DE727434C

DE727434C - Lateral relief of the spindles in screw pumps or screw motors

Info

Publication number: DE727434C
Application number: DEL93068D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Burghauser; Paul Leistritz
Original assignee: FRANZ BURGHAUSER DIPL ING
Current assignee: FRANZ BURGHAUSER DIPL ING
Priority date: 1937-08-14
Filing date: 1937-08-14
Publication date: 1942-11-03

Description

Querentlastung der Spindeln in Schraubenpumpen oder Schraubenmotoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Querentlastung der Schrauben in Schraubenpumpen oder Schraubenmotoren mit ineinandergreifenden Schrauben unid mit an deren Enden angeordnetem Saug- und Druckraum und ist dadurch gekennzeichnet, daß die-Spaltflächen zwischen dem Gewindekammeroberteil der Schraube und dem Gehäuse mit Durchlaßleitungen für die geförderte Flüssigkeit in Verbindung stehen, die eine Regelung des Spaltdruckes bewirken, derart, daß die vom Pumpendruck herrührende einseitige Querbelastung der Schraube teilweise aufgehoben wird, ganz verschwindet oder in umgekehrter Richtung wirkt.Lateral relief of the spindles in screw pumps or screw motors The invention relates to a device for transverse relief of the screws in screw pumps or screw motors with interlocking screws unid with at their ends arranged suction and pressure chamber and is characterized in that the gap surfaces between the threaded chamber upper part of the screw and the housing with passage lines for the pumped liquid in connection, which regulates the gap pressure cause such that the one-sided transverse load resulting from the pump pressure Screw is partially canceled, disappears entirely or in the opposite direction works.

Dadurch wird die von dem Flüssigkeits-bzw. Pumpendruck herrührende einseitige Querbelastung der Spindeln in wirksamer Weise ausgeglichen bzw. beseitigt. Daß bei Schraubenpumpen, die in axialer Richtung fördern, ein Querschub auftritt, ist an sich bekannt. Indessen hat man diesen OOuerschub nicht .weiter beachtet, sondern sich damit begnügt, gegen den aus der Förderrichtung sich ergebenden Axialschub Maßnahmen zu treffen. Dieser Ouerschub bzw. OOuerdruck auf die Spindeln war aber gerade die Ursache, daß Schraubenpumpen oder Schraubenmotoren nur eine begrenzte Verwendungsmöglichkeit boten. Der Ouerschub bzw. Querdruck der Spindeln bei Schraubenpumpen oder Schraubenmotoren ist so stark, daß z. B. Motoren besonders größeren Ausmaßes meist nicht oder nur sehr schwer anlaufen, und dies ist auch der Grund für die beschränkte Verwendungsmöglichkeit. Durch Beseitigung des nachteiligen Querschubes gemäß vorliegender Erfindung ist der Weg für weitergehende Brauchbarkeit und Anwendungsmöglichkeit von Schraubenpumpen oder Schraubenmoto: ren frei gemacht.As a result, the of the liquid or. Pump pressure originating One-sided transverse load on the spindles is effectively balanced or eliminated. That a transverse thrust occurs in screw pumps that deliver in the axial direction, is known per se. In the meantime, this thrust was ignored. but is satisfied with it, against the axial thrust resulting from the conveying direction Take action. But this over-thrust or over-pressure on the spindles was precisely the reason that screw pumps or screw motors are only limited Possible use offered. The over thrust or transverse pressure of the spindles in screw pumps or screw motors is so strong that z. B. Motors of particularly large dimensions usually not or only very difficult to tarnish, and this is also the reason for the limited Possible use. By eliminating the disadvantageous lateral thrust according to the present invention is the way for further utility and application made free of screw pumps or screw motors.

An sich ist es bekannt, bei Zahnrad- oder Kapselpumpen eine Querentlastung dadurch zu erreichen, daß man Bohrungen oder Verbindungsleitungen anwendet, die in dem Radkörper oder in dem Gehäuse liegen. In allen Fällen werden aber durch diese Verbindungsleitungen nur Kammern unterschiedlichen Druckes miteinander verbunden, im Gegensatz zur Erfindung, bei der die Ausgleichsbohrungen immer zu den Spaltflächen, d. h. den Berührungsflächen zwischen Spindeln und Gehäuse, hinführen, die lediglich durch eine sehr dünne Flüssigkeitsschicht, die als Schmierschicht wirkt, voneinander getrennt sind.It is known per se to provide transverse relief in gear pumps or capsule pumps to achieve by using bores or connecting lines that lie in the wheel body or in the housing. In all cases, however, this Connecting lines only interconnect chambers with different pressures, in contrast to the invention, in which the compensating bores always face the gap surfaces, d. H. the contact surfaces between the spindles and the housing, the only by a very thin layer of liquid that acts as a smear layer are separated.

Bei der Erfindung wird demnach der Druck der Schmierschicht, d. h. der Spaltdruck, geregelt und je, nach Erfordernis selbsttätig herunter- oder heraufgesetzt, wie dies der Förderdruck der Schraubenpumpe bedingt.In the invention, the pressure of the lubricating layer, i. H. the nip pressure, regulated and, depending on requirements, automatically reduced or increased, as determined by the delivery pressure of the screw pump.

Zum Verständnis der Erfindung wird an Hand eines Beispiels erläutert, wie die Querkräfte auf die Schraubenspindeln infolge des Pumpendruckes -zustande kommen. Es wird als Beispiel eine Schraubenpumpe gewählt mit eingängiger Haupt- und zweigängiger Nebenspindel, wie. in Fig. r im Aufriß gezeichnet ist.To understand the invention, an example is used to explain like the transverse forces on the screw spindles as a result of the pump pressure come. As an example, a screw pump is chosen with a catchy main and two-start secondary spindle, such as. in Fig. r is drawn in elevation.

In Fig. 2 sind die Spindeln hierzu in Ansicht von oben dargestellt. Für dieses Beispiel sind die Querkräfte auf die Hauptspindel a. praktisch bedeutungslos, dagegen ist die Nebenspindel b schwer belastet. In der Abwicklung c, d, e, f, g, lt, i., k des äußeren Umfanges der Nebenspindel nach Fig.3 wirkt in der gezeichneten Stellung der beiden Schraubenspindeln auf die eng schraffiert gezeichnete Fläche der gesamte Pumpendruck in radialer Richtung auf ,die Nebenspindel und auf die weit schraffierten Flächen etwa der halbe Pumpendruck. Im Spalt zwischen dem Gewindekamm I und dem Gehäuse herrscht ein Druck, der sogenannte Spaltdruck, welcher an dieser Stelle gleich dem vollen Pumpendruck ist und in radialer Richtung auf den Gewindekamm I wirkt.In Fig. 2, the spindles are shown for this purpose in a view from above. For this example, the transverse forces on the main spindle are a. practically insignificant, on the other hand the secondary spindle b is heavily loaded. In the development c, d, e, f, g, lt, i., K of the outer circumference of the secondary spindle according to FIG. the secondary spindle and about half the pump pressure on the hatched areas. In the gap between the thread crest I and the housing, there is a pressure, the so-called gap pressure, which at this point is equal to the full pump pressure and acts on the thread crest I in the radial direction.

Auf die zwischen Kamm I und II folgende Nutenfläche wirkt der volle Pumpendruck nicht auf die ganze Breite der Nut, sondern auf eine entsprechend einem geringeren Durchmesser verrringerte Breite. Auf den Kamm II wirkt der Druck nur auf die halbe Breite des Kammes entsprechend der Wirkung des vollen Pumpendruckes auf die obere Kante des Kammes und dem Druck der unter Kamm Il liegenden Nut, welcher im vorliegenden Falle mit Null angenommen wurde. Infolgedessen wirkt ein erheblicher Überschuß an radialer Belastung auf die sichtbare Hälfte der Nebenspindel im Sinne des unter Fig. 2 befindlichen Pfeiles P.The full groove area acts on the groove area following between ridges I and II Pump pressure not on the entire width of the groove, but on one corresponding to one smaller diameter reduced width. The pressure only acts on comb II to half the width of the ridge according to the effect of the full pump pressure on the upper edge of the comb and the pressure of the groove below the comb II, which in the present case was assumed to be zero. As a result, there is a significant effect Excess of radial load on the visible half of the secondary spindle in the sense of the arrow P located under Fig. 2.

Ein teilweiser Ausgleich der Querkräfte wird erreicht, wenn die Gewindekärmne der Spindeln mit Querbohrungen in versehen werden, wie in Fig. t und; 2 sowie in der Abwicklung Fig. d. dargestellt ist. Wie leicht erkennbar ist, wird hierdurch die vordere sichtbare Hälfte der Spindeln vom Spaltdruck entlastet und die rückwärtige Hälfte belastet. In gleicher Weise sind die Spindeln auch an der Eintrittsseite durchbohrt, da bei weiterer Drehung. auch an dieser Seite Spaltdrücke auftreten, die zu entlasten sind.A partial compensation of the transverse forces is achieved when the thread core the spindles are provided with transverse bores, as in Fig. t and; 2 as well as in the development Fig. d. is shown. As can be easily seen, this becomes the front visible half of the spindles is relieved of the gap pressure and the rear half Half charged. In the same way, the spindles are also on the entry side pierced, as on further rotation. splitting pressures also occur on this side, which are to be relieved.

Während sich vorbesehriebene Entlastung auf Querbohrungen von Kamm zu Kamm bezieht, ist auch eine Entlastung durch Querbohrungen von Nut zu Kamm möglich. Als Beispiel hierzu dient wieder die eingangs erwähnte Pumpe mit eingängiger Hauptspindel und zweigängiger Nebenspindel. In Fig. 5 ist nur die zu entlastende N ebenspindel x gezeichnet und in Fig. 6 die zugehörige Abwicklung der radial auf die Spindel wirkenden Kräfte. Von den Enden der Gewindekämme werden in die gegenüberliegenden Nuten Bohrungen geführt, z. B. o, ö und p, p'. Hierdurch wird der Kamm I von o nach o' vom Druck entlastet, während der Kamm II von p' nach p mit dem vollen Druck belastet wird. Um diese Ausgleichsflächen möglichst wirksam zu gestalten, werden die Bohrungen o, p am Austritt zu einer vertieften Fläche erweitert, die sogar noch über die Spindel hinausragen kann, wie strichpunktiert angedeutet ist.While the previously described relief relates to cross bores from comb to comb, relief is also possible through cross bores from groove to comb. The above-mentioned pump with a single-thread main spindle and two-thread secondary spindle is again used as an example. In Fig. 5, only the N ungspindel x to be relieved is drawn and in Fig. 6 the associated development of the forces acting radially on the spindle. From the ends of the thread crests holes are made in the opposite grooves, for. B. o, ö and p, p '. As a result, the crest I is relieved of pressure from o to o ', while the crest II is loaded with full pressure from p' to p. In order to make these compensating surfaces as effective as possible, the bores o, p at the outlet are widened to form a recessed surface which can even protrude beyond the spindle, as indicated by dash-dotted lines.

Während sich die bisher beschriebenen Möglichkeiten einer Querentlastung auf Ouetbohrungen in den Spindeln beziehen, können diese auch im feststehenden Teil, also im Gehäuse angebracht werden, wobei die Spaltdrücke zwischen den Gewindekämmen und dem Gehäuse von den Kämmen der Spindel gesteuert werden, wie Fig. 7 zeigt. Im Gehäuse t werden Querbohrungen q-q', r-s', s-s' angebracht, die paarweise miteinander in Verbindung stehen und somit auf einer Seite entlasten und auf der anderen Seite belastend auf die Spindel wirken.While the possibilities of transverse relief described so far relate to Ouet bores in the spindles, they can also be installed in the fixed part, i.e. in the housing, with the gap pressures between the thread crests and the housing being controlled by the crests of the spindle, as shown in FIG. 7 . In the housing t , transverse bores q-q ', r-s', ss' are made, which are connected to one another in pairs and thus relieve stress on one side and load the spindle on the other.

Endlich besteht auch noch die Möglichkeit, die Spaltdrücke zwischen außerhalb des Gewindes gelegenen Spaltflächen, z. B. den Lagern, zu regeln, wie es an sich bereits bekannt ist.Finally there is also the possibility of reducing the gap pressures between gap surfaces located outside the thread, e.g. B. the camps to regulate how it is already known per se.

In Fig. 8 fließt aus dem Druckraum zr Drucköl durch den zylindrischen Spalt des Lagers v und durch eine Längsbohrung im Gehäuse in den Saugraum zurück. Auf der einen Seite wird das Lager durch eine Bohrung w zum Saugraum entlastet, während die andere Seite direkt vom Druckraum aus und durch eine Bohrung--r mit dem Pumpendruck belastet wird. In entsprechender Weise ist auch das Lager im Saugraum so ausgebildet, daß es deri auf ihn treffenden Teil des Querschubes aufhebt. Mit dieserAusführung wird bei passender Bemessung der Lagerdurchmesser -der weitere Vorteil erreicht, daß zugleich mit an sich bekannten Mitteln der auftretende Axialschub aufgehoben wird. Zusätzlich können außerdem noch die vorbeschriebenen bekannten Mittel zur Querentlastung angewandt werden.In Fig. 8 flows from the pressure chamber zr pressure oil through the cylindrical Gap of the bearing v and through a longitudinal bore in the housing back into the suction chamber. On the one hand, the bearing is relieved through a bore w to the suction chamber, while the other side directly from the printing room and by a Bore - r is loaded with the pump pressure. That is also the same Bearing in the suction chamber designed so that it is the part of the transverse thrust that hits it cancels. With this design, the bearing diameter is dimensioned appropriately -the further advantage achieved that at the same time with means known per se the occurring Axial thrust is canceled. In addition, the above-described known means for transverse relief are used.

Die vorbeschriebenen Mittel zur Querentlastung der Spindeln sowie auch deren Verbindung mit einer Axialentlastung können grundsätzlich bei allen Spindeln der verschiedenen Schraubenpumpenarten und Schraubenmotoren angewandt werden; sie sind stets im Verhältnis zum auftretenden Pumpendruck wirksam.The means described above for transverse relief of the spindles as well Their connection with an axial relief can also be used with all spindles of the various types of screw pumps and screw motors used; she are always effective in relation to the occurring pump pressure.

Hiermit besteht die Möglichkeit, nunmehr Schraubenpumpen öder Schraubenmotoren zu bauen, die vollständig von Kräften zwischen Laufteilen entlastet sind und an die Laufeigenschaften der verwendeten Baustoffe keine besonderen Ansprüche stellen, so daß eine Verwendung von billigen Werkstoffen möglich und eine fast unbegrenzte Lebensdauer gewährleistet ist.This makes it possible to use screw pumps or screw motors to build that are completely relieved of forces between running parts and on the running properties of the building materials used do not have any special requirements, so that the use of cheap materials is possible and almost unlimited Lifetime is guaranteed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for transverse relief of the screws in screw pumps or screw motors with interlocking screws and with suction and pressure chambers arranged at their ends, characterized in that the gap surfaces between the screw top part of the screw and the housing are connected to passage lines for the pumped liquid, which provide a control of the gap pressure in such a way that the one-sided transverse load on the screw resulting from the pump pressure is partially canceled, completely disappears or acts in the opposite direction.

2. embodiment of the device according to claim i, characterized in that the passage lines acting on transverse relief by cross bores (w) in the threaded spindles are formed by the thread comb run to the thread crest.

3. Embodiment of the device according to claim i, characterized in that the passage lines acting on transverse relief are formed by transverse bores (na) in the threaded spindles which extend from the threaded groove to the thread crest.

Relief device according to claim i or i to 3, characterized in that that the inlets and outlets of the passage lines open into a deepened recess.

5. Embodiment of the device according to claim i, characterized in that the passage lines acting on transverse relief are formed by channels (q, q ', r, r', s, s') arranged in the housing, which on opposite sides into the The gap between the housing wall and the screw spindle opens out.

6th embodiment the device according to claim i or 2 to 5, characterized in that next to the Querentlas.tungseinrichtung a known, on the bearings of the Axial relief device acting on screws is provided.