SCHRAUBENSPINDELPUMPE MIT INTEGRIERTEM DRUCKBEGRENZUNGSVENTIL

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe mit integriertem Druckbegrenzungsventil.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] Ein anderer Stand der Technik ist aus der GB 2 353 371 A bekannt. Darin ist eine nicht als Schraubenspindelpumpe ausgebildete Verdrängerpumpe mit einem Flanschabschnitt zur Montage der Verdrängerpumpe sowie mit einem integrierten Druckregelventil beschrieben. Auch diese Verdrängerpumpe hat sich hinsichtlich der äußeren Abmessungen des Pumpengehäuses und ihres Gewichts als nachteilig erwiesen.

[0007] 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.

[0008] Dieser Aufgabe wird durch eine Schraubenspindelpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind hierbei Gegenstand der Unteransprüche.

[0009] 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.

[0010] Bei der Schraubenspindelpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ist 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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

[0019] 

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

Ansprüche

1. Schraubenspindelpumpe mit einem Pumpengehäuse (1), wobei das Pumpengehäuse (1) aus zumindest zwei separaten Gehäuseteilen besteht, nämlich einem Flanschabschnitt (2) und einem Spindelgehäuseabschnitt (4), die miteinander verschraubt, verstemmt oder vernietet sind, wobei zumindest eine Spindel (20) vorgesehen ist, deren Spindelschaft (18) durch eine Druckkammer (6) im Flanschabschnitt (2) hindurchgeführt ist und deren Wendelabschnitt (26) in eine Spindelkammer (10) ragt, die im Spindelgehäuseabschnitt (4) ausgebildet ist, wobei der Flanschabschnitt (2) zur Montage der Pumpe ausgeformt ist und wobei die Schraubenspindelpumpe mit einem integrierten Druckbegrenzungsventil (28) versehen ist, wobei

- das Druckbegrenzungsventil (28) im Flanschabschnitt (2) des Pumpengehäuses (1) in dieses eingebaut ist,

- die Druckkammer (6) im Flanschabschnitt (2) des Pumpengehäuses (1) ausgeformt ist und das Druckbegrenzungsventil (28) unmittelbar mit der Druckkammer (6) fluidverbunden ist, und

- die Druckkammer (6) bezüglich der Spindel (20) dezentral ausgeformt ist und einen radial weiter ausladenden Abschnitt (6a) bildet, wobei der Flanschabschnitt (2) in diesem Bereich eine Materialansammlung (2a) bildet, in welche die Druckkammer (6) innenseitig ausgeformt ist, und wobei

- das Druckbegrenzungsventil (28) in den bezüglich der Spindel (20) radial weiter ausladenden Abschnitt (6a) der Druckkammer (6) mündet.

2. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) mit einem Fluidtank verbunden ist, um einen Überdruck in der Druckkammer (6) in den Fluidtank zu entspannen.

3. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1 oder 2, 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.

4. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorstehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass am Spindelschaft (18) ein Dichtungsabschnitt (24) ausgeformt ist, der mit dem Flanschabschnitt (2) am Eintritt in die Druckkammer (6) in Dicht-GleitEingriff ist und somit die Druckkammer (6) gegenüber der Atmosphäre abdichtet.

5. 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.

6. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) im Bereich zwischen der Flanschplatte (26) und dem Spindelgehäuseabschnitt (4) in die Gehäusewand des Flanschabschnitts (2) eingesetzt ist.

Claims

1. Screw pump, having a pump housing (1), wherein the pump housing (1) consists of at least two separate housing parts, namely a flange section (2) and a screw housing section (4), which are screwed, caulked or riveted together, wherein at least one screw (20) is provided, the screw shank (18) of which is passed through a pressure chamber (6) in the flange section (2) and the helical section (26) of which projects into a screw chamber (10), which is formed in the screw housing section (4), wherein the flange section (2) is formed for installing the pump and wherein the screw pump is provided with an integrated pressure limiting valve (28), wherein

- the pressure limiting valve (28) is incorporated into the pump housing (1) in the flange section (2) of said pump housing,

- the pressure chamber (6) is formed in the flange section (2) of the pump housing (1), and the pressure limiting valve (28) has a direct fluid connection to the pressure chamber (6), and

- the pressure chamber (6) is formed non-centrally with respect to the screw (20) and forms a section (6a) which projects further out radially, wherein the flange section (2) forms in this region a collection of material (2a) in which the pressure chamber (6) is formed on the inside, and wherein

- the pressure limiting valve (28) opens into the section (6a) of the pressure chamber (6) which projects further out radially with respect to the screw (20).

2. Screw pump according to claim 1, characterized in that the pressure limiting valve (28) is connected to a fluid tank in order to relieve an excess pressure in the pressure chamber (6) into the fluid tank.

3. Screw pump according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure limiting valve (28) is aligned substantially parallel to the screw (20) and is inserted into the flange section (2) coaxially with the screw shank (18), approximately at the level thereof.

4. Screw pump according to any of the preceding claims, characterized in that a sealing section (24) is formed on the screw shank (18), which section is in sealing/sliding engagement with the flange section (2) at the entry to the pressure chamber (6) and thus seals off the pressure chamber (6) from the atmosphere.

5. Screw pump according to any of the preceding claims, characterized by a flange plate (26), which is formed on the flange section (2) of the pump housing (1) and surrounds the pressure chamber (6) in the form of an annular disc.

6. Screw pump according to claim 5, characterized in that the pressure limiting valve (28) is inserted into the housing wall of the flange section (2) in the region between the flange plate (26) and the screw housing section (4).

Revendications

1. Pompe à vis comprenant un boîtier de pompe (1), dans laquelle le boîtier de pompe (1) se compose d'au moins deux parties de boîtier séparées, à savoir la portion de bride (2) et une portion de boîtier de broche (4) qui sont vissées, assemblées par matage ou rivetées ensemble, dans laquelle au moins une broche (20) est prévue, dont la tige de broche (18) est guidée à travers une chambre de pression (6) dans la portion de bride (2), et dont la portion filetée (26) pénètre dans une chambre de broche (10) qui est réalisée dans la portion de boîtier de broche (4), dans laquelle la portion de bride (2) est formée pour le montage de la pompe et dans laquelle la pompe à vis est pourvue d'une soupape de limitation de pression intégrée (28), dans laquelle

- la soupape de limitation de pression (28) dans la portion de bride (2) du boîtier de pompe (1) est incorporée dans celui-ci,

- la chambre de pression (6) est formée dans la portion de bride (2) du boîtier de pompe (1) et la soupape de limitation de pression (28) est connectée fluidiquement directement à la chambre de pression (6), et

- la chambre de pression (6) est formée de manière décentrée par rapport à la broche (20) et forme une portion (6a) s'étendant davantage radialement, dans laquelle la portion de bride (2) forme dans cette zone une accumulation de matériau (2a) dans laquelle la chambre de pression (6) est formée côté intérieur, et
dans laquelle

- la soupape de limitation de pression (28) débouche dans la portion (6a) s'étendant davantage radialement par rapport à la broche (20) de la chambre de pression (6).

2. Pompe à vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape de limitation de pression (28) est connectée à un réservoir de fluide afin de détendre une surpression dans la chambre de pression (6) dans le réservoir de fluide.

3. Pompe à vis selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la soupape de limitation de pression (28) est orientée essentiellement parallèlement à la broche (20) et est insérée coaxialement à la tige de broche (18) approximativement à la hauteur de celle-ci dans la portion de bride (2).

4. Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une portion d'étanchéité (24) est formée au niveau de la tige de broche (18), laquelle est en prise avec la portion de bride (2) à l'entrée dans la chambre de pression (6) par engagement d'étanchéité glissant et étanchéifie ainsi la chambre de pression (6) par rapport à l'atmosphère.

5. Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par une plaque de bride (26) qui est formée au niveau de la portion de bride (2) du boîtier de pompe (1) et qui entoure la chambre de pression (6) en forme de disque annulaire.

6. Pompe à vis selon la revendication 5, caractérisée en ce que la soupape de limitation de pression (28) est insérée dans la région entre la plaque de bride (26) et la portion de boîtier de broche (4) dans la paroi de boîtier de la portion de bride (2).

Zeichnung