DE2258135A1 - MULTIPLE ROTOR SCREW DRIVE - Google Patents

MULTIPLE ROTOR SCREW DRIVE

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DE2258135A1 DE19722258135 DE2258135A DE2258135A1 DE 2258135 A1 DE2258135 A1 DE 2258135A1 DE 19722258135 DE19722258135 DE 19722258135 DE 2258135 A DE2258135 A DE 2258135A DE 2258135 A1 DE2258135 A1 DE 2258135A1
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Anatolij Michajlowit Kotschnew
Samuil Solomonowitsc Nikomarow
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Description

Vsesojuznyj ordena Trudovogo Krasnogo Znameni Naufcno-issledovatel1 ski j institut burοvoj technikiVsesojuznyj ordena Trudovogo Krasnogo Znameni Naufcno-issledovatel 1 ski j institut burοvoj techniki

MEHRGÄNGIGES ROTOR-SCHRAUBENTRIEBWERKMULTIPLE ROTOR SCREW DRIVE

Die Erfindung betrifft hydraulische und pneumatische Maschinen, insbesondere mehrgängige Rotor-Schraubentriebwerke. The invention relates to hydraulic and pneumatic machines, in particular multi-turn rotor screw drives.

Die Erfindung kann besondeis erfolgreich für hydraulische Bohrlochsohlenantriebe zum Niederbringen von Bohrungen benutzt werden sowie für hydraulische Pumpen, Verdichter und in allen Fällen, wenn die Arbeitsverhältnisse die Anordnung des Triebwerks in eingeschränktem Raum unter Beibehaltung der Möglichkeit, verhältnismäßig hohe Drehmomente oder hohen Förderstrom (bei Pumpen) zu erzeugen, erfordern.The invention can be particularly successful for hydraulic Bottom hole drives are used for lowering boreholes and for hydraulic pumps, compressors and in all cases when the working conditions require the arrangement of the engine in a restricted space while maintaining the possibility of relatively high torques or to generate a high flow rate (for pumps).

Es ist ein mehrgängiges Rotor-Schraubentriebwerk bekannt, das als hydraulischer Bohrlochsohlen-Schraubenmotor benutzt wird, das ein Gehäuse enthält, in dem ein einen inneren elastischen Belag aufweisender Stator untergebracht ist. Auf der Oberfläche des Belage ist ein Schraubengewinde aus-A multi-turn rotor-screw drive is known, which is used as a bottom hole hydraulic screw motor which includes a housing in which a inner elastic covering having stator is housed. There is a screw thread on the surface of the lining the end-

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geführt.guided.

Im Inneren des Stators sitzt, exzentrisch angeordnet, ein Rotor, auf dessen Auii enoberfläche ebenfalls ein Schraubengewinde ausgeführt ist.In the interior of the stator sits, eccentrically arranged, a rotor, on the outer surface of which a screw thread is also executed.

Der Rotor und Stator stellen ein kinematisches Paar dar, das in beständiger Berührung, ähnlich einem Zahnradpaar mit Innenverzahnung steht, und bilden geschlossene Hohlräume.The rotor and stator represent a kinematic pair that is in constant contact, similar to a pair of gears with internal toothing, and form closed ones Cavities.

Die Rotorachse ist um die Exzentrizitätsgröße "e" in bezug auf die Statorachse versetzt. Die Zähnezahl an den Schraubenflächen des Stators und Rotors entsprechen ihren Gängen. Bei dem bekannten Rotor-Schraubentriebwerk ist die Zähnezahl Z^ d«ls Stators um eins größer als die ZähnezahlThe rotor axis is around the eccentricity size "e" offset with respect to the stator axis. The number of teeth on the helical surfaces of the stator and rotor correspond to yours Corridors. In the known rotor-screw drive, the number of teeth Z ^ d «ls the stator is one greater than the number of teeth

Z2 des Rotors. Das Verhältnis zwischen den Steigungen T und t des Stators bzw. Rotors ist direkt proportional dem Verhältnis zwischen den Zähnezahlen:Z 2 of the rotor. The ratio between the pitches T and t of the stator or rotor is directly proportional to the ratio between the number of teeth:

T Z-,T Z-,

77th
Z2 Z 2

Das Verhältnis zwischen den Zähnezahlen der Schraubenflächen am Stator und Rotor wird als kinematisches Verhältnis i bezeichnet.The ratio between the number of teeth on the helical surfaces on the stator and rotor is called the kinematic ratio i designated.

Bei der bekannten Bauart des mehrgängigen Rotor- -Schraubentriebwerke als Grundlage zur Bildung dee Profile sein·« Querachnittea wird Zykloldenverzahnung angenc (Hypoz/kloide oder Epiz/kloide).In the known design of the multi-turn rotor screw drives as the basis for the formation of the profiles its cross section is assumed to be cyclical teeth (Hypoz / kloide or Epiz / kloide).

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Das Statorprofil stellt im Querschnitt tuat ere inander abwechselnde Abschnitte von Zykloideiikurven und Kreisbögen dar. Das Profil des Rotorquerschnittes stellt die Einhüllende des Statorprofils beim Abwälzen des maximalen ErzeugungswälzkreisesThe cross-section of the stator profile is mutually exclusive alternating sections of cycloid curves and arcs The profile of the rotor cross-section represents the envelope of the stator profile when rolling the maximum Generating pitch circle

dar, der ausgehend von der Bedingung einer ununterbrochenen Berührung zwischen den Schraubenflächen des Rotors und St atars gewählt wird.represents that proceeding from the condition of an uninterrupted Contact between the helical surfaces of the rotor and stator is chosen.

Der Statorkreis wird als Ausgangskreis angenommen. Dabei wird das Profil des Statorquerschnittes als Ausgangsprofil, dasjenige des Rotors aber als zugeordnetes Profil angenommen. Das Statorprofil ist eine Aqulciistante der Zykloidenkurve, die von der letzteren um die Größe des Statorzahnradius "r" entfernt wird. Die Zykloide selbst wird durch das Walzen ohne Schlupf am Stator-Ausgangssollkreis einesThe stator circuit is assumed to be the output circuit. The profile of the stator cross-section is used as the starting profile, that of the rotor, however, assumed as an assigned profile. The stator profile is an equilibrium of the cycloid curve, which is removed from the latter by the size of the stator tooth radius "r". The cycloid itself is made by rolling without slippage on the stator output target circle of a

angenommenen
anderen V Kreises gebildet, dessen Radius "h" bei · einer zentroidenartigen Verzahnung der Exzentrizität gleich ist. Der Durchmesser D1 des Stator-Ausgangskreises wird gleich D^ = 2e Z^ angenommen.
assumed
Another V circle is formed, the radius "h" of which is equal to the eccentricity in the case of a centroid-like toothing. The diameter D 1 of the stator output circle is assumed to be D ^ = 2e Z ^.

Das zugeordnete Rotorprofil wird als Einhüllende des Stator-Ausgangsprofils beim Abwälzen des Rotorwälzkreises am Statorwälzkreis gebildet.The assigned rotor profile is used as the envelope of the stator output profile when the rotor rolling circle is rolled formed on the stator pitch circle.

Bei der bekannten Bauart des iSohrlochsohlenantriebs erzeugt das Rotor-Triebwerk im Betrieb ein erhebliches Drehmoment, wodurch an den Berührungsstellen des Rotors und Stators Spezifische Drücke entstehen, die.einenIn the known design of the ear hole sole drive, the rotor engine generates a power during operation considerable torque, which creates specific pressures at the contact points of the rotor and stator

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schnellen Verschleiß des Rotors und Stators verursachen.cause rapid wear of the rotor and stator.

Außerdem sind bei den bekannten Bauarten der Rotorwerke verschiedene Zaimsciinittwerkzeuga zur Herstellung des Stators und Rotors erforderlich, wodurch die Technologie der Fertigung des ganzen Motors erschwert wird.In addition, the known types of rotor works various assembly tools for the production of the Stator and rotor required, which complicates the technology of manufacturing the entire motor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches mehrgängiges Rotor-Schraubentriebwerk zu entwickeln, das während des Betriebeneine stoßfreie Verzahnung des Rotors und Stators gewährleistet, wodurch der Verschleiß der beiden letzteren vermindert wird.The invention is based on the object of developing such a multi-turn rotor-screw drive that a smooth toothing of the rotor during operation and stator ensures that the wear and tear of the two the latter is reduced.

Diese Aufgabe wird an einem mehrgängigen Rotor- -Schraubentriebwerk gelöst, das einen Stator mit Schraubengewinde an der inneren Oberfläche und einen im Stator exzentrisch sitzenden Rotor mit äußerer Schraubenfläche enthält, wobei das Querschnittsprofil des Stators hintereinander liegende Kreisbögen darstellt, von denen ein jeder an beiden Seiten an Abschnitte einer Zykloidenkurve anschließt, die durch Wälzen ohne Schlupf am Stator-This object is achieved on a multi-turn rotor screw drive that has a stator with screw thread on the inner surface and one in the stator contains eccentrically seated rotor with outer helical surface, the cross-sectional profile of the stator one behind the other represents lying circular arcs, each of which on both sides at sections of a cycloid curve connected by rolling without slippage on the stator

Ausgangssollkreis eines anderenangem^ei*eikreiaes gebildet wird, dessen Radius in Abhängigkeit von der Größe der erwähnten Exzentrizität gewählt wird. Das Querschnittprofil des Rotors stellt die Einhüllende des StatorprofilsThe radius of which is selected depending on the size of the mentioned eccentricity egg output target circuit of another pend ^ * is formed ei kreiaes. The cross-sectional profile of the rotor represents the envelope of the stator profile

beim Abwälzen innerhalb des Stator-Ausgangssollkreiseswhen rolling within the stator output target circle

des maximalen Rotorwälzkreises dar, der aus der Bedingune eineof the maximum rotor pitch circle resulting from the conditional one

ν ununterbrochenen Berührung zwischen den Schraubenflächen des Rotors und Stators gewählt wird.ν uninterrupted contact between the helical surfaces of the rotor and stator is selected.

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S .S.

_ 5 —_ 5 -

' Erfindungsgemäß wird das Verhältnis zwischen der Exzentrizitätsgröße des Triebwerkes und dam Radius des Kreisbogens des Stator-Querschnittsprofils im Bereich von 0,3·.· 0,85 gewählt.'According to the invention, the relationship between the Eccentricity size of the engine and the radius of the circular arc of the stator cross-sectional profile in the range of 0.3 ·. · 0.85 was chosen.

Durch die Auswahl dieses Verhältnisses wird ©in minimaler Berührungsdruck im Rotor-Stator-Paar erzielt, wodurch die Betriebssicherheit erhöht und die Lebensdauer des Triebwerks verlängert wird.By selecting this ratio, © becomes minimal Contact pressure achieved in the rotor-stator pair, which increases operational reliability and increases the service life of the Engine is extended.

An der erfindungsgemäßen Bauart des mehrgängigenOn the inventive design of the multi-course

Rotor-Schraubentriebwerks ist als Grundlage der Bildung sei-Rotor screw drive is the basis of the formation of its

ίMöglichkeit degj nes Querschnittsprofils die """"^ Benatzung einer extra- ί Possibility of degj ne cross-sectional profile the """" ^ use of an extra-

zentroidenartigen Verzahnung angenommen, bei der der Radiuscentroid-like toothing assumed, in which the radius

angenommenen
des v Kreises, welcher bei Herstellung der Zykloidenkurve benutzt wird, dem Exzentrizitätsabstand nicht gleich ist.
assumed
of the v circle, which is used when creating the cycloid curve, is not equal to the eccentricity distance.

Eine extrazentroidenariige Verzahnung wird durch dasExtracentroidenary interlocking is created by the

Verhältnis zwischen Exzentrizitätsgröße und dem Radius desRelationship between the eccentricity size and the radius of the

angenommenen
erwähnten ν Kreises gekennzeichnet.
assumed
mentioned ν circle.

erfindungsaemäß wird in diesem Fall das Verhältnis zwischen der Exzentrizitätsgröße und dem Radius des angenommenen Kreises im Bereich von 0,9 ...0,98 gewählt.According to the invention in this case the ratio between the eccentricity size and the radius of the assumed Circle in the range of 0.9 ... 0.98.

Dadurch wird die Gleichmäßigkeit der SchraubenflächenThis will increase the uniformity of the helical surfaces

ihr des Rotors.und Stators vergrößert, wodurchvrelativerye of the rotor. and stator enlarged, making v more relative

Schlupf und somit auch der Verschleiß verringert werden.Slippage and thus also wear can be reduced.

Außerdem können durch die Erfindung die SchraubenflächenIn addition, the screw surfaces can by the invention

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dem
des Stators und Rotors mitygleichen Werkzeug ausgeführt werden, wodurch der Fertigungsverlauf des ganzen Triebwerks vereinfacht wird.
to the
the stator and rotor with the same tool y are executed, thereby manufacturing the course of the whole engine simplified.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained below with reference to the description of exemplary embodiments and the accompanying drawings explained in more detail. It shows:

Fig. 1 Mehrgängiges Rotor-Schraubentriebwerk; Anwendungsart bei einem hydraulischen Bohrlochsohlenantrieb! Gesamtansicht und teilweiser Längsschnitt;Fig. 1 multi-turn rotor screw drive; Type of application with a hydraulic bottom hole drive! General view and partial longitudinal section;

Fig. 2 Schnitt H-II der Fig. 1;Fig. 2 section H-II of Fig. 1;

Fig· 3 Entstehung des Stator-Querschnittsprofils;Fig. 3 Development of the stator cross-sectional profile;

Fig. 4 Diagramm der Abhängigkeit des spezifischen Druckwertes vom Kennwert Ce;4 shows a diagram of the dependence of the specific pressure value on the characteristic value Ce;

Fig. 5 Mehrgängiges Rotor-Schraubentriebwerk; Anwendungsart bei einer hydraulischen Pumpe, Gesamtansicht und Längsschnitt;5 multi-turn rotor screw drive; Type of application for a hydraulic pump, overall view and longitudinal section;

Fig. 6 Schnitt VI-VI der Fig. 5;Fig. 6 section VI-VI of Fig. 5;

Fig. 7 Mehrgängiges Kotor-Schraubentriebwerk; Anwendungsart bei einem Verdichter, Gesamtansicht und Längsschnitt;7 multi-start Kotor screw drive; Type of application in a compressor, overall view and longitudinal section;

Fig. 8 Schnitt VIII-VIII der Fig. 7;FIG. 8 section VIII-VIII of FIG. 7;

Fig. 9 Mehrgängiges R otor-Schraubentriebwerk,* Anwendungsart bei einem Untersetzungsgetriebe, Gesamtansicht und Längsschnitt;Fig. 9 Multi-turn rotor screw drive, * type of application in a reduction gear, overall view and longitudinal section;

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Big. 10 Schnitt X-X der Pig« 9» Big. 10 Section XX the Pig «9»

Der hydraulische schraubenförmig© BohrloehBOhlenaii-■ trieb (lig.l). enthält ©in Gehäuse 1, in dem starr ein ©lastischer Belag 2 befestigt let,.aaf dessen inneren Oberfläche ein zehngängiges Schraubengewinde hergestellt wird» Das Gehäuse 1 mit dem Belag 2 stellt d©n Stator' 3 desThe hydraulic helical © BohrloehBOhlenaii- ■ drive (lig.l). contains © in housing 1, in the rigid one © elastic Covering 2 attached let, .aaf its inner surface a ten-start screw thread is produced »The housing 1 with the lining 2 represents the stator 3 of the

Rotor-Triebwerks dar. Im Inneren des Stators 3 sitsb mit einer Exzentrizität "e" der Rote® 4, auf'dessen Außenefeerflache ein neungängiges Schraubengewinde ausgeführt ist«, Somit beträgt das kinematische ferhältnis des , Rotor-Triebwerks den Wert i = 9s10.Rotor drive mechanism. Inside the stator 3 sits with an eccentricity "e" of the Rote® 4, on whose external surface a nine-pitch screw thread is executed . Thus the kinematic ratio of the rotor drive mechanism is i = 9s10.

In dem hier angeführten Beispiel ist ein . Rotor-Triebwerk mit extrazentroidendartiger Zykloidenverzafonung benutzt* In Fig. 2 ist das Querschnittsprofil des Rotor-Triebwerks gezeigt, bei dem das Querschnittsprofil des Stators 3 nacheinander abwechselnde Abschnitte einer Zykloidenlcurvs, die die Zähne des Stators 3 umreißt, und die Kreisbögen mit einem Radius "r", die die Zahnlücken im Querschnitt des Stators umreißen, darstellt. Eine Zykloidenkurve, die als Grundlage der Profilkonstruktion des Stators 3 dient, ist durch das Wälzen ohne Schlupf am Ausgangssollkreis des Sta-In the example given here, there is a. Rotor engine used with extracentroid-like cycloid delineation * In Fig. 2 is the cross-sectional profile of the rotor engine shown in which the cross-sectional profile of the stator 3 one after the other alternating sections of a cycloidal curve which the teeth of the stator 3 outlines, and the arcs with a radius "r" that defines the tooth gaps in the cross section of the Outline stator represents. A cycloidal curve that is called a The basis of the profile construction of the stator 3 is used by rolling without slippage at the starting target circle of the

angenommenen
tors 3 eines anderen ^ Kreises gebildet, dessen
assumed
tors 3 of another ^ circle, whose

Durchmesser in Abhängigkeit von der Exzentrizitätsgröße "e" ' gewählt wird. Üblicherweise ist der Ausgangssollkreis des Stators von den vorgesehenen Betriebsverhältnissen des Triebwerks abhängig und wird durch die für diese Yerhältnisse ·Diameter depending on the eccentricity size "e" ' is chosen. Usually, the target output circle of the stator depends on the intended operating conditions of the engine dependent and is determined by the

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zulässige Durchmessergröße bestimmt.permissible diameter size determined.

Das Querschnittsprofil des Rotors 4 ist ein in Bezug auf das Profil des Stabrs 3 zugeordneter Umriß und wird als Einhüllende des Ausgangsprofils des Stators 3 beim Abwälzen des Wälzkreises des Rotors 4 am Wälzkreis des Stators 3 gebildet.The cross-sectional profile of the rotor 4 is a with reference to FIG the profile of the bar 3 associated with the outline and is called Envelope of the starting profile of the stator 3 when rolling the pitch circle of the rotor 4 on the pitch circle of the stator 3 formed.

An den Berührungsstellen zwischen Rotor 4 und Stator 3 entstehen spezifische Drücke . Der Wert der spezifischen Druokgröße wird analytisch in allgemeiner Form durch folgende Gleichung angegeben:Specific pressures arise at the contact points between rotor 4 and stator 3. The value of the specific Pressure quantity is given analytically in a general form by the following equation:

K = f(M, i Ce, L, E,M ), hier istK = f (M, i Ce, L, E, M ), here is

M - das vom Triebwerk erzeugte Drehmoment;M - the torque generated by the engine;

i Z2
- - kinematisches Verhältnis des Rotor-Triebswerks;
i Z 2
- - the kinematic ratio of the rotor-engine;

e j dime ns ionsloser geometrischer Kennwert des Rotor-Triebwerks; ej dimensionless geometric characteristic value of the rotor drive mechanism;

L - Länge des Rotors und Stators;
Ei /A - physikalisch-mechanische Konstanten für den Werkstoff des elastischen Statorbelags.
L - length of the rotor and stator;
E i / A - physical-mechanical constants for the material of the elastic stator lining.

Bei gleichbleibenden Größen von M,LtE und /Vf nimmt die erwähnte Gleichung folgende Gestalt an:If M, L t E and / Vf remain the same, the equation mentioned takes the following form:

k = f(i, G6).k = f (i, G 6 ).

In Fig. 4 ist die Abhängigkeit zwischen dem relativen spezifischen üruckwert K und dem Kennwert C für Rotor- -Triebwerke mit verschiedenen kinematischen VerhältniszahlenIn Fig. 4 is the dependence between the relative specific return value K and the characteristic value C for rotor -Thrusters with different kinematic ratios

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dargestellt. Aus der S1Ig. 4 ist ersichtlich, daß die Rotor· -Triebwerke einen Wertbereich von GQ aufweisenj der den kleinsten spezifischen Druckgrößen entspricht. Duroh eine Untersuchungs analyse wurde festgestellt, daß für alle Triebwerke der Wertbereich C. s 0,3 ···· 0885, in dem die spezifischen Druckgrößen die minimalen Wert© nicht um mehr als 15...20% übertreffen, als optimaler gilt« In dem hier angeführten Beispiel ist ein Rotor-Triebweife dargestellt,shown. From the S 1 Ig. 4 it can be seen that the rotor thrusters have a value range of G Q which corresponds to the smallest specific pressure values. During an investigation analysis it was found that the value range C. s 0.3 ···· 0 8 85, in which the specific pressure values do not exceed the minimum value © by more than 15 ... 20%, is more optimal for all engines applies «In the example given here, a rotor drive line is shown,

ist.
dessen Kennwert C0 = Q,55£~l)aäur©h konnten die spezifischen Druckgrößen um ^/ 17% im Vergleich mit dos, bekannten hydraulischen schraubenartigen BohrlooiigoiilünaJitJriQfoen gesenkt werden*
is.
whose characteristic value C 0 = Q, 55 £ ~ l) aaid © h, the specific pressure values could be reduced by ^ / 17% in comparison with the well-known hydraulic screw-like drilling loooiigoiilünaJitJriQfoen *

Die in diesem Beispiel angenommen® Extrazentroidenverzahnung wird durch die Exbrazentroiäenzahl C 3 e. ge11 The extra centroid toothing assumed in this example is represented by the eccentricity number C 3 e. ge 11

kennzeichnet. Hier ist h - Radius d©!^®^1611®11 Kreises, der zur Herstellung der Zykloidenkurv® b@nu.tzt wird.indicates. Here h - radius d ©! ^ ® ^ 1611 ® 11 of the circle, which is used to create the cycloid curve® b@nu.tzt.

Zur Verringerung des gegenseitigen Schlupfes des Stators 3 und Rotors 4 und zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit ihrer schraubenförmigen Oberflächen ist zu empfehlen, die Ebcbrazentroidenzahl im Bereich von GQ = 0,9 »...0,98 in Abhängigkeit von den Betriebsverhältnissen und von den Werkstoffen des Stators 3 und des Hotors 4 auszuwählen.To reduce the mutual slip of the stator 3 and rotor 4 and to increase the uniformity of their helical surfaces, it is recommended to set the ebb centroid number in the range of G Q = 0.9 »... 0.98 depending on the operating conditions and the materials of the stator 3 and the hotor 4.

Im angeführten Beispiel ist die Extrazentroidenzahl mit C0 = ei _ 0,95 angenommen.In the example given, the extra centroid number is assumed to be C 0 = ei _ 0.95.

Der Hot or 4 des Rotor-Triebwerks ist durch eine Zweigelenk-Verbindung 5 mit der Ausgangswelle 6 verbunden, anThe hot or 4 of the rotor engine is through a two-joint connection 5 connected to the output shaft 6, on

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-loderen Ende das (in der Zeichnung nicht angegebene) Arbeitswerkzeug des Bohrlochsohlenantriebs befestigt ist. Die Ausgangswelle 6 ist in der Spindel 7 in Radiallager 8 montiert. Zur Aufnahme der Axialbelastung beim Betrieb des Bohrlochsohlenantriebs dienen die in der Spindel 7 angeordneten Drucklager 9. Das Ende der Welle 6 ist durch eine Stopfbüchse IO nach außen geführt. Das Gehäuse 1 des Bohrlochsohlenantriebs ist durch ein Übergangsstück 11 und einen Rohrverteiler mit der (in der Zeichnung nicht dargestellten) hydraulischen Pumpe verbunden.-lo the end of which the (not specified in the drawing) working tool of the bottom hole drive is attached. The output shaft 6 is mounted in the spindle 7 in radial bearings 8. The thrust bearings 9 arranged in the spindle 7 serve to absorb the axial load during operation of the bottom hole drive. The end of the shaft 6 is guided to the outside through a stuffing box IO. The housing 1 of the bottom hole drive is connected to the hydraulic pump (not shown in the drawing) by a transition piece 11 and a pipe distributor.

Der Betrieb des Antriebs an der Bohrlochsohle verläuft in folgender Weise.The operation of the drive at the bottom of the borehole is as follows.

Eine hydraulische Pumpe drückt die Flüssigkeit in den Hohlraum A des Antriebs, in dem sich derselbe Druckwert einstellt. Der Hohlraum A wird als Hochdruckhohlraum bezeichnet. Die schraubenförmigei Zähne des Rotors 4 und Stators 3 berühren sich und bilden hierdurch sich abschließende Kammern auf der Ganglänge 11T'1 der Schraubenfläche des Stators 3. Dabei sind mehrere Kammern mit dem Hochdruckhohlraum A und mehrere Kammern mit dem Niederdruckhohlraum β verbunden. Deshalb entsteht in jedem Querschnitt des Triebwerks eine unausgegliechene Kraft und folglich auch ein Drehmoment. Unter der Einwirkung dieser Kräfte erfolgt eine radiale Verformung des elastischen Belags 2 am Stator 3 und eine Versetzung des Rotors 4 in eine zu seiner Achse querVe rl auf enden Richtung, im weiteren führt der Rotor 4 eine Planetarbe-A hydraulic pump presses the liquid into cavity A of the drive, in which the same pressure value is established. The cavity A is referred to as a high pressure cavity. The helical teeth of the rotor 4 and stator 3 touch and thereby form final chambers on the flight length 11 T ' 1 of the helical surface of the stator 3. Several chambers are connected to the high pressure cavity A and several chambers to the low pressure cavity β . This is why there is an unbalanced force and consequently a torque in every cross section of the engine. Under the action of these forces there is a radial deformation of the elastic covering 2 on the stator 3 and a displacement of the rotor 4 in a direction transverse to its axis.

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wegung aus, in denier vu Zahiieides Stators 5 abwälzt.movement, in which v u Zahiieides stator 5 shifts.

Der Kotor 4 treibt über die Zweigelenk-Verbindung 5 die Ausgangszeile 6 an und folglich auch das an ihrem Ende befestigte Arbeitswerkzeug des Bohrlochsohlenantriebs·The Kotor 4 drives via the two-joint connection 5 the output line 6 and consequently also that at its end fixed working tools of the bottom hole drive

Beim Lauf des Rotors 4 bestimmen die Radialkräfte den Wert der Berührungsdruckgröße im Eotor-Stator-Paar. Außerdem ist der Berührungsdruck auch vom Druckgefälle in den Kammern des Antriebs abhängig, die mit dem Hochdruckhohlraum A und Miederdruckhohlraum B in Verbindung stehton.When the rotor 4 is running, the radial forces determine the Value of the contact pressure quantity in the eotor-stator pair. aside from that the contact pressure is also dependent on the pressure gradient in the chambers of the drive connected to the high pressure cavity A and Bodice pressure cavity B communicates.

Durch die Mehrgangigkeit des Stators 5 und Rotors 4 vergrößert sich die Anzahl von Kammern und Berührungslinien, und das Druckgefälle zwischen den Windungen verringert sich.Due to the multiple turns of the stator 5 and rotor 4 the number of chambers and lines of contact increases, and the pressure gradient between the turns is reduced.

Deshalb hat das vorgeschlagene Triebwerk einen höheren Wirkungsgrad und kann eine erheblich größere Belastung aufnehmen als ein Triebwerk derselben Größe, das aber keine der oben erwähnten Merkmale aufweist.Therefore the proposed engine has a higher one Efficiency and can withstand a considerably greater load than an engine of the same size, but not one of the features mentioned above.

In Fig. 5 ist eine hydraulische Pumpe, in der ein Rotor-Triebwerk benutzt wird, dargestellt. Die Pumpe enthält das Gehäuse 12 mit Saug- bzw. Druckstutzen.In Fig. 5 is a hydraulic pump in which a Rotor engine used is shown. The pump contains the housing 12 with a suction or pressure nozzle.

Im Inneren des Gehäuses 12 ist ein elastischer Belag 15 mit Schraubenfläche vorgesehen. Das Gehäuse 12 mit BelagAn elastic covering 15 with a screw surface is provided in the interior of the housing 12. The housing 12 with lining

15 bildet einen Stator, in dessen Inneren ein Rotor 14- exzentrisch sitzt, der über eine Kardanwelle 15 und Zwischenwelle15 forms a stator, inside of which a rotor 14 is eccentric sits, which has a cardan shaft 15 and intermediate shaft

16 mit einem (in der Zeichnung nicht angegebenen) Antrieb verbunden ist. In dem hier angeführten Beispiel ist das16 is connected to a drive (not shown in the drawing). In the example given here, this is

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Rotor-Triebwerk mit einem kinematischen Verhältnis i a —g~ = s 2:2 und einem Kennwert C8 = 0,5 ausgeführt.Rotor drive mechanism with a kinematic ratio ia - g ~ = s 2: 2 and a characteristic value of C 8 = 0.5.

Der Rotor 14 wird angetrieben, wodurch im Bereich des Saugstutzens ein Unterdruck erzeugt und die Flüssigkeit in den Hohlraum des Gehäuses 12 eingesaugt wird. Beim Lauf des Rotors 14 in bezug auf den Stator erfolgt eine Druckneuverteiiung und ein Anwachsen der Förderhöhe.The rotor 14 is driven, whereby in the area of the Suction nozzle generates a negative pressure and the liquid is sucked into the cavity of the housing 12. While running of the rotor 14 with respect to the stator there is a pressure redistribution and an increase in funding.

Die Mehrgängigkeit des Rotor-Triebwerks gewährleistet eine relativ hohe Flüssigkeitsförderung durch die Pumpe undThe multiple turns of the rotor engine are guaranteed a relatively high liquid flow through the pump and

geringe Ausmaße. In dem hier angeführten Beispiel sind die spezifischen Berührungsdrücke im Rotor-Triebwerk um ^ 24% im Vergleich mit der bekannten Bauart gesenkt.small dimensions. In the example given here the specific contact pressures in the rotor drive are reduced by ^ 24% compared to the known design.

In Fig. 7 1st die Anwendungsart des Rotor-Triebwerkes für die Konstruktion eines Verdichters dargestellt.In Fig. 7 is the application of the rotor engine shown for the construction of a compressor.

Der Verdichter enthält ein Gehäuse 17 mit dem Kanal für Kühlflüssigkeitaζuführung, einen im Gehäuse 17 angeordneten Stator 18 und einen Rotor 19. Der Antrieb des Rotors erfolgt über eine Ausgangswelle 20 und Gelenkwelle 21. Zur Aufnahme von Axial- und Radialkräften dienen Lager 22, zum Abdichten der £>augkajom$r des Verdichters eine Dichtung 23. Der Betrieb der Einrichtung verläuft in ähnlicher Weise wie der Betrieb der bekannten rotierenden Verdichter.The compressor includes a housing 17 with the duct for coolant a ζuführung, one arranged in the casing 17 stator 18 and a rotor 19. The rotor is carried out via an output shaft 20 and propeller shaft 21. To accommodate axial and radial forces are bearings 22, A seal 23 is used to seal the augkajom $ r of the compressor. The operation of the device proceeds in a manner similar to that of the known rotary compressors.

In der hier beschriebenen Konstruktion des Verdichters ist ein R otor-Triebwerk mit einem kinematischen Verhältnis i-s 5*6 und einem Kennwert CQ m 0,5 benutzt. Dadurch ist eine Verminderung des spezifischen Berührungsdruokes im Rotor-Stator-Paar um XB>% im Vergleich zu der bekannten BauartIn the construction of the compressor described here, a rotor drive mechanism with a kinematic ratio of 5 * 6 and a characteristic value C Q m 0.5 is used. As a result, the specific contact pressure in the rotor-stator pair is reduced by XB>% compared to the known design

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des Rotor-Triebwerks gewährleistet.of the rotor engine guaranteed.

In J1Ig, 9 ist ein Beispiel der Benutzung eines mehrgängigen Rotor-Triebwerks als Untersetzungsgetriebe dargestellt. Im Gehäuse 24 des Untersetzungsgetriebes ist ein Rotor-Triebwerk, das den Stator 25 und Rotor 26 enthält, angeordnet. Zum Unterschied von den hydraulischen und pneumatischen Einrichtungen, bei denen die Läng© "L" nicht weniger als der Gang "T" der Statorschraubenfläch® betragen soll, wird die Län^e des Triebwerks in dem hier dargestellten Beispiel vom Berührungsdruck und von der Steifigkeit des Untersetzungsgetriebes ausgehend bestimmt. Im Inneren der Ausdrehung des Rotors 26 sind Lager 27» in denen ein !»anker 28 montiert ist, angeordnet» Das letztere Werkstück ist als Kurbelwelle ausgeführt» bei der die Schaftachse von' der Achse dar Welle selbst um die Größe der Exzentrizität ne" des Rötor-Triebwerks versetzt wird. Der Rotor 26 ist durch die Gelenkwelle 30 mit der Ausgangswelle 29 des UntersetzungIn J 1 Ig, 9 an example of the use of a multi-speed rotor drive mechanism as a reduction gear is shown. A rotor drive mechanism, which contains the stator 25 and rotor 26, is arranged in the housing 24 of the reduction gear. In contrast to the hydraulic and pneumatic devices, in which the length © "L" should not be less than the gear "T" of the stator screw surface, the length of the drive in the example shown here depends on the contact pressure and the rigidity of the Reduction gear determined starting. Inside the recess of the rotor 26 bearing 27 "in which a!» Anchor 28 is mounted, arranged »The latter workpiece is constructed as a crankshaft" in the shaft axis of 'the axis represents wave itself to the amount of eccentricity n e " The rotor 26 is connected by the cardan shaft 30 to the output shaft 29 of the reduction gear

triebes verbunden.drive connected.

Die Stutzlager 31 dienen zur Aufnahme von axialen und radialen Kräfte.The support bearings 31 are used to accommodate axial and radial forces.

Das durch die Einrichtung übertragene Drehmoment wird um 'L^ mal reduziert, da der mehrgängige Rotor-Triebwerk ein Planetengetriebe mit Übersetzungszahl Z2 darstellt« Durch eine Änderung der Übersetzungszahl des Rotor-Triebwerks kann ein verschiedener Reduktionsgrad der DrehzahlThe torque transmitted by the device is reduced by 'L ^ times, since the multi-speed rotor drive is a planetary gear with a gear ratio of Z 2

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und des Drehmoment ese£ielt werden.and the torque it e £ be IELT.

Das erfindungsgemäße Rotor-Triebwerk gewährleistet minimale spezifische Druckwerte an den Übertragungateilen des Untersetzungsgetriebes.The rotor engine according to the invention ensures minimum specific pressure values on the transmission parts of the reduction gear.

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Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1.)Mehrgängiges Rotor-Schraubentriebwerk^ das einen Stator mit Schraubengewind® an der inneren Oberfläche und einen im Stator exzentrisch sitzenden Rotor mit äußerer Schraubenfläche enthält, wobei das Querschnittsprofil des Stators nacheinander anschließende Kreisbögen, die mit Abschnitten einer Zykloidenkurve abwechseln, darstellt, die1.) Multi-turn rotor-screw drive ^ one thing Stator with screw thread® on the inner surface and contains a rotor seated eccentrically in the stator with an outer helical surface, the cross-sectional profile of the Stator successively adjoining circular arcs, which alternate with sections of a cycloid curve, represents the durch Wälzen ohne Schlupf am Stator-Ausgangssollkreisby rolling without slippage on the stator output target circle angenommenen
eines anderen ν Kreises gebildet wird, dessen Ra-
assumed
of another ν circle is formed, the radius of which
dius in Abhängigkeit von der Größe der erwähnten Exzentrizität angenommen wird, und das Querschnittsprofil des Rotors eine Einhüllende des Statorprofils beim Abwälzen innerhalb des Stator-Ausgangskreises des maximalen Rotorwälzkreises darstellt, der aus der Bedingung einer ununterbrochenen Berührung zwischen den Schraubenflächen des Rotors und Stators gewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Exzentrizitätswertes "e" des Triebwerkes zum Radius des Kreisbogens des Querschnittsprofils des Stators O) im Bereich 0,2 ...0,85 gewählt wird.dius is assumed as a function of the size of the eccentricity mentioned, and the cross-sectional profile of the rotor an envelope of the stator profile during rolling within the stator output circle of the maximum rotor rolling circle represents that from the condition of uninterrupted contact between the helical surfaces of the rotor and stator is chosen, characterized in that the ratio of the eccentricity value "e" of the engine to the radius of the circular arc of the cross-sectional profile of the stator O) is selected in the range 0.2 ... 0.85.
2. Mehrgängiges Ttotor-Schraubentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis, des Exzentrizitätswertes "θ" des Triebwerkes2. Multi-turn Ttotor screw engine according to claim 1, characterized in that the ratio of the eccentricity value "θ" of the engine angenommenen
zum Radius "h" des ν Kreises im Bereich O,9·...O,98
assumed
to the radius "h" of the ν circle in the range 0.9 · ... 0.98
gewählt wird.is chosen. 309824/0337309824/0337 LeerseiteBlank page
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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977