DE102009056218A1

DE102009056218A1 - Schraubenspindelpumpe mit integriertem Druckbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE102009056218A1
Application number: DE102009056218A
Authority: DE
Inventors: Walter Joistgen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Interlit Filtration GmbH
Priority date: 2009-11-28
Filing date: 2009-11-28
Publication date: 2011-06-01
Also published as: US20130022458A1; JP5693601B2; JP2013512372A; BR112012012684B1; CN103026069B; US9404494B2; BR112012012684A2; CN103026069A; EP2504578B2; WO2011063870A2; EP2504578A2; WO2011063870A3; EP2504578B1

Abstract

Offenbart wird eine Schraubenspindelpumpe mit einem Pumpengehäuse, an dem ein Flanschabschnitt zur Montage der Pumpe ausgeformt ist sowie mit einem integrierten Druckbegrenzungsventil. Erfindungsgemäß ist das Druckbegrenzungsventil im Flanschabschnitt des Pumpengehäuses in dieses eingebaut.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe mit integriertem Druckbegrenzungsventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schraubenspindelpumpen sind in der Regel selbst ansaugende Verdrängerpumpen vorzugsweise geeignet für den Niederdruckbereich und dienen zur Förderung von Flüssigkeiten in Form von Ver- und Entsorgungspumpen, zum Fördern von schweren und leichten Heizölen, sowie für alle schmierenden Flüssigkeiten, Alt- und Restölen sowie Fetten. Des Weiteren können Schraubenspindelpumpen eingesetzt werden als Schmier-, Dicht-, Regel-, Hydraulik-, Kühl- und Kälteölpumpen, sowie Brennstoffpumpen für Motoren.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise eine Schraubenspindelpumpe dieser Gattung bekannt, welche drei Spindeln hat, die parallel zueinander in einem Pumpengehäuse montiert sind. Das Pumpengehäuse bildet hierbei eine Spindelkammer aus, in welche die Schrauben- oder Wellenabschnitte der drei Spindeln ragen und die mit einer Druckkammer fluidverbunden ist. Im Pumpengehäuse ist des Weiteren ein Einlasskanal ausgeformt, der an einem axialen Ende der Spindelkammer in diese mündet und ein Auslasskanal ausgeformt, der an einem anderen axialen Ende unter Ausbildung der Druckkammer in diese einmündet.
Parallel zur Spindelkammer ist ein Druckbegrenzungsventil in das Pumpengehäuse bzw. dessen Gehäusewand eingesetzt, welches sich koaxial zu den Spindeln erstreckt und in den Druckauslasskanal mündet. Des Weiteren hat das Druckbegrenzungsventil eine Verbindung mit dem im Pumpengehäuse ausgeformten Einlasskanal.
Übersteigt demzufolge der Druck im Druckauslasskanal einen vorbestimmten Wert, öffnet das Druckbegrenzungsventil und entspannt den Überdruck auf die Saugseite der Schraubenspindelpumpe. Dies verhindert eine Drucküberlastung der Pumpe. Die Integration des Druckbegrenzungsventils in das Pumpengehäuse macht es jedoch erforderlich, das Pumpengehäuse bzw. die Gehäusewand an der vorgesehenen Einbaustelle zu verstärken, um einen Aufnahmeraum für das Druckbegrenzungsventil schaffen zu können. Dies bedingt eine Vergrößerung der äußeren Abmessungen des Pumpengehäuses, wobei die Pumpe durch den zusätzlichen Materialanguss am Pumpengehäuse insgesamt auch schwerer wird.
Angesichts dieses bekannten Stands der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schraubenspindelpumpe mit integriertem Druckbegrenzungsventil bereitzustellen, dessen äußere Abmessungen kompakt gehalten werden können, und welches gegenüber dem Stand der Technik leichter baut.
Dieser Aufgabe wird durch eine Schraubenspindelpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind hierbei Gegenstand der Unteransprüche.
Der Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, bereits vorhandene für die Funktion und/oder den Einbau der Pumpe erforderliche Materialansammlungen am Pumpengehäuse für den Einbau eines integrierten Druckbegrenzungsventils zu nutzen. Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, das Druckbegrenzungsventil im Flanschabschnitt des Pumpengehäuses einzubauen, der funktionsbedingt bereits eine Materialanhäufung im Pumpengehäuse bzw. an der Gehäusewand aufweist. Auf diese Weise muss kein zusätzlicher Anguss an das Pumpengehäuse vorgesehen werden, sodass die äußeren Abmessungen des Pumpengehäuses gegenüber einer Schraubenspindelpumpe ohne das Druckbegrenzungsventil nicht zunimmt. Darüber hinaus erfährt eine Schraubenspindelpumpe mit einem derart integrierten Druckbegrenzungsventil keine oder nur geringe Gewichtszunahme.
Vorzugsweise ist bei der Schraubenspindelpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung die Druckkammer ebenfalls im Flanschabschnitt des Pumpengehäuses ausgeformt, wobei das Druckbegrenzungsventil unmittelbar in die Druckkammer mündet. Auf diese Weise bleibt die Wandstärke des Pumpengehäuses im Bereich der Druckkammer groß genug, um dem zu erwartenden Druck in der Druckkammer Stand zu halten, ohne dass hier zusätzliche Wandverstärkungen vorgenommen werden müssten.
Weiter vorteilhaft ist es, die Flanschplatte der Pumpe an einer solchen Stelle am Pumpengehäuse auszuformen, dass die Flanschplatte die Druckkammer wie ein Gürtel umgibt. Auf diese Weise wird die Gehäusewandung im Bereich der Druckkammer zusätzlich verstärkt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige begleitende Figur näher erläutert. Diese Figur zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe mit eingesetzter Spindel und eingebautem (integriertem) Druckbegrenzungsventil.
Das Pumpengehäuse 1 der Schraubenspindelpumpe gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem Flanschabschnitt 2 zur Montage der Pumpe an einem nicht weiter dargestellten Bauteil und einem Spindelgehäuseabschnitt 4, das ein zum Flanschabschnitt 2 separates Gehäuseteil darstellt und mit dem Flanschabschnitt 2 verschraubt, verstemmt oder vernietet ist.
Im Flanschabschnitt 2 ist eine Druckkammer 6 ausgeformt, die über eine Verbindungsbohrung 8 mit einer Spindelkammer 10 innerhalb des Spindelgehäuseabschnitts 4 verbunden ist. Des Weiteren ist in axialer Verlängerung zur Verbindungsbohrung 8 eine Eingangsbohrung 12 im Flanschabschnitt 2 ausgebildet, die ebenfalls in die Druckkammer 6 einmündet und zu einer dem Spindelgehäuseabschnitt 4 gegenüberliegenden flanschartigen Außenseite des Flanschabschnitts 2 führt. An dieser Außenseite ist ein Pumpendeckel 14 aufgeschraubt, in dem ebenfalls eine Durchgangsbohrung 16 ausgeformt ist, die axial zur Verbindungsbohrung 8 und Eingangsbohrung 12 des Flanschabschnitts 2 ausgerichtet ist.
In die Bohrungen 8, 12, 16 ist der Schaft 18 einer Spindel 20 eingesetzt, derart, dass dieser in der Durchgangsbohrung 16 des Pumpendeckels 14 mittels eines Kugel- oder Wälzlagers 22 drehbar gelagert ist. Im Bereich der Eingangsbohrung 12 des Flanschabschnitts 2 ist der Spindelschaft 18 mit einem Dichtungsabschnitt 24 ausgeformt, der in dichtendem Gleiteingriff mit der Eingangsbohrung 12 des Flanschabschnitts 2 steht. Die Spindel 20 bildet schließlich einen Wendelabschnitt 26 aus, der in der Spindelkammer 10 des Spindelgehäuseabschnitts 4 aufgenommen ist. Die Druckkammer 6 im Flanschabschnitt 2 ist dabei dezentral bezüglich des Spindelschafts 18 ausgeformt, das heißt, die Druckkammer 6 bildet bezüglich des Spindelschafts 18 beziehungsweise der im Flanschabschnitt 2 ausgebildeten Verbindungsbohrung 8 einen radial ausgelagerten Abschnitt 6a. In diesem radial versetzten beziehungsweise ausgelagerten Abschnitt 6a mündet eine Auslassbohrung 27 der Schraubenspindelpumpe. Des Weiteren hat der Flanschabschnitt 2 eine daran angeformte ringförmige Flanschplatte 29, welche die Druckkammer 6 umgibt und dabei die Gehäusewand des Flanschabschnitts 2 verstärkt.
Ein Druckbegrenzungsventil 28 ist parallel zum Spindelschaft 18 in Höhe der Verbindungsbohrung 8 in den Flanschabschnitt 2 eingesetzt und mündet dabei in den radial versetzten beziehungsweise ausgelagerten Abschnitt 6a der Druckkammer 6. Im Konkreten bildet der Flanschabschnitt 2 in diesem Bereich eine Materialansammlung 2a, in welche die Druckkammer 6 innenseitig ausgeformt ist und welche zur Ausformung einer Druckbegrenzungsventilbohrung 30 koaxial zur Verbindungsbohrung 8 des Flanschabschnitts 2 geeignet ist. Demzufolge positioniert sich das Druckbegrenzungsventil 28 in einem Bereich zwischen dem Spindelgehäuseabschnitt 4 und der Flanschplatte 29 in etwa auf Höhe der Verbindungsbohrung 8 sowie koaxial zum Spindelschaft 18.
Das Druckbegrenzungsventil 28 besteht hierbei aus einem Ventilkörper 32 in Form eines Kolbens, dessen Kolbenspitze 34 auf einem Ventilsitz 36 dichtend aufsitzt, der im Pumpengehäuse 1, das heißt im Flanschabschnitt 2 ausgebildet ist. Der Ventilkörper 32 ist hierbei mittels einer Feder 38 auf den Ventilsitz 36 vorgespannt, deren Vorspannkraft über eine Stellschraube 40 einstellbar ist, der ebenfalls in den Flanschabschnitt 2 des Pumpengehäuses 1 eingeschraubt ist. Unterhalb des Ventilsitzes 32 ist eine im Wesentlichen senkrecht zum Druckbegrenzungsventil 28 in den Flanschabschnitt 2 eingebohrte Ablassbohrung 42 vorgesehen, die mit einem nicht weiter gezeigten Fluidtank verbunden ist. Sobald innerhalb der Druckkammer 6 ein über die Vorspannfeder 38 eingestellter Druck überschritten wird, öffnet das Druckbegrenzungsventil 28 und entspannt den Überdruck unmittelbar in den Fluidtank.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Lage und Ausrichtung des Druckbegrenzungsventils 28 nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Viel mehr könnte das Druckbegrenzungsventil 28 auch in Radialrichtung bezüglich der Verbindungsbohrung 8 in den Flanschabschnitt 2 eingesetzt sein, wobei in diesem Fall der Ventilkolben 32 des Druckbegrenzungsventils 28 eine parallel zur Verbindungsbohrung 8 verlaufende Druckentspannungsbohrung zwischen der Druckkammer 6 und einem Tankanschluss öffnet oder schließt. Auch ist es denkbar, das Druckbegrenzungsventil 28 oberhalb der Flanschplatte 26, das heißt zwischen der Flanschplatte 26 und dem Pumpendeckel 14 in den Flanschabschnitt 2 einzusetzen, wobei in diesem Fall die für die Anflanschfläche des Pumpendeckels 14 erforderliche Materialanhäufung des Flanschabschnitts 2 zum Einbau des Druckbegrenzungsventils 28 genutzt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Pumpengehäuse
2: Flanschabschnitt
4: Spindelgehäuseabschnitt
6: Druckkammer
6a: Ausgelagerter Kammerabschnitt
8: Verbindungsbohrung
10: Spindelkammer
12: Eingangsbohrung
14: Pumpendeckel
16: Durchgangsbohrung
18: Spindelschaft
20: Spindel
22: Wälzlager
24: Dichtungsabschnitt
26: Wendelabschnitt
27: Auslassbohrung
28: Druckbegrenzungsventil
29: Flanschplatte
30: Ventilbohrung
32: Ventilkörper
34: Kolbenspitze
36: Ventilsitz
38: Vorspannfeder
40: Stellschraube
42: Ablassbohrung

Claims

Schraubenspindelpumpe mit einem Pumpengehäuse (1), an dem ein Flanschabschnitt (2) zur Montage der Pumpe ausgeformt ist und mit einem integrierten Druckbegrenzungsventil (28), dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) im Flanschabschnitt (2) des Pumpengehäuses (1) in dieses eingebaut ist.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckkammer (6) im Flanschabschnitt (2) des Pumpengehäuses (1) ausgeformt ist und das Druckbegrenzungsventil (28) unmittelbar mit der Druckkammer (6) fluidverbunden ist.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) mit einem Fluidtank verbunden ist, um einen Überdruck in der Druckkammer (6) in den Fluidtank zu entspannen.
Schraubenspindelpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (1) aus zumindest zwei separaten Gehäuseteilen besteht, nämlich dem Flanschabschnitt (2) und einem Spindelgehäuseabschnitt (4), die miteinander verschraubt, verstemmt oder vernietet sind.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest eine Spindel (20), deren Spindelschaft (18) durch die Druckkammer (6) im Flanschabschnitt (2) hindurchfährt ist und deren Wendelabschnitt (26) in eine Spindelkammer (10) ragt, die im Spindelgehäuseabschnitt (4) ausgebildet ist.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) im wesentlichen parallel zur Spindel (20) ausgerichtet und co-axial zum Spindelschaft (18) in etwa auf dessen Höhe in den Flanschabschnitt (2) eingesetzt ist.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Spindelschaft (18) ein Dichtungsabschnitt (24) ausgeformt ist, der mit dem Flanschabschnitt (2) am Eintritt in die Druckkammer (6) in Dicht-Gleit-Eingriff ist und somit die Druckkammer (6) gegenüber der Atmosphäre abdichtet.
Schraubenspindelpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (6) bezüglich der Spindel (20) dezentral ausgeformt ist und das Druckbegrenzungsventil (28) in den bezüglich der Spindel (20) radial weiter ausladenden Abschnitt (6a) der Druckkammer (6) mündet.
Schraubenspindelpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Flanschplatte (26), die am Flanschabschnitt (2) des Pumpengehäuses (1) ausgeformt ist und die Druckkammer (6) ringscheibenförmig umgibt.
Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) im Bereich zwischen der Flanschplatte (26) und dem Spindelgehäuseabschnitt (4) in die Gehäusewand des Flanschabschnitts (2) eingesetzt ist.