Fluidummaschine. Die Erfindung bezieht sieh auf Fluidum maschinen, wie Rotations-Schraubenpumpen, Motoren, Gebläse, Kompressoren und derglei chen, bei welchen drehbare, mit ineinander greifenden Schraubengängen versehene Or gane in einem Gehäuse arbeiten, das mit ge eigneten Einlass- und Auslassöffnungen oder Durchgängen versehen ist.
Diese Rotations-Schraubenpumpen, Moto ren und dergleichen Maschinen besitzen ge wöhnlich zwei oder mehr Schraubengewinde organe, welche mit parallelen Achsen und mit einander angepassten, ineinandergreifenden Gewindegängen versehen und in einem Ge häuse drehbar abgestützt sind, welches beide Organe umschliesst und mit welchem die Um fangskanten jedes Ganges eine Abdiehtung bilden. Somit muss irgendeine Fluidumströ- mung vom einen zum andern Ende der Or gane durch die Nuten der mit Gewinde ver- sehenen Organe hindurchgehen.
Die Gewinde gänge müssen einander so angepasst sein, dass eine Drehung der Organe möglich ist, und somit besitzt ein Organ linksgängiges Ge winde, während das andere Organ rechtsgän giges Gewinde hat. Eines der Gewindeorgane wird als männlicher Rotor und das andere als weiblicher Rotor bezeichnet. Die im Gehäuse an den Enden der Rotationsorgane vorgesehe nen Öffnungen können entweder die Einlass- oder die Auslassöffnungen sein, je nach der Drehrichtung der Organe. Die bekannten Rotations-Sehraubenpum- pen, Motoren und dergleichen Fluidummaschi nen, sind als unpraktiseh gefunden worden, weil sie einen Undichtigkeitsweg durch die Rotationsschraubenorgane vom Auslass zum Einlass zurück bzw. umgekehrt besitzen.
Der Verlust durch diesen Undiehtigkeitsweg kann so gross sein wie zum Beispiel das Pumpen- fördervolumen, was die bekannten Maschinen praktisch unanwendbar macht.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Schwierigkeit zu beseiti gen und eine für den Handel gebräuchliche Form einer Rotations-Schraubenpumpe, eines Motors oder einer dergleichen Fluidum-Rota- tionsmasehine vorzusehen, die im Handel mit andern Ausführungen von Pumpen, Motoren oder dergleichen in Wettbewerb treten kann, indem der erwähnte Undiehtigkeitsweg durch die Rotationsorgane abgedichtet. wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Flui- dummaschine mit einem Gehäuse mit par allelen zylindrischen Kammern, die sich schneiden, um eine gemeinsame Kammer zu bilden, die eine Einlassöffnung am einen Ende und eine Ausla.ssöffnung am andern Ende des Gehäuses aufweist, und mit einem männlichen und einem weiblichen Rotor, die je in eine der Kammern passend eingesetzt und um ihre;
Achsen drehbar gelagert sind, welche Rotoren je eine Anzahl einander angepasster, ineinan- dergreifender, schraubenlinienförmiger Ge windegänge und Nuten besitzen. Diese Fluidummaschine ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Gewindegänge beider Rotoren zylindrische, durch parallele, schrau benlinienförmige Kanten begrenzte Kopfflä chen besitzen und dass die Gewindegänge und die Nuten im Querschnitt symmetrisch in Be zug auf einen Radius des betreffenden Rotors sind,
wobei die genannten Kanten der Kopf flächen des weiblichen Rotors die Erzeugende der Flanken der Gewindegänge des männ lichen Rotors und die Kanten der Kopfflä chen des männlichen Rotors die Erzeugende der Flanken der Nuten des weiblichen Ro tors bilden, so dass eine sich zwischen den bei den Enden der Rotoren kontinuierlich erstrek- kende Abdichtungslinie entsteht und der Ab dichtungskontakt während der Rotation kon tinuierlich aufrechterhalten wird, das Ganze so, dass praktisch eine Verlustströmung zwi schen Auslass und Einlass nicht stattfindet.
Die wirksamste Kombination von zusam menwirkenden Schraubengängen dürfte das Verhältnis von zwei weiblichen Gängen auf einen männlichen Gang ergeben, da dieses Verhältnis die grösste Kapazität bei einer ge gebenen Grösse der Rotoren ergibt, die Enden der Rotationsorgane (Rotoren) leicht abge dichtet werden können und eine grössere Ka nalöffnung benutzt werden kann, was ein wichtiger Vorteil ist. Die Geschwindigkeit (Drehzahl) des Rotationsorganes, das die klei nere Anzahl von Gängen hat, muss natürlich grösser sein, und die Steigung seiner Gänge ist kleiner als diejenige des Rotationsorganes, das die meisten Gänge hat, damit diese richtig zusammenwirken, um den gewünschten konti nuierlichen Abdichtungseingriff zwischen den Gängen und Nuten zu erhalten.
Es ist auch als vorteilhaft gefunden worden, eine Mehrzahl von parallelen Gängen auf beiden Organen zu verwenden, weil eine grössere Anzahl vonein ander getrennter abgedichteter Taschen auf einer kürzeren Länge der Rotationsorgane er zeugt werden kann. Die Wahl von zwei par allelen Gängen für den männlichen Rotor dürfte ein grösseres Pumpvermögen bei einem gegebenen Durchmesser hervorrufen als drei oder mehr Gänge. Die Wahl von zwei par- allelen Gängen auf dem männlichen Rotor zu sammen mit dem vorstehend erwähnten Ver hältnis von zwei zu eins legt somit die Anzahl von Gängen des weiblichen Motors mit vier fest.
Damit, die Gänge auf den Motoren rieb- tig zusammenwirken oder relativ zueinander gleiten können, muss die Steigung der Gänge des männlichen Rotors kleiner sein als die Steigung der Gänge des weiblichen Rotors. Die erwähnte bevorzugte Gangwahl legt auch das Geschwindigkeitsverhältnis der Rotoren mit zwei zu eins fest.
Die entsprechend genau geformten Gänge der Motoren können so dicht ineinandergreif en wie ein Satz Getrieberäder, und ein Motor könnte den andern antreiben und darauf Lei stung übertragen. Es ist jedoch vorteilhafter, einen geringen Spielraum zwischen den Ro toren und zwischen den Umfangskanten ihrer Gänge und dem Gehäuse vorzusehen, um die Abnützung zu vermeiden. Es werden dann Einstellgetriebe angewendet, um die richtige Winkelbeziehung der ineinandergreifenden Gewindegänge aufrechtzuerhalten.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan- des dargestellt.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch die Achsen der Rotationsorgane einer Maschine. Fig. 2 ist ein gleicher Schnitt wie Fig. 1, wobei die Teile teilweise auseinandergebaut sind, um ihre Wechselbeziehung zu veran schaulichen.
Fig.3 ist ein senkrechter Querschnitt des Gehäuses mit weggenommenen Rotationsteilen nach der Linie 3-3 der Fi-. -1.
Fig. 4 ist. eine Seit.enansieht des in Fing. :3 gezeigten Gehäuses, von welchem ein Teil im Schnitt län ,#,s der Linie 4-4 der Fig. 3 ge zeigt ist.
Fig.5 ist, ein waagrechter Schnitt durch die Achse des weiblichen Rotors längs der Linie 5-5 der Fig. 1.
Fig.6 ist ein waagrechter Schnitt. durch die Achse des männlichen Rotors, der einen längeren Schraubengewindegang hat als das in Fig.1 gezeigte Organ, wobei eine Stirnseite dieses Rotors innerhalb des Gehäuses im radial äussern Teil ringsherum vollständig freilie gend ist, während das andere Ende in der Nähe eines Kanals ist, und wobei der Rotor ganz in Ansieht gezeigt ist.
Fig. 7 ist ein senkrechter Teilschnitt durch die Achsen der Rotationsorgane und veran schaulicht veränderliche Öffnungsglieder an einem Ende einer Maschine.
Fig. 8 ist eitle Stirnansicht dieser Ma schine und veransehaulieht einen durch Druckmittel betätigten Servomotor für die Betätigung der veränderlichen, in Fig.7 ge zeigten Kanalorgane.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines Schraubenganges eines Rotationsorganes, bei welchem die Steigung des Ganges konstant ist.
Fig.10 ist eine schematische Darstellung eines Schraubenganges eines Rotationsorganes, bei welchem die Gangsteigung siele stufen weise von einem Ende zum andern verändert.
Fig.11 ist eine schematische Darstellung eines Schraubenganges eines Rotationsorganes, bei welchem die Gangsteigung sieh kontinuier lich von einem Ende zum andern verändert.
Fig. 12 ist eine Stirnansieht von Rotations organen, derart, dass der weibliche Rotor in Übereinstimmung mit dem Teilkreis eines der ineinandergreifenden Getrieberäder kon struiert ist.
Fig.13 ist eine Stirnansicht voll Rotations organen, die so konstruiert sind, dass der weib liche Rotor im Durehmesser grösser ist als der Teilkreis seines. Getrieberades.
Fig. 14 ist eine Stirnansicht von Rotations organen, die so konstruiert sind, dass der weibliche Rotor im Durchmesser kleiner ist als der Teilkreis seines Getrieberades.
Fig.15 ist eine Stirnansicht voll Rotations organen und zeigt einen in den weiblichen Ro tor eintretenden männlichen Rotorgewinde gang.
Fig. 16 ist eine Stirnansicht der Rotations organe und zeigt einen männlichen Rotor gewindegang, der ganz im Eingriff mit dem weiblichen Rotor stellt.
Fig. 17 ist eine Stirnansicht der Rotations organe und zeigt einen männlichen Rotor- gewindegang beim Verlassen des weiblichen Rotors.
Fig.18 ist eine Stirnansicht von Rotations organen und zeigt einen männlichen Rotor gewindegang, der in den weiblichen Rotor ein tritt, und Abdichtungsplatten, welche die hin- tern Profilkanten der Gewindegänge über ragen.
Fig. 19 ist eitle analoge Ansicht wie Fig. 18 und zeigt den männlichen Rotorgewindegang in vollem Eingriff mit dem weiblichen Rotor.
Fig. 20 ist eine analoge Ansicht wie Fig. 19 und zeigt den männlichen Rotorgewindegang beim Verlassen des weiblichen Rotors.
Fig. 21 ist eine Stirnansicht von Rotations organen und zeigt einen männlichen Rotor gewindegang, der in den weiblichen Rotor ein tritt, und veranschaulicht ferner das Weg schneiden einer Vorderpartie der männlichen Rotorgewindegänge, um den Auslass zu ver grössern.
Fig. 22 ist eine analoge Ansicht wie Fig. 21 und zeigt eine von dem Auslass abgeschlossene Tasche, die sieh nach vorn gegen eine nachfol gende Tasche öffnet.
Fig. <B>2</B>3 ist eilte analoge Ansieht wie Fig. '?1 und zeigt die Tasche, welche durch den weg geschnittenen Teil. ganz zu einer nachfolgen den Tasche freigegeben ist.
Fig. 24 ist eine analoge Ansieht wie Fig.15 und zeigt einen Schlitz, der v an der vordern Kopfkante bis nahe der hintern Fusskante der männlichen Rotorgewindegänge ausgesehnit.- teil ist, um die Taschen zu dem Auslass hin freizugeben.
Fig. 25 ist eine analoge Ansieht wie Fig. ?4 und zeigt einen männlichen Rotorgewinde- gang in vollem Eingriff mit dein weiblichen Rotor.
Fin-. 26 ist eitle analoge Ansieht wie Fig. 25 und zeigt den Schlitz, welcher die Tasche in der ganz ausgelaufenen Lage gerade vom Aus lass abgeschlossen hat.
Fig. 2 7 ist. eine perspektivische Ansicht des in Fig. 21 bis 23 gezeigten männlichen Rotor- organes und zeigt die vordern Teile der Ge windegänge weggeschnitten. Fig.28 ist eine Stirnansicht der Rotoren am Auslassende und zeigt einen Gewindegang des weiblichen Rotors in vollem Eingriff mit einer Nut des männlichen Rotors.
Fig. 29 ist eine Seitenansicht eines verlän gerten weiblichen Rotors mit der darin einge tragenen Abdichtungslinie, längs welcher der Eingriff durch den männlichen Rotor erfolgt, wenn die Organe in Eingriff stehen, wie in Fig. 28 veranschaulicht ist.
Fig. 30 ist eine analoge Ansicht wie Fig. 29 und zeigt den männlichen Rotor mit der glei chen darauf eingetragenen Abdichtungslinie.
Fig. 31 ist eine schematische Darstellung eines weiblichen Rotors mit einer Abdiehtungs- linie, die gleiche freiliegende Flächen auf je der Seite der Nut des weiblichen Rotors er zeugt.
Nach Fig. 1 bis 5 enthält das Gehäuse 10 der Pumpe zwei zylindrische Kammern 11 und 12, die parallel nebeneinanderliegen und ineinander übergehen, so dass sie eine grosse Kammer bilden, deren Querschnitt etwa die Form der Zahl 8 hat. Ein Ende des Gehäuses ist mit einem mit Kammern versehenen End- teil 13 versehen, der eine Innenwand 14, wel che eine Stirnwand der Kammern 11 und 12 bildet, und eine Aussenwand 15 mit einem Zwi schenraum oder Kammer 16 dazwischen hat. Der Endteil 13 ist mit zylindrischen öffnun- gen 17 und 18 versehen, die konzentrisch in bezug auf die Achsen der zylindrischen Kam mern 11 bzw. 12 liegen, um die Lager und Dichtungskörper aufzunehmen, welche die Ro tationsorgane abstützen.
Ein Teil der Innenwand 14 ist weg geschnitten, um einen Teil des Kanals 20 zu bilden, welcher entweder der Einlass- oder Auslasskanal sein kann, je nach der Drehrich tung der Rotationsorgane der Pumpe. Dieser Kanal verbindet die zylindrischen Kammern 11 und 12 mit der Kammer 16. Ein Öffnung 21 ist in der Gehäusewand benachbart dem Endteil 13 für die Verbindung der Kammer 16 mit einer Leitung ausserhalb des Gehäuses vor gesehen. Der Kanal 20 erstreckt sich längs den Seitenwänden der Kammern 11 und 12, wie durch die V-förmige Wand 22 angedeutet ist (Fig. 4), welehe bei der Öffnung 21 breit ist und gegen die abgerundete Kante 23 nahe der Mitte des Gehäuses schmal wird, welche Kante 23 an der Verbindungsstelle der Wände der zylindrisehen Kammern 11 und 12 gebildet ist.
Am andern Ende des Gehäuses sind die Kammern 11 und 12 ofen, um den Einbau der Rotationsorgane zu gestatten. Nachdem die Rotationsorgane in das Gehäuse eingesetzt worden sind, wird dieses durch den wegnehm baren Endteil 26 geschlossen. Ein Kanal 24 ist teilweise in dem Endteil 26 vorgesehen und mit der Öffnung 25 verbunden. Eine zweite V-förmige Wand 22 ist in den Seitenwänden des Gehäuses diagonal gegenüber dem Kanal 20 und der Öffnung 21 vorgesehen. Die Spit zen 23 der V-förmigen Wandungen 22 befin den sich an Stellen, die in der Ansieht nach Fig. 4 knapp beieinanderliegen. Die von den Stirnwänden<B>1-1</B> gebildeten Öffnungen der Ka näle 20 und 24 liegen auf entgegengesetzten Seiten der Ebene, welche die beiden Rotor achsen enthält.
Der wegnehmbare Endteil 26 kann aus einem Stück hergestellt sein, aber er ist vor teilhaft aus zwei Stücken 2 7 und 28 herge stellt, die längs der Ebene 30 trennbar sind, welche die Kanten 23 des Gehäuses: schneidet. Der wegnehmbare Endteil 26 ist auch mit den voneinander entfernten innern und äussern Wänden 14 und 15 versehen, welche die ein geschlossene Kammer 16 bilden, die mit, denn Innern des Gehäuses durch den Kanal 24 ver bunden ist, der in Umfangsumriss ähnlich dem Kanal 20 ist.
Der Endteil 26 ist auch mit den zylindrischen Ö ffnun-en 17 rund 18 versehen, welche mit den entsprechenden Öffnungen in dem festen Endteil 13 ausgerichtet sind.
Die Orte der äussern Verbindungsöffnun gen 21 und 25 liegen vorteilhaft, so, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Sie können jedoch an irgendeiner andern Stelle des Gehäuses liegen; sie müssen nur mit ihren betreffenden Kam- inern 16 in den Endteilen des Gehäuses ver- biunden sein.
Das Gehäuse und der wegnehmbare End- teil sind mit. geeigneten Anschlagflanschen für ihre gegenseitige Befestigung versehen. Das Äussere des Gehäuses ist durch die Rippen 31. verstärkt, um den Wänden des Gusskörpers Festigkeit zu geben, die von gleieliförmiger Dicke sind. Der Fuss 32 kann aus einem Stück mit dem Gehäuse bestehen und an irgendeiner geeigneten Stelle liegen, welche durch die Stelle der äussern Verbindungen der Kanäle 21 und 25 bestimmt ist, so dass die Pumpe als Einheit richtig all andere zugeordnete Ma schinen angepasst werden kann.
Es ist jedoch aus ersichtlichen Gründen empfehlenswert, den Fuss so anzuordnen, dass die Wellen der Rotationsorgane horizontal liegen.
Die in dem Gehäuse angeordneten Rota tionsorgane bestellen aus zwei Schrauben gewindeorganen 33 und 24, welche in den zy lindrischen Kammern 11 bzw. 12 arbeiten. Das Organ 33 wird als männlicher Rotor und das Organ 34 als weiblicher Rotor bezeichnet.
Der in Fig.1 bis 5 gezeigte männliche Ro tor 33 ist mit zwei übereinstimmenden, ein ander gegenüberliegenden Schraubengewinde gängen 35 und 36 versehen, deren Umriss spä ter näher erläutert wird. Jeder Gang erstreckt sich über ungefähr 180 voll einem Ende des Rotors zum andern. Somit liegen die einzelnen Endflächen des Gewindeganges 35 axial in Deckung mit einer Endfläche des Gewinde ganges 36 vom jeweils gegenüberliegenden Ende des Rotors und umgekehrt. Die Um- fangsfläehen 37 dieser Gewindegänge sind zy- lindriseh und passen genau in die Zylinder wand der Kammer 11. Der Rotor ist vorteil haft hohl gemacht, um sein Gewieht herabzu setzen, und er ist auf der Welle 38 angeordnet.
Der weibliche Rotor 34 besitzt vier schrau benförmige Gewindegänge 40, 41, 42 und 43. Jeder dieser Gewindegänge erstreckt sich über 90 von einem Ende des Rotors zum andern. Somit ist die Endfläche jedes Gewindeganges an einem Ende des Rotors axial in Deckung zu der Endfläche des nächst benachbarten Gewindeganges am gegenüberliegenden Ende des Rotors. Die zylindrischen Kopfflächen 44 der Gewindegänge des Rotors 34 passen dicht in die Zylinderwand der Kammer 12. Der Ro tor 34 ist auf der Welle 45 angeordnet. Die Kopffläehen 37 und 44 werden je von zwei zueinander parallelen, schraubenlinien- förmigen Kopfhauben begrenzt.
Die Gewindegänge jedes Organes bilden Nuten oder Mulden zwischen sich. Die Ge windegänge des Rotors 33 liegen bei diesem Beispiel auf einer linksgängigen Gewinde bahn, wogegen die Gewindegänge des Rotors 34 auf einer rechtsgängigen Gewindebahn lie- gen, und der Durchmesser des Rotors 33 ist grösser als der des Rotors 34.
Der Querschnitt der Gewindegänge und Nuten (Mulden) beider Rotoren ist sym metrisch bezüglieh eines Radius des betreffen den Rotors.
Die Wellen 38 und 45 stehen über die En den der Rotore vor, und da der Antrieb an die Welle 38 angeschlossen wird, steht diese über den Endteil 26 vor, wie in Fig. 1 gezeigt ist, um je nach dem Fall eine Riemenscheibe oder ein Getrieberad für die Übertragung von Leistung zu der Maschine (Pumpe) aufzu nehmen.
Die Öffnungen 17 und 18 in den Endteilen sind genügend gross, nm Lager- und Dich tungseinrichtungen aufzunehmen, welche auf den Wellen angeordnet werden, bevor die Ro tationsorgane in das Gehäuse eingebaut wer den. Die Lager- und Dichtungseinrichtungen auf den Wellen 38 und 45, welche im Endteil 13 angeordnet sind, sind gleich ausgebildet, während die Welle 38 ein kleines Getrieberad 57 und die Welle 45 eine Nabe 58 für ein gro- 13es Getrieberad 62 trägt, das nicht durch die Öffnung IS hindurchgeht.
Jede dieser Lager- und Diehtungseinrich- tungen im Endteil 13 weist die Hülse 46 auf, welche einen Presssitz auf der Welle hat. Ein ; Dielltungsring 47 ist über dieser Hülse ange- braeht. Dieser Ring besitzt Laufsitz finit der Hülse 46 und ist finit einer Innenringen fit 48 versehen, die durch ein radiales Loch zum Durchlasskanal 49 und dann zur Atmosphäre entlüftet wird, wie in Fig. 3 und 5 gezeigt. ist.
Eine Ringnut 50 ist. am äussern Ende: jedes Dichtungsringes gebildet.
Eine Hülse 51 ist über den Dichtungsring 47 eingesetzt und mit einem radial sich er- streckenden Flansch 52 versehen, welcher gegen das Rotationsorgan anliegt. Eine Innen ringnut 53 ist in der Bohrung der Hülse ge genüber der Nut 50 des Dichtungsringes vor gesehen.
Eine Ölschleuderscheibe 54 ist auf die Welle aufgesetzt und zwischen dem Innenring des Lagers 55 und dem äussern Ende der Hülse 46 angebracht und dreht sich somit mit der Welle. Der Aussenring des Lagers 55 wirkt mit einer in der Bohrung der Hülse 51 gebil deten Schulter zusammen und wird durch die Spannmutter 56 an Ort und Stelle gehalten.
Das kleine Getrieberad 57 ist auf die Welle 38 aufgekeilt und liegt gegen den Innenring des Lagers 55 an, wodurch dieses an Ort und Stelle gehalten wird. Es ist aus Fig. 2 zu er sehen, dass das Getrieberad 57 reichlich Spiel raum für den Hindurchgang durch die zylin- drisehe Öffnung 17 hat.
Auf die Welle 45 des Rotors 34 ist die Ge triebenabe 58 aufgekeilt, welche durch die bei 59 angedeutete Mutter und Scheibe festgehal ten wird. Die Getriebenabe 58 besitzt reichlich Spielraum für den Hindurchgang durch die zylindrische Öffnung 18. Der radial sich er streckende Flansch auf der Nabe 58 ist mit einer Reihe von mit Gewinde versehenen Öff nungen 60 versehen. Wenn die Rotoren in Eingriff gebracht und die Lager- und Dich tungseinrichtungen in den Endteil 13 durch die zylindrischen Öffnungen 17 und 18 einge setzt sind, werden die Spannmuttern 61 auf die äussern Enden der Gewindehülsen 51 auf geschraubt, um sie an Ort zu halten, und das Getrieberad 62 wird in Eingriff mit dem Getrieberad 57 geschoben und an der Nabe 58 mittels der Bolzen 63 befestigt, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Eine grosse Ölschleuderscheibe 64 wird dann auf dem getriebeseitigen Ende der Welle 38 mittels der bei 65 in Fig. 1 angegebenen Scheibe und Mutter angebracht.
Das linke oder Getriebeende der Pumpe ist somit vollständig zusammengebaut, und ein Deckel 66 wird darübergesetzt, um das Ge triebe zu schützen und einen Ölsumpf vorzu sehen. Um den richtigen Spielraum zwischen den betreffenden Enden der Rotore und der Wand 14 des Endteils 13 vorzusehen, werden ring - förmige Unterlegringe 67 in diejenigen Aus sparungen der zylindrisehen Öffnungen 17 und 18 eingesetzt, welche die Flansehen 52 der Hülsen 51 aufnehmen.
Die Innenringnuten 53 in der Bohrung der Hülsen 51 sind dureh die radialen Durchlässe 68 über die Hülsen 51 mit den Durchlässen 70 verbunden, welche zu dem durch den Deckel 66 gebildeten Ölsumpf zurüekführen. Somit wird das durch die grosse Sehleuderseheibe 64 aufgenommene Öl über das Gehäuse und die Getrieberäder zerspritzt und findet seinen Weg zu den Lagern, wo es wieder durch die kleinen Ölsehleuderseheiben 54 aufgenommen und in die Nuten 53 gebracht wird und durch die Durchlässe 68 und 70 zum Sumpf zurück fliesst.
Somit entlüftet der Diehtungsrin 47 irgendein von dessen einer Seite kommendes, längs der Aussenseite der Hülse 46 entwichenes Fluidum unmittelbar in die Atmosphäre, und die Olsehleuderscheibe 54 auf der andern Seite leitet das Schmieröl zu dem Sumpf innerhalb des Gehäuses zurück. Bei dieser neuen Anord nung können sich das Fluidum und das Öl nie miteinander mischen.
Die Lagereinrichtungen an den andern En den der Wellen 38 und @45 umfassen die Hül sen 71, welche gegen die Rotoren cinerends anliegen und anderends mit Schultern auf den Wellen praktisch in radialer Flicht liegen. Die Lager 72 sind durch die Hülsen 71@ab- gediclitet, und der Innenring der einzelnen Lager liegt gegen die Schulter auf der Welle an und hält jede Hülse an Ort. Jedes Lager ist durch eine geeignete Scheibe und 'Mutter in Lage gehalten, wie es bei 73 angegeben ist..
Die Hülsen 71 besitzen einen Laufsitz finit den zylindrischen Öffnungen. 17 und 18 im. Endteil 26. Irgendeine Undiehtigkeit des Flui dums längs der Hülsen 71 kann unmittelbar zur Atmosphäre entweichen.
Nach Fig.6 erstrecken sich die Gewinde gänge des Rotors 33 über 3600 oder eine v oll- stündige Umdrehung, und die Gewindegänge des weiblichen Rotors erstrecken sich über 180 . Somit müssten die Rotationsorgane gleich zweimal der Länge der in Fig.1 bis 5 gezeig ten Rotationsorgane sein. Die Länge der in Fig. 6 gezeigten Rotationsorgane ist jedoch nicht gleich zweimal der Länge der in Fig. 1 gezeigten Rotationsorgane, weil die gleiche Wirkung durch Herabsetzung der Steigung der Sehraubengänge ohne Änderung ihrer Form erhalten werden kann.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausbildung ist die Innenwand 14 einer der Endteile weggelas sen, und die entsprechenden Enden der zy lin- drisehen Kammern 11 und 12 sind somit rings. herum unmittelbar gegen die Kammern 16 offen. Der andere Endteil behält seine Innen wand mit ihren Kanälen. Wie es dargestellt ist, ist die Wand 14 des Endteils 13 weggelas sen, so dass das linke Ende des Arbeitsraumes der Rotoren ringsherum in den Kanal 20 über geht. Wenn die Rotationsschraubenorgane in der vorgesehenen Richtung gedreht werden, wird das Fluidum durch die Öffnung 21 in die Kammer 16 eingezogen und durch die Ro tationsorgane aufgenommen und zum andern Ende des Gehäuses gefördert, wo es durch den Kanal 24 und die Öffnung 25 entleert wird.
Wenn sich die Gewindegänge des männlichen Rotors über 360 und die Gewindegänge des weiblichen Rotors über 180 erstrecken, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, ist es nötig, einige der Mulden des weiblichen Rotors am Aus trittsende der Pumpe abzuschliessen. Somit ist gemäss Fig. 6 die Innenwand 14 des Endteils 26 mit dem Austrittskanal 24 am rechten Ende des Gehäuses versehen (Fig. 6).
Ungeachtet der Anzahl der Umläufe, über welche sich die Gewindegänge der Rotoren erstrecken, ist es normalerweise notwendig, die Rotoren an einem Ende bei den Endteilen 73 und 26 mittels einer Innenwand teilweise abzu schliessen.
Bei der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Aus- führungform können die radialen Ränder 74 der Kanäle 20 und 24, wie es in Fig.3 an gegeben ist, unter einem Winkel von ungefähr 30 zur Ebene, welche die Achsen der zwei Rotationsorgane enthält, liegen, und bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform kann der Kanal 24 die gleiche Öffnungsgrösse be halten. Um diese Ausführungsformen in Kom pressoren umzuwandeln, werden die Ränder 74 so angeordnet, dass sie unter einem Winkel grösser als 30 zur Ebene liegen, welche die Achsen der Rotoren enthält, wodurch sie das Öffnen der aufeinanderfolgenden Taschen verzögern.
Der Abstand, über den sich der Kanal 24 zwischen den radialen Rändern 74 erstreckt, bestimmt das Mass der Verzögerung beim Öffnen der Taschen auf der Entlee rungsseite der Pumpe und bestimmt damit das Mass der Kompression des Fluidums inner halb der Tasche, bevor sie entleert wird. Wenn die Kanaleinstellung die gleiche ist wie die in Fig.1 bis 5 dargestellte, und die an den Aus gang der Pumpe angeschlossene Vorrichtung Druck ausgesetzt wird, dann strömt das Flui dum unter Druck, da jede aufeinanderfol- gende Tasche sich gegen den Auslass öffnet, in die Tasche zurück, um den Auslassdruck auszugleichen.
Diese momentane Rückströ mung ist ein Verlust, und um diesen zu ver meiden, sollten die radialen Ränder 74 in eine Lage vorgeschoben werden können, wo das Fluidum in der kleiner werdenden Tasche unabhängig den gleichen Druck wie der Druck am Auslass erreicht, wenn die Tasche gegen den Auslass geöffnet wird.
Wenn sich der Druck in der Vorrichtung verändert, dann müssen Vorkehrungen getroffen wer den, um das Vorrücken oder Zurückziehen der radialen Ränder 7-1 der Kanäle 21 so zu steuern, dass der Augenblick, bei welchem die Tasche zum Auslass geöffnet wird, reguliert wird.
Nach den Fig. 7 und 8 sind die zylindri- sehen Üffnun-,en <B>1.7</B> und<B>18</B> im Endteil 26 im Durehniesser vergrössert, um die Hülsen 75 wid 7 6 aufunehinen, deren Bohrungen von richtigem Durchmesser für die Aufnahme der in den Hülsen drehbaren Ringe 71 sind. Ra dial liegende gebogene Sektoren 77 und 78 sind ans einem Stück mit dem innern Ende der Hülse 75 bzw. 76 gebildet.
Die Innenflä chen dieser Sektoren liegen gegen. die Enden der Rotationsorgane und. die Aussenflächen gegen die Wand 14 des Endteils 26 an, um den Durchgang von Flüssigkeit zu verhin dern. Der Raum zwischen der Hülse 75 und 76 in der Ebene der Sektoren 77 und 78 wird durch die Füllplatte 80 eingenommen.
Der Kanal 24 ist im Endteil 26 in der er wähnten Art gebildet. Die Ränder der gebo genen Sektoren 77 und 78 ergeben jedoch die radialen Ränder 74 des Kanals.
Die ineinandergreifenden Zahnsegmente 81 und 82 sind an den äussern Enden der Hülsen 75 und 76 befestigt, um die eigent liche Bewegung der radialen Ränder 74 an gegenüberliegenden Enden des Kanals 24 vorzusehen. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist ein Zahnsektor mit einem radial such erstrecken den Arm 83 versehen, welcher durch einen Lenker 85 in Verbindung mit einem Kolben 84 steht. Der Kolben ist so angeordnet, dass er sieh in der Kammer 86 hin und her bewe gen kann, die mit dem Auslass 25 des Kom- pressors verbunden ist. Somit wirkt das Flui dum unter Druck im Auslass auf den Kolben, un den Kanal 24 in dem Kompressor ent gegen der Kraft einer Feder 87 zu schliessen.
Durch richtiges Auswählen der Feder 87 kann der Druck des Fluidums im Auslass des Kompressors so wirken, dass die Ränder 74 des Kanals so eingestellt werden, dass das öffnen der Taschen verzögert wird, bis der Druck darin den Druck des Fluidums in der Auslassvorrichtung erreicht.
Die Steigung der Gewindegänge der Rota tionsorgane gemäss Fig.6 ist von der Stei geng der in Fig.1 gezeigten Rotationsorgane verschieden. Die Steiglung jeder Art von Or ganen ist jedoch über ihre ganze Länge gleichförmig. Fig. 9 ist eine schematische An sicht, welche einen Gewindegang veranschau licht, der eine gleichförmige Steigung von einem Ende des Rotationsorganes zum an dern veranschaulicht. Kleine Pulsationen werden durch den Auslass der nacheinander gebildeten Taschen erzeugt, wenn die Ma schine im Betrieb ist. Somit ist jede Tasche eine unabhängig fördernde Kammer für das durch die Maschine hindurchgehende Flui- dum und erzeugt eine kleine Unausgeglichen heit der Drehmomentbelastung.
Diese Unaus geglichenheit der Drehmomentbelastung kann durch entsprechende Änderung der Steigung der Gewindegänge der Rotationsorgane inner halb ihrer Länge vermindert werden. Diese Steigungsänderung kann stufenweise erfol gen, wie es schematisch in Fig. 10 veranschau licht ist, oder kontinuierlich, wie in Fig.11 dargestellt ist.
Es ist zu beachten, dass in Fig.10 und 11 die Steigung der Gewindegänge abnimmt, wenn sich die Gewindegänge dem Auslassende der Maschine nähern. Somit wandern die Ta schen mit dem darin befindlichen Fluidum mit einer kleineren Geschwindigkeit, wenn sie sich dem Auslassende nähern. Diese Ausfüh rungsform ist besonders für die Anwendung bei Kompressoren vorteilhaft, bei welchen die Verzögerung des Öffnens der Taschen so ge macht ist, dass das Gas auf den genauen Druck vor seinem Auslass komprimiert wird.
Die für das Komprimieren des Gases inner halb der Tasche verbrauchte Arbeit wird so mit über eine längere Zeitdauer verteilt, wo durch die Spitze der Drehniomentbelastung, die normalerweise bei Gewindegängen von gleichförmiger Steigung gebildet wird, herab gesetzt wird.
Auf diese Weise wird die Dreh- inomentkurve abgeflacht und die Dreh- momentcharakteristiken der 31asehine sind gleichförmiger. Wenn der Kompressor in bei den Richtungen unter den Bleiehen Bedin gungen arbeiten soll, ist es notwendig, die gleiche Gewindeausbildung an jedem Ende der Rotationsorgane vorzusehen, wie durch die Verlängerung nach links in Fis,#.l0 und 1.1 angegeben ist.
Somit können die" einzelnen Gewindegänge jedes Rotationsorganes von einem Ende zum andern verschiedene Stei gung haben, z. B. so, dass die Endabselinitte des kontinuierlich fortschreitenden Gewinde ganges eine gleiche Steigung haben, die von der Steigung des Zwischenteils des Gewinde ganges unterschiedlich -Lind kleiner als diese Steigung ist, und entsprechende Stellen längs der erzeugten Kurven der Gewindegänge würden in einem solchen Fall gleichen Ab- stand von einer Querebene haben, die durch die Mitte jedes Organes hindurchgeht.
Fig. 12, 13 und 14 veranschaulichen drei verschiedene Formen von Gewindegangprofi len der Rotationsorgane. Diese Ansichten sind schematisch, und die beonderen Umrisse (Profile), welche sie darstellen, sind zu klein gezeichnet, um die ge hauen Formen der Ge windeflanken genau zu veranschaulichen; die Erzeugungskurven dieser Flanken sind keine Kreise. Da der männliche Rotor mit zwei Ge windegängen versehen ist und der weibliche Rotor vier Gewindegänge hat, dreht der männ- licheRotor mit der doppelten Geschwindigkeit wie der weibliele Rotor. Somit ist das Ver hältnis der Durchmesser der Einstellräder 57 und 62 wie eins zu zwei.
Wenn die Profile der Gewindegänge der Rotoren so sind, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, hat der Rotor 34 den glei chen Durchmesser wie der Teilkreis des Ein stellrades 62. 90 ist der Teilkreis des Getriebe rades 57 und 91 der Teilkreis des Getriebe rades 62. Bei dieser Konstruktion stehen die Umfangsteile 44 der Gewindegänge des weib lichen Rotors in Wälzberührung mit der Nabe des Rotors 33, und bei allen drei Ausfüh rungsformen besitzen die scharfen Aussenkan ten der Gewindegänge des Rotors 34 eine rela tive Gleitwirkung mit den Seiten der Ge windegänge des Rotors 33.
Die Wälzflächen der Rotoren sind im Durchmesser gleich den Teilkreisen der betreffenden Einstellgetriebe- räder, deren Abmessungen durch die Anzahl und die axiale Steigung der Gewindegänge der betreffenden Organe bestimmt sind. Es ist zu beachten, dass diese Ausbildung nach Fig.12 eine scharfe Ecke ergibt, an welcher die Flanken der Zähne des Rotors 33 mit des sen Nabe verbunden sind, wie bei 92 angege ben ist. Diese scharfe Ecke muss genau aus gebildet sein, um einen kleinen Spielraum zwischen den Rotationsorganen zu erzeugen. Sie ist sehr schwierig zu schneiden und wird daher als unpraktisch angesehen. Bei dieser Aubildung wird jedoch eine vollkommen kon tinuierliche Abdichtung zwischen den Orga nen gebildet.
Bei der in Fig. 13 gezeigten Ausführungs form ist der Durehmesser des weiblichen Ro tors 34 grösser als sein Teilkreis, was erfor dert, dass die Gewindegänge des Rotors 33 bei 93 hinterschnitten werden. Die Randflächen 44 des Rotors 34 passieren über den durch das Wegschneiden der Nabe des Rotors 33 erzeugten Zwischenraum zwiselen den Orga nen und erreichen die Nabe des Rotors 33 und folgen dann dem hinterschnittenen Bogen. Diese zwei Arten von Gewindegängen haben wieder das Bestreben, sieh abzuwälzen und irgendwelches fremdes Material eher zu er fassen als es zu beseitigen.
Es wurde entdeckt, dass dadurch, dass der Durchmesser des Rotors 34 kleiner als sein Teilkreis gemaeht wird, wie in Fig. 14 gezeigt ist, und die Nabe des Rotors 33 im Durehmes- mer grösser als sein Teilkreis gemacht wird, irgendwelehes fremdes Material eher weg gestreift als zwischen den Organen gepresst wird. Die Kanten, welche die Flanken der Gewindegangflächen 44 begrenzen, sind scharf, und sie drehten kontinuierlich längs der Ro- tor-Gewindegangfläeben und Nabenflächen, welche Flächen bei 92 längs einer konkaven Kurve ineinander übergehen.
Die vordern Kopfkanten der Gewindegänge des Rotors 34 foloen dieser Kurve 92 und halten dennoch die rieltige Abdichitungbezieliun\g zwischen den Rotoren aufrecht. Die in Fig.14 gezeigte Kurve 92 ist absiebtlieli übertrieben, um den Radius des übergaiiges 9? der Seiten der Ge windegänge des Rotors 33 mit der Naben fläclie ausdrücklich zu betonen. Die tatsäch liche Grösse dieses Radius wird natürlich durch die Durchmesser der Rotoren relativ zu den Durchmessern. ihrer tatsächlichen Teilkreise bestimmt.
Bei dieser bevorzugten Form von CTewinclegangquersclniitt müssen die Unifangsfläehen 44 des Rotors 34 eine kombinierte Wälz- und Gleitbewegung relativ zii den Nabenflächen cles Rotors 33 haben, wegen dem Unterschied zwischen dem Durch messer dieser Flächen und dem entsprechen den Teilkreis.
Wie vorstehend erwähnt ist, bestreichen die scharfen Aussenkanten der Gewindegänge des Rotors 34 die gekrümmten Seiten der Gewindegänge des Rotors 33, und umgekehrt bestreichen die Aussenkanten der Gewindegänge des Rotors 33 die gekrümmten Seiten der Mulden des Rotors 34 und erzen gen die kontinuierliche Abdichtungslinie, welche später in bezug auf Fig.29 und 30 beschrieben wird. Es ist augenscheinlich, dass die Gewindegangausbildungen auf entspre chende Weise erzeugt werden müssen, um die nachfolgend beschriebene kontinuierliche Ab dichtungslinie zu erzeugen.
Es ist zu beachten, dass der Durchmesser des Rotors 33 in Fig.12, 13 und 14 der glei che ist und die Rotornabe in Fig.14 grösser als in den andern zwei Ansichten ist, aber der zwischen den Gewindegängen des Rotors 33 erzeugte Zwischenraum ist grösser wegen der Form der Seiten 33' der Gewindegänge. Bei dieser bevorzugten Form des Gewinde ganges ist somit das Leistungsvermögen der Pumpe erhöht.
Der zwischen den Rotoren nach Fig.14 gebildete Leerraum 94 ist wie gezeigt kleiner, wenn diese Organe im Eingriff sind. Dieser Vorteil wird der Tatsache zugeschrieben, dass der Durchmesser des Rotors 34 kleiner ist als der Teilkreis des Getrieberades 62. Dies ist eine sehr wichtige Entdeckung. Sie verhilft dazu, eine Mulde des Rotors 34 vorzusehen, welche im Querschnitt im wesentlichen kreis förmig ist, und der Grund der Mulde besitzt keinen Buckel, dennoch ist das Mass der Um- fangsfläehen 37 der Gewindegänge des Ro tors 33 genügend, um eine entsprechende Abdichtung vorzusehen. Es ist unmöglich, diese wichtigen Vorteile zu erhalten, wenn der Durchmesser des Rotationsorganes 34 gleich gross ist wie der Durchmesser des Teil kreises des Rades 62.
Wie vorstehend erwähnt, besitzen Schrau benpumpen dieser Art einen ihnen innewoh nenden Undichtigkeitsweg vom Auslass- zum Einlassende der Pumpe. Wenn zwei oder mehr Gewindegänge auf jedem Organ verwendet werden, ist der Verlust durch diesen Undieh- tigkeitsweg im wesentlichen so gross wie das Pumpenfördervolumen, was die Pumpe un- praktisch macht, es sei denn, dieser Undich tigkeitsweg werden kontrolliert.
Dieser Undichtigkeitsweg kann leicht nach Fig. 29 und 30 verfolgt werden, welche ver längerte Rotoren der gleichen Art wie die in Fig. 7 gezeigte veranschaulichen. Diese Schraubenorgane sind genügend lang ge macht, um klar zu zeigen, dass die hinzu gefügte Länge den Undichtigkeitsweg nicht abdichtet.
Wenn die Rotororgane zusammengebaut sind, dass sie ineinandergreifen, wie in Fig. 28 gezeigt ist, liegen ihre benachbarten Flächen längs einer kontinuierlichen Linie 88 gegen einander an, welche sich von einem Ende der Organe bis zum andern er str eekt. Diese kon tinuierliche Berührungslinie bildet die Ab dichtungslinie zwischen den zwei Organen und verhindert irgendeine Fluidumströmung quer zwischen den Organen.
Wenn die Organe in Farbe eingetauelt werden, während sie im Eingriff stehen, wie in Fig. 28 gezeigt ist, und dann getrennt wer den, würde die dicke kontinuierliche Abdich tungslinie 88 längs der ganzen Länge jedes Organes erscheinen, wie in Fig. 29 und 30 gezeigt ist.
Da der Rotor 34 (Fig.29) ein rechtsgängiges Gewinde und der Rotor 33 (Fig.30) ein linksgängiges (lewinde hat, ist die Abdichtungslinie bei diesen Figuren teil weise axial, teilweise entsprechend reeht5- bzw. linghsgängig, und wenn die Zeichnung gefaltet würde, um die Figuren Fläche gegen Fläche zu bringen, würden diese Abdich tungslinien übereinstimmen.
Wenn angenommen wird, da.ss die Enden der Rotoren ganz frei sind und die Oberenden dieser Figuren dem Auslassende der Pumpe entsprechen, so kann Fluidum von a in der Mulde zwischen den Gewindegängen 40 und 43 abwärts hinter dem Rotor 34 nach b strö men, wo diese Mulde wieder etwa Dreiviertel des Weges abwärts in Fig. 29 erscheint. Wei teres Abwärtsströmen in dieser Nute (Mulde) wird durch die Abdiehtungslinie 88 kontrol liert.
Das Fluidum kann jedoch von dieser Nut des Rotors 34 nach der Stelle B auf dem Rotor 33 in Fig.30 übergehen, welche sieh auf der entsprechenden Seite der Abdich tungslinie befindet. B befindet sich in der Rotornut oberhalb des Gewindeganges 36.
Das Fluidum kann dann aufwärts hinter dem Rotor 33 nach D strömen, wo es auf der entgegengesetzten Seite der Abdichtungslinie erscheint. Das Fluidum wird dann nach d zwischen den Gewindegängen 40 und 41 des Rotors 34 und auf der entsprechenden Seite der Abdichtungslinie übertragen. Wenn so das Fluidum einen vollständigen Kreislauf in einer Mulde des Rotors 34 abwärts, quer und in einer Mulde des Rotors 33 aufwärts und zurück zu dem Rotor 34 beschreibt, kommt es in die nächste benachbarte Mulde des Rotors 34 gegen den Einlass bin. Je öfters das Flui- dumn auf diese Weise zirkuliert, um so mehr nähert es sich dem Einlass.
Das Fluidum kann dann fortfahren, ab wärts zwischen den Gewindegängen 40 und 41 von d nach c zu strömen, und wenn diese Mulde durch die Abdiehtungslinie geschlossen ist, wie in Fig.29 dargestellt ist, vollführt es eineu andern Kreislauf, in dem es nach E auf den Rotor 33 übertragen wird und aufwärts nach F und quer zu den Rotoren nach f auf den). Rotor 34 strömt und dann abwärts zwi schen den Gewindegängen 41 und 42 nach g strömt, wo es unmittelbar zum Einlass der Pumpe hindurchgehen kann.
Dieser Undiehtigkeitsweg besitzt keine irgendwelchen Beschränkungen, und es ist ganz klar, dass das durch diesen Undiehtig- keitsweg unter gegebenen Druck- und Ge schwindigkeitsverhältnissen strömende Volu men pro Zeiteinheit sieh dem Fördervolumen der Pumpe nähert.
Während des besonderen Augenblicks, während dem der erwähnte Undichtigkeits weg beschritten wurde, ist die Mulde zwischen den Gewindegängen 42 und 43 durch die Ab dichtungslinie unterhalb h in Fig. 29 geschlos sen und die entsprechende, von H ausgehende Mulde auf dem Rotor 33 ist mit dem Auslass bei A in Fig. 30 verbunden. Dieser Weg ist somit gegen den Einlass hin blockiert.
In gleicher Weise ist die Mulde zwischen den Gewindegängen 41 und 42 durch die Ab- diehtungslinie unterhalb j geschlossen, und die entsprechende, von J augehende Mulde auf dem Rotor 33 ist zum Auslass offen.
Die Muldenteile k und E stellen eine Tasche dar, welche in den Auslass ausläuft. Da das obere Ende der Rotoren dem Aus lassende der Pumpe entspricht, muss sich, von oben gesehen, der Rotor 34 im Uhrzeigersinn und der Rotor 33 im Gegenuhrzeigersinn drehen, und zwar wegen der Richtung ihrer Gewindegänge. Wenn die Rotoren entspre- ehend Fig. 29 und 30 gedreht werden, so würde die Abdichtunbslinie auf jeder Figur so scheinen, dass sie kontinuierlich die Schrau benorgane aufwärts wandert und oben ver schwindet.
Durch genaues Betrachten der Abdich- tunglinie 88 in Fig.29 und 30 geht hervor, dass ihr oberster senkrechter gerader Ab schnitt zwischen dem zvlindrisehen Rand des Gewindeganges 40 und dem zylindrischen Grund der benachbarten. Mulde des Rotors 33 hergestellt. ist. Da die Berührungsflächen zy lindrisch sind, müssen diese Abschnitte der Abdichtungslinie gerade sein. Das untere Ende des geraden Abschnittes liegt auf der untern Aussenkante des Gewindeganges 40.
Diese dichtet. von da über die Oberseite des Gewindeganges 35 bis zu dessen oberer Au ssenkante, wo die Kanten beider Gewinde gänge sieh schneiden, was an der Verbin- dun gg:sstelle 23 des Gebä uses stattfindet. Die obere Kante des Gewindeganges 35 dielitet dann nach hinten rückwärts über die linke Seite der Mulde zwischen den Cxängeir 40 und 41 bis zur Mittellinie dieser Mulde, die durch die -estrielielte Linie 89 an-egeben ist..
Die Abdichtungslinie verläuft. dann abwärts längs dieser Mittellinie 89, bis sie die untere Kante des Gewindeganges 35 schneidet, welche dann nach hinten rückwärts über die rechte Seite der erwähnten Mulde bis zum Punkt dichtet, wo die obere Aussenkante des Gewindeganges 41 und die untere Aussenkante des, Gewinde ganges 35 bei 23' auf der entgegengesetzten Seite der Ebene sieh schneiden, welche die Ro- toraehsen enthält und bezüglich welcher die Abdichtungslinie beidseitig gleichartig ver- läuft.
Die soeben beschriebene Zickzacklinie stellt die Abdichtungslinie dar, die durch den Gewindegang 35 erzeugt wird, der sich in und aus der Mulde zwischen den Gängen 40 und 41 erstreckt.
Von dem Schnittpunkt 23' schreitet die Abdichtungslinie abwärts längs der obern Kopfkante des Gewindeganges 41 über die Unterseite des Gewindeganges 35 in die Lage fort, wo die zylindrische Randfläche des Ge windeganges 41 die zylindrische Oberfläche am Grund der benachbarten Mulde im Rotor 33 in der erwähnten Ebene berührt. Dies stellt einen vollständigen Abdichtungsweg von einer Mulde des Rotors 33 zu einer andern dar.
Wenn eine horizontale gerade Kante ab wärts über Fig.29 und 30 bewegt wird, so verschwindet die Abdichtungslinie 88 oberhalb der Kante in der gleichen Weise wie wenn die Rotororgane gedreht würden. Wenn die ge rade Kante abwärts in Fig.29 und 30 fort schreitet, wird die Abdichtungslinie 88 unter brochen, indem die Kante den höchsten Zick- zackteil der Abdichtungslinie überquert, und der obere Teil des Raumes d im Rotor 34 und D im Rotor 33 sind gegen den Auslass offen. Die so in der Abdichtungslinie gebildete Un terbrechung bildet den Leerraum 94, welcher einen Undichtigkeitsweg vom Auslass zum Ein lass parallel zu dem bei a beginnenden, vor stehend beschriebenen Weg erzeugt.
Der bei a beginnende Undichtigkeitsweg hört in dem Augenblick auf, wenn die durch -k und K gebildete Tasche vollständig ausläuft, und die Nut im Rotor 34 wird der einzige Undichtigkeitsweg, bis der nächste Leerraum 94 durch Unterbrechung der Abdichtungslinie gebildet wird. Somit ist während des kurzen Zeitraumes, während dessen die Abdichtungs linie unterbrochen ist, der Undichtigkeitsweg von a und b und von B nach D und zurück zu d kurzgeschlossen und bleibt in diesem Zu stand, bis die durch k und K gebildete Tasche ausläuft, zu welchem Zeitpunkt der Zwischen raum d tatsächlich der oben beschriebene Raum a wird.
Um diesen Undichtigkeitsweg durch die Rotoren unwirksam zu machen, wenn sich die Gewindegänge über eine oder mehrere voll ständige Umdrehungen erstrecken, ist es not wendig, ein Ende der Rotoren mit einer Ah- dichtungswand abzuschliessen, welche die über lappenden Gewindegänge und Nuten der Ro toren bedeckt und sich um die hintern Teile der Rotoren erstreckt, wie durch die gestri chelte Linie in Fig. 28 gezeigt ist. Für diese Glewindegänge -und Nuten liegen jedoch die Enden der Rotoren frei, und diese freiliegen den Teile stellen die Auslasskanäle dar.
Wenn die Gewindegänge des Rotors 33 sich nicht über eine vollständige Umdrehung er strecken, wie irr Fig.1 dargestellt ist, ist es nötig, eine Abdichtungswand an beiden En den der Rotationsorgane anznwenden, und zwar eine am Einlass und eine am Auslass. Diese Abdiehtungswände liegen diagonal zu einander und erstrecken sich über die Flä chen, die durch die Kanäle 20 und 24 gegeben sind, welche in Fig. 3 und 15 bis 17 gezeigt sind. Wenn die Stirnabdichtungswäncle auf diese Weise liegen, können die Rotoren von sehr geringer Länge gemacht werden, was ein wichtiger Vorteil bei solchen Maschinen ist.
Die Gewindegänge des Rotors 33 müssen sich wenigstens im wesentlichen um eine halbe Um drehung erstrecken, damit eine vollständige Abdichtungslinie über einen Gewindegang des Rotors 33 gebildet wird, was notwendig ist, um die Organe abzudichten. Die Abdichtungs linie 88 erstreckt sieh somit über einen voll ständigen Kreislauf.
Wenn die Maschine als Gebläse oder Kom pressor benutzt wird, können die Kanalränder 7 4 im wesentlichen unter 30(I zu der Ebene lie gen, welche die Achsen der Rotoren enthält, wie in Fig. 3 und 15 bis 17 gezeigt ist, weil das Fluidum zusammendrüekbar ist.
Wenn sie jedoch als Flüssigkeits:p mpe benutzt wird, sollten die Kanalränder wie in Fig. \'8 ange deutet liegen, so dass kein Bestreben vorban den ist, die Flüssigkeit zii komprimieren. Die Grösse und Form der Rotationsorgane würden in einem solchen Fall die ganze Lage und Um riss der Kanalränder bestimmen.
Diese Rotationsorgane können mit kleiner oder keiner Toleranz hergestellt und dann in dem offenen Gehäuse eingebaut werden, wo sie so betrieben werden können, dass sich ihre ineinandergreifenden Gewindegänge und Nu ten überlappen. Wenn ausserdem die Vorrich tung sehr breit ist, kann ein Spielraum von 1/200, mm eine v ernaehlässigbare Undiehtigkeit im Vergleich zu dem übertragenen Fluidum volumen erzeugen. Diese Toleranzen und Spielräume sind als praktische Fragen haupt sächlich durch die Grösse und die Benutzung bestimmt, für welche die Vorrichtung ange wendet werden soll.
Der Leerraum 94, welcher zwischen der Hinterseite der Gänge des Rotors 33 und der Vorderseite der Gewindegänge des Rotors 34 erzeugt wird, nachdem ein Gewindegang des Rotors 33 in eine Mulde des Rotors 34 ein getreten ist, verbindet unmittelbar den Aus lass mit dem Einlass, wenn die Rotoren mit Gewindegängen versehen sind, die sich nur über 180 bzw. 90 erstrecken. Dieser Leerraum kann durch Abdiehtungsstirnwände wie vor stehend erläutert, oder durch den Gebrauch von Abdichtungsplatten abgeschlossen werden, die an den Stirnseiten der Rotationsorgane be festigt sind.
Die Abdiehtungsstirnwände können so an geordnet sein, wie es in gestrichelten Linien in Fig. 16 und 17 gezeigt ist, bei welchen ein einzelner Kanal auf einer Stirnseite der Rota tionsorgane in zwei Öffnungen unterteilt ist, die durch die Stelle 95 getrennt sind. Diese Stelle bildet einen Teil der Innenwand 14 und ihre Ränder stellen die Vorderkanten der Öff nungen dar, unabhängig davon, ob die Ka näle fest oder veränderlich sind, wie vor stehend beschrieben ist. Es ist zu beachten, dass die Stelle 95 den Leerraum 94 abdeckt und somit eine Undiehtigkeit nach hinten ver hindert.
Die Abdichtungsplatten sind in Fig. 18, 19 und 20 bei 96 und 97 gezeigt. Die Platte 96 ist so gezeigt, dass sie genau das gleiche Profil wie der Rotor 33 hat, und die Platte 97 ist so gezeigt, dass sie das genaue Profil wie der Rotor 34 hat. Diese Abdichtungsplatten sind auf den Stirnseiten der Rotationsorgane gegen- über diesen in genügend versetzter Lage an- beordnet, um den Teil des Lerraumes 94 zu bedecken, der anfänglich durch die Rotations organe gebildet ist.
Die Richtung der Versetzung dieser Ab- diehtungsplatten ist. innerhalb der Grenzen der Dicke der Gewindegänge des Rotors 3.1 ohne Bedeutung. Es ist vorteilhaft, die hintere Kante der Rotorplatte 96 über den Leerraum zu erstrecken, so dass die Platte die Gewinde gänge des Rotors 34 überlappen kann, um eine wirksame Abdichtung zu erzeugen. Diese Ab dichtungsplatten sind an den Stirnseiten der Rotationsorgane auf irgendeine geeignete Weise, wie durch Schrauben, befestigt. LTru eine unnötige Komplikation der Zeichnung zu vermeiden, sind diese Abdichtungsplatten nur in Fig. 2 zusätzlich dargestellt.
Durch Verwen dung dieser Abdichtungsplatten können die Kanäle auf den Bereich verbreitert werden, dass die Platten eine Abdichtung erzeugen, und die Ränder 74 des Kanals 98 (Fig. 18 bis 20) können gleich wie bei den Kanälen 20 und 24 in Fig.1 bis 5 radial, verlaufen oder geboge nen Linien folgen, welche die gleiche KrünL- mung haben wie die hintern Kanten der (@ e windegänge der zugehörigen Organe. Somit lässt der Kanal 98 einen beträchtlichen Teil der Stirnseiten der Rotationsorgane frei.
Ein anderer wichtiger Vorteil liegt- in der Tatsache, dass das Ganze jedes Rotationsorga- nes aus einer Reihe von Platten hergestellt werden kann, deren Zahnteile entsprechend dem Mass der Steigung des gewünschten Ge windeganges abgeschrägt, sind, wie in Fig.9 angegeben st, und dass sie dann auf einer Welle angeordnet werden, wobei jede folgende Platte in bezug auf die benachbarte Platte winklig versetzt ist, um glatte kontinuierliche Gewindeflächen zu erzeugen.
Bei diesem Bei spiel werden die Endplatten die Abdichtungs platten, und sie liegen unter einem grösseren Winkel relativ<I>zur</I> nächst benachbarten Platte versetzt, um die Leerräume zu bedecken. Die Ränder der Abdichtungsplatten sind jedoch vorteilhaft nicht abgeschrägt, sondern senk recht zu ihren Stirnflächen.
Theoretisch läuft jede Tasche<I>k,</I> K voll ständig aus, wenn der Gewindegang des Ro- tors 33 die Mulde des Rotors verlässt, zu wel chem Zeitpunkt sie vollständig durch die Ab dichtungswand bedeckt sind. Als praktischer Vorschlag mögen die Taschen gegen den Aus lass entlüftet gehalten werden, bis der Ge windegang des Rotors 33 sich seiner maxima len Eingriffstiefe in der Mulde des Rotors 34 nähert, wie in Fig. 22 dargestellt ist. Dies er folgt durch Wegschneiden der vordern Seite der Gewindegänge des Rotors 33 längs einer winkligen Fläche, welche die Linie 100 ent hält und durch die gebogene Linie 101 be grenzt ist, wie in Fig. 21 bis 23 und 27 gezeigt ist.
Dem Fluidum ist somit gestattet, aus der Tasche in den Auslass zu entweichen, bis diese Linien die Abdichtungsstirnwand erreichen. In Fig. 22 wird der Kanal 98 angewendet, und er ist gleich dem in Fig. 3 und 18 gezeigten Kanal 20 bzw. 28, wobei die Abdichtungsplat ten der Einfachheit halber weggelassen sind. Unmittelbar nachdem die Linie 100 des weg geschnittenen Teils hinter dem Rand 74' des Kanals 98 hindurchgeht und somit die einge schlossene Tasche vom Auslass abdichtet, öff net das äussere, in seiner Länge durch die ge bogene Linie 101 bestimmte Ende des weg geschnittenen Teils die Tasche auf der Vor derseite des Gewindeganges und gestattet dem Fluidum, zu entweichen.
Wenn somit die Ta sche kleiner wird, wird sie kontinuierlich ent leert, bis sie vollständig ausläuft, wenn der Gewindegang des Rotors 33 durch die Mulde des Rotors 34 hindurchgeht.
Wenn es gewünscht wird, das in den Ta schen eingeschlossene Fluidum kontinuierlich nach dem Auslass der Pumpe zu entleeren, bis zum Zeltpunkt, bei dem sie vollständig auslau fen, kann eine Nut 102 in der entsprechenden Stirnseite des Gewindeganges des Rotors 33 eingeschnitten werden, wie in Fig.24 bis 26 gezeigt ist. Gerade wenn die Nut 102 beginnt, sich mit dem einen Ende in den Raum vor dem Gewindegang zu öffnen, wird das andere Ende der Nut unter dem Kanal 98 abgedich tet. Dies stellt die äusserste Lage der Tasche dar, wenn sie ausläuft.
Ein drittes Verfahren zur Vermeidung der Pressung des Fluidums in der Tasche, wenn die letztere ausläuft, kann durch Veränderung der Steigung der Gewindegänge der Rotations organe erhalten werden, so dass die Tasche vollständig ausgelaufen ist, wenn die Rota tionsorgane den Rand des Kanals erreichen, in welchem Fall die ganze Tasche über den Rand 100 oder die Nut 102 entlüftet wird, wenn der Rotor 33 und der Rotor 34 unter der Abdichtungsstirnwand hindurchgehen.
Fig. 31 zeigt eine Abdichtungslinie, welche so angeordnet und ausgeglichen ist, dass ihre Punkte 88' und 88"' bzw. 88" lind 88"" in einer Querebene liegen und in jeder Tasche oberhalb dieser Linie der gleiche Flächen- bereieh dem Druck auf einer Seite der Mittel linie wie auf der andern Seite der Mittellinie ausgesetzt ist, wie durch die gleichen Flächen 103 und 104 angedeutet ist. Der Druck ist daher nicht bestrebt, denn Drehen des Rotors 34 zu widerstehen, noch ist er bestrebt, den Rotor 34 gegenüber dem Rotor 33 zu über holen. Dieser Zustand beseitigt alle zusätz lichen Zahnradbelastungen mit Ausnahme der aus den Lagern und Abdichtungen sich er gebenden Reibung.