DE2931675C2

DE2931675C2 - Hydraulische Schraubenmaschine

Info

Publication number: DE2931675C2
Application number: DE2931675A
Authority: DE
Inventors: Arne Älvsjö Lönnebring
Original assignee: IMO-INDUSTRI STOCKHOLM SE AB
Current assignee: IMO-INDUSTRI STOCKHOLM SE AB
Priority date: 1978-08-22
Filing date: 1979-08-04
Publication date: 1989-12-14
Also published as: DE2931675A1; SE412630B; US4302165A; SE7808861L; JPS5529093A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schraubenmaschine, umfassend einen Schraubensatz in Form einer Antriebsschraube sowie wenigstens einer mit dieser zusammenarbeitenden Laufschraube, die von einem mit Eintritts- und Austrittsöffnung versehenen Gehäuse umschlossen sind, wobei die Schrauben und das Gehäuse auf solche Weise dicht aneinander anliegend angeordnet sind, daß in jeder Stellung des Schraubensatzes zumindest eine vollständige Dichtung zwischen den Enden des Schraubensatzes vorhanden ist, und wobei wenigstens eine Eintritts- oder Austrittsöffnung bei einem Ende des Schraubensatzes angeordnet ist und von einer durch das Gehäuse verlaufenden Bohrung gebildet ist, die in einer Ebene senkrecht zur Gehäuselängsachse liegt.

Bei einer aus der DE-AS 12 08 999 bekannten Schraubenpumpe sind der Schraubensatz und das Gehäuse so ausgeführt, daß sowohl die Einströmung in als auch die Ausströmung aus dem Schraubensatz axial erfolgen. Hierbei ist es erforderlich, daß bei einem Ende der Maschine (Hochdruckseite) eine Kammer angeordnet wird, durch welche sich die Welle der Antriebsschraube hindurch erstreckt und an welche eine Leitung angeschlossen werden kann. Hierdurch sind große Abmessungen der gesamten Schraubenpumpe bedingt.

Eine hydraulische Schraubenmaschine der gaiiimgsgemäßen Art ist im wesentlichen aus der DF.-PS 5 22 108 bekannt. Bei der in dieser Druckschrift gezeigten Anordnung sind sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßöffnung senkrecht zur Längsachse des Gehäuses durcn die Gehäusewand hindurchgeführL Im übrigen beschäftigt sich die genannte Druckschrift jedoch mit einer speziellen Schraubenausführung.
Ferner ist aus der DE-PS 9 44 414 ein Antrieb für

ίο Schneckenpumpen bekannt, wobei ein Gehäuse mit einer seitlichen Einlaßöffnung vorgesehen ist, deren Achse somit senkrecht zur Gehäuselängsachse verläuft.

In den beiden zuletzt zitierten Druckschriften sind jedoch keine besonderen Maßnahmen bezüglich Atisbildung und Anordnung der senkrecht zur Gehüuselängsachse verlaufenden Bohrungen erläutert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß die Länge der Maschine bei unveränderter Anzahl von Dichtungen im Schraubensatz verkürzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Durch die Erfindung wird eine vereinfachte Konstruktion erhalten, wobei sich das Gehäuse mit konstantem Querschnitt an den Enden der Schrauben vorbei erstrecken kann und die Welle der Antriebsschraube sowie LagLr und Dichtungen in den Kanal des Gehäuses verlegt werden. Weiter kann sich die wirksame Gchäuselänge an der Bohrung vorbei erstrecken, indem die Dichtungsflächen des Gehäuses an der Seite der Bohrung beibehalten werden. Dies ermöglicht eine verkürzte Bauweise der Maschine bei gleicher wirksamer Schraubenlänge.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich jeweils aus den Ansprüchen 2 und 3.

Durch die Anordnungen der Bohrung gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3 ist es möglich, diese näher zum gegenüberliegenden Ende des Schraubcnsatz.es zu legen als bei einer symmetrischen Anordnung der Bohrung.

Der Winkel zu der genannten Ebene kann bsp. höchstens 75 Grad, z. B. 30 Grad bis 60 Grad betragen. Die Seitenverschiebung des Schnittpunktes kann bsp. 0.25

bis 0,75 vom Durchmesser der Antriebsschraube betragen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 eine Schraubenpumpe im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 in Fi g. 1, Fig. 3, 4 und 5 Formen der in einer Ebene abgewikkelten Austrittsöffnung der Pumpe für verschiedene I .agen und Abmessungen dieser öffnung, und

F i g. 6 einen in einer Ebene abgewickelten Abschnitt des Schraubensatzes.

Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Pumpe umfaßt ein längliches Gehäuse 1, welches einen längs verlaufenden Kanal in Form von drei einander schneidenden parallelen

M) zylindrischen Läufen 2, 3, 4 aufweist, von denen der mittlere eine Antriebsschraube 5 mit konvexen Schraubengängen aufnimmt und die beiden äußeren zwei mit der Antriebsschraube in Kingriff stehende I .au f seh rau ben 6, 7 mit konkaven Schraubengängen aufnehmen.

b5 wobei die Durchmesser der Läufe den Außendurchniessern der Schrauben entsprechen und die Schraubengange so ausgebildet sind, dall sie gegeneinander dicht anliegen.

Das Gehäuse 1 ist an seinen Enden mit Stirnplalten 8, 9 abgeschlossen, die am Gehäuse auf nicht näher gezeigte Weise befestigt sind und von denen die vordere mit iMiier zentralen Öffnung versehen ist, durch welche sich eine mit der Antriebsschraube 5 fes'verbundene Antriebswelle 11 zum Abschluß an einen Antriebsmotor erstreckt. Zwischen der Welle 11 und der öffnung 10 ist eine Dichtung 12 eingesetzt. Die Weile 11 ist mittels eines Kugellagers 13 gelagert, das in eine Ausnehmung am linde des Gehäuses 1 eingesetzt ist. Die Schrauben sind weiters mit Ausgleichskolben 14, 15, 16 und Lagerungsscheiben 17 versehen. In der gegenüberliegenden Stirnplatte 9 befindet sich eine zentrale Eintrittsöffnung 9a der Pumpe zum Anschluß an eine Zuführungsleitung. Die Austrittsöffnung der Pumpe wird von einer durch das Gehäuse 1 radial verlaufenden Bohrung 18 gebildet, die sich im gezeigten Beispiel unter einem Winkel β von 45' zu einer die Achsen der Schrauben 5,6,7 enthaltenden Ebene 19 erstreckt (nachstehend Schraubenebene genannt) und deren Achse 20 die Schraubenebene 19 in der Achse der Antriebsschraube 5 schneidet.

Die F i g. 3, 4 und 5 veranschaulichen Formen des Schnittes zwischen der Bohrung 18 und dem Kanal des Gehäuses 1 für verschiedene Durchmesser der Bohrung 18 und verschiedene Werte des Winkels^zwischen der Bohrungsachse 20 und der Schraubenebene 19, wobei der Schnitt in einer Ebene abgewickelt gedacht ist. In diesen Figuren sind zwischen den Läufen 2, 3, 4 des Gehäuses 1 gebildeten Schneiden 21, 22 eingezeichnet. In sämtlichen Fällen wird vorausgesetzt, daß die Achse 20 der Bohrung 18 die Schraubenebene 19 in der Achse der Antriebsschraube 5 (bzw. des Laufes 3) schneidet.

In Fig. J ist die Öffnungsform für jenen Fall dargestellt, daß Winkel β - 90°, d. h. die Bohrung 18erstreckt sich senkrecht zur Schraubenebene 19. Die Kurven 23;/—/geben die Form für sechs verschiedene Durchmesser der Bohrung 18 wieder. Sie wird in diesem Fall symmetrisch mit elliptischer Form. Bei den grölleren Durchmessern (Kurven 23e und 23/"/ bei denen sich die Bohrung 18 bis zum Lauf 2, 4 der Laufschrauben 6, 7 hinaus erstreckt, wird selbstverständlich eine gewisse Modifikation der elliptischen Form erhalten.

In Fi g. 4 sind entsprechende Kurven 24.i —/für jenen Füll gezeigt, daß Winkel β ·= 60", wobei die Durchmesser für die mit gleichen Buchstaben bezeichneten Kurvcii die gleichen wie in F i g. 3 sind. Wie ersichtlich sind die Kurven hier seitlich zur Schneide 22 hin verschoben und schneiden Laufschraubenlauf in höherem Grade als in F i g. 3. Die Kurven 25a — /' in F i g. 5 geben die OfF-niingsform wieder, wenn Winkel// <= 45°. ·>ο

In F i g. 6 ist eine ebene Abwicklung des halben Schraubensatzes (im gleichen Maßstabe wie in Fig. 3 bis 0) wiedergegeben, d. h. jener Teil, der in F i g. 1 ersichtlich ist. Die vertikalen Linien 22 und 21 entsprechen somit der Lage der Schneiden in F i g. 3 —5. Die schraf- ^ris fierten Felder 26 und 27 sind jene Bereiche, wo die Schrauben dicht gegen den Lauf 2, 3, 4 des Gehäuses 1 anliegen, d. h. die äußeren Oberflächen der jeweiligen Schraubengangbalken. Der Punkt A ist jener Punkt, bei dem die vordere Kante des Antriebsschraubenbalkens e.o die Schneide 21 des Gehäuses schneidet. Wenn das Gehäuse 1 mit einer ebenen Fläche abschließt, die senkrecht /ur Achse der Äntriubssehniube 5 verläuft, öffnet skh die durch clic Schraubengangbalken 27, 26, 27 gcbildiMe Kammer axial, sobald dieser Punkt A das Ende des hs Gehäuses 1 erreicht, wie mit der Linie 28 angedeutet ist. Wenn aber durch die Wandung des Gehäuses I eine verlauft, wie in dem vorliegenden Fall, öffnet sich diese Kammer zur Austrittsöffnung hin, sobald die hintere Kante 29 des Schraubengangbalkens 26 die Kontur der Austrittsöffnung tangiert, d. h. bei Beginn der Volumensänderung der jeweiligen Kammer, die durch die Schraubengangbalken 26, 27 gebildet ist, ist eine Verbindung zur Bohrung 18 hergestellt

In ^c i g, 6 sind die Kurven 23c, 24c und 25c in solchen Lagen eingezeichnet, daß sie die Kante 29 tangieren.

Daraus geht hervor, daß bei gleichem Durchmesser der Austrittsöffnung diese um so näher zum Einlaßende des Schraubensatzes hin verlegt werden kann, je kleiner der Winkel ist, den sie mit der Schraubenebene bildet, wodurch das Gehäuse und damit die gesamte Pumpenkonstruktion unter Beibehaltung der Dichtungsanzahl zwischen Einlaß und Auslaß verkürzt werden kann.

Wie leicht einzusehen ist, kann der gleiche Effekt aucr· bei Anwendung einer senkrecht zur Schraubenebene verlaufenden Austrittsöffnung erhalten werden, wenn diese in bezug auf die Achse der Antriebsschraube seitlich verschoben wird, d. h. so angeordnet wird, daß deren Achse die Schraubenebene seitlich von der Achse der Antriebsschraube 5 schneidet. Selbstverständlich können beide Maßnahmen kombiniert werden.

Es ist auch möglich, die Eintrittsöffnung der Pumpe als eine durch das Gehäuse verlaufende Bohrung auf gleiche Weise wie oben beschrieben auszuführen, wobei diese bsp. wie bei 30 in F i g. 2 angedeutet, unter einem 90° -Winkel zur Austrittsöffnung und in solchem axialen Abstand von dieser angeordnet werden kann, daß in jeder Winkelstellung des Schraubensatzes zumindest eine vollständige Dichtung dazwischen vorhanden ist.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch bei hydraulischen Schraubenmaschinen anwendbar, welche als Motoren arbeiten sollen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Schraubenmaschine umfassend einen Schraubensatz in Form einer Antriebsschraube sowie wenigstens einer mit dieser zusammenarbeitenden Laufschraube die von einem mit Eintrittsund Austrittsöffnung versehenen Gehäuse umschlossen sind, wobei die Schrauben und das Gehäuse auf solche Weise dicht aneinander anliegend angeordnet sind, daß in jeder Stellung des Schraubensatzes zumindest eine vollständige Dichtung zwischen den Enden des Schraubensatzes vorhanden ist, und wobei wenigstens eine Eintritts- oder Austrittsöffnung bei einem Ende des Schraubensatzes angeordnet ist und von einer durch das Gehäuse verlaufenden Bohrung gebildet ist, die in einer Ebene senkrecht zur Gehäuselängsachse lisgt, dadurch gekennzeichnet, daß die radial verlaufende Bohrung (18) so angeordnet ist, daß der Schraubensatz (S, 6, 7) in wenigstens einer Drehstellung in jenem Abschnitt dicht gegen das Gehäuse (1) anliegt, der innerhalb des Ausmaßes dieser öffnung (18) in axialer Richtung des Gehäuses (1) liegt, daß bei Beginn der Volumensänderung der Kammer, die durch die Schraubengangbalken (26,27) gebildet ist, eine Verbindung zur Bohrung (18) gebildet ist.

2. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Gehäuse (1) verlaufende Bohrung (18) so angeordnet ist, daß ihre Achse (20) mit einer die Achsen der Schrauben (5, 6, 7) enthaltenden Ebene einen Winkel (J) von weniger als 90° bildet.

3. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Gehäuse (1) verlaufende Bohrung (18) so angeordnet ist, daß ihre Achse (20) die Ebene durch die Achsen der Schrauben (5,6, 7) seitlich von der Achse der Antriebsschraube (5) schneidet.