WO2011063870A2 - Schraubenspindelpumpe mit integriertem druckbegrenzungsventil - Google Patents

Schraubenspindelpumpe mit integriertem druckbegrenzungsventil Download PDF

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    • F04C2230/00Manufacture
    • F04C2230/60Assembly methods

Definitions

  • the present invention relates to a screw pump with integrated pressure relief valve according to the preamble of patent claim 1.
  • Screw pumps are usually self-priming
  • Positive displacement pumps are particularly suitable for the low pressure range and serve to convey liquids in the form of supply and disposal pumps, for conveying heavy and light fuel oils, as well as for all lubricating liquids, waste and residual oils and fats.
  • screw pumps can be used as lubrication, sealing, control, hydraulic, cooling, and refrigeration oil pumps, as well as fuel pumps for engines.
  • a screw pump of this type which has three spindles, which are mounted parallel to each other in a pump housing.
  • the pump housing forms a
  • the pump housing further comprises an inlet channel is formed, which opens at one axial end of the spindle chamber in this and an outlet channel formed, which opens at another axial end to form the pressure chamber in this.
  • Pump housing or the housing wall used which extends coaxially with the spindles and opens into the pressure outlet channel. Furthermore, the pressure limiting valve has a connection with the inlet channel formed in the pump housing.
  • the pressure relief valve opens and relaxes the overpressure on the Suction side of the screw pump. This prevents a pressure overload of the pump.
  • the integration of the pressure relief valve in the pump housing makes it necessary to reinforce the pump housing or the housing wall on the provided mounting parts in order to create a receiving space for the pressure relief valve can. This causes an increase in the outer dimensions of the pump housing, the pump by the additional material gate on
  • Screw pump without the pressure relief valve does not increase.
  • Pressure relief valve no or little weight gain.
  • the pressure chamber is also formed in the flange portion of the pump housing, wherein the pressure relief valve opens directly into the pressure chamber.
  • the wall thickness of the pump housing remains in the range of Pressure chamber large enough to withstand the expected pressure in the pressure chamber, without additional wall reinforcements would have to be made here.
  • the flange plate of the pump is also advantageous to mold at such a point on the pump housing that the flange plate surrounds the pressure chamber like a belt.
  • the housing wall is additionally reinforced in the region of the pressure chamber.
  • Screw pump with inserted spindle and built-in (integrated) pressure relief valve Screw pump with inserted spindle and built-in (integrated) pressure relief valve.
  • the pump housing 1 of the screw pump consists of a flange portion 2 for mounting the pump to a non-illustrated component and a
  • a pressure chamber 6 is formed, which has a
  • Flange section 2 leads. On this outside is a pump cover 14
  • the shaft 18 of a spindle 20 is inserted, such that it is rotatably mounted in the through hole 16 of the pump cover 14 by means of a ball or roller bearing 22.
  • the spindle shaft 18 is provided with a sealing section 24
  • the spindle 20 finally forms a helical section 26 which is received in the spindle chamber 10 of the spindle housing section 4.
  • the pressure chamber 6 in the flange portion 2 is decentralized with respect to the
  • the flange portion 2 has an annular flange plate 29 formed thereon, which surrounds the pressure chamber 6 and thereby reinforces the housing wall of the flange portion 2.
  • a pressure relief valve 28 is inserted parallel to the spindle shaft 18 in the amount of the connecting hole 8 in the flange 2 and opens into the radially offset or outsourced portion 6a of the pressure chamber 6.
  • the flange portion 2 forms in this area a material accumulation 2a, in which the pressure chamber 6 is formed on the inside and which for
  • Pressure limiting valve 28 in a region between the spindle housing portion 4 and the flange plate 29 approximately at the level of the connecting bore 8 and coaxial with the spindle shaft 18th
  • the pressure limiting valve 28 in this case consists of a valve body 32 in the form of a piston whose piston tip 34 is sealingly seated on a valve seat 36, which is formed in the pump housing 1, that is, in the flange section 2.
  • the valve body 32 is in this case biased by a spring 38 on the valve seat 36, the biasing force is adjustable via an adjusting screw 40 which is also screwed into the flange portion 2 of the pump housing 1.
  • Below the valve seat 32 is a in Essentially provided perpendicular to the pressure relief valve 28 in the flange portion 2 drilled drain hole 42 which is connected to a fluid tank, not shown.
  • Pressure relief valve 28 relaxes the pressure directly into the fluid tank.
  • Embodiment is limited. Much more could the pressure limiting valve 28 also be inserted in the radial direction with respect to the connection bore 8 in the flange section 2, in which case the valve piston 32 of the pressure limiting valve 28 opens a parallel to the connecting hole 8 extending pressure relief hole between the pressure chamber 6 and a tank connection or closes. It is also conceivable to use the pressure limiting valve 28 above the flange plate 26, that is, between the flange plate 26 and the pump cover 14 in the flange 2, in which case the required for the Anflansch setup the pump cover 14 accumulation of material of the flange portion 2 for installation of the
  • Pressure relief valve 28 can be used.

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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

Beschreibung
Schraubenspindelpumpe mit integriertem Druckbeqrenzungsventil
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 Einbausteile zu verstärken, um einen Aufnahmeraum für das Druckbegrenzungsventil schaffen zu können. Dies bedingt eine Vergrößerung der äußeren Abmessungen des Pumpengehäüses, 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 Kugeloder 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.
Bezuqszeichenliste
Pumpengehäuse
Flanschabschnitt
Spindelgehäuseabschnitt
Druckkammer
Ausgelagerter Kammerabschnitt Verbindungsbohrung
Spindelkammer
Eingangsbohrung
Pumpendeckel
Durchgangsbohrung
Spindelschaft
Spindel
Wälzlager
Dichtungsabschnitt
Wendelabschnitt
Auslassbohrung
Druckbegrenzungsventil
Flanschplatte
Ventilbohrung
Ventilkörper
Kolbenspitze
Ventilsitz
Vorspannfeder
Stellschraube
Ablassbohrung

Claims

Patentansprüche
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest eine Spindel (20), deren Spindelschaft (18) durch die Druckkammer (6) im Flanschabschnitt (2) hindurchführt ist und deren Wendelabschnitt (26) in eine Spindelkammer (10) ragt, die im Spindelgehäuseabschnitt (4) ausgebildet ist.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
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