Nach dem Schraubenprinzip als Pumpe, Gebläse, Kompressor oder Motor arbeitende Maschine. Die Erfindung, betrifft eine nach dem Schraubenprinzip als Pumpe, Gebläse, Kom pressor oder 1Zotor arbeitende Maschine, bei der die Gänge von aufeinander rollenden Schrauben mindestens auf der einen Seite zur Schraubenachse geneigte Flanken haben.
Es ist schon vorgeschlagen worden, die geneigten Flanken so auszubilden, dass sie in der , Achsebene der Schrauben sieh über die ganze Flankenbreite dichtend berühren. Eine nähere Betrachtung zeigt aber, dass das gar nicht möglich ist. Die einzelnen Schrauben linien der Flanken haben, wie leicht einzu sehen, umso steileren Verlauf, je kleiner ihr Durchmesser ist, das heisst die innern, nahe dem Kern liegenden Schraubenlinien haben steileren Verlauf als die nahe dem Umfang liegenden äussern Schraubenlinien.
Infolge des Ineinandergreifens der beiden Schrauben gänge müssen also die steileren innern Schraubenlinien der einen Flanke mit den flacher verlaufenden äussern Schraubenlinien der andern Flanke so miteinander in Berüh- rung gebracht werden, dass sie aufeinander gleiten können, -das heisst sie müssen in tan- gentiale Berührung miteinander gebracht werden.
In der Achsebene können sich aber Schraubenlinien von ungleicher Steilheit nicht tangential berühren; sondern es können nur gedachte Schraubenlinien in ihr sich schneiden, und ein dichtendes Aufeinander gleiten von gemäss .solchen Schraubenlinien ausgebildeten Schraubenflanken ist, wie be sagt, unmöglich, weil sie sich infolge ihrer materiellen Beschaffenheit nicht-durchdringen können. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine brauchbare Lösung für ein dichtendes Zusammenarbeiten von geneigten Schrauben flanken bezweckt.
Die Erfindung besteht darin, dass die Schraubenlinien mindestens der einen geneig ten Flanke gegenüber denjenigen gedachten gleichachsigen Schraubenlinien gleicher Stei gung, welche die Gegenflanke in der Achs ebene schneiden, um so viel in der Achsrich tung. verschoben sind, als die gedachten Schraubenlinien in die Gegenflanke achsial eindringen.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 ist ein Schnitt nach der Linie I--1 der Fig. 2 und Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
a .sind die Schrauben und b ist das Ge häuse eines an sich bekannten Schrauben gebläses, bei dem die Schraubengänge mit zwei verschiedenen Flanken versehen sind; von denen die eine, c, geneigt zur Schrauben achse angeordnet ist, während die andere, d, annähernd senkrecht zur Schraubenachse steht, wobei der Kopf der Schraubengänge bis dicht auf den Grund der Schrauben muttern der jeweils andern Schraube greift. Je zwei gegenläufige Schrauben sind auf den Wellen e und<I>f</I> angeordnet, die bei g, lt., <I>i</I> und k im Gehäuse gelagert sind, durch die Stirnräder<I>1,</I> und in in kraftübertragender Verbindung miteinander stehen und ihren Antrieb vom Organ n aus erhalten.
Vom Eintrittstutzen o aus wird das Fördermittel durch die Hohlräume p des als Doppelmantel ausgebildeten Gehäuses den Endräumen q zugeführt, um von hier aus durch die Schrau ben in Richtung der Gehäusemitte dem Druckstutzen r zugefördert zu werden. Um eine achsiale Verschiebung der Schrauben relativ zueinander zu verhindern, tragen die Wellen e und f keilförmig ineinander grei fende Reibscheiben s, die gleichzeitig auch ein geräuschloses Zusammenarbeiten der Zahnräder gewährleisten.
Fig. 3 ist eine in grösserem Massstabe ge zeichnete Endansicht, eines ideellen Schrau benpaares, bei .dem die geneigte Flanke der rechten Schraube ein geradliniges Profil aufweist, während die geneigte Flanke der linken Schraube so beschaffen ist, dass sie die Gegenflanke in der Achsebene trifft.
Die Fig. 4, 5, 6, 7 und 8 sind abgewickelte zylindrische Schnitte nach den Linien IV, V, VI, VII und VIII der Fig. 3; Linie IV ist dabei mit dem einen .Schraubenumfang und Linie VI mit dem einen Rollkreis iden- tisch, dessen Radius gleich dem halben Achsenabstand ist.
In diesen abgewickelten Schnitten erscheinen die Linien, welche von den Schnittzylindern IV, V, VI, VII und VIII aus den beiden zusammenarbeitenden schrägen Flanken herausgeschnitten werden, bei der linken Schraube als je eine Gerade 4', 5', 6', 7' bezw. 8' (wobei die Neigung dieser Ge raden mit abnehmendem Durchmesser des Schnittzylinders zunimmt), bei der rechten Schraube als je eine Kurve 4", 5", 6", 7" bezw. 8", von der die Gerade 4', 5', .6', 7' bezw. 8' in der Achsebene t getroffen, und,
in achsialer Richtung gesehen, um die Be träge 4"', 5"', 6"',<B>7...</B> bezw. 8"' überschnit ten wird (Fig. 4 bis 8 und 10), wobei jedoch die Kurve 6", die die Gerade 6' tangierend berührt eine Ausnahme macht (6"' = o). weil die vom Schnittzylinder VI aus der linken Flanke herausgeschnittene Schrauben linie nicht nur den gleichen Durchmesser, sondern auch die gleiche Neigung wie die von ihr in der Achsebene geschnittene Schrau benlinie der Gegenflanke hat.
Werden nun die den Geraden 4', 5', 7', 8' entsprechenden Schraubenlinien der linken Schraube (Fig. 3) bezw. die von diesen in der Achsebene geschnittenen Schraubenlinien der Gegenflanke in achsialer Richtung um die Beträge 4"', 5"', 7"' bezw. 8"', so ver schoben, dass sie sich nicht mehr überschnei den, sondern nur noch berühren, so entsteht eine neue Schraubenflanke, die die Gegen flanke nicht mehr schneidet, sondern auf der ganzen Breite tangierend berührt.
Die Berüh rung erfolgt dabei in der Linie 9 der Fig. 3, die zur einen Hälfte auf der einen Seite, zur andern Hälfte auf der andern Seite der Achs ebene sich hinzieht und im Punkte 6"" diese schneidet.
Es ist nun klar, dass auch ein entspre chend den so erhaltenen Schraubenflanken ausgebildetes materielles Flankenpaar auf seiner ganzen Breite dichtend sich berühren muss.
Anstatt nur die Schraubenlinie der einen Flanke nach den obigen Gesichtspunkten zu verschieben, können natürlich auch diejenigen beider Flanken in entgegengesetzter Rich- lung verschoben werden, zum Beispiel so, dass die in Fig. 9 gezeichnete Z-förmige Berüh rungslinie 9' entsteht. Dies hat den Vorteil, das die Herstellung solcher Schraubenflanken insofern sehr vereinfacht wird, als für deren Bearbeitung alsdann nurmehr Werkzeuge mit geraden Schnittkanten erforderlich sind.
In den Fig. 1.() und 11 sind die den Berührungs linien (Fig. 3 bezw. 9) entsprechenden Flankenprofile dargestellt.
Da die tangierende Berührung der Schrau benflanken im Schnitt IV nicht in der Achs ebene. sondern in einem Abstand x vom Kern der rechten Schraube stattfindet, so ist der innerhalb dieses Abstandes liegende Flanken teil der rechten Schraube zur Verhütung einer L ndiehtheit so auszubilden, dass er sich eng an die Aussenkante der Gegenflanke an schmiegt. Ganz ähnlich liegen die Verhält nisse am entgegengesetzten Ende der Berüh rungslinie 9 und an den beiden Enden der Berührungslinie 9' der Fig. 9.
Natürlich kann an Stelle einer tatsäch lichen Berührung auch eine ideelle Berüh rung treten, bei der an der Berührungsstelle zwischen den Flanken ein Spiel von einigen hundertstel Millimeter bezw. einem kleinen Bruchteil eines Millimeters herrscht. Man kann so die Reibung zwischen den Flanken ganz verschwinden lassen und eine Schmie- run- der Schrauben überflüssig machen.
Machine working according to the screw principle as a pump, fan, compressor or motor. The invention relates to a machine working according to the screw principle as a pump, fan, compressor or 1Zotor, in which the gears of screws rolling on top of each other have flanks inclined at least on one side to the screw axis.
It has already been proposed to design the inclined flanks in such a way that they touch sealingly across the entire width of the flank in the axial plane of the screws. A closer look shows, however, that this is not even possible. As is easy to see, the individual helical lines of the flanks are steeper the smaller their diameter, i.e. the inner helical lines close to the core have a steeper course than the outer helical lines located close to the circumference.
As a result of the interlocking of the two screw threads, the steeper inner helical lines of one flank must be brought into contact with the flatter outer helical lines of the other flank in such a way that they can slide on each other, i.e. they must be in tangential contact be brought together.
In the axial plane, however, helical lines of unequal steepness cannot touch tangentially; only imaginary helical lines can intersect in it, and a sealing gliding of helical flanks formed according to such helical lines is impossible, as said, because they cannot penetrate one another due to their material nature. With the present invention, a useful solution for a sealing cooperation of inclined screw flanks is intended.
The invention consists in that the helical lines of at least one inclined flank compared to those imaginary coaxial helical lines of the same pitch which intersect the opposite flank in the axial plane, by as much in the axial direction. are shifted when the imaginary helical lines penetrate axially into the opposite flank.
In the drawing, two Ausfüh approximately examples of the subject invention are shown.
1 is a section along the line I - 1 of FIG. 2 and FIG. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1.
a .sind the screws and b is the housing of a known screw blower, in which the screw threads are provided with two different flanks; one of which, c, is arranged inclined to the screw axis, while the other, d, is approximately perpendicular to the screw axis, the head of the screw threads engaging the other screw tightly to the bottom of the screw. Two opposing screws each are arranged on the shafts e and <I> f </I>, which are mounted in the housing at g, lt., <I> i </I> and k, through the spur gears <I> 1, </I> and are in force-transmitting connection with each other and receive their drive from organ n.
From the inlet nozzle o the conveyor is fed through the cavities p of the casing designed as a double jacket to the end spaces q to be fed from here by the screws ben in the direction of the housing center to the pressure nozzle r. In order to prevent axial displacement of the screws relative to each other, the shafts e and f wear wedge-shaped interlocking friction disks s, which at the same time also ensure that the gears work together silently.
Fig. 3 is a larger-scale ge end view, an ideal screw benpaares, in .dem the inclined flank of the right screw has a straight profile, while the inclined flank of the left screw is such that it meets the opposite flank in the axial plane .
Figures 4, 5, 6, 7 and 8 are developed cylindrical sections along the lines IV, V, VI, VII and VIII of Figure 3; Line IV is identical with one screw circumference and line VI with one rolling circle, the radius of which is equal to half the axial distance.
In these developed cuts, the lines that are cut out by the cutting cylinders IV, V, VI, VII and VIII from the two cooperating inclined flanks appear as a straight line 4 ', 5', 6 ', 7' or a straight line on the left screw . 8 '(with the inclination of this Ge straight increases with decreasing diameter of the cutting cylinder), respectively in the right screw as a curve 4 ", 5", 6 ", 7". 8 ", of which the straight lines 4 ', 5', .6 ', 7' and 8 'respectively meet in the axial plane t, and
seen in the axial direction by the amounts 4 "', 5"', 6 "', <B> 7 ... </B> and 8"' respectively (Fig. 4 to 8 and 10), However, the curve 6 ", which touches the straight line 6 'tangent to it, makes an exception (6"' = o). because the screw line cut out of the left flank by the cutting cylinder VI not only has the same diameter but also the same inclination as the screw line of the opposite flank cut by it in the axial plane.
If the straight lines 4 ', 5', 7 ', 8' corresponding helical lines of the left screw (Fig. 3) respectively. the helical lines of the opposite flank cut by these in the axial plane in the axial direction by the amounts 4 "', 5"', 7 "'and 8"', shifted so that they no longer overlap, but only touch, This creates a new screw flank that no longer intersects the opposite flank, but touches it over its entire width.
The touch tion takes place in the line 9 of FIG. 3, the one half on one side, the other half on the other side of the axis plane and at point 6 "" this intersects.
It is now clear that a material pair of flanks formed in accordance with the screw flanks obtained in this way must also touch each other in a sealing manner over its entire width.
Instead of only shifting the helical line of one flank according to the above aspects, those of both flanks can of course also be shifted in the opposite direction, for example so that the Z-shaped contact line 9 'shown in FIG. 9 is created. This has the advantage that the production of such screw flanks is greatly simplified in that only tools with straight cutting edges are required for their machining.
In Figs. 1 () and 11, the lines of contact (Fig. 3 and 9) corresponding flank profiles are shown.
Since the tangential contact of the screw benflanken in section IV is not in the axis plane. but takes place at a distance x from the core of the right screw, the flank part of the right screw that lies within this distance must be designed to prevent lndness in such a way that it clings closely to the outer edge of the opposite flank. The ratios are very similar at the opposite end of the contact line 9 and at the two ends of the contact line 9 'in FIG. 9.
Of course, instead of an actual contact, an ideal touch can occur, with a play of a few hundredths of a millimeter or a few hundredths of a millimeter at the point of contact between the flanks. a small fraction of a millimeter prevails. In this way, the friction between the flanks can be completely eliminated and a lubricating screw is superfluous.