专利名称：用于轧制偏心旋转构件的装置、轧机和方法以及偏心旋转构件的制作方法
用于轧制偏心旋转构件的装置、乳机和方法以及偏心旋转构件本发明涉及ー种用于轧制包含偏心部分的偏心旋转构件特别是偏心蜗杆轴的エ具、一种制造被轧制的旋转构件的方法和ー种旋转构件。又称莫诺泵轴的偏心蜗杆轴的应用范围大得无以复加。从食品エ业、原油输送到汽车制造、船舶制造和很多其它的其它应用领域，都会出现偏心蜗杆轴，并被用来输送各种不同的介质。
在上述几乎所有的应用中，特别重视偏心蜗杆轴的质量和长期寿命。偏心蜗杆轴的寿命和质量特性取决于构件的边缘区域特性，如表面粗糙度、边缘区域強度和内应カ状态。偏心蜗杆轴以旋转切削方法制成，长度最长达6米。在很多情况下，所述表面经硬化或镀硬铬处理。之后需要对表面进行繁琐的抛光处理。这些复杂且成本高昂的措施用于提高耐磨强度，进而延长构件寿命。但是，像镀硬铬这样的制造方法会増加成本，还会产生不良的伴随特性。镀硬铬虽能形成耐磨表面，但是铬与基材之间的腐蚀往往会导致过早失效。本发明的目的是改进现有技木。根据本发明的第一方面，用来达成该目的的解决方案为ー种用于轧制包含偏心部分的偏心旋转构件的工具，尤其是用于轧制偏心蜗杆轴的工具，其中，所述工具具有包含轧制机构的旋转机构，因而可以用该轧制机构轧制所述偏心部分。用这种工具可以对表面进行平整及成型处理。此外还能在轧制过程中增强或改善相对于腐蚀和磨损的内压应力。通过这种方式制成的偏心蜗杆轴能确保延长构件寿命。下面阐述几个概念所述“工具”可通过轧机来工作。这种轧机特别是旋切机(Wirbelmaschine)或车床。可以将待加工的偏心蜗杆轴装入该工具，这样就能对偏心部分进行轧制。所述偏心旋转构件的“偏心部分”特别是具有导程，因而可以例如在偏心蜗杆轴的情况下实现比如阿基米德螺旋机的输送原理。所述偏心旋转构件还可具有非偏心部分，这个非偏心部分的作用特别是紧固到电动机中。所述“旋转机构”特别是围绕所述偏心旋转构件的旋转轴旋转。这个旋转轴可沿轴向定向，或者与偏心蜗杆轴的输送方向同轴定向。所述“轧制机构”能以轧制方式对所述偏心旋转构件的表面施加影响。通过这种轧制，尤其是精整或深轧，可以对偏心构件的表面进行成型处理。由于轧制机构与旋转机构相连，因而通过该轧制机构可以实现全面轧制。根据ー种实施方式，设有固定式定子，该定子相对于所述旋转机构采用静止设计。通过这个定子，可以直接地或者通过工具座用法兰安装到轧机上。为使得偏心旋转构件的蜗杆导程具有可轧制性，所述轧制机构可具有静压精整部件，该精整部件具有包含硬质材料组件的球形嵌件。这种静压精整部件例如可按DE10340267A1或DE 10133314A1所述进行设计。可以使用陶瓷构件来加工所述偏心旋转构件，那么，所述硬质材料组件就全部或部分由陶瓷构成。其中，所述球形嵌件上的球体可以由陶瓷制成，或者覆有陶瓷涂层。借此能实现点状分布的高压入力。根据另ー实施方式，所述轧制机构或所述精整部件的行程约为Imm至20mm，其中，所述行程特别是约为8. 5mm。借此能有利地以低磨损方式对偏心蜗杆轴的表面不均性进行补偿。为降低所述旋转机构在全面轧制时的转速，所述轧制机构可具有两个、三个、四个或更多的向内定向的轧制部件。根据另ー实施方式，所述旋转机构与另ー轧机的驱动单元耦接。这样就可以借助所述轧机给旋转机构外加旋转运动，从而实现对偏心蜗杆轴的全面轧制。所述工具优选具有位移机构。这样就能沿所述旋转构件的旋转轴方向对表面进行轧制。在此需要指出的是，所述轧机同样地或者替代地具有这种位移机构。这样ー来，旋切机就能以进给方式使偏心旋转构件穿过所述工具，所述静压精整部件就不需要做与进给方向同向或反向的位移。为使得所述轧制机构与待加工构件特别是所述偏心旋转构件相匹配，所述工具可具有定心机构。这个定心机构可以采用适当的设计，使得能与偏心旋转构件达到均匀匹配。根据另ー实施方式，所述工具采用适当的设计，使得能够对所述偏心旋转构件施加1000N至20000N的轧制力。特别优选地，可以根据使用目的施加4000N左右的轧制力。这样能使偏心蜗杆轴获得有益特性。这主要是因为，轧制力能够引起偏心旋转构件的表面发生变化。为了保证进一歩改善偏心蜗杆轴的特性，所述工具采用适当的设计，从而能够使表面边缘区域强度增加2%至40%，特别是增加10%至20%。根据另ー实施方式，可以给所述旋转机构外加每分钟100转至每分钟2000转，特别是每分钟500转至每分钟800转的旋转机构转速。旋转机构转速可以高于外加给所述偏心旋转构件的转速，从而能对偏心旋转构件的整个表面进行轧制。可以通过传动机构使旋转机构转速与偏心旋转构件的转速产生关联。为了能用原始旋转构件制造出被轧制的偏心旋转构件，所述工具可具有用于对原始旋转构件进行切削的切削机构，从而通过切削产生偏心旋转构件。根据本发明的另一方面，用来达成上述目的的解决方案为ー种包含上述工具的轧机，尤其是旋切机或车床。借此提供一种能制造被轧制的偏心旋转构件的机器。在此需要说明，所述旋切机可以是用于产生偏心蜗杆轴的标准机器。根据本发明的另一方面，用来达成上述目的的解决方案为ー种制造被轧制的偏心旋转构件的方法，其中，用上述轧机产生偏心旋转构件。其中，以能够通过加工而产生偏心旋转构件的方式，将所述偏心旋转构件或原始旋转构件安装到具有上述工具的轧机中。用来达成上述目的的另ー解决方案为ー种可用上述方法制成的偏心旋转构件。根据本发明的另一方面，用来达成上述目的的解决方案为ー种包含被轧制的偏心 部分的偏心旋转构件。为了能提供低磨损的偏心旋转构件，所述偏心部分的表面边缘区域可増加2%至40%的特别是10%至20%的强度。根据另ー实施方式，用1000N至20000N特别是4000N的轧制カ轧制所述偏心部
分。借此可以提供一种用于偏心旋转构件的特殊表面加工方式。为了能对事先经硬化处理的偏心旋转构件进行轧制，所述偏心旋转构件的一部分可在轧制之前经硬化处理。借此可以对预制的硬化偏心蜗杆轴进行轧制。根据本发明的另一方面，用来达成上述目的的解决方案为ー种用于制造被轧制的偏心旋转构件的轧制方法，其中，在第一歩骤中对原始旋转构件进行切削，在第二步骤中对偏心部分进行轧制，在轧机夹具上实施这两个步骤。其中，可以用陶瓷工具进行切削。借此可用原始旋转构件制造出偏心旋转构件，且该原始偏心旋转构件同时又经轧制处理。这样就不需要采取单独的夹紧措施，从而避免了由此产生的误差或者材料受损或加工过程受影响等情況。所述切削工具可与所述轧制工具相组合，或者可以在不更换夹具的情况下进行エ具更换。如果将切削工具与轧制工具相组合，则优选可调节两个工具之间的距离。下面參照图I至图6并借助实施例对本发明进行详细说明。其中图Ia为包含轧制机构的旋转机构的正面示意图；图Ib为包含轧制机构的旋转机构的另一正面示意图；图2为包含轧制机构和定子的旋转机构的侧面示意图；图3为旋转机构的部分正面示意图；图4为包含轧制机构和相应定子的旋转机构的立体示意图；图5为包含轧制机构的旋转机构的立体示意图，所述轧制机构中装有偏心蜗杆轴；和图6为对偏心蜗杆轴施加作用的静压精整部件的侧面示意图和偏心蜗杆轴的正面示意图。下面对本发明的工作方式进行说明。在此尤其參照图5。工具A具有旋转机构R，该旋转机构上固定有静压精整部件410。工具A连接在旋切机上。接下来需要借助该旋切机(未示出)使偏心蜗杆轴B沿进给方向V穿过工具A。进给速度为每转(即旋转机构R每旋转一周)O. 2mm。所述旋切机采用适当的设计，使得在接触进给位置510上对偏心蜗杆轴B的偏心部分进行平整处理，这样就不需要静压精整部件410做竖向位移和/或水平位移。所述旋切机借此确保在输送偏心蜗杆轴B的过程中，该偏心蜗杆轴在相对于进给方向的某个特定位置上，在垂直于进给方向的方向上始終具有相同的竖向位置及水平位置。进行轧制时，旋转机构R沿箭头所指方向绕偏心蜗杆轴B旋转。在此过程中，固定在旋转机构上的静压精整部件410在偏心蜗杆轴B上施加4000N的力。借此实现对偏心蜗杆轴B的轧制。通过旋转机构R的旋转，偏心蜗杆轴B在接触进给位置510上得到全面轧制。旋切机进ー步沿进给方向V输送偏心蜗杆轴B，使得偏心蜗杆轴B的未轧制部分到达接触进给位置510。通过旋转部件R的旋转以及由此引起的借助精整部件进行的轧制，偏心蜗杆轴B的目前尚未轧制的部分得到了轧制。
这个过程反复进行，直到整个偏心蜗杆轴B都得到轧制为止。如图6所示，精整部件410具有球形顶端630、410. 2。通过这ー球形结构，精整部件410可以略微地与偏心蜗杆导程相匹配。下面借助图I至图4对工具A的结构进行说明。旋转部件R与定子相连。定子包括设有三个密封活塞270及螺纹销40的紧固件10、轴承套圈10 0、凸轮环50和两个角接触球轴承20、80。工具A通过定子的密封活塞270及传动件250与旋切机的静止部分抗扭转地相连。传动件250对定子S进行抗扭转地锁定。轧制过程所需要的冷却润滑剂经由密封活塞270输送，并经紧固件10的孔B I进入壳体70的空腔H。替代地，将油用作冷却润滑剤。轴密封圈150防止空腔H发生意外的液体流失。泵件190沿方向a(參见图3)绕固定的凸轮环50旋转，该凸轮环的提升高度h=7mm。螺纹销40防止凸轮环50 —同旋转。凸轮环50的7mm提升高度转变成轴向提升运动，并被传递到泵件190的活塞上。滑动件170防止产生作用于泵件190的活塞的剪力。旋转机构R包括带有定心単元的壳体70和六个用于将工具A拧到旋切机上的孔。五个泵件190安装在壳体70中。滑动件170防止泵件170的活塞与凸轮环50直接接触。密封法兰210拧入壳体270并且将轴密封圈150紧固，该轴密封圈由固定板230固定。中间部件300被拧紧抵靠到壳体70上。除了限压阀370タト，这个中间部件300还通过转接件350将精整部件410紧固，这些精整部件在此用作轧制机构。环件470起稳定精整部件410的作用。在壳体70和中间部件300之间设有被拧到壳体70上的盖件130。该盖件用于将轴密封圈150紧固。用作轧制机构的精整部件410在其8. 5mm的行程范围内伸出球形嵌件410. 1，直至球体410. 2与エ件表面接触。 在做进给运动的同时，旋转部件R带着径向向内定向的轧制部件进行旋转，エ件由此得到连续的精整或深轧处理(festwalzen)。可以通过任意选择压力和进给量来显著地影响和优化轧制效果。通过在精整部件410中使用硬质材料组件，可以对硬化构件进行精整。
权利要求
1.一种用于轧制包含偏心部分的偏心旋转构件尤其是偏心蜗杆轴的工具，其特征在于，所述工具具有包含轧制机构的旋转机构，因而可以用所述轧制机构轧制所述偏心部分。
2.如权利要求I所述的工具，其特征在于相对于所述旋转机构静止的定子。
3.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述轧制机构具有静压精整部件，尤其是包含硬质材料组件的球形嵌件。
4.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述轧制机构或所述精整部件的行程为1_至20mm,特别为8. 5_。
5.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述轧制机构具有两个、三个、四个或更多的精整部件。
6.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述旋转机构与轧机的驱动单元率禹接。
7.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于位移机构。
8.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于定心机构。
9.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述工具采用适当的设计，从而能够对所述偏心旋转构件施加1000N至20000N特别是4000N的轧制力。
10.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述工具采用适当的设计，从而能够使表面边缘区域的强度增加2%至40%，特别是增加10%至20%。
11.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，可以给所述旋转机构外加每分钟100转至每分钟2000转，特别是每分钟500转至每分钟800转的转速。
12.如上述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述工具具有用于对原始旋转构件进行切削的切削机构，从而通过切削产生所述偏心旋转构件。
13.一种轧机，尤其是旋切机或车床，包括如上述权利要求中任一项所述的工具。
14.一种制造被轧制的偏心旋转构件的方法，其中，借助如权利要求13所述的轧机产生偏心旋转构件。
15.一种按照如权利要求14所述的方法和/或借助如权利要求I至12中任一项所述的工具制成的偏心旋转构件。
16.一种包含被轧制的偏心部分的偏心旋转构件。
17.如权利要求15或16所述的偏心旋转构件，其中，所述偏心部分的表面边缘区域增加了 2%至40%，特别是10%至20%的强度。
18.如权利要求15至17中任一项所述的偏心旋转构件，其特征在于，所述偏心部分是用1000N至20000N，特别是4000N的轧制力轧制而成的。
19.如权利要求15至18中任一项所述的偏心旋转构件，其特征在于，所述偏心旋转构件的一部分经硬化处理。
20.一种用于制造被轧制的偏心旋转构件的轧制方法，其中，在第一步骤中对原始旋转构件进行切削，在第二步骤中对偏心部分进行轧制，在轧机夹具上实施这两个步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于轧制包含偏心部分的偏心旋转构件(B)尤其是偏心蜗杆轴的工具(A)，其中，所述工具(A)具有包含轧制机构(410)的旋转机构(R)，所述轧制机构增强所述偏心旋转构件(B)的表面边缘区域，以便延长该偏心旋转构件的寿命。根据一种实施例，在轧制过程之前实施切削过程。
文档编号B24B39/04GK102666013SQ201080042193
公开日2012年9月12日 申请日期2010年5月31日 优先权日2009年7月21日
发明者K·勒特格 申请人:费罗尔有限责任公司