[0001] Die Erfindung betrifft eine zweispindelige Schraubenspindelpumpe in einflutiger Bauweise
mit einem Pumpengehäuse, das einen Pumpenabschnitt, einen Lagerabschnitt und einen
Getriebeabschnitt mit einem Getrieberaum aufweist, wobei der Lagerabschnitt und der
Pumpenabschnitt getrennt voneinander ausgeführt sind, mit einem Fördergehäuseteil
als Bestandteil des Pumpenabschnitts, in dem zwei auf Wellen in einem Förderraum angeordnete
Förderschrauben mit Flanken vorgesehen sind, wobei die Wellen im Lagerabschnitt gelagert
sind (Außenlagerung) und sich in den Getriebeabschnitt erstrecken, und wobei das Fördergehäuseteil
wenigstens einen Förderabschnitt mit einer Innenwandung aufweist, die der Außenseite
der Förderschrauben zugewandt ist.
[0002] Ein solcher Pumpenaufbau ist bekannt aus der
DE 2009014604 U1 Diese Pumpen zeichnen sich insbesondere durch einen produktschonenden Betrieb und
eine damit einhergehende Verschleißarmut aus.
[0003] Beim Betrieb der Schraubenspindelpumpe wirken auf die Förderschrauben Radialkräfte,
die zu einer Auslenkung der Wellen führen. Die Auslenkung kann je nach Förderrichtung
radial nach oben oder radial nach unten erfolgen. Um einen kontaktlosen Betrieb der
Schraubenspindelpumpe zu gewährleisten, ist ein Spalt zwischen der Außenwandung der
Förderschraube und der Innenwandung des Fördergehäuses vorgesehen, der größer ist,
als die Durchbiegung der Wellen. Der Spalt bewirkt allerdings eine interne Rückströmung
des zu fördernden Mediums und damit zu einem Wirkungsgradverlust. Außerdem ist die
zulässige Druckdifferenz der Pumpe begrenzt, um einen Kontakt der Außenwandung der
Förderschraube mit der Innenwandung des Fördergehäuses zu vermeiden.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannte Schraubenspindelpumpe dahingehend zu
verbessern, dass die genannten Nachteile reduziert werden.
[0005] Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass zwischen der Innenwandung des Förderabschnitts
und der Außenseite der Förderschrauben wenigstens im Bereich der Förderschrauben wenigstens
ein Trennelement vorgesehen ist, das mit wenigstens einem Abschnitt der Außenseite
der Förderschrauben in Kontakt ist, und dass das Trennelement im Fördergehäuseteil
gegenüber der Innenwandung des Förderabschnitts schwimmend gelagert ist.
[0006] Hierdurch wird es möglich, den Abstand zwischen Innenwandung und Außenseite der Förderschrauben
zu reduzieren oder sogar zu eliminieren. Es hat sich gezeigt, dass, wenn sich die
Wellen unter Last verformen, das Trennelement auf der Auslenkungsseite durch die schwimmende
Lagerung hin zur Innenwandung verschoben wird, während es auf der gegenüberliegenden
Seite weg von der Innenwandung bewegt wird. Hierdurch bleiben die Außenseiten der
Förderschrauben mit dem Trennelement beispielsweise vollflächig in Kontakt, ohne dass
eine punktuelle Belastung auf den Außenseiten der Förderschrauben und/oder auf der
Innenwandung des Förderabschnitts mit entsprechendem Verschleiß entsteht, oder ein
Spalt zwischen den Außenseiten der Förderschrauben und/oder auf der Innenwandung des
Förderabschnitts entsteht oder vergrößert, wodurch dann wiederum Verluste entstehen.
[0007] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem wenigstens einen Trennelement
und der Innenwandung des Förderabschnitts ein Raum vorgesehen ist, in den hinein und/oder
heraus wenigstens ein Teil des Trennelements bewegbar ist. Hierdurch kann auf besonders
einfache Weise die schwimmende Lagerung bereitgestellt werden.
[0008] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Trennelement von der Mittelachse
der Schraubenspindelpumpe parallel zu den Wellen aus gesehen wenigstens abschnittsweise
radial elastisch verformbar und/oder radial bewegbar ist. Hierdurch wird auf einfache
Weise das Mitbewegen des Trennelements mit der Außenseite der Förderschraube hin zu
oder weg von der Innenwandung des Förderabschnitts vereinfacht.
[0009] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Trennelement wenigstens teilweise
aus wenigstens einem Kunststoff, einem Keramikmaterial oder einem mit dem Material
der Außenseite der Förderschrauben nicht fressend reagierenden Material, beispielsweise
eine Metalllegierung, die mit dem Edelstahl der Förderschraube nicht fressend reagiert,
besteht. Bevorzugt ist der Kunststoff lebensmittelecht. Weiterhin ist der Kunststoff
bevorzugt abrasionsarm. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass es sich
bei dem Kunststoff um ein Polyetheretherketon (PEEK) handelt.
[0010] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Fördergehäuseteil einen Deckel
mit einer ersten Förderöffnung zum Anschluss einer Leitung zum Zu- oder Abführen eines
zu pumpenden Mediums aufweist, und dass der Deckel mit dem Förderabschnitt verbunden
ist, und/oder dass das Fördergehäuseteil einen Zwischenflansch mit einer zweiten Förderöffnung
zum Anschluss einer ersten Leitung zum Zu- oder Abführen eines zu pumpenden Mediums
aufweist, und dass der Zwischenflansch mit dem Förderabschnitt verbunden ist. Dabei
ist vorteilhaft, dass zwischen dem Trennelement und Deckel und/oder Zwischenflansch
jeweils wenigstens eine Dichtung vorgesehen ist. Weiterhin ist vorteilhaft, dass das
Trennelement zwischen den Dichtungen schwimmend gelagert ist. Hierdurch kann auf einfache
Weise die schwimmende Lagerung bereitgestellt werden.
[0011] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Förderabschnitt an seinen Enden
jeweils wenigstens eine Dichtung aufweist, zwischen denen das Trennelement schwimmend
gelagert ist. Hierdurch kann auf einfache Weise die schwimmende Lagerung bereitgestellt
werden.
[0012] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Trennelement im Fördergehäuseteil
gegenüber der Innenwandung des Förderabschnitts so schwimmend gelagert ist, dass das
Trennelement um eine Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse rechtwinklig
zur Mittelachse der Schraubenspindelpumpe parallel zu den Wellen vorgesehen ist. Diese
erfolgt bevorzugt zwischen den zuvor beschriebenen Dichtungen, in denen das Trennelement
zur Bereitstellung der Drehbewegung bewegbar vorgesehen ist. Hierdurch kann auf einfache
Weise die schwimmende Lagerung bereitgestellt werden. Weiterhin bleiben die Außenseiten
der Förderschrauben mit dem Trennelement beispielsweise vollflächig in Kontakt, ohne
dass eine punktuelle Belastung auf den Außenseiten der Förderschrauben und/oder auf
der Innenwandung des Förderabschnitts mit entsprechendem Verschleiß entsteht, oder
ein Spalt zwischen den Außenseiten der Förderschrauben und/oder auf der Innenwandung
des Förderabschnitts entsteht oder vergrößert, wodurch dann wiederum Verluste entstehen,
wenn die Auslenkung linear steigend erfolgt.
[0013] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit
einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Pumpe in Draufsicht,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe in Schnittansicht durch den
Getriebeabschnitt,
Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Pumpe in Seitenansicht,
Fig. 4 eine räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe mit Antrieb,
[0014] Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht in Draufsicht einer erfindungsgemäßen Spindelpumpe
10. Die Spindelpumpe 10 weist ein Gehäuse 11 auf, das einen Pumpenabschnitt 12, einen
Lagerabschnitt 13 und einen Getriebeabschnitt 14 aufweist. Diese sind räumlich und
hydraulisch voneinander getrennt. Fig 3 zeigt eine Schnittansicht in Seitenansicht
des Pumpenabschnitts 12 der erfindungsgemäßen Spindelpumpe 10.
[0015] Die Spindelpumpe 10 umfasst eine angetriebene Welle 15 und eine getriebene Welle
16. An der angetriebenen Welle 15 ist eine Förderschraube 17 und an der getriebenen
Welle 16 ist eine Förderschraube 18 angeordnet, die sich im Eingriff befinden. Im
Lagerabschnitt 13 ist ein Nadellager 19 und ein Rollenlager 20 vorgesehen, so dass
die Wellen in Außenlagerung außerhalb des Pumpabschnitts 12 gelagert sind.
[0016] Im Getrieberaum 21 befinden sich die Wellenenden 22, 21. Das Wellenende 22 der angetriebenen
Welle 15 erstreckt sich aus dem Gehäuse 11 heraus und weist dort einen Anschluss 24
für eine Antriebseinheit 49 auf.
[0017] Auf der angetriebenen Welle 15 befindet sich ein Zahnrad 25. Auf der getriebenen
Welle ist ein Zahnrad 26 angeordnet. Die Zähne der Zahnräder 25, 26 befinden sich
kämmend im Eingriff.
[0018] Auf der getriebenen Welle 16 ist auf dem Wellenende 23 ein Befestigungselement 27
angeordnet. Das Befestigungselement 27 weist einen Buchsenabschnitt 28 und einen Flanschabschnitt
29 auf. Die Außenseite des Buchsenabschnitts 28 ist gleichzeitig Aufnahmefläche 30
für das Zahnrad 26.
[0019] In eine Nut (nicht dargestellt) in dem Wellenende 23 und im Befestigungselement 27
ist eine Passfeder 31 eingesetzt, über die eine Drehwirkverbindung zwischen Welle
16 und Befestigungselement 27 hergestellt wird. In einer Bohrung (nicht dargestellt)
in der Stirnfläche 32 des Wellenendes 23 ist eine Sechskantschraube 33 eingeschraubt,
mit der eine Spannscheibe 34 gegen einen Sitz 35 am Befestigungselement 27 festgeschraubt
wird. Dadurch wird das Befestigungselement 27 mit dem Wellenende 23 arretierend verbunden.
[0020] Der Flanschabschnitt 29 weist eine Bohrung 36 auf. Das Zahnrad 26 weist eine korrespondierende
Bohrung 37 auf, die als Durchgangsbohrung oder als Lochbohrung ausgeführt sein kann.
In der Bohrung 37 ist ein Gewinde (nicht dargestellt) angeordnet. In dieses Gewinde
wird eine Sechskantschraube 38 eingeschraubt, wodurch der Flanschabschnitt 29 des
Befestigungselements 27 mit dem Zahnrad 26 arretiert wird.
[0021] Hinter dem Buchsenabschnitt 28 des Befestigungselements 27 befindet sich eine Abstandsbuchse
39, mit der gewährleistet wird, dass das Zahnrad 26 nicht mit den Befestigungsschrauben
40 des Getriebeabschnitts 14 mit dem Lagerabschnitt 13 in Berührung kommen kann.
[0022] Auf dem Zahnrad 26 ist das Befestigungselement 27 mit seinem Flanschabschnitt 29
dargestellt. Über die Sechskantschraube 33 ist die Spannscheibe 34 in den Sitz 35
des Flanschabschnitts 29 montiert. Die Bohrung 36 im Flanschabschnitt 29 ist dabei
als Langloch 41 ausgeführt. Des Weiteren weist der Getriebeabschnitt 14 an seiner
Oberseite eine Öffnung 42 auf, die mit einem Deckel 43 über Sechskantschrauben 44
mit dem Getriebeabschnitt 14 haltend verbunden ist (Siehe Fig. 2).
[0023] Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schraubenspindelpumpe in Seitenansicht.
[0024] Der Pumpenabschnitt 12 weist dabei ein Fördergehäuseteil 50 auf. Im Fördergehäuseteil
50 ist ein Förderraum 51 angeordnet, in dem in entsprechenden Bohrungen die Förderschrauben
17, 18 vorgesehen sind. Das Fördergehäuseteil 50 setzt sich dabei aus einem Förderabschnitt
52, einem Deckel 53 mit erster Förderöffnung 54 sowie einem Zwischenflansch 55 mit
zweiter Förderöffnung 56 zusammen. Diese sind, wie hier bevorzugt dargestellt ist,
miteinander mit einer Mutter-Schraubenverbindung 64 verschraubt.
[0025] Zwischen den einzelnen Förderschraubenvorsprüngen 54 sind Förderkammern 63 vorgesehen,
in denen das zu pumpende Material bewegt wird.
[0026] Zwischen Förderabschnitt 52 und Deckel 53 bzw. zwischen Förderabschnitt 52 und Zwischenflansch
55 ist jeweils eine Dichtung 62 vorgesehen.
[0027] In der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform sind die Dichtungen 62 dabei so dargestellt,
dass diese am Deckel 53 und am Zwischenflansch 55 hin zum Förderabschnitt 52 angeordnet
sind.
[0028] Allerdings können sich die Dichtungen 62 dann auch weiter hin zum Förderabschnitt
52 erstrecken.
[0029] Im Bereich der Dichtung 62 ist ein Trennelement 60 vorgesehen, dass von einer Innenwandung
58 des Förderabschnitt 52 durch einen Raum 61 getrennt ist.
[0030] Das Trennelement 60 ist dabei bevorzugt über den gesamten Bereich 57 der Förderschrauben
17, 18 vorgesehen.
[0031] Das Trennelement 60 ist dabei in Verbindung mit den Dichtungen 62 und gegenüber diesen
in den Raum 61 hinein bzw. aus diesem heraus beweglich angeordnet. Es besteht eine
schwimmende Lagerung zwischen dem Trennelement 60 im Förderraum 51. Die Bewegung kann
dabei radial beispielsweise in Bezug auf eine Mittelachse 66 erfolgen.
[0032] In Figur 3 ist die Förderrichtung in Pfeilrichtung B dargestellt. Im Betrieb werden
die Wellen 15, 16 in Pfeilrichtung A hin zur unteren Innenwandlung 58 ausgelenkt,
sodass eine Auslegung 65 gegenüber der Mittelachse 66 der Wellen 15, 16 entsteht.
[0033] Die Außenseite 59 der Förderschrauben 17, 18 sind in Kontakt mit dem Trennelement
60.
[0034] Durch die Auslenkung in Pfeilrichtung A bewegt sich das Trennelement 60 in Pfeilrichtung
C in den Raum 61 hin zur Innenwandung 58 des Förderabschnitt 52 an der Unterseite
der Förderschrauben 17, 18 hinein. Gleichzeitig bewegt sich das Trennelement 60 an
der Oberseite der Förderschrauben 17, 18 aus dem Raum 61 in Pfeilrichtung D heraus.
Die Bewegung des Trennelements 60 erfolgt somit bevorzugt radial in Bezug auf die
Mittelachse 66. Der Kontakt zwischen den Außenseiten 59 der Förderschrauben 17, 18
und dem Trennelement 60 bleibt bestehen, sodass kein Spalt zwischen der Außenseite
59 und dem Trennelement 60 entsteht, sodass keine Verluste durch Rückflüsse beim Pumpen
auftreten.
[0035] Das Trennelement 60 bewegt sich dabei wenigstens gegenüber der Dichtung 62 zwischen
dem Deckel 53 und dem Förderabschnitt 52 ebenfalls in Pfeilrichtung C bzw. Pfeilrichtung
D.
[0036] Je nach Art der Verformung der Wellen 15, 16 bzw. Förderschrauben 17, 18 verformt
sich auch das Trennelement 60 ggf. elastisch mit. Ist die Verformung der Wellen 15,
16 bzw. Förderschrauben 17, 18 linear, dann ist eine elastische Verformung des Trennelements
60 nicht erforderlich.
[0037] Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Drehbewegung um eine nicht dargestellte
Drehachse erfolgen, wodurch dann entweder eine Bewegung des Trennelements 60 gegenüber
der Dichtung 62 zwischen dem Deckel 53 und dem Förderabschnitt 52 in Pfeilrichtung
C, D erfolgt oder zusätzlich auch eine Bewegung des Trennelements 60 gegenüber der
Dichtung 62 zwischen Förderabschnitt 52 und Zwischenflansch 55 entgegen der Pfeilrichtung
C, D erfolgt.
[0038] Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Spindelpumpe 10 auf einer Grundplatte 48. Die Spindelpumpe
10 ist dabei mit einer Antriebseinheit 49 verbunden.
Bezugszeichenliste
10 |
Spindelpumpe |
45 |
Schraubenvorsprung |
11 |
Gehäuse |
46 |
Flanke |
12 |
Pumpenabschnitt |
47 |
Flankenspiel |
13 |
Lagerabschnitt |
48 |
Grundplatte |
14 |
Getriebeabschnitt |
49 |
Antriebseinheit |
15 |
angetriebene Welle |
50 |
Fördergehäuseteil |
16 |
getriebene Welle |
51 |
Förderraum |
17 |
Förderschraube |
52 |
Förderabschnitt |
18 |
Förderschraube |
53 |
Deckel |
19 |
Nadellager |
54 |
erste Förderöffnung |
20 |
Rollenlager |
55 |
Zwischenflansch |
21 |
Getrieberaum |
56 |
zweite Förderöffnung |
22 |
Wellenende |
57 |
Bereich der Förderschrauben |
23 |
Wellenende |
58 |
Innenwandung |
24 |
Anschluss |
59 |
Außenseite |
25 |
Zahnrad |
60 |
Trennelement |
26 |
Zahnrad |
61 |
Raum |
27 |
Befestigungselement |
62 |
Dichtung |
28 |
Buchsenabschnitt |
63 |
Förderkammer |
29 |
Flanschabschnitt |
64 |
Mutter-Schraubenverbindung |
30 |
Aufnahmefläche |
65 |
Auslenkung |
31 |
Passfeder |
66 |
Mittelachse |
32 |
Stirnfläche |
|
|
33 |
Sechskantschraube |
|
|
34 |
Spannscheibe |
A |
Richtung der Auslenkung |
35 |
Sitz |
B |
Förderrichtung |
36 |
Bohrung |
C |
schwimmende Bewegung |
37 |
Bohrung |
D |
schwimmende Bewegung |
38 |
Sechskantschraube |
|
|
39 |
Abstandsbuchse |
|
|
40 |
Befestigungsschraube |
|
|
41 |
Langloch |
|
|
42 |
Öffnung |
|
|
43 |
Deckel |
|
|
44 |
Sechskantschraube |
|
|
1. Zweispindelige Schraubenspindelpumpe in einflutiger Bauweise mit einem Pumpengehäuse
(11), das einen Pumpenabschnitt (12), einen Lagerabschnitt (13) und einen Getriebeabschnitt
(14) mit einem Getrieberaum aufweist, wobei der Lagerabschnitt (13) und der Pumpenabschnitt
(12) getrennt voneinander ausgeführt sind, mit einem Fördergehäuseteil (50) als Bestandteil
des Pumpenabschnitts (12), in dem zwei auf Wellen (15, 16) in einem Förderraum (51)
angeordnete Förderschrauben (17, 18) mit Flanken (46) vorgesehen sind, wobei die Wellen
(15,16) im Lagerabschnitt (13) gelagert sind und sich in den Getriebeabschnitt (14)
erstrecken, und wobei das Fördergehäuseteil (50) wenigstens einen Förderabschnitt
(52) mit einer Innenwandung (58) aufweist, die der Außenseite (59) der Förderschrauben
(17,18) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwandung (58) des Förderabschnitts (52) und der Außenseite (59)
der Förderschrauben (17,18) wenigstens im Bereich (57) der Förderschrauben (17, 18)
wenigstens ein Trennelement (60) vorgesehen ist, das mit wenigstens einem Abschnitt
der Außenseite (59) der Förderschrauben (17, 18) in Kontakt ist, und dass das Trennelement
(60) im Fördergehäuseteil (50) gegenüber der Innenwandung (58) des Förderabschnitts
(52) schwimmend gelagert ist.
2. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wenigstens einen Trennelement (60) und der Innenwandung (58) des Förderabschnitts
(52) ein Raum (61) vorgesehen ist, in den hinein und/oder heraus wenigstens ein Teil
des Trennelements (60) bewegbar ist.
3. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (60) von der Mittelachse der Schraubenspindelpumpe parallel zu den
Wellen (15, 16) aus gesehen wenigstens abschnittsweise radial elastisch verformbar
und/oder radial bewegbar ist.
4. Schraubenspindelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (60) wenigstens teilweise aus wenigstens einem Kunststoff, einem
Keramikmaterial oder einem mit dem Material der Außenseite (59) der Förderschrauben
(17, 18) nicht fressend reagierenden Material besteht.
5. Schraubenspindelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördergehäuseteil (50) einen Deckel (53) mit einer ersten Förderöffnung (54)
zum Anschluss einer Leitung zum Zu- oder Abführen eines zu pumpenden Mediums aufweist,
und dass der Deckel (53) mit dem Förderabschnitt (52) verbunden ist, und/oder dass
das Fördergehäuseteil (50) einen Zwischenflansch (55) mit einer zweiten Förderöffnung
(56) zum Anschluss einer ersten Leitung zum Zu- oder Abführen eines zu pumpenden Mediums
aufweist, und dass der Zwischenflansch (55) mit dem Förderabschnitt (52) verbunden
ist.
6. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trennelement (60) und Deckel (53) und/oder Zwischenflansch (55) jeweils
wenigstens eine Dichtung (62) vorgesehen ist.
7. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (60) zwischen den Dichtungen (62) schwimmend gelagert ist.
8. Schraubenspindelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderabschnitt (52) an seinen Enden jeweils wenigstens eine Dichtung (62) aufweist,
zwischen denen das Trennelement (60) schwimmend gelagert ist.
9. Schraubenspindelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (60) im Fördergehäuseteil (50) gegenüber der Innenwandung (58) des
Förderabschnitts (52) so schwimmend gelagert ist, dass das Trennelement (60) um eine
Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse rechtwinklig zur Mittelachse der
Schraubenspindelpumpe parallel zu den Wellen (15, 16) vorgesehen ist.