikke-profilert skrueformet utvendig overflate kan benyttes. Et slikt rør kan anordnes i en profilert skrueformet boring i et formverktøy, f.eks. formverktøyet 700 i fig. 7. Formen til den utvendige overflate på et rør, med eller uten en profilert skrueform, kan så tilpasses formen til den profilerte skrueformede boring 714 i formverktøyet 700 for å gi røret en profilert skrueformet form. Røret kan være minst delvis uherdet, f.eks. under tilpassingstrinnet. I en utførelsesform kan et rør være en elastomer, f.eks. i minst delvis uherdnet tilstand. Den utvendige overflate på et rør, kan være form-tilpasset ved hydroforming av røret direkte i den profilerte skrueformede boring 714 i et formverktøy 700. Hydroforming, også betegnet som hydrostøping, kan innbefatte trykksetting av en langsgående boring i et hydraulikkfluid for å tvinge røret til å anta formen til den profilerte skrueformede boring. Et hydraulikkfluid kan være støpematerialet i fluidtilstanden.

[0054]I en utførelsesform kan et rør, f.eks. med en sylindrisk innvendig og utvendig overflate, være anordnet i den profilerte skrueformede boring 714 i et formverktøy 700; og fyllingen av et hulrom 502 mellom en utvendig overflate 512 på en kjerne 504 og den langsgående boring 510 i et rør 506 med støpemateriale kan samtidig bringe rørets 506 utvendige overflate 508 i kontakt med den profilerte skrueformede boring 714 i formverktøyet 700, og derved tilpasse formen av rørets 506 utvendige overflate 508 til en profilert skrueform på en rotor 500. Endekapper (ikke vist) kan påsettes røret og/eller formverktøyet 700 for å tilbakeholde trykk og/eller støpemateriale. Endekappe kan settes på for å holde kjernen i en ønsket radial og/eller aksial posisjon i røret, f.eks., inntil støpematerialet størkner.

[0055]Formen til den utvendige overflate på et rør kan være tilpasset formen til den profilerte skrueformede boring 714 i et formverktøy 700 ved å vri og/eller påføre aksial trykk- og/eller strekkraft på røret. Formen til den utvendige overflate på et rør kan være tilpasset formen til den profilerte skrueformede boring 714 i et formverktøy 700, ved sug-påvirkning mellom rørets utvendige overflate og den profilerte skrueformede boring 714 i et formverktøy 700. Klebemiddel eller annet festemiddel kan anvendes for å feste et parti av et rør til en profilert skrueformet boring i et formverktøy, f.eks. inntil et støpemateriale størkner.

[0056]Et rør med en preformet profilert skrueformet utvendig overflate kan benyttes. I en utførelsesform er denne preformede profilerte skrueformede utvendige overflate (f.eks. 6) anordnet i en profilert skrueformet boring i et formverktøy. Den profilerte skrueformede boring i et formverktøy kan ha hovedsakelig samme form (f.eks. stigning, snittprofil, etc.) som den profilerte skrueformede utvendige overflate til et rør. Rør med preformet profilert skrueformet utvendig overflate kan være i gjengeinngrep med en profilert skrueformet boring i et formverktøy. En profilert skrueformet boring i et formverktøy anordnet nær den profilerte skrueformede utvendige overflate til et rør, kan gi støtte til røret, f.eks. for å hindre deformasjon av røret under fylling av røret med et støpemateriale. Røret kan ha en langsgående boring av hvilken som helst geometri, innbefattende sylindrisk utvendig overflate (ikke vist) eller en profilert skrueformet innvendig overflate som vist i fig. 5. Røret kan ha ensartet tykkelse, eller kan ha variabel tykkelse, f.eks. tykkere ved toppen av hver lobe eller tykkere ved en dal mellom hver lobe, som kjent innen faget. I en utførelsesform kan bruk av et preformet rør, istedenfor å sprøytestøpe røret på en kjerne, f.eks. muliggjøre presisjonsstyring over rørtykkelsen. Et preformet rør som har et innvendig støpemateriallag fylt etter utforming kan muliggjøre bedre presisjonsstyring over dimensjonene til dette utvendige preformede rør så vel som å danne en binding mellom røret og støpematerialet, i motsetning til bare å belegge et støpemateriale med et materiallag.

[0057]I en utførelsesform, når en utvendig overflate 808 på et rør 806 (indre grense vist med en brutt linje) har en profilert skrueform (f.eks. fig. 6) og er anordnet i den profilerte skrueformede boring i et formverktøy 820, kan en kjerne 804 være anordnet i en langsgående boring i røret 806. Et hulrom mellom kjernens 804 utvendige overflate og rørets 806 langsgående boring kan være fylt med støpemateriale for å danne støpemateriallag 802. Støpemateriallaget 802 kan størkne, hvilket kan innbefatte herdning med varme eller annen energi. Røret 806 kan være minst delvis uherdnet før størkningen av støpemateriallaget 802. Størkning, f.eks. herdning med varme eller annen energi, kan samtidig virke til å størkne (f.eks. herdne) et minst delvis uherdnet rør 806 og et minst delvis uherdnet støpemateriale 802. Sammenstillingen av kjernen 804, støpematerial-laget 802 og røret 806 kan fjernes fra den profilerte skrueformede boring i form-verktøyet 820. Minst én av den profilerte skrueformede boring i formverktøyet 820 og den utvendige overflate 808 på røret 806 kan påføres et formslippmiddel. Sammenstillingen av kjernen 804, støpemateriallaget 802 og røret 806 kan fjernes ved å skrus ut av den profilerte skrueformede boring i formverktøyet 820, f.eks. hvis formverktøyet 820 er et enkelt stykke som vist i fig. 8. En seksjon av rotoren 800 er vist utragende fra den profilerte skrueformede boring i formverktøyet 820 i fig. 8, som kan være under utskruing fra formverktøyet 820, f.eks.

[0058]Idet det igjen vises til fig. 5, kan en annen utførelsesform av en rotor 500 med en profilert skrueformet utvendig overflate 506 beskrives. Det kan tilveiebringes et rør 506 som har en preformet profilert skrueformet utvendig overflate 508. Røret 506 er vist med en profilert skrueformet innvendig overflate 510, men den langsgående boring 510 i røret 506 kan ha hvilken som helst form, f.eks. sylindrisk. Den langsgående boring 510 i røret 506 og/eller den utvendige overflate 512 på kjernen 504 kan ha et tverrsnitt som er sirkulært eller ikke-sirkulært og kan være lineært eller skrueformet langs den langsgående lengde. Ikke-sirkulært tverrsnitt kan være ovalt, en lukket figur innbefattende krum og rett linjesegment(er), triangulær, rektangulær, kvadratisk, heksagonal, eller annen polygonal.

[0059]Kjernen 504 kan anbringes i lengderetningen med boringen 510 i røret 506. Støpematerialet kan så anbringes mellom kjernen 504 og røret 506 med den profilerte skrueformede utvendige overflate 506. Alternativt kan støpematerialet anbringes i den langsgående boring 510 i røret 506, og deretter kan kjernen 504 anbringes inn i støpemateriale. I en utførelsesform er det ikke anordnet noe støpeverktøy nær rørets utvendige overflate 506 for støtte. Etter at støpematerial-laget 502 størkner, kan rotoren 500 anvendes som den er, eller rørets 506 utvendige overflate 508 kan belegges. Hvis ytterligere klebevirkning mellom en kjerne og et støpemateriale er ønskelig, kan overflate-oppruing eller et bindemiddel, f.eks. en grunning, påføres den utvendige overflate på kjernen og/eller på den innvendige overflate av et rør (hvis det foreligger). Minst ett spor (ikke vist) kan maskineres inn i den utvendige overflate på en kjerne og/eller innvendige overflate i den langsgående boring i røret (hvis det foreligger) for å danne en mekanisk lås mellom støpematerialet og kjernen og/eller røret (hvis det foreligger).

[0060]Flerfoldige utførelsesformer og alternativer er blitt vist. Selv om ovenstående beskrivelse innbefatter den antatt beste måte for utførelse av oppfinnelsen som påtenkt ved de navngitte oppfinnere, er ikke alle mulige alternativer blitt vist. Av denne grunn skal omfanget og begrensningen av den foreliggende oppfinnelse ikke begrenses til den ovenstående beskrivelse, men isteden defineres og fortolkes ved de medfølgende krav.

Claims

1. Fremgangsmåte for utforming av en rotor (200,300,500,600,800),karakterisert vedat den omfatter: forsyne et formverktøy (700,820) med en profilert skrueformet boring (714); anbringelse av en kjerne (204,304,404,504,804) i den profilerte skrueformede boring; fylling av et hulrom mellom kjernens utvendige overflate (212,312,412,512) og den profilerte skrueformede boring (714) i formverktøyet med et støpemateriale i en fluidtilstand; anbringelse av minst én leder i støpematerialet; størkning av støpematerialet for å bibringe en profilert skrueformet utvendig overflate i støpematerialet; fjerning av formverktøyet (700,820) fra støpematerialet, hvor trinnet med å forsyne et formverktøy (700,820) med en profilert skrueformet boring (714) videre omfatter: anbringelse av et første legeme med en profilert skrueformet utvendig overflate i en langsgående boring i et andre legeme; fylling av et hulrom mellom den profilerte skrueformede utvendige overflate i det første legeme og den langsgående boring i det andre legeme med et andre støpemateriale i en fluidtilstand; størkning av det andre støpemateriale for å bibringe den profilerte skrueformede boring i det andre støpemateriale; og fjerning av det første legeme fra den profilerte skrueformede boring i det andre støpemateriale for å skape formverktøyet (700,820) med den profilerte skrueformede boring (714).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter påføring av et formslippmiddel på den profilerte skrueformede boring i formverktøyet før hulrommet fylles med støpematerialet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fjerningstrinnet omfatter skruing av en sammenstilling av støpematerialet og kjernen ut av den profilerte skrueformede boring i formverktøyet for å fjerne sammenstillingen fra formverktøyet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor formverktøyet omfatter et enkeltstykke.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor formverktøyet omfatter en flerhet av i lengderetningen delte seksjoner.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det andre støpemateriale omfatter en harpiks.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor harpiksen omfatter en epoksy.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det andre støpemateriale omfatter en polyuretan.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter påføring av et formslippmiddel på den profilerte skrueformede utvendige overflate av det første legeme før fylling av hulrommet mellom den profilerte skrueformede utvendige overflate av det første legeme og den langsgående boring i det andre legeme med det andre støpemateriale.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det første legeme omfatter en eksisterende rotor.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter påføring av trykk på støpematerialet etterfylling av hulrommet.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor størkning av støpematerialet omfatter tilføring av minst én av varme og damp til støpematerialet.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor størkning av støpematerialet kleber støpematerialet til kjernen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter belegging av den profilerte skrueformede utvendige overflate i støpematerialet med et metall.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter belegging av den profilerte skrueformede utvendige overflate i støpematerialet med et elastisk materiale.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kjernens utvendige overflate har et sirkulært tverrsnitt.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kjernens utvendige overflate har et ikke-sirkulært tverrsnitt.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kjernens utvendige overflate har minst ett utspring.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kjernen omfatter et metall.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor støpematerialet omfatter en polymer.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, hvor polymeren omfatter en termoplastisk polymer.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 20, hvor polymeren omfatter en varmeherdende polymer.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 20, som videre omfatter utvelging av polymeren som har en glasstemperatur over rotorens driftstemperatur.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter bibringelse av et løp i kjernen.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter bibringelse av et løp i støpematerialet.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter anbringelse i hulrommet av minst én ikke-klebende dor som strekker seg fra en proksimal ende av hulrommet til en distal ende av hulrommet før støpematerialet størkner.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, som videre omfatter fjerning av den minst ene ikke-klebende dor etter at støpematerialet har fått størkne for å danne et løp i støpematerialet.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den minst ene leder anbringes i hulrommet og strekker seg fra en proksimal ende av hulrommet til en distal ende av hulrommet før støpematerialet størkner.

29. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter anbringelse av minst én leder i kjernen.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter anbringelse av minst ett ledningsrør i støpematerialet.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter anbringelse i hulrommet av minst ett ledningsrør som strekker seg fra en proksimal ende av hulrommet til en distal ende av hulrommet før støpematerialet størkner.

32. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter anbringelse av minst ett ledningsrør i kjernen.

33. Rotor (200,300,500,600,800) for en eksenterskruemaskin,karakterisert vedat den omfatter: en kjerne (204,304,404,504,804); og et støpemateriallag (202,302,502,802) anordnet på kjernen (204,304,404,504,804), hvor støpemateriallaget (202,302,502,802) har en profilert skrueformet utvendig overflate, og som videre omfatter minst én leder i støpemateriallaget (202,302,502,802).

34. Rotor ifølge krav 33, som videre omfatter et belegg av elastisk materiale på den profilerte skrueformede utvendige overflate.

35. Rotor ifølge krav 33, som videre omfatter et belegg av metall på den profilerte skrueformede utvendige overflate.

36. Rotor ifølge krav 33, hvor kjernens utvendige overflate har et sirkulært tverrsnitt.

37. Rotor ifølge krav 33, hvor kjernens utvendige overflate har et ikke-sirkulært tverrsnitt.

38. Rotor ifølge krav 33, hvor kjernens utvendige overflate har minst ett utspring.

39. Rotor ifølge krav 33, hvor en langsgående akse hos kjernen er koaksial med en langsgående akse hos støpematerialet.

40. Rotor ifølge krav 33, hvor kjernen omfatter et metall.

41. Rotor ifølge krav 33, hvor støpemateriallaget omfatter en polymer.

42. Rotor ifølge krav 41, hvor polymeren omfatter en termoplastisk polymer.

43. Rotor ifølge krav 41, hvor polymeren omfatter en varmeherdende polymer.

44. Rotor ifølge krav 41, hvor polymeren har en glasstemperatur over en driftstemperatur for rotoren.

45. Rotor ifølge krav 33, som videre omfatter minst et løp i støpemateriallaget.

46. Rotor ifølge krav 33, som videre omfatter minst ett ledningsrør i støpe-materiallaget.

47. Rotor ifølge krav 33, som videre omfatter minst ett løp i kjernen.

48. Rotor ifølge krav 33, som videre omfatter minst én leder i kjernen.

49. Rotor ifølge krav 33, som videre omfatter minst ett ledningsrør i kjernen.