DE3724023C2

DE3724023C2 -

Info

Publication number: DE3724023C2
Application number: DE19873724023
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 3014 Laatzen De Bostel
Original assignee: GUMMI-JAEGER KG GmbH and CIE 3000 HANNOVER DE
Current assignee: GUMMI-JAEGER KG GmbH and CIE 3000 HANNOVER DE
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1987-07-21
Publication date: 1989-07-06
Also published as: DE3724023A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus Gummi od. dgl. bestehenden, mit einem rohr förmigen Mantel versehenen Statoren für Exzenter schneckenpumpen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei der Stator einen den schnecken förmigen Rotor aufnehmenden lichten Raum in Form eines zweigängigen Steilgewindes aufweist und dieser Raum eine Querschnittsfläche hat, die im wesentlichen von einer Rechteckfläche und zwei an deren gegenüber liegenden gedachten Kanten anschließenden Halbkrei sen gebildet ist.

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

Bei der Herstellung von Exzenterschneckenpumpen wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 36 15 795), den Stator nach der Vulkanisation zu vermessen und dem Meßergebnis entsprechend den Rotor z. B. auf einer Drehmaschine fertigzustellen, um so die Schrumpfung des für den Stator verwendeten Elastomers berücksichtigen zu können. Eine mechanische Nachbearbeitung des Stators war somit nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, wonach Statoren höchster Genauigkeit bei unter schiedlichen Werkstoffen und bei geringem Aufwand für die Herstellungsvorrichtungen erhalten werden

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

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

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

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen

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

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

Fig. 3 einen noch unbearbeiteten Stator im Quer schnitt und

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Die Erfindung hat noch den großen Vorteil, daß die Genauigkeit der Statoren ausschließlich von der Genauigkeit der Schneidmesser abhängig ist, es also keinerlei Rücksichtnahme auf unterschiedliche Werkzeuge bedarf. Es ist sogar möglich, aus den mit Untermaß gefertigten Statoren Fertigstatoren mit unterschiedlichen Maßen herzustellen, wenn das Maß U entsprechend gewählt ist.

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

Claims

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

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden durch Stoßen erfolgt.

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

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

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

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

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator in seinem lichten Raum mit einer oder mehreren, längs verlaufenden Nuten mit einer im wesentlichen dem Untermaß entsprechenden Tiefe versehen wird in der Weise, daß beim Schneiden schalenförmige Streifen als Schneidabfall entstehen.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Schneidwerkzeug eine umlaufende Schneidkante (14) und dahinter einen der Gestalt des fertigen Statorhohlraumes (4) entsprechenden Führungsmantel (15) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (10) und der zu bearbeitende Stator einer dem gewünschten Steilgewinde entsprechenden Relativbewegung unterliegen.

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

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (10) entlang einer Schraubenlinie bewegbar ist, deren Steigung der Statorsteigung entspricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkante (14) ein nacheilendes Quermesser (16) zugeordnet ist, das vorzugsweise die Verbindung der umlaufenden Schneidkante (14) zur Befestigungsstelle (16′′) des Schneidwerkzeuges herstellt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) fest gelagert und das Schneidwerkzeug (10) nach einer Schraubenlinie führbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (10) an einer Hülse (8) geführt ist, die auf einem ortsfesten Dorn (6) längsverschiebbar und verdrehbar angeordnet ist.