[发明专利]用于构造同向旋转的接触体的方法和实施该方法的计算机程序产品和所制造的螺杆元件

说明书

技术领域

本发明涉及用于产生紧密啮合的、自洁的、同向旋转的螺杆型线的方法、用于在计算机系统上实施该方法的计算机程序产品、通过该方法所产生的新型螺杆型线以及螺杆型线在螺杆和过渡元件中的应用。

背景技术

同步两和多轴挤压机对技术人员从专利和专业文献中是已知的。比如在此应提及以下出版物[1]：K.Kohlgrüber：″DerDoppelschneckenextruder(同步双螺杆挤压机)″，Hanser出版社，2007。在该出版物中详尽地解释了两和多轴挤压机的结构、功能和运行。独有的章节(第227-248页)致力于螺杆元件以及其工作原理。在此详细解释了输送、搓揉(Knet)和混合元件的结构和功能。为了能够在不同螺纹头数的两个螺杆型线之间过渡，通常采用垫圈作为间隔套。在特殊情况下，采用所谓的过渡元件，其实现在不同螺纹头数的两个螺杆型线之间的连续过渡，其中在过渡的每个点处都存在自洁的螺杆型线对。如果在下文中命名和描述螺杆元件和螺杆型线，则应将其理解为过渡元件以及其型线。属于过渡元件的型线也称作过渡型线。

如技术人员所知的以及如例如在[1]中在第96至98页上可查阅的那样，已知的自洁的Erdmenger螺杆型线通过螺纹头数(Gangzahl)z、螺杆外半径ra和轴距a三个参量的说明明确地被定义。螺纹头数z是大于或等于1的整数。螺杆型线的另一重要特征参数是核半径(Kernradius)ri。螺杆型线的另一重要特征参数是螺纹深度h。

如技术人员所知的以及如例如在[1]中在第96至98页上可查阅的那样，已知的自洁的Erdmenger螺杆型线由圆弧来构造。圆弧的大小通过其中心角和其半径的说明来给出。在下文中圆弧的中心角被简称为圆弧的角度。圆弧的位置通过其圆心点(Mittelpunkt)的位置以及通过其起始点或终点的位置来给出，其中不确定哪个是起始点哪个是终点，因为圆弧可以从起始点出发和终止于终点顺时针或者逆时针地被构造。起始点和终点是可交换的。

用于产生紧密啮合的、自洁的、同向旋转的螺杆型线的迄今已知方法具有缺点，即所述方法在数学上是耗费的并总是受特定的螺杆型线、比如Erdmenger螺杆型线约束。用于产生Erdmenger螺杆型线的已知方法比如在[1]或者Booy的出版物[2]：″Geometry of fully wiped twin-screwequipment″(Polymer Engineering and Science 18(1978)12，第973-984页)中可找到。在所述的出版物中，为了产生螺杆型线(Schneckenprofil)而利用运动学特点，即两个轴围绕其位置固定的轴线的同向旋转在运行学上等价于轴围绕该另一那时固定的轴的“无旋转偏移”。该特点可以被用于逐步地产生螺杆型线。第一螺杆(“被产生的(erzeugte)”)在观察时静止，第二螺杆(“产生的(erzeugende)”)围绕该第一螺杆平移地在圆弧上被移动。现在可以预先给定第二螺杆上的型线的一部分，并检查第一螺杆上的哪个型线由此被产生。被产生的螺杆在一定程度上通过产生的螺杆“切掉”。但在[1]中没有说明如何能够产生预先给定的第二螺杆上的一部分本身。在[2]中描述了一种可能的方案，即如何能够产生型线段，其中能够以所述型线段为出发点并从所述型线段产生其他的型线。然而该方案在数学上是非常耗费的，并特别是不具有通用性，也即不能产生用于螺杆和过渡元件的任意型线。

发明内容

因此，基于现有技术，本发明的任务是，提供用于产生螺杆型线的方法，利用该方法能够在不预先给定已有型线和/或型线段的情况下产生螺杆型线。另外本发明的任务是提供一种方法，利用该方法能够产生用于紧密啮合的螺杆和过渡元件的任意型线。另外本发明的任务是提供一种方法，利用该方法能够以简单的方式产生用于紧密啮合的螺杆和过渡元件的型线。该方法应该利用圆规和量角规能实施，而不需要复杂的计算。

出人意外地发现，该任务可以通过一种方法而得到解决，在该方法中完全由以切线的方式转入彼此的圆弧来形成螺杆元件的型线，其中圆弧也可以具有大小为零的半径。

从而本发明的主题是用于产生平的、紧密啮合的、自洁的、同向旋转的螺杆型线的方法，在产生的和被产生的螺杆型线的回转轴之间具有可选择的轴距a，其特征在于，由n个圆弧构成产生的螺杆型线，由n’个圆弧构成被产生的螺杆型线。

根据本发明的方法并不局限于由螺杆元件和核心轴组成的螺杆的目前常见的模块结构类型的螺杆元件，而是还能够应用于整体结构类型的螺杆。因此概念螺杆元件还可被理解为整体结构类型的螺杆。