專利名稱：螺桿泵和包括這種螺桿泵的多螺桿擠出機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺桿泵，包括入口橫截面和出口橫截面，用以輸送可流動(dòng)的介質(zhì)，特別是用于輸送塑料熔體和橡膠混合物，并且本發(fā)明還涉及一種具有增壓區(qū)的多螺桿擠出機(jī)。
背景技術(shù)：
由EP 0564884 A1已知一種包括兩同向驅(qū)動(dòng)的螺桿軸的雙螺桿擠出機(jī)。各螺桿軸沿軸向方向配備有不同的螺桿元件用以構(gòu)成不同的擠出機(jī)線段，并且該擠出機(jī)具有齒輪泵形式的增壓區(qū)。齒輪泵的各齒輪支承在螺桿軸上。其中一個(gè)齒輪不旋轉(zhuǎn)地與螺桿軸相連接，而另一齒輪在另一螺桿軸上可相對(duì)旋轉(zhuǎn)。各齒輪的兩軸向端面由密封盤覆蓋，其與擠出機(jī)圓筒一起構(gòu)成泵殼。在各密封盤中為了確保材料流程分別制出一入口或一出口。利用這樣的齒輪泵形式的增壓區(qū)其缺點(diǎn)是排斥同向驅(qū)動(dòng)的雙螺桿擠出機(jī)，該缺點(diǎn)在于，這樣的裝置只很不良地適于足夠的擠出壓力的建立。一專用的熔體泵為了產(chǎn)生足夠的擠出壓力并不一定需要特別大的擠出機(jī)長(zhǎng)度。該已知的解法的缺點(diǎn)在于，齒輪泵的兩齒輪中只一個(gè)可以由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。此外，泵殼的端面的密封壁形成流動(dòng)障礙，其上可以不能控制地長(zhǎng)久停留待輸送的材料的體積元，直到其由齒輪泵繼續(xù)輸送為止。
由DE 199 47 967 A1已知另一種雙螺桿擠出機(jī)，其各螺桿軸同向驅(qū)動(dòng)并配備有不同的螺桿元件用以構(gòu)成不同的擠出機(jī)線段。該擠出機(jī)中具有一混合區(qū)，在混合區(qū)中在兩螺桿軸上裝有混合塊，其由各個(gè)混合盤構(gòu)成。這些混合盤分別涉及一種外形，其可以被認(rèn)為是升程為零的單螺線螺桿元件并且構(gòu)成為緊密嚙合的外形，其也被稱為Erdmenger-外形。它們分別具有一沿一凸輪角γ延伸的圓柱外形的凸面，其半徑在考慮到技術(shù)上必要的間隙的情況下相當(dāng)于擠出機(jī)的殼體孔的半徑。徑向?qū)χ糜谠撏姑娴挠辛硪粓A柱外形部分，其被認(rèn)為是螺桿底面并且沿圓周方向延伸一底面角α。該圓柱外形部分的半徑相當(dāng)于螺桿的螺紋根直徑。兩圓柱外形部分在通過(guò)螺桿軸的橫截面上觀察由各圓弧形側(cè)面相互連接，其按照土壤混合器的理論確保與各個(gè)在另一螺桿軸上設(shè)置的并同該被看作螺桿元件配合作用的螺桿元件的緊密的嚙合。兩螺桿軸上的各配合作用的螺桿元件構(gòu)成一以下稱為一對(duì)螺桿元件的單元。已知的螺桿擠出機(jī)的特征是，一對(duì)螺桿元件總是具有一完全相同的外形并且只相互扭轉(zhuǎn)一角度地固定在兩螺桿軸上。這些螺桿元件在已知的擠出機(jī)中用作為擠壓器單元，其應(yīng)該在處理的材料中產(chǎn)生特別高的剪切流或伸展流。在殼體孔內(nèi)在擠出機(jī)殼體與形狀相同構(gòu)成的各對(duì)混合盤之間構(gòu)成一空腔容積，其在各混合盤一整轉(zhuǎn)的過(guò)程中分成各分空腔容積，其大小短時(shí)增加，短時(shí)保持不變和短時(shí)減小。由于分空腔容積的各軸向的端面借助密封盤被完全或在相當(dāng)大程度上覆蓋，可以獲得極高的剪切流和伸展流，其中密封盤優(yōu)選同樣構(gòu)成為緊密嚙合的混合盤。在DE 199 47 967 A1中未考慮緊密嚙合的各單螺線螺桿元件為在雙螺桿擠出機(jī)中產(chǎn)生增壓區(qū)之應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，建議一種包括入口橫截面和出口橫截面的新式螺桿泵，用以輸送任何可流動(dòng)的介質(zhì)以及一種具有新式增壓區(qū)的多螺桿擠壓機(jī)。
該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1中所述特征的螺桿泵和通過(guò)具有權(quán)利要求11的特征的多螺桿擠出機(jī)來(lái)達(dá)到。按照本發(fā)明的螺桿泵的有利的進(jìn)一步構(gòu)成由權(quán)利要求2至10得出。
按照本發(fā)明的螺桿泵具有用于待輸送的介質(zhì)的入口橫截面和出口橫截面，該介質(zhì)特別可以由塑料熔體或橡膠混合物構(gòu)成。但基本上也可輸送其他的介質(zhì)。螺桿泵包括至少兩根螺桿軸，它們?cè)谝槐脷?nèi)設(shè)置在至少兩個(gè)局部重迭的并沿縱向方向穿過(guò)泵殼的殼體孔中。在所有的螺桿軸上不旋轉(zhuǎn)地設(shè)置多對(duì)基本上相互緊密嚙合的單螺線螺桿元件，其中，各螺桿軸與其鄰接的螺桿軸配置之間具有距離a并且可同向旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。在軸向的橫截面內(nèi)各螺桿元件從螺桿軸的縱軸線方向觀察分別具有一圓柱外形的凸面，其半徑Ra相當(dāng)于殼體孔的半徑并且其沿圓周方向在兩凸面邊緣之間延伸一凸輪角γ。此外各螺桿元件在徑向?qū)χ糜谠撏姑娴囊幻娣謩e具有另一圓柱外形部分，稱其為底面并且其半徑Ri相當(dāng)于距離a與半徑Ra之差值并且其沿圓周方向延伸一底面角α。一螺桿元件的底面和凸面分別由各側(cè)面相互連接。優(yōu)選這些側(cè)面構(gòu)成圓弧形的而使沿一配置的各螺桿元件的全圓周形成緊密嚙合。不同于按DE 199 47 967 A1連接成擠壓塊的混合盤，相互嚙合的螺桿元件的一配置的各螺桿元件不具有相同的形狀。更確切地說(shuō)各相互嚙合的螺桿元件各具有不同大小的凸輪角γ。因此一個(gè)螺桿元件具有大的凸輪角γ1，而與其嚙合的螺桿元件具有小的凸輪角γ2。其中各螺桿元件在所有的螺桿軸上分別串聯(lián)地設(shè)置成使相互嚙合的螺桿元件的一種配置的具有小凸輪角的一個(gè)螺桿元件總是與直接沿軸向方向鄰接的配置的大凸輪角輪流交替。兩軸向最近的各具有大凸輪角γ1的螺桿元件，其向總是只有一個(gè)具有小凸輪角γ2的螺桿元件，按照本發(fā)明在螺桿軸上相互扭轉(zhuǎn)一偏移角ε設(shè)置成按設(shè)定的輸送方向使具有大凸輪角γ1的一個(gè)螺桿元件的左邊或右邊的凸面邊緣分別位于另一螺桿元件的另一(右邊或左邊的)凸面邊緣的附近，其中具有大凸輪角的兩螺桿元件的凸面分別在兩相鄰的凸面邊緣的區(qū)域內(nèi)通過(guò)在其間設(shè)置的具有小凸輪角的螺桿元件的凸面連接，從而分別構(gòu)成一具有不連續(xù)升程的螺桿導(dǎo)程。通過(guò)足夠大數(shù)量的螺桿元件的軸向接連設(shè)置，當(dāng)我們忽略各個(gè)元件間技術(shù)上必要的間隙時(shí)按這種方式達(dá)到在入口橫截面與出口橫截面之間的軸向密封。在入口橫截面與出口橫截面之間沿軸向方向構(gòu)成容積上彼此間隔離的各個(gè)空腔，其分別經(jīng)由相互嚙合的螺桿元件的多個(gè)配置沿軸向方向延伸。根據(jù)螺桿元件的構(gòu)形例如7個(gè)至10個(gè)軸向接連設(shè)置的相互嚙合的螺桿元件配置是足夠的。對(duì)于螺桿泵的功能，一配置的各螺桿元件的外形沿全圓周構(gòu)成緊密嚙合的不一定是必需的。因此在一螺桿元件的底面與凸面之間的連接可以構(gòu)成不同于緊密嚙合的圓弧形側(cè)面形狀。因此各側(cè)面也可以進(jìn)一步向內(nèi)，亦即更接近相應(yīng)的螺桿軸的縱軸線延伸。當(dāng)然緊密嚙合的側(cè)面形狀具有很大的優(yōu)點(diǎn)，這樣的螺桿泵是自動(dòng)凈化的。
有利的是，將偏移角ε選擇成使具有大凸輪角γ1的兩螺桿元件的兩軸向相鄰的凸面邊緣分別無(wú)偏移地沿在其間設(shè)置的具有小凸輪角γ2的螺桿元件的另一凸面邊緣延伸。其中朝凸面邊緣的方向具有大凸輪角γ1的各螺桿元件的兩凸面準(zhǔn)確地重迭在其間設(shè)置的具有小凸輪角γ2的螺桿元件的凸面寬度。然而這樣的設(shè)置不是絕對(duì)必要的。也可以選擇較大的或較小的重迭或甚至于無(wú)重迭，此時(shí)要忍受已提到的相應(yīng)的分空腔容積的一定的不緊密性。
基本上有可能為相互嚙合的螺桿元件的每一種設(shè)置配置不同形式的螺桿元件，但由于制造技術(shù)上的原因推薦將嚙合的各螺桿元件的配置設(shè)計(jì)成彼此間結(jié)構(gòu)相同的。
特別有利的是，各螺桿元件分別設(shè)有一扭轉(zhuǎn)角δ，因?yàn)檫@樣可以附加地利用螺桿元件的已知的輸送力學(xué)(偏向殼體孔的內(nèi)表面)。所謂扭轉(zhuǎn)角δ被理解為相應(yīng)的螺桿元件的軸向的端面繞螺桿軸的縱軸線相對(duì)扭轉(zhuǎn)的角度。其結(jié)果是，凸面邊緣不是平行于螺桿軸的縱軸線定向，而是成螺旋線形延伸。合乎目的地是，扭轉(zhuǎn)角δ處于10°至30°的范圍內(nèi)，優(yōu)選在20°-26°的范圍內(nèi)。這樣的扭轉(zhuǎn)的螺桿元件相對(duì)于未扭轉(zhuǎn)的螺桿元件(δ＝0°)在待輸送的材料的方面具有明顯更好的進(jìn)料性能。小凸輪角γ2在嚙合的各螺桿元件的一種配置中優(yōu)選為小于20°。在無(wú)扭轉(zhuǎn)角的螺桿元件中在理論的理想情況下小凸輪角γ2為0°，亦即左邊和右邊的凸面邊緣總是合并成一個(gè)邊緣并且相連的凸面的寬度為零。但這不大可用于實(shí)際的操作，因?yàn)橛捎诓辉俅嬖谕姑鎸挾?，相?duì)于圓柱殼體產(chǎn)生很多不良的密封。小凸輪角γ2處于5°-15°的范圍內(nèi)是特別合乎目的的。
在規(guī)定小凸輪角γ2時(shí)，必然得出大凸輪角γ1，因?yàn)閮赏馆喗铅?與γ2之和遵循以下關(guān)系γ和＝360°-4×arccos(a/2Ra)各個(gè)螺桿元件可以分別構(gòu)成單件的。此時(shí)推薦將各螺桿元件按本身已知的方式在螺桿軸的區(qū)域內(nèi)構(gòu)成具有一花鍵，以便其形成一分度用以調(diào)準(zhǔn)各自要求的偏移角ε。
特別有利的是，各個(gè)螺桿元件，特別是當(dāng)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角δ＝0°時(shí)，分別由具有同樣外形的多個(gè)盤形元件組合而成。按這種方式可以由各個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的盤式元件沿軸向方向產(chǎn)生任何長(zhǎng)度的螺桿元件。各螺桿元件的軸向長(zhǎng)度在給定的殼體孔的直徑的情況下是對(duì)于螺桿泵的各空腔容積的大小并從而在給定的螺桿轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)對(duì)于其輸送能力是一個(gè)直接的度量。因此通過(guò)用不同大數(shù)量的盤形元件來(lái)組成一螺桿元件可以確保使泵輸送能力適合于當(dāng)前的目的。當(dāng)扭轉(zhuǎn)角δ大于0°時(shí)，應(yīng)該將花鍵軸的分度尺寸這樣調(diào)準(zhǔn)到扭轉(zhuǎn)角，即使各個(gè)盤的凸面邊緣可以成直線地結(jié)合在一起。
有利的是，在相互嚙合的螺桿元件的一種配置內(nèi)，為了產(chǎn)生一軸向間隙，將各螺桿元件構(gòu)成為具有稍微不同的軸向長(zhǎng)度而不需要借助于其他的隔盤。因此按照要求的間隙，具有大凸輪角的各螺桿元件的軸向長(zhǎng)度不同于具有小凸輪角的各螺桿元件的軸向長(zhǎng)度。
基本上按照本發(fā)明的螺桿泵可以作為獨(dú)立的裝置應(yīng)用于輸送任何介質(zhì)。然而特別有利的是，將螺桿泵作為增壓區(qū)用于一多螺桿擠出機(jī)中，該擠出機(jī)包括至少兩個(gè)同向驅(qū)動(dòng)的螺桿軸，其沿軸向方向配備有不同的螺桿元件，用以構(gòu)成不同的擠出機(jī)區(qū)段。其中將螺桿泵的各螺桿軸分別直接與擠出機(jī)的各螺桿軸相連接或者為其一部分。


以下借助于諸附圖中所示的實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。其中圖1本發(fā)明的螺桿泵的一個(gè)橫截面的示意圖；圖2具有四個(gè)螺桿元件的螺桿軸的透視的線段模型；圖3本發(fā)明的螺桿軸無(wú)扭轉(zhuǎn)角的兩螺桿軸的透視圖；圖4圖3通過(guò)設(shè)置一扭轉(zhuǎn)角的改變；圖5和6本發(fā)明的螺桿泵的端面視圖；圖7本發(fā)明的螺桿元件具有花鍵的透視圖；圖8按照?qǐng)D7的螺桿元件的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意圖示出本發(fā)明的螺桿泵的一截面，該螺桿泵具有一對(duì)螺桿元件1、2。螺桿元件1、2分別在未更詳細(xì)示出的螺桿軸上同向旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于殼體孔4、5中，該兩殼體孔局部重迭。以a標(biāo)記兩螺桿軸的中心距。螺桿元件1具有圓柱形凸面10，其在圖1中可視為半徑為Ra的圓并且沿圓周方向延伸一凸輪角γ1。半徑Ra相當(dāng)于殼體孔4的半徑。圖1中夸大地示出螺桿元件1與殼體孔4的壁之間的間隙以及兩螺桿元件1、2之間的間隙。凸面10由左邊的凸面邊緣6和右邊的凸面邊緣7限定。徑向?qū)χ糜谕姑?0，可見(jiàn)螺桿元件1的另一圓柱形部分，稱其為底面12并且具有相當(dāng)于螺桿核心的半徑之半徑Ri。底面12在兩點(diǎn)16與17之間延伸一底面角α1。在凸面邊緣6與點(diǎn)16之間或在凸面邊緣7與點(diǎn)17之間是兩個(gè)沿圓周方向分別延伸一側(cè)面角β1的側(cè)面14a、14b，其分別構(gòu)成為圓弧，圓弧中心位于螺桿軸的縱軸線以外。其半徑的大小和所屬的中心的位置由用于按照Erdmenger的緊密嚙合的螺桿外形的已知關(guān)系得出。右邊的螺桿元件2在其形狀和尺寸上的構(gòu)成明顯不同于螺桿元件1，盡管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是類似的。右邊的螺桿元件2具有半徑為Ra的圓柱形凸面11，該凸面在兩凸面邊緣8與9之間延伸一凸輪角γ2。凸輪角γ2與螺桿元件1的底面角α1完全一樣大小。在凸面11的徑向?qū)γ嬖O(shè)有半徑為Ri的第二圓柱形部分，稱其為底面13并且在點(diǎn)18與19之間延伸一底面角α2。底面角α2具有與螺桿元件1的凸輪角γ1同樣的大小。按與螺桿元件1中相應(yīng)的方式，底面13和凸面11通過(guò)圓弧形側(cè)面15a、15b相互連接。兩側(cè)面15a、15b分別延伸一側(cè)面角β2，其與螺桿元件1的側(cè)面角β1同樣大小。在兩螺桿元件1、2按箭頭所示同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果人們不總是在兩者之間設(shè)置間隙，則兩螺桿元件1、2摩擦，在各螺桿軸一整轉(zhuǎn)的過(guò)程中以這樣的方式，即凸面10只與底面13、側(cè)面14b只與側(cè)面15a、底面12只與凸面11和側(cè)面14a只與側(cè)面15b發(fā)生滑動(dòng)接觸。因此給出對(duì)于螺桿泵的自動(dòng)凈化的先決條件。
圖2中以線段模型的形式示意地示出一由五個(gè)螺桿元件組合的螺桿軸線段，可一一看出具有大凸輪角的螺桿元件1和具有小凸輪角的螺桿元件2是如何相互扭轉(zhuǎn)設(shè)置的。其示出三個(gè)具有小凸輪角的螺桿元件2，為了進(jìn)行識(shí)別，將其標(biāo)記為2′、2″和2。在它們之間分別設(shè)置一具有大凸輪角的螺桿元件1，為了進(jìn)行識(shí)別，將其以標(biāo)記1′、1″表示。以相應(yīng)的方式在保留編號(hào)的情況下，用附加的虛線標(biāo)記各自所屬的凸面邊緣6-9和凸面10、11?？孔筮呍谕饷嬖O(shè)置的螺桿元件2′的凸面11 ′的右邊的凸面邊緣9′共軸線于直接在其旁邊設(shè)置的具有大凸輪角的螺桿元件1′的左邊的凸面邊緣6′定位。由于兩凸面11′和10′具有相同的半徑Ra，兩者之間形成平滑的過(guò)渡。如果人們順著凸面10′從右邊的凸面邊緣6′直到左邊的凸面邊緣7′，則人們發(fā)現(xiàn)后者共軸線于具有小凸輪角的第二螺桿元件2″的凸面11″的左邊的凸面邊緣8″定位。因此在螺桿元件1′與螺桿元件2″之間從凸面10′到凸面11′也形成平滑的過(guò)渡。凸面11′的右邊的凸面邊緣9″又共軸線于具有大凸輪角的第二螺桿元件2″的凸面10″的左邊的凸面邊緣6″定位。凸面10″的右邊的凸面邊緣7″又共軸線于具有小凸輪角的第三螺桿元件2的凸面11的左邊的凸面邊緣8定位。以這種方式螺桿軸可用任何大數(shù)量的螺桿元件在具有大凸輪角的螺桿元件1和具有小凸輪角的螺桿元件2之間交替地延伸。
這種對(duì)于兩個(gè)螺桿軸20、21的情況示例性示于圖3中。在每一螺桿軸20、21上分別設(shè)有總共10個(gè)具有大凸輪角的螺桿元件1和10個(gè)具有小凸輪角的螺桿元件2，亦即總共20個(gè)螺桿元件。在這種情況下，具有大凸輪角的螺桿元件1分別相對(duì)扭轉(zhuǎn)一圖3中未示出的這樣的偏移角ε，即使其確保以上對(duì)圖2所述的相互相連的各凸面邊緣的共軸線的定位。
圖4中示出圖3中的兩螺桿軸20、21的設(shè)置的變化。其區(qū)別在于，各個(gè)螺桿元件1、2經(jīng)過(guò)了扭轉(zhuǎn)。螺桿元件1、2的兩軸向的端面繞螺桿軸20、21的縱軸線相對(duì)扭轉(zhuǎn)一扭轉(zhuǎn)角δ。示例性示出對(duì)于靠左邊在外面設(shè)置的具有小凸輪角的第一螺桿元件2的扭轉(zhuǎn)角δ。靠左邊在外面示出的兩螺桿軸20、21的兩個(gè)第一螺桿元件1、2以相同的角位置分別示于圖3和4中。人們可很清楚地看出，由于扭轉(zhuǎn)角δ，在兩螺桿軸20、21的長(zhǎng)度上按照?qǐng)D4與按照?qǐng)D3的狀況有明顯的區(qū)別。雖然在圖3中關(guān)于兩螺桿軸的共20對(duì)數(shù)量的螺桿元件并不重復(fù)兩總是直接相鄰設(shè)置的螺桿元件1、2的角位置，但在圖4的螺桿軸20中，如這由標(biāo)出的垂直箭頭所示，可看到兩第一螺桿元件1、2的角位置的多次重復(fù)，每一第六螺桿1、2在一螺桿軸20、21再次具有上述的同一角位置。
圖5和6以兩第一螺桿元件1、2的不同的角位置分別示出本發(fā)明的螺桿泵的端面視圖。設(shè)有殼體孔4、5的泵殼3具有一設(shè)有許多通孔的凸緣22，借其本發(fā)明的螺桿泵可以作為殼體部分使用和安裝于一傳統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)中。泵殼設(shè)有兩個(gè)銷孔23，用以插入定位銷。在圖5中所示位置，在兩螺桿元件1、2的區(qū)域內(nèi)在兩殼體孔4、5內(nèi)形成一連貫的空腔容積24。該空腔容積在螺桿元件1、2旋轉(zhuǎn)時(shí)首先不是其大小變化，而只是其形狀變化。當(dāng)然，一旦具有小凸輪角的螺桿元件2的凸面11在泵殼3的上面的三角區(qū)域25發(fā)生緊密的接觸并且繼續(xù)沿殼體孔5運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種情況就發(fā)生變化。然后即由一空腔容積24形成三個(gè)分空腔容積24a、24b和24c，正如在由圖6的以一進(jìn)一步的角位置示出的結(jié)構(gòu)可得出的那樣。其中，分空腔容積24c在轉(zhuǎn)一圈的大部分過(guò)程中即不改變其容積又不改變其形狀。包括的材料只被推移。與其相反，分空腔容積24b增加其大小。反之，位于泵殼3的下面的三角區(qū)域26附近的分空腔容積24a隨著漸增的順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)減小其大小。這意味著，材料在分空腔容積24a中被壓縮并且材料被從分空腔容積24a中擠出。由于按照本發(fā)明的螺桿泵通過(guò)上述的空腔構(gòu)成在入口橫截面與出口橫截面之間的各個(gè)螺桿元件的區(qū)域內(nèi)是軸向密封的，在螺桿泵內(nèi)產(chǎn)生容積的強(qiáng)制輸送。因此利用這樣的泵可以實(shí)現(xiàn)很有效的增壓。
圖7中透視地示出本發(fā)明的具有扭轉(zhuǎn)角δ＞0°的螺桿元件1、2的另一實(shí)例。其涉及總共10對(duì)，它們按照預(yù)定的裝配軸向相鄰地排列在各一個(gè)(未示出的)軸心上并且為了與軸心不旋轉(zhuǎn)地相連接分別具有花鍵27。
圖8以俯視圖示出了這樣的設(shè)置，可以看出具有大凸輪角的各螺桿元件1分別比具有小凸輪角的各螺桿元件2稍窄地制成，以便確保必需的軸向間隙。
在本發(fā)明的螺桿泵的一實(shí)際的實(shí)施形式中，采用下列尺寸Ra＝30mmRi＝20.56mmγ1＝α2＝219.84°γ2＝α1＝9.84°a＝50.56mmε＝120°δ＝15°在另一具有扭轉(zhuǎn)角δ＝0°的實(shí)施形式中調(diào)準(zhǔn)一偏移角ε＝150°。各螺桿元件的軸向長(zhǎng)度分別為20mm。
這里特別的優(yōu)點(diǎn)是，雙軸螺桿泵的各元件可以很簡(jiǎn)單的方式結(jié)合于傳統(tǒng)的具有同向驅(qū)動(dòng)的螺桿軸的雙螺桿擠出機(jī)的各螺桿軸中。不同于按照EP 0564884 A1的構(gòu)成整體的齒輪泵在這里直接驅(qū)動(dòng)泵的兩軸，從而具有高的轉(zhuǎn)矩強(qiáng)度。按照本發(fā)明的解法的特征在于很少的多樣性部分和相應(yīng)很低的制造成本。功能可靠性是極高的并且維護(hù)費(fèi)用實(shí)際上為零。與利用傳統(tǒng)的螺桿元件的增壓區(qū)相比明顯地減小了軸向結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。由于設(shè)計(jì)費(fèi)用較低，無(wú)疑可以在各專用機(jī)械中為了最佳的方法匹配實(shí)現(xiàn)各自的配置。本發(fā)明的螺桿泵可以無(wú)困難地附加配置于已有的各機(jī)械中。
附圖標(biāo)記清單1 具有大凸輪角的螺桿元件2 具有小凸輪角的螺桿元件3 泵殼4 殼體孔5 殼體孔6 左邊的凸面邊緣7 右邊的凸面邊緣8 左邊的凸面邊緣9 右邊的凸面邊緣10 凸面11 凸面12 底面13 底面14a、14b 側(cè)面15a、15b 側(cè)面16-19 側(cè)面與底面間的點(diǎn)20 螺桿軸21 螺桿軸22 凸緣23 銷孔24 空腔容積24a-c 分空腔容積25 上面的三角區(qū)域26 下面的三角區(qū)域27 花鍵α 底面角β 側(cè)面角γ 凸輪角
δ 扭轉(zhuǎn)角ε 偏移角a 中心距Ra螺桿凸面的半徑Ri螺桿底面的半徑
權(quán)利要求
1.一種螺桿泵，包括入口橫截面和出口橫截面，用以輸送可流動(dòng)的介質(zhì)，特別是塑料熔體和橡膠混合物，該螺桿泵包括至少兩個(gè)在一泵殼(3)中設(shè)置的具有中心距a的螺桿軸(20、21)，其中，泵殼(3)具有至少兩個(gè)局部重迭的沿縱向方向穿過(guò)泵殼(3)的殼體孔(4、5)，兩螺桿軸(20、21)可同向旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并且在其上不旋轉(zhuǎn)地設(shè)置了多種基本上相互緊密嚙合的單螺線螺桿元件(1、2)的配置，其包括下列特征-各螺桿元件(1、2)在軸向的橫截面內(nèi)從螺桿軸(20、21)的縱軸線方向觀察分別具有一圓柱外形的凸面(10、11)，其半徑Ra相當(dāng)于殼體孔(4、5)的半徑并且其沿圓周方向在兩凸面邊緣(6、7；8、9)之間延伸一凸輪角γ；-各螺桿元件(1、2)在徑向?qū)χ糜谕姑?10、11)的一面分別具有一圓柱外形的底面(12、13)，其半徑Ri相當(dāng)于中心距a與半徑Ra之差值并且其沿圓周方向延伸一底面角α；-一螺桿元件(1、2)的底面(12、13)和凸面(10、11)分別由各側(cè)面(14a、14b，15a、15b)相互連接；-各螺桿元件(1、2)在相互嚙合的螺桿元件的一種配置內(nèi)分別具有不同的凸輪角γ(大凸輪由γ1，小凸輪角γ2)并且在各螺桿軸(20、21)上軸向串聯(lián)地設(shè)置成在所有的螺桿軸(20、21)上使相互嚙合的螺桿元件的一種配置的具有小凸輪角γ2的一個(gè)螺桿元件(2)總是與直接鄰接的配置的具有大凸輪角γ1的螺桿元件(1)輪流交替；-兩軸向最近的各具有大凸輪角γ1的螺桿元件(1′、1″)，其間總是只有一個(gè)具有小凸輪角γ2的螺桿元件，在螺桿軸(20、21)上相互扭轉(zhuǎn)一偏移角ε設(shè)置成按設(shè)定的輸送方向使具有大凸輪角γ1的一個(gè)螺桿元件(1′)的左邊的凸面邊緣(6′)或右邊的凸面邊緣(7′)分別位于另一螺桿元件(1″)的另一個(gè)(右邊或左邊的)凸面邊緣(7″或6″)的附近并且具有大凸輪角γ1的螺桿元件(1′、1″)的凸面(10′、10″)分別在兩相鄰的凸面邊緣(6′、7″或7′、6″)的區(qū)域內(nèi)通過(guò)在其間設(shè)置的具有小凸輪角γ2的螺桿元件(2)的凸面(11)連接，從而分別構(gòu)成一具有不連續(xù)升程的螺桿導(dǎo)程。
2.按照權(quán)利要求1所述的螺桿泵，其特征在于，將偏移角ε選擇成使具有大凸輪角γ1的兩螺桿元件(1′、1″)的兩相鄰的凸面邊緣(6′、7″或7′、6″)分別無(wú)偏移地沿其間設(shè)置的具有小凸輪角γ2的螺桿元件(2)的另一凸面邊緣(8、9)延伸。
3.按照權(quán)利要求1至2之一項(xiàng)所述的螺桿泵，其特征在于，相互嚙合的各螺桿元件(1、2)的各種配置彼此間是相同的。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的螺桿泵，其特征在于，各螺桿元件(1、2)分別具有一扭轉(zhuǎn)角δ，該扭轉(zhuǎn)角δ為相應(yīng)的螺桿元件(1、2)的軸向的端面繞螺桿軸(20、21)的縱軸線相對(duì)扭轉(zhuǎn)的角度。
5.按照權(quán)利要求4所述的螺桿泵，其特征在于，扭轉(zhuǎn)角δ處于10°至30°的范圍內(nèi)，特別在20°至26°的范圍內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的螺桿泵，其特征在于，較小的凸輪角γ2在相互嚙合的螺桿元件(1、2)的一種配置中總是小于20°。
7.按照權(quán)利要求1至6之一項(xiàng)所述的螺桿泵，其特征在于，各螺桿元件(1、2)分別構(gòu)成單件的。
8.按照權(quán)利要求1至6之一項(xiàng)所述的螺桿泵，其特征在于，各螺桿元件(1、2)，特別是當(dāng)扭轉(zhuǎn)角δ＝0°時(shí)，分別由具有同樣外形的多個(gè)盤形元件組合而成。
9.按照權(quán)利要求1至8之一項(xiàng)所述的螺桿泵，其特征在于，螺桿元件(1、2)的各側(cè)面(14a、14b，15a、15b)構(gòu)成圓弧形的。
10.按照權(quán)利要求3至9之一項(xiàng)所述的螺桿泵，其特征在于，為了產(chǎn)生一軸向間隙，具有大凸輪角γ1的各螺桿元件(1)分別構(gòu)成有比具有小凸輪角γ2的各螺桿元件(2)稍微不同的軸向長(zhǎng)度。
11.多螺桿擠出機(jī)，包括至少兩個(gè)同向驅(qū)動(dòng)的螺桿軸，所述螺桿軸沿軸向方向配備有不同的螺桿元件，用以構(gòu)成不同的擠出機(jī)區(qū)段，并且包括一增壓區(qū)，其特征在于，該增壓區(qū)構(gòu)成為按照權(quán)利要求1至10之一項(xiàng)所述的熔體泵，其中螺桿泵的各螺桿軸(20、21)與擠出機(jī)的各螺桿軸相連接或者為其一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺桿泵，包括入口橫截面和出口橫截面，用以輸送可流動(dòng)的介質(zhì)，特別是塑料熔體和橡膠混合物，該螺桿泵包括至少兩個(gè)在一泵殼(3)中設(shè)置的具有中心距a的螺桿軸(20、21)，其中，泵殼(3)具有兩個(gè)局部重疊的沿縱向方向穿過(guò)泵殼(3)的殼體孔(4、5)，兩螺桿軸(20、21)可同向旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并且在其上不旋轉(zhuǎn)地設(shè)置了多種基本上相互緊密嚙合的單螺線螺桿元件(1、2)的配置，并且本發(fā)明還涉及一種包括一這樣的螺桿泵的多螺桿擠出機(jī)。
文檔編號(hào)B29C47/40GK1494474SQ02805770
公開(kāi)日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2002年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月6日
發(fā)明者格雷戈?duì)枴た怂乖峥嘶? 格雷戈?duì)?克斯扎尼克基 申請(qǐng)人:貝斯托夫有限公司