本發(fā)明涉及一種使用驅(qū)動(dòng)軸和運(yùn)轉(zhuǎn)軸來輸送流體的螺桿泵、用于產(chǎn)生這種螺桿泵的軸輪廓的方法以及用于在這種螺桿泵的軸中產(chǎn)生潤滑劑槽(lubricantgroove)的方法。

背景技術(shù)：

螺桿泵通常包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸(drivespindle)和運(yùn)轉(zhuǎn)軸(runningspindle)，所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和運(yùn)轉(zhuǎn)軸的螺紋彼此嚙合并滾動(dòng)，如此流體可從螺桿泵的第一側(cè)輸送到螺桿泵的第二側(cè)。

為了確保這種流體輸送，這些軸的齒面具有經(jīng)由材料切除加工方法(materialremovalmethod，例如，銑削(milling)、砂磨(sanding)或研磨(lapping))而產(chǎn)生的特定齒狀。由于為了形成相對應(yīng)的齒狀輪廓必須反復(fù)通過這些軸螺紋。所以除了在機(jī)械加工過程中本應(yīng)切除的額外材料體積而導(dǎo)致的材料利用過高之外，材料切除工藝也非常耗時(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種螺桿泵，該螺桿泵的生產(chǎn)成本更低并且生產(chǎn)時(shí)間更少。

通過根據(jù)本發(fā)明的螺桿泵、產(chǎn)生這種螺桿泵的方法以及產(chǎn)生在這種螺桿泵中的潤滑劑槽的方法來實(shí)現(xiàn)上述目的。

以下將描述用于輸送流體的螺桿泵，所述螺桿泵具有驅(qū)動(dòng)軸和至少一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸具有驅(qū)動(dòng)軸輪廓，所述運(yùn)轉(zhuǎn)軸具有運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓。所述運(yùn)轉(zhuǎn)軸利用其運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓至少部分嚙合驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)軸輪廓。

為了實(shí)現(xiàn)特別快速且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)所述螺桿泵，具體來說生產(chǎn)所述軸，提出將驅(qū)動(dòng)軸輪廓和/或運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓形成為軋制輪廓。軋制工藝的確需要非常豐富的經(jīng)驗(yàn)和對應(yīng)的設(shè)計(jì)模具，但是由于軋制工藝是在軋制工藝期間的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行壓制，所以不需要為自身輪廓的形成提供額外的材料。此外，由于不需要對輪廓進(jìn)行多道工序，所以驅(qū)動(dòng)軸或運(yùn)轉(zhuǎn)軸可被生產(chǎn)為無限長的軸，然后可將其縮短為相應(yīng)的長度。此外，軋制工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，不會產(chǎn)生由于材料壓縮而導(dǎo)致的表面粗糙，從而省略了進(jìn)一步處理，例如，在很大程度上省略了諸如磨削(grinding)之類的處理。此外，軋制工藝提供公差范圍非常窄且質(zhì)量穩(wěn)定的表面。軋制輪廓的另一優(yōu)點(diǎn)在于，可產(chǎn)生具有特定硬齒面(hardflank)的軸輪廓。

然而，由于軋制工藝僅允許限制范圍內(nèi)的輪廓，所以軋制輪廓先前并未用于螺桿泵。然而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在螺桿泵中特別使用的這種輪廓具體來說由于沒有底切所以非常適合軋制。因此，在優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸輪廓或運(yùn)行軸輪廓形成為軋制的漸開線輪廓或外擺線輪廓，或通常形成為無底切輪廓?？墒褂密堉品椒ㄝ^為容易地產(chǎn)生這種輪廓并且這種輪廓適合在螺桿軸中使用。

根據(jù)另一優(yōu)選示例性實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸和/或運(yùn)轉(zhuǎn)軸在其外邊緣上具有在徑向上大體向內(nèi)延伸的潤滑劑槽。所述潤滑劑槽被設(shè)置為減小軸與在軸周圍的外殼之間的摩擦力。從現(xiàn)有技術(shù)中已知，這種潤滑劑槽可被直接銑削成外邊緣，其中，這種工藝需要額外的處理步驟并且需要使用額外的材料。

然而，本發(fā)明的另一方面顯示可在軋制時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生這種潤滑劑槽，從而不需要額外的處理步驟且不需要額外的材料。因此，本發(fā)明的另一方面涉及產(chǎn)生這種潤滑劑槽的方法，所述潤滑劑槽具有第一槽壁、第二槽壁以及在第一槽壁與第二槽壁之間的槽底，其中，潤滑劑槽形成在軸的外邊緣上，槽底在徑向上從軸的外邊緣向內(nèi)充分延伸。所述方法優(yōu)選包括以下步驟：以軋制的方式形成第一軸輪廓的齒面，由此在軋制時(shí)，通過材料移位來形成第一槽壁；在以軋制的方式形成第二軸輪廓的齒面時(shí)，通過材料移位來形成第二槽壁。位于第一槽壁與第二槽壁之間的槽底不需要進(jìn)一步的操作步驟，但可對其進(jìn)行任意地改造。因此，可在單個(gè)操作步驟中同時(shí)形成齒狀輪廓并提供以其它方式難以形成的潤滑劑槽。

根據(jù)另一優(yōu)選示例性實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸輪廓和運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓無間隙嚙合。為了實(shí)現(xiàn)使用材料切除工藝的這種無間隙嚙合，需要很高的精度并且導(dǎo)致出錯(cuò)率高。然而由于在軋制時(shí)的材料移位，可產(chǎn)生高精度的軸輪廓并且公差恒定，使得可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)軸與運(yùn)轉(zhuǎn)軸之間的無間隙嚙合，且沒有問題出現(xiàn)。這反過來可減小螺桿泵內(nèi)的泄漏損失。

根據(jù)另一優(yōu)選示例性實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸輪廓形成為與運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓互補(bǔ)。在此，在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)軸的齒面曲線被設(shè)置為大體上凸?fàn)睿\(yùn)轉(zhuǎn)軸的齒面曲面被設(shè)置為大體上凹狀。

本發(fā)明的另一方面涉及一種產(chǎn)生螺桿泵1的軸的軸輪廓10、12的方法，其中，軸輪廓是經(jīng)由軋制工藝而產(chǎn)生的，尤其是經(jīng)由冷軋工藝而產(chǎn)生的。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，軸輪廓是軋制的漸開線輪廓和/或外擺線輪廓和/或無底切輪廓。

帶有單線螺紋(single-thread)的螺桿泵和帶有多線(multiple-thread)螺紋的螺桿泵均可實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)。

在具體實(shí)施方式、權(quán)利要求或附圖中定義了其它優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選實(shí)施例。具體來說，在具體實(shí)施方案和附圖中給定的特征組合僅是示例性的，所以可存在單獨(dú)或以其它方式組合的特征。

附圖說明

以下將參照在附圖中顯示的示例性實(shí)施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。所述示例性實(shí)施例和在所述示例性實(shí)施例中顯示的組合僅為示意性的，而非限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求來限定。

圖1是螺桿泵的示意剖面圖；

圖2是圖1中示出的螺桿泵的軸的示意徑向剖面圖；

圖3是軸的機(jī)械加工的示意圖；

圖4是在圖1和圖2中示出的軸的齒面的示意剖面圖。

標(biāo)號列表

在以下描述中，相同或相等元件具有相同的標(biāo)號。

1、潤滑泵

2、驅(qū)動(dòng)軸

4、6、運(yùn)轉(zhuǎn)軸

8、外殼

10、運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓

12、驅(qū)動(dòng)軸輪廓

14、流體的第一容納區(qū)域

16、流體的第二容納區(qū)域

18、驅(qū)動(dòng)軸的輪廓齒面

20、運(yùn)轉(zhuǎn)軸的輪廓齒面

22、外擺線曲線

24、軋具

26、運(yùn)轉(zhuǎn)軸的外邊緣

28、潤滑劑槽

30、32、槽壁

34、槽底

具體實(shí)施方式

圖1示出了多線螺紋螺桿泵(multiple-threadscrewpump)1的縱向示圖，所述多線螺紋螺桿泵具有驅(qū)動(dòng)至少兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6的驅(qū)動(dòng)軸2。驅(qū)動(dòng)軸2經(jīng)由電機(jī)按照已知方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)軸2和運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6依次排列在外殼8內(nèi)，其中，運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6直接接觸外殼8。

如圖1中進(jìn)一步示出地，驅(qū)動(dòng)軸2和運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6相互嚙合，使得驅(qū)動(dòng)軸2旋轉(zhuǎn)過程中運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6也旋轉(zhuǎn)。此外，驅(qū)動(dòng)軸2和運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6具有被設(shè)置為彼此互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)軸輪廓和運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓10、12，因此在這些軸旋轉(zhuǎn)的過程中，流體可從第一腔室(chamber)14“螺旋進(jìn)入”第二腔室16。運(yùn)轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)軸的齒面18、20相應(yīng)地互補(bǔ)彎曲，其中，驅(qū)動(dòng)軸2的齒面18的齒面曲線通常大體上是凸的，運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6的齒面20的齒面曲線大體上是凹的。

這種運(yùn)轉(zhuǎn)軸輪廓10在圖2中被圖示。如圖所示，輪廓10被形成無底切(withoutundercut)輪廓，該輪廓遵循外擺線曲線22。在可替換的實(shí)施例中，可形成無底切的其它輪廓(諸如，漸開線齒廓(involuteprofile))。這種輪廓適用于螺桿泵1并可方便轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖3所示，為了形成軋制輪廓(rolledprofile)10，軋具24沿軸2、4、6操作。由于模具24施加的壓力，軸2、4、6的材料被壓制成輪廓10的相應(yīng)形式。軋制工藝確實(shí)需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和對應(yīng)的設(shè)置模具24，但是由于軋制工藝是在軋制工藝期間的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行壓制，所以不需要為自身輪廓的形成提供額外的材料。此外，由于不需要對輪廓10進(jìn)行多道工序，所以驅(qū)動(dòng)軸2或運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6可被生產(chǎn)為無限長的軸，然后可將其縮短為相應(yīng)的長度。此外，軋制工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，不會產(chǎn)生由于材料壓縮而導(dǎo)致的表面粗糙，從而省略了進(jìn)一步處理，例如，在很大程度上省略了諸如磨削(grinding)之類的處理。此外，軋制工藝提供公差范圍非常窄且質(zhì)量穩(wěn)定的表面。軋制輪廓10的另一優(yōu)點(diǎn)在于，可提供具有特定硬齒面(hardflank)的軸輪廓。

可按照相似的方式來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)軸2的輪廓12。

如圖1中進(jìn)一步所示，運(yùn)轉(zhuǎn)軸4、6利用它們的外邊緣26直接位于外殼8上。因此，在外殼8與外邊緣26之間會產(chǎn)生摩擦力，如圖3所示，如果在外邊緣26上產(chǎn)生凹槽28，則可減少所述摩擦力。該凹槽具有兩個(gè)槽壁30、32以及位于兩個(gè)槽壁30、32之間的槽底34。

由于可將在軋制輪廓10時(shí)移位的材料形成為槽壁30、32，因此可在軋制時(shí)較為方便地產(chǎn)生該潤滑劑槽。因此，不需要對凹槽28進(jìn)行困難地銑削。然而，仍然可以選擇性地對槽壁34進(jìn)行改造。

作為一個(gè)整體，可提供一種具有軋制輪廓螺桿泵，所述螺桿泵生產(chǎn)更簡單且快速。由于不需要為材料切除工藝提供額外的材料，所以還節(jié)約成本。此外，使用這種軋制輪廓，可實(shí)現(xiàn)使用材料切除工藝難以實(shí)現(xiàn)的公差。具體來說，使用軋制工藝容易產(chǎn)生漸開線輪廓、外擺線輪廓或無底切輪廓，并且同時(shí)提供較好的流體輸送的可泵性。