WO2008003657A1 - Antrieb für eine schraubenspindelpumpe - Google Patents

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WO2008003657A1
WO2008003657A1 PCT/EP2007/056585 EP2007056585W WO2008003657A1 WO 2008003657 A1 WO2008003657 A1 WO 2008003657A1 EP 2007056585 W EP2007056585 W EP 2007056585W WO 2008003657 A1 WO2008003657 A1 WO 2008003657A1
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crown
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screw
pump
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PCT/EP2007/056585
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Inventor
Ralf Steffens
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Ralf Steffens
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Definitions

  • Drying pumps are becoming increasingly important, especially in vacuum technology, because increasing obligations in environmental protection regulations and rising operating and disposal costs and increased demands on the purity of the pumped medium, the known wet-running vacuum systems, such as liquid ring machines and rotary vane pumps are increasingly replaced by dry-compressing pumps.
  • These dry compacting machines include screw pumps, claw pumps, diaphragm pumps, piston pumps, scroll machines and Roots pumps.
  • these machines have in common that they still do not meet today's demands in terms of reliability and robustness and size and weight with low price level.
  • the dry compressing screw pump should be operated with air cooling, because a water cooling customer usually requires too much effort.
  • the guidance of the cooling air is difficult because additional components must be flowed around with the clutch and motor, whereby the flow resistance increases, so that the fan is complex.
  • the aim in the structural design must therefore be that the cooling air flow in the drive area can flow as freely as possible with low resistances.
  • the object of the present invention is to maintain for a dry-compressing screw pump with a crown / bevel gear drive when using standard / standard electric motors both the dimensions (especially in the width) of "wet" runners through the usual elongated design and to make the exit of the cooling air as simple and low-resistance.
  • this object is achieved in that a standard / standard motor is set transversely to the screw spindle rotor pair and parallel to the crown / bevel gear shaft and via a belt drive with customizable translation ebendiese crown / bevel gear shaft drives for further power transmission to the screw rotor pair via the crown / bevel gear teeth with a simultaneously mounted on this crown / bevel gear drive shaft impeller, preferably on the belt side of the crown / bevel gear shaft.
  • the design is preferably chosen as a foot motor, either for the so-called "wall mounting" on the crown / bevel gearbox housing or as a floor mounting on the pump base plate.
  • the connection of these respective standard / standard motors is particularly simple in this embodiment according to the invention, because neither a flange nor a coupling must be adapted. It is only to put the pulley directly on the engine shaft end and make the engine-foot assembly, which is much more convenient than the previous procedure.
  • the transverse drive motor with belt drive ratio another advantage in terms of easy speed adjustment. Because in a dry-compressing screw pump is because of the non-contact operation of the two screw rotors in the pump room, the performance of the entire pump by speed variation very directly adapted to the application-specific requirements low.
  • This objective is particularly simple and advantageous to implement in the present invention, because at constant ratio in the crown / bevel gear stage now just the ratio of the belt stage must be varied. For a constant translation in crown / bevel gear drive is low, because thus an intervention in the interior of the pump can be avoided. Because the outside of the belt is very good and easy to access and the speed adjustment by simply changing the pulleys is extremely convenient and easy to use.
  • the crown / bevel gear stage can be optimally executed with regard to the gear parameters as well as the interface adaptation and execution of the tools. Because it is known that for a speed adjustment of the change in the crown / bevel gear drive stage significantly more complex than the simple belt change.
  • the power adaptation in the modular system of a screw-spindle pump series is an essential objective for the approximation of the pump performance data, such as, for example, the pumping speed characteristic curve, final pressure, temperature level and power requirement.
  • the speed of the screw spindle rotor pair must be adjusted. As usual speed variation widths about ⁇ 50% are desired, which is due to the belt Translation is covered comfortably and safely.
  • auxiliary units are now required for operating the screw pump.
  • This is firstly a cooling fan, because such screw pumps are usually operated air-cooled, and secondly an oil pump, because such a screw pump according to the document WO 00/12899 preferably with a rotor inner Cooling be provided, for which the coolant, preferably oil, is to be promoted in the rotor bores.
  • oil pump are commercially available oil feed pumps, such as internal gear pump.
  • these two auxiliary units are set directly to each shaft end of the crown / bevel gear drive shaft, preferably the cooling fan to the shaft end with the drive pulley and the oil pump to the other end of the shaft because of the particularly favorable accessibility for adjustment / assembly work as well as incoming and outgoing lines.
  • the drive shaft has a constant speed, usually the direct standard / standard motor speed and the desired speed increase for the screw spindle rotor pair is achieved by changing the crown / bevel gear drive gears.
  • the rotational speed of the screw spindle rotors increases in general, the power requirement of the entire machine and the two aforementioned auxiliary units cooling fan and oil pump must bring a higher performance. Up to now, this has been achieved either by overdimensioning or changing the cooling fan or oil pump.
  • the upstream belt drive dampens the known starting torque.
  • shock of the standard / standard motor and also in operation there are compared to the directly coupled motors, for example via a known dog clutch, with the belt drive a significant vibration damping.
  • the standard / standard motor can additionally be attached to its feet via vibration buffers or via a known motor plate with elastically resilient damping elements.
  • Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the present invention with a section through the entire screw pump.
  • the counter-rotating screw spindle rotor pair (1) rotates in a pump housing (2) with a gas inlet (3) and a gas outlet (4).
  • This screw spindle rotor pair (1) is driven by a crown / bevel gear drive (5) on the crown / bevel gear drive shaft (6) with the standard / standard motor (7) lying parallel to this drive shaft (6) via a belt drive (FIG. 8th).
  • the drive shaft (6) which is completely mounted in the gear housing (9), has, in addition to the pump-side pulley (10), the cooling fan (11), which is exemplified here as an axial fan, and at the other end of the shaft as a further auxiliary unit an oil pump (12), which is exemplified here as êtffyradölpumpe.
  • the necessary setting of the correct belt tension for the drive belt (8) takes place here by way of example by means of spacer-underlay elements (13) under the foot mounts of the standard / standard motor (7), which is here mounted, for example, directly on the gearbox housing (9). Of course, a flat mounting on a base plate together with the screw pump is possible.
  • the drive belt (8) is provided as usual with a cover (14).
  • the oil pump (12) conveys the cooling oil into the conical rotor bore (16) for cooling the screw spindle rotors (1).
  • the so-called "operating page” lies on the side of the gear cover (21) with oil sight glass and oil filler and oil drain plug, which are not shown separately here as Simpel elements.
  • Fig. 2 shows an example of a side view of the present invention with a partial sectional view.
  • the ribbed pump housing (2) with a partially shown screw spindle rotor (1) is fixedly mounted on the crown / bevel gear housing (9). Because of the necessary deflection of the cooling air flow, this transmission housing (9) is designed to be favorable in terms of flow, in that the transitions for the air flow are uniform and gentle.
  • the standard / standard motor (7) transmits its power with its motor-side pulley (18) via the drive belt (8) to the pump-side pulley (10) on the crown / bevel gear drive shaft (6) according to the diameter Ratio of the two pulleys at the desired speed to the screw pump.
  • the required belt tension with simultaneous vibration and inrush damping is generated in this illustration by way of example via a motor plate (17) with a rotary joint (20) and a spring-damping element (19).
  • Fig. 3 shows how Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the present invention with a section through the entire screw pump.
  • the oil pump (12) receives frothy oil when sucking in, as occurs, for example, in the transmission oil chamber (29) by the crown or bevel gear drive and by the escaping oil from the spindle rotors. So that the oil pump (12) can aspirate as calm as possible oil, the direct connection from the transmission oil chamber (29) to the suction oil chamber (30) by a continuous partition (23) is avoided, preferably the support bearing (22) for the drive shaft (6) is placed in this partition wall (23). As shown in Fig. 5 additionally shown, the oil now flows from the transmission oil chamber (29) via the large calming and supply oil space (31) to the intake oil chamber (30). All three oil rooms, so
  • Calming and storage oil space (31) are directly connected to each other via oil passage openings (25) and have the same oil level at standstill.
  • the drive motor (7) is mounted on the enlarged gear housing (9).
  • Fig. 4 shows how Fig. 2 by way of example a side view.
  • the gear housing (9) according to FIG. 4 is designed so that the drive motor (7) extends to the gear housing part (9) extending under this motor (7). is set. With the modern belt drives the complex adjustment of the belt tension, as shown in Fig. 2, conveniently no longer required.
  • the pump facing away from the front of the gear housing (9) under the drive motor (7) can be used because of the good accessibility very cheap for a large oil sight glass and oil drain and oil filling. On the long sides, it is advantageous to attach continuous steel profiles for the stable foot / floor support.
  • FIG. 3 shows, in a deeper sectional view, the illustration of the course of the oil flow (27) from the transmission oil chamber (29) via the calming and storage oil chamber (31) to the intake oil chamber (30), where, for example, via an intake pipe (28), the oil to the oil pump (12) in Fig. 3 passes.
  • the completely continuous partition wall (23) between the transmission oil chamber (29) and the intake oil chamber prevents the highly turbulent oil from entering the intake oil chamber (30) directly from the transmission oil chamber (29).
  • the oil calms down, because the air contained in the oil (due to the intensive oil movement in the transmission oil space) can largely escape from the oil.
  • the further deflection partitions (26) for generating the longest possible soothing for the oil on the way to the oil suction (28) with the oil passage openings (25) can either be designed directly in the cast of the gear housing (9) or via subsequently inserted separating plates.
  • Screw spindle rotor pair as right and left-rising, opposing rotating Verdrängerrotore
  • crown or bevel gear drive gear according to WO 01/57401
  • Drive motor preferably as a standard / standard motor
  • Cooling fan exemplified here as axial fan, if necessary. also radial fan
  • Oil pump shown here by way of example as internal gear oil pump, e- benso but also any other known design

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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb für eine Schraubenspindelpumpe zur Förderung und Verdichtung von Gasen, wobei die Verdrängerrotore über ein Kronen- oder Kegelrad-Getriebe angetrieben werden. Um mit den gebräuchlichen Antriebsmotoren die gewohnten Pumpen-Abmessungen in der üblichen Längsbauform einzuhalten und auch eine leistungsgerechte Antriebsanpassung für Kühllüfter und Ölpumpe bei der Drehzahl-Variation innerhalb des Baukasten-Pumpenreihe zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Antriebsmotor (7) der Schraubenspindelpumpe parallel neben die Kronen-/Kegelrad-Antriebswelle (6) und damit senkrecht zu den Achsen des Schraubenspindelrotorpaares (1) gesetzt wird und per Riementrieb (8) seine Leistung auf die Antriebswelle (6) überträgt, um dann über den Kronen-/Kegelrad-Antrieb (5) das Rotorpaar so anzutreiben, dass die Drehzahl des Rotorpaares über der Drehzahl des Antriebsmotors (7) liegt. Des weiteren sind auf der Kronen-/Kegelrad-Antriebswelle (6) sowohl der Kühllüfter (11) als auch die Ölpumpe (12) direkt befestigt. Innerhalb der Schraubenspindelpumpen-Baureihe wird der Kronen-/Kegelrad-Antrieb (5) für die gewünschte Anpassung der Schraubenspindelpumpenleistung per Drehzahl-Variation mit konstanter Übersetzung ins Schnelle größer als Faktor 2 ausgeführt und mit dem Übersetzungsverhältnis am Riementrieb wird die jeweils gewünschte Baukasten-Drehzahl für das Rotorpaar festgelegt.

Description

Bezeich n u ng : Antrieb fü r ei ne Sch ra u benspi ndel pu m pe
Trockenverdichtende Pumpen gewinnen insbesondere in der Vakuumtechnik verstärkt an Bedeutung, denn durch zunehmende Verpflichtungen bei Umweltschutzvorschriften und steigende Betriebs- und Entsorgungskosten sowie erhöhte Anforderungen an die Reinheit des Fördermediums werden die bekannten nasslaufenden Vakuumsysteme, wie Flüssigkeitsringmaschinen und Drehschieberpumpen, immer häufiger durch trockenverdichtende Pumpen ersetzt. Zu diesen trockenverdichtenden Maschinen gehören Schraubenspindelpumpen, Klauenpumpen, Membranpumpen, Kolbenpumpen, Scroll-Maschinen sowie Wälzkolbenpumpen. Diesen Maschinen ist jedoch gemeinsam, dass sie die heutigen Ansprüche hinsichtlich Zuverlässigkeit und Robustheit sowie Baugröße und Gewicht bei gleichzeitig niedrigem Preisniveau immer noch nicht erreichen.
Dabei werden in der Vakuumtechnik zunehmend trockenverdichtende Schraubenspindelpumpen eingesetzt, weil sie als typische 2-
Wellenverdrängermaschinen das vakuumspezifisch erforderlich hohe Kompressionsvermögen einfach dadurch realisieren, dass sie die notwendige Mehrstufigkeit als Hintereinanderschaltung mehrerer abgeschlossener Arbeitskammern über die Anzahl der Umschlingungen je Schraubenspindelrotor äußerst unkompliziert erreichen. Des weiteren wird durch die berührungslose Abwälzung der Schrauben- spindelrotore eine erhöhte Rotordrehzahl ermöglicht, so dass relativ zur Baugröße gleichzeitig Nennsaugvermögen sowie Liefergrad steigen.
In der PCT-Schrift WO 01/57401 Al wird in den Fig. 9 bis Fig. 11 nun für eine derartige trockenverdichtende Schraubenspindelpumpe ein Kronen- oder Kegelrad-Antrieb beschrieben, der gleichzeitig sowohl die notwendige Synchronisation der beiden Verdrängerschraubenspindeln als auch die gewünschte Drehzahl-Erhöhung realisiert. Als elektrischer Pumpen-Antrieb wird bekanntlich möglichst ein Standard-/Normmotor angeschlossen, der üblicherweise in direkter Verlängerung der anzutreibenden Welle liegt und meist über ein Kupplung direkt verbunden ist. Dies ist bei dem genannten Schutzrecht zwar möglich, ergibt jedoch den schwerwiegenden Nachteil, dass die Baubreite einer derartigen Pumpe durch den rechtwinklig abstehenden Antriebsstrang weit über die gewohnten Abmessungen hinausragt. Dieser Nachteil beeinträchtigt in der Praxis die Substitution von Drehschieberpumpen erheblich, weil der zusätzliche Aufwand zur An- passung der Pumpen-Umgebung (insbes. beim Einbau in Anlagen) kundenseitig meistens gescheut wird. Das Ziel eines Trockenläufers, der Nassläufer umfassend substituieren will, muss lauten, dass seine Abmessungen nicht über die Geometrie des Nassläufers hinausragen. Damit ergibt sich die gewohnte längliche Pumpenform. Dies erleichtert die Substitution von Nassläufern in der Praxis ganz wesentlich.
Zugleich sollte die trockenverdichtende Schraubenspindelpumpe mit Luftkühlung betrieben werden, weil eine Wasserkühlung kundenseitig meist zu viel Aufwand erfordert. Bei der oben genannten PCT-Schrift ist jedoch die Führung der Kühlluft schwierig, weil mit Kupplung und Motor zusätzliche Bauteile umströmt werden müssen, wodurch der Strömungswiderstand ansteigt, so dass der Lüfter aufwändiger wird. Das Ziel bei der konstruktiven Gestaltung muss daher lauten, dass der Kühlluftstrom im Antriebsbereich möglichst frei mit geringen Widerständen strömen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für eine trockenverdichtende Schraubenspindelpumpe mit einem Kronen-/ Kegelrad-Antrieb bei Einsatz von Standard-/ Norm-Elektromotoren sowohl die Abmessungen (insbesondere in der Baubreite) von "Nass"-Läufern durch die gewohnte längliche Bauform einzuhalten als auch den Austritt der Kühlluft möglichst einfach und widerstandsarm zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Standard- / Normmotor quer zum Schraubenspindelrotorpaar und parallel zur Kronen- / Kegelrad-Welle gesetzt wird und über einen Riementrieb mit anpassbarer Übersetzung ebendiese Kronen-/ Kegelrad-Welle antreibt zur weiteren Leistungsübertragung an das Schraubenspindel-Rotorpaar über die Kronen-/ Kegelrad- Verzahnung mit einem gleichzeitig auf dieser Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle montierten Lüfterrad, vorzugsweise auf der Riemenseite der Kronen-/ Kegelrad- Welle.
Indem der Standard-/ Normmotor nicht mehr in direkter Verlängerung der Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle sondern parallel zu dieser Kronen-/ Kegelrad- Antriebswelle gesetzt wird, werden die gewünschten Abmessungen eingehalten und in dieser erfindungsgemäßen Ausführung erhält die Schraubenspindelpumpe nun die bisher gewohnte Längsform derartiger Verdrängermaschinen, insbes. gegenüber Drehschieberpumpen.
Als Standard-/ Normmotor wird bei dieser Erfindung vorzugsweise die Ausführung als Fußmotor gewählt, entweder für die sogenannte "Wand-Montage" am Kronen-/ Kegelrad-Getriebegehäuse oder als Boden-Montage auf der Pumpen- Grundplatte. Der Anschluss dieser jeweiligen Standard-/ Normmotore ist bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung besonders einfach, weil weder ein Anschlussflansch noch eine Kupplung angepasst werden müssen. Es ist lediglich die Riemenscheibe direkt auf das Motorwellenende zu setzen und die Motor-Fuß- Montage vorzunehmen, was deutlich bequemer als das bisherige Vorgehen ist.
Erfindungsgemäß ergibt sich durch den querliegenden Antriebsmotor mit Riemenantriebsübersetzung ein weiterer Vorteil hinsichtlich der einfachen Drehzahl- Anpassung. Denn bei einer trockenverdichtenden Schraubenspindelpumpe ist wegen der berührungsfreien Arbeitsweise der beiden Schraubenspindelrotore im Pumpenraum das Leistungsvermögen der gesamten Pumpe durch Drehzahl- Variation sehr direkt den applikationsspezifischen Anforderungen günstig anpassbar. Diese Zielsetzung ist bei der vorliegenden Erfindung besonders einfach und vorteilhaft umsetzbar, weil bei konstantem Übersetzungsverhältnis in der Kronen-/ Kegelrad-Getriebestufe nun einfach nur noch das Übersetzungsverhältnis der Riemenstufe variiert werden muss. Denn eine konstante Übersetzung in Kronen-/ Kegelrad-Antrieb ist günstig, weil somit ein Eingriff in das Innere der Pumpe vermieden werden kann. Denn der Riemen außen ist sehr gut sowie einfach zugänglich und die Drehzahl-Anpassung durch simplen Wechsel der Riemenscheiben ist äußerst bequem und applikationsfreundlich. Zugleich kann die Kronen-/ Kegelrad-Getriebestufe optimal ausgeführt werden hinsichtlich der Verzahnungsparameter sowie der Schnittstellen-Anpassung und Ausführung der Werkzeuge. Denn bekanntlich ist für eine Drehzahl-Anpassung der Wechsel in der Kronen-/ Kegelrad-Antriebsstufe deutlich aufwändiger als der einfache Riemenwechsel.
Des weiteren ist die Leistungsanpassung im Baukasten einer Schraubenspindel- pumpen-Baureihe eine wesentliche Zielsetzung zur Angleichung der Pumpen- Leistungsdaten, wie beispielsweise Saugvermögens-Kennlinie, Enddruck, Temperatur-Niveau und Leistungsbedarf. Dazu muss, wie bereits beschrieben, die Drehzahl des Schraubenspindelrotorpaares angepasst werden. Als übliche Drehzahl-Variationsbreiten sind dabei etwa ± 50% erwünscht, was durch die Riemen- Übersetzung bequem und sicher abgedeckt wird.
Jetzt sind jedoch noch zusätzliche Hilfsaggregate zum Betreiben der Schrauben- spindelpumpe nötig: Dies ist zum einen ein Kühlungslüfter, weil derartige Schraubenspindelpumpen üblicherweise luftgekühlt betrieben werden, sowie zum anderen eine Ölpumpe, weil derartige Schraubenspindelpumpe entsprechend der Schrift WO 00/12899 vorzugsweise mit einer Rotorinnen-Kühlung versehen werden, wofür das Kühlmittel, vorzugsweise Öl, in die Rotorbohrungen zu fördern ist. Als Ölpumpe bieten sich handelsübliche Ölförderpumpen, wie beispielsweise Innenzahnradpumpe an. Für eine günstige Konstruktion werden diese beiden Hilfsaggregate an jeweils ein Wellenende der Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle direkt gesetzt, vorzugsweise der Kühllüfter an das Wellenende mit der Antriebsriemenscheibe und die Ölpumpe an das andere Wellenende wegen der besonders günstigen Zugänglichkeit für Einstell-/Montage-Arbeiten sowie Zu- und Abgangsleitungen.
Beim bisherigen Stand der Technik hat die Antriebswelle jedoch eine konstante Drehzahl, meist die direkte Standard-/ Normmotor-Drehzahl und die gewünschte Drehzahl-Erhöhung für das Schraubenspindelrotorpaar wird durch Änderung der Kronen-/ Kegelrad-Antriebszahnräder erreicht. Mit zunehmender Drehzahl der Schraubenspindelrotore steigt generell auch der Leistungsbedarf der gesamten Maschine und auch die beiden genannten Hilfsaggregate Kühllüfter und Ölpumpe müssen eine höhere Leistung bringen. Bisher wird dies entweder durch Überdi- mensionierung oder Wechsel von Kühllüfter bzw. Ölpumpe erreicht.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung entfällt dieser schwere Nachteil, denn durch die Drehzahl-Anpassung in der vorgeschalteten Riemenstufe folgt die Drehzahl der Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle proportional der erforderlichen Leistungsdichte, so dass auch die Hilfsaggregate entsprechend höhere Leistungen erbringen, genau wie es im Baukasten erwünscht ist. Denn beide Hilfsaggregate Kühllüfter und Ölpumpe folgen bei konstanter Kronen-/ Kegelrad- Getriebeübersetzung der Drehzahlanpassung über den Riementrieb. Vorzugsweise wird diejenige Seite des Kronen-/ Kegelrad-Getriebegehäuses, an der die Ölpumpe liegt, als sogenannte "Bedienseite" ausgeführt, indem dort wegen der günstigen Zugänglichkeit sowohl das Ölschauglas zur Öl-Niveau- Kontrolle als auch der Ölablass- und Öleinfüll-Stopfen vorgesehen werden.
Desweiteren ergibt sich hinsichtlich Geräusch-Verhalten eine signifikante Verbesserung, denn der vorgeschaltete Riementrieb dämpft den bekannten Einschalt- stoß des Standard-/ Normmotors und auch im Betrieb gibt es gegenüber den direkt gekuppelten Motoren, beispielsweise über eine bekannte Klauenkupplung, mit dem Riementrieb eine deutliche Schwingungsdämpfung. Zur weiteren Verbesserung der Schwingungsdämpfung kann zusätzlich der Standard- / Normmotor noch über Schwingungspuffer oder über eine bekannte Motorplatte mit elastisch-federnden Dämpfungselementen an seinen Füßen befestigt werden.
Außerdem wird mit dieser Erfindung die Führung für die Kühlluft wesentlich vereinfacht, weil durch den versetzten Antriebsmotor die Querschnitte in der Strömungsführung frei sein und somit die Strömungswiderstände minimiert werden, so dass der Leistungsbedarf sinkt, Damit können günstigere Axial-Lüfter eingesetzt werden, wie dies beispielhaft in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Schnitt durch die gesamte Schraubenspindelpumpe. Das gegensinnig rotierende Schraubenspindelrotorpaar (1) dreht in einem Pumpengehäuse (2) mit einem Gas-Einlass (3) sowie einem Gas-Auslass (4). Angetrieben wird dieses Schraubenspindelrotorpaar (1) von einem Kronen-/ Kegelrad-Antrieb (5) auf der Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle (6) mit dem parallel zu ebendieser Antriebswelle (6) liegenden Standard-/ Normmotor (7) über einen Riementrieb (8). Die in dem Getriebegehäuse (9) vollständig gelagerte Antriebswelle (6) hat am antriebsseiti- gen Wellenende neben der Pumpen-seitigen Riemenscheibe (10) noch den Kühllüfter (11), der hier beispielhaft als Axiallüfter dargestellt ist, sowie am anderen Wellenende als weiteres Hilfsaggregat eine Ölpumpe (12), die hier beispielhaft als Innenzahnradölpumpe dargestellt ist. Die notwendige Einstellung der korrekten Riemenspannung für den Antriebsriemen (8) erfolgt hier beispielhaft über Dis- tanz-Unterleg-Elemente (13) unter den Fußbefestigungen des Standard- / Normmotors (7), der hier beispielhaft direkt am Getriebegehäuse (9) montiert wird. Selbstverständlich ist auch eine ebene Montage auf einer Grundplatte gemeinsam mit der Schraubenspindelpumpe möglich. Der Antriebsriemen (8) wird wie gewohnt mit einer Abdeckung (14) versehen. Der Kühlluftstrom läuft über das verrippte Pumpengehäuse (2) und das Getriebegehäuse (9) vorzugsweise in einer gekapselten und diesen Kühlluftstrom vollständig führenden Ummantelung (15), die üblicherweise mit einem Dämm-Material aus Geräuschgründen verkleidet wird. Die Ölpumpe (12) fördert das Kühlöl in die konische Rotor-Bohrung (16) zur Kühlung der Schraubenspindelrotore (1). Die sogenannte "Bedienseite" liegt auf der Seite des Getriebedeckels (21) mit Ölschauglas sowie Öleinfüll- und Ölablass-Stopfen, die hier als Simpel-Elemente nicht gesondert dargestellt sind.
Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Seitenansicht der vorliegenden Erfindung mit Teilschnitt-Darstellung. Das verrippte Pumpengehäuse (2) mit einem teilweise dargestellten Schraubenspindelrotor (1) ist fest am Kronen-/ Kegelrad- Getriebegehäuse (9) montiert. Wegen der notwendigen Umlenkung des Kühlluftstroms ist dieses Getriebegehäuse (9) strömungstechnisch günstig gestaltet, indem die Übergänge für die Luftströmung gleichmäßig und sanft sind. Der Standard-/ Normmotor (7) überträgt seine Leistung mit seiner Motor-seitigen Riemenscheibe (18) über den Antriebsriemen (8) an die Pumpen-seitige Riemenscheibe (10) auf der Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle (6) entsprechend dem Durchmesser-Verhältnis der beiden Riemenscheiben mit der gewünschten Drehzahl an die Schraubenspindelpumpe.
Die erforderliche Riemenspannung mit gleichzeitiger Schwingungs- und Einschaltstoß-Dämpfung wird in dieser Darstellung beispielhaft über eine Motorplatte (17) mit einem Drehgelenk (20) sowie einem Feder-Dämpfungs-Element (19) erzeugt.
Fig. 3 zeigt wie Fig. 1 eine beispielhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Schnitt durch die gesamte Schraubenspindelpumpe. Erfahrungsgemäß ist es ungünstig, wenn die Ölpumpe (12) beim Ansaugen schaumiges Öl erhält, wie dies beispielsweise im Getriebe-Ölraum (29) entsteht durch den Kronen- o- der Kegelrad-Antrieb sowie durch das austretende Öl aus den Spindelrotoren. Damit nun die Ölpumpe (12) möglichst beruhigtes Öl ansaugen kann, wird die direkte Verbindung vom Getriebe-Ölraum (29) zum Ansaug-Ölraum (30) durch eine durchgehende Trennwand (23) vermieden, wobei vorzugsweise das Stützlager (22) für die Antriebswelle (6) in diese Trennwand (23) gesetzt wird. Wie in Fig. 5 noch zusätzlich dargestellt, strömt das Öl nun vom Getriebe-Ölraum (29) über den großen Beruhigungs- und Vorrats-Ölraum (31) zum Ansaug- Ölraum (30). Alle drei Ölräume, also
Getriebe-Ölraum (29)
Ansaug-Ölraum (30)
Beruhigungs- und Vorrats-Ölraum (31), sind über Öldurchtritts-Öffnungen (25) direkt miteinander verbunden und haben im Stillstand das gleiche Öl-Höhenniveau. Der Antriebsmotor (7) ist auf dem vergrößerten Getriebegehäuse (9) befestigt.
Fig. 4 zeigt wie Fig. 2 beispielhaft eine Seitenansicht. Um nun wunschgemäß einen hinreichenden Öl-Vorratsraum einschließlich Öl-Beruhigungsraum (31) zu schaffen, wird das Getriebegehäuse (9) gemäß Fig. 4 so ausgeführt, dass der Antriebsmotor (7) auf das unter diesen Motor (7) reichende Getriebegehäuseteil (9) gesetzt wird. Mit den modernen Riementrieben ist die aufwändige Einstellung der Riemenspannung, wie in Fig. 2 gezeigt, günstigerweise nicht mehr erforderlich.
Die pumpenabgewandte Stirnseite des Getriebegehäuse (9) unter dem Antriebsmotor (7) kann wegen der guten Zugänglichkeit sehr günstig für ein großes Öl- Schauglas sowie für Öl-Ablass und Öleinfüllung genutzt werden. An den Längsseiten lassen sich vorteilhaft durchgehende Stahl-Profile für die stabile Fuß-/Stand- Auflage anbringen.
Fig. 5 zeigt zu Fig. 3 in einer tiefer liegenden Schnittansicht die Darstellung zum Ölstrom-Verlauf (27) vom Getriebe-Ölraum (29) über den Beruhigungs- und Vor- rats-Ölraum (31) zum Ansaug-Ölraum (30), wo beispielsweise über ein Ansaug- Rohr (28) das Öl zur Ölpumpe (12) in Fig. 3 gelangt. Die komplett durchgehende Trennwand (23) zwischen dem Getriebe-Ölraum (29) und dem Ansaug-Ölraum verhindert, dass das stark unruhige Öl direkt aus dem Getriebe-Ölraum (29) in den Ansaug-Ölraum (30) gelangen kann. Auf dem langen Weg zum Ölstrom- Verlauf (27) beruhigt sich das Öl, indem die enthaltene Luft im Öl (durch die intensive Ölbewegung im Getriebe-Ölraum) aus dem Öl zum größten Teil entweichen kann.
Die weiteren Umlenkungs-Trennwände (26) zur Erzeugung eines möglichst langen Beruhigungsweges für das Öl auf dem Weg zum Öl-Ansaugen (28) mit den Öl-Durchtritts-Öffnungen (25) können entweder direkt im Guss des Getriebegehäuses (9) gestaltet sein oder über nachträglich eingesetzte Trennbleche. Bezuαszeichenliste:
1. Schraubenspindelrotorpaar als rechts- und links-steigende, gegensinnig drehende Verdrängerrotore
2. Pumpengehäuse mit äußerer Kühl-Verrippung in Pumpenlängsrichtung
3. Gas-Einlass in den Arbeitsraum des Pumpengehäuses
4. Gas-Auslass aus dem Arbeitsraum des Pumpengehäuses
5. Kronen- oder Kegelrad-Antriebsgetriebe gemäß WO 01/57401
6. Antriebswelle für den Kronen-/ Kegelrad-Antrieb
7. Antriebsmotor, vorzugsweise als Standard-/ Normmotor
8. Riementrieb
9. Getriebegehäuse
10. Pumpenseitige Riemenscheibe
11. Kühllüfter, hier beispielhaft dargestellt als Axiallüfter, ggfls. auch Radiallüfter
12. Ölpumpe, hier beispielhaft als Innenzahnrad-Ölpumpe dargestellt, e- benso aber auch jede andere bekannte Ausführung
13. Distanz-Unterleg-Elemente
14. Abdeckung
15. Ummantelung, die Schraubenspindelpumpe für die Kühlluftführung komplett umschließend inklusive Innenverkleidung über Geräusch- Dämm-Material
16. Rotor-Innenkühlung gemäß WO 00/12899
17. Motorplatte
18. Motorseitige Riemenscheibe
19. Feder-/Dämpfungs-Element
20. Drehgelenk 21. Getriebedeckel auf der sogenannten "Bedienseite" mit Ölschauglas sowie mit Öl-Einfüll und Öl-Ablass-Stopfen
22. Stützlager für die Antriebswelle
23. geschlossene Trennwand zwischen Getriebe-Ölraum und Ansaug-Ölraum
24. Ölvorratsraum
25. Öl-Durchtritts-Öffnungen
26. Öl-Umlenkungs-Trennwände
27. Darstellung zum Ölstrom-Verlauf
28. Ansaugen für die Ölpumpe
29. Getriebe-Ölraum
30. Ansaug-Ölraum
31. Beruhigungs- und Vorrats-Ölraum

Claims

Bezeichnung: Antrieb für eine SchraubenspindelpumpePatentansprüche
1. Schraubenspindelpumpe zur Förderung und Verdichtung von Gasen mit einem Schraubenspindelrotorpaar (1) in einem Pumpengehäuse (2) und einem Kronen- oder Kegelrad-Getriebe (5) auf einer Antriebswelle (6) zum Antreiben der beiden Verdrängerrotore (1) über einen Antriebsmotor (7) dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (7) parallel neben die Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle (6) und senkrecht zu den Achsen des Schraubenspindelrotorpaares (1) gesetzt wird und per Riementrieb (8) über die Motor-Riemenscheibe (18) und die Pumpen-Riemenscheibe (19) seine Leistung auf die Antriebswelle (6) überträgt, um dann über den Kronen-/Kegelrad-Antrieb (5) das Schraubenspindelrotorpaar (1) so anzutreiben, dass die Drehzahl dieser Schraubenspindeln (1) über der Drehzahl des Antriebsmotors (7) liegt.
2. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (7) ein Standard-/ Normmotor ist.
3. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (7) so neben dem Kronen-/ Kegelrad-Getriebe positioniert wird, dass er fluchtend im Querschnitt der Schraubenspindelpumpe liegt.
4. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Schraubenspindelpumpen-Baureihe der Kronen-/ Kegelrad- Antrieb (5) für die gewünschte Anpassung der Schraubenspindelpumpenleis- tung per Drehzahl-Variation mit konstanter Übersetzung ausgeführt wird.
5. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis am Kronen-/ Kegelrad-Antrieb (5) ins Schnelle größer als 2 ist.
6. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass über den Riementrieb (8) die Drehzahl der Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle (6) durch Wechsel der Riemenscheiben (10 und/oder 18) für die gewünschte Drehzahl-Variation innerhalb der Schraubenspindelpumpen-Baureihe gezielt eingestellt wird.
7. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kronen-/ Kegelrad-Antriebswelle (6) sowohl der Kühllüfter (11) als auch die Ölpumpe (12) direkt befestigt sind.
8. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der für den Betrieb der Schraubenspindelpumpe notwendige Vorrat für das Schmier- und Kühlmittel (Öl) im Getriebegehäuse (9) dadurch erzeugt wird, dass unter dem parallel zur Antriebswelle liegenden Antriebsmotor (7) das Getriebegehäuse (9) so verlängert wird, dass der Antriebsmotor (7) auf dem Getriebegehäuse (9) sitzt und dieser zusätzliche Hohlraum im Getriebegehäuse als Ölvorratsraum genutzt wird.
9. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine komplett geschlossene Trennwand (23) im Getriebegehäuse (9) den Ge- triebe-Ölraum (29) vom Ansaug-Ölraum (30) für die Ölpumpe (12) abtrennt.
10. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Getriebe-Ölraum (29) und dem Ansaug-Ölraum (30) über den Beruhigungs- und Vorrats-Ölraum (31) im Getriebegehäuse (9) erfolgt.
11. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dieser Beruhigungs- und Vorrats-Ölraum (31) unter dem Antriebsmotor (7) liegt.
12. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Weg für den Ölstromverlauf (27) im Getriebegehäuse vom Getriebe- Ölraum (29) über den Beruhigungs- und Vorrats-Ölraum (31) zum Ansaug- Ölraum (30) über Trennwände (26) mit Öl-Durchtritts-Öffnungen (25) mehrfach umgelenkt wird.
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