DE1285325B

DE1285325B - Schraubenpumpe mit Zahnscheibenwiderlager

Info

Publication number: DE1285325B
Application number: DEG37715A
Authority: DE
Original assignee: GUINARD PAUL ANDRE
Current assignee: GUINARD PAUL ANDRE
Priority date: 1962-05-15
Filing date: 1963-05-10
Publication date: 1968-12-12
Also published as: US3182600A; GB1020598A; CH396290A; DK108609C; FR1330812A; LU43678A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenpumpe, bei der die rotierende Schraube eine oder mehrere, in ihr Profil eingreifende, kleeblattartig ausgebildete, verhältnismäßig dünne Scheiben um eine zur Schraubenwelle senkrechte Achse dreht. Die Blätter der Scheibe dichten gegen das Profil ab.
Bei den bekannten Schraubenpumpen dieser Art liegt die Schraubenachse in der Ebene der Scheibe. Da der Druck der gepumpten Flüssigkeit auf die in das Schraubenprofil eingreifenden Blätter drückt, müssen diese verhältnismäßig dick sein, damit der Flüssigkeitsdruck sie nicht verbiegen kann und damit die Dichtung zwischen Blatt und Schraubenprofil nicht gefährdet ist. Dicke Blätter verkleinern aber das Druckkammervolumen und verringern dadurch die Förderleistung. Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe sieht bei einer Pumpe der eingangs angeführten bekannten Art vor, daß die Schraubenachse so weit außerhalb der Scheibe gelagert ist, daß diese mit der der Schraube zugekehrten Ebene den Profilkern der Schraube tangential berührt, wobei die Zuordnung der Scheibe zur Drehrichtung der Schraube und zur entsprechenden Seite derselben derart ist, daß die Scheibe vom Druck des Fördermediums gegen den Profilkern gedrückt wird. Der auf die Blätter wirkende Flüssigkeitsdruck preßt also dies * c gegen den Profilkern der Schraube und verbessert dadurch die Dichtung. Die Blätter können daher ohne Nachteil dünn gemacht werden, und die Fördermenge und der Wirkungsgrad steigen im Vergleich mit den bekannten Schraubenpumpen.
Ist die Schraube eine, Zylinderschraube, so verläuft ihre Achse parallel zur Scheibe. Handelt es sich aber um eine konische Schraube, so liegt die Scheibenebene zur Konusachse geneigt und verläuft parallel zu einer Erzeugenden des Kegels.
Bei der Pumpe der Erfindung kann ferner eine Scheibe mit zwei Schrauben zusammenarbeiten, deren Achsen symmetrisch zur Scheibenachse liegen. Es können aber auch zwei Scheiben beiderseits einer Schraube mit dieser zusammenarbeiten, wobei dann ihre Achsen -um einen halben Schraubendurchmesser von der Profilspitze der Schraube entfernt auf gegent2 über befindlichen Seiten der Schraube liegen.
Die Blätter der Scheibe können mit Randabschrägungen versehen sein, die von Zylindern gebildet sind, deren Achse schräg zur Scheibenachse liegt.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt drei Ausführungsformen einer Schraubenpumpe der Erfindung, und zwar ist F! g. 1 ein Querschnitt nach Linie I-1-1-1 der F i g. 2 durch eine Pumpe mit einer Schraube und einer Kleeblattscheibe, F i g. 2 ein Längsschnitt nach Linie 11-II der F i g. 1 durch eine Schraubenpumpe gesehen in Richtung der Pfeile mit vom Pumpenkörper abgenommenem Gehäuse, F i g. 3 ein Schnitt nach Linie III-III der F i g. 4, F i g. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV der F i g. 3, F i g. 5 und 6 eine Darstellung der Schraubenpumpe nach F i g. 3 und 4 nach Ausführung einer halben Umdrehung, F i g. 7 ein Schnitt nach Linie VII-VII der F i g. 6, F i g. 8 eine zweite Ausführungsform, bei der zwei Schrauben mit einer Kleeblattscheibe zusammenarbeiten, und F i g. 9 eine dritte Ausführungsform, bei der zwei Kleeblattscheiben mit einer Schraube zusammenarbeiten.
Der Pumpenkörper 1 der Pumpe nach Fig. 1 und 2 enthält einen Zylinder 2, in dem eine Schraubenspindel 3 läuft. Das Schraubenprofil kann beliebig sein, wie später beschrieben werden wird.
Er enthält weiter einen Ansaugstutzen 4 und einen Ausflußstutzen 5. Er hat einen Längsschlitz 6, in dem die Kleeblattscheibe 8 mit ihren Blättern 7 läuft. Die Blätter 7 haben abgeschrägte Kanten, die eine Mantelzone von Zylinde.in bilden, deren Achsen im Winkel zur Achse 9 der Scheibe 8 stehen. Die feste Achse 9 der Scheibe 8 ist in einem Gehäuse angeordnet, das aus einem hinteren Teil 10 und einem vorderen Teil 11 besteht, die durch Schrauben od. dgl. aneinander und am Körper 1 befestigt sind.
Das Schraubenprofil entspricht der Kante der Blätter 7, die, getrieben von der Schraube, um die Achse 9 im Sinne des Pfeiles f rotieren, wenn sich die Schraube im Sinne des Pfeiles F dreht.
Gemäß der Erfindung ist nun die der Schraube zugekehrte Fläche X-X, der Scheibe 8 gegenüber der Achse der Schraube * 3 - so weit seitlich versetzt, daß sie sich in einer an den Profilkern der Schraube tangenten Ebene befindet.
Bei der Arbeit der. S.chraubenpumpe drückt die in den Raum 12 gedrängte Pumpflüssigkeit die Blätter 7 dicht gegen den Profilkern der Schraube, wobei die Blätter verhältnismäßig dünn gehalten werden, wodurch wiederum der tote Raum zwischen den Blättern 7 verringert wiM- Die Pumpe kann daher ohne weiteres- auch zum Fördern von Flüssigkeiten mit suspendierten Festteilen, z. B. in der Papierindustrie, benutzt werden, auch wenn die Festteile in hoher Konzentration vorliegen, da keine Klemmung oder Keilwirkung zwischen den beweglichen Teilen stattfinden kann.
Eine Ausnahme bildet das mit 14 bezeichnete Gebiet, das bei jedem Durchgang eines Blattes 7 zeitweise entsteht, aber wegen des progressiven Zurücktretens des Blattes beseitigt wird, nachdem das Blatt seine tiefste, in F i g. 1 mit 7a bezeichnete Lage erreicht hat. Die Abdichtung zwischen den Blättern 7 und dem Schraubenprofil wird in der in der Ebene X-X liegenden linearen Zone an den Seiten durch die Abschrägung der Kanten der Blätter 7 erreicht.
In F i g. 3 und 4 sind Schnitte durch eine Pumpe der Erfindun- nach Linie IV-IV der F i g. 4 bzw. der Linie III-III der F i g. 3 dargestellt. Die Verschlußscheibe befindet sich in einer mittleren Stellung symmetrisch zur Ebene A-B, die zur Schraubenachse senkrecht ist und die Verschlußscheibenachse enthält. In dieser Stellung sind die beiden oberen Blätter der Verschlußscheibe in Kontakt mit der Schraubenfläche des Rotors entlang den Linien MPQ und IWP'Q. Die Punkte P und P' sind die Punkte, in denen die Blätter 7 tangential zum zylindrischen Kern der Schraube verlaufen. Diese Punkte befinden sich dabei auf der Erzeugenden des zylindrischen Kernes der Schraube, die in der horizontalen Symmetrieebene des Kernes liegt.
Wenn die Schraubenwelle eine halbe Umdrehung gemachthat, so gelangendieVerschlußscheibe und die Schraube in die in Fig. 5 und 6 dargestellte Lage. Diese stellen die gleichen Schnitte wie die F i g. 3 und 4 dar. In F i g. 5 und 6 befindet sich die Verschlußscheibe in der in Fig. 3 links dargestellten Lage, in welcher ihre Innenfläche längs der Linie L-L' die Erzeugende des Schraubenkernes tangential berührt. Andererseits berührt sie die beiden Schraubenflanken längs der Kurvenstücke M-L und L'-Q.
F i g. 7 ist ein Schnitt nach Linie VII-VII der F i g. 6 und zeigt die Form der Schraubengewindefläche, die einen dauernden Kontakt zwischen den Blättern der Kleeblattscheibe und den Flanken der Schraube sichert, während sich jedes Blatt von der in F i g. 1 links dargestellten Lage bis zum Verlassen der Schraube bewegt.
Diese besondere Form der Schraubenflächen kann man durch Verwendung eines Fräswerkzeuges erhalten, dessen Messer die Form der Kleeblattscheiben haben. Dieses Werkzeug muß auf einer Achse angebracht sein, die in bezug auf die Achse der Schraube dieselbe Lage hat wie in der fertigen Pumpe die Achse der Kleeblattscheiben. Während des Fräsvorgangs sollte die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Schraube dieselbe sein wie in der fertigen Pumpe die Relativgeschwindigkeit zwischen Schraube und Verschlußscheibe bzw. - im Fall von vier Blättern - halb so groß. Man erhält unter diesen Bedingungen Schraubenflächen, wie sie in F i g. 7 dargestellt sind. Diese Schraubenfläche gewährleistet die gewünschten Ergebnisse.
Man kann mit ein und derselben Kleeblattscheibe zwei Schrauben bedienen, wie F i g. 8 zeigt. Die Schrauben haben dann entgegengesetzten Drehsinn und liegen symmetrisch zur Achse der Kleeblattscheibe. Man kann umgekehrt auch zwei Kleeblattscheiben mit einer Schraube zusammenarbeiten lassen, wie F i g. 9 zeigt.

Claims

Patentansprüche: 1. Schraubenpumpe, bei der die rotierende Schraube eine oder mehrere, in ihr Profil eingreifende, kleeblattartig ausgebildete, verhältnismäßig dünne Scheiben um eine zur Schraubenwelle senkrechte Achse dreht, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Schraubenachse so weit außerhalb der Scheibe (8) gelagert ist, daß diese mit der der Schraube zugekehrten Ebene den Profilkern der Schraube (5) tangential berührt, wobei die Zuordnung der Scheibe zur Drehrichtung der Schraube und zur entsprechenden Seite derselben derart ist, daß die Scheibe vom Druck des Fördermediums gegen den Profilkern gedrückt wird.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (3) eine Zylinderschraube ist und ihre Achse parallel zur Ebene der Scheibe (8) verläuft. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (3) eine konische Schraube ist und die Ebene der Scheibe (8) zur Achse des Konus geneigt, parallel zu einer Erzeugenden verläuft. 4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Scheiben (7, 7') beiderseits einer Schraube (3) angeordnet sind und mit der Schraube zusammenarbeiten, wobei ihre Achsen (9, 9') um einen halben Schraubendurchmesser von der Profilspitze der Schraube entfernt auf gegenüber befindlichen Seiten der Schraube liegen. 5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (7) der Scheibe (8) mit Randabschrägungen versehen sind, die von Zylindern gebildet sind, deren Achse schräg zur Scheibenachse liegt.