專利名稱：在壓力建立時具有減小的能量輸入的螺桿元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于具有成對同向轉動的且成對精確去除(abschaben)的螺桿軸的多軸螺桿擠出機的螺桿元件，該螺桿元件具有新型的、緊密嚙合的、自清洗的、同向轉動的螺桿輪廓，涉及所述螺桿元件在多軸螺桿擠出機中的應用以及一種用于生成螺桿元件的方法。
背景技術：
長期以來已經(jīng)公知了同向轉動的其轉子彼此被精確地去除的雙軸機器或者必要時為多軸機器(參見例如DP 862 668)。在聚合物制造和聚合物處理中，基于精確去除的輪廓的原理的螺桿擠出機已經(jīng)歷了多種應用。這尤其是基于聚合熔融物粘附在表面上并且在通常的處理溫度的情況下隨著時間的過去而退化，這通過精確去除的螺桿的自清潔的作用來抑制。用于生成精確去除的螺桿輪廓(Schneckenprofil)的規(guī)則例如在公開物[1]的第 96-109 頁上示出([1] =Klemens Kohlgrueber :Der gleichlaeuf ige Doppelschneckenextruder, Hanser出版，慕尼黑，2007年)。在此，也描述的是雙螺桿擠出機的第1軸上的預給定的螺桿輪廓確定了雙螺桿擠出機的第2軸上的螺桿輪廓。雙螺桿擠出機的第1軸上的螺桿輪廓因而被稱作生成的(erzeugend)螺桿輪廓。雙螺桿擠出機的第2軸上的螺桿輪廓由雙螺桿擠出機的第1軸的螺桿輪廓得出并且因而稱作被生成的 (erzeugt)螺桿輪廓。在多軸擠出機的情況下，生成的螺桿輪廓和被生成的螺桿輪廓在相鄰的軸上始終交替地被采用。現(xiàn)代雙螺桿擠出機具有其中不同的螺桿元件可以被安裝在芯軸上的模塊構件系統(tǒng)。對此，本領域技術人員可以使雙螺桿擠出機與相應的處理任務相匹配。如本領域技術人員所知曉的那樣并且如例如在[1]的第96-109頁上被查閱的那樣，公知的緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的Erdmenger螺桿輪廓通過說明三個量、即螺紋頭數(shù)ζ、螺桿外半徑ra和軸距a來明確地限定。螺紋頭數(shù)ζ是大于或等于1的整數(shù)。螺桿輪廓的另一重要參數(shù)是內半徑ri。螺桿輪廓的另一重要參數(shù)是螺紋深度h。螺桿輪廓的與螺桿外半徑相等的區(qū)域被稱作齒頂區(qū)域(Kammbereich)。螺桿輪廓的與內半徑相等的區(qū)域被稱作齒根區(qū)域(Nutbereich)。螺桿輪廓的小于螺桿外半徑且大于內半徑的區(qū)域被稱作邊緣區(qū)域。多軸擠出機的兩個殼體孔滲透到其中的區(qū)域被稱作楔形部區(qū)域(Zwickelbereich)。兩個殼體孔的兩個交點被稱作殼體楔形部。ζ頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角(Kammwinke 1) δ _kw被計算為δ _ kw=3i/z-2^rccos(0. 5*a/ra)，其中π被理解為圓周率(π 3. 14159) [1]。根據(jù)用于計算頂錐角的式子得到1頭螺紋和2頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角在等軸距的情況下并且在等螺桿外半徑的情況下相差η/2。如果殼體半徑rg等于外半徑ra，則兩個殼體楔形部之間的張角S _gz被計算為δ _gZ=2*arccos (0. 5*a/ra)。對于單頭螺紋Erdmenger 螺桿輪廓由此得到針對螺桿外半徑與軸距的比小于約0. 707的情況，楔形部區(qū)域通過螺桿輪廓的齒頂區(qū)域來密封。在兩個殼體楔形部的周圍的殼體區(qū)域被稱作殼體楔形部區(qū)域。在以下實施方案的范圍中，該區(qū)域在每個殼體孔中從兩個殼體楔形部的每個殼體楔形部出發(fā)具有相對于殼體孔的中心點的角度S_gb，該角度S_gb由單頭螺紋Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差來計算δ _gb= π -4*arccos (0. 5*a/ra)。此外，在[1]中詳細地闡述了雙軸擠出機和多軸擠出機的結構、功能和運行。特有的章節(jié)(第227-248頁)專注于螺桿元件及其作用方式。在此，詳細地闡述了輸送元件、捏合元件和混合元件的結構和功能。為了能夠實現(xiàn)在不同的螺紋頭數(shù)的螺桿元件之間的過渡， 常常將墊圈用作隔離物(Distanzhuelse)。在特殊情況下，采用所謂的過渡元件，這些過渡元件能夠實現(xiàn)在不同螺紋頭數(shù)的兩個螺桿輪廓之間的連續(xù)過渡，其中在過渡的每個點上都存在自清潔的螺桿輪廓對。在專利DP 813154中示出了單頭螺紋的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓。這樣的螺桿輪廓具有如下優(yōu)點齒頂區(qū)域將楔形部區(qū)域密封，由此基于該螺桿輪廓的輸送元件具有高的壓力建立能力。這樣的螺桿輪廓具有如下缺點齒頂區(qū)域非常大，由此得到待處理的粘性的流體的不希望的熱負荷和機械負荷。在專利US 4131371 A和DE 3412258 Al中示出了偏心的、三頭螺紋的、緊密嚙合的、自清潔的且同向轉動的螺桿輪廓。始終進行偏心來使得僅僅一個嚙合部(Kamm)刮擦 (abstreifen)殼體。這樣的螺桿輪廓具有如下缺點楔形部區(qū)域未被密封，由此基于這樣的螺桿輪廓的輸送元件的壓力建立能力低微。在專利DE 4239220 Al中描述了一種3頭螺紋的自清潔螺桿輪廓，其中3個嚙合部的頂錐角大小不同。僅僅具有最大頂錐角的嚙合部接觸殼體。這樣的螺桿輪廓具有如下缺點楔形部區(qū)域沒有被密封，由此基于這樣的螺桿輪廓的輸送元件的壓力建立能力低微。在專利EP 2131 Al中尤其示出了緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓，其中兩個齒頂區(qū)域刮擦殼體并且在兩個齒根區(qū)域之間的邊緣區(qū)域距殼體的距離小于或等于半個螺紋深度。這樣的螺桿輪廓具有如下缺點所述邊緣區(qū)域距殼體的距離小到使得所述邊緣區(qū)域充當阻礙基于這樣的螺桿輪廓的輸送元件的壓力建立的流動障礙物 (Stroemungshindernis)。

發(fā)明內容
因而，從現(xiàn)有技術出發(fā)提出以下任務提供用于多軸螺桿擠出機的螺桿元件，所述螺桿元件同時具有盡可能高的壓力建立、盡可能低的熱學和機械產(chǎn)品應力以及盡可能低的流阻。令人驚訝地已發(fā)現(xiàn)該任務可以通過具有邊緣區(qū)域、齒頂區(qū)域和齒根區(qū)域的所限定的序列的螺桿元件來解決。因而，本發(fā)明的主題是一種用于多軸螺桿擠出機的新型螺桿元件，其特征在于，生成的和被生成的螺桿輪廓具有密封區(qū)域-過渡區(qū)域-通道區(qū)域-過渡區(qū)域的序列。密封區(qū)域被理解為齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域的序列。通道區(qū)域被理解為齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域的序列。過渡區(qū)域被理解為以邊緣區(qū)域開始并且以邊緣區(qū)域結束的螺桿輪廓區(qū)域的序列。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的密封區(qū)域的特征在于，
〇邊緣區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_fbl，該角度S_fbl大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角的一半(S _fbl彡arccos(0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角(δ _fbl彡2*arccos(0. 5*a/ra))，
〇齒頂區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_kbl，該角度δ JAl小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ kbl ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角(δ JAl 彡 π /2_2*arccos (0. 5*a/ra))，
〇其它齒頂區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_kb2，該角度δ_1Λ2小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減所述兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ kb2 ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角(δ _kb2 彡 π /2_2*arccos (0. 5*a/ra))。齒頂區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度δ _kbl、δ _kb2與密封區(qū)域的角度δ _fbl之和優(yōu)選地在0. 75* δ _gz到2* δ _gb+ δ _gz的范圍中。在特別優(yōu)選的實施形式中，齒頂區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度S_kbl、δ_1Λ2與密封區(qū)域的角度之和在到S_gb+S_gz的范圍中。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的通道區(qū)域的特征在于，
〇邊緣區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_fb2，該角度δ_Λ2大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角的一半(S _fb2彡arccos(0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角(δ _fb2彡2*arccos(0. 5*a/ra))，以及邊緣區(qū)域距螺桿半徑ra 的最小距離大于半個螺紋深度h，
〇齒根區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_nbl，該角度δ_ 1小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ_ nbl ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的 Tgll^ ( δ _nbl ^ π /2-2*arccos (0. 5*a/ra)),
〇其它齒根區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_rA2，該角度δ_ 2小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ nb2 ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的 WMi^ ( δ _nb2 ( π /2-2*arccos (0. 5*a/ra))。齒根區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度S_nbl、δ_ 2與通道區(qū)域的角度δ_Λ2之和優(yōu)選地在0. 75* δ _gz到2* δ _gb+ δ _gz的范圍中。在特別優(yōu)選的實施形式中，齒根區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度δ_ιΛ1、δ_ιΛ2與通道區(qū)域的角度δ_Λ2之和在δ _gz到δ _gb+δ _gz的范圍中。過渡區(qū)域的特征在于，該過渡區(qū)域以邊緣區(qū)域開始并且以邊緣區(qū)域結束。優(yōu)選地， 過渡區(qū)域由邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成，或者由邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成，或者由邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成，或者由邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成。在特別優(yōu)選的實施形式中，過渡區(qū)域由邊緣區(qū)域構成。在這種情況下，該過渡區(qū)域從這一個所述的邊緣區(qū)域開始并且結束。本發(fā)明并不限于由螺桿元件和芯軸構成的螺桿的目前通用的模塊構造方式制成的螺桿元件，而是也可以應用于實體構造(Massivbauweise)的螺桿。因而，概念“螺桿元
6件”也被理解為實體構造的螺桿。根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件可以被用作輸送元件、捏合元件和 /或混合元件。眾所周知地，輸送元件的特征在于(例如參見[1]，第227-248頁)，螺桿輪廓在軸方向上連續(xù)地螺旋狀轉動并延伸。在此，該輸送元件可以為右旋的或左旋的。該輸送元件的導程(Steigimg)優(yōu)選地在0. 1倍至10倍軸距的范圍中，其中該導程被理解為該螺桿輪廓完整轉動一周所需的軸向長度，并且輸送元件的軸向長度優(yōu)選地在0. 1倍至10倍軸距的范圍中。眾所周知地，捏合元件的特征在于(例如參見[1]，第227-248頁)，螺桿輪廓在軸向上以捏合盤的形式逐步地前進?？梢宰笮鼗蛘哂倚鼗蛘咧辛⒌夭贾媚蠛媳P。捏合盤的軸向長度優(yōu)選地在0. 05倍至10倍軸距的范圍中。在兩個相鄰捏合盤之間的軸向距離優(yōu)選地在0. 002倍至0. 1倍軸距的范圍中。眾所周知地，混合元件通過以下方式來構造(例如參見[1]，第227-248頁)在螺桿嚙合部中實施了具有開口的輸送元件。所述混合元件可以是右旋的或左旋的。所述混合元件的導程優(yōu)選地在0. 1倍至10倍軸距的范圍中，并且所述元件的軸向長度優(yōu)選地在0. 1 倍至10倍軸距的范圍中。所述開口優(yōu)選地具有u形或V形槽的形狀，所述槽優(yōu)選地反向輸送地或者軸平行地被布置。本領域技術人員公知的是，直接去除的螺桿輪廓不能直接在雙螺桿擠出機中被采用，更確切地說，在螺桿之間需要間隙。對此在[1]中的第觀頁以及之后描述了各種可能的策略。對于根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓，可以使用相對于螺桿輪廓的直徑在 0. 001至0. 1的范圍內的間隙，優(yōu)選地在0. 002至0. 05的范圍中，并且特別優(yōu)選地在0. 004 至0.02的范圍中。如本領域技術人員所公知的那樣，在螺桿和殼體之間以及在螺桿和螺桿之間的間隙可以是大小不同的或者相同的。間隙也可以是恒定的或者在給定界限內是可變的。也可能在該間隙之內使螺桿輪廓移位?？赡艿拈g隙策略是在[1]的第觀頁以及之后所描述的軸距增大、縱截面等距離或者空間等距離的可能性，這些可能性全部是本領域技術人員所公知的。在軸距增大中，構造較小直徑的螺桿輪廓，并且該螺桿輪廓被拉開 (auseinanderruecken)螺桿之間的間隙的量。在縱截面等距離的方法中，縱截面輪廓曲線 (與軸線平行)被向內移位了一半的螺桿-螺桿間隙。在空間等距離的方法中，從所述螺桿元件被從上清潔的空間曲線出發(fā)，螺桿元件在垂直于精確去除的輪廓的平面的方向上縮小了螺桿與螺桿之間的間隙的一半。優(yōu)選地，使用縱截面等距離和空間等距離，特別優(yōu)選地使用空間等距離。此外，本發(fā)明的主題還在于一種用于生成根據(jù)本發(fā)明的新型螺桿元件的方法。通常，通過以下所描述的通用方法能生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓。用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的在生成的和被生成的螺桿輪廓的轉動軸之間具有可選的軸距a的螺桿輪廓的通用方法的特征在于，生成的螺桿輪廓由 η個圓弧形成而被生成的螺桿輪廓由η’個圓弧形成，其中
一生成的螺桿輪廓和被生成的螺桿輪廓在一個平面中，
一生成的螺桿輪廓的轉動軸和被生成的螺桿輪廓的轉動軸均垂直于螺桿輪廓的所述的平面，其中生成的螺桿輪廓的轉動軸與所述平面的交點被稱作生成的螺桿輪廓的轉動點，而被生成的螺桿輪廓的轉動軸與所述平面的交點被稱作被生成的螺桿輪廓的轉動點， 一選擇生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目n，其中η是大于或者等于1的整數(shù)， 一選擇生成的螺桿輪廓的外半徑ra，其中ra可以取大于0 (ra>0)且小于或者等于軸距(ra彡a)的值，
一選擇生成的螺桿輪廓的內半徑ri，其中ri可以取大于或等于0 (ri ^ 0)且小于或等于ra (ri ( ra)的值，
一 生成的螺桿輪廓的圓弧順時針方向地或者逆時針方向地圍繞生成的螺桿輪廓的轉動軸根據(jù)隨后的布置規(guī)則來布置，使得
〇生成的螺桿輪廓的所有圓弧彼此相切地過渡，使得得到閉合的凸狀的螺桿輪廓，其中半徑等于0的圓弧如半徑等于eps的圓弧一樣被處理，其中印s是非常小的趨向于0的正實數(shù)(印s l, eps — 0),
〇生成的螺桿輪廓的每個圓弧在外半徑為ra和內半徑為ri的圓環(huán)的邊界之內或之上，該圓環(huán)的圓心在生成的螺桿輪廓的轉動點上，
〇生成的螺桿輪廓的圓弧中的至少一個圓弧與生成的螺桿輪廓的外半徑ra相切， 〇生成的螺桿輪廓的圓弧中的至少一個圓弧與生成的螺桿輪廓的內半徑ri相切， 一生成的螺桿輪廓的第一圓弧的通過角度α _1和半徑r_l確定的大小被選擇為使得單位為弧度的角度α_1大于或等于0且小于或等于2 π，其中π應被理解為圓周率 (π 3. 14159)，并且半徑1~_1大于或等于0且小于或等于軸距a，而且生成的螺桿輪廓的第一圓弧的通過定位該第一圓弧的兩個不同的點而得到的位置根據(jù)所述的布置規(guī)則來確定，其中第一圓弧的第一待定位的點優(yōu)選是與該第一圓弧相關聯(lián)的起點，并且其中第一圓弧的第二待定位的點優(yōu)選是與第一圓弧相關聯(lián)的中心點，
一生成的螺桿輪廓的其它n-2個圓弧的通過角度α_2、-,α_(η-1)和半徑r_2、…、 r_(n-l)確定的大小被選擇為使得單位為弧度的角度α_2、-,α_(η-1)大于或等于0且小于或等于2π，并且半徑1>_2、-,r_(n-l)大于或等于0且小于或等于軸距a，而且生成的螺桿輪廓的其它n-2個圓弧的位置根據(jù)所述的布置規(guī)則來確定，
一生成的螺桿輪廓的最后的圓弧的通過角度和半徑r_n確定的大小通過以下方式來給定生成的螺桿輪廓的η個圓弧的單位為弧度的η個角度之和等于2 π，其中單位為弧度的角度α_η大于或等于0且小于或等于，并且半徑r_n使生成的螺桿輪廓閉合，其中半徑r_n大于或等于0且小于或等于軸距a，并且生成的螺桿輪廓的最后的圓弧的位置根據(jù)所述的布置規(guī)則來確定，
一被生成的螺桿輪廓的η’個圓弧由生成的螺桿輪廓的η個圓弧通過如下方式得到 〇被生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目η’等于生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目η，其中η’是整
數(shù)，
〇被生成的螺桿輪廓的外半徑ra’等于軸距減生成的螺桿輪廓的內半徑ri之差 (ra， =a-ri),
〇被生成的螺桿輪廓的內半徑ri’等于軸距減生成的螺桿輪廓的外半徑ra之差 (ri， =a-ra),
〇被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的角度a_i’等于生成的螺桿輪廓的第i圓弧的角度a_i，其中i和i’是共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目η或η’的范圍中的所有值的整數(shù)(α = α _1, α _η，= α _η),
〇被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的半徑r_i’與生成的螺桿輪廓的第i圓弧的半徑r_ i之和等于軸距a，其中i和i’為共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目η或η’的范圍中的所有值的整數(shù)(r_l，+r_l=a,…，r_n，+r_n=a)，
〇被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的中心點具有距生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點的等于軸距a的距離，并且被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的中心點具有距被生成的螺桿輪廓的轉動點的與生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點距生成的螺桿輪廓的轉動點的距離相等的距離，并且在被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的中心點與生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點之間的連線是在被生成的螺桿輪廓的轉動點與生成的螺桿輪廓的轉動點之間的連線的平行線，其中i和i’為共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目η或η’的范圍中的所有值的整數(shù)(i，=i)，
〇被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的起點在相對于被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的中心點的如下方向上該方向與生成的螺桿輪廓的第i圓弧的起點相對于生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點具有的方向相反，其中i和i’為共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目η或η’的范圍中的所有值的整數(shù)(i’ =i)。根據(jù)用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓的通用方法， 對于被生成的螺桿輪廓得到
一被生成的螺桿輪廓是閉合的， 一被生成的螺桿輪廓是凸狀的，
一被生成的螺桿輪廓的每個圓弧都相切地過渡到被生成的螺桿輪廓的后續(xù)的圓弧，其中半徑等于0的圓弧如半徑等于eps的圓弧一樣被處理，其中印s是非常小的趨向于0的正實數(shù)(印s《l, eps — 0),
一被生成的螺桿輪廓的每個圓弧在外半徑為ra’和內半徑為ri’的圓環(huán)的邊界之內或者之上，該圓環(huán)的圓心在被生成的螺桿輪廓的轉動點上，
一被生成的螺桿輪廓的圓弧中的至少一個圓弧與被生成的螺桿輪廓的外半徑ra’相
切，
一被生成的螺桿輪廓的圓弧中的至少一個圓弧與被生成的螺桿輪廓的內半徑ri’相切。此外，根據(jù)用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓的通用方法得到的是只有在生成的螺桿輪廓的內半徑ri等于軸距a減生成的螺桿輪廓的外半徑 ra之差的情況(ri=a-ra)下，被生成的螺桿輪廓的外半徑ra’才等于生成的螺桿輪廓的外半徑ra，并且被生成的螺桿輪廓的內半徑ri’等于生成的螺桿輪廓的內半徑ri。如果生成的螺桿輪廓具有半徑為r_i=0的圓弧，則螺桿輪廓在該圓弧的位置具有大小通過角度a_i來表征的折點。如果被生成的螺桿輪廓具有半徑為r_i’=0的圓弧，則螺桿輪廓在該圓弧的位置具有大小通過角度a_i’來表征的折點。此外，用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓的通用方法的特征在于，該方法能單獨地利用角度平尺和圓規(guī)來實施。這樣，通過以下方式構造了生成的螺桿輪廓的第i圓弧和第(i+Ι)圓弧之間的相切過渡圍繞第i圓弧的終點作半徑為r_ (i+1)的圓并且該圓與通過第i圓弧的中心點和終點限定的直線的更接近于生成的螺桿輪廓的轉動點的交點是第(i+Ι)圓弧的中心點。實踐中，代替角度平尺和圓規(guī)使用計算機程序來構造螺桿輪廓。根據(jù)通用方法生成的螺桿輪廓與螺紋頭數(shù)ζ無關。被生成的螺桿輪廓可以不等同于生成的螺桿輪廓。如本領域技術人員借助實施形式而容易理解的那樣，通用的方法尤其是適于生成不同螺紋頭數(shù)的螺桿元件之間的過渡元件?；讦祁^螺紋螺桿輪廓，可能的是，生成的和被生成的螺桿輪廓逐步驟地改變來使得最后獲得螺紋頭數(shù)Z’不等于Z的螺桿輪廓。在這種情況下允許的是，圓弧的數(shù)目在過渡期間減小或者增大。通常，在實踐中所使用的螺桿輪廓的特征在于，生成的和被生成的螺桿輪廓對于奇數(shù)的螺紋頭數(shù)而言是相同的；而對于偶數(shù)的螺紋頭數(shù)而言，被生成的螺桿輪廓可以在將生成的或者被生成的螺桿輪廓旋轉角度η/ζ之后與生成的螺桿輪廓相疊合。這種在現(xiàn)有技術中公知的螺紋頭數(shù)為Z的螺桿輪廓的特征在于，這些螺桿輪廓具有恰好Z個對稱平面， 這Z個對稱平面垂直于生成的螺桿輪廓的平面并且通過生成的螺桿輪廓的轉動軸。類似的情況適用于被生成的螺桿輪廓。螺桿輪廓分別由2 個截面(Abschnitte)構成，這些截面相對于相關聯(lián)的螺桿輪廓的相應的轉動點具有截面角η /ζ，這些截面可以通過旋轉或通過關于對稱平面鏡像彼此疊合。這樣的螺桿輪廓被稱作是對稱的。在用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓的第一特定方法中，存在將螺桿輪廓劃分成2 個截面的螺紋頭數(shù)ζ。然而，利用該第一特定方法不僅能生成對稱的螺桿輪廓，其中2 個截面通過旋轉和/或通過關于對稱平面鏡像而彼此疊合，而且也可以生成不對稱的螺桿輪廓。第一特定方法的特征在于，
一選擇螺紋頭數(shù)z，其中ζ是大于或者等于1的整數(shù)， 一選擇生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目n，使得該圓弧數(shù)目η是4*z的整數(shù)倍p， 一生成的螺桿輪廓被劃分成2 個截面，這些截面的特征在于， 〇每個截面通過兩個直線形成邊界，這兩個直線彼此形成單位為弧度的角度η /2并且在生成的螺桿輪廓的轉動點相交，其中這兩條直線被稱作截面邊界，其中η應被理解為圓周率(Ji ^ 3. 14159)，
〇2*ζ個截面中的每個截面被劃分成第一部分和第二部分， 〇截面的第一部分由P個圓弧形成，這P個圓弧以升序或者降序編號， 〇與P個圓弧相關聯(lián)的角度α_1、…、α _Ρ被選擇來使得角度之和等于，其中單位為弧度的角度α_1、…、α _ρ大于或等于0且小于或等于πΛ2^)，
〇截面的第二部分由P’個圓弧形成，這P’個圓弧以與截面的第一部分的圓弧相反的順序編號，其中P’是等于P的整數(shù)，
〇與P’個圓弧相關聯(lián)的角度α_Ρ’、…、α _1’通過如下方式確定截面的第二部分的第j’圓弧的角度α _j’等于截面的第一部分的第j圓弧的角度0_」，其中」和」’為共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目P或P’的范圍中的所有值的整數(shù)(α_1’ =α_1、…、α_ρ' =α_ P)，
〇截面的第二部分的第j’圓弧的半徑r_j’與截面的第一部分的第j圓弧的半徑r_j 之和等于軸距a，其中j和j’是共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目P或P’的范圍中的所有值的整數(shù)(r_l，+r_l=a、…、r_p，+r_p=a),
10〇與螺桿輪廓在截面的第一部分中以其開始的圓弧相關聯(lián)的中心點和相關聯(lián)的起點根據(jù)圓弧是順時針方向布置還是逆時針方向布置而被置于該截面的截面邊界之一上，
〇與螺桿輪廓在截面的第一部分中以其結束的圓弧相關聯(lián)的終點與直線FP相切于一點，其中直線FP垂直于該截面的兩個截面邊界的角平分線并且朝著該截面的方向具有距生成的螺桿輪廓的轉動點的等于半個軸距的距離，其中角平分線如截面邊界那樣通過生成的螺桿輪廓的轉動點。根據(jù)用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺紋頭數(shù)為ζ的螺桿輪廓的第一特定方法，對于被生成的螺桿輪廓而言得到的是，被生成的螺桿輪廓的每個截面被構造為使得被生成的螺桿輪廓的圓弧的半徑以相反的順序等于生成的螺桿輪廓的圓弧的半徑。根據(jù)第一特定方法生成的螺桿輪廓由2 個彼此不同的截面構成。如果這些截面彼此不同，則存在不對稱的螺桿輪廓。在對稱的螺桿輪廓的情況下，所有2 個截面能通過旋轉和/或通過關于截面邊界鏡像而疊合。截面邊界接著在相應的輪廓的對稱平面與該輪廓所處的平面的交線上。由此得到用于生成平面的、對稱的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺紋頭數(shù)為ζ的螺桿輪廓的第二特定方法。該第二特定方法的特征在于，
一只確定生成的螺紋輪廓的第一截面，以及一通過連續(xù)的關于截面邊界鏡像生成其它截面。所述特定方法的特征也在于，這些特定方法能夠單獨地利用角度平尺和圓規(guī)來實施。這樣，通過以下方式構造了生成的螺桿輪廓的截面的第一部分的第j圓弧和第(j+1)圓弧之間的相切過渡圍繞第j圓弧的終點作半徑為r_(j+l)的圓并且該圓與通過第j圓弧的中心點和終點限定的直線的更接近于生成的螺桿輪廓的轉動點的交點是第(j+Ι)圓弧的中心點。此外，在以升序對圓弧編號時，通過以下方式構造生成的螺桿輪廓的截面的第一部分的第P圓弧在第(P-I)圓弧的終點作第(P-I)圓弧上的切線，該切線與直線FP的交點是半徑等于第(P-I)圓弧的終點和該切線與直線FP的交點之間的距離的長度的圓的圓心， 并且該圓與該直線FP的朝著所選的順時針方向的方向的交點是第ρ圓弧的終點與直線FP 的所尋找的接觸點(Beruehrpimkt)。實踐中，代替角度平尺和圓規(guī)使用計算機程序來構造螺桿輪廓。如本領域技術人員借助該實施方案容易理解的那樣，特定方法也適于生成具有相同螺紋頭數(shù)的螺桿元件之間的過渡元件?；讦祁^螺紋螺桿輪廓，可能的是，通過在過渡中逐步地改變螺桿輪廓來獲得其它ζ頭螺紋螺桿輪廓。在這種情況下，允許的是，圓弧的數(shù)目在過渡期間減小或者增大。不僅通用方法而且特定方法都適于生成根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的輪廓。對此， 可以布置圓弧用于示出生成的和被生成的螺桿輪廓，使得螺桿輪廓由密封區(qū)域-過渡區(qū)域-通道區(qū)域-過渡區(qū)域的序列構成。在這種情況下，對于由齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域的序列構成的密封區(qū)域優(yōu)選地適用
〇邊緣區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_fbl，該角度S_fbl大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角的一半(s _fbl彡arccos(0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角(δ _fbl彡2*arccos(0. 5*a/ra))，
〇齒頂區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_kbl，該角度δ JAl小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ kbl ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角(δ JAl 彡 π /2_2*arccos (0. 5*a/ra))，
〇其它齒頂區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_kb2，該角度δ_1Λ2小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減所述兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ kb2 ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角(δ _kb2 彡 π /2_2*arccos (0. 5*a/ra))。齒頂區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度δ _kbl、δ _kb2與密封區(qū)域的角度δ _fbl之和優(yōu)選地在0. 75* δ _gz到2* δ _gb+ δ _gz的范圍中。在特別優(yōu)選的實施形式中，齒頂區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度S_kbl、δ_1Λ2與密封區(qū)域的角度之和在到S_gb+S_gz的范圍中。對于由齒根區(qū)域一邊緣區(qū)域一齒根區(qū)域的序列構成的通道區(qū)域優(yōu)選地適用
〇邊緣區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_fb2，該角度δ_Λ2大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角的一半(S _fb2彡arccos(0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角(δ _fb2彡2*arccos(0. 5*a/ra))，以及邊緣區(qū)域距螺桿半徑ra 的最小距離大于半個螺紋深度h，
〇齒根區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_nbl，該角度δ_ 1小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ nbl ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的 Tgll^ ( δ _nbl ^ π /2-2*arccos (0. 5*a/ra)),
〇其它齒根區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_rA2，該角度δ_ 2小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ nb2 ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的 WMi^ ( δ _nb2 ( π /2-2*arccos (0. 5*a/ra))。齒根區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度S_nbl、δ_ιΛ2與通道區(qū)域的角度δ_Λ2之和優(yōu)選地在0. 75* δ _gz到2* δ _gb+ δ _gz的范圍中。在特別優(yōu)選的實施形式中，齒根區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度δ_ιΛ1、δ_ιΛ2與通道區(qū)域的角度δ_Λ2之和在δ _gz到δ _gb+δ _gz的范圍中。過渡區(qū)域的特征在于，該過渡區(qū)域以邊緣區(qū)域開始并且以邊緣區(qū)域結束。優(yōu)選地， 過渡區(qū)域由邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成，或者由邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成，或者由邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成，或者由邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域的序列構成。在特別優(yōu)選的實施形式中，過渡區(qū)域由邊緣區(qū)域構成。在這種情況下，該過渡區(qū)域從這一個所述的邊緣區(qū)域開始并且結束。推薦的是，執(zhí)行上述方法來在計算機上生成螺桿輪廓。螺桿元件的尺寸接著以如下形式存在螺桿元件的這些尺寸可以被輸送給CAD銑床來生成螺桿元件。在以所描述的方式生成輪廓之后，根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件例如可以利用銑床來生成。用于生成螺桿元件的優(yōu)選材料是鋼、尤其是滲氮鋼和不銹鋼。此外，本發(fā)明的主題還是根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件在多軸螺桿擠出機中的應用。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件在雙軸螺桿擠出機中被采用。螺桿元件在多軸螺桿擠出機中以捏合元件或者輸送元件的形式存在。同樣可能的是，捏合元件和輸送元件在螺桿擠出機中彼此組合。根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件也可以與其它現(xiàn)有技術中公知的螺桿元件組合。根據(jù)本發(fā)明的新型的螺桿元件的特征在于，螺桿元件并不具有根據(jù)現(xiàn)有技術已知的螺桿元件的上述缺點。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件能夠通過如下方式實現(xiàn)楔形部區(qū)域的密封在殼體楔形部區(qū)域中總是有一個齒頂區(qū)域，由此基于這樣的螺桿輪廓的輸送元件的壓力建立能力大。根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的實施形式具有盡可能小的齒頂區(qū)域，由此使熱學和機械產(chǎn)品負荷最小化。在根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的實施形式中，在兩個齒根區(qū)域之間的邊緣區(qū)域距殼體具有大于半個螺紋深度的距離，由此將流阻保持得小。在優(yōu)選的實施形式中，螺桿元件具有對于多軸擠出機的所有軸或雙軸擠出機的兩個軸相同的螺桿輪廓的主題。


以下參照附圖示例性地詳細地闡述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。所有附圖借助計算機程序生成。有意義的是，使用無量綱的參數(shù)用于生成和/或描述螺桿輪廓和螺桿元件，以便簡化用于不同的擠出機結構大小的過程。軸距a適合于作為譬如長度或半徑的幾何量的參考量，因為擠出機上的量不能改變。對于無量綱的軸距，遵循A=a/a=l。對于螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑遵循RA=ra/a。螺桿輪廓的無量綱的內半徑被計算為RI=ri/a。螺桿輪廓的無量綱的螺紋深度被計算為H=h/a=RA-RI。在這些附圖中，所有幾何量都使用其無量綱的形式。所有角度以弧度為單位進行說明。
具體實施例方式圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓的一半的橫截面。xy坐標系在該圖的中心，螺桿輪廓的轉動點位于該xy坐標系的原點。螺桿輪廓的圓弧通過配備有相應的圓弧編號的粗實線表征。圓弧的中心點通過小圓示出。圓弧的中心點利用細實線不僅與相關聯(lián)的圓弧的起點相連而且與相關聯(lián)的圓弧的終點相連。直線FP通過細點劃線示出。螺桿外半徑RA通過細虛線表征，螺桿外半徑RA的數(shù)值在該圖右下部用四個有效位來說明。在該圖的右側，針對每個圓弧，半徑R、角度α和圓弧中心點的χ和y坐標Mx和My分別用四個有效位來說明。通過這些數(shù)據(jù)明確地限定了螺桿輪廓。螺桿輪廓關于χ軸鏡像對稱，使得整個螺桿輪廓通過將所示的一半關于χ軸鏡像而得到。螺桿輪廓的等于螺桿外半徑的區(qū)域被稱作齒頂區(qū)域。在圖25的例子中，這僅僅是圓弧3’，該圓弧3’與螺桿外半徑相切。該圓弧3’具有R_3’ =0的半徑，即該輪廓在此處具有折點。圓弧3’的中心點與該折點重合?！罢埸c的大小”通過角度α_3' (α_3'=0. 8501)來給定，即從圓弧3到圓弧2’的過渡通過轉動角度α_3’而實現(xiàn)?；蛘邠Q言之圓弧3上的在圓弧3’的中心點的切線與圓弧2’上的同樣在圓弧3’的中心點的切線以角度α_3’ 相交。然而，在考慮圓弧3’的情況下，所有相鄰的圓弧3 — 3’、3’ 一 2’彼此相切地過渡。螺桿輪廓的等于內半徑的區(qū)域被稱作齒根區(qū)域。在圖25的例子中，這僅僅是圓弧 3上的一個點N。該點N通過經(jīng)由圓弧3的中心和該輪廓的轉動點作直線G來獲得。 該直線G與圓弧3在點N相交。螺桿輪廓的小于螺桿外半徑且大于內半徑的區(qū)域被稱作邊緣區(qū)域。在圖25的例子中，這是圓弧1、圓弧2、圓弧2’、圓弧1’和將點N除外的圓弧3。就此而言，對于所示的以圓弧1’開始并且以圓弧1結束的輪廓截面，能看到如下的序列的區(qū)域邊緣-邊緣-齒頂-邊緣-齒根-邊緣-邊緣-邊緣。由于該輪廓軸向對稱所以通過關于χ軸鏡像來復制這些區(qū)域。由此，得到具有根據(jù)本發(fā)明的序列的整個輪廓A-U-K-U，其中A代表密封區(qū)域、 U代表過渡區(qū)域以及K代表通道區(qū)域。密封區(qū)域具有齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒頂區(qū)域的序列。通道區(qū)域具有齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域的序列。過渡區(qū)域具有邊緣區(qū)域。密封區(qū)域的特征在于，螺桿輪廓在從邊緣區(qū)域過渡到齒頂區(qū)域時具有折點。此外， 該圖的螺桿輪廓的特征在于，從密封區(qū)域到過渡區(qū)域的過渡具有折點。通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距無量綱的螺桿外半徑RA的最小無量綱距離為0. 1001并且由此大于半個無量綱的螺紋深度 H/2=0. 08。以下示出了根據(jù)本發(fā)明的其它螺桿元件。在此，出于概述的原因省去了對圖中的區(qū)域(邊緣區(qū)域、齒頂區(qū)域、齒根區(qū)域、密封區(qū)域、通道區(qū)域、過渡區(qū)域)的數(shù)據(jù)。然而，這些圖包含所有用來進行區(qū)域的確定的數(shù)據(jù)。此外，根據(jù)這些圖中的數(shù)據(jù)可以容易地對如在兩個殼體楔形部之間的張角和頂錐角之類的量進行計算。圖1至13分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓的一半的橫截面。所有這些附圖都具有相同的結構，以下將對所述結構予以詳細描述。xy坐標系在這些圖的中部， 螺桿輪廓的轉動點位于該xy坐標系的原點。螺桿輪廓的圓弧通過配備有相應的圓弧編號的粗實線來表征。這些圓弧的中心點通過小圓示出。圓弧的中心點利用細實線不僅與相關聯(lián)的圓弧的起點而且與相關聯(lián)的圓弧的終點相連。直線FP通過細點劃線示出。螺桿外半徑RA通過細虛線表征，該螺桿外半徑RA的數(shù)值在這些圖的右下部用四個有效位來說明。在這些圖的右側，針對每個圓弧，半徑R、角度α和圓弧中心點的χ和y坐標Mx和My分別用四個有效位來說明。通過這些數(shù)據(jù)明確地限定了螺桿輪廓。螺桿輪廓分別關于χ軸鏡像對稱，使得整個螺桿輪廓通過將所示的一半關于χ軸鏡像而得到。螺桿輪廓的一半由總共兩個圓弧構成的螺桿輪廓以下被稱作2圓螺桿輪廓。螺桿輪廓的一半由總共四個圓弧構成的螺桿輪廓以下被稱作4圓螺桿輪廓。螺桿輪廓的一半部由總共六個圓弧構成的螺桿輪廓以下被稱作6圓螺桿輪廓。螺桿輪廓的一半由總共八個圓弧構成的螺桿輪廓以下被稱作8圓螺桿輪廓。圖1 圖Ia至Id分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半， 該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由八個圓弧構造。在圖Ia至Id中，無量綱的螺桿外半徑分別為 RA=O. 58。在圖Ia至Id中，無量綱的螺紋深度分別為H=O. 16。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。表征圖Ia至Id中的螺桿輪廓的是，密封區(qū)域包括圓弧1至4，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1并且齒頂區(qū)域包括圓弧2至4，其中圓弧2和4的無量綱半徑分別等于0而圓弧3的無量綱半徑等于無量綱的螺桿外半徑RA，并且其中齒頂區(qū)域的圓弧完全在無量綱的螺桿外半徑RA上以及由此存在楔形部區(qū)域的線狀密封。此外，表征螺桿輪廓的是，過渡區(qū)域包括圓弧4’，該圓弧4’的無量綱半徑等于無量綱的軸距A。此外，螺桿輪廓的特征在于，通道區(qū)域包括圓弧1’至3’，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1’和2’而齒根區(qū)域包括圓弧3’，其中圓弧2’的無量綱半徑等于無量綱的軸距A而圓弧3’的無量綱半徑等于無量綱的內半徑RI，并且其中齒根區(qū)域的圓弧完全在無量綱的內半徑RI上。在圖Ia至Id中，密封區(qū)域的特征在于，螺桿輪廓分別在從邊緣區(qū)域過渡至齒頂區(qū)域時具有折點。此外，這些圖的螺桿輪廓的特征在于，從密封區(qū)域到過渡區(qū)域的過渡總是具有折點。圖Id具有通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距無量綱的螺桿外半徑RA的最小無量綱距離。在圖Id中，所述距離為0. 0801 并且由此大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 08。根據(jù)圖Ia至圖Id清楚的是，密封區(qū)域的齒頂區(qū)域的大小可被調節(jié)。根據(jù)這些圖此外還清楚的是，密封區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑的最大距離可以被調節(jié)。此外，圖Ib和Ic的特征在于，圓弧1的起點的位置和圓弧1’的終點的位置在任何情況下都相同。通過圖Ib或圖Ic關于X軸鏡像并且通過圖Ib的螺桿輪廓和圖Ic的鏡像的螺桿輪廓組成螺桿輪廓或由圖Ic的螺桿輪廓和圖Ib的鏡像的螺桿輪廓組成螺桿輪廓， 得到根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓，其中密封區(qū)域的齒頂區(qū)域大小不同。圖2 圖加至2d分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由8個圓弧構造。在圖加至2d中，無量綱的螺桿外半徑在RA=O. 55 到RA=O. 67的范圍中變化。在圖加至2d中，無量綱的螺紋深度在H=O. 10至H=O. 34的范圍中變化。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。表征圖加至2d中的螺桿輪廓的是，密封區(qū)域包括圓弧1到4，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1而齒頂區(qū)域包括圓弧2至4， 其中圓弧2和4的無量綱的半徑分別等于0而圓弧3的無量綱的半徑等于無量綱的螺桿外半徑RA，并且其中齒頂區(qū)域的圓弧完全在無量綱的螺桿外半徑RA上并且由此存在楔形部區(qū)域的線狀密封。此外，表征螺桿輪廓的是，過渡區(qū)域包括圓弧4’，該圓弧4’的無量綱的半徑等于無量綱的軸距A。此外，螺桿輪廓的特征在于，通道區(qū)域包括圓弧1’至3’，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1’和2’而齒根區(qū)域包括圓弧3’，其中圓弧2’的無量綱的半徑等于無量綱的軸距A而圓弧3’的無量綱的半徑等于無量綱的內半徑RI，并且其中齒根區(qū)域的圓弧完全在無量綱的內半徑RI上。在圖加至2d中，密封區(qū)域的特征在于，螺桿輪廓分別在從邊緣區(qū)域過渡到齒頂區(qū)域時具有折點。此外，這些圖的螺桿輪廓的特征在于，從密封區(qū)域到過渡區(qū)域的過渡在任何情況下都具有折點。圖2d具有通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距無量綱的螺桿外半徑RA的最小無量綱的距離。在圖2d中，所述距離為0. 06并且由此大于半個無量綱的螺紋深度 H/2=0. 05。圖3 圖3a和北分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半， 該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由8個圓弧構造。在圖3a和北中，無量綱的螺桿外半徑分別為 RA=O. 58。在圖3a至3d中，無量綱的螺紋深度分別為H=O. 16。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。表征圖3a和北中的螺桿輪廓的是，密封區(qū)域包括圓弧1到4，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1和2而齒頂區(qū)域包括圓弧3和4，其中圓弧3的無量綱的半徑等于無量綱的螺桿外半徑RA而圓弧4的無量綱的半徑等于0，并且其中齒頂區(qū)域的圓弧完全在無量綱的螺桿外半徑RA上并且由此存在楔形部區(qū)域的線狀密封。此外，表征螺桿輪廓的是，過渡區(qū)域包括圓弧4’，該圓弧4’的無量綱的半徑等于無量綱的軸距A。此外，螺桿輪廓的特征在于，通道區(qū)域包括圓弧1’至3’，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1’和2’，而齒根區(qū)域包括圓弧3’，其中圓弧3’的無量綱的半徑等于無量綱的內半徑RI，并且其中齒根區(qū)域的圓弧完全在無量綱的內半徑RI上。在圖3a和北中，密封區(qū)域的特征在于，螺桿輪廓分別在從邊緣區(qū)域過渡到齒頂區(qū)域時不具有折點。此外，這些圖的螺桿輪廓的特征在于，從密封區(qū)域至過渡區(qū)域的過渡在任何情況下都具有折點。圖北具有通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距無量綱的螺桿外半徑RA的最小無量綱的距離。在圖北中，所述距離為0. 0924并且由此大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 08。圖4 圖如和4b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半， 該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由8個圓弧構造。在圖如和4b中，無量綱的螺桿外半徑分別為 RA=O. 58。在圖如至仙中，無量綱的螺紋深度分別為H=O. 16。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。表征圖如和4b中的螺桿輪廓的是，密封區(qū)域包括圓弧1到3，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1和2而齒頂區(qū)域包括圓弧3，其中圓弧3的無量綱的半徑等于無量綱的螺桿外半徑RA，并且其中齒頂區(qū)域的圓弧完全在無量綱的螺桿外半徑RA上并且由此存在楔形部區(qū)域的線狀密封。此外，表征螺桿輪廓的是，過渡區(qū)域包括圓弧4和4’。此外，螺桿輪廓的特征在于，通道區(qū)域包括圓弧1’至3’，其中邊緣區(qū)域包括圓弧1’和2’，而齒根區(qū)域包括圓弧3’，其中圓弧3’的無量綱的半徑等于無量綱的內半徑RI，并且其中齒根區(qū)域的圓弧完全在無量綱的內半徑RI上。在圖如和4b中，密封區(qū)域的特征在于，螺桿輪廓分別在從邊緣區(qū)域過渡到齒頂區(qū)域時不具有折點。此外，這些圖的螺桿輪廓的特征在于，從密封區(qū)域到過渡區(qū)域的過渡在任何情況下都不具有折點。在圖如和4b中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距無量綱的螺桿外半徑RA的最小無量綱的距離大小相等。所述距離為0. 0924并且由此大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 08。除了在圖3a、3b3a* 4b中所示的螺桿輪廓之外，如本領域技術人員所知道的那樣，可以形成如下螺桿輪廓其中圓弧2的半徑等于0而圓弧4的半徑大于0。由此，獲得如下螺桿輪廓該螺桿輪廓的特征在于，螺桿輪廓的密封區(qū)域在從邊緣區(qū)域過渡到齒頂區(qū)域時具有折點并且從螺桿輪廓的密封區(qū)域到過渡區(qū)域的過渡不具有折點。根據(jù)本發(fā)明的用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的并且同向轉動的螺紋頭數(shù)為ζ的螺桿輪廓的方法將示例性地借助于圖如中的螺桿輪廓的截面來予以闡述。螺桿輪廓并且由此螺桿輪廓的截面根據(jù)本發(fā)明在一個平面中。為了簡單起見，該平面被置于笛卡爾坐標系的xy平面中。同樣為了簡單起見，螺桿輪廓的轉動點被置于笛卡爾坐標系的原點(x=0，y=0)。根據(jù)本發(fā)明，螺紋頭數(shù)ζ被選擇為使得ζ大于或等于1。在本實例中，螺紋頭數(shù)被選擇為z=l。螺桿輪廓的圓弧數(shù)目η根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得η是4*z的整數(shù)倍ρ。在本實例中，圓弧的數(shù)目被選擇為n=16，由此得到p=4。螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑RA根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得該無量綱的螺桿外半徑RA大于0且小于或等于無量綱的軸距A。在本實例中，螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑被選擇為RA=O. 58。螺桿輪廓的無量綱的內半徑 RI根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得該無量綱的內半徑RI大于或等于0且小于或等于無量綱的螺桿外半徑RA。在本實例中，螺桿輪廓的無量綱的內半徑被選擇為RI=A-RA=O. 42。螺桿輪廓的圓弧可以順時針方向或者逆時針方向圍繞螺桿輪廓的轉動軸來布置。
16在本實例中，圓弧逆時針方向圍繞螺桿輪廓的轉動軸來布置。螺桿輪廓被劃分成2 個截面，這些2 個截面的特征在于，每個截面都通過如下兩條直線來形成邊界，這兩條直線彼此形成單位為弧度的角度η/2并且在螺桿輪廓的轉動點相交，其中這兩條直線被稱作截面邊界。在本實例中得到的是，螺桿輪廓被劃分成兩個截面。為了簡單起見，兩個截面邊界被置于坐標系的χ軸上。在本實例中，以下僅考慮螺桿輪廓的在正y方向上的截面。螺桿輪廓的截面被分成第一部分和第二部分，其中第一部分由P個圓弧構成而第二部分由P’個圓弧構成，其中P’ =P。在本實例中得到的是，P’ =4。螺桿輪廓的截面的第一部分的圓弧可以以升序或者降序來編號。螺桿輪廓的截面的第二部分的圓弧以與螺桿輪廓的截面的第一部分的圓弧相反的順序編號。在本實例中，螺桿輪廓的截面的第一部分的圓弧以升序編號，而螺桿輪廓的截面的第二部分的圓弧相對應地以降序編號。螺桿輪廓的截面的第一部分的第1圓弧的角度α _1根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得以弧度為單位的該角度α _1大于或等于0且小于或等于πΛ2^)。在本實例中，第1圓弧的角度被選擇為α_1=0.4304。螺桿輪廓的截面的第一部分的第1圓弧的無量綱半徑R_1 根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得該無量綱半徑R_1大于或等于0且小于或等于軸距A。在本實例中，第1圓弧的無量綱的半徑被選擇為R_1=0. 9061。螺桿輪廓的截面的第一部分的第1圓弧的位置根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得第1圓弧在具有無量綱的螺桿外半徑RA和無量綱的內半徑RI的圓環(huán)的邊界之內或者之上，所述圓環(huán)的圓心在螺桿輪廓的轉動點上。該位置優(yōu)選地通過對第1圓弧的起點和中心點進行定位來確定。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，第1圓弧的起點和中心點在截面邊界之一上，由此該起點由中心點的位置和無量綱的半徑[1的位置得到。在本實例中，第1圓弧的中心點被置于坐標Mx_l= - 0. 3937，My_l=0. 0000上并且起點由此在坐標x=0. 51 , y=0. 0000上。螺桿輪廓的截面的第一部分的其它p-2個圓弧(即其它兩個圓弧)的角度 α _2、…、α _ (ρ-1)根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得以弧度為單位的角度α _2、…、α _ (ρ_1)大于或等于0且小于或等于。在本實例中，其它兩個圓弧的角度被選擇為α_2=0. 3812 和α_3=0. 1580。螺桿輪廓的截面的第一部分的其它兩個圓弧的無量綱的半徑R_2、···、[ (P-I)根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得所述無量綱的半徑[2、->R_(ρ-1)大于或等于0且小于或等于無量綱的軸距A。在本實例中，其它兩個圓弧的無量綱的半徑被選擇為R_2=0. 1385 和R_3=0. 5800。根據(jù)布置規(guī)則，圓弧被布置為使得這些圓弧彼此相切地過渡，使得得到閉合的凸狀螺桿輪廓，其中無量綱的半徑等于0的圓弧如無量綱的半徑等于eps的圓弧那樣被處理，其中印s是非常小的趨向于0的正實數(shù)(印s l，印s —0)。由該布置規(guī)則得出， 圓弧的終點等于其后繼的圓弧的起點。在第一圓弧與后繼的第二圓弧之間的所要求的相切過渡通過如下方式來滿足該后繼的第二圓弧的中心點置于通過第一圓弧的終點和中心點給定的直線上，使得該后繼的第二圓弧的中心點距該第一圓弧的終點的距離等于該后繼的第二圓弧的半徑并且螺桿輪廓是凸狀的。半徑等于0的圓弧如具有非常小的半徑eps的圓弧那樣被處理，其中eps趨向于0，使得能繼續(xù)構建相切過渡?？商鎿Q地，半徑等于0的圓弧可以被處理為使得螺桿輪廓在該圓弧的位置處具有折點，其中折點的大小通過該圓弧的角度給定。在本實例中，由所描述的布置規(guī)則得到其它兩個圓弧的中心點的如下位置 Mx_2=0. 3039, My_2=0. 3202 和 Mx_3=0. 0000，My_3=0. 0000。第 3 圓弧在無量綱的螺桿外半徑RA上并且滿足以下布置規(guī)則至少一個圓弧與無量綱的螺桿外半徑RA相切。根據(jù)本發(fā)明由此得到螺桿輪廓的截面的第一部分的最后的圓弧的角度α_4 螺桿輪廓的截面的第一部分的四個圓弧的以弧度為單位的角度之和等于，其中單位為弧度的角度α _4大于或等于0且小于或等于π八2襯)。在本實例中，最后的圓弧的角度為α_4=0.6013。螺桿輪廓的截面的第一部分的最后的圓弧的無量綱的半徑R_4根據(jù)本發(fā)明由此得到最后的圓弧的終點與直線FP相切于一點，其中直線FP垂直于該截面的兩個截面邊界的角平分線并且朝著該截面方向具有距螺桿輪廓的轉動點的等于半個軸距的距離， 其中角平分線如截面邊界那樣通過螺桿輪廓的轉動點。直線FP在圖如中作為點線繪制。 螺桿輪廓的截面的第一部分的第4圓弧通過如下方式來構建在第3圓弧的終點處作第3 圓弧的切線，該切線與直線FP的交點是半徑等于在第3圓弧的終點和該切線與直線FP的交點之間的距離的長度的圓的圓心，并且該圓與直線FP的朝著所選的順時針方向的方向的交點為第4圓弧的終點與直線FP的所尋找的接觸點。在第4圓弧的終點處向直線FP作垂線。該垂線與通過第3圓弧的終點和中心點給定的直線的交點是第4圓弧的中心點。在本實例中，第4圓弧的中心點的位置被計算為Mx_4=0. 2580，My_4=0. 3761，并且第4圓弧的無量綱的半徑為R_4=0. 1239。螺桿輪廓的截面的第二部分的角度α_ρ’、…、α_1'通過如下方式來確定該截面的第二部分的第j’圓弧的角度a _j’等于該截面的第一部分的第j圓弧的角度a_j，其中j和j’是共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目P或P’的范圍中的所有值的整數(shù)(α_Γ =α_1、···、 α_ρ' =α_ρ)。在本實例中，該截面的第二部分的角度被計算為α_Γ =α_1=0. 4304、 α _2，= α _2=0· 3812、α _3，= α _3=0· 1580 以及 α _4，= α _4=0· 6013。螺桿輪廓的截面的第二部分的無量綱的半徑R_p’、…、R_1通過如下方式來確定 截面的第二部分的第j’圓弧的無量綱的半徑R_j’與截面的第一部分的第j圓弧的無量綱的半徑R_j之和等于無量綱的軸距A，其中j和j’是共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目ρ或ρ’的范圍中的所有值的整數(shù)(R_1 ’ +R_1=A=1、…、R_p’ +R_p=A=l)。在本實例中，該截面的第二部分的無量綱的半徑被計算為 R_1，=A-R_1=0. 0939、R_2，=A-R_2=0. 8615、R_3，=A-R_3=0. 4200 以及 R_4，=A-R_4=0. 8761。螺桿輪廓的截面的第二部分的圓弧的位置根據(jù)本發(fā)明由此得到圓弧彼此相切地過渡并且螺桿輪廓是凸狀的。在本實例中，得到螺桿輪廓的截面的第二部分的四個圓弧的中心點的隨后的坐標Μχ_Γ =-0. 3937，My_l' =0. 0000、Mx_2，=0. 3039，My_2' =-0. 3202、 Mx_3，=0. 0000，My_3' =0. 0000 和 Mx_4，=0. 2580，My_4' =-0. 3761。螺桿輪廓的截面的第二部分的第3圓弧在無量綱的內半徑RI上并且如下布置規(guī)則被滿足至少一個圓弧與無量綱的內半徑RI相切。圖1至4示出了具有楔形部區(qū)域的線狀密封的螺桿元件的螺桿輪廓。如從這些圖中可看到的是，線狀密封的長度通過選擇圓弧的參數(shù)來調節(jié)。此外可能的是，在螺桿輪廓中有折點地或沒有折點地構造在齒頂區(qū)域和邊緣區(qū)域之間的過渡或在密封區(qū)域和過渡區(qū)域之間的過渡。在以下附圖中描述了具有楔形部區(qū)域的點狀密封的螺桿元件的螺桿輪廓。在此也可能的是，在螺桿輪廓中有折點地或沒有折點地構造在齒頂區(qū)域和邊緣區(qū)域之間的過渡或在密封區(qū)域和過渡區(qū)域之間的過渡。
圖5 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓由6個圓弧構造。在圖5中，無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 58。在圖5中，無量綱的螺紋深度為H=O. 16。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。該螺桿輪廓與圖 25中所示的螺桿輪廓相同地被示出。圓弧3’的半徑等于0。圓弧3’在螺桿外半徑RA上并且形成密封區(qū)域的齒頂區(qū)域。存在對楔形部區(qū)域的點狀密封，其中螺桿輪廓在密封點處具有折點。通道區(qū)域的特征在于，圓弧2的半徑等于0。因而，螺桿輪廓在此處具有折點。 在圖5中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為0. 1001的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 08。圖6 圖6a至6b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由6個圓弧構造。無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 58。在圖6a和6b中， 無量綱的螺紋深度分別為H=O. 16。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。圓弧3’的半徑在這兩個圖中都等于0.25。表征圖6a和6b中的螺桿輪廓的是，圓弧3’與螺桿半徑RA相切于一點。切點形成了密封區(qū)域的齒頂區(qū)域。存在對楔形部區(qū)域的點狀密封， 其中螺桿輪廓在密封點處不具有折點。切點將圓弧3’分成兩部分。一部分與圓弧1’和2’ 一起屬于密封區(qū)域。另一部分與圓弧3的部分一起屬于過渡區(qū)域。通道區(qū)域的特征在于， 圓弧2的半徑等于0。因而，螺桿輪廓在此處具有折點。在圖6a和6b中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為0. 1448或0. 1166的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度 H/2=0. 08。圖7 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓由6個圓弧構造。無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 58。在圖7中，無量綱的螺紋深度為 H=O. 16。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由該圖得知。對楔形部區(qū)域的密封如在圖5 中那樣通過圓弧3’實現(xiàn)。與圖5相比，圖7中的通道區(qū)域的特征在于，圓弧2的半徑大于 0。因而，螺桿輪廓在此處不具有折點。在圖7中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為0. 1194的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 08。圖8 圖8a和8b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由6個圓弧構造。無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 58。在圖8a和8b中， 無量綱的螺紋深度分別為H=O. 16。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。對楔形部區(qū)域的密封如在圖6中那樣通過圓弧3’實現(xiàn)，該圓弧3’與螺桿外半徑RA相切于一點。與圖6相比，圖8中的通道區(qū)域的特征在于，圓弧2的半徑大于0。因而，螺桿輪廓在此處不具有折點。在圖8a和8b中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為0. 1531或 0. 1252的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 08。圖9 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓由4個圓弧構造。無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 63。在圖9中，無量綱的螺紋深度為 H=O.沈。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由該圖得知。圓弧2’的半徑等于0。圓弧 2’在螺桿外半徑RA上并且形成密封區(qū)域的齒頂區(qū)域。存在對楔形部區(qū)域的點狀密封，其中螺桿輪廓在密封點處具有折點。通道區(qū)域的特征在于，圓弧1的半徑等于0。因而，螺桿輪廓在此處具有折點。在圖9中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為0. 1473的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 13。圖10 :圖IOa至IOb分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一
19半，該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由4個圓弧構造。無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 63。在圖IOa和 IOb中，無量綱的螺紋深度分別為H=O. 26。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。對楔形部區(qū)域的密封如在圖9中那樣通過圓弧2’實現(xiàn)。與圖9相比，圖10中的通道區(qū)域的特征在于，圓弧1的半徑大于0。因而，螺桿輪廓在此處不具有折點。在圖IOa和 IOb中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為0. 1650或0. 1888的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 13。圖11 圖Ila至lib分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由4個圓弧構造。無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 63。在圖Ila和 lib中，無量綱的螺紋深度分別為H=O. 26。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。圓弧2’的半徑在圖Ila和lib中都等于0. 1572或0. 2764。表征圖Ila和lib中的螺桿輪廓的是，圓弧2’與螺桿半徑RA相切于一點。切點形成了密封區(qū)域的齒頂區(qū)域。存在對楔形部區(qū)域的點狀密封，其中螺桿輪廓在密封點處不具有折點。切點將圓弧2’分成兩部分。一部分與圓弧1’一起屬于密封區(qū)域。另一部分與圓弧2的部分一起屬于過渡區(qū)域。 通道區(qū)域的特征在于，圓弧1的半徑等于0。因而，螺桿輪廓在此處具有折點。在圖Ila和 lib中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為0. 1857或0. 2158的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 13。圖12 :圖12a至12b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由4個圓弧構造。無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 63。在圖1 和 12b中，無量綱的螺紋深度分別為H=O. 26。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。對楔形部區(qū)域的密封如在圖11中那樣通過圓弧2’實現(xiàn)，該圓弧2’與螺桿外半徑RA 相切于一點。與圖11相比，圖12中的通道區(qū)域的特征在于，圓弧1的半徑大于0。因而，螺桿輪廓在此處不具有折點。在圖1 和12b中，通道區(qū)域的邊緣區(qū)域距螺桿外半徑RA的為 0. 1849或0. 2184的最小無量綱的距離大于半個無量綱的螺紋深度H/2=0. 13。通過以下方式獲得圓弧2’與螺桿外半徑RA的切點計算通過坐標原點和圓弧2’的中心點的直線與所述圓弧2’的交點。通過以下方式獲得圓弧2與螺桿內半徑RI的切點計算通過坐標原點和圓弧2的中心點的直線與所述圓弧2的交點。在圖1至4中存在對楔形部區(qū)域的線狀密封。在圖5至12中，存在對楔形部區(qū)域的點狀密封，其中圖5、7、9和10中的螺桿輪廓具有折點，而在圖6、8、11和12中不具有折點。如本領域技術人員所認識到的那樣，利用根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓因此可能使要加工的粘性流體的熱應力和機械應力與加工要求和處理要求相匹配。在圖1至12中示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的由最多8個圓弧構成的螺桿輪廓的一半。然而，本發(fā)明絕不限于8個圓弧。更確切地說，可以考慮任意多個圓弧來生成根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓。圖13 所有單螺紋螺桿輪廓可以沿著χ軸在一定范圍中朝著正的χ方向或者負的 χ方向移位，而其自清潔不丟失，因為通過沿著Χ軸移位繼續(xù)保持滿足如下條件與直線FP 相切于一點。圖13示出了這樣的移位。圖13a至13b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的優(yōu)選的螺桿輪廓的一半，該優(yōu)選的螺桿輪廓總是由8個圓弧構造。未移位的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑為RA=O. 6。在圖13a和13b中，未移位的螺桿輪廓的無量綱的螺紋深度分別為H=O. 2。精確描述螺桿輪廓的其它幾何量可以由這些圖得知。在圖13a和1 中，整個螺桿輪廓向左移位0. 01倍或0. 03倍軸距的距離。認識到的是通過移位不改變各個圓弧的半徑和角度。通過圓弧3對楔形區(qū)域進行線狀密封的程度由此可調節(jié)。通常，通過移位根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓可以調節(jié)對楔形部區(qū)域進行線狀密封或者點狀密封的程度。尤其是，由此可以有針對性地調節(jié)粘性流體在密封的區(qū)域中的機械應力和熱應力。根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓優(yōu)選地被移位0至0. 05倍軸距的距離，特別優(yōu)選地被移位0至0. 025倍軸距的距離。在第二步驟中，在χ方向上移位的螺桿輪廓可以在正的或者負的y方向上移位，而由此并不失去對螺桿輪廓的自清潔。由此得到對楔形部區(qū)域的不對稱密封。例如，對齒頂區(qū)域中的楔形部區(qū)域進行密封的程度可以與螺桿元件的轉動方向有關。螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域距殼體的最大距離優(yōu)選地在0到0. 05倍軸距的范圍中，特別優(yōu)選地在0到 0. 025倍軸距的范圍中。圖14至16示出了在8字形螺桿殼體內的生成的和被生成的螺桿輪廓。在這兩個螺桿輪廓之內有如下螺桿量的數(shù)值數(shù)據(jù)
-RG 兩個殼體孔的半徑
-RV 小于等于殼體半徑RG的虛擬殼體半徑
-RA 緊密嚙合的、自清潔的螺桿輪廓的螺桿外半徑
-RF 待制造的螺桿輪廓的螺桿外半徑
-S 兩個待制造的螺桿輪廓之間的間隙
-D 待制造的螺桿輪廓和殼體之間的間隙
-T 輸送元件、混合元件或者過渡元件的導程
-VPR 平面的、緊密嚙合的、自清潔的螺桿輪廓的移位的大小，如果該螺桿輪廓偏心地被布置
-VPff 平面的、緊密嚙合的、自清潔的螺桿輪廓的移位的角度(方向數(shù)據(jù))，如果該螺桿輪廓偏心地被布置
-VLR 左軸的待制造的螺桿輪廓在間隙內的移位的大小 -VLW 左軸的待制造的螺桿輪廓在間隙內的移位的角度 -VRR 右軸的待制造的螺桿輪廓在間隙內的移位的大小 -VRW 右軸的待制造的螺桿輪廓在間隙內的移位的角度。由兩個相互滲透的分別具有半徑RG和距離A=I的孔形成的螺桿殼體通過細虛線示出。在兩個殼體孔的滲透部之內通過細點化線表征這兩個孔。兩個殼體孔的中心點與螺桿輪廓的兩個轉動點相同并且分別通過小圓表征。緊密嚙合的、自清潔的螺桿輪廓通過粗實線表征。在制造中的螺桿輪廓通過細實線示出。對于本領域技術人員公知的是，在緊密嚙合的、自清潔的螺桿輪廓的螺桿外半徑 RA、虛擬的殼體半徑RV、兩個待制造的螺桿輪廓之間的間隙S與待制造的螺桿輪廓同螺桿殼體之間的間隙D之間適用如下關系RA=RV-D+S/2。此外，對于本領域技術人員而言公知的是，在待制造的螺桿輪廓的螺桿外半徑RF、 虛擬的殼體半徑RV和待制造的螺桿輪廓同螺桿殼體之間的間隙D之間適用如下關系 RF=RV-D。通常，虛擬的殼體半徑RV等于所實施的殼體半徑RG。如果虛擬的殼體半徑RV被選擇得小于殼體半徑RG，則在螺桿輪廓與殼體之間得到附加的間隙。該間隙可以用于在保持自清潔的情況下使生成的和被生成的螺桿輪廓移位。偏心率通過移位的大小VI^R和角度形式的移位方向VPW的數(shù)據(jù)來明確地表征。圖14 圖1 至14d示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓的偏心定位的優(yōu)選實施形式。幾何參數(shù)可以由各個圖得知。偏心地定位的、單頭螺紋的、緊密嚙合的、自清潔的螺桿輪廓的特征在于，螺桿輪廓距殼體的距離與移位的方向無關地對于左軸和右軸是一樣大的。圖14a中的螺桿輪廓沿著螺桿輪廓的兩個轉動點的連線移位到那個程度，使得螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域總有一個點與殼體相切，從而使得實現(xiàn)對楔形部區(qū)域的密封。 圖14b至14d中的螺桿輪廓分別被移位到那個程度，使得螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域的僅僅一點與殼體相切。對此所需的移位的大小與移位的方向有關。此外，可以選擇螺桿輪廓的偏心定位，其中螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域沒有點與殼體相切。通常，通過偏心定位根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓可以調節(jié)對楔形部區(qū)域進行線狀或點狀密封的程度。 尤其是，由此可以有針對性地調節(jié)粘性流體在密封的區(qū)域中的機械應力和熱應力。尤其是， 可以使對齒頂區(qū)域中的楔形部區(qū)域進行密封的程度與螺桿元件的轉動方向有關地被匹配。 螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域距殼體的最大距離優(yōu)選地在0至0. 05倍軸距的范圍中，特別優(yōu)選地在0至0. 025倍軸距的范圍中。圖15 如本領域技術人員公知的那樣，在實踐中，所有螺桿元件需要一定的間隙， 更確切地說不僅螺桿元件彼此間而且螺桿元件相對于殼體都需要一定的間隙。圖1 至 15d示出了各種間隙策略。幾何參數(shù)可由各個圖得知。在圖15a中示出了在待制造的螺桿輪廓之間和在待制造的螺桿輪廓與殼體之間的間隙一樣大的間隙策略。在圖1 中示出了在待制造的螺桿輪廓之間的間隙小于在待制造的螺桿輪廓和殼體之間的間隙的間隙策略。 在圖15c中示出了在待制造的螺桿輪廓之間的間隙大于在待制造的螺桿輪廓與殼體之間的間隙的間隙策略。在圖15d中，示出了根據(jù)圖15c的具有特別大的間隙的另一實施形式。 通常，在實踐中出現(xiàn)的間隙針對待制造的螺桿輪廓之間的間隙在0. 002至0. 1的范圍中。通常，在實踐中出現(xiàn)的間隙對于在待制造的螺桿輪廓與殼體之間的間隙在0. 002至0. 1的范圍中。通常，在實踐中出現(xiàn)的間隙在螺桿輪廓的周長上是恒定的。然而允許的是，不僅在待制造的螺桿輪廓之間的間隙而且在待制造的螺桿輪廓與殼體之間的間隙在螺桿輪廓的周長上都變化。圖16 此外可能的是，待制造的螺桿輪廓在間隙之內移位。圖16a至16d示出了對可能的移位的選擇。幾何參數(shù)可以由各個圖得知。在圖16a至16d中，對于相應兩個待制造的螺桿輪廓的移位的大小為VLR=VRR=O. 02。在圖16a至16d中，對于相應兩個待制造的螺桿輪廓的移位的方向在VLW=VRW=O到VLW=VRW= π之間逐步地變化。允許的是，兩個待制造的螺桿輪廓彼此無關地在不同的方向上移位且移位了不同大小。此處，為本領域技術人員提供了如下其它可能性通過根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓的密封區(qū)域的兩個齒頂區(qū)域調節(jié)對楔形部區(qū)域進行密封的程度。尤其是，由此可以有針對性地調節(jié)粘性流體在密封的區(qū)域中的機械應力和熱應力。根據(jù)用于生成緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺紋頭數(shù)為ζ的螺桿輪廓的方法而生成的單頭螺紋螺桿輪廓可以用于制造螺桿元件。尤其是，這樣的螺桿輪廓被用于制造輸送元件、混合元件、捏合元件和過渡元件。
圖17a示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的單頭螺紋輸送元件對，該單頭螺紋輸送元件的螺桿輪廓類似于圖1和2由8個圓弧構造。殼體半徑為RG=O. 6。在兩個輸送元件之間的間隙為S=O. 02。在兩個輸送元件和殼體之間的間隙為D=O. 01。輸送元件的導程為T=L 2。 輸送元件的長度為1. 2，這對應于螺桿輪廓轉動了 2 π的角度。該殼體通過在兩個輸送元件左邊和右邊的細實線示出。此外，在兩個輸送元件的表面上示出了可能的計算網(wǎng)格，該計算網(wǎng)格可以用于計算雙軸擠出機和多軸擠出機中的流動。圖17b示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的單頭螺紋捏合元件對，該單頭螺紋捏合元件的螺桿輪廓類似于圖1和2由8個圓弧構造。殼體半徑為RG=O. 6。在兩個捏合元件的捏合盤之間的間隙為S=O. 02。在兩個捏合元件的捏合盤和殼體之間的間隙為D=O. 01。捏合元件由7個捏合盤構成，所述7個捏合盤分別右旋地彼此錯移π /3的角度。第一和最后的捏合盤具有0. 09的長度。中間的捏合盤具有0. 18的長度。在捏合盤之間的槽具有0. 02的長度。殼體通過在兩個捏合元件左邊和右邊的細實線示出。此外，在兩個捏合元件的表面上示出了可能的計算網(wǎng)格，該可能的計算網(wǎng)格可以用于計算雙軸擠出機和多軸擠出機中的流動。圖1至17示出了螺桿輪廓和螺桿元件，其中無量綱的螺桿外半徑RA具有值 0. 55,0. 58,0. 59,0. 6,0. 63和0. 67。根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓和根據(jù)本發(fā)明的用于生成根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓的方法并不限于離散的無量綱的螺桿外半徑值。在應用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，可以生成無量綱的螺桿外半徑在RA=O. 51到RA=O. 707的范圍中、 優(yōu)選地在RA=O. 52至RA=O. 7的范圍中的單頭螺紋螺桿輪廓。令人驚訝的是，三頭螺紋螺桿輪廓也引起密封區(qū)域-過渡區(qū)域-通道區(qū)域-過渡區(qū)域的序列并且由此引起根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件，其中該三頭螺紋螺桿輪廓基本上朝著三頭螺紋螺桿輪廓的齒根區(qū)域方向偏心地被定位。圖18至20描述了螺紋頭數(shù)為3的居中定位的螺桿輪廓，該螺紋頭數(shù)為3的居中定位的螺桿輪廓根據(jù)用于生成緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺紋頭數(shù)為ζ的螺桿輪廓的方法來生成。在圖18至20中始終示出了螺紋頭數(shù)為3的螺桿輪廓的六分之一。圖18 圖18a至18d示出了三頭螺紋螺桿輪廓的優(yōu)選的2圓螺桿輪廓。圖18a至 18d通過螺桿外半徑RA來區(qū)分。在圖18a至18d中，第1圓弧的半徑R_1與螺桿外半徑RA 有關。在圖18a至18d中，第1圓弧分別具有角度α_1=π/6。圖19 圖19a至19d示出了三頭螺紋螺桿輪廓的優(yōu)選的4圓螺桿輪廓。圖19a至 19d通過螺桿外半徑RA來區(qū)分。在圖19a至19d中，第1圓弧分別具有半徑R_1=RA。在圖 19a至19d中，第2圓弧分別具有半徑R_2=0。在圖19a至19d中，第1圓弧的角度α _1與螺桿外半徑RA有關。在圖19a至19d中，第2圓弧的半徑α _2與螺桿外半徑RA相關。圖20 圖20a至20d示出了三頭螺紋螺桿輪廓的其它的優(yōu)選的4圓螺桿輪廓。圖 20a至20d通過螺桿外半徑RA來區(qū)分。在圖20a至20d中，第1圓弧分別具有半徑R_1=0。 在圖20a至20d中，第2圓弧分別具有半徑R_2=A=1。在圖20a至20d中，第1圓弧的角度 α _1與螺桿外半徑RA有關。在圖20a至20d中，第2圓弧的半徑α —2與螺桿外半徑RA有關。在圖18至20中示出了由最多4個圓弧構成的三頭螺紋螺桿輪廓的六分之一。然而，三頭螺紋螺桿輪廓絕不限于四個圓弧。更確切地說，可以考慮任意多個圓弧來生成三頭螺紋螺桿輪廓。圖21 圖21a至21c示出了三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位的優(yōu)選實施形式。圖 21a示出了根據(jù)圖18c的三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位。圖21b示出了根據(jù)圖19c的三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位。圖21c示出了根據(jù)圖20c的三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位。虛擬殼體半徑為RV=O. 5567并且小于殼體半徑RG(RG=0. 63)。其它幾何參數(shù)可以由各個圖得知。偏心定位的、三頭螺紋的、緊密嚙合的、自清潔的螺桿輪廓的特征在于，螺桿輪廓距殼體的最小距離與移位的方向無關地對于左軸和右軸是一樣大的。圖21a至21c中的三頭螺紋螺桿輪廓在任何情況下都偏心地被定位，使得螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域總是有一個點與殼體相切，使得實現(xiàn)對楔形部區(qū)域的密封。偏心定位的、三頭螺紋螺桿輪廓引起具有密封區(qū)域-過渡區(qū)域-通道區(qū)域-過渡區(qū)域的序列的根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓。密封因此通過三頭螺紋螺桿元件的三個嚙合部中的兩個來實現(xiàn)。三頭螺紋螺桿輪廓朝著其齒根區(qū)域之一的方向從中心位置移位。在圖21a至21c中，沿著螺桿輪廓的兩個轉動點的連線進行移位。 用來對楔形部區(qū)域實現(xiàn)密封的移位的大小量與所選的螺桿輪廓有關。圖22 圖2 至22c示出了三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位的其它優(yōu)選實施形式。 圖2 示出了根據(jù)圖18c的三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位。圖22b示出了根據(jù)圖19c的三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位。圖22c示出了根據(jù)圖20c的三頭螺紋螺桿輪廓的偏心定位。 虛擬殼體半徑為RV=O. 5567并且小于殼體半徑RG(RG=0. 63)。其它幾何參數(shù)可以由各個圖得知。圖2 至22c中的螺桿輪廓在任何情況下都偏心地被定位來使得螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域僅有一個點與殼體相切。對此所需的移位的大小與移位的方向有關。此外，螺桿輪廓的偏心定位可以被選擇，其中螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域沒有點與殼體相切。通常，通過偏心定位根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的螺桿輪廓可以調節(jié)對楔形部區(qū)域進行線狀密封或點狀密封的程度。尤其是，由此可以有針對性地調節(jié)粘性流體在密封的區(qū)域中的機械應力和熱應力。尤其是，對齒頂區(qū)域中的楔形部區(qū)域進行密封的程度與螺桿元件的轉動方向有關地被匹配。螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域距殼體的最大距離優(yōu)選地在0到0. 05倍軸距的范圍中，特別優(yōu)選地在0到0. 025倍軸距的范圍中。如本領域技術技術人員公知的那樣，所有螺桿元件在實踐中需要一定的間隙，更確切地說不僅螺桿元件彼此之間而且螺桿元件相對于殼體都具有一定的間隙。對于偏心定位的三頭螺紋螺桿輪廓和由此得到的螺桿元件適用的是根據(jù)圖15的已提及的間隙策略和已提及的間隙大小。此外，可能的是，待制造的螺桿輪廓在間隙內移位。關于這一點，適用根據(jù)圖16的信息。在圖21至22中示出了偏心定位的三頭螺紋螺桿輪廓，其中螺桿輪廓的六分之一由最多4個圓弧構成。然而，本發(fā)明并不限于偏心定位的三頭螺紋螺桿輪廓，其中螺桿輪廓的六分之一由最多4個圓弧構成。更確切地說，可以考慮任意多個圓弧來生成根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓。圖23a示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的偏心的三頭螺紋輸送元件對，該三頭螺紋輸送元件基于根據(jù)圖19c的螺桿輪廓。殼體半徑為RG=O. 63并且虛擬殼體半徑為RV=O. 5567。 在兩個輸送元件之間的間隙為S=O. 02。在兩個輸送元件和殼體之間的間隙為D=O. 01。輸送元件的導程為T=L 2。輸送元件的長度為1.2，這對應于螺桿輪廓轉動了 2 π的角度。該殼體通過在兩個輸送元件左側和右側的細實線示出。此外，在兩個輸送元件的表面上示出了可能的計算網(wǎng)格，所述可能的計算網(wǎng)絡可以用于計算雙軸擠出機和多軸擠出機中的流動。圖2 示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的偏心的三頭螺紋捏合元件對，該三頭螺紋捏合元件基于根據(jù)圖19c的螺桿輪廓。殼體半徑為RG=O. 63并且虛擬殼體半徑RV=O. 5567。在兩個捏合元件的捏合盤之間的間隙為S=O. 02。在兩個捏合元件的捏合盤和殼體之間的間隙為D=O. 01。捏合元件由7個捏合盤構成，這7個捏合盤分別右旋地彼此錯移π /3的角度。 第一捏合盤和最后的捏合盤都具有0.09的長度。中間的捏合盤具有0.18的長度。在捏合盤之間的槽具有0.02的長度。殼體通過在兩個捏合元件左側和右側的細實線示出。此外， 在兩個捏合元件的表面上示出了可能的計算網(wǎng)格，該可能的計算網(wǎng)絡可以用于計算雙軸擠出機和多軸擠出機中的流動。圖18至20示出了三頭螺紋螺桿輪廓，其中無量綱的螺桿外半徑RA具有值0. 53、 0.M33、0.5567和0.57。三頭螺紋螺桿輪廓并不限于離散的無量綱的螺桿外半徑值。在應用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，可以生成無量綱的螺桿外半徑在RA=O. 505到RA=O. 577的范圍內、優(yōu)選地在RA=O. 51到RA=O. 57的范圍內的三頭螺紋螺桿輪廓。圖21至23示出了偏心定位的三頭螺紋螺桿輪廓和螺桿元件，其中無量綱的殼體半徑RG等于0. 63并且虛擬殼體半徑RV等于0. 5567。根據(jù)本發(fā)明的螺桿元件的偏心定位的三頭螺紋螺桿輪廓和根據(jù)本發(fā)明的用于生成根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓的方法并不限于離散的殼體半徑值或虛擬殼體半徑值。在應用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，可以將偏心定位的三頭螺紋螺桿輪廓定位在具有如下半徑RG的殼體中該半徑RG在0. 51至0. 707的范圍中、優(yōu)選地在0. 52到0. 7的范圍中，其中具有半徑RV的虛擬殼體半徑在0. 505到0. 577的范圍中、優(yōu)選地在0.51到0. 57的范圍中。圖2 至24f示出了從雙頭螺紋螺桿輪廓對至單頭螺紋螺桿輪廓對的過渡。所有這些圖具有相同的結構，在下面將對所述結構予以詳細描述。生成的螺桿輪廓通過左螺桿輪廓示出。被生成的螺桿輪廓通過右螺桿輪廓示出。兩個螺桿輪廓由16個圓弧構成。生成的和被生成的螺桿輪廓的圓弧通過配備有相應的圓弧編號的粗實線表征。由于有多個圓弧以及由于借助計算機程序來生成圖，所以會出現(xiàn)各個圓弧的編號重疊并且因而可讀性差， 例如參見圖Ma中的圓弧3’、4’和圓弧5’、6’、7’。盡管各個編號部分可讀性差，但輪廓的結構在上下文中結合描述仍舊清楚。圓弧的中心點通過小圓來示出。圓弧的中心點利用細實線不僅與相關聯(lián)的圓弧的起點相連而且與相關聯(lián)的圓弧的終點相連。螺桿外半徑分別針對生成的螺桿輪廓和被生成的螺桿輪廓近似一樣大。在螺桿殼體的區(qū)域中，螺桿外半徑通過細虛線表征，在楔形部區(qū)域中通過細點劃線表征。圖2 示出了過渡從其開始的雙頭螺紋螺桿輪廓對。生成的和被生成的螺桿輪廓彼此對稱。生成的螺桿輪廓的圓弧1和9在其整個長度上與螺桿外半徑相切。生成的螺桿輪廓的圓弧4、5和12、13在其整個長度上與內半徑相切。被生成的螺桿輪廓的圓弧4’、5’ 和12’、13’在其整個長度上與螺桿外半徑相切。被生成的螺桿輪廓的圓弧1’和9’在其整個長度上與內半徑相切。圖24f示出了過渡以其結束的單頭螺紋螺桿輪廓對。生成的和被生成的螺桿輪廓彼此對稱。生成的螺桿輪廓的圓弧1和12在其整個長度上與螺桿外半徑相切。生成的螺桿輪廓的圓弧4和9在其整個長度上與內半徑相切。被生成的螺桿輪廓的圓弧4’和9’在其整個長度上與螺桿外半徑相切。被生成的螺桿輪廓的圓弧1’和12’在其整個長度上與內半徑相切。圖24b示出了從雙頭螺紋螺桿輪廓至單頭螺紋螺桿輪廓的過渡進行到20%的過渡輪廓對。圖2 示出了過渡進行到40%的過渡輪廓對。圖24d示出了過渡進行到60%的過渡輪廓對。圖2 示出了過渡進行到80%的過渡輪廓對。過渡以如下方式進行生成的螺桿輪廓的圓弧1始終在其整個長度上與無量綱的螺桿外半徑RA相切，由此被生成的螺桿輪廓的相關聯(lián)的圓弧1’在其整個長度上與無量綱的內半徑RI’相切。過渡以如下方式進行被生成的螺桿輪廓的圓弧4’始終與無量綱的螺桿外半徑RA’相切，由此所述生成的螺桿輪廓的相關聯(lián)的圓弧4與無量綱的內半徑RI相切。由于生成的和被生成的螺桿輪廓的圓弧始終在螺桿外半徑上或者與螺桿外半徑相切， 所以在整個過渡期間保證了對殼體表面的清掃。此外，從圖24b至2 中可看到的是，生成的和被生成的螺桿輪廓不對稱。過渡元件對始終由基于生成的過渡輪廓的第一過渡元件和基于被生成的過渡輪廓的第二過渡元件構成。圖M示出了生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑和被生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑在RA=RA' =0. 6146至RA=RA' =0. 6288的范圍中的過渡輪廓。根據(jù)本發(fā)明的用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓并不限于無量綱的螺桿外半徑的范圍。在應用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，可以生成如下螺桿輪廓該螺桿輪廓具有生成的螺桿輪廓的在RA大于0且RA小于或等于1之間、優(yōu)選地在RA=O. 52至RA=O. 707的范圍中的無量綱的螺桿外半徑。在應用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，可以生成如下螺桿輪廓所述螺桿輪廓具有被生成的螺桿輪廓的在RA’大于0且RA’小于或等于1之間、優(yōu)選地在RA，=0. 52至RA，=0. 707的范圍中的無量綱的螺桿外半徑。根據(jù)本發(fā)明的用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的以及同向轉動的螺桿輪廓的方法將示例性地借助于圖Md中的螺桿輪廓對進行闡述。生成的和被生成的螺桿輪廓根據(jù)本發(fā)明在一個平面中。為了簡單起見，該平面被置于笛卡爾坐標系的xy平面中。同樣為了簡單起見，生成的螺桿輪廓的轉動點被置于笛卡爾坐標系的原點(x=0，y=0)。在生成的和被生成的螺桿輪廓的兩個轉動點之間的無量綱的軸距為A=L為了簡單起見，被生成的螺桿輪廓的轉動點被置于坐標x=A=l，y=0上。生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目η根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得η大于或等于1。在本實例中，圓弧數(shù)目被選擇為η=16。生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑RA根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得該無量綱的螺桿外半徑RA大于0且小于或等于無量綱的軸距Α。在本實例中，生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑被選擇為RA=O. 6203。生成的螺桿輪廓的無量綱的內半徑RI根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得該無量綱的內半徑RI大于或等于0且小于或等于無量綱的螺桿外半徑RA。在本實例中，生成的螺桿輪廓的無量綱的內半徑被選擇為RI=O. 3798。生成的螺桿輪廓的圓弧可以順時針方向或者逆時針方向圍繞生成的螺桿輪廓的轉動軸來布置。在本實例中，圓弧逆時針方向圍繞生成的螺桿輪廓的轉動軸來布置。根據(jù)本發(fā)明，生成的螺桿輪廓的第1圓弧的角度α_1被選擇為使得單位為弧度的角度α_1大于或等于0且小于或等于。在本實例中，第1圓弧的角度被選擇為 α _1=0. 2744。生成的螺桿輪廓的第1圓弧的無量綱的半徑R_1根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得該無量綱的半徑R_1大于或等于0且小于或等于無量綱的軸距A。在本實例中，第1圓弧的無量綱的半徑被選擇為R_1=RA=0. 6203。生成的螺桿輪廓的第1圓弧的位置根據(jù)本發(fā)明
26被選擇為使得第1圓弧在具有無量綱的外半徑RA和無量綱的內半徑RI的圓環(huán)的邊界之內或者之上，該圓環(huán)的圓心在生成的螺桿輪廓的轉動點上。該位置優(yōu)選地通過對第1圓弧的起點和中心點進行定位來確定。在本實例中，第1圓弧的起點被置于坐標X=RA=O. 6203， y=0. 0000上，而第1圓弧的中心點被置于坐標Mx_l=0. 0000，My_l=0. 0000上。由此，第1圓弧在螺桿外半徑RA上并且至少一個圓弧與螺桿外半徑RA相切的布置規(guī)則被滿足。生成的螺桿輪廓的其它n-2個圓弧(即其它14個圓弧)的角度α_2、…、α_ (η-1)根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得以弧度為單位的所述角度α_2、…、α_ (η_1)大于或等于0且小于或等于2π。在本實例中，其它14個圓弧的角度被選擇為α_2=0.6330、 α_3=0·6330、α_4=0·2208、α _5=0. 1864、α _6=0. 4003, α_7=0·4003、α _8=0· 3934、 α _9=0. 2744、α_10=0. 6330、α_11=0. 6330、α _12=0. 2208、α _13=0. 1864、α _14=0. 4143 和α_15=0.4143。生成的螺桿輪廓的這其它14個圓弧的無量綱的半徑R_2、…、R_ (η-1)根據(jù)本發(fā)明被選擇為使得這些無量綱的半徑[2、…、R_(n-1)大于或等于0且小于或等于無量綱的軸距A。在本實例中，這其它14個圓弧的無量綱的半徑被選擇為 R_2=0. 0000、R_3=1. 0000,R_4=0. 3797、R_5=0. 7485、R_6=0. 4726、R_7=0. 4726、R_8=0. 1977、 R_9=0. 4827、R_10=0. 6000、R_11=0. 4000、R_12=0. 5173、R_13=0. 1485、R_14=0. 8887 和 R_15=0.8887。根據(jù)布置規(guī)則，圓弧被布置為使得圓弧彼此相切地過渡，使得得到閉合的凸狀螺桿輪廓，其中無量綱的半徑等于0的圓弧如無量綱的半徑等于eps的圓弧那樣被處理，其中印s是非常小的趨向于0的正實數(shù)(印s l，eps — 0)。由該布置規(guī)則得出， 圓弧的終點等于其后繼的圓弧的起點。在第一圓弧與后繼的第二圓弧之間的所要求的相切過渡通過如下方式來滿足該后繼的第二圓弧的中心點被置于通過第一圓弧的終點和中心點給定的直線上，使得該后繼的第二圓弧的中心點距該第一圓弧的終點的距離等于該后繼的第二圓弧的半徑并且螺桿輪廓是凸狀的。半徑等于0的圓弧如具有非常小的半徑eps的圓弧那樣被處理，其中印s趨向于0，使得能繼續(xù)構建相切過渡?？商鎿Q地，半徑等于0的圓弧可以被處理為使得螺桿輪廓在該圓弧的位置處具有折點，其中折點的大小通過該圓弧的角度給定。在本實例中，由所描述的布置規(guī)則得到其它14個圓弧的中心點的如下位置:Mx_2=0. 5971，My_2=0. 1681、Μχ_3=_0· 0187，My_3=-0. 6198、Μχ_4=0· 0001， My_4=0. 0002、Mx_5=0. 0699，My_5=_0. 3619，Mx_6=_0. 0316，My_6=-0. 1054、Mx_7=_0. 0316， My_7=-0. 1054、Mx_8=-0. 2855，My_8=0. 0000、Mx_9=_0· 0005，My_9=0. 0000、Mx_10=0. 1124， My_10=0. 0318、Mx_l 1=-0. 0107，My_l 1=-0. 1258、Mx_12=-0. 0072，My_12=-0. 0086、 Mx_13=0. 0626，My_13=-0. 3707、Mx_14=-0. 2097，My_14=0. 3176、Mx_15=-0. 2097， My_15=0. 3176。第4圓弧的終點或第5圓弧的起點在生成的螺桿輪廓的無量綱的內半徑RI 上并且至少一個圓弧與無量綱的內半徑RI相切的布置規(guī)則被滿足。根據(jù)本發(fā)明由此得到生成的螺桿輪廓的最后的圓弧的角度α_16 生成的螺桿輪廓的16個圓弧的單位為弧度的角度之和等于2 π，其中單位為弧度的角度α _16大于或等于0且小于或等于2 π。在本實例中，最后的圓弧的角度為α _16=0. 3654。生成的螺桿輪廓的最后的圓弧的無量綱的半徑[16根據(jù)本發(fā)明由此得到生成的螺桿輪廓的最后的圓弧閉合。由于第15圓弧的終點與第一圓弧的起點相同，所以第16圓弧的半徑為R_16=0. 0000。 第16圓弧的中心點由此在坐標Mx_16=0. 6203，My_16=0. 0000。通過在本實施例中做出的對16個圓弧的角度和半徑及其定位的選擇同樣滿足了如下布置規(guī)則生成的螺桿輪廓的所有圓弧都在具有無量綱的外半徑RA和無量綱的內半徑RI的圓環(huán)的邊界之內或者之上，所述圓環(huán)的圓心在生成的螺桿輪廓的轉動點上。被生成的螺桿輪廓由生成的螺桿輪廓得到。被生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目η’根據(jù)本發(fā)明等于生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目η。在本實例中，被生成的螺桿輪廓的圓弧數(shù)目為 η’ =16。被生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑RA’根據(jù)本發(fā)明等于無量綱的軸距A減生成的螺桿輪廓的無量綱的內半徑RI之差。在本實例中，被生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑為RA’ =A-RI=O. 6202。被生成的螺桿輪廓的無量綱的內半徑RI’根據(jù)本發(fā)明等于無量綱的軸距A減生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑RA之差。在本實例中，被生成的螺桿輪廓的無量綱的內半徑為RI，=A-RA=O. 3797。被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的角度a_i’根據(jù)本發(fā)明等于生成的螺桿輪廓的第i圓弧的角度0」，其中1和i’為共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目η或η’的范圍中的所有值的整數(shù)。在本實例中，被生成的螺桿輪廓的16個圓弧的角度為α_Γ =α_1=0. 2744,
α _2，=-a _2=0. 6330、α _3，= α __3=0. 6330、α _4' = α _4=0·2208、 α_5，=α _5=0. 1864、α _6，=:α _6=0. 4003、α_7，= α__7=0. 4003、α_8' = α _8=0·3934、 α_9’ =α _9=0. 2744、α _10’ =α_10=0.6330、 α_1 Γ = α _1 1=0. 6330、α _12，=α_12=0.2208、α _13’ =α_13 = 0. 1864、α_14' = α_14 = 0. 4143、α_15'=α15 = 0. 4143 禾口α_16，= α_16=0. 3654。
被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的無量綱的半徑R__i’與生成的螺桿輪廓的第i
圓弧的無量綱的半徑R_i之和根據(jù)本發(fā)明等于無量綱的軸距A，其中i和i’是共同遍歷在 1直至圓弧數(shù)目η或η，的范圍中的所有值的整數(shù)(R_l，+R_1=A=1、…、R_n' +R_n=A=l)。 在本實例中，被生成的螺桿輪廓的16個圓弧的半徑為R_1，=A-R_l=l-0. 6203=0. 3797、
R__2，= A-R_.2 = 1-0.0000 =1 .0000、R_3，= A-_3 = 1-1.0000=0.0000 ,R__4，= A-R_.4 = 1-O.3 79 7 =0 .6 203、R_5，= A-_5 = 1-0.7485=0.2515,R__6，= A-R_.6 = 1-O.4726 =0 .5 2 74、R_7，= A-■R__7 = 1-0.4726=0.52 74 ,R__8，= A-R_8 = 1-O.1 9 7 7 =0.8023、R._9，= A-_9 = 1-0.4827=0.5 173,R_’ =A--R__10 =1-0.6000:=0.4000、R._1 1 :，=A-R_1 1 =1-0.4000=0.6000 ,R__12，=A_12 =1-0.5173:=0 4827、R._13，=A-R_13 =1-0.1485=0.85 15,R__14:，=A--R__14 =1-0.8887 =0.1113、R_15，= A-R_15 = 1-O 8887 = 0.L113 禾口
R_16' =A-R_16=l-0. 0000=1. 0000。 根據(jù)本發(fā)明，被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的中心點具有距生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點的等于無量綱的軸距A的距離，并且根據(jù)本發(fā)明，被生成的螺桿輪廓的第 i’圓弧的中心點具有距被生成的螺桿輪廓的轉動點的與生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點距生成的螺桿輪廓的轉動點的距離相等的距離，并且根據(jù)本發(fā)明，在被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的中心點與生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點之間的連線是在被生成的螺桿輪廓的轉動點與生成的螺桿輪廓的轉動點之間的連線的平行線，其中i和i’為共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目η或η’的范圍中的所有值的整數(shù)(i’=i)。通過將生成的螺桿輪廓的轉動點定位于點x=0，y=0中并且通過將被生成的螺桿輪廓的轉動點定位于點x=A=l，y=0 中，由生成的螺桿輪廓的圓心的χ坐標Mx_i加上無量綱的軸距A得到被生成的螺桿輪廓的圓心的χ坐標Mx_i’，而被生成的螺桿輪廓的圓心的y坐標My_i’與生成的螺桿輪廓的圓心的y坐標My_i相同。在本實例中，得到以下被生成的螺桿輪廓的16個圓弧的中心點的位置Μχ_Γ =1. 0000，My_l' =0. 0000、Mx_2，=1. 5971，My_2' =0. 1681、Mx_3，=0. 9813， My_3' =-0. 6198、Mx_4' =1. 0001，My_4' =0. 0002、Mx_5' =1. 0699，My_5' =-0. 3619、 Mx_6' =0. 9684，My_6' =-0. 1054、Mx_7' =0. 9684，My_7' =-0. 1054、Mx_8' =0. 7145， My_8' =0. 0000、Mx_9' =0. 9995，My_9' =0. 0000、Mx_10' =1. 1124，My_10' =0. 0318、 Mx_ll’ =0. 9893，My_ll' =-0. 1258、Mx_12，=0. 9928，My_12' =-0. 0086、Mx_13，=1. 0626， My_13' =-0.3707、Mx_14，=0. 7903，My_14' =0.3176、Mx_15，=0. 7903，My_15' =0.3176 和 Mx_16，=1.6203，My_16' =0. 0000。被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的起點根據(jù)本發(fā)明在相對于被生成的螺桿輪廓的第i’圓弧的中心點的方向上，該方向與生成的螺桿輪廓的第i圓弧的起點相對于生成的螺桿輪廓的第i圓弧的中心點具有的方向相反，其中i和i’為共同遍歷在1直至圓弧數(shù)目η 或η’的范圍中的所有值的整數(shù)(i’ =i)。在本實例中，被生成的螺桿輪廓的第1圓弧的起點例如因而在坐標x=0. 6203，y=0上。在針對被生成的螺桿輪廓的本實例中，根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的用于生成平面的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓的方法得到被生成的螺桿輪廓的所有16個圓弧彼此相切地過渡并且形成閉合的凸狀螺桿輪廓。被生成的螺桿輪廓的所有16個圓弧都在具有無量綱的外半徑RA’和無量綱的內半徑RI’的圓環(huán)的邊界之內或者之上，該圓環(huán)的圓心在被生成的螺桿輪廓的轉動點上。此外，被生成的螺桿輪廓的第1圓弧在無量綱的內半徑RI’上并且至少一個圓弧與無量綱的內半徑RI’相切的布置規(guī)則被滿足。此外，被生成的螺桿輪廓的第4圓弧的終點或第5圓弧的起點在被生成的螺桿輪廓的無量綱的螺桿外半徑RA’上并且至少一個圓弧與無量綱的螺桿外半徑RA’相切的布置規(guī)則被滿足。圖沈示出了具有兩個孔的8字形螺桿殼體。兩個殼體孔被滲透到的區(qū)域被稱作楔形部區(qū)域。兩個殼體孔的兩個交點被稱作殼體楔形部。附加地，繪制有兩個殼體楔形部之間的張角S_gZ。圖27示出了參照根據(jù)本發(fā)明的螺桿輪廓的角度δ _fbl、δ _fb2、δ _nbl, δ _nb2, 5_kbU 5_kb2 和 S_gb。在這些圖中，使用最多16個圓弧來描述生成的或者被生成的螺桿輪廓。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法絕不限于最多16個圓弧。更確切地說，可以考慮任意多個圓弧來生成螺桿輪廓。尤其是由此可能的是，通過數(shù)目足夠多的圓弧以所希望的精度逼近不是由圓弧構造的并且由此非自清潔的螺桿輪廓。根據(jù)(生成的或者被生成的)螺桿輪廓能夠計算縱截面輪廓。優(yōu)選地，使用螺桿輪廓的每個圓弧，以便借助顯函數(shù)計算縱截面的與該圓弧相關聯(lián)的部分。為了計算螺桿輪廓的圓弧的點距轉動軸的距離S，在第一步驟中確定直線g與圓弧1Λ的交點(Sx，Sy)，其中直線g的特征在于所述直線在螺桿輪廓的、螺桿輪廓的轉動點所通過的平面中并且通過角度Φ給定所述直線的定向，該圓弧1Λ通過其半徑r和其中心點 (Mx, My)的位置來表征。在第二步驟中，計算該交點(Sx，Sy)距螺桿輪廓的轉動點的距離 S。直線與圓弧的交點的計算能夠通過顯函數(shù)表示。同樣的情況適用于距離計算。對于距離因而適用s=S ( Φ，r，Mx，My)。角度Φ在已知螺桿元件的導程t的情況下通過Φ/2 π *t 被換算成軸向位置z_ax，使得對于距離適用s=s(z_ax，r, Mx, My)=s ( Φ/2 π *t，r, Mx,My )。函數(shù)s (z_ax, r, Mx, My)描述了螺桿輪廓的圓弧的所尋找的縱截面。
權利要求
1.一種用于具有成對同向的并且成對精確去除的螺桿軸的多軸螺桿擠出機的螺桿元件，其特征在于，生成的和被生成的螺桿輪廓具有密封區(qū)域-過渡區(qū)域-通道區(qū)域-過渡區(qū)域的序列，其中密封區(qū)域是齒頂區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域的序列，通道區(qū)域是齒根區(qū)域-邊緣區(qū)域-齒根區(qū)域的序列和過渡區(qū)域是以邊緣區(qū)域開始并且以邊緣區(qū)域結束的螺桿輪廓區(qū)域的序列。
2.根據(jù)權利要求1所述的螺桿元件，其中，密封區(qū)域的特征在于〇邊緣區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_fbl，該角度S_fbl大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角的一半(S _fbl彡arccos(0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角(δ _fbl彡2*arccos(0. 5*a/ra))，〇齒頂區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_kbl，該角度δ JAl小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ kbl ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角(δ JAl 彡 π /2_2*arccos (0. 5*a/ra))，〇其它齒頂區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_kb2，該角度δ_1Λ2小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ kb2 ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角(δ _kb2 彡 π /2_2*arccos (0. 5*a/ra))，并且通道區(qū)域的特征在于，〇邊緣區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_fb2，該角度δ_Λ2大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角的一半(S _fb2彡arccos(0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地大于或等于兩個殼體楔形部之間的張角(δ _fb2彡2*arccos (0. 5*a/ra))，以及邊緣區(qū)域距螺桿半徑ra 的最小距離大于半個螺紋深度h，〇齒根區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_nbl，該角度δ_ 1小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ nbl ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的 Tgll^ ( δ _nbl ^ π /2-2*arccos (0. 5*a/ra)),〇其它齒根區(qū)域相對于螺桿輪廓的轉動點具有角度S_rA2，該角度δ_ 2小于或等于單頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的頂錐角減兩個殼體楔形部之間的張角之差(δ _ nb2 ^ π -4*arccos (0. 5*a/ra))并且優(yōu)選地小于或等于雙頭螺紋的Erdmenger螺桿輪廓的 WMi^ ( δ _nb2 ( π /2-2*arccos (0. 5*a/ra))。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的螺桿元件，其特征在于，齒頂區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度δ_ kbl、δ _kb2與密封區(qū)域的角度δ _fbl之和優(yōu)選地在0. 75* δ _gz到2* δ _gb+ δ _gz的范圍中，并且特別優(yōu)選地在S_gz到δ _gb+δ _gz的范圍中，以及齒根區(qū)域和邊緣區(qū)域的角度 δ _nbl、δ _nb2與通道區(qū)域的角度δ _fb2之和優(yōu)選地在0. 75* δ _gz到2* δ _gb+ δ _gz的范圍中并且特別優(yōu)選地在S_gz到S_gb+S_gz的范圍中。
4.根據(jù)權利要求1至3之一所述的螺桿元件，其特征在于，過渡區(qū)域由邊緣區(qū)域構成。
5.根據(jù)權利要求1至4之一所述的螺桿元件，所述螺桿元件具有引起對楔形部區(qū)域的線狀密封的螺桿輪廓。
6.根據(jù)權利要求1至4之一所述的螺桿元件，所述螺桿元件具有引起對楔形部區(qū)域的點狀密封的螺桿輪廓。
7.根據(jù)權利要求1至6之一所述的螺桿元件，其特征在于，螺桿輪廓的密封區(qū)域的齒頂區(qū)域距殼體的最大距離優(yōu)選地在0到0. 05倍軸距的范圍中，特別優(yōu)選地在0到0. 025倍軸距的范圍中。
8.根據(jù)權利要求1至7之一所述的螺桿元件，所述螺桿元件具有螺紋頭數(shù)z=l。
9.根據(jù)權利要求8所述的螺桿元件，所述螺桿元件具有8圓螺桿輪廓。
10.根據(jù)權利要求1至9之一所述的螺桿元件，所述螺桿元件具有螺紋頭數(shù)z=3和偏心定位。
11.根據(jù)權利要求1至10之一所述的螺桿元件，其特征在于，所述螺桿元件被構造為輸送元件或者混合元件。
12.根據(jù)權利要求1至10之一所述的螺桿元件，其特征在于，所述螺桿元件被構造為捏合元件。
13.根據(jù)權利要求1至10之一所述的螺桿元件，其特征在于，所述螺桿元件被構造為過渡元件。
14.根據(jù)權利要求1至13之一所述的螺桿元件在多軸螺桿擠出機中的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有成對同向轉動的且成對精確去除的螺桿軸的多軸螺桿擠出機的具有新型的、緊密嚙合的、自清潔的、同向轉動的螺桿輪廓的螺桿元件，涉及所述螺桿元件在多軸螺桿擠出機中的應用以及一種用于生成螺桿元件的方法。
文檔編號B29C47/64GK102333635SQ200980123151
公開日2012年1月25日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權日2008年6月20日
發(fā)明者比爾德爾 M., 克尼希 T., 利森費爾德 U. 申請人:拜爾技術服務有限責任公司