DE19945871A1 - Screw pump, in particular screw vacuum pump, with two pump stages - Google Patents

Screw pump, in particular screw vacuum pump, with two pump stages

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Abstract

The invention relates to a screw-type pump, especially to a vacuum screw-type pump (1) with a housing (2). Said housing accommodates a drive motor (5) and/or a transmission. The pump further comprises two shafts (11, 15) that are led out from the housing (2) and on which respective screw rotors are cantilevered. The screw rotor pair forms a screw pump stage together with a pump stage housing (25, 26). The aim of the invention is to relieve the bearings from the axial forces. To this end, the pump (1) is provided with a second screw pump stage that consists of a further cantilevered screw rotor pair and with a pump stage housing. The two screw pump stages have opposite conveyance directions.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenpumpe, insbesondere Schraubenvakuumpumpe, mit einem Gehäuse, in dem sich ein Antriebsmotor und/oder ein Getriebe be­ finden, und mit zwei aus dem Gehäuse herausgeführten Wellen, die jeweils einen Schraubenrotor fliegend tra­ gen, wobei das Schraubenrotorpaar zusammen mit einem Pumpstufengehäuse eine Schraubenpumpstufe bildet.The invention relates to a screw pump, in particular screw vacuum pump, with a housing, in which a drive motor and / or a gear be find, and with two led out of the housing Shafts, each traversing a screw rotor gene, the pair of screw rotors together with a Pump stage housing forms a screw pump stage.

Eine Schraubenvakuumpumpe dieser Art ist aus der DE-A-197 45 615 bekannt. Während des Betriebs dieser vorbe­ kannten Pumpe wird von den beiden Rotoren eine Axial­ kraft in Richtung des stirnseitigen Einlasses ausgeübt, die von den Lagerungen der Rotoren aufgefangen werden müssen. Diese während des Betriebs der Pumpe ständig wirkende Kraft führt zu einem frühen Verschleiß der La­ ger, es sei denn, dass ein relativ hoher Lageraufwand getroffen wird.A screw vacuum pump of this type is from the DE-A-197 45 615 known. During the operation of this Known pump is an axial of the two rotors exerted in the direction of the frontal inlet, which are caught by the bearings of the rotors have to. This constantly during the operation of the pump acting force leads to an early wear of the La ger, unless a relatively high storage effort is hit.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenpumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Lagerungen während ihres Betriebs nicht mehr mit einer ständig in einer Richtung wirken­ den Axialkraft belastet werden.The present invention is based on the object a screw pump of the type mentioned create the bearings during their operation no longer working with one in one direction all the time the axial force are loaded.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.According to the invention, this object is characterized by nenden features of the claims solved.

Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schraubenpumpe erzeugt jede der beiden Schraubenpumpstufen während ih­ res Betriebs eine axial gerichtete Kraft. Infolge der einander entgegengesetzt gerichteten Förderrichtungen sind diese Kräfte ebenfalls entgegengerichtet, heben sich also bei gleichem Druckunterschied zwischen Ein­ lass und Auslass der beiden Pumpstufen völlig auf. Be­ sonders vorteilhaft ist, dass die beiden Pumpstufen fliegend gelagert werden können, wodurch der Lagerauf­ wand reduziert werden kann.In a screw pump designed according to the invention generates each of the two screw pump stages during ih res operating an axially directed force. As a result of opposite directions of conveyance if these forces are also opposite, lift So with the same pressure difference between on leave the outlet of the two pump stages completely open. Be it is particularly advantageous that the two pump stages can be stored on the fly, thereby increasing the stock wall can be reduced.

Die erfindungsgemäße Schraubenpumpe ermöglicht es, die beiden Schraubenpumpstufen parallel- oder hintereinan­ dergeschaltet zu betreiben. Die Parallelschaltung be­ wirkt eine Verdoppelung des Förderstromes, die Hinter­ einanderschaltung eine maßgebliche Erhöhung des Druck­ verhältnisses.The screw pump according to the invention makes it possible to two screw pump stages in parallel or behind each other to operate switched. The parallel connection be doubles the flow, the rear interconnection a significant increase in pressure relationship.

Weiterhin ist zweckmäßig, wenn die Förderrichtung der beiden Schraubenpumpstufen so gewählt ist, dass an das Gehäuse eine Auslassseite der Pumpstufen angrenzt. Bei dieser Lösung besteht nicht die Notwendigkeit, im Be­ reich der Wellenlagerungen zusätzliche Dichtmittel zur Aufrechterhaltung eines Differenzdruckes vorsehen zu müssen.It is also useful if the direction of conveyance two screw pump stages is selected so that the Housing adjoins an outlet side of the pump stages. At this solution there is no need in loading range of additional shaft sealants  Provide for maintaining a differential pressure have to.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen erläutert werden. Es zeigenFurther advantages and details of the invention are with reference to FIGS. 1 to 5 explained in approximately examples shown exporting. Show it

Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Schraubenvakuumpumpe nach der Erfindung in zwei zu­ einander senkrechten Schnitten, bei welcher sich auf beiden Seiten des Gehäuses je eine Schraubenpumpstufe befindet, Fig. 1 and 2 an exemplary embodiment of a screw vacuum pump according to the invention in two in which is mutually perpendicular sections, on both sides of the housing each have a screw pump stage,

Fig. 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel in zwei zueinander senkrechten Schnitten, bei welchem sich auf einer Seite des Gehäuses zwei entgegenge­ setzt fördernde Schraubenpumpstufen befinden sowie FIGS. 3 and 4, a further embodiment in two mutually perpendicular sections, wherein on one side of the housing two sets are entgegenge promotional screw pump stages and

Fig. 5 und 6 Ausführungsformen entsprechend den Fig. 1 und 2 mit ausserhalb des zentralen Gehäuses angeordnetem Antriebsmotor. FIGS. 5 and 6 embodiments according to FIGS. 1 and 2 with outside of the central housing arranged drive motor.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schrauben­ pumpe 1 nach den Fig. 1 und 2 weist ein zentral an­ geordnetes Gehäuse 2 auf, dessen Stirnseiten mit 3 und 4 bezeichnet sind. Im Gehäuse 2 befindet sich der An­ triebsmotor 5. Der Läufer des Antriebsmotors 5 ist mit einer ersten Welle 11 gekoppelt. Über ein Synchronisa­ tionsgetriebe (Zahnräder 13, 14) ist die erste Welle 11 mit einer zweiten Welle 15 gekoppelt. Beide Wellen 11 und 15 sind durch die Stirnseiten 3, 4, in welchen sie gelagert sind, herausgeführt. The embodiment of the screw pump 1 according to the invention according to FIGS . 1 and 2 has a centrally arranged housing 2 , the end faces of which are designated 3 and 4 . In the housing 2 there is the drive motor 5 . The rotor of the drive motor 5 is coupled to a first shaft 11 . The first shaft 11 is coupled to a second shaft 15 via a synchronization gear (gear wheels 13 , 14 ). Both shafts 11 and 15 are led out through the end faces 3 , 4 in which they are mounted.

Außerhalb des Gehäuses 2 tragen die beiden Wellen­ stumpfpaare jeweils fliegend ein Schraubenrotorpaar (Rotoren 21 bis 24). Diese bilden jeweils mit einem Pumpstufengehäuse 25 bzw. 26 eine Schraubenpumpstufe.Outside of the housing 2 , the two pairs of stumps each carry a pair of screw rotors (rotors 21 to 24 ). These each form a screw pump stage with a pump stage housing 25 or 26 .

Einlässe 31, 32 und Auslässe 33, 34 kennzeichnen je­ weils die Förderrichtung der parallel betriebenen Schraubenpumpstufen, nämlich von außen nach innen. Von der Förderrichtung abhängige Kräfte heben sich auf. Dieses ist auch bei einer Umkehrung der Förderrichtun­ gen der Fall. Die dargestellte Ausführung hat jedoch den Vorteil, dass sich die Auslässe 33, 34 der Pumpstu­ fen mit jeweils Atmosphärendruck im Bereich der Stirn­ seiten 3 bzw. 4 befinden. Aufwendige, Druckdifferenzen berücksichtigende Abdichtungen zwischen den Pumpstufen und dem Inneren des zentralen Gehäuses 2 sind nicht er­ forderlich.Inlets 31 , 32 and outlets 33 , 34 each denote the direction of conveyance of the screw pump stages operated in parallel, namely from the outside inwards. Forces dependent on the conveying direction cancel each other out. This is also the case if the funding directions are reversed. The embodiment shown, however, has the advantage that the outlets 33 , 34 of the pump stages, each with atmospheric pressure, are located in the region of the end faces 3 and 4 . Complex seals that take pressure differences into account between the pump stages and the interior of the central housing 2 are not required.

Die beiden Pumpstufen können auch hintereinander be­ trieben werden. Dieses kann z. B. dadurch erreicht wer­ den, dass der mit 33 bezeichnete Anschluss der linken Pumpstufe mit dem mit 32 bezeichneten Anschluss der rechten Pumpstufe verbunden wird.The two pump stages can also be operated one after the other. This can e.g. B. achieved by that that the connection designated 33 of the left pump stage is connected to the connection designated 32 of the right pump stage.

Auch bei der Ausführung nach den Fig. 3 und 4 sind zwei Schraubenpumpstufen mit entgegengesetzter Förder­ richtung vorhanden. Unterschiedlich gegenüber der Aus­ führung nach den Fig. 1 und 2 ist, dass die beiden Wellen 11, 15 nur durch eine (3) der beiden Gehäuse­ stirnwände 3, 4 herausgeführt sind und beide Schrauben­ rotorpaare (Rotoren 21 bis 24) fliegend tragen. Nur ein seitliches Gehäuse 36 bildet zusammen mit den Rotorpaa­ ren 21, 22 bzw. 23, 24 die Pumpstufen. Ein mittlerer Ein­ laß 37 und zwei äußere Auslässe 38, 39 sind vorgesehen. Auch diese Lösung hat den Vorteil, dass die Auslaßseite einer Pumpstufe an eine Stirnseite des Gehäuses 2 an­ grenzt.Also in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 are two screws pumping stages with opposite conveying direction available. Different from the imple mentation of FIGS. 1 and 2 is that the two shafts 11, 15 end walls only one (3) of the two housing 3, are led out 4 and both screws pairs of rotors (the rotors 21 to 24) bear on the fly. Only a side housing 36 forms together with the Rotorpaa ren 21 , 22 and 23 , 24, the pump stages. A middle A let 37 and two outer outlets 38 , 39 are provided. This solution also has the advantage that the outlet side of a pump stage adjoins an end face of the housing 2 .

Die Fig. 5 und 6 zeigen Lösungen entsprechend den Fig. 1 und 2 mit einem außerhalb des Gehäuses ange­ ordneten Antriebsmotor 5. Im Gehäuse 2 befinden sich nur Getriebebauteile. Dazu gehören das auf der Motor­ welle 40 befestigte Zahnrad 41, das mit einem auf der Welle 11 befindlichen Zahnrad 42 (oder auch mit einem der beiden Synchronisationszahnrädern 13, 14) in Ein­ griff steht. Die Anordnung nach Fig. 5 ist so gewählt, dass die Achsen der Wellen 11, 15 mit der Achse der An­ triebswelle 40 einen rechten Winkel bilden. Dadurch be­ steht die Möglichkeit, die von einem Motorlüfter er­ zeugte Kühlluft gleichzeitig zur gleichmäßigen Kühlung der Pumpstufen zu verwenden. FIGS. 5 and 6 show solutions according to FIGS. 1 and 2 with a housing arranged outside of the drive motor 5. In the housing 2 there are only gear components. These include the gearwheel 41 fastened on the motor shaft 40 , which is in one grip with a gearwheel 42 located on the shaft 11 (or also with one of the two synchronization gearwheels 13 , 14 ). The arrangement according to Fig. 5 so that the axes of the shafts 11, drive shaft 15 with the axis of to 40 form a right angle chosen. This makes it possible to use the cooling air generated by a motor fan at the same time for uniform cooling of the pump stages.

Bei der Ausführung nach Fig. 6 sind die Wellen 11, 15 und die Motorwelle 40 parallel zueinander angeordnet. Das Zahnrad 41 hat einen wesentlich größeren Durchmes­ ser als das Zahnrad 42, so dass die Drehzahl der Roto­ ren 21 bis 24 wesentlich höher ist als die Drehzahl des Motors 5.In the embodiment according to FIG. 6, the shafts 11 , 15 and the motor shaft 40 are arranged parallel to one another. The gear 41 has a substantially larger diameter than the gear 42 , so that the speed of the rotors 21 to 24 is substantially higher than the speed of the motor 5 .

Claims (11)

1. Schraubenpumpe, insbesondere Schraubenvakuumpumpe (1) mit einem in einem Gehäuse (2), in dem sich ein Antriebsmotor (5) und/oder ein Getriebe befin­ den, und mit zwei aus dem Gehäuse (2) herausge­ führten Wellen (11, 15), die jeweils einen Schrau­ benrotor fliegend tragen, wobei das Schraubenro­ torpaar zusammen mit einem Pumpstufengehäuse (25, 26) eine Schraubenpumpstufe bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) mit einer zwei­ ten Schraubenpumpstufe ausgerüstet ist, die aus einem weiteren, ebenfalls fliegend gelagerten Schraubenrotorpaar sowie einem Pumpstufengehäuse besteht, und dass die beiden Schraubenpumpstufen entgegengesetzt gerichtete Förderrichtungen haben.1. screw pump, in particular screw vacuum pump ( 1 ) with a in a housing ( 2 ) in which there is a drive motor ( 5 ) and / or a gear, and with two from the housing ( 2 ) led out shafts ( 11 , 15 ), each carrying a screw rotor on the fly, the pair of screw rotors together with a pump stage housing ( 25 , 26 ) forming a screw pump stage, characterized in that the pump ( 1 ) is equipped with a second screw pump stage which also consists of a further one overhung screw rotor pair and a pump stage housing, and that the two screw pump stages have opposite directions of delivery. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenpaar (11, 15) beidseitig aus dem Ge­ häuse (2) herausgeführt ist und dass sich auf je­ der Seite des Gehäuses (2) je eine Schraubenpump­ stufe befindet. 2. Pump according to claim 1, characterized in that the pair of shafts ( 11 , 15 ) on both sides of the Ge housing ( 2 ) is led out and that on each side of the housing ( 2 ) there is a screw pump stage. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wellen (11, 15) einseitig aus dem Gehäuse herausgeführt sind und dass beide Schrau­ benrotorpaare (21, 22 bzw. 23, 24) fliegend auf dem Wellenpaar angeordnet sind.3. Pump according to claim 1, characterized in that the two shafts ( 11 , 15 ) are led out from one side of the housing and that both screw benrotorpaare ( 21 , 22 and 23 , 24 ) are arranged overhung on the shaft pair. 4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schraubenpumpstufen einen gemein­ samen Einlass (37) haben, der sich zwischen den Pumpstufen befindet.4. Pump according to claim 3, characterized in that the two screw pump stages have a common inlet ( 37 ) which is located between the pump stages. 5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schraubenpumpstu­ fen hintereinander geschaltet sind.5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that the two screw pump fen are connected in series. 6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schraubenpumpstu­ fen parallel geschaltet sind.6. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that the two screw pump fen are connected in parallel. 7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Förderrichtung der beiden Schraubenpumpstufen so gewählt ist, dass an das Gehäuse (2) eine Auslassseite (33, 34, 39) einer Pumpstufe angrenzt.7. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the delivery direction of the two screw pump stages is selected such that an outlet side ( 33 , 34 , 39 ) of a pump stage is adjacent to the housing ( 2 ). 8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass sich im Gehäuse (2) Ge­ triebebauteile (13, 14, 41) befinden und dass sich der Antriebsmotor (5) außerhalb des Gehäuses (2) befindet. 8. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 2 ) Ge gear components ( 13 , 14 , 41 ) and that the drive motor ( 5 ) is outside the housing ( 2 ). 9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein auf der Motorwelle (40) angeordnetes Zahnrad (41) mit einem auf einer der Wellen (11, 15) angeordneten Zahnrad (42, 13, 14) in Eingriff steht.9. Pump according to claim 8, characterized in that a gear ( 41 ) arranged on the motor shaft ( 40 ) engages with a gear ( 42 , 13 , 14 ) arranged on one of the shafts ( 11 , 15 ). 10. Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, dass die Achse des Antriebsmotors (5) senk­ recht zu den Achsen der Wellen (11, 15) steht und dass der Antriebsmotor mit einem Lüfter ausgerü­ stet ist, der gleichachsig mit der Motorwelle (40) angeordnet ist.10. Pump according to claim 8 or 9, characterized in that the axis of the drive motor ( 5 ) is perpendicular to the axes of the shafts ( 11 , 15 ) and that the drive motor is equipped with a fan which is coaxial with the motor shaft ( 40 ) is arranged. 11. Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, dass die Welle (40) des Antriebsmotors (5) parallel zu den Wellen (11, 15) angeordnet ist und dass die Zahnräder (41, 42) eine Übersetzungsstufe bilden.11. Pump according to claim 8 or 9, characterized in that the shaft ( 40 ) of the drive motor ( 5 ) is arranged parallel to the shafts ( 11 , 15 ) and that the gears ( 41 , 42 ) form a gear ratio.
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