CH301117A - Schraubenpumpe. - Google Patents

Description

      Schraubenpumpe.       Eine bekannte Art von Schraubenpumpen  für die Förderung von Flüssigkeiten, wie zum  Beispiel Öl, oder auch von Gasen, besitzt in  einem Gehäuse im entgegengesetzten Drehsinn  angetriebene     Förderschraubenpaare    mit je  zwei, hinsichtlich ihres Steigungssinnes gegen  läufigen Schrauben, welche Schraubenpaare  gegenseitig in Eingriff stehen und das     För-          dergut    bewegen.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu  grunde, Schraubenpumpen, die einen Aufbau  der genannten Art besitzen, in der Weise zu  verbessern, dass eine Veränderung der     Förder-          leistung    ohne Änderung der Schraubendreh  zahl in Stufen möglich ist.

   Diese Aufgabe ist       erfindungsgemäss    dadurch gelöst worden, dass  die Förderschrauben eine sich kontinuierlich  ändernde Gangtiefe aufweisen und dass die  Fördergänge jeder Schraube mit einem     För-          derraum    kommunizieren, in dem ein Steuer  schieber solcher Breite vorgesehen ist, dass  durch den Steuerschieber der eine oder an  dere, zumindest. einen Fördergang umfassende  Teil der Fördergänge von der Verbindung mit  dem zugehörigen Förderraum     abgesperrt    wer  den kann. Dadurch     ist    erreicht, dass die     För-          derleistung    der Pumpe durch Verschieben des       Steuerschiebers    verändert werden kann.

   Die  Veränderung erfolgt in Stufen, deren Grösse  durch die     Differenz    der bei der Verschiebung  des Steuerschiebers sich     zu-    und abschaltenden       Gangvolumina    bestimmt. ist.    Der     Gegenstand    der Erfindung ist     in    bei  spielsweisen Ausführungsformen in den     Fig.1     bis 7 dargestellt.

   Es zeigen:       Fig.    1 einen horizontalen Längsschnitt  einer Pumpe nach der     Linie        I-I        in        Fig.    3,       Fig.    2 einen Vertikalschnitt dieser Pumpe  nach Linie     II-II    in     Fig.    3,       Fig.    3 einen Schnitt durch die Pumpe nach  der Linie     III-III    der     Fig.    2,       Fig.    4 und 7 ein Schema einer Schrauben  pumpe mit vier     Förderschraubenpaaren,

            Fig.    5 eine Steuerungseinrichtung für eine  Förderschraube einer Schraubenpumpe gemäss       Fig.    4,       Fig.    6 den Steuerschieber für die Einrich  tung nach     Fig.    5.  



  Bei der in den     Fig.1    bis 3 dargestellten  beispielsweisen Ausführungsform der erfin  dungsgemässen     Förderpumpe    sind zwei durch  Stirnräder 1, 2 in entgegengesetztem Sinne  angetriebene und     achsenparallel    nebeneinan  der in einer Ebene angeordnete     Förderschrau-          benpaare    3, 3' und 4, 4' vorgesehen, und     zwar     arbeiten zwei     linkssteigende    Schrauben 3, 4'  mit zwei rechtssteigenden 4, 3'     zusammen.    Die  Schrauben 3, 4 sind auf den Pumpenwellen 5,  6     unverstellbar    befestigt, während die Schrau  ben 3', 4' einstellbar auf den Wellen ange  bracht sind.

   Die Pumpenwellen sind in den  Deckeln 40, 41 derart in Kugellagern 7 ge  lagert, dass sie axial eingestellt werden kön  nen, z. B. durch     einstellbare    Einsclrraubbüch-      sen. Die Förderschrauben 3 und 4 einerseits  und 3' und 4' anderseits stehen mit ihren  Schraubengängen untereinander im Eingriff;  ihre Schraubengänge 8, 8' und 9, 9' haben auf  der ganzen Länge der Schraube die gleiche       Steigung,    aber die Tiefe der je eine Anzahl       Fördergänge    bildenden     Schraubennuten    10,  10',<B>11,</B> 11' nimmt bei den vier     Förderschrau-          ben    von der Stirnseite der Pumpe nach deren  Mitte zu ab.

   Zu beiden Seiten der Förder  schrauben befinden sich in den     Gehäusedek-          keln    in den     Förderraum    führende Zufüh  rungsöffnungen 12 für das zu fördernde     För-          dergut,    beispielsweise eine Flüssigkeit, in wel  che die Pumpe entweder     versenkt    ist oder mit  welcher sie durch Zuführungsrohre zu den  Zuführungsöffnungen 12 in Verbindung steht.  Die vier im Gehäuse 13 vorhandenen Bohrun  gen zur Aufnahme der Förderschrauben bil  den Hohlkonusse, deren kleinere Grundflächen  der Längsmitte der Pumpe zugekehrt sind.  



  Oberhalb und unterhalb der     Förderschrau-          benpaare    3, 3' und 4, 4' (vgl.     Fig.2        und    3)  sind in dem an dieser Stelle verstärkten Pum  pengehäuse 13, das von seinen beiden Stirn  seiten nach der Mitte zu die vier den     Förder-          schrauben    entsprechend konischen     Ausbohrun-          gen    aufweist     imd    in der Mitte einen mit wei  teren Lagern für die Wellen     ausgex-üsteten     Steg 42 trägt, Hohlzylinder 14, 14' und 15,  15' vorgesehen, in denen Steuerschieber 16,  20, 17     und    18, 21, 19 gleiten,

   die aus je zwei  dicht. in die Hohlzylinder passenden, durch       eine    Kolbenstange 20 bzw. 21     miteinander    ver  bundene Kolben 16, 1 7 bzw. 18, 19 bestehen.  Die Steuerschieber 1.6, 20, 17 und 18, 21, 19  sind durch eine endlose Kette 22 miteinander       verbinden,    die über am Pumpengehäuse an  gebrachte Kettenräder 23, 24, 25 und 26 ge  führt ist. Auf der Welle des Kettenrades 23  sitzt     ein        zweites,    mit einem Antrieb verbun  denes Kettenrad, das zur Bewegung der end  losen Kette 22 und damit der Steuerschieber  16, 20, 17 und 18, 21, 19 dient.

   Die breiteren  Kolben 16 und 18 der Steuerschieber sind so  breit, dass sie eine geringe Zahl von     Förder-          gängen,    mindestens aber einen derselben, ge  genüber den     Hohlzylinderhälften    14 und 15    abschliessen können. Die schmäleren Kolben  17 und 19 dichten die Zylinderhälften 1.4' und  1.5' nach aussen ab und dienen zur Druckent  lastung der Kolben 16 und 18 und zur Füh  rung der Steuerschieber. Der Teil 16 bzw. 18  ist vom Teil 17 bzw. 19 so weit entfernt, dass  der Raum zwischen 16 und 17 (bzw. 18     Lund     19) in jeder Stellung der Steuerschieber noch  mit der Austrittsbohrung 44 verbunden ist.  



  Die diagonal einander     gegenüberliegenden          Hohlzylinderhälften    14, 15 stehen je durch  eine Anzahl     nebeneinanderliegender,    in der  Wandung dieser Zylinderhälften angebrachter  Bohrungskanäle 28, 29 mit dem Innern des       Förderpumpengehäuses    13 in Verbindung.  Diese Kanäle sind aus Gründen     bequemer     Herstellung von der Aussenwandung des Ge  häuses 13 aus durchgeführt, und die aussen  liegenden Teile dieser Kanäle sind anschlie  ssend zum Beispiel durch     Madenschrauben    30  wieder verschlossen.  



  Die Hohlzylinder kommunizieren innerhalb  ihres vom Steuerschieber erfassten Teils     dur        cb     einen Rohrkanal 31 miteinander (vgl.     Fig.2          Lund    3). Im übrigen sind sie an den Aussen  enden offen gegen den die Förderflüssigkeit  enthaltenden Behälter hin. Bei der in     Fig.    'dargestellten Stellung der     Steuerschieber    16,  20, 17 und 18, 21, 19 wird     beire.    Betrieb der  Pumpe keine Flüssigkeit nutzbar gefördert,  da die Kolben 16 und 18 so stehen, dass der  letzte Fördergang, der das kleinste Volumen  hat, nicht ganz verschlossen ist.

   Das in das  Fördergehäuse 13 eintretende Öl wird zufolge  des stetig abnehmenden.     GangTolumens    der  Schraubenpaare 3, 4 bzw. 3', 4' zwar durch  die Kanäle 27, 28 in die Räume der     Hohlzylin-          derhälften    14, 15 fortschreitend abgedrängt,  fliesst aber aus den     Hohlzylinderhälften    14, 15  zum Flüssigkeitsvorrat zurück, ohne die  Pumpe zu belasten.

   Werden aber beispiels  weise die Kolben 16 und 18 in die Mittelstel  lung der mit Bohrungskanälen 27, 28 ver  sehenen Hälften 14, 15 der Hohlzylinder ge  bracht, so vollzieht sich der für die nutzbare  Förderung ausscheidende Kreislauf des Öls  nur noch über die vor den abgesperrten     För-          dergängen    der vier     Förderschrauben    befind-      liehen     Pördergänge.    Von den abgesperrten  Fördergängen aber wird entsprechend dem in  ihnen abgeschlossenen Volumen ständig Öl in  die Zylinderräume zwischen den Kolben 16,  17 einerseits und den Kolben 18 und 19 an  derseits gedrückt und fliesst unter Druck  durch den Kanal 31 und die Austrittsbohrung  44 (vgl.     Fig.3)    ab.

   Je weiter die Kolben 16  und 18 von der Mitte der     Pumpe        in    deren       Hohlzylinderhälften    14 bzw. 15 nach deren  äussern Stirnseiten hin verschoben werden,  desto grösser wird stufenartig die Förder  menge, da die Gangtiefe der jeweils abgesperr  ten Fördergänge mit der Entfernung von der  Mitte der Pumpe wächst. Da die Steigungen  der Schrauben 3, 3' und 4, 4' einander ent  gegengesetzt sind, so arbeiten die Wellen 5  und 6 dieser Schraubenpaare ohne resultie  renden axialen Schub. Auch die Steuerschie  ber 16, 17 und 18, 19 sind hinsichtlich eines  axialen Schubes durch auf jeden     einzelnen     Kolben wie auch auf jedes Kolbenpaar ent  gegengesetzt gerichtete Flüssigkeitsdrücke ent  lastet.  



  Eine weitere beispielsweise Ausführungs  form der erfindungsgemässen     Schraubenpumpe     besteht darin, dass die Förderschrauben in  ihren Aussendurchmessern zylindrisch ausge  bildet sind, aber ebenfalls mit veränderlichem       Gangvolumen.    Dabei ist der Ganggrund     kege-          lig    und die Achsen der Förderschrauben sind  dem     kegeligen    Ganggrund entsprechend und  zum Ausgleich des     Axialschubes    derart gegen  einander geneigt, dass die Achsen der vier  Schraubenpaare eine sechsseitige Fläche um  schliessen,

   deren zwei parallele Aussenseiten  die Grundlinien von zwei einander zugekehr  ten und mit ihren Spitzen sich berührenden       Dreieckflächen    bilden. In     Fig.    7 ist diese Stel  lung der vier Achsen, von denen jede einem  Schraubenpaar gemeinsam ist, schematisch  dargestellt.  



       Fig.    4 zeigt in perspektivischer Darstel  lung für die gleiche Ausführungsform der  Erfindung die Zuordnung der acht     Förder-          schrauben    45 bis 52 zueinander.  



  Bei dieser Anordnung erhält jede     Förder-          schraube    einen eigenen Steuerschieber mit    zwei Kolben, von denen der eine (Steuerkol  ben) am     Umfang    eine     Ausnehmung    60     (Fig.6)     besitzt, deren Grund eine sich über die ganze  Kolbenbreite erstreckende, entsprechend der  Zylinderform der Förderschraube gekrümmte  konkave Fläche bildet, die unmittelbar auf der  Umfangsfläche der Förderschraube verschieb  bar und dicht aufliegt. Die Steuerschieber je  zweier auf gleicher Achse     angeordneter     Schrauben sind durch Vorrichtungen, wie be  reits beschrieben, gemeinsam verschiebbar.  



       Fig.    5 und 6 zeigen einen derartigen  Steuerschieber 53 in Verbindung mit den ein  zylindrisches     Förderschraubenpaar    enthalten  den Gehäusen. Auch bei dieser Ausführungs  form sind die Steuerschieber     und    die gemein  samen Wellen je zweier Schrauben mit einan  der entgegengesetzten     Steigungen    entlastet.  



  Nach     Fig.    4 hat das Schraubenpaar 49, 50  keine gemeinsame Welle. Diese ist ersetzt  durch zwei     Wellenstumpfe    56, 57, an denen  Kegelräder 58, 59 befestigt sind. Auch auf  den durchgehenden Wellen der Schrauben  paare 45, 46; 47, 48; 51, 52 sind Kegelräder  61, 62; 63, 64; 65, 66 befestigt. Die Kegelräder  stehen derart miteinander im Eingriff, dass  über den Wellenstumpf 56 die Pumpe ange  trieben werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Schraubenpumpe, bei der zwei im ent gegengesetzten Sinne angetriebene und in einer Ebene nebeneinander in einem Gehäuse angeordnete Schraubenpaare mit je zwei, hin sichtlich ihres Steigungssinnes gegenläufigen Schrauben gegenseitig im Eingriff stehen und das Fördergut bewegen, dadurch gekennzeich net,, dass die Förderschrauben eine sich konti nuierlich ändernde Gangtiefe aufweisen, und dass die Fördergänge jeder Schraube mit einem Förderraum (14 bzw. 15) kommunizie- ren, in dem ein Steuersehieber (16, 20, 17 bzw. 18, 21, 19 bzw.

   53) solcher Breite vor gesehen ist, dass durch den Steuerschieber der eine oder andere, zumindest einen Fördergang umfassende Teil der Fördergänge von der Ver bindung mit dem zugehörigen Förderraum (14 bzw. 15) abgesperrt werden kann, so dass durch Verschieben der Steuerschieber die För derleistung der Pumpe stufenweise verändert werden kann. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Schraubenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem die För- derschrauben einschliessenden Gehäuse (13) Hohlzylinder (14, 14' und 15, 15') vorgesehen sind, die durch einen Rohrkanal (31) mitein ander und je durch eine Anzahl nebeneinan- derliegender, in der Wandung der Hohlzylin der angebrachter Verbindungskanäle (27, 28) mit dem Innenraum des Fördersehrauben- gehäuses (13) verbunden sind und in denen Steuerschieber (16, 20,

   17 und 18, 21, 19) an geordnet sind. 2. Schraubenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die beiden Hohlzylinder (14, 14' und 15, 15') auf einander gegenüberliegenden Sei ten des Förderschraubenaggmegates angeord net sind und dass die Verbindungskanäle (27, 28) zwischen den Hohlzylindern (14, 14' und 15,15') und dem Innenraum des Fördergehäu- ses (13) nur auf zwei einander diagonal ge genüberliegenden Hälften (14, 15) der beiden Hohlzylinder angebracht sind. 3.

   Schraubenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass jeder Steuerschieber aus zwei durch eine Kolbenstange (20 bzw. 21) miteinander verbundenen Kolben (16, 17 bzw. 18, 19) be steht, deren einer (16 bzw. 18) bei der Bewe gung des Schiebers die Verbindungskanäle (27 bzw. 28) zwischen dem Innenraum des Fördersehraubengehäuses (13) und den Hohl zylindern in einem der Kolbenbreite entspre chenden Bereich nacheinander zu- bzw. auf steuert, während der andere schmälere Kol ben (17 bzw.

   19) als Entlastungskolben, als Sehieberführung und zur Abdichtung der ihm zugeordneten Hohlzylinderhälfte (14' bzw. 15') nach aussen dient, und dass der Abstand der beiden Kolben (16, 18 bzw. 17, 19) jedes Steuerschiebers so gross gewählt ist, dass der Raum zwischen den beiden Kolben bei jeder Stellung des Steuerschiebers Verbindung mit dem Austrittskanal (44) behält.

   4. Schraubenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass eine als mechanische Verbindung der beiden Steuerschieber (16, 20, 17 bzw. 8, 21, 19) miteinander dienende endlose Kette (22) über am Förderschraubengehäuse (13) ange brachte Rollen (23, 24, 25, 26) geführt ist und beim Drehen einer der Rollen die Steue- rungsschieber (16, 20, 17 bzw. 18, 21, 19) mit nimmt. 5. Schraubenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- schrauben (3, 3', 4, 4') auf ihrer ganzen Länge eine gleichbleibende Steigung ihrer Schrau bengänge (8, 8', 9, 9') aufweisen.

   6. -Schraubenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- schrauben-Aufnahmebohrungen des Förder- schraubengehäuses (13) vier Hohlkonusse bil den, deren kleinere Grundflächen der Längs mitte der Pumpe zugekehrt sind.

   7. Schraubenpampe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vier Schrauben paare vorgesehen sind, deren Förderschrauben (45 bis 52) einen zylindrischen Aussenumfang besitzen, und dass die vier, je zwei Schrauben gemeinsamen Schraubenachsen eine Fläche -umschliessen, deren zwei parallele Aussenseiten die Grundlinien zweier einander zugekehrter und mit ihrer Spitze sich gegenseitig berüh render Dreieckflächen sind. B.

   Schraubenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass jeder Förderschraube ein längsver schiebbarer Steuerschieber (53) mit zwei Kol ben zugeordnet ist, von denen einer mit einem sich über die ganze Kolbenbreite erstrecken den, entsprechend der Krümmung der zylin drischen Aussenumfangsfläche der Förder schraube gekrümmten konkaven Flächenstrei fen versehen ist und mit diesem an der zylin drischen Umfangsfläche der Förderschraube dicht passend anliegt.