DE10051731A1

DE10051731A1 - Screw pump esp. for low pressure operation consists partially of plastic with glass/carbon fiber reinforcement

Info

Publication number: DE10051731A1
Application number: DE10051731A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dantlgraber
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-05-02

Abstract

The device has a housing with drive screw (10) and running screw meshing with it. The drive screw has an outer part (11) with the thread, which is of plastic. The plastic part is reinforced esp. with glass fibers or carbon fibers. It has very low water absorption. The drive screw has a central shaft (14) of metal, esp. of steel, with the plastic part fastened to it. The shaft projects axially from the plastic part with axle journals (15) for bearing or drive. The pump housing is formed by part of a semi-finished extruded blank of metal, esp. aluminum.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe, die insbesondere im Nieder druckbereich eingesetzt werden soll und die gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 in einem Pumpengehäuse eine Antriebsschraubenspindel und we nigstens eine mit der Antriebsschraubenspindel kämmende Laufschraubenspindel aufweist. Als Niederdruckbereich wird im allgemeinen ein Druckbereich bis etwa 30 bar bezeichnet.The invention relates to a screw pump, particularly in the low pressure range is to be used and which according to the preamble of the patent claims 1 in a pump housing a drive screw spindle and we at least one rotor screw meshing with the drive screw spindle having. A pressure range up to approximately is generally used as the low pressure range Designated 30 bar.

Eine Schraubenspindelpumpe für einen solchen Druckbereich ist zum Beispiel aus der Drucksache Nr. 1.2-10d2.90/2' der Leistritz AG, Nürnberg bekannt. Als Druckschrift aus der Patentliteratur, die eine Schraubenspindelpumpe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zeigt, sei hier die DE 38 00 336 C2 angeführt. Bei einer solchen Schraubenspindelpumpe sind die Schraubenspindeln durch spanende Bearbeitung eines zylindrischen Halbzeugs aus einem Metall, insbesondere aus Stahl hergestellt. Diese Art der Herstellung ist aufwändig und teuer.One example is a screw pump for such a pressure range known from printed matter no. 1.2-10d2.90 / 2 'by Leistritz AG, Nuremberg. As Document from the patent literature that shows a screw pump with the Features from the preamble of claim 1 shows here DE 38 00 336 C2 cited. With such a screw pump they are Screw spindles by machining a cylindrical semi-finished product made of a metal, especially steel. This type of manufacture is complex and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenspindelpumpe, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, so weiterzuent wickeln, daß sie kostengünstig herzustellen ist.The invention has for its object a screw pump, the Features from the preamble of claim 1, so to continue wrap that it is inexpensive to manufacture.

Das gesetzte Ziel wird dadurch erreicht, daß die Schraubenspindeln zumindest in einem das Schraubengewinde umfassenden äußeren Teil aus Kunststoff beste hen. Der äußere Teil wird vorzugsweise dadurch gefertigt, daß zunächst durch Pressen durch eine Düse, deren Bohrung eine Schraubenkontur hat, ein mit ei nem Schraubengewinde versehenes Kunststoffteil in großer Länge hergestellt wird, von dem dann die Schraubenspindelteile auf Maß abgelängt werden. The goal is achieved in that the screw spindles at least in an outer part made of plastic encompassing the screw thread hen. The outer part is preferably made by first Press through a nozzle, the bore of which has a screw contour, one with an egg nem screwed plastic part made in great length from which the screw spindle parts are then cut to size.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe kann man den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous embodiments of a screw pump according to the invention can be found in the subclaims.

Eine besonders gute Verschleißfestigkeit einer Schraubenspindel wird dadurch erhalten, daß der aus Kunststoff bestehende Teil einer Schraubenspindel gemäß Patentanspruch 2 faserverstärkt, insbesondere glasfaser- oder kohlefaserverstärkt ist.This results in a particularly good wear resistance of a screw spindle get that the plastic part of a screw according to Claim 2 fiber-reinforced, in particular glass fiber or carbon fiber reinforced is.

Gemäß Patentanspruch 3 soll für den aus Kunststoff bestehenden Teil einer Schraubenspindel ein Material mit geringem oder völlig fehlendem Wasserauf nahmevermögen verwendet werden. Dann wird eine Quellung der Schrauben spindeln durch den Kontakt mit Wasser vermieden. Die Schraubenspindelpumpe ist somit in besonderer Weise auch für den Betrieb mit Druckflüssigkeiten auf Wasserbasis geeignet.According to claim 3 for the part made of plastic Screw spindle is a material with little or no water capacity to be used. Then the screws swell Avoid spindles from contact with water. The screw pump is therefore particularly suitable for use with hydraulic fluids Suitable water-based.

Es kann sein, daß eine ganz aus Kunststoff bestehende Schraubenspindel nicht völlig gerade ist oder ihre gerade Form mit der Zeit verliert. Deshalb ist gemäß Patentanspruch 4 vorgesehen, daß die Schraubenspindeln eine zentrale Achse aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, aufweisen, auf der der aus Kunststoff bestehende Teil ortsfest gehalten ist. Vorzugsweise steht die metallische Achse mit Achsstummeln, die der Lagerung der Schraubenspindel dienen, über den äußeren Kunststoffteil vor.It may be that a screw spindle made entirely of plastic is not is completely straight or loses its straight shape over time. Therefore, according to Claim 4 provided that the screw spindles have a central axis made of a metallic material, in particular steel, on which the part made of plastic is held stationary. Preferably the metallic axis with stub axles that support the screw spindle serve over the outer plastic part before.

Gemäß den Patentansprüchen 6 und 7 ist das Pumpengehäuse ebenfalls aus einem Halbzeug hergestellt, das aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Aluminium, oder aus einem Kunststoff quasi endlos gezogen oder gegossen wird und von dem jeweils ein Pumpengehäuse ergebende Abschnitte abgelängt werden. Die Höhlung im Pumpengehäuse, die die Schraubenspindeln aufnimmt wird bevorzugt schon beim Ziehen oder Gießen kalibriert, also auf genaues Maß hergestellt.According to claims 6 and 7, the pump housing is also off a semi-finished product, which is made of a metallic material, preferably made of aluminum, or of a plastic, almost endlessly drawn or cast is cut to length and from each of the sections resulting in a pump housing become. The cavity in the pump housing that receives the screw spindles is preferably calibrated when drawing or pouring, i.e. to an exact measure manufactured.

Eine Schraubenspindel und ein Pumpengehäuse einer erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe sind auf dem Blatt Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieses Blattes wird die Erfindung nun näher erläutert.A screw spindle and a pump housing of an inventive Screw pumps are shown on the sheet drawings. Based on Figures of this sheet, the invention will now be explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Schraubenspindel und, Fig. 1 shows a longitudinal section through the screw spindle and,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Pumpengehäuse. Fig. 2 shows a cross section through the pump housing.

Nach Fig. 1 besteht eine Schraubenspindel 10, bei der es sich um die Antriebs schraubenspindel, die von einem Antriebsmotor antreibbar ist, oder um eine Lauf schraubenspindel, die durch den Eingriff in die Antriebsschraubenspindel von die ser gedreht wird, handeln kann, aus einem äußeren Teil 11, der aus einem Kunst stoff gefertigt ist und der außen einen oder mehrere Gewindegänge 12 und innen einen zentralen Durchgang 13 aufweist. Vorliegend ist der Durchgang 13 im Querschnitt kreisförmig. Grundsätzlich sind jedoch auch von der Kreisform abwei chende Querschnitte des Durchgangs denkbar.According to Fig. 1, there is a screw 10 , which is the drive screw, which can be driven by a drive motor, or a barrel screw, which can be rotated by the engagement in the drive screw of the water, from an outer Part 11 , which is made of a plastic and which has one or more threads 12 on the outside and a central passage 13 on the inside. In the present case, the passage 13 is circular in cross section. In principle, however, cross sections of the passage deviating from the circular shape are also conceivable.

Das Teil 11 kann durch im Kunststoff enthaltene Glas- oder Kohlefasern verstärkt sein. Außerdem ist ein Kunststoff verwendet, der kein Wasseraufnahmevermögen hat. Ein Schraubenspindelpumpe mit Schraubenspindeln der gezeigten Art kann also ohne ein Quellen des Kunststoffs auch zur Förderung von Druckflüssigkeiten auf Wasserbasis eingesetzt werden.The part 11 can be reinforced by glass or carbon fibers contained in the plastic. In addition, a plastic is used that has no water absorption capacity. A screw pump with screw spindles of the type shown can thus also be used to convey water-based hydraulic fluids without swelling of the plastic.

Zur Herstellung von Schraubenspindeln der gezeigten Art wird ein quasi endloses Halbzeug mit den Gewindegängen 12 und dem zentralen Durchgang 13 durch Pressen von Kunststoff durch eine Düse, deren Bohrung eine Schraubenkontur aufweist, erzeugt. Dann werden von dem Halbzeug einzelne Teile 11 auf Maß ab gelängt.To produce screw spindles of the type shown, a virtually endless semi-finished product with the threads 12 and the central passage 13 is produced by pressing plastic through a nozzle, the bore of which has a screw contour. Then individual parts 11 are cut to size from the semi-finished product.

Ein Teil 11 ist verdrehsicher auf eine metallische Achse 14, die vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl besteht, aufgepreßt. Dadurch wird mit großer Sicherheit gewährleistet, daß die Schraubenspindel 10 eine gerade Form hat und nicht verbogen ist. Die Achse 14 steht mit Achsstummeln 15, die der Lagerung und/oder dem Antrieb der Schraubenspindel 10 dienen, beidseits axial über das Teil 11 vor.A part 11 is pressed against rotation on a metallic axis 14 , which preferably consists of a stainless steel. This ensures with great certainty that the screw 10 has a straight shape and is not bent. The axis 14 projects with stub axles 15 , which serve to support and / or drive the screw spindle 10 , axially on both sides via the part 11 .

Das in Fig. 2 gezeigte Pumpengehäuse 20 besitzt eine Höhlung 21, die sich aus zwei parallel zueinander verlaufenden kreiszylindrischen Bohrungen 22 gleichen Durchmessers zusammensetzt, deren Achsabstand voneinander kleiner als ihr Durchmesser ist, die also radial zueinander offen sind. Die Höhlung 21 nimmt zwei der in Fig. 1 gezeigten Schraubenspindeln 10 auf, von denen dann eine die Antriebsschraubenspindel und die andere eine Laufschraubenspindel darstellt.The pump housing 20 shown in FIG. 2 has a cavity 21 which is composed of two circular cylindrical bores 22 of the same diameter running parallel to one another, the center distance of which from one another is smaller than their diameter, and which are therefore open radially to one another. The cavity 21 accommodates two of the screw spindles 10 shown in FIG. 1, one of which then represents the drive screw spindle and the other a running screw spindle.

Das Pumpengehäuse 20 ist aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, oder aus einem Kunststoff gefertigt. Für seine Herstellung wird zunächst ein quasi endloses Halbzeug mit einer dem Pumpengehäuse entsprechenden Außenkontur und mit der Höhlung 21 durch Ziehen oder durch Pressen des Metalls oder des Kunst stoffs erzeugt. Vorzugsweise wird dabei die Höhlung 21 durch einen Dorn schon auf das genaue Maß kalibriert. Dann werden von dem Halbzeug einzelne Gehäu se 20 auf Maß abgelängt, die schließlich durch Einbringen von Gewindebohrun gen für den Zusammenbau mit einem Deckel oder einer Antriebseinheit und durch eventuelle weitere spanende Bearbeitungsschritte fertiggestellt werden.The pump housing 20 is made of metal, preferably of aluminum, or of a plastic. For its manufacture, a quasi endless semi-finished product with an outer contour corresponding to the pump housing and with the cavity 21 is produced by pulling or pressing the metal or the plastic. Preferably, the cavity 21 is already calibrated to the exact dimension by a mandrel. Then individual housings 20 are cut to size from the semi-finished product, which are finally completed by introducing threaded holes for assembly with a cover or a drive unit and by any further machining steps.

Eine Schraubenspindelpumpe mit erfindungsgemäßen Schraubenspindeln und/oder einem erfindungsgemäßen Pumpengehäuse ist besonders geeignet für die Verwendung in einem Kühl- oder in einem Filterkreislauf mit Öl, HFA oder HFC als Betriebsflüssigkeit, für die Verwendung in der Reinwasserhydraulik, zum Beispiel für Aufzüge mit einem Betriebsdruck im Bereich zwischen 20 und 30 bar und mit einem Antriebsmotor, dessen Drehrichtung umkehrbar und dessen Dreh zahl variabel ist, und für die Verwendung in Kühlkreisläufen mit Wasser, in denen sie anstelle von bisher meist eingesetzten Kreiselpumpen verwendbar ist.A screw pump with screw spindles according to the invention and / or a pump housing according to the invention is particularly suitable for use in a cooling or filter circuit with oil, HFA or HFC as operating fluid, for use in pure water hydraulics, for Example of lifts with an operating pressure in the range between 20 and 30 bar and with a drive motor whose direction of rotation is reversible and whose rotation number is variable, and for use in water cooling circuits in which it can be used instead of the centrifugal pumps that have mostly been used to date.

Claims

1. screw pump, in particular for the low-pressure region, with a arranged in a pump housing (20) the drive screw (10) and with at least one meshing with the drive screw (10) running screw (10), characterized in that the screw spindles (10) at least in a the threaded outer part ( 11 ) consist of plastic.

2. Screw pump according to claim 1, characterized in that the plastic part ( 11 ) of the screw spindles ( 10 ) fiber reinforced, in particular glass fiber or carbon fiber reinforced.

3. Screw pump according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic part ( 11 ) of the screw spindles ( 10 ) has at most a low water absorption capacity.

4. Screw pump according to any preceding claim, characterized in that the screw spindles ( 10 ) have a central axis ( 14 ) made of a metallic material, in particular steel, on which the plastic part ( 11 ) is held stationary.

5. Screw pump according to claim 4, characterized in that the axis ( 14 ) with the storage or driving serving axle shaft ( 15 ) protrudes axially beyond the part ( 11 ) made of plastic.

6. Screw pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump housing ( 20 ) is formed by a section of a continuously cast semifinished product made of a metal, preferably aluminum, or of a plastic.

7. Screw pump according to claim 6, characterized in that the semifinished product is a hollow profile with a cavity ( 21 ) for the screw spindles ( 10 ).