CH171804A - Machine working according to the screw principle as a pump, fan, compressor or motor. - Google Patents

Machine working according to the screw principle as a pump, fan, compressor or motor.

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Publication number
CH171804A
CH171804A CH171804DA CH171804A CH 171804 A CH171804 A CH 171804A CH 171804D A CH171804D A CH 171804DA CH 171804 A CH171804 A CH 171804A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
screw
flank
helical lines
compressor
fan
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Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
Original Assignee
Sulzer Ag
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Publication date
Application filed by Sulzer Ag filed Critical Sulzer Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/14Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F01C1/16Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Rotary Pumps (AREA)

Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Nach dem Schraubenprinzip als Pumpe, Gebläse. Kompressor oder Motor arbeitende Maschine, bei der die Gänge von aufeinan der rollenden Schrauben mindestens auf der einen Seite zur Schraubenachse geneigte Flanken haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenlinien mindestens der einen geneigten Flanke gegenüber denjenigen ge dachten, gleichachsigen Schraubenlinien glei cher Steigung, welche die Gegenflanke in der Achsebene schneiden, um so viel in der Achs richtung verschoben sind, als die gedachten Schraubenlinien in die Gegenflanke achsial eindringen. UNTERAN SPRttCHE 1. PATENT CLAIM: According to the screw principle as a pump, fan. Compressor or motor working machine, in which the gears of the rolling screws on one side have inclined flanks to the screw axis at least on one side, characterized in that the helical lines of at least one inclined flank compared to those imagined coaxial helical lines of the same slope which the Cut the opposite flank in the axial plane, are shifted in the axial direction as much as the imaginary helical lines penetrate axially into the opposite flank. BELOW SPRAY 1. Schraubenmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Flanken auf einer S- oder Z-förmigen, teils auf der einen Seite, teils auf der an dern Seite der Achsebene der Schrauben liegenden Linie sich berühren. 2. Schraubenmaschine nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berüh rungslinie in ihrem mittleren Teil gerad linigen Verlauf hat. Screw machine according to patent claim, characterized in that the inclined flanks touch one another on an S- or Z-shaped line, partly on one side, partly on the other side of the axial plane of the screws. 2. Screw machine according to dependent claim 1, characterized in that the contact line has a straight line in its central part.
CH171804D 1933-09-22 1933-09-22 Machine working according to the screw principle as a pump, fan, compressor or motor. CH171804A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3050011A (en) * 1959-05-20 1962-08-21 Karl Martin Rotary pump

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3050011A (en) * 1959-05-20 1962-08-21 Karl Martin Rotary pump

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