DE19502173A1 - Schraubenpumpe für drehrichtungsunabhängigen Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenpumpe für drehrichtungsunabhängigen Betrieb mit einer im, durch sich überschneidende Bohrungen gebildeten, Innenraum eines Pum­ pengehäuses mit seitlichen Flüssigkeitsein- und -austritts­ öffnungen gelagerten, mit einer Antriebsvorrichtung kuppel­ baren Antriebsspindel und wenigstens einer mit dieser käm­ menden Dicht- oder Laufspindel, die antriebs- und endseitig mit - Dichträume abgrenzenden - Schubausgleichskolben ver­ sehen sind, die dichtend aneinander abgleiten können.

Die bislang bekannt gewordenen Schraubenpumpen, die für beide Antriebsrichtungen einsetzbar sind und z. B. im Ge­ triebebau Verwendung finden, haben oft einen komplizierten Aufbau mit Rückschlagventilen und Drosseln, sind meist axial nicht schubausgeglichen, oder die Abdichtung der Wel­ lendurchführung ist jeweils bei einer Drehrichtung mit dem Pumpenförderdruck beaufschlagt. Diese Pumpen sind daher nur für niedrige Förderdrücke geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenpumpe der eingangs genannten Art so auszugestal­ ten, daß mit möglichst einfachen und betriebssicheren Mit­ teln ein Axialschubausgleich erreicht werden kann, der mög­ lichst wenig, bevorzugt gar keine störanfälligen Ventile oder Drosseln benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Dichträume verbindende Leckflüssigkeits-Verbin­ dungsleitungen vorhanden sind, die die Pumpflüssigkeit in den Dichträumen jeweils auf gleichem Druck halten, wobei diese Ausgestaltung zur vollständigen Vermeidung von Venti­ len oder Drosseln bevorzugt in der Weise ausgestaltet ist, daß die Länge der axial frei gelagerten Laufspindeln zwi­ schen den Außen-Stirnfächen ihrer Schubausgleichskolben et­ was kleiner ist als der Abstand zwischen den Schubaus­ gleichskolben der Antriebsspindel.

Durch diese Ausbildung tritt immer auf einer Seite ein Spalt zwischen der äußeren Stirnfläche der Laufspindel und der Gegenfläche am Ausgleichskolben der Antriebsspindel auf, so daß in Verbindung mit der Leckflüssigkeits-Verbin­ dungsleitung - die wiederum bevorzugt eine achsparallele Längsbohrung im Pumpengehäuse sowie diese mit dem die Spin­ deln auf nehmenden Innenraum verbindende Stichkanäle umfaßt - die in der Praxis unvermeidlich auf der jeweiligen För­ derseite die Schubausgleichskolben durchsetzende und in den dahinterliegenden Dichtraum gelangende Leckflüssigkeit über den Dichtraum auf der Gegenseite und den angesprochenen Spalt wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird. Dadurch kann sich kein Überdruck im förderseitigen Dichtraum aus­ bilden und der Schubausgleich ist stets gegeben. Bei einer Drehrichtungsumkehr bedarf es bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auch keinerlei zusätzlicher Umschaltung, da automatisch die Laufspindel (n) bei Drehrichtungsumkehr der Antriebsspindel in die Gegenseite um das angesprochene Spiel verschoben wird und dann die Abdichtung auf der ande­ ren Seite stattfindet, während auf der ursprünglichen För­ derseite, die nunmehr die Saugseite bildet, der Spalt für den Leckflüssigkeitsausgleich auftritt.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung, die auch eine antriebs­ seitige Fixierung der Antriebsspindel durch ein Wälzlager vorsehen kann, hat eine ganze Reihe von Vorteilen. So er­ gibt sich zunächst wie angestrebt keine axiale Schubkraft auf das Spindelpaket, so daß die Lager kleingehalten werden können. Die erfindungsgemäße Verhinderung eines Aufbaus un­ terschiedlicher Drucke in den Dichträumen kommt mit sehr wenigen, und in der bevorzugten Ausführungsform völlig ohne störanfällige Ventile und Drosseln aus. Der drehrichtungs­ unabhängige Betrieb der Pumpe ist für einen großen Viskosi­ tätsbereich des Fördermediums geeignet und die Abdichtung der Wellendurchführung ist in beiden Drehrichtungen nicht mit dem Pumpenförderdruck beaufschlagt, sondern unterliegt saugseiten Verhältnissen, wodurch Schraubenpumpen mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung für hohe Förderdrücke ge­ eignet sind. Schließlich ergibt sich infolge des sehr ein­ fachen Aufbaus eine sehr kostengünstige Herstellung und auch ein störungsfreier Betrieb.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zei­ gen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubenpumpe, und

Fig. 2 einen weiteren, rechtwinklig zum Schnitt nach Fig. 1 gelegten Längsschnitt.

Ein Pumpengehäuse 1 einer erfindungsgemäßen Schraubenpumpe umschließt eine Antriebsspindel 2 und zwei radial gela­ gerte, mit dieser kämmende Laufspindeln 3 und 4. Bei Rechtsdrehung der Antriebsspindel 2 im Sinne des Pfeils in Fig. 1 wird von der Endseite 5 zur Antriebsseite 6 geför­ dert, bei Linksdrehung in umgekehrter Richtung. Das Pumpen­ gehäuse 1 ist endseitig durch einen Deckel 7 sowie an­ triebsseitig durch einen Deckel 8, der eine Wellenabdich­ tung 9 aufnimmt, verschlossen.

Die Antriebsspindel 2 ist durch ein Wälzlager 10 axial fi­ xiert. Die Antriebsspindel 2 und die Laufspindeln 3, 4 lau­ fen mit engem Spiel am Außendurchmesser in drei sich über­ schneidenden Gehäusebohrungen des Pumpengehäuses 1. Sowohl jeder Laufspindeln 3, 4 als auch die Antriebsspindel 2 ist antriebs- und endseitig mit einem Schubausgleichskolben 11 bis 16 ausgestattet. Die Schubausgleichskolben 11 bis 16 haben den Außendurchmesser des jeweiligen Fördergewindes und laufen wie dieses ebenfalls mit engem Spiel in den Ge­ häusebohrungen um. Die Laufspindeln 3, 4 werden im Betrieb je nach Antriebsrichtung infolge der durch den Druckaufbau entstehenden Axialkräfte zwischen der Antriebsspindel 2 und den Laufspindeln 3, 4 in die entsprechende Förderrichtung axial verschoben und laufen mit der druckseitigen äußeren Stirnfläche 17 (in umgekehrter Drehrichtung 18) des Schub­ ausgleichskolbens 14, 16 (oder 13, 15) gegen die Gegenflä­ chen 19 (oder 20) des Schubausgleichskolbens 12 (oder 11) der Antriebsspindel 2 an und dichten so den Raum 21 (oder 22) hinter den druckseitigen Schubausgleichskolben gegen den Förderdruck ab.

Über Stichkanäle 23, 24, eine Längsbohrung 25 im Pumpenge­ häuse 1 sowie einen Spalt 26 zwischen der Stirnfläche 20 des Schubausgleichskolbens 11 der Antriebsspindel 2 auf der je nach Drehrichtung gebildeten Saugseite und den Gegenflä­ chen 18 der Schubausgleichskolben 13, 15 der Laufspindeln 3, 4 ist somit die Stirnfläche der je nach Drehrichtung wirksamen Schubausgleichskolben vom Förderdruck entlastet. Die hydraulischen Schubkräfte auf das gesamte Spindelpaket sind somit axial ausgeglichen.

Die Laufspindeln 3, 4 dienen demnach als Schalter, die die Leckage über die je nach Drehrichtung als Dichtung wirksa­ men Schubausgleichskolben in den Saugraum auf der anderen Seite durch den Spalt 26 freigeben. Demnach sind je nach Drehrichtung nur die Schubausgleichskolben auf einer Seite aktiv.

Claims (4)

1. Schraubenpumpe für drehrichtungsunabhängigen Betrieb mit einem im, durch sich überschneidende Bohrungen ge­ bildeten, Innenraum eines Pumpengehäuses mit seitli­ chen Flüssigkeitsein- und -austrittsöffnungen gelager­ ten, mit einer Antriebsvorrichtung kuppelbaren An­ triebsspindel und wenigstens einer mit dieser kämmen­ den Dicht- oder Laufspindel, die antriebs- und endsei­ tig mit - Dichträume abgrenzenden - Schubausgleichs­ kolben versehen sind, die dichtend aneinander abglei­ ten können, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichträume verbindende Leckflüssigkeits-Verbindungsleitungen (23, 24, 25, 26) vorgesehen sind, die die Pumpenflüssigkeit in den Dichträumen (21, 22) jeweils auf gleichem Druck halten.

2. Schraubenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Länge der axial frei gelagerten Laufspin­ deln (3, 4) zwischen den Außenstirnflächen (17, 18) ihrer Schubausgleichskolben (13 bis 16) etwas kleiner ist als der Abstand zwischen den Schubausgleichskolben (11, 12) der Antriebsspindel (2).

3. Schraubenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leckflüssigkeits-Verbindungsleitung eine achsparallele Längsbohrung (25) im Pumpengehäuse (1) sowie diese mit dem die Spindeln aufnehmenden In­ nenraum verbindende Stichkanäle (23, 24) umfaßt.

4. Schraubenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (2) an­ triebsseitig durch ein Wälzlager (10) axial fixiert ist.