DE102004030123B3

DE102004030123B3 - Schraubenspindelpumpe

Info

Publication number: DE102004030123B3
Application number: DE200410030123
Authority: DE
Inventors: Peter Wagner
Original assignee: Fretec & Co KG GmbH
Current assignee: Fretec & Co KG GmbH
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-06-23

Abstract

Schraubenspindelpumpe mit einem Gehäuse (10), einem drehbar in dem Gehäuse gelagerten Spindelsatz (28), einer Niederdruck-Kammer (38) und einer Hochdruck-Kammer (24), die an entgegengesetzten Enden des Spindelsatzes in dem Gehäuse ausgebildet sind, und einer Druckleitung (48), die die Hochdruck-Kammer (24) mit einem an die Niederdruck-Kammer (38) angrenzenden Lager (44) für den Spindelsatz (28) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Druckleitung (48) durch eine axiale Bohrung (52, 54) in der Wand des Gehäuses (10) gebildet wird und daß ein Gußteil, das ein Endstück (12) des Gehäuses bildet, eine Höhlung (56) aufweist, die als weiterer Teil der Druckleitung die Bohrung (52, 54) mit dem Lager (44) verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe mit einem Gehäuse, einem drehbar in dem Gehäuse gelagerten Spindelsatz, einer Niederdruck-Kammer und einer Hochdruck-Kammer, die an entgegengesetzten Enden des Spindelsatzes in dem Gehäuse ausgebildet sind, und einer Druckleitung, die die Hochdruck-Kammer mit einem an die Niederdruck-Kammer angrenzenden Lager für den Spindelsatz verbindet und die zum Teil durch eine axiale Bohrung in der Wand des Gehäuses gebildet wird.

In DE 37 21 485 A1 wird eine mehrstufige Schraubenspindelpumpe beschrieben, bei der zur Erzielung einer gleichmäßigen Druckverteilung in den nachfolgenden Pumpenabschnitten jeweils ein Rücklaufkanal zwischen den Kammern am Anfang und am Ende des Fördergewindes der Spindeln vorgesehen ist. Der Rücklaufkanal weist eine einstellbare Drossel auf, so daß über eine Regulierung der Rücklaufmenge im Rücklaufkanal der Förderstrom des nachgeschalteten Pumpenabschnittes abgestimmt werden kann. Der Rücklaufkanal wird durch einander kreuzende Bohrungen in der Wand des Gehäuses gebildet.

Der Spindelsatz weist eine angetriebene und axialfest im Gehäuse gelagerte Hauptspindel und mindestens eine mitlaufende Nebenspindel auf. Während des Pumpbetriebs ist die Nebenspindel einer hohen Axialkraft ausgesetzt, die durch das Druckgefälle zwischen der Niederdruck-Kammer und der Hochdruck-Kammer erzeugt wird. Die zum Lager auf der Seite der Niederdruck-Kammer führende Druckleitung hat die Funktion, die Stirnfläche der Nebenspindel mit einem Gegendruck zu beaufschlagen und dadurch die Axialkraft zu kompensieren, so daß die Nebenspindel reibungs- und verschleißarm mitlaufen kann.

Bei dieser Schraubenspindelpumpe ist die Druckleitung außen an das Gehäuse angebaut. Dies erfordert einen hohen Montageaufwand und bringt die Gefahr mit sich, daß es an der Druckleitung zu Beschädigungen und/oder Undichtigkeitenn kommt.

Aus DE 195 02 173 A1 und DE 11 92 055 B sind Schraubenspindelpumpen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei denen die Druckleitung innerhalb des Gehäuses verläuft und über einen Stichkanal bzw. eine radiale Bohrung mit dem Lager verbunden ist. Dies erfordert einen relativ komplexen Aufbau des Gehäuses sowie Maßnahmen zur Abdichtung des Stichkanals.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenspindelpumpe zu schaffen, die eine montagefreundlichere und robustere Konstruktion aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gußteil, das ein Endstück des Gehäuses bildet und das Lager aufnimmt, eine sich an die Bohrung des Gehäuses anschließende axiale Bohrung und eine Höhlung aufweist, die als weiterer Teil der Druckleitung diese Bohrung mit dem Lager verbindet.

Aufgrund dieser Bauweise verläuft die Druckleitung ganz im Inneren des Gehäuses, so daß keine weiteren Montagearbeiten zum Anschluß und zur Abdichtung der Druckleitung erforderlich sind. Die beim Gießen des Druckteils hergestellte Höhlung gestattet es, der Druckleitung die erforderliche abgewinkelte Form zu geben, ohne daß das Gehäuse mit einer radialen Bohrung versehen werden muß, die später mit einem Stopfen verschlossen werden müßte.

Da somit die gesamte Druckleitung in das Gehäuse integriert ist, werden mögliche Leckstellen sowie die Gefahr einer Beschädigung der Druckleitung weitestgehend vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bevorzugt weist der Spindelsatz eine Hauptspindel und mehrere Nebenspindeln auf, und die Höhlung in den Gußteilen ist als Verteiler ausgebildet, der die Bohrung mit den Lagern für sämtliche Nebenspindeln verbindet.

Auf der Seite der Hochdruck-Kammer kann das Gehäuse ebenfalls ein Endstück in der Form eines Gußteils aufweisen, in dem ein weiterer Teil der Druckleitung in der Form eines Knies ausgebildet ist, das die Hochdruck-Kammer mit der axialen Bohrung verbindet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen axialen Schnitt durch eine Schraubenspindelpumpe; und
2 einen Schnitt längs der Linie II-II in 1.
Die in 1 im Schnitt gezeigte Schraubenspindelpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das aus drei Teilen zusammengesetzt ist: einem durch ein Gußteil aus Metall gebildeten unteren Endstück 12, einem zylindrischen Mittelstück 14 und einem durch ein Gußteil aus Metall gebildeten oberen Endstück 16.
Das obere Endstück 16 weist einen Flansch 18 auf und trägt ein Lager 20 für eine Antriebswelle 22. Die Antriebswelle, die in 1 lediglich angeschnitten dargestellt ist, tritt in eine im unteren Teil des Endstücks 16 ausgebildete Hochdruck-Kammer 24 ein, die eine seitliche Auslaßöffnung 26 aufweist.
Das Mittelstück 14 ist durch nicht gezeigte Bolzen fluiddicht mit den Endstücken 12, 16 verbunden und nimmt einen Spindelsatz 28 auf. Der Spindelsatz 28 weist eine Hauptspindel 32 auf, von der in 1 nur die angeschnittenen Schraubengänge zu erkennen sind, sowie zwei Nebenspindeln 34, von denen in 1 lediglich eine sichtbar ist. Die Hauptspindel 32 verläuft koaxial zur Antriebswelle 22, durch die sie direkt angetrieben wird, und ist mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht näher gezeigten Lagers axialfest im oberen Endstück 16 gelagert. Die Nebenspindeln 34 sind im Mittelstück 14 des Gehäuses in Lagerhalbschalen 36 gelagert, die in dieses Mittelstück eingesetzt sind.
Das untere Endstück 12 bildet eine Niederdruck-Kammer 38 mit einer seitlichen Einlaßöffnung 40. Während die Hauptspindel 32 die Höhe des unteren Endes des Mittelstücks 14 des Gehäuses endet, gehen die Nebenspindeln 34 durch die Niederdruck-Kammer 38 hindurch und sind mit ihren unteren Enden jeweils mit einem Lagerzapfen 42 in einer Lagerhülse 44 im Boden des Endstücks 12 gelagert. Die Nebenspindeln 34 greifen mit ihren Schraubengängen in die Schraubengänge der Hauptspindel 32 ein, so daß sie mitlaufend durch die Hauptspindel angetrieben werden und zusammen mit der Hauptspindel Fördervolumen bilden, die sich bei der Drehung der Spindeln nach oben bewegen, so daß das über die Einlaßöffnung 40 eintretende Fluid aus der Niederdruck-Kammer 38 in die Hochdruck-Kammer 24 gefördert wird.
Die hier gezeigte Pumpe ist insbesondere zur Förderung von Schmiermitteln wie Ölen oder Emulsionen vorgesehen. Die Schmierung der Spindeln kann daher unmittelbar durch das geförderte Fluid erfolgen.
Die Nebenspindeln 34 sind dem Druckgefälle zwischen der Niederdruck-Kammer 38 und der Hochdruck-Kammer 24 ausgesetzt und erfahren deshalb starke, nach unten gerichtete Axialkräfte. Zur Kompensation dieser Axialkräfte ist unterhalb des Lagerzapfens 42 jeweils eine Ausgleichskammer 46 ausgebildet, die über eine Druckleitung 48 mit der Hochdruck-Kammer 24 verbunden ist, so daß die unteren Stirnflächen der Nebenspindeln 34 durch den in der Hochdruck-Kammer 24 herrschenden Druck beaufschlagt werden.
Die oben beschriebene Konstruktion und Funktionsweise der Schraubenspindelpumpe entspricht dem Stand der Technik, so daß sich nähere Erläuterungen erübrigen.
Eine Besonderheit der hier beschriebenen Schraubenspindelpumpe besteht darin, daß die Druckleitung 48 ganz im Inneren des Gehäuses 10 verläuft. Ein an die Hochdruck-Kammer 24 angrenzender Teil der Druckleitung 48 hat die Form eines Knies 50, das bei der Herstellung des Endstücks 16 als Gußteil geformt werden kann. An den vertikalen Schenkel des Knies 50 schließt sich als mittlerer Teil der Druckleitung eine axiale Bohrung 52 an, die parallel zu den Lagerhalbschalen 36 in der massiven Wand des Mittelstücks 14 des Gehäuses ausgebildet ist und die sich in einer Bohrung 54 im unteren Endstück 12 fortsetzt. Das untere Endstück 12 weist außerdem eine beim Gießen des Gußteils hergestellte Höhlung 56 in der Form eines Verteilers auf, der das untere Ende der Bohrung 42 mit den Ausgleichskammern 46 unter den Lagerzapfen 42 der Nebenspindeln 34 verbindet. Die Höhlung 56 kann beim Gießen des Gußteils mit Hilfe eines Sandkerns hergestellt werden. Beim Entformen kann der Sand durch die für die Lagerhülsen 44 vorgesehenen Öffnungen und weiter durch die Niederdruck-Kammer 38 und die Einlaßöffnung 40 entfernt werden. Aufgrund dieser Herstellungsweise braucht die gesamte Druckleitung 48 an keiner Stelle Öffnungen aufzuweisen, die zur Außenseite des Gehäuses 10 offen wären und mit speziellen Stopfen verschlossen werden müßten. Die Abdichtung der verschiedenen Abschnitte der Druckleitung 48 wird dadurch gewährleistet, daß die Endstücke 12, 16 des Gehäuses fest mit dem Mittelstück 14 verspannt werden.
Wahlweise kann auch die Bohrung 54 im unteren Endstück 12 schon beim Gießen des dieses Endstück bildenden Gußteils hergestellt werden.
In 2 sind die Geometrie der Höhlung 56 und die Anordnung der Bohrung 54 zu erkennen. Weiterhin erkennt man die Schraubenlöcher 58, die zur Verbindung des Endstücks 12 mit dem Mittelstück 14 des Gehäuses dienen.

Claims

Schraubenspindelpumpe mit einem Gehäuse (10), einem drehbar in dem Gehäuse gelagerten Spindelsatz (28), einer Niederdruck-Kammer (38) und einer Hochdruck-Kammer (24), die an entgegengesetzten Enden des Spindelsatzes in dem Gehäuse ausgebildet sind, und einer Druckleitung (48), die die Hochdruck-Kammer (24) mit einem an die Niederdruck-Kammer (38) angrenzenden Lager (44) für den Spindelsatz (28) verbindet und die zum Teil durch eine axiale Bohrung (52) in der Wand des Gehäuses (10) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gußteil, das ein Endstück (12) des Gehäuses bildet und das Lager (44) aufnimmt, eine sich an die Bohrung (52) des Gehäuses anschließende axiale Bohrung (54) und eine Höhlung (56) aufweist, die als weiterer Teil der Druckleitung diese Bohrung (54) mit dem Lager (44) verbindet.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelsatz (28) eine axialfest im Gehäuse gelagerte Hauptspindel (32) und mehrere mitlaufende Nebenspindeln (34) aufweist und daß die Höhlung (56) als Verteiler ausgebildet ist, der die Bohrung (54) mit den Lagern (44) für die Nebenspindeln (34) verbindet.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nebenspindel (34) mit einem Lagerzapfen (42) so in einer in das Endstück (12) eingelassenen Lagerhülse (44) gelagert ist, daß die Stirnfläche des Lagerzapfens (42) eine zu der Höhlung (56) offene Ausgleichskammer (46) begrenzt.
Schraubenspindelpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mehrere axial miteinander verspannte Teile (12, 14, 16) aufweist, in denen jeweils ein Teil der Druckleitung (48) ausgebildet ist.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse auf der Seite der Hochdruck-Kammer (24) ein weiteres Endstück (16) in der Form eines Gußteils aufweist, in dem ein Knie (50) ausgebildet ist, das einen Teil der Druckleitung (48) bildet und die Hochdruck-Kammer (24) mit der axialen Bohrung (52) verbindet.