DE102007030199A1

DE102007030199A1 - Screw spindle pump, to impel and compress gases, has an oil flow from an oil pump to the cogwheel teeth of the gearing

Info

Publication number: DE102007030199A1
Application number: DE102007030199A
Authority: DE
Inventors: Ralf Steffens
Original assignee: Individual
Current assignee: STEFFENS, RALF, DR. ING., DE
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-01-10

Abstract

The screw spindle pump, to impel and compress gases, has a pair of screw spindle rotors (1) in a housing (2) together with a crown or bevel gear (5). Oil is carried from the oil pump (9) outlet (16) between the drive shaft (6) and its drive cogwheel (12) . The drive synchronization for the paired screw spindle rotors is directly between the teeth of the two drive cogwheels.

Description

Trockenverdichtende Pumpen gewinnen insbesondere in der Vakuumtechnik verstärkt an Bedeutung, denn durch zunehmende Verpflichtungen bei Umweltschutzvorschriften und steigende Betriebs- und Entsorgungskosten sowie erhöhte Anforderungen an die Reinheit des Fördermediums werden die bekannten nasslaufenden Vakuumsysteme, wie Flüssigkeitsringmaschinen und Drehschieberpumpen, immer häufiger durch trockenverdichtende Pumpen ersetzt. Zu diesen trockenverdichtenden Maschinen gehören Schraubenspindelpumpen, Klauenpumpen, Membranpumpen, Kolbenpumpen, Scroll-Maschinen sowie Wälzkolbenpumpen. Diesen Maschinen ist jedoch gemeinsam, dass sie die heutigen Ansprüche hinsichtlich Zuverlässigkeit und Robustheit sowie Baugröße und Gewicht bei gleichzeitig niedrigem Preisniveau immer noch nicht erreichen.Dry Compressing Pumps are becoming increasingly important, especially in vacuum technology because of increasing obligations regarding environmental regulations and increasing operating and disposal costs as well as increased requirements to the purity of the pumped medium are the known wet-running vacuum systems, such as liquid ring machines and rotary vane pumps, more and more often replaced by dry compressing pumps. To these dry compacting machines belong Screw pumps, claw pumps, diaphragm pumps, piston pumps, scroll machines as well as Roots pumps. However, these machines have in common that they meet today's demands reliability and robustness as well as size and weight still not reach at the same time low price level.

Dabei werden in der Vakuumtechnik zunehmend trockenverdichtende Schraubenspindelpumpen eingesetzt, weil sie als typische 2-Wellenverdrängermaschinen das vakuumspezifisch erforderlich hohe Kompressionsvermögen einfach dadurch realisieren, dass sie die notwendige Mehrstufigkeit als Hintereinanderschaltung mehrerer abgeschlossener Arbeitskammern über die Anzahl der Umschlingungen je Schraubenspindelrotor äußerst unkompliziert erreichen. Des weiteren wird durch die berührungslose Abwälzung der Schraubenspindelrotore eine erhöhte Rotordrehzahl ermöglicht, so dass relativ zur Baugröße gleichzeitig Nennsaugvermögen sowie Liefergrad steigen. In der PCT-Schrift WO 01/57401 A1 wird in den 9 bis 11 nun für eine derartige trockenverdichtende Schraubenspindelpumpe ein Kronen- bzw. Kegelrad-Antrieb beschrieben, der gleichzeitig sowohl die notwendige Synchronisation der beiden Verdrängerschraubenspindeln als auch die gewünschte Drehzahl-Erhöhung realisiert. In der Praxis hat sich inzwischen jedoch gezeigt, dass dieses Kronen-/Kegelrad-Getriebe hinsichtlich seiner Geräuschentwicklung noch sehr nachteilig ist. Denn wegen der gewünscht hohen Leistungsdichte der Schraubenspindelpumpe sind für das Schraubenspindelrotorpaar höhere Drehzahlen anzustreben, so dass im Kronen-/Kegelrad-Antrieb Übersetzungsverhältnisse ins Schnelle von deutlich über 3 erforderlich sind. Damit steigen folgerichtig die Geschwindigkeiten im Zahneingriff deutlich an. Gleichzeitig sind bei Herstellung der Einzelteile die bekannten Fertigungsabweichungen innerhalb gewählter Maschinenbau-Toleranzen unvermeidbar. In Kombination mit den hohen Verzahngeschwindigkeiten ergibt sich damit zwingend ein schwingungsmäßig empfindliches 3-Wellensystem bestehend aus den beiden Spindelrotoren und der Kronen-/Kegelrad-Antriebswelle, welches durch die verdrängerspezifischen Pumpenpulsationen sehr schnell angeregt wird. Die resultierenden Schwingungen wirken sich sehr ungünstig auf die gesamte Maschine aus. Das damit sich ergebende Geräuschverhalten ist praktisch nicht akzeptabel und verringert die Erfolgschancen derartiger Maschinen erheblich, weil der Kunde dieses Verhalten im allgemeinen nicht akzeptiert.Drying screw pumps are increasingly being used in vacuum technology because, as typical 2-wave displacement machines, they achieve the vacuum-specific high compressibility simply by achieving the necessary multiple steps as a series connection of several closed working chambers via the number of wraps per screw spindle rotor in an extremely uncomplicated manner. Furthermore, an increased rotor speed is made possible by the non-contact circulation of the screw spindle rotors, so that at the same time nominal suction capacity and delivery rate increase relative to the size. In the PCT font WO 01/57401 A1 will be in the 9 to 11 now described for such a dry-compressing screw pump a crown or bevel gear drive, which simultaneously realizes both the necessary synchronization of the two positive displacement screw spindles and the desired speed increase. In practice, however, has now shown that this crown / bevel gear is still very disadvantageous in terms of its noise. Because because of the desired high power density of the screw pump for the screw spindle rotor pair higher speeds are desirable, so that in the crown / bevel gear ratios in speed of well over 3 are required. Consequently, the speeds in meshing increase significantly. At the same time, the known production deviations within selected machine construction tolerances are unavoidable in the manufacture of the individual parts. In combination with the high gear speeds, this results in a vibration-sensitive 3-shaft system consisting of the two spindle rotors and the crown / bevel gear drive shaft, which is excited very quickly by the displacement-specific pump pulsations. The resulting vibrations have a very unfavorable effect on the entire machine. The resulting noise behavior is practically unacceptable and significantly reduces the chances of success of such machines, because the customer generally does not accept this behavior.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für eine trockenverdichtende Schraubenspindelpumpe mit einem Kronen- bzw. Kegelrad-Antrieb dieses Getriebe mit dem 3-Wellensystem aus Schraubenspindelrotorpaar und Kronen-/Kegelrad-Antriebswelle so zu gestalten, dass das Geräuschverhalten der gesamten Maschine mindestens auf das übliche Geräuschniveau derartiger Pumpen gesenkt wird.The Object of the present invention is for a dry-compressing Screw pump with a crown or bevel gear drive this Gearbox with the 3-shaft system consisting of screw spindle rotor pair and Crown / bevel gear drive shaft to be designed so that the noise behavior the entire machine at least reduced to the usual noise level of such pumps becomes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das antreibende Kronen- bzw. Kegelrad-Zahnradpaar hydraulisch schwimmend per Druckölfilm auf der Kronen- bzw. Kegelrad-Antriebswelle als formschlüssiger Schiebesitz in axialer Richtung frei beweglich sitzt und die erforderliche Synchronisation für das Schraubenspindelrotorpaar direkt zwischen den beiden Kronen-/Kegelrad-Antriebszahnrädern erfolgt.According to the invention this Task solved by that the driving crown or bevel gear pair hydraulically floating by pressure oil film on the crown or bevel gear drive shaft as positive sliding seat sits freely movable in the axial direction and the required synchronization for the Screw spindle rotor pair is done directly between the two crown / bevel gear wheels.

Die notwendige Synchronisation der beiden Schraubenspindelrotore erfolgt nicht durch feste Positionierung jedes Kronen-/Kegelrad-Zahnrades auf der Antriebswelle, sondern erfindungsgemäß durch Positionierung der beiden Zahnräder direkt zueinander und dieses verbundene Zahnradpaar sitzt dann axial beweglich in einem formschlüssigen Schiebesitz zur erforderliche Leistungsübertragung auf der Antriebswelle hydraulisch schwimmend auf einem Druckölfilm.The necessary synchronization of the two screw spindle rotors takes place not by fixed positioning of each crown / bevel gear on the drive shaft, but according to the invention by positioning the both gears directly to each other and this connected gear pair then sits axially movable in a form-fitting manner Sliding seat for the required power transmission on the drive shaft hydraulically floating on a pressure oil film.

Zur Erzeugung des notwendigen Öldruckes befindet sich am Ende der Kronen-/Kegelrad-Antriebswelle eine Ölpumpe, die vorzugsweise als Innenzahnradpumpe beispielsweise zur Rotorkühlung der Schraubenspindelrotore ohnehin benötigt wird. Bis auf die engen Abdichtungsspalte in dieser Innenzahnradpumpe ist der Druckölausgang im Gegensatz zur bekannten Ansaugniere dieser Ölpumpe zum Ende der Antriebswelle offen durch eine direkte Verbindung, so dass dieses Ende der Antriebswelle unter dem Auslassdruck dieser Ölpumpe steht. Indem gleichzeitig dieses Ende der Antriebswelle zentrisch bis unter das Antriebszahnradpaar hohlgebohrt ist und dort entsprechende Querbohrungen unter diesem Antriebszahnradpaar enden, gelangt nun ein Drucköl-Teilstrom vom Ausgang der Ölpumpe direkt unter das gekoppelte Antriebszahnradpaar. Dieses Antriebszahnradpaar besitzt in der Naben-Aufnahmebohrung zur Antriebswelle eine Ausdrehung, so dass sich das austretende Drucköl gleichmäßig unter diesem Antriebszahnradpaar verteilen kann. Damit schwimmt erfindungsgemäß das Antriebszahnradpaar hydraulisch auf einem Druckölfilm, wodurch sich die gewünschte Dämpfung ergibt. Gleichzeitig werden inneren Zwangskräfte und Verspannungen durch Dehnungen und unvermeidbare Fertigungs-/Montage-Abweichungen vermieden, weil das Antriebszahnradpaar auf dem hydraulischen Ölfilm schwimmend die günstigste Stellung eigenständig einnimmt. Damit entfällt auch zugleich die Notwendigkeit, die Antriebswelle in axialer Richtung exakt zu positionieren, wie es bei fester Fixierung der Antriebszahnräder auf der Antriebswelle sonst zwingend notwendig wäre.To generate the necessary oil pressure is located at the end of the crown / bevel gear drive shaft, an oil pump, which is needed as an internal gear pump, for example, for rotor cooling of the screw spindle rotors anyway. Except for the tight sealing gaps in this internal gear pump, unlike the known suction kidney of this oil pump, the pressure oil outlet is open to the end of the drive shaft through a direct connection, so that this end of the drive shaft is below the outlet pressure of this oil pump. By simultaneously this bore of the drive shaft is hollow drilled to below the drive gear and there corresponding transverse holes end under this pair of drive gear, now passes a pressure oil partial flow from the output of the oil pump directly under the coupled Antriebszahnradpaar. This pair of drive gear has a recess in the hub receiving bore to the drive shaft, so that the exiting pressure oil can distribute evenly under this drive gear pair. Thus floats the drive gear according to the invention pair hydraulically on a pressurized oil film, resulting in the desired damping. At the same time internal constraining forces and tension are avoided by stretching and unavoidable manufacturing / assembly deviations, because the pair of drive gear floating on the hydraulic oil film occupies the most favorable position independently. This eliminates at the same time the need to accurately position the drive shaft in the axial direction, as would otherwise be absolutely necessary for fixed fixation of the drive gears on the drive shaft.

Gleichzeitig wird die Montage des Pumpenantriebes erheblich vereinfacht, weil die notwendige Synchronisation für das Schraubenspindelrotorpaar außerhalb der Maschine beispielsweise in einer Vorrichtung bereits erfolgt ist, so dass das zueinander korrekt fixierte Antriebszahnradpaar nur noch eingesetzt werden muss. Damit entfällt der bisher übliche Aufwand zur Einstellung für das Antriebszahnradpaar innerhalb der Maschine, was insbesondere im Service-/Reparaturfall sehr bedeutend ist. Bei definierter Position der Rotorzahnräder zum Verdrängerprofil der Schraubenspindelrotore kann das Antriebszahnradpaar auch einstückig ausgeführt werden, also auf jeder Seite mit der Kronen- bzw. Kegelrad-Verzahnung, die dann bei Herstellung der Verzahnung auch definiert zueinander auszurichten sind.simultaneously the assembly of the pump drive is greatly simplified, because the necessary synchronization for the screw spindle rotor pair outside the machine, for example has already been done in a device, so that the correct one another fixed drive gear pair only has to be used. In order to deleted the hitherto usual effort to the setting for the drive gear pair inside the machine, which in particular in the service / repair case is very significant. At a defined position of the rotor gears for Verdrängerprofil the screw spindle rotors, the drive gear pair can also be made in one piece, ie on each side with the crown or bevel gear toothing, which then when making the teeth are also defined to align each other.

Die erforderliche Leistungsübertragung zwischen Antriebszahnradpaar und Antriebswelle für den axial beweglichen Schiebesitz erfolgt nun über die hinläng lich bekannten formschlüssigen Wellen-Naben-Verbindungen mit axialer Verschiebbarkeit, wie beispielsweise Längsstifte, Passfeder, Vielnutprofil, Polygon-Welle-Nabe-Verbindungen. Vorzugsweise sind Längsstift-Verbindungen mit axialer Beweglichkeit besonders geeignet, wobei in Umfangsrichtung mindestens 2 Längsstifte angeordnet werden sollten, um eine gleichmäßige Lastverteilung und -ausrichtung bei gleichzeitig besserer Wuchtung zu erreichen. Der Schiebesitz wird mit hinreichendem Länge- zu Durchmesser-Verhältnis ausgeführt für einen guten Rundlauf bei minimalem Planschlag für das Antriebszahnradpaar.The required power transmission between drive gear pair and drive shaft for the axially movable sliding seat now takes over the suffi cient known form-fitting Shaft-hub connections with axial displacement, such as Longitudinal pins Feather key, multi-groove profile, polygon shaft-hub connections. Preferably are longitudinal pin connections with axial mobility particularly suitable, wherein in the circumferential direction at least 2 longitudinal pins should be arranged to ensure even load distribution and alignment to achieve at the same time better balance. The sliding seat is given with sufficient length to diameter ratio accomplished for one Good concentricity with minimum flats for the drive gear pair.

Die Leckage des Öldruckfilms unter dem Antriebszahnradpaar wird durch die Spalthöhe im Schiebesitz zwischen diesem Antriebszahnradpaar und der Antriebswelle bestimmt. Diese Leckage liegt jedoch deutlich unterhalb der Ölpumpen-Fördermenge, wie diese beispielsweise für die Rotorinnenkühlung benötigt wird. Optional besteht die Möglichkeit über jeweils einen einfachen O-Ring an beiden Enden des Antriebszahnradpaares diesen Öl-Leckagestrom gezielt zu minimieren. Insbesondere bei Drehmoment-Übertragung über eine Unrund-Welle-Nabe-Verbindung, wie beispielsweise als Polygon-Profil, sind diese beiden jeweils endseitigen O-Ringe sinnvoll. Sie können jedoch auch bei Längsstiften als Welle-Nabe-Schiebesitz-Verbindung eingesetzt werden, indem die O-Ringnuten in der Nabe des Antriebszahnradpaares derart ausgeführt werden, dass sie tiefer sind als die in Längsrichtung verlaufenden Nuten für die Längsstifte, so dass die gewünschte Abdichtung erzielt wird. Alternativ können die Verbindungen per Längsstift bzw. Passfeder natürlich auch länger ausgeführt werden als die Breite des Antriebszahnradpaares, so dass auf diese O-Ringe komplett verzichtet werden kann und lediglich die Spalthöhen den Leckage-Ölstrom bestimmen. In allen Fällen schwimmt jedoch das Antriebszahnradpaar erfindungsgemäß auf einem Druckölfilm axial beweglich auf der Antriebswelle.The Leakage of the oil pressure film under the drive gear pair is through the gap height in the sliding seat determined between this drive gear pair and the drive shaft. However, this leakage is well below the oil pump delivery rate, like this one for example the rotor internal cooling needed becomes. Optionally there is the possibility about each a simple o-ring on both ends of the drive gear pair this oil leakage stream targeted to minimize. Especially with torque transmission via a Non-circular shaft-hub connection, such as a polygon profile, these are both useful O-rings. However, you can also with longitudinal pins be used as a shaft-hub sliding seat connection by the O-ring grooves in the Hub of the drive gear pair are executed so that they deeper are as the longitudinal extending grooves for the longitudinal pins, so that the desired seal is achieved. Alternatively you can the connections by longitudinal pin or feather of course also longer accomplished be as the width of the drive gear pair, so that on this O-rings can be completely dispensed with and only the gap heights the Determine leakage oil flow. In all cases floats However, the drive gear pair according to the invention on a pressurized oil film axially movable on the drive shaft.

Üblicherweise wird bei der Montage einer derartigen Schraubenspindelpumpe zunächst die Antriebswelle mit dem Antriebszahnradpaar montiert und dann gleichzeitig das Spindelrotorpaar mit den Rotorzahnrädern eingeführt. Indem das Antriebszahnradpaar nun bereits den finalen Abstand hat, kann es bei Einführung der beiden Rotorzahnräder dazu kommen, dass nicht Zahnkopf auf Zahnlücke der Gegenverzahnung trifft, sondern Zahnkopf auf Zahnkopf trifft, so dass die Montage blockiert wird. Neben der einfachen Möglichkeit der von-Hand-Dreh-Positionierung der Antriebswelle in die korrekte Zahnkopf-Zahnlücken-Position wird günstigerweise eine Montage-Fase am stirnseitigen Ende der Verzahnung diesen Vorgang erheblich erleichtern. Diese Montage-Fase ist jeweils an mindestens einem der in Eingriff zu führenden Verzahnungspartner vorzusehen.Usually When installing such a screw pump initially the drive shaft mounted with the drive gear pair and then simultaneously the spindle rotor pair with the rotor gears introduced. By the drive gear pair now already has the final distance, can it at introduction the two rotor gears come that does not hit tooth tooth on tooth space of the counter teeth, but tooth tip meets tooth head, so blocking the assembly becomes. Besides the easy way the hand-rotary positioning The drive shaft to the correct tooth-head gap position is conveniently a mounting bevel at the front end of the toothing this process considerably easier. This mounting bevel is on at least each one to be engaged Provide gearing partners.

Des weiteren besteht die günstige Möglichkeit Ober Dämpfungskörper im Antriebszahnradpaar zwischen beiden Verzahnungen das Geräuschverhalten weiter zu verbessern. Dazu wird im Antriebszahnradpaar zwischen den beiden gegenüberliegenden Verzahnungen eine tiefe Eindrehung vorgesehen, die möglichst dicht an beide Verzahnungen reicht, so dass der Zahnrad-Werkstoff im Bereich der elastischen Verformung nachgiebig wird. Dieser Zwischenraum wird dann über einen Dämpfungskörper aufgefüllt, der die elastischen Werkstoff-Verformungen aufnimmt und durch seine Materialwahl dämpft, beispielsweise als fester Elastomer oder Kunststoff.Of Another is the cheap possibility Upper damping body in Drive gear pair between two gears the noise behavior continue to improve. This is in the drive gear pair between the two opposite Gears provided a deep recess, as possible close to both gears enough so that the gear material in the field of elastic deformation becomes yielding. This gap will then over a damping body filled, the the elastic material deformations absorbs and attenuates by its choice of material, for example, as solid Elastomer or plastic.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Schnitt durch die gesamte Schraubenspindelpumpe. Das gegensinnig rotierende Schraubenspindelrotorpaar (1) dreht in einem Pumpengehäuse (2) mit einem Gas-Einlass (3) sowie einem Gas-Auslass (4). Angetrieben wird dieses Schraubenspindelrotorpaar (1) von einem Kronen-/Kegelrad-Antrieb (5) auf der Kronen-/Kegelrad-Antriebswelle (6) mit einem Standard-/Normmotor (7). Die in dem Getriebegehäuse (8) vollständig gelagerte Antriebswelle (6) hat am antriebsseitig abgewandten Wellenende eine Ölförderpumpe (9), die hier beispielhaft als Innenzahnradölpumpe dargestellt ist. Über eine zentrische Verbindungsbohrung (10) in der Antriebswelle (6) gelangt nun erfindungsgemäß Drucköl von der Ölpumpe (9) bis unter das Antriebszahnradpaar (12), wo es sich durch einen Aussparungsraum (11) im Antriebszahnradpaar (12) zum Aufbau eines Druckölfilms gleichmäßig unter dem Antriebszahnradpaar (12) verteilen kann. Das Antriebszahnradpaar (12) ist über die Verschraubung (13) zueinander synchronisiert so eingestellt, dass das Schraubenspindelrotorpaar (1) im Arbeitsraum berührungsfrei angetrieben wird. 1 shows an exemplary embodiment of the present invention with a section through the entire screw pump. The oppositely rotating screw spindle rotor pair ( 1 ) rotates in a pump housing ( 2 ) with a gas inlet ( 3 ) and a gas outlet ( 4 ). This screw spindle rotor pair ( 1 ) from a crown / bevel gear drive ( 5 ) on the crown / bevel gear drive shaft ( 6 ) with a standard / standard motor ( 7 ). The in the gearbox ( 8th ) completely mounted drive shaft ( 6 ) has on the drive side facing away from the shaft end an oil pump ( 9 ), which is exemplified here as an internal gear oil pump. Via a centric connection hole ( 10 ) in the drive shaft ( 6 ) now passes according to the invention pressure oil from the oil pump ( 9 ) to below the drive gear pair ( 12 ), where it passes through a recess space ( 11 ) in the drive gear pair ( 12 ) to build up a pressurized oil film evenly under the drive gear pair ( 12 ) can distribute. The drive gear pair ( 12 ) is about the screw ( 13 Synchronized with each other adjusted so that the screw spindle rotor pair ( 1 ) is driven without contact in the working space.

2 zeigt beispielhaft das Getriebe zur vorliegenden Erfindung mit einer Teilschnitt-Darstellung durch das Antriebszahnradpaar. In dem Getriebegehäuse (8) ist die Antriebswelle (6) für den Kronen- bzw. Kegelrad-Antrieb (5) definiert gelagert. Die Ölpumpe (9) hat in ihrem Deckel (14) einen Sauganschluss (15) sowie einen Druckausgang (16), um beispielsweise das Öl als Kühlmittel zu der in 1 dargestellten Rotorinnenkühlung zu fördern. In dem Ölpumpendeckel (14) gibt es einen Verbindungssteg (17) vom Druckausgang (16) zur Aussparung für das Wellenende der Antriebswelle (6), so dass dieses Wellenende stets unter dem Auslassdruck der Ölpumpe (9) steht. Die Antriebswelle (6) hat an diesem Wellenende eine zentrische Verbindungsbohrung (10), die bis unter das Antriebszahnradpaar (12) reicht und über Querbohrungen (19) diese zentrische Bohrung (10) mit dem Aussparungsraum (11) im Antriebszahnradpaar (12) verbindet. Damit kann nun Drucköl vom Druckausgang (16) der Ölpumpe über den Verbindungssteg (17) sowie durch die Bohrungen (10) und (19) unter dem Antriebszahnradpaar (12) einen gleichmäßigen Druckölfilm aufbauen, auf dem das Antriebszahnradpaar erfindungsgemäß hydraulisch schwimmt. Die Leckage durch die Fügespalten zwischen Antriebswelle (6) und Antriebszahnradpaar (12) wird in dieser Darstellung über Dichtringe (18) minimiert. Diese Dichtringe sind jedoch nur eine Option, auf die durchaus verzichtet werden kann, weil dieser Leckage-Ölmengenstrom klein gegenüber der gewünschten Fördermenge der Ölpumpe beispielsweise für die Rotorinnenkühlung ist. 2 shows by way of example the transmission of the present invention with a partial sectional view through the drive gear pair. In the transmission housing ( 8th ) is the drive shaft ( 6 ) for the crown or bevel gear drive ( 5 ) defined stored. The oil pump ( 9 ) has in its lid ( 14 ) a suction connection ( 15 ) and a pressure outlet ( 16 ), for example, the oil as a coolant to the in 1 To promote shown rotor internal cooling. In the oil pump cover ( 14 ) there is a connecting bridge ( 17 ) from the pressure outlet ( 16 ) to the recess for the shaft end of the drive shaft ( 6 ), so that this shaft end always below the outlet pressure of the oil pump ( 9 ) stands. The drive shaft ( 6 ) has at this shaft end a central connection bore ( 10 ), which extend below the drive gear pair ( 12 ) and cross bores ( 19 ) this centric bore ( 10 ) with the recess space ( 11 ) in the drive gear pair ( 12 ) connects. This can now pressure oil from the pressure output ( 16 ) of the oil pump via the connecting web ( 17 ) and through the holes ( 10 ) and ( 19 ) under the drive gear pair ( 12 ) build a uniform pressure oil film on which the drive gear pair according to the invention floats hydraulically. The leakage through the joint gaps between drive shaft ( 6 ) and drive gear pair ( 12 ) is represented in this illustration by means of sealing rings ( 18 ) minimized. However, these seals are only an option that can be dispensed with entirely, because this leakage oil flow is small compared to the desired flow rate of the oil pump, for example, for the internal rotor cooling.

3 und 4 zeigen beispielhaft die Drehmoment-Übertragung zur vorliegenden Erfindung. Als bekannte Welle-Nabe-Verbindung mit Schiebesitz ist die Leistungsübertragung zwischen dem Antriebszahnradpaar (12) und der Antriebswelle (6) über Längsstifte (20) dargestellt. Mit entsprechender Passungswahl zwischen dem Antriebszahnradpaar (12) und der Antriebswelle (6) sowie zu den Längsstiften (20) wird nach dem Stand der Technik ein in axialer Richtung beweglicher Schiebesitz sicher erreicht. In der 4 ist diese Verbindung im Stirnschnitt mit 2 Längsstiften (20) in Umfangsrichtung zwischen Antriebszahnradpaar und Antriebswelle dargestellt, um eine gleichmäßigere Lastverteilung und -ausrichtung bei gleichzeitig besserer Wuchtung zu erreichen. Des weiteren ist in 3 beispielhaft noch ein Dämpfungskörper (21) dargestellt, der in einer Eindrehung dicht an beiden Verzahnungen am Antriebszahnradpaar (12) eingesetzt ist. 3 and 4 show by way of example the torque transmission to the present invention. As a known shaft-hub connection with sliding seat, the power transmission between the drive gear pair ( 12 ) and the drive shaft ( 6 ) via longitudinal pins ( 20 ). With appropriate choice of fit between the drive gear pair ( 12 ) and the drive shaft ( 6 ) as well as to the longitudinal pins ( 20 ) According to the prior art, a movable in the axial direction sliding seat is achieved safely. In the 4 this connection is in the frontal section with 2 longitudinal pins ( 20 ) in the circumferential direction between the pair of drive gear and drive shaft, in order to achieve a more uniform load distribution and alignment while better balancing. Furthermore, in 3 by way of example a damping body ( 21 ) shown in a recess close to both teeth on the drive gear pair ( 12 ) is used.

5 zeigt wie 2 beispielhaft eine Teilschnitt-Darstellung zur vorliegenden Erfindung. Das Antriebszahnradpaar (12) ist auf der Antriebswelle (6) erfindungsgemäß als Schiebesitz auf dem Ölfilm schwimmend beweglich. Die beiden Rundschnur-Dichtringe (26) am stirnseitigen Ende des Schiebesitzes sorgen für einen hinreichenden Öldruck-Aufbau für diesen Schiebesitz und begrenzen abdichtend die Öl-Leckage. Um den Verschleiß an diesen Rundschnur-Dichtringen (26) bei der axialen Schiebebewegung zu mindern, sind beide Rundschnur-Dichtringe (26) vorzugsweise in der bekannten "schwimmenden" Ausführung eingesetzt, indem der Aufnahme-Durchmesser für die beiden Rundschnur-Dichtringe (26) im Antriebszahnradpaar (12) etwas geringer als deren Außendurchmesser ausgeführt wird, wohingegen am Innendurchmesser der Kontakt zwischen Antriebswelle (6) und Rundschnur-Dichtring (26) durch entsprechende Durchmesser-Wahl stets vermieden wird. Der Nachteil dieser Dichtungs-Ausführung durch die anfängliche Start-Leckage stört nicht, weil das austreten de Öl sowieso im Getrieberaum verbleibt. Zur Verbesserung der Öl-Dämpfung ist vor jedem der beiden Rundschnur-Dichtringe (26) eine Dämpfungskammer (27) vorgesehen, die mit dem Öl aus dem hydraulischen Schiebesitz versorgt wird. Beide Öl-Dämpfungskammern (27) sind vorzugsweise gleich groß und kommunizieren miteinander über den Öl-Spalt des Schiebesitzes, wodurch die dämpfende Wirkung bei der axialen Verschiebung verbessert wird. Zur Aufnahme der hydraulischen Kräfte in axialer Richtung genügt auf der einen Seite ein fester Wellenabsatz der Antriebswelle (6) und auf der gegenüberliegenden Seite wird ein Stützring (25) eingesetzt, der beispielsweise über den Innenring des Stützlagers (24) per Wellenmutter (23) fixiert wird. 5 shows how 2 by way of example a partial sectional view of the present invention. The drive gear pair ( 12 ) is on the drive shaft ( 6 ) According to the invention floating as a sliding seat on the oil film. The two round cord sealing rings ( 26 ) at the front end of the sliding seat ensure a sufficient oil pressure build-up for this sliding seat and sealingly limit the oil leakage. To reduce the wear on these round cord sealing rings ( 26 ) to reduce the axial sliding movement, both round cord sealing rings ( 26 ) preferably used in the known "floating" design by the receiving diameter for the two round cord sealing rings ( 26 ) in the drive gear pair ( 12 ) is performed slightly smaller than its outer diameter, whereas at the inner diameter of the contact between the drive shaft ( 6 ) and round cord sealing ring ( 26 ) is always avoided by appropriate diameter selection. The disadvantage of this seal design by the initial start-up leakage does not bother, because the leak de oil anyway in the gear compartment remains. To improve the oil damping is in front of each of the two round cord sealing rings ( 26 ) a damping chamber ( 27 ), which is supplied with the oil from the hydraulic sliding seat. Both oil damping chambers ( 27 ) are preferably the same size and communicate with each other via the oil gap of the sliding seat, whereby the damping effect is improved in the axial displacement. To accommodate the hydraulic forces in the axial direction is sufficient on one side a fixed shaft shoulder of the drive shaft ( 6 ) and on the opposite side is a support ring ( 25 ), which, for example, via the inner ring of the support bearing ( 24 ) by shaft nut ( 23 ) is fixed.

Der Radkörper (12) kann fraglos auch als separate Nabe ausgeführt werden, an der die Antriebszahnräder des Kronen-/Kegelrad-Getriebes (5) verdrehsteif befestigt sind.The wheel body ( 12 ) can unquestionably also be implemented as a separate hub on which the drive gears of the crown / bevel gear transmission ( 5 ) are mounted torsionally rigid.

Zur weiteren Geräusch-Minderung ist in 5 außerdem noch dargestellt, wie Öl aus der Ölzuführung (28) zur gezielten Einspritzung in den Zahneingriff genutzt wird, um im Zahneingriff dämpfend zu wirken. Dazu wird das Öl für die Rotorinnenkühlung entsprechend der Schutzschrift WO 00/12899 verwendet. Das Öl wird mit der Ölpumpe (9) angesaugt und über einen externen Wärmetauscher gekühlt. Dieser Wärmetauscher ist hier nicht extra dargestellt, jedoch in der Schrift DE 10 2006 030 966.9 gezeigt. Von diesem Wärmetauscher gelangt das gekühlte Öl über die beiden Bohrungen (28) für jeden Spindelrotor in das Öl-Einführ-Röhrchen (31) und dann in die Rotor-Kühlbohrung zur Rotorinnenkühlung.For further noise reduction is in 5 also shown how oil from the oil supply ( 28 ) is used for targeted injection into the meshing to act in meshing damping. For this purpose, the oil for the internal rotor cooling according to the protective script WO 00/12899 used. The oil is mixed with the oil pump ( 9 ) sucked and an external Wärmetau cooled. This heat exchanger is not shown here, but in the Scriptures DE 10 2006 030 966.9 shown. From this heat exchanger, the cooled oil passes through the two holes ( 28 ) for each spindle rotor into the oil introduction tube ( 31 ) and then into the rotor cooling hole for internal rotor cooling.

In der 5 liegt nun die Schnittdarstellung für den anderen Spindelrotor in einer anderen Ebene, wo ebenfalls aus dieser Ölzuführung (28) nun ein gerin ger Teilstrom des Öles vom Wärmetauscher zur Einspritzung in den Zahneingriff genutzt wird. Dazu gelangt bei jedem Rotor dieses Teilstrom-Öl von der Ölzuführung (28) über die Öl-Einspritz-Röhrchen (29) mit den zielgerichteten Abspritzbohrungen (30) in den Zahneingriff des Kronen-/Kegelrad-Getriebes (5) gemäß WO 01/57401 . In der folgenden 6 ist dies zusätzlich dargestellt.In the 5 Now is the sectional view of the other spindle rotor in another plane, where also from this oil supply ( 28 ) now a clotting ger partial flow of the oil is used by the heat exchanger for injection into the meshing. For this purpose, for each rotor, this partial flow oil from the oil supply ( 28 ) via the oil injection tubes ( 29 ) with the targeted Abspritzbohrungen ( 30 ) in the tooth engagement of the crown / bevel gear (5) according to WO 01/57401 , In the following 6 this is additionally shown.

6 zeigt zu 5 für die beiden Spindelrotore die Positionen der Ölzuführungen (28) mit den zentrisch zum Spindelrotor-Zahnrad des Kronen-/Kegelrad-Getriebes (5) liegenden Öl-Einführ-Röhrchen (31) sowie für einen Teil-Ölstrom in Verlängerung jeder Ölzuführung (28) die beiden Öl-Einspritz-Röhrchen (29) mit den Abspritzbohrungen (30) auf den Zahneingriff gerichtet. Entsprechend der gezeigten Drehrichtung erfolgt diese Öl-Einspritzung in den zulaufenden Zahneingriff, also die Zahnflanken nähern sich ihrem Eingriff. Folgerichtig ist bei umgekehrter Drehrichtung diese Öleinspritzung daher von oben vorzusehen. 6 shows 5 for the two spindle rotors the positions of the oil feeds ( 28 ) with the centric to the spindle rotor gear of the crown / bevel gear ( 5 ) lying oil introduction tube ( 31 ) and for a partial flow of oil in extension of each oil feed ( 28 ) the two oil injection tubes ( 29 ) with the Abspritzbohrungen ( 30 ) directed to the meshing. According to the direction of rotation shown, this oil injection takes place in the tapered tooth engagement, so the tooth flanks approach their engagement. Consequently, this oil injection must therefore be provided from above when the direction of rotation is reversed.

11: Schraubenspindelrotorpaar als rechts- und links-steigende, gegensinnigScrew rotor pair as right- and left-rising, in opposite directions
: drehende Verdrängerrotorerotating Verdrängerrotore
22: Pumpengehäuse mit äußerer Kühl-Verrippung in PumpenlängsrichtungPump housing with external cooling ribbing in Pumps longitudinally
33: Gas-Einlass in den Arbeitsraum des PumpengehäusesGas inlet in the working space of the pump housing
44: Gas-Auslass aus dem Arbeitsraum des PumpengehäusesGas outlet from the working space of the pump housing
55: Kronen- oder Kegelrad-Antriebsgetriebe gemäß WO 01/57401 Crown or bevel gear drive according to WO 01/57401
66: Antriebswelle für den Kronen- oder Kegelrad-Antriebdrive shaft for the Crown or bevel gear drive
77: Antriebsmotor, vorzugsweise als Standard-/NormmotorDrive motor, preferably as a standard / standard motor
88th: Getriebegehäusegearbox
99: Ölförderpumpe, vorzugsweise als Innenzahnrad-Ölpumpe dargestellt, eOil pump, preferably as an internal gear oil pump represented, e
: benso aber auch jede andere bekannte Ausführungbenso but also any other known design
1010: Verbindungsbohrungconnecting bore
1111: Aussparungsraum im Antriebszahnradpaar für den Druckölfilmrelief space in the drive gear pair for the Pressure oil film
1212: Antriebszahnradpaar vom Kronen- bzw. Kegelrad-AntriebDrive gear pair from the crown or bevel gear drive
1313: Verschraubung im Antriebszahnradpaarscrew in the drive gear pair
1414: ÖlpumpendeckelOil pump cover
1515: Sauganschluss der Ölförderpumpesuction the oil pump
1616: Druckausgang der Ölförderpumpepressure outlet the oil pump
1717: Verbindungssteg im Ölpumpendeckelconnecting web in the oil pump cover
1818: Dichtringpaar im AntriebszahnradpaarSeal pair in the drive gear pair
1919: Querbohrungencross holes
2020: Längsstiftlongitudinal pin
2121: Dämpfungskörperdamping body
2222: Montage-Einführ-Fase an der Kronen-/Kegelrad-VerzahnungAssembly insertion bevel at the crown / bevel gear teeth
2323: Wellenmutter zur Fixierung des Stützlagersshaft nut for fixing the support bearing
2424: Stützlager für die Antriebswellesupport bearings for the drive shaft
2525: Stützring zur Aufnahme der hydraulischen AxialkräfteSupport ring for Absorption of hydraulic axial forces
2626: schwimmender Rundschnur-Dichtringswimming O-sealing ring
2727: hydraulische Öl-Dämpfungskammer vor dem schwimmenden Rundschnur-hydraulic oil damping chamber before the floating round cord
: Dichtringseal
2828: Ölzuführung, vorzugsweise als Bohrung im Getriebegehäuse-Gusskörper.Oil supply, preferably as a bore in the transmission housing casting.
: ausgeführtaccomplished
2929: Öl-Einspritz-Röhrchen für die Dämpfung im ZahneingriffInjection tube for damping in tooth engagement
3030: Abspritzbohrung im Öl-Einspritz-RöhrchenOverflow port in the oil injection tube
3131: Öl-Einführ-Röhrchen für die Rotor-Innenkühlung gemäß WO 00/12899 Oil-introducing tubes for internal rotor cooling according to WO 00/12899

Claims

Screw pump for conveying and compressing gases with a screw spindle rotor pair ( 1 ) in a pump housing ( 2 ) and a crown or bevel gear ( 5 ) with a drive gear pair ( 12 ) on a drive shaft ( 6 ) and with an oil feed pump ( 9 ) with a pressure outlet ( 16 ) characterized in that oil from the pressure outlet ( 16 ) of the oil feed pump ( 9 ) between drive shaft ( 6 ) and on this drive shaft ( 6 ) in the axial direction movable Antriebszahnradpaar ( 12 ) and the drive synchronization for the screw spindle rotor pair ( 1 ) directly between the two gears of the drive gear pair ( 12 ) he follows.

Screw pump according to claim 1, characterized in that oil via a connecting web ( 17 ) from the pressure outlet ( 16 ) of the oil feed pump ( 9 ) to the shaft end of the drive shaft ( 6 ).

Screw pump according to claim 2, characterized in that in the drive shaft ( 6 ) a connection hole ( 10 ) to below the drive gear pair ( 12 ) enough.

Screw pump according to claim 3, characterized in that via transverse bores ( 19 ) the connection bore ( 10 ) with a recess space ( 11 ) in the drive gear pair ( 12 ) connected is.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the oil feed pump ( 9 ) is an internal gear oil pump.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the power transmission between the drive shaft ( 6 ) and drive gear pair ( 12 ) via a positive sliding seat as shaft-hub connection.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the power transmission between the drive shaft ( 6 ) and drive gear pair ( 12 ) by means of longitudinal pin connection ( 20 ) he follows.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least 2 longitudinal pins ( 20 ) between drive shaft ( 6 ) and drive gear pair ( 12 ) are used.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one mounting-insertion bevel ( 22 ) is provided on each crown / bevel gear teeth.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that between the two teeth on the drive gear pair ( 12 ) a circumferential damping body ( 21 ) is used.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the drive gear pair ( 12 ) at both hub ends sealing rings ( 18 ) contains.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the drive gear pair ( 12 ) is made in one piece.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that before each round cord sealing ring ( 26 ) each have an oil damping chamber ( 27 ) is provided.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the round cord sealing ring ( 26 ) is performed floating by the receiving diameter of the round cord sealing ring ( 26 ) in the drive gear pair ( 12 ) is made smaller than its outer diameter, whereas its inner diameter in the sealing area is greater than the diameter of the drive shaft ( 6 ).

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the two oil-damping chambers ( 27 ) over the gap of the sliding seat between the drive shaft ( 6 ) and drive gear pair ( 12 ) are interconnected.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the two oil-damping chambers ( 27 ) over the gap of the sliding seat between the drive shaft ( 6 ) and drive gear pair ( 12 ) Exchange the oil.

Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that a partial flow of the oil from the feed bores ( 28 ) for rotor internal cooling via ejection holes ( 30 ) for injection into the meshing of the crown / bevel gear ( 5 ) is used for each spindle rotor.

Screw pump according to claim 17, characterized in that the injection in the converging tooth engagement of the crown / bevel gear ( 5 ) he follows.