用於構造同向旋轉的接觸體的方法和實施該方法的電腦程式產品和所製造的螺杆元件的製作方法

2023-08-22 19:38:41 2

專利名稱：用於構造同向旋轉的接觸體的方法和實施該方法的電腦程式產品和所製造的螺杆元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的方法、用於在計 算機系統上實施該方法的電腦程式產品、通過該方法所產生的新型螺杆型線以及螺杆型 線在螺杆和過渡元件中的應用。
背景技術：
同步兩和多軸擠壓機對技術人員從專利和專業文獻中是已知的。比如在此應提及 以下出版物[1] :K. Kohlgruber 『『 Der gleichlaufige Doppelschneckenextruder (同步 雙螺杆擠壓機)"，Hanser出版社，2007。在該出版物中詳盡地解釋了兩和多軸擠壓機的結 構、功能和運行。獨有的章節(第227-248頁)致力於螺杆元件以及其工作原理。在此詳 細解釋了輸送、搓揉(Knet)和混合元件的結構和功能。為了能夠在不同螺紋頭數的兩個螺 杆型線之間過渡，通常採用墊圈作為間隔套。在特殊情況下，採用所謂的過渡元件，其實現 在不同螺紋頭數的兩個螺杆型線之間的連續過渡，其中在過渡的每個點處都存在自潔的螺 杆型線對。如果在下文中命名和描述螺杆元件和螺杆型線，則應將其理解為過渡元件以及 其型線。屬於過渡元件的型線也稱作過渡型線。如技術人員所知的以及如例如在[1]中在第96至98頁上可查閱的那樣，已知的 自潔的Erdmenger螺杆型線通過螺紋頭數(Gangzahl) ζ、螺杆外半徑ra和軸距a三個參量 的說明明確地被定義。螺紋頭數ζ是大於或等於1的整數。螺杆型線的另一重要特徵參數 是核半徑(Kernradiuski。螺杆型線的另一重要特徵參數是螺紋深度h。如技術人員所知的以及如例如在[1]中在第96至98頁上可查閱的那樣，已知的 自潔的Erdmenger螺杆型線由圓弧來構造。圓弧的大小通過其中心角和其半徑的說明來給 出。在下文中圓弧的中心角被簡稱為圓弧的角度。圓弧的位置通過其圓心點(Mittelpimkt) 的位置以及通過其起始點或終點的位置來給出，其中不確定哪個是起始點哪個是終點，因 為圓弧可以從起始點出發和終止於終點順時針或者逆時針地被構造。起始點和終點是可交 換的。用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的迄今已知方法具有缺點，即 所述方法在數學上是耗費的並總是受特定的螺杆型線、比如Erdmenger螺杆型線約束。用 於產生Erdmenger螺杆型線的已知方法比如在[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頁)中可找到。在所述的出版物中，為了產生螺杆型線(khneckenprofil)而 利用運動學特點，即兩個軸圍繞其位置固定的軸線的同向旋轉在運行學上等價於軸圍繞該 另一那時固定的軸的「無旋轉偏移」。該特點可以被用於逐步地產生螺杆型線。第一螺杆 (「被產生的(erzeugte)")在觀察時靜止，第二螺杆(「產生的(erzeugende)")圍繞該第 一螺杆平移地在圓弧上被移動。現在可以預先給定第二螺杆上的型線的一部分，並檢查第 一螺杆上的哪個型線由此被產生。被產生的螺杆在一定程度上通過產生的螺杆「切掉」。但在[1]中沒有說明如何能夠產生預先給定的第二螺杆上的一部分本身。在[2]中描述了一 種可能的方案，即如何能夠產生型線段，其中能夠以所述型線段為出發點並從所述型線段 產生其他的型線。然而該方案在數學上是非常耗費的，並特別是不具有通用性，也即不能產 生用於螺杆和過渡元件的任意型線。

發明內容
因此，基於現有技術，本發明的任務是，提供用於產生螺杆型線的方法，利用該方 法能夠在不預先給定已有型線和/或型線段的情況下產生螺杆型線。另外本發明的任務是 提供一種方法，利用該方法能夠產生用於緊密嚙合的螺杆和過渡元件的任意型線。另外本 發明的任務是提供一種方法，利用該方法能夠以簡單的方式產生用於緊密嚙合的螺杆和過 渡元件的型線。該方法應該利用圓規和量角規能實施，而不需要複雜的計算。出人意外地發現，該任務可以通過一種方法而得到解決，在該方法中完全由以切 線的方式轉入彼此的圓弧來形成螺杆元件的型線，其中圓弧也可以具有大小為零的半徑。從而本發明的主題是用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的 方法，在產生的和被產生的螺杆型線的迴轉軸之間具有可選擇的軸距a，其特徵在於，由η 個圓弧構成產生的螺杆型線，由η』個圓弧構成被產生的螺杆型線。根據本發明的方法並不局限於由螺杆元件和核心軸組成的螺杆的目前常見的模 塊結構類型的螺杆元件，而是還能夠應用於整體結構類型的螺杆。因此概念螺杆元件還可 被理解為整體結構類型的螺杆。一方面根據本發明的方法允許該方法的使用者一定的自由度。這種自由度可以從 以下來看出，即能夠自由選擇一定的參量。為了獲得有效的螺杆型線，另一方面還應該滿足 一定的條件。這種條件可以從以下來看出，即一定的參量必須具有確定的值或者位於值範 圍之內。作為有效的螺杆型線在此被理解為滿足所要求的特性的螺杆型線，也即平的、緊密 嚙合的、自潔的以及同向旋轉的。這種螺杆型線可以被使用用於製造多軸擠壓機中的螺杆 和過渡元件。根據本發明的方法VO的特徵在於-產生的螺杆型線和被產生的螺杆型線位於一個平面中，-產生的螺杆型線的迴轉軸和被產生的螺杆型線的迴轉軸分別垂直於螺杆型線的 所述平面，其中產生的螺杆型線的迴轉軸與所述平面的交點被稱作產生的螺杆型線的迴轉 點，被產生的螺杆型線的迴轉軸與所述平面的交點被稱作被產生的螺杆型線的迴轉點，-選擇產生的螺杆型線的圓弧的數量η，其中η是大於或等於1的整數，-選擇產生的螺杆型線的外半徑ra，其中ra可以採用大於0(ra> 0)並小於或等 於軸距(ra ( a)的值，-選擇產生的螺杆型線的核半徑ri，其中ri可以採用大於或等於0(ri彡0)並小 於或等於ra(ri彡ra)的值，-產生的螺杆型線的圓弧圍繞產生的螺杆型線的迴轉軸順時針或逆時針地根據以 下的布置規則如此布置，使得〇產生的螺杆型線的所有圓弧以切線的方式轉入彼此，使得得到閉合的、凸出的 螺杆型線，其中半徑等於0的圓弧象半徑等於eps的圓弧那樣被處理，其中eps是非常小的正實數，其趨向於0(印s << 1，eps — 0)，〇產生的螺杆型線的圓弧中的每一個都位於具有外半徑ra和核半徑ri的圓環之 內或界限上，該圓環的圓心點位於產生的螺杆型線的迴轉點上，〇產生的螺杆型線的圓弧中的至少一個接觸產生的螺杆型線的外半徑ra，〇產生的螺杆型線的圓弧中的至少一個接觸產生的螺杆型線的核半徑ri，-如此來選擇產生的螺杆型線的第一圓弧的大小，其中該大小通過角度α_1和半 徑1~_1來確定，使得該角度α_1以弧度為單位大於或等於0並小於或等於2 π，其中π可 被理解為圓周率(π 3. 14159)，並且半徑r_l大於或等於0並小於或等於軸距a，並且 產生的螺杆型線的該第一圓弧的位置根據所述的布置規則來確定，其中所述位置通過該第 一圓弧的兩個不同點的定位而得到，其中該第一圓弧的要定位的第一點優選地是屬於該第 一圓弧的起始點，並且其中該第一圓弧的要定位的第二點優選地是屬於該第一圓弧的圓心
佔，-如此來選擇產生的螺杆型線的其他n-2個圓弧的大小，其中所述大小通過角度 α_2，...，α_(η-1)和半徑 r_2，. . .，r_(n_l)來確定，使得所述角度 α_2，...，α_(η-1) 以弧度為單位大於或等於0並小於或等於2 π，並且半徑r_2，. . .，r_(n-l)大於或等於0 並小於或等於軸距a，並且產生的螺杆型線的所述其他n-2個圓弧的位置根據所述的布置 規則來確定，-通過以下方式來給出產生的螺杆型線的最後圓弧的大小，其中該大小通過角度 α _η和半徑r_n來確定，即產生的螺杆型線的η個圓弧的η個角度之和以弧度為單位等於 2 π，其中角度α _η以弧度為單位大於或等於0並小於或等於2 π，並且半徑r_n使產生的 螺杆型線閉合，其中該半徑r_n大於或等於0並小於或等於軸距a，並且產生的螺杆型線的 最後圓弧的位置根據所述的布置規則來確定，-從產生的螺杆型線的η個圓弧通過以下方式得到被產生的螺杆型線的η』個圓 弧，即〇被產生的螺杆型線的圓弧的數量η』等於產生的螺杆型線的圓弧的數量η，其中 η』為整數，〇被產生的螺杆型線的外半徑ra』等於軸距減產生的螺杆型線的核半徑ri之差 (ra' = a-ri)，〇被產生的螺杆型線的核半徑ri』等於軸距減產生的螺杆型線的外半徑ra之差 Cri，= a-ra)，〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的角度a_i』等於產生的螺杆型線的第i個 圓弧的角度a_i，其中i和i』是整數，其一起經歷在從1至圓弧的數量η或η』的範圍中的 所有值(α_1，= α_1，· · ·，α_η，= α _n)，〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的半徑r_i』與產生的螺杆型線的第i個圓弧 的半徑r_i之和等於軸距a，其中i和i』是整數，其一起經歷在從1至圓弧的數量η或η』 的範圍中的所有值(r_l，+r_l = a，. . .，r_n，+r_n = a)，〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的圓心點與產生的螺杆型線的第i個圓弧的 圓心點具有距離，該距離等於軸距a，並且被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的圓心點與被 產生的螺杆型線的迴轉點具有距離，該距離等於產生的螺杆型線的第i個圓弧的圓心點與產生的螺杆型線的迴轉點的距離，並且在被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的圓心點與產生 的螺杆型線的第i個圓弧的圓心點之間的連接線與在被產生的螺杆型線的迴轉點與產生 的螺杆型線的迴轉點之間的連接線是平行線，其中i和i』是整數，其一起經歷在從1至圓 弧的數量η或η』的範圍中的所有值(i』 = i)，〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的起始點關於被產生的螺杆型線的第i』個圓 弧的圓心點處於與產生的螺杆型線的第i個圓弧起始點關於產生的螺杆型線的第i個圓弧 的圓心點所具有的方向相反的方向上，其中i和i』是整數，其一起經歷在從1至圓弧的數 量η或η』的範圍中的所有值(i』 = i)。根據用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的本發明方法VO 對於被產生的螺杆型線得出，-被產生的螺杆型線是閉合的，-被產生的螺杆型線是凸出的，-被產生的螺杆型線的圓弧中的每一個都以切線的方式轉入被產生的螺杆型線的 下一圓弧，其中半徑等於0的圓弧象半徑等於eps的圓弧那樣被處理，其中eps是非常小的 正實數，其趨向於0(印s << 1，eps — 0)，-被產生的螺杆型線的圓弧中的每一個都位於具有外半徑ra』和核半徑ri』的圓 環之內或界限上，該圓環的圓心點位於被產生的螺杆型線的迴轉點上，-被產生的螺杆型線的圓弧中的至少一個接觸被產生的螺杆型線的外半徑ra』，-被產生的螺杆型線的圓弧中的至少一個接觸被產生的螺杆型線的核半徑ri』。根據用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的本方法V0，另外 還得出，僅在產生的螺杆型線的核半徑ri等於軸距a減產生的螺杆型線的外半徑ra之差 (ri = a-ra)的情況下，被產生的螺杆型線的外半徑ra』等於產生的螺杆型線的外半徑ra， 並且被產生的螺杆型線的核半徑ri』等於產生的螺杆型線的核半徑ri。如果產生的螺杆型線具有半徑r_i = 0的圓弧，那麼該螺杆型線在該圓弧的位置 上具有彎折(Knick)，其大小通過角度a_i來表示。如果被產生的螺杆型線具有半徑r_i』 =0的圓弧，那麼該螺杆型線在該圓弧的位置上具有彎折，其大小通過角度a_i』來表示。另外，用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的方法VO的特徵 在於，能夠單獨地利用量角規和圓規來實施。從而在產生的螺杆型線的第i個與第i+Ι個 圓弧之間的切線過渡被構造，其方式是，圍繞第i個圓弧的終點以半徑r_(i+l)作圓，並且 該圓的位於產生的螺杆型線的迴轉點較近的與通過第i個圓弧的圓心點和終點所定義的 直線的交點是第(i+Ι)個圓弧的圓心點。在實際中使用電腦程式代替量角規和圓規來構 造螺杆型線。按照本發明方法VO所產生的螺杆型線與螺紋頭數ζ無關。被產生的螺杆型線可以與產生的螺杆型線不相同。如技術人員根據實施方案所易 於理解的，該方法VO尤其適用於產生不同螺紋頭數的螺杆元件之間的過渡元件。根據ζ頭
(z-gangig )螺杆型線，能夠如此逐步地改變產生的和被產生的螺杆型線，使得最後得到
具有螺紋頭數ζ』不等於ζ的螺杆型線。在此允許在過渡期間減少或增加圓弧的數量。典型的在實際中所使用的螺杆型線的特徵在於，產生的和被產生的螺杆型線對於 奇數螺紋頭數是相同的，對於偶數螺紋頭數，在產生的或被產生的螺杆型線旋轉角度η/ζ之後能夠使被產生的螺杆型線與產生的螺杆型線疊合。按照現有技術已知的具有螺紋頭數 ζ的這種螺杆型線的特徵在於，所述螺杆型線具有正好ζ個對稱面，所述對稱面垂直於產生 的螺杆型線的平面，並經過產生的螺杆型線的迴轉軸。類似地對於被產生的螺杆型線是適 用的。螺杆型線分別由2 個段組成，所述段關於所屬螺杆型線的相應迴轉點具有π/ζ的 段角度，其中所述段通過旋轉或通過關於對稱面鏡像而能夠彼此疊合。這種螺杆型線被稱 為對稱的。在用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的本發明方法的特 殊實施形式(在下文中稱為VAl)中，具有螺紋頭數ζ，其將螺杆型線劃分成2 個段。然而 利用本發明方法的該特殊實施形式VA1，不僅能夠產生對稱的螺杆型線，其中2 個段可以 通過旋轉和/或通過關於對稱面鏡像而使彼此疊合，而且能夠產生非對稱的螺杆型線。本發明方法的該特殊實施形式VAl的特徵在於-選擇螺紋頭數z，其中ζ是大於或等於1的整數，-如此來選擇產生的螺杆型線的圓弧的數量n，使得該數量是4*z的整數倍p，-產生的螺杆型線被劃分成2 個段，所述段的特徵在於〇每個段通過兩個直線限定，所述兩個直線相互形成以弧度為單位的π/ζ的角 度，並相交於產生的螺杆型線的迴轉點，其中這兩個直線被稱作段界限，其中η可被理解 為圓周率(π ^ 3. 14159)，〇所述2 個段中的每一個都被劃分成第一和第二部分，〇段的第一部分由ρ個圓弧構成，這些圓弧以升序或降序來編號，〇如此來選擇屬於ρ個圓弧的角度α_1，...，α _ρ，使得所述角度之和等於Ji/ 0襯)，其中角度α_1，...，α _ρ以弧度為單位大於或等於0並小於或等於πΛ2^)，〇段的第二部分由ρ』個圓弧構成，所述圓弧以與段的第一部分的圓弧相反的順序 來編號，其中P』是等於P的整數，〇屬於ρ』個圓弧的角度α _ρ』，. . .，α _1』通過以下方式來確定，即段的第二部分 的第j』個圓弧的角度a_j』等於段的第一部分的第j個圓弧的角度a_j，其中j和j』是 整數，其一起經歷在從1至圓弧的數量P或P』的範圍中的所有值(α_Γ = a_l，...，
P，= a_P)，〇段的第二部分的第j』個圓弧的半徑r_j』與段的第一部分的第j個圓弧的半徑 r_j之和等於軸距a，其中j和j』是整數，其一起經歷在從1至圓弧的數量P或P』的範圍 中的所有值(r_l' +r_l = a，· · ·，r_p，+r_p = a)，〇在段的第一部分中螺杆型線開始的圓弧所屬的圓心點和所屬的起始點根據圓 弧的布置順時針或逆時針地被置於該段的段界限之一上，〇在段的第一部分中螺杆型線結束的圓弧所屬的終點與直線FP相切於一點，其 中該直線FP垂直於該段的兩個段界限的角二等分線，並在該段的方向上與產生的螺杆型 線的迴轉點具有距離，該距離等於一半的軸距，其中該角二等分線如段界限那樣穿過產生 的螺杆型線的迴轉點。根據用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型 線的方法VA1，針對被產生的螺杆型線得出，被產生的螺杆型線的段中的每一個如此被建 立，使得被產生的螺杆型線的圓弧的半徑以相反的順序等於產生的螺杆型線的圓弧的半徑。
根據上述方法VAl所產生的螺杆型線由2 個段組成，所述段可以是相互不同的。 如果所述段相互不同，那麼獲得非對稱的螺杆型線。在軸對稱螺杆型線中，可以通過旋轉和/或關於段界限鏡像使所有2 個段疊合。 所述段界限於是位於相應型線的對稱面與型線所位於的平面的相交線上。得出用於產生平 的、軸對稱的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的本發明方法 的特殊實施形式VA2。本發明方法的該特殊實施形式VA2的特徵在於，-僅產生的螺杆型線的第一段被確定，以及-其他的段通過關於段界限連續鏡像來產生。另外還可以利用本發明方法來產生針對迴轉點點對稱的螺杆型線(VA3)。在該 情況中分別確定段，而在型線上相對的段通過對已確定段關於迴轉點點對稱來獲得。這樣 可以逐段產生點對稱的螺杆型線，其中必須遵守上述的布置規則，以獲得閉合的、凸出的型 線。所有所述的方法的特徵在於，所述方法都可以單獨利用量角規和圓規來實施。因 此在產生的螺杆型線的段的第一部分的第j個和第(j+Ι)個圓弧之間構造切線過渡，其方 式是，圍繞第j個圓弧的終點以半徑r_(j+l)作圓，並且該圓的位於產生的螺杆型線的迴轉 點較近的與通過第j個圓弧的圓心點和終點所定義的直線的交點是第(j+Ι)個圓弧的圓心 點。另外，在圓弧以升序編號的情況下，產生的螺杆型線的段的第一部分的第P個圓弧被構 造，其方式是，在第(P-I)個圓弧的終點處放置第(P-I)個圓弧的切線，該切線與直線FP的 交點是圓的圓心點，該圓的半徑等於在第(P-I)個圓弧的終點和該切線與直線FP的交點之 間的線段的長度，並且其方式是，該圓與直線FP的在所選擇的時針方向上的交點是第ρ個 圓弧的終點與直線FP的所尋找的接觸點。在實際中使用電腦程式代替量角規和圓規來 構造螺杆型線。如技術人員根據實施方案所易於理解的，所述方法尤其適用於產生相同螺紋頭數 的螺杆元件之間的過渡元件。根據ζ頭螺杆型線，能夠獲得另一 ζ頭螺杆型線，其方式是在 過渡中逐步地改變螺杆型線。在此允許在過渡期間減少或增加圓弧的數量。在實際中，適宜地把螺杆型線放置在坐標系中，以能夠通過說明特徵參量的坐標 來明確地並以適用於其他應用的適宜形式來描述所述螺杆型線。合理地利用用無量綱的特 徵數工作，以便簡化在不同擠壓機構造尺寸上的可轉換性。作為幾何量(比如長度和半徑) 的參考尺寸提供有軸距a，因為在擠壓機處該參量不能被改變。對於無量綱的軸距遵循A = a/a = I0對於螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑遵循RA = ra/a。螺杆型線的無量綱的核半 徑計算為RI = ri/a。螺杆型線的無量綱的螺紋深度計算為H = h/a = RA-RL·適宜的是，把產生的螺杆型線的迴轉點放置在笛卡爾坐標系的原點(χ = 0，y = 0)，並把被產生的螺杆型線的迴轉點放置在點χ = A = 1，y = 0。在使用無量綱參量並在使用笛卡爾坐標系的情況下，其中產生的螺杆型線的迴轉 點位於原點(χ = 0，y = 0)並且被產生的螺杆型線的迴轉點位於具有坐標X = A = l，y = 0的點，得到本發明方法的具體實施形式VK1。該具體實施形式VKl的特徵在於，-產生的螺杆型線由1,2,...,(i_l)，i，(i+1)，···，(η-1)，η個圓弧構成，所述圓 弧逆時針或順時針地被布置，其中η是大於或等於1的整數，並且其中i是大於或等於1並 小於或等於η的整數。
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-外半徑RA被選擇為大於0(RA >0)並小於或等於軸距(RA彡1)。-核半徑RI被選擇為大於或等於0(RI彡0)並小於或等於RA (RI ( RA)，-產生的螺杆型線的圓弧1，...，η的角度α_1，...，α _n之和等於2 π，其中Ji 可被理解為圓周率(Ji 3. 14159)，-產生的螺杆型線的圓弧1，.. .，η的半徑R_l，. . .，R_n大於或等於0並小於或等 於1，-產生的螺杆型線的第一圓弧的起始點和圓心點被放置在χ軸上，其中起始點被 放置在χ = RI至χ = RA的範圍中，圓心點的χ坐標小於或等於起始點的χ坐標，-對於i< n，產生的螺杆型線的第i個圓弧的終點與產生的螺杆型線的第(i+1) 個圓弧的起始點相同，-對於i= n，產生的螺杆型線的第i個圓弧的終點與產生的螺杆型線的第一圓弧 的起始點相同，-產生的螺杆型線的圓弧中的每一個以切線的方式轉入下一圓弧，其中具有R_i =0的圓弧如具有R_i = eps的圓弧那樣被處理，其中印s是非常小的正實數，其趨向於 0 (eps < < 1，eps — 0)，-產生的螺杆型線在任何位置與迴轉點都不具有大於外半徑RA的距離，-產生的螺杆型線在至少一個位置處與迴轉點具有等於外半徑RA的距離，-產生的螺杆型線在任何位置與迴轉點都不具有小於核半徑RI的距離，-產生的螺杆型線在至少一個位置處與迴轉點具有等於核半徑RI的距離，-產生的螺杆型線是凸出的，-被產生的螺杆型線由1，，2，，···，(i_l)，，i，，(i+1)，，···，(η-Ι)',η'個圓弧組
成，所述圓弧以與產生的螺杆型線的圓弧相同的順時針方向來布置，其中被產生的螺杆型 線的圓弧的數量η』等於產生的螺杆型線的圓弧的數量η，並且其中i』是大於或等於1並小 於或等於η』的整數，-被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的角度α_i』等於產生的螺杆型線的第i個圓 弧的角度a_i,-被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的半徑R_i』與產生的螺杆型線的第i個圓弧 的半徑R_i之和等於1，-被產生的螺杆型線的第一圓弧的起始點與產生的螺杆型線的第一圓弧的起始點 相同，並且被產生的螺杆型線的第一圓弧的圓心點位於X軸上，其中該圓心點的X坐標大於 或等於起始點的X坐標，-對於i』< n』，被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的終點與被產生的螺杆型線的 第(i+Ι)』個圓弧的起始點相同，-對於i』= n』，被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的終點與被產生的螺杆型線的 第1』圓弧的起始點相同，-被產生的螺杆型線的圓弧中的每一個以切線的方式轉入下一圓弧，其中具有R_ i』 = 0的圓弧如具體R_i』 = eps的圓弧那樣來處理，其中印s是非常小的正實數，其趨向 於 Okps << 1，印s — 0)，-產生的螺杆型線是凸出的。
利用該具體實施形式VKl所產生的一些螺杆型線具有特點存在具有相同半徑和 相同圓心點的相鄰的產生型線的圓弧，所述圓弧可以組合為具有更大角度的圓弧(比如參 見圖6 和62b以及所屬的描述)。對於具有螺紋頭數ζ的螺杆型線，本發明方法的具體實施形式VK2的特徵在於，-螺紋頭數ζ是被選擇得大於或等於1的整數，-產生的螺杆型線的圓弧的數量η如此來選擇，使得所述數量是4*ζ的整數倍ρ，-產生的螺杆型線優選地從產生的螺杆型線的第一圓弧開始被劃分成2 個 部分，其特徵在於，產生的螺杆型線的所述2 個部分中的每一個都由1，..，j，...，p， p』，. . .，j』，. . .，1』個圓弧組成，其中P』是等於ρ的整數，並且其中j和j』可被理解為大 於或等於1並小於或等於P或P』的整數，-產生的螺杆型線的第一部分的圓弧1，...，ρ的角度β_1，. . .，β_ρ如此來選 擇，使得其總和等於，其中JI可被理解為圓周率(H 3. 14159)，-產生的螺杆型線的第一部分的第j』個圓弧的角度β_j』等於產生的螺杆型線的 第一部分的第j個圓弧的角度β」(β_1』 = β_1，...，β_ρ，= β_ρ)，-產生的螺杆型線的第一部分的圓弧1，.. .，ρ的半徑R_l，. . .，R_p被選擇為大於 或等於0並小於或等於1，-產生的螺杆型線的第一部分的第j』個圓弧的半徑R_j』與產生的螺杆型線的第 一部分的第j個圓弧的半徑R_j之和等於1 (R_r +R_l = 1，...，R_P，+R_P = 1)，-產生的螺杆型線的第一部分的第一圓弧的起始點和圓心點被放置在χ軸上，其 中起始點被放置在χ = RI至χ = RA的範圍中，並且圓心點的χ坐標小於或等於起始點的 X坐標，-圓弧逆時針地被布置，-產生的螺杆型線的第一部分的第ρ個圓弧的終點與直線相切於一點，其中該直 線FP與迴轉點具有相當於一半軸距的距離，並具有螺距，所述螺距對於ζ = 1等於0，對於 ζ > 1 等於-1/tan ( π / (2*z))，-對於軸對稱的螺杆型線，產生的螺杆型線的其他部分的特徵在於，〇產生的螺杆型線的第一部分的圓弧的角度在保持順序的情況下被複製到產生 的螺杆型線的其他部分的圓弧的角度，〇產生的螺杆型線的第一部分的圓弧的半徑以相反的順序被複製到產生的螺杆 型線的第二部分的圓弧的半徑，〇產生的螺杆型線的第一和第二部分的圓弧的半徑在保持順序的情況下被複製 到產生的螺杆型線的其他部分的圓弧的半徑，-對於點對稱的螺杆型線，產生的螺杆型線的其他部分的特徵在於，〇由第一部分通過關於迴轉點點鏡像來產生第二部分，該第二部分與第一部分相 對，〇產生的螺杆型線的其他部分按意義按照產生的螺杆型線的第一部分用的方法 來產生，並且其相對的部分通過關於迴轉點點鏡像來產生，-對於非對稱的螺杆型線，產生的螺杆型線的其他部分相互獨立地並按意義按照 產生的螺杆型線的第一部分用的方法來產生。
利用該具體實施形式VK2所產生的一些螺杆型線具有特點存在具有相同半徑和 相同圓心點的相鄰的產生型線的圓弧，所述圓弧可以組合為具有更大角度的圓弧(比如參 見圖6 和62b以及所屬的描述)。本發明的主題此外是藉助本發明方法所產生的螺杆和過渡元件的型線。出人意外 地，利用本發明方法找到了螺杆和過渡元件的完全新型的型線。對螺杆和過渡元件的根據 本發明的型線在例子中予以更詳細的說明。根據用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的本發明方法所獲得 的螺杆型線可以被應用於螺杆和過渡元件。這種螺杆型線尤其可以被應用於輸送、搓揉 (Knet)和混合元件。本發明的主題因此也是具有本發明型線或者具有藉助本發明方法所產 生的型線的輸送、搓揉和混合元件以及其製造方法。眾所周知，輸送元件的特徵在於(比如參見例子[1]，第227-248頁)，螺杆型線在 軸向上連續地螺旋狀旋轉並繼續。在此該輸送元件可以是右旋或左旋的。輸送元件的螺距 優選地在軸距的0. 1倍至10倍的範圍中，其中螺距被理解為螺杆型線完整旋轉所需要的軸 向長度，並且輸送元件的軸向長度優選地在軸距的0. 1倍至10倍的範圍中。眾所周知，搓揉元件的特徵在於(比如參見例子[1]，第227-248頁)，螺杆型線在 軸向上以搓揉盤(Knetscheiben)的形式分段地繼續進行。搓揉盤的布置可以左旋或右旋 地或不偏不倚地進行。搓揉盤的軸向長度優選地在軸距的0.05倍至10倍的範圍中。在兩 個相鄰的搓揉盤之間的軸向距離優選地在軸距的0. 002倍至0. 1倍的範圍中。眾所周知，混合元件的特徵在於(比如參見例子[1]，第227-248頁)，實施在螺杆 齒中具有缺口的輸送元件。混合元件可以是右旋或左旋的。其螺距優選地在軸距的0.1倍 至10倍的範圍中，並且元件的軸向長度優選地在軸距的0. 1倍至10倍的範圍中。所述缺 口優選地具有U形或V形槽的形狀，所述槽優選地以反輸送或者軸平行的方式布置。過渡元件可以是右旋或左旋的。其螺距優選地在軸距的0. 1倍至10倍的範圍中， 並且其軸向長度優選地在軸距的0. 1倍至10倍的範圍中。本發明的主題還是具有至少一個螺杆元件的同向旋轉的多軸擠壓機，其中所述螺 杆元件的型線按照本發明方法產生，其中多軸擠壓機具有兩個或多個軸。本發明的主題此外是電腦程式產品，用以在計算機系統上實施用於產生緊密齧 合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的方法。本發明方法在計算機系統上實施是有利的，因為型線的坐標和尺寸以 能夠由計算機進一步處理的方式而存在。尤其能夠以簡單的方式實施流動模擬 (Stromungssimulation )。在此根據本發明方法而產生的型線在軸向上繼續，用以在 計算機中產生螺杆或過渡元件的三維模型。輸送元件的模型比如通過以下方式產生，即使 型線在軸向上螺旋狀旋轉。搓揉元件的模型比如按照通過以下方式產生，即使型線在軸向 上逐段地繼續，其中所述段被彼此相對地安置(versetzen)，使得產生彼此相對安置的搓揉 盤。在計算機中對螺杆或過渡元件的建模以所謂計算網格的形式來進行。在此在外殼的內 表面與螺杆或過渡元件的表面之間的容積利用計算網格而被網狀連接，其中該計算網格由 多面體組成，比如四面體或六面體。該計算網格以及粘性液體的材料數據和使用螺杆元件 和粘性液體的螺杆機的運行數據被輸入到程序中用以流動模擬，並模擬流動情況。接著對 所計算的流動場進行分析，從中尤其能夠確定與特徵特性有關的螺杆型線品質、比如與所使用的材料數據和所使用的運行參數有關的混合性能或效率性能。根據本發明的電腦程式產品的特徵在於，根據本發明的方法以程序代碼的形式 被存儲在數據載體上。該數據載體是計算機可讀的，使得如果電腦程式產品在計算機上 被執行，那麼根據本發明的方法能夠藉助計算機被實施。適當的數據載體比如是軟盤、諸如 CD、DVD、或藍光光碟的光學數據載體、硬碟、快閃記憶體、記憶棒以及其他。如果電腦程式產品在 計算機上被執行，那麼所述電腦程式產品優選地具有圖形用戶界面(GUI)，該圖形用戶界 面以簡單的方式允許用戶通過輸入設備、比如滑鼠和/或鍵盤來輸入用於產生螺杆型線的 可自由選擇的參量。另外電腦程式產品還優選地具有圖形輸出，藉助所述圖形輸出，所計 算的螺杆型線能夠在圖形輸出設備、比如屏幕和/或印表機上被可視化。優選地計算機程 序產品能夠導出所計算的螺杆型線，也即以可存儲的數據組的形式，為了進一步的應用目 的或者存儲在數據載體上，或者傳輸到所連接的設備上，其中所述數據組包括所計算的螺 杆的幾何尺度。電腦程式產品尤其如此被設計，使得如果所述電腦程式產品在計算機 上被執行，則所述電腦程式產品不僅能夠計算螺杆型線而且能夠計算由螺杆型線所產生 的螺杆和過渡元件，並能夠把所計算的幾何形狀以某一格式來輸出，其中該幾何形狀能夠 由用於製造螺杆和過渡元件的機器(諸如銑床)使用，以製造真實的螺杆元件。所述格式 對技術人員是已知的。本發明允許從頭開始產生螺杆型線、螺杆元件和過渡元件。與現有技術相反，根據 本發明的方法不是以已有的螺杆型線為出發點，而是允許產生任意的型線，其方式是，選擇 應該用於建立螺杆型線的特徵參量的值，比如軸距和圓弧的數量，並在考慮簡單的規則的 情況下逐步地產生螺杆型線。根據本發明的方法可以簡單地被應用，並甚至能夠利用圓規 和量角規來實施，而不需要複雜的計算。根據本發明的方法是普遍性的，也即比如並不局限 於具體的螺紋頭數，而是甚至能夠通過值的變化來產生從一個螺紋頭數轉入另一螺紋頭數 的型線。另外本發明還允許產生對稱的和非對稱的螺杆型線、螺杆元件和過渡元件。也可 以產生產生的和被產生的型線不相同、也即不能疊合的螺杆型線。


下面藉助圖示例地更詳細地解釋本發明，但是本發明並不局限於所述圖。所有的 圖藉助電腦程式來產生。合理地，利用無量綱的特徵數工作，以便簡化在不同擠壓機構造尺寸上的可轉換 性。作為幾何量(比如長度或半徑)的參考尺寸，提供軸距a，因為該參量在擠壓機處不能 被改變。對於無量綱的軸距遵循A = a/a= 1。對於螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑遵循 RA = ra/a0螺杆型線的無量綱的核半徑計算為RI = ri/a。螺杆型線的無量綱的螺紋深度 計算為 H = h/a = RA-RI。在所述圖中所有的幾何量以其無量綱的形式被使用。所有角度說明以弧度為單位 進行。
具體實施例方式對用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的方法根據圖61來 更詳細地進行解釋，但是該方法並不局限於該圖。
圖61a至61f示出一對雙頭螺杆型線向一對單頭螺杆的過渡。所有這些圖均具有 相同的結構，這在下文中詳細闡述。產生的螺杆型線通過左邊的螺杆型線示出。被產生的 螺杆型線通過右邊的螺杆型線示出。兩個螺杆型線由16個圓弧組成。產生的和被產生的 螺杆型線的圓弧通過粗實線來表示，其配備有圓弧的相應編號。受圓弧的數量制約以及受 藉助電腦程式來產生圖制約，可能發生各個圓弧的編號重疊並從而可能不好閱讀，比如 見圖61a中圓弧3』、4』以及圓弧5』、6』、7』。儘管各個編號部分可讀性差，型線的結構從關 聯中結合所述描述仍舊是清楚的。圓弧的圓心點通過小的圓來示出。圓弧的圓心點用細實線與所屬圓弧的起始點並 且與終點相連接。螺杆外半徑對於產生的和被產生的螺杆型線分別近似地大小相同。在螺 杆外殼的範圍中，螺杆外半徑通過細虛線來表示，在楔範圍(Zwickelbereich)中通過細點
線來表不。圖61a示出一對雙頭螺杆型線，其中過渡從該對雙頭螺杆型線開始。產生的和被 產生的螺杆型線是相互對稱的。產生的螺杆型線的圓弧1和9在其總長度上與螺杆外半徑 相接觸。產生的螺杆型線的圓弧4、5和12、13在其總長度上與核半徑相接觸。被產生的螺 杆型線的圓弧4』、5』和12』、13』在其總長度上與螺杆外半徑相接觸。被產生的螺杆型線的 圓弧1』和9』在其總長度上與核半徑相接觸。圖61f示出一對單頭螺杆型線，其中過渡結束於該對單頭螺杆型線。產生的和被 產生的螺杆型線相互對稱。產生的螺杆型線的圓弧1和12在其總長度上與螺杆外半徑相 接觸。產生的螺杆型線的圓弧4和9在其總長度上與核半徑相接觸。被產生的螺杆型線的 圓弧4』和9』在其總長度上與螺杆外半徑相接觸。被產生的螺杆型線的圓弧1』和12』在 其總長度上與核半徑相接觸。圖61b示出一對過渡型線，其中從雙頭螺杆型線向單頭螺杆型線的過渡已完成 20%。圖61c示出一對過渡型線，其中過渡已完成40%。圖61d示出一對過渡型線，其中過 渡已完成60 %。圖61 e示出一對過渡型線，其中過渡已完成80 %。過渡如此來進行，使得產生的螺杆型線的圓弧1總是在其總長度上與無量綱的螺 杆外半徑RA相接觸，由此被產生的螺杆型線的所屬圓弧1』在其總長度上與無量綱的核半 徑RI』相接觸。過渡如此來進行，使得被產生的螺杆型線的圓弧4』總是與無量綱的螺杆外 半徑RA』相接觸，由此產生的螺杆型線的所屬圓弧4與無量綱的核半徑RI相接觸。由於產 生的和被產生的螺杆型線的圓弧總是位於螺杆外半徑上或與之相接觸，所以在整個過渡期 間保證外殼內表面的清潔。另外從圖61b至61e可看出，產生的和被產生的螺杆型線是非 對稱的。一對過渡元件總是由基於產生的過渡型線的第一過渡元件和基於被產生的過渡型 線的第二過渡元件組成。圖61示出過渡型線，其中產生的螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑以及被產生的 螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑位於RA = RA，= 0. 6146至RA = RA，= 0. 6288範圍中。 用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的本發明方法並不局限於無量綱 的螺杆外半徑的這個範圍。在採用本發明方法的情況下，可以產生產生的螺杆型線的無量 綱的螺杆外半徑在RA大於0和RA小於或等於1之間、優選在RA = 0. 52至RA = 0. 707範 圍中的螺杆型線。在採用本發明方法的情況下，可以產生被產生的螺杆型線的無量綱的螺 杆外半徑在RA，大於0和RA，小於或等於1之間、優選在RA，= 0. 52至RA，= 0. 707範圍中的螺杆型線。用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的和同向旋轉的螺杆型線的本發明方法應該示 例性地按照圖61d中的該對螺杆型線來進行解釋。產生的和被產生的螺杆型線根據本發明位於一個平面中。出於簡化，該平面被放 置在笛卡爾坐標系的xy平面中。同樣出於簡化，產生的螺杆型線的迴轉點被放置在笛卡爾 坐標系的原點(χ = 0，y = 0)。在產生的和被產生的螺杆型線的兩個迴轉點之間的無量綱 的軸距為A= 1。出於簡化，被產生的螺杆型線的迴轉點被放置在坐標X = A= l，y = 0。產生的螺杆型線的圓弧的數量η根據本發明如此來選擇，使得η大於或等於1。在 本例子中，圓弧的數量被選擇為η= 16。產生的螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑RA根據本 發明如此來選擇，使得該無量綱的螺杆外半徑大於0並小於或等於無量綱的軸距Α。在本例 子中，產生的螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑被選擇為RA = 0. 6203。產生的螺杆型線的 無量綱的核半徑RI根據本發明如此來選擇，使得該無量綱的核半徑大於或等於0並小於或 等於無量綱的螺杆外半徑RA。在本例子中，產生的螺杆型線的無量綱的核半徑被選擇為RI =0.3798。產生的螺杆型線的圓弧可以圍繞產生的螺杆型線的迴轉軸順時針或逆時針布置。 在本例子中，圓弧圍繞產生的螺杆型線的迴轉軸逆時針布置。產生的螺杆型線的第1圓弧的角度α_1根據本發明如此來選擇，使得它以弧度為 單位大於或等於0並小於或等於2 π。在本例子中第1圓弧的角度被選擇為α _1 = 0. 2744。 產生的螺杆型線的第1圓弧的無量綱的半徑R_1根據本發明如此來選擇，使得它大於或等 於0並小於或等於無量綱的軸距A。在本例子中第1圓弧的無量綱的半徑被選擇為R_1 = RA = O. 6203。產生的螺杆型線的第1圓弧的位置根據本發明如此來選擇，使得該第1圓弧 位於具有無量綱的外半徑RA和無量綱的內半徑RI的圓環之內或界限上，其中該圓環的圓 心點位於產生的螺杆型線的迴轉點上。位置優選地通過第1圓弧的起始點和圓心點的定位 來確定。在本例子中，第1圓弧的起始點被放置在坐標χ = RA = 0. 6203，y = 0. 0000上， 第1圓弧的圓心點被放置在坐標Mx_l = 0. 0000,My_l = 0. 0000上。從而第1圓弧位於螺 杆外半徑RA上，並滿足布置規則至少一個圓弧與螺杆外半徑RA相接觸。產生的螺杆型線的其他n-2個圓弧、也即其他14個圓弧的角度α_2，...，α_ (η-1)根據本發明如此來選擇，使得所述角度以弧度為單位大於或等於0並小於或等於 2π。在本例子中，所述其他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以及α _15 = 0. 4143。產生的螺杆型線的所述其他14個圓弧的無量綱的半徑 R_2，R_(n-1)根據本發明如此來選擇，使得所述半徑大於或等於0並小於或等於無量 綱的軸距A。在本例子中，所述其他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_ll = 0. 4000，R_12 = 0. 5173，R_13 = 0. 1485，R_14 = 0. 8887以及R_15 = 0. 8887。根據布置規則，所述圓弧如此來設置，使得所述圓弧如此以切 線的方式轉入彼此，使得得到閉合的、凸出的螺杆型線，其中其無量綱的半徑等於0的圓弧 如同其無量綱的半徑等於eps的圓弧那樣被處理，其中印s是非常小的正實數，其趨向於
160(eps<< 1，印s —0)。從布置規則得出，圓弧的終點與其緊接著的圓弧的起始點相同。 通過以下方式來滿足在第一圓弧和第二緊接著的圓弧之間所需要的切線過渡，即該第二緊 接著的圓弧的圓心點如此被放置在通過所述第一圓弧的終點和圓心點所給出的直線上，使 得該第二緊接著的圓弧的圓心點與該第一圓弧的終點之間的距離等於該第二緊接著的圓 弧的半徑，並且該螺杆型線是凸出的。其半徑等於0的圓弧如同具有非常小的半徑eps的 圓弧那樣被處理，其中eps趨向於0，使得切線過渡能夠繼續地被構造。可替代地，其半徑等 於0的圓弧可以如此來處理，使得螺杆型線在該圓弧位置處具有彎折，其中彎折的大小通 過該圓弧的角度來給出。在本例子中，從所述的布置規則得出其他14個圓弧的以下圓心點 位置:Mx_2 = 0. 5971,My_2 = 0. 1681，Mx_3 = _0· 0187, My_3 = _0· 6198，Μχ_4 = 0. 0001， My_4 = 0. 0002，Μχ_5 = 0. 0699, My_5 = _0· 3619，Μχ_6 = _0· 0316, My_6 = _0· 1054，Μχ_7 =-0. 0316，My_7 = -0. 1054，Μχ_8 = -0. 2855，My_8 = 0. 0000，Μχ_9 = -0. 0005，My_9 = 0. 0000，Μχ_10 = 0. 1124，My_10 = 0. 0318，Μχ_11 = -0. 0107，My_ll = -0. 1258，Μχ_12 =-0. 0072,My_12 = -0. 0086,Μχ_13 = 0. 0626,My_13 = -0. 3707,Μχ_14 = -0. 2097,My_14 =0. 3176，Μχ_15 = _0· 2097，My_15 = 0. 3176。第4圓弧的終點或第5圓弧的起始點位於 產生的螺杆型線的無量綱的核半徑RI上，並滿足布置規則至少一個圓弧與無量綱的核半 徑RI相接觸。根據本發明由此得出產生的螺杆型線的最後圓弧的角度α_16，即產生的螺杆型 線的16個圓弧的角度之和以弧度為單位等於2 π，其中角度α _16以弧度為單位大於或等 於0並小於或等於2π。在本例子中得到所述最後圓弧的角度為α_16 = 0.36Μ。產生 的螺杆型線的最後圓弧的無量綱的半徑R_16根據本發明由此來得到，即所述最後圓弧使 產生的螺杆型線閉合。因為第15圓弧的終點與第一圓弧的起始點相同，所以得到第16圓 弧的半徑為R_16 = 0. 0000。從而第16圓弧的圓心點位於坐標Mx_16 = 0. 6203，My_16 = 0.0000。通過在本例子中所涉及的對16個圓弧的角度和半徑的選擇及其定位，同樣滿足 布置規則產生的螺杆型線的所有圓弧位於具有無量綱的外半徑RA和無量綱的核半徑RI 的圓環之內或界限上，其中該圓環的圓心點位於產生的螺杆型線的迴轉點上。被產生的螺杆型線由產生的螺杆型線來獲得。被產生的螺杆型線的圓弧的數量η』 根據本發明等於產生的螺杆型線的圓弧的數量η。在本例子中，得出被產生的螺杆型線的圓 弧的數量為n』 = 16。被產生的螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑RA』根據本發明等於無量 綱的軸距A減產生的螺杆型線的無量綱的核半徑RI之差。在本例子中得到被產生的螺杆 型線的無量綱的螺杆外半徑為RA，= A-RI = 0. 6202。被產生的螺杆型線的無量綱的核半 徑RI』根據本發明等於無量綱的軸距A減產生的螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑RA之差。 在本例子中得到被產生的螺杆型線的無量綱的核半徑為RI』 = A-RA = 0. 3797。被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的角度a_i』根據本發明等於產生的螺杆型線 的第i個圓弧的角度α _i，其中i和i』是整數，其一起經歷在從1至圓弧的數量η或η』的 範圍中的所有值。在本例子中得到被產生的螺杆型線的16個圓弧的角度為α_Γ = α_1 =0. 2744，α _2，= α _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 _11，= α _11 = 0. 6330，
17α _12，= α _12 = 0. 2208，α _13，= α _13 = 0. 1864，α _14，= α _14 = 0. 4143，α _15， =α _15 = 0. 4143 以及 α _16，= α _16 = 0. 3654。被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的無量綱的半gr_i』與產生的螺杆型線的第i 個圓弧的無量綱的半徑r_i之和根據本發明等於無量綱的軸距A，其中i和i』是整數，其一 起經歷在從1至圓弧的數量η或η』的範圍中的所有值(R_l』 +R_l =A= 1，...，R_n，+R_ η = A = 1)。在本例子中得到被產生的螺杆型線的16個圓弧的半徑為R_l』 = A_R_1 = 1-0. 6203 = 0. 3797，R_2，= A_R_2 = 1-0. 0000 = 1. 0000，R_3，= A_R_3 = 1-1. 0000 = 0. 0000，R_4，= A-R_4 = 1-0. 3797 = 0. 6203，R_5，= A_R_5 = 1-0. 7485 = 0. 2515，R_6， =A-R_6 = 1-0. 4726 = 0. 5274，R_7，= A_R_7 = 1-0. 4726 = 0. 5274，R_8，= A_R_8 = 1-0. 1977 = 0. 8023，R_9，= A-R_9 = 1-0. 4827 = 0. 5173，R_10，= A_R_10 = 1-0. 6000 = 0. 4000，R_1T = A-R_ll = 1-0. 4000 = 0. 6000，R_12' = A_R_12 = 1-0. 5173 = 0. 4827， R_13，= A-R_13 = 1-0. 1485 = 0. 8515，R_14，= A_R_14 = 1-0. 8887 = 0. 1113，R_15，= A-R_15 = 1-0. 8887 = 0. 1113 以及 R_16』 = A_R_16 = 1-0. 0000 = 1. 0000。被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的圓心點根據本發明與產生的螺杆型線的第i 個圓弧的圓心點具有距離，該距離等於無量綱的軸距A，並且被產生的螺杆型線的第i』個 圓弧的圓心點根據本發明與被產生的螺杆型線的迴轉點具有距離，該距離等於產生的螺杆 型線的第i個圓弧的圓心點與產生的螺杆型線的迴轉點的距離，並且在被產生的螺杆型線 的第i』個圓弧的圓心點與產生的螺杆型線的第i個圓弧的圓心點之間的連接線根據本發 明是在被產生的螺杆型線的迴轉點與產生的螺杆型線的迴轉點之間的連接線的平行線，其 中i和i』是整數，其一起經歷在從1至圓弧的數量η或η』的範圍中的所有值(i』 = i)。 通過把產生的螺杆型線的迴轉點定位在點χ = 0，y = 0並通過把被產生的螺杆型線的回 轉點定位在點χ = A = l，y = 0，由產生的螺杆型線的圓心Mx_i的χ坐標加無量綱的軸距 A的相加得到被產生的螺杆型線的圓心Mx_i』的χ坐標，被產生的螺杆型線的圓心My_i』 的y坐標等於產生的螺杆型線的圓心My_i的y坐標。在本例子中得到被產生的螺杆型線 的 16 個圓弧的圓心點的位置為 Mx_l，= 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 以及 Mx_16，= 1. 6203，My_16' = 0. 0000。被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的起始點關於被產生的螺杆型線的第i』個圓弧 的圓心點根據本發明位於與產生的螺杆型線的第i個圓弧的起始點關於產生的螺杆型線 的第i個圓弧的圓心點所具有的方向相反的方向上，其中i和i』是整數，其一起經歷在從 1至圓弧的數量η或η』的範圍中的所有值(i』 = i)。因此在本例子中示例性地被產生的 螺杆型線的第1圓弧的起始點位於坐標x = 0. 6203，y = 0。在本例子中，對於被產生的螺杆型線，從用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向 旋轉的螺杆型線的本發明方法得出，被產生的螺杆型線的所有16個圓弧以切線的方式轉 入彼此，並構成閉合的、凸出的螺杆型線。被產生的螺杆型線的所有16個圓弧也位於具有無量綱的外半徑RA』和無量綱的核半徑RI』的圓環之內或界限上，該圓環的圓心點位於被 產生的螺杆型線的迴轉點上。另外被產生的螺杆型線的第1圓弧位於無量綱的核半徑RI』 上，並滿足以下布置規則，即至少一個圓弧與無量綱的核半徑RI』相接觸。另外被產生的螺 杆型線的第4圓弧的終點或第5圓弧的起始點位於被產生的螺杆型線的無量綱的螺杆外半 徑RA』上，並滿足以下布置規則，即至少一個圓弧與無量綱的螺杆外半徑RA』相接觸。對於被產生的螺杆型線，從用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有 螺紋頭數ζ的螺杆型線的方法得出，被產生的螺杆型線的段中的每一個如此來建立，使得 被產生的螺杆型線的圓弧的半徑以相反的順序等於產生的螺杆型線的圓弧的半徑。如技 術人員所認識到的，產生的螺杆型線和被產生的螺杆型線的型線段可以通過旋轉和鏡像疊 合。從而在探討不同螺紋頭數的螺杆型線的段的緊接著的圖中，經常不再在產生的和被產 生的螺杆型線之間進行區分，而是僅僅仍談及螺杆型線。圖1至M示出根據本發明方法而得到的螺紋頭數1的螺杆型線。在圖1至20中 總是示出一半，並從而示出螺紋頭數1的螺杆型線的段。所有這些圖均具有相同的結構，這 在下文中詳細闡述。Xy坐標系位於圖的中心，其中該螺杆型線的迴轉點位於所述坐標系的 原點。螺杆型線的圓弧通過粗實線表示，其配備有圓弧的相應編號。圓弧的圓心點通過小的 圓來表示。圓弧的圓心點用細實線與所屬圓弧的起始點和終點相連接。直線FP通過細點 線來示出。螺杆外半徑RA通過細虛線來表徵，其數值在圖右下側以四個有效位數來說明。 圖右側針對每個圓弧分別以四個有效位數說明半徑R、角度α和圓弧圓心點Mx和My的χ 和y坐標。該螺杆型線通過所述說明而被明確地定義。圖1至M示出螺杆型線和螺杆元件，其中無量綱的螺杆外半徑RA具有值0. 54， 0. 56，0. 57，0. 58和0. 63。用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ 的螺杆型線的本發明方法並不局限於無量綱的螺杆外半徑的這些離散值。在採用本發明方 法的情況下，可以產生具有在大於0. 5的RA和小於或等於1的RA之間、優選在RA = 0. 52 至RA = 0. 707範圍中的無量綱的螺杆外半徑的單頭螺杆型線。螺杆型線的段由總共2個圓弧組成的螺杆型線在下文中被稱作2圓螺杆型線。螺 杆型線的段由總共4個圓弧組成的螺杆型線在下文中被稱作4圓螺杆型線。螺杆型線的段 由總共6個圓弧組成的螺杆型線在下文中被稱作6圓螺杆型線。螺杆型線的段由總共8個 圓弧組成的螺杆型線在下文中被稱作8圓螺杆型線。圖1 圖Ia和Ib示出優選的2圓螺杆型線。圖Ia和Ib區別在於螺杆外半徑RA。 在圖Ia中螺杆外半徑為RA = 0. 58。在圖Ib中螺杆外半徑為RA = 0. 63。在圖Ia和Ib 中第1圓弧分別具有半徑R_1 = ΑΛ = 0. 5。在圖Ia和Ib中第1圓弧分別具有角度α _1 =π/2。圖2 圖加和2b示出優選的4圓螺杆型線。圖加和2b區別在於螺杆外半徑RA。 在圖加中螺杆外半徑為RA = 0. 58。在圖2b中螺杆外半徑為RA = 0. 63。在圖加和2b 中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖加和2b中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在 圖加和2b中第1圓弧的角度α _1取決於螺杆外半徑RA。在圖加和2b中第2圓弧的角 度α _2取決於螺杆外半徑RA。圖3 圖3a和北示出其他優選的4圓螺杆型線。圖3a和北區別在於螺杆外半 徑RA。在圖3a中螺杆外半徑為RA = 0. 58。在圖北中螺杆外半徑為RA = 0. 63。在圖3a
19和北中第1圓弧分別具有半徑R_1 = 0。在圖3a和北中第2圓弧分別具有半徑R_2 = A =1。在圖3a和北中第1圓弧分別具有角度α_1= π/6。在圖3a和北中第2圓弧分 別具有角度α_2 = π/3。圖4 :圖如至4(1示出其他優選的4圓螺杆型線。圖如至4(1示出在圖北和圖Ib 之間的優選的過渡。在圖如至4d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 63。在圖如至4d中第1 圓弧分別具有半徑R_1 = 0。在圖如至4d中第1圓弧的角度α _1逐步地減小。圖5 圖至5(1示出其他優選的4圓螺杆型線。圖如至5(1示出在圖北和圖Ib 之間的另一優選的過渡。在圖如至5d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 63。在圖fe至5d中 第1圓弧分別具有角度α _1 = π /6。在圖fe至5d中第1圓弧的半徑R_1逐步地增大。圖6 圖6a至6d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖6a至6d示出在圖北和圖Ib 之間的另一優選的過渡。在圖6a至6d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 63。在圖6a至6d中 第2圓弧分別具有半徑R_2 = A = 1。在圖6a至6d中第1圓弧的半徑R_1逐步地增大。圖7 圖7a至7d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖7a至7d示出在圖2b和圖Ib 之間的優選的過渡。在圖7a至7d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 63。在圖7a至7d中第1 圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖7a至7d中第1圓弧的角度α _1逐步地減小。圖8 圖8a至8d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖8a至8d示出在圖2b和圖Ib 之間的另一優選的過渡。在圖8a至8d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 63。在圖8a至8d中 第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖8a至8d中第1圓弧的半徑R_1逐步地減小，第1圓 弧的角度逐步地增大。在圖2b和圖北之間直接的過渡藉助4圓螺杆型線是不可能的。在這種情況下通 過圖Ib進行過渡。圖9:圖9a至9d示出優選的6圓螺杆型線。圖9a至9d示出在圖加和圖3a之 間的優選的過渡。在圖9a至9d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖9a至9d中第1圓 弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖9a至9d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖9a至 9d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = A = 1。在圖9a至9d中第1圓弧的角度α _1逐步地 減小。圖10 圖IOa至IOd示出其他優選的6圓螺杆型線。圖IOa至IOd示出在圖加 和類似於圖4b的圖之間的另一優選的過渡。在圖IOa至IOd中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖IOa至IOd中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖IOa至IOd中第2圓弧分 別具有半徑R_2 = 0。在圖IOa至IOd中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 75。在圖IOa至 IOd中第1圓弧的角度α _1逐步地減小。圖11 圖Ila至Ild示出其他優選的6圓螺杆型線。圖Ila至Ild示出在圖加 和圖Ia之間另一優選的過渡。在圖Ila至Ild中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖Ila 至Ild中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖Ila至Ild中第2圓弧分別具有半徑R_2 =0。在圖Ila至Ild中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 5。在圖Ila至Ild中第1圓弧 的角度逐步地減小。除了在各個圖之內螺杆型線的已述過渡之外，跨越圖(figurilbergreifend)的過 渡也是可能的。比如圖9a、10a、Ila或圖9b、10b、lib的螺杆型線可以逐步地轉入彼此。圖12 圖1 至12d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖1 至12d示出基於圖加的另一優選的過渡。在圖12a至12d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖1 至12d中 第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA0在圖1 至12d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0. 125。 在圖1 至12d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = A = 1。在圖1 至12d中第1圓弧的角 度α _1逐步地減小。圖13 圖13a至13d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖13a至13d示出基於圖加 的另一優選的過渡。在圖13a至13d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖13a至13d中 第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA0在圖13a至13d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0. 125。 在圖13a至13d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 75。在圖13a至13d中第1圓弧的角度 α_1逐步地減小。除了在各個圖之內螺杆型線的已述過渡之外，跨附圖的過渡也是可能的。比如圖 1 和13a或圖12b和13b的螺杆型線可以逐步地轉入彼此。圖14 圖1 至14d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖1 至14d示出基於圖加 的另一優選的過渡。在圖14a至14d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖1 至14d中 第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖1 至14d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0. 25。 在圖14a至14d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = A = 1。在圖14a至14d中第1圓弧的角 度α _1逐步地減小。圖15 圖1 至15d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖1 至15d示出基於圖加 的另一優選的過渡。在圖15a至15d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖1 至15d中 第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖1 至15d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0. 25。 在圖1 至15d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 75。在圖1 至15d中第1圓弧的角度 α_1逐步地減小。除了在各個圖之內螺杆型線的已述過渡之外，跨附圖的過渡也是可能的。比如圖 14a和15a或圖9a、12a、14a或圖10a、13a、15a的螺杆型線可以逐步地轉入彼此。在迄今的關於單頭螺杆型線的圖中，螺杆型線總是開始於點χ = RA，y = 0。在圖 16至19中示出8圓螺杆型線的選擇，其開始於點χ < RA，y = 0，並且其中僅第3圓弧位於 螺杆外半徑上。圖16 圖16a至16d示出優選的8圓螺杆型線。圖16a至16d示出基於圖加的 優選的過渡。在圖16a至16d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖16a至16d中第1圓 弧的半徑R_1逐步地增大。在圖16a至16d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖16a 至16d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = RA並位於螺杆外半徑上。在圖16a至16d中第4 圓弧分別具有半徑R_4 = 0。在圖16a至16d中第1圓弧的角度α _1逐步地減小，第2圓 弧的角度α _2逐步地增大。在圖16a至16d中第3圓弧分別具有角度α _3 = 0. 4285。在 圖16a至16d中第4圓弧分別具有角度α _4 = 0. 5315。圖17 圖17a至17d示出其他優選的8圓螺杆型線。圖17a至17d示出基於圖加 的另一優選的過渡。在圖17a至17d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖17a至17d中 第1圓弧的半徑R_1逐步地增大。在圖17a至17d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在 圖17a至17d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = RA,並位於螺杆外半徑上。在圖17a至17d 中第1圓弧的角度α _1逐步地減小，第2圓弧的角度α _2逐步地增大。在圖17a至17d 中第3圓弧分別具有角度α _3 = 0. 2627。在圖17a至17d中第4圓弧分別具有角度α _4=0. 5315。在圖17a至17d中第4圓弧分別具有半徑R_4 = 0。也即在該位置上型線具有 彎折。該圓弧4的圓心點與彎折重合。「彎折的大小」通過角度α_4來給出，也即通過旋轉 角度α _4來進行圓弧3至圓弧4的過渡。換句話說圓弧3在圓弧4的圓心點的切線與圓 弧4』同樣在圓弧4的圓心點的切線以角度α_4相交。但在考慮圓弧4時，所有相鄰的圓 弧3 — 4，4 — 4，以切線的方式轉入(Ubergehen)彼此。除了在各個圖之內螺杆的已述過渡之外，跨越圖的過渡也是可能的。比如圖16a 和17a或圖1 和17b的螺杆型線可以逐步地轉入彼此。圖18 圖18a至18d示出其他優選的8圓螺杆型線。圖18a至18d示出基於圖加 的另一優選的過渡。在圖18a至18d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖18a至18d中 第1圓弧的半徑R_1逐步地增大，第2圓弧的半徑R_2逐步地減小。在圖18a至18d中第3 圓弧分別具有半徑R_3 = RA,並位於螺杆外半徑上。在圖18a至18d中第4圓弧分別具有 半徑R_4 = 0。在圖18a至18d中第1圓弧的角度α _1逐步地減小，第2圓弧的角度α _2 逐步地增大。在圖18a至18d中第3圓弧分別具有角度α _3 = 0. 2278。在圖18a至18d 中第4圓弧分別具有角度α _4 = 0. 5315。圖19 圖19a至19d示出其他優選的8圓螺杆型線。圖19a至19d示出基於圖 18d的優選的過渡。在圖19a至19d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖19a至19d中 第1圓弧分別具有半徑R_1 = 0. 9061。在圖19a至19d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0. 1385。在圖19a至19d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = RA,並位於螺杆外半徑上。在圖 19a至19d中第4圓弧的半徑R_4逐步地增大。在圖19a至19d中第1圓弧分別具有角度 α _1 = 0. 4304。在圖19a至19d中第2圓弧分別具有角度α _2 = 0. 3812。在圖19a至 19d中第3圓弧的角度α _3逐步地減小，第4圓弧的角度α _4逐步地增大。用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的以及同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線 的本發明方法應該示例性地根據圖1%中的型線型線段來進行解釋。螺杆型線並從而螺杆型線的段根據本發明位於一個平面中。出於簡化，該平面被 放置在笛卡爾坐標系的xy平面中。同樣出於簡化，螺杆型線的迴轉點被放置在笛卡爾坐標 系的原點(χ = 0，y = 0)。螺紋頭數ζ根據本發明如此來選擇，使得ζ大於或等於1。在本例子中，螺紋頭數 被選擇為ζ = 1。螺杆型線的圓弧的數量η根據本發明如此來選擇，使得η是4*z的整數 倍P。在本例子中，圓弧的數量被選擇為η = 16，由此得到ρ = 4。螺杆型線的無量綱的螺 杆外半徑RA根據本發明如此來選擇，使得它大於0並小於或等於無量綱的軸距Α。在本例 子中螺杆型線的無量綱的螺杆外半徑被選擇為RA = 0. 58。螺杆型線的無量綱的核半徑RI 根據本發明如此來選擇，使得它大於或等於0並小於或等於無量綱的螺杆外半徑RA。在本 例子中螺杆型線的無量綱的核半徑被選擇為RI = A-RA = 0. 42。螺杆型線的圓弧可以順時針或逆時針圍繞螺杆型線的迴轉軸來布置。在本例子 中，圓弧逆時針圍繞螺杆型線的迴轉軸布置。螺杆型線被劃分成2 個段，其特徵在於，每個段通過兩個直線來限定，所述兩個 直線相互形成η/ζ弧度的角度，並相交於螺杆型線的迴轉點，其中這兩個直線被稱作段界 限。在本例子中得出，螺杆型線被劃分成兩個段。出於簡化，兩個段界限被放置在坐標系的 χ軸上。在本例子中，在下文中僅考慮位於正y方向上的螺杆型線段。
螺杆型線的段被劃分成第一和第二部分，其中第一部分由ρ個圓弧構成，第二部 分由P』個圓弧構成，其中P』 =Po在本例子中得出P』 =4。螺杆型線的段的第一部分的 圓弧可以以升序或降序來編號。螺杆型線的段的第二部分的圓弧以與螺杆型線的段的第一 部分的圓弧相反的順序來編號。在本例子中，螺杆型線的段的第一部分的圓弧以升序來編 號，螺杆型線的段的第二部分的圓弧與此相應地以降序來編號。螺杆型線的段的第一部分的第1圓弧的角度α _1根據本發明如此來選擇，使得它 以弧度為單位大於或等於O並小於或等於πΛ2&)。在本例子中第1圓弧的角度被選擇 為a _1 = 0. 4304。螺杆型線的段的第一部分的第1圓弧的無量綱的半徑R_1根據本發明 如此來選擇，使得它大於或等於O並小於或等於軸距A。在本例子中第1圓弧的無量綱的半 徑被選擇為R_1 = 0. 9061。螺杆型線的段的第一部分的第1圓弧的位置根據本發明如此 來選擇，使得該第1圓弧位於具有無量綱的螺杆外半徑RA和無量綱的核半徑RI的圓環之 內或界限上，該圓環的圓心點位於螺杆型線的迴轉點上。該位置優選地通過第1圓弧的起 始點和圓心點的定位來確定。在本發明方法中，第1圓弧的起始點和圓心點位於段界限之 一上，由此根據圓心點的位置和無量綱的半徑R_1得到起始點。在本例子中第1圓弧的圓 心點被放置在坐標Mx_l = -0. 3937，My_l = 0. 0000，從而該起始點位於坐標χ = 0. 5124， y = 0. 0000。螺杆型線的段的第一部分的其他p-2個圓弧、也即其他2個圓弧的角度α_2，...， α _ (ρ-1)根據本發明如此來選擇，使得它們以弧度為單位大於或等於0並小於或等於π/ (2*ζ)。在本例子中其他2個圓弧的角度被選擇為α _2 = 0. 3812和α _3 = 0. 1580。螺杆 型線的段的第一部分的其他2個圓弧的無量綱的半徑[2，. . .，R_ (ρ-1)根據本發明如此來 選擇，使得它們大於或等於0並小於或等於無量綱的軸距A。在本例子中，其他2個圓弧的 無量綱的半徑被選擇為R_2 = 0. 1385和R_3 = 0. 5800。根據布置規則，圓弧如此布置，使 得圓弧如此以切線的方式轉入彼此，使得得到閉合的、凸出的螺杆型線，其中無量綱的半徑 等於0的圓弧如同其無量綱的半徑等於eps的圓弧那樣被處理，其中印s是非常小的正實 數，其趨向於0(印s<< 1，印s —0)。根據該布置規則得出，圓弧的終點與其緊接著的圓 弧的起始點相同。在第一圓弧和第二緊接著的圓弧之間所需的切線過渡通過以下方式來滿 足，即該第二緊接著的圓弧的圓心點被放置在由該第一圓弧的終點和圓心點所給出的直線 上，使得該第二緊接著的圓弧的圓心點與該第一圓弧的終點的距離等於該第二緊接著的圓 弧的半徑，並且該螺杆型線是凸出的。半徑等於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趨向於0，使得切線過渡可以繼續地被構造。可替代地，可以如此來處 理半徑等於0的圓弧，使得螺杆型線在該圓弧的位置處具有彎折，其中該彎折的大小通過 該圓弧的角度給出。在本例子中根據所述的布置規則得到其他2個圓弧的圓心點的以下位 置Mx_2 = 0. 3039，My_2 = 0. 3202 和 Mx_3 = 0. 0000，My_3 = 0. 0000。第 3 圓弧位於無 量綱的螺杆外半徑RA上，並滿足布置規則至少一個圓弧與無量綱螺杆外半徑RA相接觸。螺杆型線的段的第一部分的最後圓弧的角度α _4根據本發明如此來得到，即螺 杆型線的段的第一部分的4個圓弧的角度之和以弧度為單位等於，其中角度α_4 以弧度為單位大於或等於0並小於或等於πΛ2&)。在本例子中得到該最後圓弧的角度 為α _4 = 0.6013。螺杆型線的段的第一部分的最後圓弧的無量綱的半徑R_4根據本發明 如此來得到，即該最後圓弧的終點與直線FP相切於一點，其中該直線FP垂直於該段的兩個
23段界限的角二等分線，並在該段的方向上與螺杆型線的迴轉點具有距離，該距離等於一半 的軸距，其中該角二等分線如同段界限那樣穿過螺杆型線的迴轉點。該直線FP在圖19b中 作為點線來示出。螺杆型線的段的第一部分的第4圓弧被構造，其方式是，在第3圓弧的終 點處放置該第3圓弧的切線，該切線與直線FP的交點是圓的圓心點，該圓的半徑等於在第 3圓弧的終點和該切線與直線FP的交點之間的線段的長度，並且其方式是，該圓與直線FP 的、在所選擇的時針方向上的交點是第4圓弧的終點與直線FP的接觸點。在第4圓弧的 終點處向直線FP作垂線。該垂線與由第3圓弧的終點和圓心點所給出的直線的交點是第 4圓弧的圓心點。在本例子中該第4圓弧的圓心點的位置計算為Mx_4 = 0. 2580，My_4 = 0. 3761，第4圓弧的無量綱的半徑得到為R_4 = 0. 1239。螺杆型線的段的第二部分的角度α_ρ』，...，α _1』通過以下方式來確定，即該 段的第二部分的第j』個圓弧的角度a_j』等於該段的第一部分的第j個圓弧的角度
j，其中j和j』是整數，其一期經歷在1至圓弧的數量P或P』的範圍內的所有值(α_Γ =α_1, ..., α_ρ' = α_ρ)0在本例子中，段的第二部分的角度計算為α_1』 = α_1 = 0. 4304，α _2，= α _2 = 0. 3812，α _3，= α _3 = 0. 1580 以及 α _4，= α _4 = 0. 6013。螺杆型線的段的第二部分的無量綱的半徑R_p』，. . .，R_l』通過以下方式來確定， 即段的第二部分的第j』個圓弧的無量綱的半徑R_j』和段的第一部分的第j個圓弧的無量 綱的半徑R_j之和等於無量綱的軸距A，其中j和j』是整數，其一起經歷在1至圓弧的數 量P或P』的範圍內的所有值(R_l』 +R_l = A = 1,...，R_p，+R_p = A = 1)。在本例子中 段的第二部分的無量綱的半徑計算為R_l，= A-R_l = 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。螺杆型線的段的第二部分的圓弧的位置根據本發明如此來得到，即圓弧以切線的 方式轉入彼此，並且該螺杆型線是凸出的。在本例子中得到螺杆型線的段的第二部分的4 個圓弧的圓心點的坐標為Μχ_Γ = -0. 3937，My_l，= 0. 0000, Mx_2，= 0. 3039，My_2' =-0. 3202，Mx_3，= 0. 0000，My_3' = 0. 0000 以及 Mx_4，= 0. 2580，My_4' = -0. 3761。 螺杆型線的段的第二部分的第3圓弧位於無量綱的核半徑RI上，並滿足布置規則至少一 個圓弧與無量綱內半徑RI相接觸。圖20 所有單頭螺杆型線都可以沿χ軸在正或負χ方向上偏移一定的範圍，而不 失去其自潔性，因為通過沿X軸的偏移而繼續保持滿足以下的條件，即與直線FP相接觸於 一點。如果該螺杆在其位置上與迴轉點具有大於外半徑RA的距離，則達到在正或負χ方向 上的最大偏移。偏移的最大數值與要偏移的螺杆型線有關，並小於等於外半徑RA減核半徑 RI之差。如果該偏移小於最大允許偏移，那麼該螺杆型線與迴轉點的最大距離小於最初要 求的外半徑RA。圖20a至20d示出螺杆型線的逐步偏移，這與圖加相對應。認識到，各個 圓弧的半徑和角度不由於偏移而被改變。圖21至23示出在八形狀的螺杆外殼之內的產生的和被產生的螺杆型線。在兩個 螺杆型線內有對以下螺杆參量的數值的說明-RG:兩個外殼孔的半徑-RV 虛擬外殼半徑，其小於等於外殼半徑RG-RA 緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的螺杆外半徑-RF 要製造的螺杆型線的螺杆外半徑
-S 在兩個要製造的螺杆型線之間的間隙-D 在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙-T 輸送、混合或過渡元件的螺距-VPR 在偏心布置時緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的偏移量-VPff 在偏心布置時緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的偏移角度(方向說明)-VLR 左軸的要製造的螺杆型線在間隙之內的偏移量-VLff 左軸的要製造的螺杆型線在間隙之內的偏移角度-VRR 右軸的要製造的螺杆型線在間隙之內的偏移量-VRff 右軸的要製造的螺杆型線在間隙之內的偏移角度螺杆外殼通過細虛線來示出，其中該螺杆外殼由兩個相互穿透的、分別具有半徑 RG和距離A= 1的孔(Bohrung)得出。在兩個外殼孔的穿透(Durchdringung)之內兩個孔 通過細點線來表徵。兩個外殼孔的圓心點與螺杆型線的兩個迴轉點相同，並分別通過小的 圓來表示。緊密嚙合的、自潔的螺杆型線通過粗實線來表示。製造的螺杆型線通過細實線
來表不。技術人員所已知的，在緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的螺杆外半徑RA、虛擬外殼半 徑RV、兩個要製造的螺杆型線之間的間隙S以及要製造的螺杆型線與螺杆外殼之間的間隙 D之間以下關係適用RA = RV-D+S/2。技術人員所已知的，在要製造的螺杆型線的螺杆外半徑RF、虛擬外殼半徑RV以及 要製造的螺杆型線與螺杆外殼之間的間隙D之間符以下關係適用RF = RV-D。典型地，虛擬外殼半徑RV等於所實施的外殼半徑RG。如果虛擬外殼半徑RV被選 擇為小於外殼半徑RG，那麼在螺杆型線和外殼之間得到附加的間隙。該間隙可以用於使產 生的和被產生的螺杆型線在保持自潔的情況下偏心地偏移。偏心性通過說明偏移量VI3R和 以角度VPW形式的偏移方向來明確地表徵。圖21 圖21a至21d示出單頭螺杆型線的偏心定位的優選實施形式。所示的緊密 嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖2，其中這裡選擇了 RA = 0. M的螺杆外半徑。虛擬外殼半 徑為RV = 0. 54，並小於外殼半徑RG (RG = 0. 63)。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得 出。偏心定位的、單頭的、緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的特徵在於，螺杆型線與外殼的距離 與兩個螺杆型線的偏移方向無關地總是大小相同。在圖21a至21d中螺杆型線分別被偏移 到那個程度，使得螺杆型線的恰好一個點與外殼相接觸。為此所需的偏移量取決於偏移方 向。另外也可以選擇螺杆型線的偏心定位，其中螺杆型線的點與外殼不相接觸。圖22 如技術人員所已知的，在實際中，所有的螺杆元件都需要一定的間隙，更確 切地不僅相互之間、而且相對於外殼。圖2 至22d示出不同的間隙策略。所示的緊密齧 合的、自潔的螺杆型線基於圖加。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖22a中示 出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間以及在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙大 小相同。在圖22b中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間的間隙小於在要製造的 螺杆型線與外殼之間的間隙。在圖22c中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間的 間隙大於在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙。在圖22d中示出根據圖22c的、具有特 別大的間隙的另一實施形式。對於在要製造的螺杆型線之間的間隙，典型的在實際中存在 的間隙處於0.002至0. 1範圍中。對於在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙，典型的在實際中存在的間隙處於0. 002至0. 1範圍中。典型的在實際中存在的間隙關於(Uber)螺 杆型線的周長是恆定的。但是也允許使在要製造的螺杆型線之間的間隙以及在要製造的螺 杆型線與外殼之間的間隙關於螺杆型線的周長變化。圖23 另外還可以把要製造的螺杆型線在間隙之內進行偏移。圖23a至23d示出 可能的偏移的選擇。所示的緊密嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖加。所示的要製造的螺杆 型線基於圖22d。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖23a至23d中分別針對兩 個要製造的螺杆型線的偏移量為VLR = VRR = 0. 02。在圖23a至23d中分別針對兩個要制 造的螺杆型線的偏移方向在VLW = VRW = 0與VLW = VRff = π之間逐步地變化。允許兩 個要製造的螺杆型線相互獨立地在不同的方向上偏移，並偏移不同的量。根據用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的方 法產生的單頭螺杆型線可以用於製造螺杆元件。這種螺杆型線尤其可以用於製造輸送元 件、混合元件、搓揉元件和過渡元件。圖2 示例地示出一對單頭輸送，其基於圖加的螺杆型線。外殼半徑為RG = 0. 58。在兩個輸送元件之間的間隙為S = 0. 02。在兩個輸送元件與外殼之間的間隙為D = 0.01。輸送元件的螺距為T = 1.2。輸送元件的長度為1.2，這對應於螺杆型線旋轉2 π的 角度。外殼通過細實線在兩個輸送元件的左側和右側示出。在兩個輸送元件的表面上另外 還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓機中的流動計算。圖24b示例性地示出一對單頭搓揉元件，其基於圖加的螺杆型線。外殼半徑為 RG = 0.58。在兩個搓揉元件的搓揉盤之間的間隙為S = 0.02。在兩個搓揉元件的搓揉盤 與外殼之間的間隙為D = O. 01。搓揉元件由7個搓揉盤組成，所述搓揉盤分別右旋地相互 位錯η /3的角度。第一和最後搓揉盤具有0. 09的長度。中間的搓揉盤具有0. 18的長度。 在搓揉盤之間的槽具有0. 02的長度。外殼通過細實線在兩個搓揉元件的左側和右側示出。 在兩個搓揉元件的表面上另外還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓機中的 流動計算。圖25至46示出螺紋頭數為2的螺杆型線，其中該螺杆型線按照用於產生緊密齧 合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的方法產生。在圖25至42中總是 示出螺紋頭數為2的螺杆型線的四分之一。所有這些圖都具有與圖1至20相似的結構，該 結構針對這些圖已經進行了詳細闡述。圖25至46示出螺杆型線和螺杆元件，其中無量綱的螺杆外半徑RA具有值0. 54， 0. 56，0. 57，0. 58和0. 63。用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數 ζ的螺杆型線的本發明方法並不局限於無量綱的螺杆外半徑的這些離散的值。在採用本發 明方法的情況下，可以產生無量綱的螺杆外半徑在RA大於0. 5與RA小於或等於0. 707之 間、優選在RA = 0. 52至RA = 0. 69範圍中的雙頭螺杆型線。圖25 圖2 和2 示出優選的2圓螺杆型線。圖2 和25b區別在於螺杆外半 徑RA。在圖25a中螺杆外半徑為RA = 0. 58。在圖25b中螺杆外半徑為RA = 0. 63。在圖 25a和25b中第1圓弧的半徑R_1取決於螺杆外半徑RA。在圖2 和25b中第1圓弧分別
具有角度= π/4。圖沈圖26a和26b示出優選的4圓螺杆型線。圖26a和^b區別在於螺杆外半 徑RA。在圖^a中螺杆外半徑為RA = 0. 58。在圖^b中螺杆外半徑為RA = 0. 63。在圖
2626a和^b中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖26a和^b中第2圓弧分別具有半徑 R_2 = 0。在圖26a和^b中第1圓弧的角度α _1取決於螺杆外半徑RA。在圖26a和2 中第2圓弧的角度α _2取決於螺杆外半徑RA。圖27 圖27a和27b示出其他優選的4圓螺杆型線。圖27a和27b區別在於螺杆 外半徑RA。在圖27a中螺杆外半徑為RA = 0. 58。在圖27b中螺杆外半徑為RA = 0. 63。 在圖27a和27b中第1圓弧分別具有半徑R_1 = 0。在圖27a和27b中第2圓弧分別具有 半徑R_2 = A = 1。在圖27a和27b中第1圓弧的角度α _1取決於螺杆外半徑RA。在圖 27a和27b中第2圓弧的角度α _2取決於螺杆外半徑RA。圖觀圖28a至28d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖28a至28d示出在圖27b 與圖2 之間的優選的過渡。在圖28a至^d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 63。在圖28a 至^d中第1圓弧分別具有半徑R_1 = 0。在圖28a至^d中第1圓弧的角度α _1逐步地 減小。圖四圖29a至29d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖29a至29d示出在圖27b 與圖2 之間的另一優選的過渡。在圖29a至^d中螺杆外半徑分別為RA = 0.63。在圖 29a至^d中第1圓弧分別具有角度α _1 = 0. 4537。在圖29a至^d中第1圓弧的半徑 R_1逐步地增大。圖30 圖30a至30d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖30a至30d示出在圖27b 與圖2 之間的另一優選的過渡。在圖30a至30d中螺杆外半徑分別為RA = 0.63。在圖 30a至30d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = A = 1。在圖30a至30d中第1圓弧的半徑R_1 逐步地增大。圖31 圖31a至31d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖31a至31d示出在圖26b 與圖2 之間的優選的過渡。在圖31a至31d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 63。在圖31a 至31d中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖31a至31d中第1圓弧的角度α _1逐步 地減小。圖32 圖3 至32d示出其他優選的4圓螺杆型線。圖3 至32d示出了在圖^b 與圖2 之間的另一優選的過渡。在圖3 至32d中螺杆外半徑分別為RA = 0.63。在圖 32a至32d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖3 至32d中第1圓弧的半徑R_1逐 步地減小，第1圓弧的角度逐步地增大。在圖26b和圖27b之間的直接過渡藉助4圓螺杆型線是不可能的。在這種情況下 通過圖2 來進行過渡。圖33:圖33a至33d示出優選的6圓螺杆型線。圖33a至33d示出在圖26a和圖 27a之間的優選的過渡。在圖33a至33d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖33a至33d 中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖33a至33d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。 在圖33a至33d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = A = 1。在圖33a至33d中第1圓弧的角 度α _1逐步地減小。圖34 圖3 至34d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖3 至34d示出在圖26a 和類似於圖^a的圖之間的優選的過渡。在圖3 至34d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。 在圖3 至34d中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖3 至34d中第2圓弧分別具有 半徑R_2 = 0。在圖；Ma至34d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 75。在圖；Ma至34d中第1圓弧的角度逐步地減小。圖35 圖3 至35d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖3 至35d示出在圖26a 和類似於圖28a和^b的圖之間的優選的過渡。在圖3 至35d中螺杆外半徑分別為RA =0. 58。在圖3 至35d中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖3 至35d中第2圓 弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖3 至35d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 5。在圖3 至35d中第1圓弧的角度α _1逐步地減小。圖36 圖36a至36d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖36a至36d示出在圖26a 和圖2 之間的優選的過渡。在圖36a至36d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖36a 至36d中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖36a至36d中第2圓弧分別具有半徑R_2 =0。在圖36a至36d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 3069。在圖36a至36d中第1圓 弧的角度逐步地減小。除了在各個圖之內螺杆型線的已述過渡之外，跨越圖的過渡也是可能的。比如圖 33a、;34a、;35a、36a或圖33b、;34b、;35b、36b的螺杆型線可以逐步地轉入彼此。圖37 圖37a至37d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖37a至37d示出基於圖 26a的優選的過渡。在圖37a至37d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖37a至37d中 第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖37a至37d中第2圓弧的半徑R_2逐步地增大。在 圖37a至37d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = A = 1。在圖37a至37d中第1圓弧的角度 α_1逐步地減小。圖38 圖38a至38d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖38a至38d示出基於圖^a 的優選的過渡。在圖38a至38d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖38a至38d中第1 圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖38a至38d中第2圓弧的半徑R_2逐步地增大。在圖 38a至38d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 75。在圖38a至38d中第1圓弧的角度α _1 逐步地減小。圖39 圖39a至39d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖39a至39d示出基於圖^a 的優選的過渡。在圖39a至39d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖39a至39d中第1 圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖39a至39d中第2圓弧的半徑R_2逐步地增大。在圖 39a至39d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 5。在圖39a至39d中第1圓弧的角度α _1 逐步地減小。圖40 圖40a至40d示出其他優選的6圓螺杆型線。圖40a至40d示出在圖^a 與圖2 之間優選的過渡。在圖40a至40d中螺杆外半徑分別為RA = 0. 58。在圖40a至 40d中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖40a至40d中第2圓弧的半徑R_2逐步地增 大。在圖40a至40d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = 0. 3069。在圖40a至40d中第1圓弧 的角度α _1逐步地減小。除了在各個圖之內螺杆型線的已述過渡之外，跨越圖的過渡也是可能的。比如圖 37a、38a、39a、40a或圖37b、38b、39b、40b的螺杆型線可以逐步地轉入彼此。在針對雙頭螺杆型線的迄今的圖中，螺杆型線總是開始於點χ = RA，y = 0。在圖 41至42中示出8圓螺杆型線的選擇，其開始於點χ < RA，y = 0，並且其中僅第3圓弧位於 螺杆外半徑上。圖41 圖41a至41d示出優選的8圓螺杆型線。圖41a至41d示出基於具有螺杆外半徑RA = 0. M的Erdmenger螺杆型線的優選的過渡。在圖41a至41d中螺杆外半徑分 別為RA = 0. M。在圖41a至41d中第1圓弧的半徑R_1逐步地增大。在圖41a至41d中 第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖41a至41d中第3圓弧分別具有半徑R_3 = RA並位 於螺杆外半徑上。在圖41a至41d中第4圓弧分別具有半徑R_4 = 0。在圖41a至41d中 第1圓弧的角度α _1逐步地減小，第2圓弧的角度α _2逐步地增大。在圖41a至41d中 第3圓弧分別具有角度α _3 = 0. 145。在圖41a至41d中第4圓弧分別具有角度α _4 = 0.3873。圖42 圖4 至42d示出其他優選的8圓螺杆型線。圖4 至42d示出基於具有 螺杆外半徑RA = 0. M的Erdmenger螺杆型線的另一優選的過渡。在圖4 至42d中螺杆 外半徑分別為RA = 0. M。在圖4 至42d中第1圓弧的半徑R_1逐步地增大。在圖4 至42d中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖4 至42d中第3圓弧分別具有半徑R_3 =RA,並位於螺杆外半徑上。在圖4 至42d中第4圓弧分別具有半徑R_4 = 0。在圖4 至42d中第1圓弧的角度α _1逐步地減小，第2圓弧的角度α _2逐步地增大。在圖4 至42d中第3圓弧分別具有角度α _3 = 0. 0419。在圖4 至42d中第4圓弧分別具有角 度 α _4 = 0. 3873。除了在各個圖之內螺杆型線的已述過渡之外，跨越圖的過渡也是可能的。比如圖 41a、4h或圖41b、42b的螺杆型線可以逐步地轉入彼此。圖43至45示出在八形狀的螺杆外殼內的產生的和被產生的螺杆型線。所有這些 附圖都具有與圖21至23相類似的結構，其中該結構已經針對這些圖進行了詳細闡述。在 螺杆型線內的數值同樣已經結合圖21至23進行了解釋。圖43 圖43a至43d示出雙頭螺杆型線的偏心定位的優選實施形式。所示的緊密 嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖26，其中這裡選擇了 RA = 0. M的螺杆外半徑。虛擬外殼 半徑為RV = 0. 54，並小於外殼半徑RG(RG = 0. 63)。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得 出。偏心定位的、雙頭的、緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的特徵在於，螺杆型線與外殼的距離 根據偏移方向大小不同。在圖43a至43d中螺杆型線分別被偏移到那個程度，使得左邊螺 杆型線的恰好一點與外殼相接觸。為此所需的偏移量取決於偏移的方向。圖43d示出特殊 情況，其中螺杆型線在大小和方向上被如此來偏移，使得兩個螺杆型線正好在一點與外殼 相接觸。這裡在η/4的角度下實現偏移。另外可以選擇螺杆型線的偏心定位，其中螺杆型 線的點與外殼不相接觸。圖44 如技術人員所已知的，在實際中，所有的螺杆元件都需要一定的間隙，更確 切地說不僅相互之間、而且相對於外殼。圖4 至44d示出不同的間隙策略。所示的緊密 嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖26a。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖4 中 示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間以及在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙 大小相同。在圖44b中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間的間隙小於在要製造 的螺杆型線與外殼之間的間隙。在圖44c中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間 的間隙大於在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙。在圖44d中示出根據圖Mc的、具有 特別大的間隙的另一實施形式。對於在要製造的螺杆型線之間的間隙，典型的在實際中存 在的間隙處於0.002至0. 1範圍中。對於在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙，典型的 在實際中存在的間隙處於0. 002至0. 1範圍中。典型的在實際中存在的間隙關於螺杆型線
29的周長是恆定的。但是也允許在要製造的螺杆型線之間的間隙以及在要製造的螺杆型線與 外殼之間的間隙關於螺杆型線的周長變化。圖45 另外還可以使要製造的螺杆型線在間隙之內進行偏移。圖4 至45d示出 可能的偏移的選擇。所示的緊密嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖^a。所示的要製造的螺杆 型線基於圖44d。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖4 至45d中分別針對兩 個要製造的螺杆型線的偏移量為VLR = VRR = 0. 02。在圖4 至45d中分別針對兩個要制 造的螺杆型線的偏移方向在VLW = VRW = 0與VLW = VRff = π /2之間逐步地變化。允許 這兩個要製造的螺杆型線相互獨立地在不同的方向上偏移，並偏移不同的量。根據用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的方 法產生的雙頭螺杆型線可以用於製造螺杆元件。這種螺杆型線尤其可以用於製造輸送元 件、混合元件、搓揉元件和過渡元件。圖46a示例性地示出一對雙頭輸送元件，其基於圖^a的螺杆型線。外殼半徑為 RG = 0.58。在兩個輸送元件之間的間隙為S = 0.02。在兩個輸送元件與外殼之間的間隙 為D = 0. 01。該輸送元件的螺距為T = 1. 2。輸送元件的長度為1. 2，這對應於螺杆型線旋 轉的角度。該外殼通過細實線在兩個輸送元件的左側和右側示出。在兩個輸送元件的 表面上另外還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓機中的流動計算。圖46b示例性地示出一對雙頭搓揉元件，其基於圖^a的螺杆型線。外殼半徑為 RG = 0.58。在兩個搓揉元件的搓揉盤之間的間隙為S = 0.02。在兩個搓揉元件的搓揉盤 與外殼之間的間隙為D = 0. 01。該搓揉元件由7個搓揉盤組成，所述搓揉盤分別右旋地相 互位錯η /6的角度。第一和最後搓揉盤具有0. 09的長度。中間的搓揉盤具有0. 18的長 度。在搓揉盤之間的槽具有0.02的長度。外殼通過細實線在兩個搓揉元件的左側和右側 示出。在兩個搓揉元件的表面上另外還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓 機中的流動計算。圖47至53示出螺紋頭數為3的螺杆型線，其中該螺杆型線按照用於產生緊密齧 合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的方法產生。在圖47至49中總是 示出螺紋頭數為3的螺杆型線的六分之一。所有這些圖都具有與圖1至20相似的結構，該 結構針對這些圖已經進行了詳細闡述。圖47至53示出螺杆型線和螺杆元件，其中無量綱的螺杆外半徑RA具有值 0. 5233,0. 53,0. 5333,0. 5433和0. 5567。用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、 具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的本發明方法並不局限於無量綱的螺杆外半徑的這些離散的 值。在採用本發明方法的情況下，可以產生無量綱的螺杆外半徑在RA大於0. 5與RA小於 或等於0. 577之間、優選在RA = 0. 51至RA = 0. 57範圍中的三頭螺杆型線。圖47 圖47a和47b示出優選的2圓螺杆型線。圖47a和47b區別在於螺杆外半 徑RA。在圖47a中螺杆外半徑為RA = 0. M33。在圖47b中螺杆外半徑為RA = 0. 5567。 在圖47a和47b中第1圓弧的半徑R_1取決於螺杆外半徑RA。在圖47a和47b中第1圓弧 分別具有角度= π/6。圖48 圖48a和48b示出優選的4圓螺杆型線。圖48a和48b區別在於螺杆外半 徑RA。在圖48a中螺杆外半徑為RA = 0. M33。在圖48b中螺杆外半徑為RA = 0. 5567。 在圖48a和48b中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖48a和48b中第2圓弧分別具有半徑R_2 = 0。在圖48a和48b中第1圓弧的角度α _1取決於螺杆外半徑RA。在圖48a 和48b中第2圓弧的角度α _2取決於螺杆外半徑RA。圖49 圖49a和49b示出其他優選的4圓螺杆型線。圖49a和49b區別在於螺杆外 半徑RA。在圖49a中螺杆外半徑為RA = 0. M33。在圖49b中螺杆外半徑為RA = 0. 5567。 在圖49a和49b中第1圓弧分別具有半徑R_1 = 0。在圖49a和49b中第2圓弧分別具有 半徑R_2 = A = 1。在圖49a和49b中第1圓弧的角度α _1取決於螺杆外半徑RA。在圖 49a和49b中第2圓弧的角度α _2取決於螺杆外半徑RA。圖47至49示出與單頭螺杆型線的圖1至3相類似建立的螺杆型線。圖47至49 示出與雙頭螺杆型線的圖25至27相類似建立的螺杆型線。在圖4至19中以及在圖28至 42中所示的單和雙頭螺杆型線可以類似地轉用到三頭螺杆型線上。從而也可以在三頭螺杆 型線的情況下以多種方式和方法來調整齒區的大小。按照在螺杆型線的側面區和齒區之間 的過渡的選擇，可以如在單頭和雙頭螺杆型線時那樣來調整對粘性液體起作用的拉伸和剪 切分量。圖50至52示出在八形狀的螺杆外殼內的產生的和被產生的螺杆型線。所有這些 圖都具有與圖21至23相類似的結構，其中該結構已經針對這些圖進行了詳細闡述。在螺 杆型線內的數值同樣已經結合圖21至23進行了解釋。圖50 圖50a至50d示出三頭螺杆型線的偏心定位的優選實施形式。所示的緊密 嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖48，其中這裡選擇了 RA = 0. 53的螺杆外半徑。虛擬外殼 半徑為RV = 0. 53，並小於外殼半徑RG(RG = 0. 63)。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得 出。偏心定位的、三頭的、緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的特徵在於，螺杆型線與外殼的距離 與兩個螺杆型線的偏移方向無關地大小相同。在圖50a至50d中螺杆型線分別被偏移到那 個程度，使得螺杆型線的恰好一點與外殼相接觸。為此所需的偏移量取決於偏移的方向。另 外可以選擇螺杆型線的偏心定位，其中螺杆型線的點與外殼不相接觸。圖51 如技術人員所已知的，在實際中，所有的螺杆元件都需要一定的間隙，更確 切地說不僅相互之間、而且相對於外殼。如技術人員所已知的以及如在書[1]中在第觀至 30頁上和在第99至105頁上可查閱的，間隙尤其可以按照軸距增大、縱向分段等距線或者 空間等距線的方法來獲得。通常沿螺杆型線的周長使用恆定的間隙。但是也可能的是，使間 隙沿螺杆型線的周長變化。圖51a至51d示出不同的間隙策略。所示的緊密嚙合的、自潔 的螺杆型線基於圖48a。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖51a中示出間隙策 略，其中在要製造的螺杆型線之間以及在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙大小相同。 在圖51b中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間的間隙小於在要製造的螺杆型線 與外殼之間的間隙。在圖51c中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間的間隙大於 在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙。在圖51d中示出根據圖51c的、具有特別大的間 隙的另一實施形式。對於在要製造的螺杆型線之間的間隙，典型的在實際中存在的間隙處 於0.002至0. 1範圍中。對於在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙，典型的在實際中存 在的間隙處於0. 002至0. 1範圍中。典型的在實際中存在的間隙關於螺杆型線的周長是恆 定的。但是也允許使在要製造的螺杆型線之間的間隙以及在要製造的螺杆型線與外殼之間 的間隙關於螺杆型線的周長變化。圖52 另外還可以使要製造的螺杆型線在間隙之內進行偏移。圖5 至52d示出可能的偏移的選擇。所示的緊密嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖48a。所示的要製造的螺杆 型線基於圖51d。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖5 至52d中分別針對兩 個要製造的螺杆型線的偏移量為VLR = VRR = 0. 02。在圖5 至52d中分別針對兩個要制 造的螺杆型線的偏移方向在VLW = VRW = 0與VLW = VRff = π /3之間逐步地變化。允許 這兩個要製造的螺杆型線相互獨立地在不同的方向上偏移，並偏移不同的量。根據用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的方 法產生的三頭螺杆型線可以用於製造螺杆元件。這種螺杆型線尤其可以用於製造輸送元 件、混合元件、搓揉元件和過渡元件。圖53a示例性地示出一對三頭輸送元件，其基於圖48a的螺杆型線。外殼半徑為 RG = 03433。在兩個輸送元件之間的間隙為S = 0.02。在兩個輸送元件與外殼之間的間 隙為D = 0. 01。該輸送元件的螺距為T = 1. 8。輸送元件的長度為1. 2，這對應於螺杆型線 旋轉1.3333*π的角度。外殼通過細實線在兩個輸送元件的左側和右側示出。在兩個輸送 元件的表面上另外還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓機中的流動計算。圖5 示例性地示出一對三頭搓揉元件，其基於圖48a的螺杆型線。外殼半徑為 RG = 03433。在兩個搓揉元件的搓揉盤之間的間隙為S = 0.02。在兩個搓揉元件的搓揉 盤與外殼之間的間隙為D = 0. 01。搓揉元件由7個搓揉盤組成，所述搓揉盤分別右旋地相 互位錯η /9的角度。第一和最後搓揉盤具有0. 09的長度。中間的搓揉盤具有0. 18的長 度。在搓揉盤之間的槽具有0.02的長度。外殼通過細實線在兩個搓揉元件的左側和右側 示出。在兩個搓揉元件的表面上另外還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓 機中的流動計算。圖M至60示出螺紋頭數為4的螺杆型線，其中該螺杆型線按照用於產生緊密齧 合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的方法產生。在圖M至56中總是 示出螺紋頭數為4的螺杆型線的八分之一。所有這些圖都具有與圖1至20相似的結構，該 結構針對這些圖已經進行了詳細闡述。圖M至60示出螺杆型線和螺杆元件，其中無量綱的螺杆外半徑RA具有值 0. 5083,0. 515,0. 5183,0. 5217和0. 5283。用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉 的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的本發明方法並不局限於無量綱的螺杆外半徑的這些離散 的值。在採用本發明方法的情況下，可以產生無量綱的螺杆外半徑在RA大於0. 5與RA小 於或等於0. 541之間、優選在RA = 0. 505至RA = 0. 536範圍中的四頭螺杆型線。圖M 圖5 和54b示出優選的2圓螺杆型線。圖5 和54b區別在於螺杆外半 徑RA。在圖Ma中螺杆外半徑為RA = 0. 5217。在圖Mb中螺杆外半徑為RA = 0. 5283。 在圖5 和54b中第1圓弧的半徑R_1取決於螺杆外半徑RA。在圖5 和54b中第1圓弧 分別具有角度= π/8。圖55 圖5 和5 示出優選的4圓螺杆型線。圖5 和55b區別在於螺杆外半 徑RA。在圖55a中螺杆外半徑為RA = 0. 5217。在圖55b中螺杆外半徑為RA = 0. 5283。 在圖5 和55b中第1圓弧分別具有半徑R_1 = RA。在圖5 和55b中第2圓弧分別具有 半徑R_2 = 0。在圖5 和55b中第1圓弧的角度α _1取決於螺杆外半徑RA。在圖5 和55b中第2圓弧的角度α _2取決於螺杆外半徑RA。圖56 圖56a和56b示出其他優選的4圓螺杆型線。圖56a和56b區別在於螺杆外半徑RA。在圖56a中螺杆外半徑為RA = 0. 5217。在圖56b中螺杆外半徑為RA = 0. 5283。 在圖56a和56b中第1圓弧分別具有半徑R_1 = 0。在圖56a和56b中第2圓弧分別具有 半徑R_2 = A = 1。在圖56a和56b中第1圓弧的角度α _1取決於螺杆外半徑RA。在圖 56a和56b中第2圓弧的角度α _2取決於螺杆外半徑RA。圖討至56示出與單頭螺杆型線的圖1至3相類似建立的螺杆型線。圖討至 56示出與雙頭螺杆型線的圖25至27相類似建立的螺杆型線。圖M至56示出與三頭螺 杆型線的圖47至49相類似建立的螺杆型線。在圖4至19中以及在圖28至42中所示的 單和雙頭螺杆型線可以類似地轉用到四頭螺杆型線上。從而也可以在四頭螺杆型線中以 多種方式和方法來調整齒區的大小。按照在螺杆型線的側面區(Flankenbereich)和齒區 (Kammbereich)之間的過渡的選擇，可以如在單頭、雙頭和三頭螺杆型線時那樣來調整對粘 性液體起作用的拉伸和剪切分量。如從圖1至20、圖25至42、圖47至49以及圖M至56得知，ζ頭螺杆型線段的 第二部分的圓弧的圓心點可以特別簡單地通過以下方式來獲得，即把螺杆型線段的第一部 分的圓弧的圓心點關於向坐標原點偏移的直線FP鏡像。在所述的圖中，直線FP的斜率對 於螺紋頭數ζ = 1等於0，對於螺紋頭數ζ > 1等於-1/^11(^1/(2*2))，其中π是圓周率。圖57至59示出在八形狀的螺杆外殼內的產生的和被產生的螺杆型線。所有這些 圖都具有與圖21至23相類似的結構，其中該結構已經針對這些圖進行了詳細闡述。在螺 杆型線內的數值同樣已經結合圖21至23進行了解釋。圖57 圖57a至57d示出四頭螺杆型線的偏心定位的優選實施形式。所示的緊密 嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖55，其中這裡選擇了 RA = 0. 515的螺杆外半徑。虛擬外殼 半徑為RV = 0. 515，並小於外殼半徑RG(RG = 0. 63)。其他的幾何特徵參數可以從各個圖 得出。偏心定位的、四頭的、緊密嚙合的、自潔的螺杆型線的特徵在於，螺杆型線與外殼的距 離根據偏移方向大小不同。螺杆型線在圖57a至57c中分別被偏移到那個程度，使得左側 螺杆型線的恰好一點與外殼相接觸。為此所需的偏移量取決於偏移的方向。圖57d示出特 殊情況，其中該螺杆型線在大小和方向上如此被偏移，使得兩個螺杆型線在恰好一點與外 殼相接觸。這裡在η/8的角度下進行偏移。另外也可以選擇螺杆型線的偏心定位，其中螺 杆型線的點與外殼不相接觸。圖58 如技術人員所已知的，在實際中，所有的螺杆元件都需要一定的間隙，更確 切地說不僅相互之間、而且相對於外殼。圖58a至58d示出不同的間隙策略。所示的緊密 嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖55b。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖58a中 示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間以及在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙 大小相同。在圖58b中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間的間隙小於在要製造 的螺杆型線與外殼之間的間隙。在圖58c中示出間隙策略，其中在要製造的螺杆型線之間 的間隙大於在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙。在圖58d中示出根據圖58c的、具有 特別大的間隙的另一實施形式。對於在要製造的螺杆型線之間的間隙，典型的在實際中存 在的間隙處於0.002至0. 1範圍中。對於在要製造的螺杆型線與外殼之間的間隙，典型的 在實際中存在的間隙處於0. 002至0. 1範圍中。典型的在實際中存在的間隙關於螺杆型線 的周長是恆定的。但是也可以使在要製造的螺杆型線之間的間隙以及在要製造的螺杆型線 與外殼之間的間隙關於螺杆型線的周長變化。
圖59 另外還可以使要製造的螺杆型線在間隙之內進行偏移。圖59a至59d示出 可能的偏移的選擇。所示的緊密嚙合的、自潔的螺杆型線基於圖55b。所示的要製造的螺杆 型線基於圖58d。其他的幾何特徵參數可以從各個圖得出。在圖59a至59d中分別針對兩 個要製造的螺杆型線的偏移量為VLR = VRR = 0. 02。在圖59a至59d中分別針對兩個要制 造的螺杆型線的偏移方向在VLW = VRW = 0與VLW = VRff = π /4之間逐步地變化。允許 這兩個要製造的螺杆型線相互獨立地在不同的方向上偏移，並偏移不同的量。根據用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、具有螺紋頭數ζ的螺杆型線的方 法產生的四頭螺杆型線可以用於製造螺杆元件。這種螺杆型線尤其可以用於製造輸送元 件、混合元件、搓揉元件和過渡元件。圖60a示例性地示出一對四頭輸送元件，其基於圖55a的螺杆型線。外殼半徑為 RG = 0.5217。在兩個輸送元件之間的間隙為S = 0.02。在兩個輸送元件與外殼之間的間 隙為D = 0. 01。該輸送元件的螺距為T = 2. 4。輸送元件的長度為1. 2，這對應於螺杆型線 旋轉η的角度。外殼通過細實線在兩個輸送元件的左側和右側示出。在兩個輸送元件的 表面上另外還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓機中的流動計算。圖60b示例性地示出一對四頭搓揉元件，其基於圖55a的螺杆型線。外殼半徑為 RG = 0.5217。在兩個搓揉元件的搓揉盤之間的間隙為S = 0.02。在兩個搓揉元件的搓揉 盤與外殼之間的間隙為D = 0. 01。搓揉元件由7個搓揉盤組成，所述搓揉盤分別右旋地相 互位錯η /12的角度。第一和最後搓揉盤具有0. 09的長度。中間的搓揉盤具有0. 18的長 度。在搓揉盤之間的槽具有0.02的長度。外殼通過細實線在兩個搓揉元件的左側和右側 示出。在兩個搓揉元件的表面上另外還示出可能的計算網格，其可以用於在兩和多軸擠壓 機中的流動計算。圖6 和62b示出本發明方法的具體實施形式VKl的特點。圖6 示意性地示出螺杆元件對的截面型線，其中所述螺杆元件對藉助本發明方 法的具體實施形式VKl產生。產生的螺杆型線在該圖中由5個圓弧1、2、3、4和5組成，所 述圓弧圍繞迴轉中點(x、y坐標系的原點)逆時針布置。外半徑RA被選擇為RA = 0.63。 第一圓弧1的起始點和圓心點根據本發明方法的具體實施形式VKl而被放置在χ軸上。基 於第一圓弧1來構造產生的和被產生的螺杆型線的其他圓弧。在此圓弧5使產生的螺杆型 線閉合，並根據本發明以切線的方式轉入圓弧1。圓弧1和圓弧5具有相同的圓心點和相 同的半徑。被產生的螺杆型線的相對應的圓弧1』和5』同樣具有相同的圓心點和相同的半 徑，其中所述圓弧1』和5』可以根據本發明由產生的螺杆型線的的圓弧1和5來構造。具 有角度和α_5的圓弧1和5因此可以組成為具有角度α_1+α_5的圓弧。同樣被 產生的螺杆型線的具有角度α_Γ和α_5』的相對應的圓弧1』和5』可以組成為具有角度 α_1』+α_5』的圓弧。從而通過應用實施形式VKl能夠產生之後可以以所述的方式被「簡 化」的螺杆型線的特點談及，在VKl中第一圓弧的圓心點和起始點被放置在χ軸上。在根據 本發明產生螺杆型線時，產生的和被產生的螺杆型線的接觸點位於χ軸上。但完成了的螺 杆型線(見圖62b)在圍繞其相應的迴轉中點同向旋轉時不具有位於χ軸上並同時是產生 型線的圓弧的起始或終點的接觸點。因此在具體實施形式VKl中「輔助地」把圓弧劃分成 兩個圓弧，這兩個圓弧在構造之後再次組合為一個。圖62b示出圖62a的截面型線的「簡化」構造，其中圖62a的圓弧1和5以及1，和5，被分別組合為圖62b中的圓弧1和1，。同樣適用於具體的實施形式VK2。在提及的圖中使用最多16個圓弧來描述產生的或被產生的螺杆型線。但根據本 發明的方法V0、VA1、VA2、VA3、VK1和VK2在任何情況下都不局限於最多16個圓弧。更確切 地說，能夠考慮任意多的圓弧來產生螺杆型線。從而能夠完全如此構造螺杆的型線，使得其 最佳地適用於預先給定的任務。按照現有技術已知的螺杆元件絕大部分不是根據具體任務 來最佳地設計的。更確切地說，製造商與具體任務無關地從固定的積木式系統來提供螺杆 元件(輸送、搓揉和混合元件)。通過本發明首次能夠幾乎完全自由地設計自潔的螺杆元件 的型線，並從而根據應用通過相應應用的參數的最小變化來優化。另外還能夠對不是由圓 弧建立的並從而不是自潔的螺杆型線通過足夠高數量的圓弧以所期望的精度來進行近似。 在此藉助圓弧近似的型線自然是自潔的。由(產生的或被產生的)螺杆型線可以計算縱向分段型線。優選地利用螺杆型線 的每個圓弧，用以藉助顯函數來計算縱向分段(Langsschnitt)的屬於該圓弧的部分。在第一步驟中，為了計算螺杆型線的圓弧的點的距離S，直線g與圓弧1Λ的交點 (Sx, Sy)被確定，其中該直線g的特徵在於，所述的直線位於螺杆型線的平面中，穿過螺杆 型線的迴轉點，並且直線的取向通過角度ψ來給出，該圓弧1Λ的特徵在於其半徑r以及其 圓心點的位置(Mx，My)。在第二步驟中計算交點(&c，Sy)與螺杆型線的迴轉點的距離。直 線與圓弧的交點的計算可以通過顯函數來表示。同樣適用於距離計算。對於距離從而適用 s=s(cp, r, Mx, My)。角度φ可以在螺杆元件的已知螺距t的情況下通過φ/^Λ被換算為 軸位置 z_ax，使得s=s(z—ax, r,Mx, My)=s(tp/27i*t, r, Mx, My)適用於距離。函數 s(z_ ax, r, Mx, My)描述螺杆型線的圓弧的所搜索的縱向分段。
權利要求
1.用於產生平的、緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的、在產生的和被產生的螺杆型線的 迴轉軸之間具有可選軸距a的螺杆型線的方法，其特徵在於，產生的螺杆型線由η個圓弧構 成，被產生的螺杆型線由η』個圓弧構成，其中-產生的螺杆型線和被產生的螺杆型線位於一個平面中，-產生的螺杆型線的迴轉軸和被產生的螺杆型線的迴轉軸分別垂直於螺杆型線的所述 平面，其中產生的螺杆型線的迴轉軸與所述平面的交點被稱作產生的螺杆型線的迴轉點， 被產生的螺杆型線的迴轉軸與所述平面的交點被稱作被產生的螺杆型線的迴轉點， -選擇產生的螺杆型線的圓弧的數量η，其中η是大於或等於1的整數， -選擇產生的螺杆型線的外半徑ra，其中ra可以採用大於0(ra > 0)並小於或等於軸 距(ra彡a)的值，-選擇產生的螺杆型線的核半徑ri，其中ri可以採用大於或等於0(ri >0)並小於或 等於ra(ri ( ra)的值，-產生的螺杆型線的圓弧根據以下的布置規則布置，使得〇產生的螺杆型線的所有圓弧以切線的方式轉入彼此，使得得到閉合的、凸出的螺杆 型線，其中半徑等於0的圓弧象半徑等於印s的圓弧那樣被處理，其中印s是非常小的正實 數，其趨向於0(印s << 1，eps — 0)，〇產生的螺杆型線的圓弧中的每一個都位於具有外半徑ra和核半徑ri的圓環之內或 界限上，該圓環的圓心點位於產生的螺杆型線的迴轉點上，〇產生的螺杆型線的圓弧中的至少一個接觸產生的螺杆型線的外半徑ra， 〇產生的螺杆型線的圓弧中的至少一個接觸產生的螺杆型線的核半徑ri， -選擇產生的螺杆型線的第一圓弧的大小，其中該大小通過角度α_1和半徑r_來確 定，使得角度以弧度為單位大於或等於0並小於或等於2 π，其中π能被理解為圓周 率(π ^3. 14159)，並且半徑r_l大於或等於0並小於或等於軸距a，並且產生的螺杆型 線的該第一圓弧的位置根據所述的布置規則來確定，其中所述位置通過該第一圓弧的兩個 不同點的定位而得到，其中該第一圓弧的要定位的第一點優選地是屬於該第一圓弧的起始 點，並且其中該第一圓弧的要定位的第二點優選地是屬於該第一圓弧的圓心點，-選擇產生的螺杆型線的其他n-2個圓弧的大小，其中所述大小通過角度α_2，...， α_(η-1)和半徑r_2，...，r_(n-l)來確定，使得角度α _2，. . .，α _(n_l)以弧度為單位大 於或等於0並小於或等於2 π，並且半徑r_2，. . .，r_(n-l)大於或等於0並小於或等於軸 距a，並且產生的螺杆型線的所述其他n-2個圓弧的位置根據所述的布置規則來確定，-通過以下方式給出產生的螺杆型線的最後圓弧的大小，其中該大小通過角度α _η和 半徑r_n來確定，即產生的螺杆型線的η個圓弧的η個角度之和以弧度為單位等於2 π，其 中角度α _η以弧度為單位大於或等於0並小於或等於2 π，並且半徑r_n使產生的螺杆型 線閉合，其中半徑r_n大於或等於0並小於或等於軸距a，並且產生的螺杆型線的所述最後 圓弧的位置根據所述的布置規則來確定，-從產生的螺杆型線的η個圓弧通過以下方式得到被產生的螺杆型線的η』個圓弧，即 〇被產生的螺杆型線的圓弧的數量η』等於產生的螺杆型線的圓弧的數量η，其中η』為 整數，〇被產生的螺杆型線的外半徑ra』等於軸距減產生的螺杆型線的核半徑ri之差(ra』=a-ri),〇被產生的螺杆型線的核半徑ri』等於軸距減產生的螺杆型線的外半徑ra之差(ri』 =a~ra)，〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的角度a_i』等於產生的螺杆型線的第i個圓弧 的角度a_i，其中i和i』是整數，其一起經歷在從1至圓弧的數量η或η』的範圍中的所有 值(α _1，= α _1，· · ·，α _η，= α _η),〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的半徑r_i』與產生的螺杆型線的第i個圓弧的半 徑r_i之和等於軸距a，其中i和i』是整數，其一起經歷在1至圓弧的數量η或η』的範圍 中的所有值(r_l' +r_l = a，· · ·，r_n，+r_n = a)，〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的圓心點與產生的螺杆型線的第i個圓弧的圓心 點具有距離，該距離等於軸距a，並且被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的圓心點與被產生 的螺杆型線的迴轉點具有距離，該距離等於產生的螺杆型線的第i個圓弧的圓心點與產生 的螺杆型線的迴轉點的距離，並且在被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的圓心點與產生的螺 杆型線的第i個圓弧的圓心點之間的連接線是在被產生的螺杆型線的迴轉點與產生的螺 杆型線的迴轉點之間的連接線的平行線，其中i和i』是整數，其一起經歷在1至圓弧的數 量η或η』的範圍中的所有值(i』 = i)，〇被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的起始點關於被產生的螺杆型線的第i』個圓弧的 圓心點位於與產生的螺杆型線的第i個圓弧的起始點關於產生的螺杆型線的第i個圓弧的 圓心點所具有的方向相反的方向上，其中i和i』是整數，其一起經歷在1至圓弧的數量η 或η』的範圍中的所有值(i』 = i)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，產生的螺杆型線的螺杆外半徑ra等於被 產生的螺杆型線的螺杆外半徑ra』，並且產生的螺杆型線的核半徑ri等於被產生的螺杆型 線的核半徑ri』。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，-選擇螺紋頭數z，其中ζ是大於或等於1的整數， -選擇產生的螺杆型線的圓弧的數量n，使得該數量是4*z的整數倍p， -產生的螺杆型線被劃分成2 個段，其特徵在於〇每個段通過兩個直線來限定，所述兩個直線相互形成η/ζ弧度的角度，並相交 於產生的螺杆型線的迴轉點，其中這兩個直線被稱作段界限，其中η能被理解為圓周率 (31 ^ 3. 14159)，〇所述2 個段中的每一個都被劃分成第一和第二部分， 〇段的第一部分由P個圓弧構成，所述圓弧以升序或降序來編號， 〇P個圓弧所屬的角度α_1，...，α _Ρ被選擇，使得所述角度之和等於，其 中角度α_1，...，α _ρ以弧度為單位大於或等於O並小於或等於πΛ2^)，〇段的第二部分由P』個圓弧構成，所述圓弧以與段的第一部分的圓弧相反的順序來編 號，其中ρ』是等於ρ的整數，〇P』個圓弧所屬的角度α_Ρ』，...，α _1』通過以下方式來確定，即段的第二部分的 第j』個圓弧的角度a_j』等於段的第一部分的第j個圓弧的角度a_j，其中j和j』是整 數，其一起經歷在1至圓弧的數量P或P』的範圍中的所有值(a_l』 = a_l,...,a_p'=α _ρ)，〇段的第二部分的第j』個圓弧的半徑r_j』與段的第一部分的第j個圓弧的半徑r_j 之和等於軸距a，其中j和j』是整數，其一起經歷在1至圓弧的數量ρ或P』的範圍中的所 有值(γ_Γ +r_l = a, . . . , r_p，+r_p = a),〇在段的第一部分中螺杆型線開始的圓弧所屬的圓心點和所屬的起始點根據圓弧的 布置順時針或逆時針地被放置在該段的段界限之一上，〇在段的第一部分中螺杆型線結束的圓弧所屬的終點與直線FP相切於一點，其中該 直線FP垂直於該段的兩個段界限的角二等分線，並在該段的方向上與產生的螺杆型線的 迴轉點具有距離，該距離等於一半的軸距，其中角二等分線如段界限那樣穿過產生的螺杆 型線的迴轉點。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，螺杆型線段在產生的螺杆型線的2 個段 之一中被預先給定，並且其他的螺杆型線段通過使預先給定的螺杆型線段關於段界限連續 鏡像來產生。
5.根據權利要求2至4所述的方法，其特徵在於，單頭螺杆型線沿著段界限被偏移。
6.根據權利要求1至5所述的方法，其特徵在於，螺杆型線偏心地被布置。
7.根據權利要求1至6之一所述的方法用於製造螺杆元件。
8.根據權利要求7所述的方法，其中螺杆元件作為混合元件或輸送元件被構造，其特 徵在於，它們是右旋或左旋的，並且根據軸距歸一化的螺距處於0. 1至10的範圍中，並且元 件的根據軸距歸一化的長度處於0. 1至10的範圍中。
9.根據權利要求7所述的方法，其中螺杆元件作為搓揉元件被構造，其特徵在於，右旋 或左旋或不偏不倚地布置搓揉盤，並且揉搓盤的根據軸距歸一化的長度處於0. 05至10的 範圍中。
10.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，產生過渡元件，其方式是，第一產生的螺 杆型線或第一被產生的螺杆型線的一個或多個圓弧的大小和/或位置連續地轉變為第二 產生的螺杆型線或第二被產生的螺杆型線的一個或多個圓弧的大小和/或位置，其特徵在 於，過渡元件是右旋或左旋的，並且根據軸距歸一化的螺距處於0. 1至10的範圍中，並且元 件的根據軸距歸一化的長度處於0. 1至10的範圍中。
11.根據權利要求7至10之一所述的方法，其特徵在於，螺杆元件具有間隙，其中在 螺杆之間的間隙處於0. 002倍至0. 1倍軸距的範圍中，並且在螺杆與外殼之間的間隙處於 0. 002倍至0. 1倍軸距的範圍中。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，螺杆元件在間隙之內偏心地偏移。
13.具有程序代碼裝置的電腦程式產品，其中所述程序代碼裝置存儲在計算機可讀 的數據載體上，用以當電腦程式產品在計算機上被執行時實施根據權利要求1至12之一 所述的方法。
14.根據權利要求13所述的電腦程式產品，其特徵在於，螺杆型線被用於產生至少 一個計算網格，在所計算網格上計算在兩和多軸擠壓機中的流動，其中至少一個計算網格 映射輸送元件、混合元件、搓揉元件或過渡元件。
15.按照根據權利要求1至12之一所述的方法所產生的螺杆元件。
全文摘要
本發明涉及一種用於產生緊密嚙合的、自潔的、同向旋轉的螺杆型線的方法、螺杆型線在螺杆和過渡元件中的應用、通過該方法所產生的新型螺杆型線以及用於在計算機系統上實施該方法的電腦程式產品。
文檔編號B29C47/40GK102066083SQ200980123272
公開日2011年5月18日 申請日期2009年5月19日 優先權日2008年6月20日
發明者M·比爾德爾, T·克尼希, U·利森費爾德 申請人:拜爾技術服務有限責任公司