DE1528937A1

DE1528937A1 - Kreuzgelenk fuer Schraubenpumpen

Info

Publication number: DE1528937A1
Application number: DE1965A0049015
Authority: DE
Inventors: Lindberg Gustav Rudolf
Original assignee: Flygts Pumpar AB
Current assignee: Flygts Pumpar AB
Priority date: 1965-01-21
Filing date: 1965-04-23
Publication date: 1969-08-21
Also published as: SE314593B; US3307486A

Description

Das Hauptpatent ........... (A 47 15I Ie/59 e) bezieht sich auf eine Kreuzgelenkanordnung für Sphraubenpumpen mit einem Gehäuse, das an seiner den Pumpenraum umgebenden innenfläohe mit Sohraubengängen versehen ist und einen an seiner Aussen« flache mil SohraubengXngen versehenen Sciu'aubenkolben umgibt, der Über ein« 2wischenweHe mit Krtuzgeleaktn von einer in der Qthäuetwandung drthbnr gelagerten AntriebaweU· angetrieben wird.

In dt« Hauptp&tent ,·, (A 47 151 Io/59 «) tird Kreusgelenk- und Di αhtung»vorrichtung «21 3ohr^ib«npviinp^n 4t»·

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und

lenk, das »usscOUitielieh <Ü· auf dtn ye«i«r«|l4«n ID(IlMKl «in

wirkenden Axialkräfte aufnimmt; und einen Querzapfen, der ausschliesslioh die auf den Rotor v/irkenden Drohmomente^ aufnimmt.

Es hat sioh gezeigt, dass der in der Kreuzgelenkanordnung vorhandene, das Drehmoment Übertragene Kolben infolge gleitender Reibung einem ziemlich starken Verschleiss ausgesetzt ist. Da der vorhandene Raum es nicht zulässt, dass ein doppeltes Kreuzgelenk mit zwei zueinander winkelrecht angeordneten Achsen in jedes Ende der Zwischenwelle eingeführt werden kann, bringt es deren von der exzentrischen Bewegung des Rotors bedingte pendelbewegung mit sich, dass der Bolzen nicht von den herkömmlichen Lagerbüchsen umfasst werden kann und sich in diesen bewegen kann, sondern in einer Bohrung im Wellenende frei gelagert sein muss, wobei der antreibende Eingriff zwischen dem Bolzen und den Wänden der Bohrung bei Linien- oder Punktkontaktberührung über eine sehr kleine Fläche, mit grossem Pläohendruek erfolgt, während der Bolzen gleichzeitig etwas in der Bohrung rutscht oder gleitet. Obgleich diese Gleitbewegung gering 1st, hat sie einen ziemlich starken Verschleiss des Zapfens zur Folge,

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteile durch «in· weitere Freilegung des Zapfens* so dass dieser die Möglichkeife hat, in ?ora prakUeohe» Gesichtspunkt ms völlig zufrieden« st«U«»4«M Masse s«in* Oleit- unä R«ibuiige!i#ffegung in ein« ?ol~

Biweguiig abxuwandeisi« wodtsrsti d«r bisher littige la$?«p* auf ein mnde^tmass h«r&teg«iiiindei'fc wird*

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Erreicht wird dieser Zweck dadurch, dass bei einer Kreuzgelenkanordnung der vorerwähnten Art der das Drehmoment übertragende und aufnehmende Bolzen als gerader, zylindrischer Stab ausgebildet ist,.welcher mit Spiel durch eine Querbohrung am Ende der Zwischenwelle hindurchtritt und dessen Enden in zwei diametral an der Aussenseite des Rotors bzw. dem Ende der eintretenden Antriebswelle angebrachten, durch Schrauben od. dgl. befestigten Gehäusen aufgenommen werden, wobei der Bolzen in der Bohrung der Zwischenwelle und in Vertiefungen der Gehäuse flei-1iegend und beweglich angeordnet ist und die durch die exzentrische Bewegung des Rotors bedingte Pendelbewegung der Zwischenwel· Ie derart auf den Bolzen einwirkt, dass diesem während der Drehmomentübertragung eine rollende Bewegung erteilt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das eine Ende des Pumpenrotors, welches durch ein Kreuzgelenk gemäss der Erfindung mit der pendelnden Zwischenwelle der Pumpe vereint ist,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1,

Fig. 5 einen Grundriss (von unten gesehen) eines der Bolzengehäuse, welche die Enden des das Moment übertragenden Bolzens aufnehmen,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. >.

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In Pig. 1 bezeichnet 52 die Zwischenwelle der Pumpe, welche den mit 50 bezeichneten Pumpenrotor antreibt. Dieser letztere und die Zwischenwelle 52 sind durch das Kreuzgelenk gemäss der Erfindung miteinander verbünden. Dabei ist zu beachten, dass das andere (nicht dargestellte) Ende der Zwischenwelle 52 und der in die Pumpe eintretenden-Antriebswelle durch ein zweites Kreuzgelenk verbunden ist, welches Jedoch genau dem in Big. 1 dargestellten Kreuzgelenk entspricht, ,weshalb nur das letztere dargestellt und beschrieben wird.

im Prinzip sind der Antrieb und die Unterstützung des Pumpenrotors 50 genau wie im Hauptpatent beschrieben, angeordnet, d.h. so dass sämtliche auf den Rotor ßo einwirkenden axialen Kräfte und das auf den Rotor 50 wirkende Drehßioment je für sich aufgenommen werden. Zur Aufnahme der axialen Kräfte - welche gemäss Pig. 1 nach rechts gerichtet sind - ist das als Kugelkopf J5ß ausgebildete Ende der Zwischenwelle 5> mit einer Kugelfläche kü in einer sphärischenFläche 28 des Rotors 50 im Ende des Rotors 50 gelagert. Zur übertragung des Drehmomentes auf den Rotor 50 ist ein Querbolzen 54 vorgesehen, welcher durch eine Bohrung J54 im Kugelkopf 32 hindurchtritt und mit seinen Enden in¹ein paar nachstehend näher beschriebene Zapfengehäuse 56 eingreift, welche am Rotor 50 befestigt sind. Die axialen Kräfte und dae Drehmoment werden somit völlig getrennt voneinander gehalten, und duroh ein geeignetes Spiel um den Bolzen 54 herum Wird sichergestellt, dass dieser keinen von ilen axialen Kräften hervorgerufenen Beiaetungen ausgesetzt wird. ^

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An der^: ussenseite des Rotors 50 sind zwei längsliche, diametral entgegengesetzte, ziemlich flache Nuten 58 in diesen eingefräst, welche mit gutem Passitz je ein BolBengehäuse 56 aufnehmen.

. gehäuse
Die Bolzen/56 werden in ihrer Stellung durch je eine Schraube 60, welche in eine gemeinsame durchgehende Gewindebohrung 62 im Ende deB Rotors ausserhalb des sphärischen Sitzes 42 eingreifen, gehalten. Die Schrauben 60 haben zweckmässig im Zapfengehäuse 56 versenkte zylindrische Köpfe mit Sechskantlöchern oder Querschiitζen.

Die Zapfengehäuse 56 (Fig· J5 und 4) haben eine parallellipipedisehe Form und bestehen zweckmässig aus auf fertige Masse präzisionsgegossenen Elementen aus rostfreiem, härtbaren Stahl. Sie sind mit einer durchgehenden, mit einer Versenkung versehenen Bohrung 64 für die Schraube 60 und mit einer rechteckigen, nach aussen Mn geschlossenen Vertiefung 66 zur Aufnahme des Endes des Bolzens 54 ausgerüstet.

Wie ersichtlioh, hat der Bolzen 5^ eine durchgehende zylindrische Porm mit geraden Stirnenden und wird von den Böden der Vertiefungen 66 in seiner lÄngsrichtung gehalten. Ähnlich wiein der Ausführung gemäss dem Hauptpatent ist die durchgehende Bohrung j54 im kugelförmigen Ende 32 der Zwischenwelle 52 nach beiden Seiten hin ein wenig doppelkegelig divergierend erweitert. Hierbei ist der Koriuswinkel in der für die Bohrung ^4 und die ZwI-. schenWeiiö §Ö g^ifieirisamen Ebene mii ^(FIg₆ 1} und in der zur

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Welle 52 rechtwinkligen Ebene (Fig. 2) mit<·' bezeichnet. oL ist grosser als β . Die Hohlwand der Bohrung 34 kann bei 24a (.Fig.. 2) mit kleinen ebenen oder fast ebenen keilförmigen Flächen ausgebildet sein.

Ein Vergleich zwischen Fig. 1 und 2 zeigt, wie das Antriebsdreh- ' moment übertragen wird.und wie der Boten wirkt. Es wird vorausgesetzt, dass die Umdrehung im Uhrzeigersinn vor sieh geht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, wobei das Kugel ende 32 der .Zwischenwelle 52 den Bolzen 54 drehen wird,'"WdL eher durch seinen Eingriff in die Bolzengehäuse 56 den Rotor 50 bei seiner Drehung mitnimmt. Aus Fig. 2 geht auch hervor, wie der Bolzen 54 mit ei en I3olzengehäusen 56 bzw. der Zwischenwelle 52 in Berührung kommt. Dabei ist die Konizität/* im Verhältnis zum Durchmesser der Bohrung. J54 so abgepasst, dass ein Linienkontakt zwischen dem Bolzen und den V/änden der Bohrung ^4 erfolgt, wobei das Spiel zwischen dem Bolzen und den Seitenwänden der Bolzengehäuse 56 gering ist, so dass auch hier praktisch eine Linienkontaktberührung stattfindet.

Während des Arbeit ens· der Pumpe wandert der "Schraubenrotor 50 im Statorgehäuse unter gleichzeitiger Drehung exzentrisch herum. | Dabei führt die-Zwischenwelle.52 eine,pendelnde Kegelbewegung aus, Was bedeutet, dass die Zwischenwelle 52 und deren Kugelende \ 32 teils um die Längenachse des Bolzens 54, teils um eine zu die- !

ser und zur Längenachse der Zwischenwelle 52 winkelrechten Achse S durch den Mittelpunkt G der sphärischen Fläche 28 und somit des . f

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Kugelendes .j?-schwingt. Die letztere Drehachse (durch C) verläuft somit winkelrecht zur Papierebene in Fig. 1. Eine einfache Betrachtung der Bewegungsverhältnisse zeigt, dass der Bolzen 54 in der Bohrung >4 und in denVertiefungen yo mit einer Pendelbewegung um den Mittelpunkt C hin- und herrollt, wobei die Vertiefungen >6 der Bewegung der Bolzenenden in der Längenrichtung des Rotors 50 genügend Raum lassen (Fig. 1). Um völlig ohne ein Gleiten zu rollen, sollte selbstverständlich der Bolzen 5²^ mit einer gewissen Kegelform hergestellt werden, da jedoch die Bewegung äusserst klein ist, hat dies keine praktische Bedeutung, sonder der somit freiliegende Bolzen 5^ wird während seiner rollenden Bewegung das Drehmoment übertragen und der durch Gleiten hervorgerufene Verschleiss ist so gut wie beseitigt, ' ; ^; ,

Aus dem Vorerwähnten geht hervor, dass die Konizität/? (Fig. 2) theoretisch gleich Null oder fast Null sein kann. Die Toleranzen für die zusammenwirkenden Teile 50,52,5^,56 werden also denkbar gering. Das ergibt konstruktiv den Vorteil der Erfindung, dass ein Spiel zwischen den betreffenden Teilen erlaubt und wünschenswert ist.

Das erfindungsgemässe Kreuzgelenk wird ausserdem zweckmässig durch eine 0-Ringdichtung 68 abgeschirmt oder abgedichtet, welche, wie aus Fig. 1 ersichtlich, um das Kugelende jJ2 gleich innerhalb.des Bolzens 54 angeordnet werden kann. Dadurch wird verhindert, dass Schmutz und Fremdkörper zwischen die Lagerungsflä-

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ehen eindringen kann.

Durch die Erfindung wird somit ein einfaches Kreuzgelenk geschaffen, das infolge der Drehmomentübertragung des Bolzens 54 durch eine Rollbewegung, die durch eine neue freiliegende Anbringung des Bolzens bewirkt wirdj, Susserst verschleissbeständig 1st. Es dürfte jedoch beachtet werden, dass die Erfindung sich selbstverständlich nicht auf die in der Zeichnung dargestellte und hier beschriebene AüsfUhrungsform des Kreuzgelenks beschränkt, sondern dass dieses GelenkimRahmen der Erfindung.einer Vielzahl von Abänderungen und Variationen in der Bauart unterworfen werden kann. Besonders bei kleineren Pumpen können z.B.' die Gehäuse 56 zusammengefasst und in einem Stück in der Form einer bügelartigen Vorrichtung ausgeführt werden, welohe vom freien Ende des Rotors 50 auf diesen aufgesohoben werden können, wobei die Vertiefungen 66 an der einen Seite zur Einführung des Bolzens 54 offen sein können. ·

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Claims

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21. April 19b5

P a tent a η Sp r Ü c h e

f 1. Kreuz gelenkanor dnung für Sehraubenpumperi rait einem Gehäuse, lias an seiner den Pumpenraum umgebenden Innenfläche mit Schraubensängen versehen ist und einen ah seiner Aussenflache mit Schraubengängep versehenen Schraubenkolben umgibt, der über eine Zwischenwelle mit Kreuzgelenken von einer in der Gehäusewandung drehbar.gelagerten Antriebswelle angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet* dassder das Drehmoment übertragende und

aufnehmende Bolzen (5^) als gerader zylinderischer Stab ausgebildet ist, welcher mit Spiel durch eine Querbohrung am Ende/ der Zwischenwelle (52) hindurchtritt und dessen Enden in zwei diametral an der Aussenseite des Rotors (50} bzw. dem Ende der eintretenden Antriebswelleangebrachten, durch Sehrau-

. befestigten
ben (60) oder dgl./Gehäusen (56) aufgenommen werden, wobei der Bolzen (5¹J-) in der Bohrung (24) der Zwischenwelle (52) und in Vertiefungen-(66)- der Gehäuse (56) freiliegend und beweglich angeordnet ist, imd die durch die exzentrische» Bewegung des Botors (5Q)- bedingte Pendelbeweguiig der Zwischenwell© (52) derart auf den Bolzen (04) einwirkt, dass diesem währimä der • Übertragung eir,:t rQllend© Bewegung erteilt

soaast/pi.01 . . ^BAÖ0RIGINAL

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (56') aus Metallblöoken oder -klotzen bestehen und mit Passitz von je einer Nut'"'X5-8)\-aro"En^"des'''Rot;orBr~(^:5Q")"''""bzⁱw-v--der" Antriebswelle aufgenommen v/erden, wobei die. Seitenwände der Nut (58) eine Bewegung der Gehäuse (56) in Richtung der zu übertragenden Kraft verhindern.

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