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Title:
PROFILED CONTOUR OF A SCREW PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/057044
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the production of screw pump rotors comprising a pitch and/or depth of teeth which can be modified along the axis of the rotor. By means of a simple profiled machine tool (7), a first part of the profiled flank contour is clearly defined along the rotor axis (8) by means of its specific tool guide mechanism, and is then produced in a definitive manner. The remaining second part of the profiled flank contour is then determined according to the rolling movement of the pair of rotors according to the first part of the profiled flank contour carried out by the tool, by means of an approximation which is as precise as possible. It is thus possible to obtain transversally different profiled contours according to the pitch and/or depth of teeth which can be modified along the axis of the rotor. A disk milling cutter is selected to be used as a profiled machine tool.

Inventors:
Steffens, Ralf (Im Wolfischbühl 37/4 Steinen, 79585, DE)
Application Number:
PCT/EP2002/000247
Publication Date:
July 25, 2002
Filing Date:
January 12, 2002
Export Citation:
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Assignee:
Steffens, Ralf (Im Wolfischbühl 37/4 Steinen, 79585, DE)
International Classes:
B23C3/32; B23G1/32; F04C18/16; (IPC1-7): B23G1/32
Foreign References:
DE3804291A1
GB366206A
DE19806608A1
US3343458A
Attorney, Agent or Firm:
Bauer, Wulf (Lindenallee 43 Köln-Marienburg, 50968, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen der Profilkontur für das Spindelro torpaar einer Schraubenspindelpumpe mit innerer Verdich tung durch Änderung der Profilsteigung und/oder der Zahn höhe längs der Rotorachse, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der Profilkontur durch ein einfaches Bear beitungswerkzeug während dessen Bearbeitungsbewegung in Rotorlängsachse zur Erzeugung der inneren Verdichtung durch Änderungen der Profilsteigung und/oder der Zahnhöhe direkt festgelegt und definitiv erzeugt wird, und dass der andere Teil der Profilkontur nach diesem von dem Bearbei tungswerkzeug erzeugten Flankenverlauf bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkontur einer Schraubenspindelpumpe der von dem einfachen Bearbeitungswerkzeug erzeugte erste Teil der Profilkontur den gesamten Fußprofilverlauf unterhalb des Wälzkreises ergibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug für den ersten Teil der Pro filkontur ein Scheibenfräser ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug für den ersten Teil der Profilkontur in dem Bereich der geringsten Stei gung die beiden Profilflankenseiten gleichzeitig festlegt und bearbeitet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das einfache Bearbeitungswerkzeug durch gezielte Steuerung der Rotationsbewegung des Spindelrotors im Verhältnis zur Bewegung des Bearbeitungswerkzeuges längs der Spindelrotorachse die gewünschte Steigungsände rung erzeugt.
Description:
Profilkontur einer Schraubenspindelpumpe Die Erfindung betrifft die Erzeugung der Profilkontur für das Spindelrotorpaar einer Schraubenspindelpumpe mit innerer Ver- dichtung durch Änderung der Profilsteigung und/oder der Zahn- höhe längs der Rotorachse.

Die Erfindung betrifft ferner ein mit der erzeugten Profilkon- tur versehenes Schraubenspindelpaar.

Derartige Schraubenspindelpumpen sind beispielsweise aus DE 29 34 065 Al, 195 30 662 A1 oder aus WO 01/57401 A1 bekannt und gewinnen insbesondere in der Vakuumtechnik, also als Saugpum- pen, verstärkt an Bedeutung, denn durch zunehmende Verpflich- tungen bei Umweltschutzvorschriften und steigenden Betriebs- und Entsorgungskosten sowie durch erhöhte Anforderungen an die Reinheit des Fördermediums werden die bekannten nasslaufenden Vakuumsysteme wie Flüssigkeitsringmaschinen und Drehschieber- pumpen immer häufiger durch trockenverdichtende Pumpen ersetzt.

Zu diesen trockenverdichtenden Maschinen gehören Schraubenspin- delpumpen, Membranpumpen, Kolbenpumpen, Scrollmaschinen sowie Wälzkolbenpumpen.

Diesen Maschinen ist jedoch gemeinsam, dass sie den häufig ge- stellten Ansprüchen an Zuverlässigkeit und Robustheit sowie Baugröße und Gewicht bei gleichzeitig niedrigem Preisniveau noch nicht zufriedenstellend entsprechen.

Zunehmend werden in der Vakuumtechnik die trockenverdichtenden Schraubenspindelpumpen eingesetzt, weil sie als typische Zwei- Wellen-Verdrängermaschinen das vakuumspezifisch erforderlich

hohe Kompressionsvermögen einfach dadurch realisieren, dass sie äußerst unkompliziert die notwendige Mehrstufigkeit als Hinter- einanderschaltung mehrerer abgeschlossener Arbeitskammern über die Anzahl der Umschlingungen je Spindelrotor erreichen. Des weiteren werden durch die berührungslose Abwälzung der Spindel- rotoren erhöhte Rotordrehzahlen ermöglicht, so dass relativ zur absoluten Baugröße der Maschine gleichzeitig Nennsaugvermögen sowie volumetrischer Wirkungsgrad und Liefergrad in vorteilhaf- ter Weise ansteigen. Im Gegensatz zu den bekannten Flüssigkei- ten fördernden Schraubenspindelpumpen ist es bei den gasför- dernden Schraubenspindelpumpen für einen reduzierten Leistungs- verbrauch sehr wichtig, eine innere Verdichtung zu realisieren.

Dabei wird nach dem Arbeitsprinzip einer Verdrängermaschine das saugseitig eingeschlossene Gasvolumen während seines Transports zum Auslaß um einen gewählten Faktor verringert, indem insbe- sondere die Steigung und/oder die Zahnhöhe der miteinander kämmenden Schraubenspindeln reduziert werden.

Gleichzeitig ist für die berührungsfreie Rotation der beiden als Schraubenspindeln ausgebildeten Verdrängerrotoren mit mög- lichst geringem Spalt zwischen den Spindelprofilflanken ein Profilkonturverlauf erforderlich, der in der x-y-Stirnschnitt- ebene, also senkrecht zur Rotorlängsachse z, nach dem bekannten Verzahnungsgesetz abwälzfähig ist.

Zum Erzeugen von Schraubenspindelrotoren mit in Längsrichtung veränderlicher Steigung wird gemäß dem bekannten Stand der Technik ein nach dem Verzahnungsgesetz abwälzfähiger Profilver- lauf in der x-y-Stirnschnittebene ausgewählt und in Richtung der Rotorlängsachse entlang einer Schraubenlinie in z-Achsrich- tung mit unterschiedlicher Schrittweite durch"Hochziehen"im Sinne eines"kontinuierlichen Aufeinandersetzens"entwickelt, so dass auf diese Weise der gewünschte Schraubenspindelrotor

mit sich in seiner Längsrichtung verändernder Steigung ent- steht.

Dies ist auf einem CAD-System gut darstellbar oder erzeugbar.

Bei der Produktion beginnen dann jedoch erhebliche Schwierig- keiten, denn es ist mathematisch eindeutig und zwingend, dass sich der Spindelprofilkonturverlauf für die Fertigung abhängig von der Steigung längs der Rotorachse verändert. Denn die in der x-y-Stirnschnittebene nach dem Verzahnungsgesetz klar defi- nierte Flankenkontur muss sich mathematisch eindeutig und zwingend sowohl in der Ebene des Achsschnittes als auch des Normalschnittes bei der beschriebenen Entwicklung in Rotor- längsachsrichtung entlang der gewählten Spirale beziehungsweise Schraubenlinie verändern abhängig von der jeweiligen Steigung, die in Rotorlängsachsrichtung zur Realisation der inneren Ver- dichtung einem gewünschten Funktionsverlauf folgt. An dieser Stelle beginnen die fertigungstechnischen Schwierigkeiten, denn die festen Werkzeuge zum Erzeugen der Schraubenlinienförmigen Nut folgen abhängig vom gewählten Bearbeitungsverfahren aus- schließlich dem Profilflankenverlauf im Achsschnitt oder Nor- malschnitt. Indem die Profilflankenkonturen sich in diesen Ebenen jedoch, wie vorstehend beschrieben, längs der Rotorachse abhängig vom jeweiligen Wert der Flankensteigung verändern, ist diese Fertigung mit den bekannten Werkzeugen aufwendig.

Dieses Problem wird noch verschärft durch die sogenannte"Kamm- fertigung"am auslassseitigen Rotorende : Im Sinne einer inneren Verdichtung nimmt die Steigung von der Gaseinlassseite zur Aus- lassseite um den Wert der gewünschten inneren Verdichtung ab, so dass auslassseitig die Steigung am geringsten ist. Damit er- gibt sich für die Spindelrotorfertigung die Schwierigkeit, mit dem gewählten Werkzeug bei abnehmender Profilzahnlückenweite relativ tief in den zu bearbeitenden Spindelrotor eintauchen zu müssen, um die gewünschte Flankenkontur zu erzeugen, was wegen

der Steifigkeit des gewählten Werkzeugs nur begrenzt möglich ist.

Bei konstanter Steigung und gleichbleibender Profilzahntiefe wie dies bei flüssigkeitsfördernden Schraubenspindelpumpen wegen des praktisch inkompressiblen Verhaltens einer Flüssig- keit seit langem bekannt ist, gibt es diese Schwierigkeiten der sich in Rotorlängsachse verändernden Profilkonturflanken in Achs-beziehungsweise Normalschnittebene nicht. Erst der Wunsch nach der sich in Längsrichtung verändernden Steigung zur leistungseinsparenden Verdichtung für kompressible Fördermedien verursache die geschilderten Schwierigkeiten bei der Fertigung.

Sinngemäß ähnliche Problemstellungen ergeben sich, wenn zusätz- lich oder alternativ noch die Profilzahnhöhe in Rotorlängsachse verändert wird, um die innere Verdichtung zu verwirklichen oder zu steigern.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine möglichst einfache und preiswerte Herstellung für Schraubenspindelrotoren mit der Aus- führung einer inneren Verdichtung durch längs der Rotorachse veränderliche Steigung und/oder Zahnhöhe zu ermöglichen und entsprechende Schraubenspindelrotoren zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein einfaches Profilbearbeitungswerkzeug einen ersten Teil der Pro- filflanke durch das eigene charakteristische Herstellungsver- fahren mit seiner spezifischen Werkzeugführung entlang der Ro- torachse eindeutig definiert und endgültig fest erzeugt und dass der verbleibende zweite Teil der Profilflankenkontur ent- sprechend der Abwälzbewegung des Rotorpaares nach diesem vom Werkzeug festgelegten ersten Teil der Flankenprofilkontur durch weitestgehende Annäherung ermittelt wird, so dass sich abhängig von der längs der Rotorachse veränderlichen Steigung und/oder Zahnhöhe im Stirnschnitt jeweils unterschiedliche Profilkontu-

ren ergeben. Es wird also für die Erzeugung der Profilkontur der erste Teil der Profilkontur durch ein einfaches Bearbei- tungswerkzeug während dessen Bearbeitungsbewegung in Rotor- längsachse zur Erzeugung der inneren Verdichtung durch Änderung der Profilsteigung und/oder der Zahnhöhe direkt festgelegt und definitiv erzeugt und der andere Teil der Profilkontur nach diesem von dem Bearbeitungswerkzeug erzeugten Flankenverlauf bestimmt.

Unter"einfachem Werkzeug"ist dabei ein werkstückungebundenes Werkzeug zu verstehen. Es ist also zur Fertigung eines ge- wünschten Spindelrotors als Werkstück nicht unbedingt ein spe- zielles, eigenes oder besonderes Werkzeug erforderlich.

Als einfaches Werkzeug wird ein solches Werkzeug verstanden, welches über die Rotorlängsachse unterschiedliche Stirnschnitte erzeugt, wobei dieses"einfache Werkzeug"die Profilkontur be- stimmt.

Dieses"einfache", also werkstückungebundene Werkzeug erzeugt bei seinem Bearbeitungsgang durch das Werkstück in der ge- wünschten Profilzahnhöhe beziehungsweise-tiefe eine bestimmte Profilflanke, deren Verlauf neben der Werkzeuggeometrie ursäch- lich von der Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück de- finiert wird. Während die Werkzeuggeometrie als Ursprungs-oder Ausgangsgröße nicht mehr verändert, sondern lediglich als Startgröße anfänglich hinsichtlich der kleinsten Zahnlücken- breite und einem guten Profilannäherungskompriß sowie geringem Preis ausgewählt wird, ist die gesteuerte Bewegung des Werk- zeuges gegenüber dem Werkstück maßgeblich für die Beeinflussung der Profilgeometrie. Dabei bestehen verschiedene Möglichkeiten zur Steuerung der Werkzeugbewegung, die von der gewählten Bear- beitungsmaschine abhängen und an deren Möglichkeiten anzupassen

sind. Ein Mehrachsen-Fertigungszentrum bietet mehr Möglich- keiten, jedoch kann die Erfindung auch mit einer einfachen Fräsmaschine ausgeführt werden, bei welcher der als einfaches Werkzeug verwendete Fräser geneigt werden kann.

Die durch die Bearbeitungsmaschine vorgegebenen Möglichkeiten zur Steuerung und Bewegung des einfachen Werkzeuges legen also die Profilflankenform für den Spindelrotor fest. Dabei ist diese Werkzeugbewegung derart zu steuern, dass eine geeignete Profilflanke am Spindelrotor entsteht : Dafür wird eine bestimm- ter Teil der so erzeugten Profilflanke, vorzugsweise die Fuß- kontur, also die Profilflanke unterhalb des Wälzkreises, nach dem bekannten Verzahnungsgesetz auf den anderen Teil, vorzugs- weise auf die Kopfkontur, also die Profilflanke oberhalb des Wälzkreises theoretisch abgebildet und erzeugt so den zum ersten Teil, also zum Fußverlauf, korrespondierenden theoreti- schen zweiten Teil, also den Kopfverlauf. Diese theoretische Aktion nach dem bekannten Verzahnungsgesetz erfolgt entweder über Einhüllende oder analytisch über Abbildung mittels Profil- steigungsfunktionen. Dabei wird die Besonderheit der beiden spiegelbildlich zueinander identischen Spindelrotore ausge- nutzt, das stets Fuß-und Kopfprofilflanken miteinander korres- pondierend abwälzen.

Nun werden die beiden zweiten Profilteile, also der vom ein- fachen Werkzeug tatsächlich erzeugte Verlauf mit diesem theore- tischen Verlauf direkt verglichen : Ein Materialübertritt der tatsächlichen gegenüber der theoretischen Kontur im Sinne eines Durchdringens der abwälzenden Flanken ist selbstverständlich unbedingt zu vermeiden, wohingegen eine Materialunterschreitung zwischen tatsächlicher zur theoretischen Kontur im Sinne einer Flankenlücke generell zunächst nur zu minimieren ist. Dieses Vorgehen wird in jedem Stirnschnitt mit neuem Steigungswert

wiederholt. Dabei ergeben sich jeweils eigene/spezifische Pro- filkonturen, die Abschnittsweise unterschiedlich optimiert werden können. So wird im Bereich großer Steigung die Ein- griffslinie (als der gestellfeste Ort aller Eingriffspunkte) möglichst dicht an den Schnittpunkt der beiden Außendurchmesser gezogen ("minimales Blasloch") bei gleichzeitig minimaler Mate- rialunterschreitung zwischen tatsächlicher zur theoretischen Kontur im Sinne einer Flankenlücke, wohingegen bei geringer Steigung die Eingriffslinie kürzer gehalten wird bei gleich- zeitig höherer zulässiger Materialunterschreitung. Einzige Ein- gabegröße ist der gewünschte Steigungsverlauf längs der Spin- delrotorachse.

Diese Vorgehensweise unterscheidet sich deutlich vom Stand der Technik, bei welchem ein Referenzprofil vorgegeben wird, das für jeden Stirnschnitt konstant gehalten wird und dem man sich bestmöglich annähert.

Die vorbeschriebene Erfindung kann mit bekannten Verfahren zur Spindelrotorherstellung entweder per Wirbeln, also mit einer innenachsigen Werkzeugbewegung, die eine Art Hohlrad mit nach innen gerichteten Drehstählen voraussetzt, oder durch Fräsen durchgeführt werden.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn der von dem einfachen Bearbei- tungswerkzeug erzeugte erste Teil der Profilkontur den gesamten Fußprofilverlauf unterhalb des Wälzkreises ergibt.

Als einfaches Bearbeitungswerkzeug für den ersten Teil der Profilkontur kann ein Scheibenfräser gewählt werden. Dabei kann das einfache Bearbeitungswerkzeug für den ersten Teil der Pro- filkontur in dem Bereich der geringsten Steigung die beiden Profilflankenseiten gleichzeitig festlegen und bearbeiten.

Das einfache Bearbeitungswerkzeug kann durch gezielte Steuerung der Rotationsbewegung des Spindelrotors im Verhältnis zur Bewe- gung des Bearbeitungswerkzeugs längs der Spindelrotorachse die gewünschte Steigungsänderung erzeugen.

Im einzelnen wird folgendermaßen verfahren : Mit einem bekannten einfachen Scheibenfräser als erstes Profilbearbeitungswerkzeug, das aber auch ein spanabhebendes Wirbel-Werkzeug sein könnte, wird der Rotorrohling anfänglich derart bearbeitet, dass der gesamte Fußprofilbereich vollständig bearbeitet wird. Als Fuß- profilbereich wird dabei der Flankenkonturbereich unterhalb des Wälzkreises, also tiefer im Werkstück als der Wälzkreis, defi- niert, wobei der Wälzkreis für das vorzugsweise mit gleichen Drehzahlen gegensinnig umlaufende Spindelrotorpaar dem Achsab- stand der beiden Spindelrotoren entspricht.

Der Scheibenfräser-oder gegebenenfalls Wirbel-Werkzeug-ist vorzugsweise derart in seiner Geometrie ausgeführt, dass er für die geringste Steigung die Fußprofilbereiche an der rechten und linken Zahnlückenflankenseite gleichzeitig vollständig bearbei- ten kann. Durch die Vorschub-oder Fortbewegung des Scheiben- fräsers in Rotorlängsachse-bei der also entweder das Werkzeug oder das Werkstück oder beide relativ zueinander bewegt werden - wird dann bei zunehmender Steigung auch die Zahnlückenweite breiter, so dass der Scheibenfräser durch Änderung seines Nei- gungswinkels gegenüber der Rotorachse zunächst die eine Zahn- lückenflankenseite (im allgemeinen Sprachgebrauch beispielswei- se die"linke"Seite) bearbeitet und im nachfolgenden Bear- beitungsgang dann die verbleibende ("rechte") Fußflankenseite komplett fertig stellt.

Zur Realisierung der gewünschten inneren Verdichtung wird nun

der Flankensteigungswinkel gegenüber der Rotorlängsachse ent- sprechend dem gewünschten Steigungsverlauf verändert. Dabei wird der Scheibenfräser-oder ein äquivalentes einfaches Werk- zeug-in seinem Bearbeitungswinkel gegenüber der Rotorlängs- achse entsprechend dem gewünschten Funktionsverlauf des Flan- kensteigungswinkels geneigt beziehungsweise in seiner Neigung angepasst oder-auch räumlich oder in mehreren Ebenen-ver- ändert. Diese Änderung des Neigungswinkels für die Rotations- achse des Scheibenfräsers wird von modernen Fertigungsmaschinen für die Flankenprofilfertigung während der Werkzeugbewegung längs der Rotorachse in der gewünschten Genauigkeit bekannter- maßen sicher erreicht und gewährleistet und kann räumlich präzise gesteuert werden.

Statt dieser mehrfach erforderlichen Längsbewegung des Schei- benfräsers relativ zum Werkstück zur Bearbeitung der rechten und linken Fußprofilflanke bei den größeren Steigungswerten und einer entsprechend größeren Zahnlückenbreite ist es alternativ auch möglich, durch eine entsprechend stark überhöhte Neigung des Scheibenfräsers die beiden Zahnlückenflankenseiten gleich- zeitig zu bearbeiten, was allerdings zu etwas ungünstigeren Profilkontur führen kann.

Für besonders einfache Profilflankenansätze kann es auch mög- lich sein, einen Scheibenfräser in seinem Bearbeitungswinkel gegenüber der Rotorlängsachse unverändert zu halten und durch gezielte Steuerung der Rotationsbewegung des Werkstückes im Verhältnis zur Bewegung des Scheibenfräsers längs der Rotor- achse die gewünschte veränderliche Steigung am Schraubenspin- delrotor zu erreichen.

All diesen Möglichkeiten bleibt der erfindungsgemäße Gedanke gemeinsam, mit einem einfachen Bearbeitungswerkzeug, vorzugs-

weise einem Scheibenfräser, den ersten Teil der herzustellenden Profilflankenkontur, vorzugsweise den gesamten Fußprofilbe- reich, fertig zu bearbeiten.

Als Scheibenfräser können vorteilhafterweise bekannte Norm- Scheibenfräser mit Standart-Schneidplatten verwendet werden.

Nach diesem Bearbeitungsgang sind dann die Profilflanken des Spindelrotors unterhalb des Wälzkreises fertiggestellt. Mit dieser Vorgabe ergeben sich nun unterschiedliche Profilkontur- verläufe im Stirnschnitt (also senkrecht zur Rotorlängsachse).

Anschließend wird nun der von dem Bearbeitungswerkzeug, zum Beispiels Scheibenfräser, jeweils eindeutig festgelegte Fußpro- filverlauf in jedem Stirnschnitt entsprechend dem Verzahnungs- gesetz auf den Kopfprofilverlauf übertragen. Dabei wird diese Fußprofilkontur gegebenenfalls nicht zwingend dem bekannten Verzahnungsgesetz gerecht sein können, aber es ist völlig aus- reichend, die sich ergebene Kopfprofilkontur beispielsweise über"Einhüllende"oder durch Simulation der Abwälzbewegung zu erzeugen. Ein gewisser Spalt zwischen den Flanken der zusammen- wirkenden Rotoren ist wegen des berührungsfreien Abwälzens so- wieso erforderlich.

Außerdem gibt es bei diesen Schraubenspindelpumpen mit den be- kannten Profilkonturen (beispielsweise als Zykloide) zwischen den beiden Rotoren im Profilkopfbereich das bekannte sogenannte "Blasloch"oder auch die"Kopfrundungsöffnung". Damit muss der Spalt zwischen den Profilflanken, der bei dieser Erfindung durch die herstellungsbezogene Erzeugung der Profilkontur ent- steht, stets in Relation zu diesen sowieso vorhandenen Spalt- weiten gesehen werden, die in wesentlich höherem Ausmaß die innere Leckage bestimmen. Selbstverständlich kann dieser her- stellungsbedingte zusätzliche Spalt beispielsweise iterativ durch einfache Variation der Geometrie des Bearbeitungswerk- zeugs minimiert werden, wobei eine gewisse Leckage zwischen den Flankenseiten sogar günstig im Sinne einer besseren Leistungs-

verteilung ist.

Besonders vorteilhaft ist bei dieser Erfindung außerdem, wenn sich die Flankenverläufe von Fuß-und Kopfprofilverlauf für den Grund und den Gegenrotor gegenseitig entsprechen. Wie vor- stehend erwähnt, werden die Schraubenspindelrotore vorzugsweise gegensinnig mit gleicher Drehzahl betrieben, wobei der eine Spindelrotor als"Grundrotor"und der andere als"Gegenrotor" bezeichnet werden können. Es ist aus Gründen der Herstellung und der gleichmäßigen Leistungsumsetzung erstrebenswert, wenn die Profilflanken beider Rotoren identisch ausgeführt werden und lediglich die Orientierung der Steigungsrichtung umgekehrt verläuft. Ein Rotor ist linkssteigend und der andere rechts- steigend, wobei dies sehr einfach durch Umkehrung der Neigungs- richtung des Bearbeitungswerkzeugs bei sonst gleichen Her- stellungsparametern erreicht wird. In jedem Stirnschnitt durch beide Rotoren soll aber ein identischer Profilverlauf für Grund-und Gegenrotor realisiert werden, wobei-wie bereits erwähnt-sich der Stirnschnitt in Abhängigkeit vom Steigungs- verlauf ändert.

Günstigerweise wird durch Vorgabe der Fußprofilkontur auf Basis des Bearbeitungswerkzeugs der gesamten Flankenverlauf unter der Bedingung des identischen Verlaufes eindeutig mitbestimmt, denn es korrespondieren der Fußverlauf des Grundrotors stets nur mit dem Kopfverlauf des Gegenrotors und der Kopfverlauf des Grund- rotors stets nur mit dem Fußprofil des Gegenrotors, so dass nach Vorgabe eines Fußprofils am Grundrotor dieser Verlauf identisch auf den Gegenrotor übertragen wird und die sich da- raus ergebenden Kopfprofile dann ebenfalls identisch sind.

Die eingangs erwähnte Problemstellung der"Kammfertigung"wird bei dem beschriebenen Herstellungsverfahren elegant und ent-

scheidend entschärft, indem mittels Scheibenfräser oder sonstigem einfachem Werkzeug der gesamte Flankenbereich unter- halb des Wälzkreises, also das Fußprofil, komplett fertig bearbeitet wird. Damit ist die Werkzeugsteifigkeit erheblich verbessert und die Auslegungsgrenzen bei der Festlegung der ge- ringsten Steigung sind entsprechend günstiger.

Die Umsetzung der inneren Verdichtung bei einem Schraubenspin- delrotorpaar durch Änderung der Profilsteigung längs der Rotor- achse ist vorstehend beispielhaft ausführlich beschrieben, denn diese beschriebene Form ist die gebräuchlichste, weil auf diese Weise das die beiden Rotoren umgehende Schöpfraumgehäuse der Pumpe in deren Bereich einfach zylindrisch ausgeführt sein kann. Wie eingangs erwähnt, kann zusätzlich oder nur für sich allein die Zahnhöhe zur Realisierung der gewünschten inneren Verdichtung verändert werden. Denn auch auf diese Weise wird das Volumen einer jeweiligen Arbeitskammer verändert, was genau einer inneren Verdichtung entspricht. Die erfindungsgemäße Pro- zedur kann auch bei diesem Ansatz der sich längs der Rotorachse verändernden Zahnhöhe direkt oder unmittelbar angewendet werden. Dazu wird lediglich noch eine zusätzliche Bewegung des Werkzeugs oder des Scheibenfräsers erzeugt, indem der Abstand zwischen der Rotorachse und Werkzeugachse während der Bearbei- tung längs der Rotorachse verändert wird, um über die Längs- achse des Rotors eine sich ändernde Zahnhöhe zu erzeugen. Das zuvor beschriebene Verfahren zur Profilflankenerzeugung bleibt dabei identisch erhalten und kann separat oder gemeinsam mit der Steigungsänderung durchgeführt werden. Diese gezielte Ände- rung des Flankensteigungswinkels und/oder des Abstandes der beiden Achsen während der Bearbeitung in Rotorlängsachse ist mit modernen Bearbeitungsmaschinen problemlos durchführbar.

Anhand der Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

dung ergänzend beschrieben. Es zeigt in schematisierter Dar- stellung : Figur 1 : Eine Drauf-oder Seitenansicht eines Schraubenspin- delrotors mit sich ändernder Steigung längs der Ro- torachse, wobei gleichzeitig ein Fräser als einfaches Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung der Profilflan- kenkontur dargestellt ist, sowie Figur 2 : Einen Teillängsschnitt des Rotors in vergrößertem Maßstab.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Schraubenspindelrotor 1 mit innerer Ver- dichtung durch Änderungen der Steigung 2 längs der Rotorachse, mit der geringeren Steigung aus mAus A2 auf der einen Rotorseite und der größeren Steigerung mEin 2B auf der anderen Seite mit den entsprechend unterschiedlichen Flankensteigungswinkeln ß 3A und 3B längs der Rotorachse. Der Herstellung mit Festlegung der jeweiligen Profilflankenskontur besehend aus dem Fußverlauf 4 unterhalb des Wälzkreises 5 und aus dem Kopfverlauf 6 oberhalb des Wälzkreises, erfolgt nun erfindungsgemäß durch ein ein- faches Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise als Scheibenfräser 7, der eingreifend in den Spindelrotor 1 durch gezielte Bewe- gung längs der Rotorachse 8 die Profilflanken erzeugt. Die Achse 9 des Scheibenfräsers wird nun während der Rotorprofil- bearbeitung als Bewegung in Rotorlängsrichtung gegenüber der Rotorachse um den konstanten oder veränderlichen Winkel y ge- neigt, um entsprechend der obigen Beschreibung die verschiede- nen Flankensteigungswinkel ß entsprechend der gewünschten inneren Verdichtung zu erzeugen.

Zur Verdeutlichung der einzelnen Profilflanken ist in der Figur

2 ein Achsschnitt vergrößert dargestellt mit dem Wälzkreis (als Zylinderlinie 5), der Fußprofilkontur (4-dargestellt als dicke Voll-Linie inklusive dem zylindrischen Fußkreisdurchmesserbe- reich, der von dem Scheibenfräser natürlich gleich fertig mit- bearbeitet wird) und dem sich ergebenden Kopfprofilflankenver- lauf (6-dargestellt als gestrichelte Linie ohne den zylindri- schen Außendurchmesser).

Bezugszeichenliste : 1. Schraubenspindelrotor mit seiner Rotorlängsachse veränder- lichen Steigung 2. Profilsteigung des Schraubenspindelrotors 2A geringere Steigung mA"., auf der (Auslaß) Seite 2B größere Steigung mEin auf der (Einlaß) Seite 3. Flankenseigungswinkel ß 3A geringerer Steigungswinkel ßAus auf der (Auslaß) Seite 3B größerer Steigungswinkel ßAus auf der (Einlaß) Seite 4. Fußprofilverlauf 5. Wälzkreis 6. Kopfprofilverlauf 7. Profilbearbeitungswerkzeug (Scheibenfräser) 8. Rotorlängsachse 9. Achse des Profilbearbeitungswerkzeuges 10. Neigungswinkel y zwischen Werkzeugachse und Rotorachse