[0001] Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindelpumpe, mit einem Spindelgehäuse, in dem
eine Antriebsspindel und wenigstens eine mit dieser kämmende Laufspindel in Spindelbohrungen
aufgenommen sind, und einem das Spindelgehäuse einhausenden Außengehäuse.
[0002] Eine solche Schraubenspindelpumpe dient zum Fördern eines Fluides, beispielsweise
von Kraftstoff oder eine Versorgungs- oder Kühlflüssigkeit oder dergleichen, wie sie
in einem Kraftfahrzeug benötigt werden. Auch in anderen Land- oder Luftfahrzeugen
wie z.B. Flugzeuge oder Drohnen können solche Schraubenspindelpumpen eingesetzt werden,
wobei die Einsatzmöglichkeiten hierauf nicht beschränkt sind. Die Förderung erfolgt
über wenigstens zwei miteinander kämmende Spindeln, nämlich eine Antriebsspindel,
die mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist, und eine Laufspindel, die beide in einem
Spindelgehäuse aufgenommen sind. Das Spindelgehäuse weist hierzu mehrere der Spindelanzahl
entsprechende, einander schneidende Spindelbohrungen auf. Zumeist ist das Spindelgehäuse
in einem Außen- oder Pumpengehäuse aufgenommen, über das die Zu- und Abfuhr des zu
fördernden Fluides erfolgt.
[0003] Das Funktionsprinzip der Schraubenspindelpumpe beruht darauf, dass die Antriebsspindel
und die Laufspindel mit ihren Spindelprofilen miteinander kämmen und aufgrund der
Spindelrotation ein Fördervolumen axial verschoben wird. Die Antriebsspindel weist
hierzu einen zylindrischen Spindelkern und zumeist zwei um den Spindelkern umlaufende
Spindelprofile auf. Über diese Spindelprofile werden umlaufende Profiltäler ausgebildet,
in die entsprechende Spindelprofile der Laufspindel eingreifen, und umgekehrt. Neben
einer solchen zwei spindeligen Ausgestaltung ist es auch denkbar, die Schraubenspindel
mit drei Spindeln auszulegen, das heißt, dass dann zwei Laufspindeln vorgesehen sind,
die um 180° versetzt neben der mittigen Antriebsspindel angeordnet sind und mit dieser
kämmen.
[0004] Das zu fördernde Fluid wird der Schraubenspindelpumpe über einen am Außengehäuse
an der Saugseite vorgesehenen Einlass, der üblicherweise als Anschlussstutzen ausgeführt
ist, zugeführt, während das geförderte, unter Druck stehende Fluid an der Druckseite
über einen entsprechenden, am Außengehäuse vorgesehenen Auslass, ebenfalls als Anschlussstutzen
ausgeführt, abgefördert wird. An den Einlass und den Auslass, also den jeweiligen
Stutzen, sind entsprechende Leitungen des Fluidkreislaufs, in den die Schraubenspindelpumpe
geschaltet ist, anzuschließen. Dabei kommt es häufig vor, dass die an den Einlass
und den Auslass anzuschließenden Leitungsenden an bestimmten, beispielsweise aufgrund
der Bauraumsituation nicht flexiblen Positionen vorgesehen sind, was wiederum bedingt,
dass natürlich auch pumpenseitig der Einlassstutzen und der Auslassstutzen entsprechend
positioniert werden müssen, um die Verbindungen zu schließen. Die setzt wiederum voraus,
dass das Außengehäuse, an dem die entsprechenden Einlass- und Auslassstutzen vorgesehen
sind, entsprechend konfiguriert ist. Regelmäßig ist das Außengehäuse ein beispielsweise
topfartiges, einstückiges Bauteil, zumeist ein Guss- oder Spritzgussbauteil oder ein
3D-Druckteil, an dem die entsprechenden Stutzen positionsfest angeformt sind. Eine
variierende Anschlussgeometrie der Montageumgebung bedingt es folglich, für unterschiedliche
Montagesituationen unterschiedliche Außengehäuse, in die das Spindelgehäuse eingesetzt
ist, vorzuhalten. Dies ist aufwendig.
[0005] Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Schraubenspindelpumpe
anzugeben.
[0006] Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Schraubenspindelpumpe vorgesehen,
mit einem Spindelgehäuse, in dem eine Antriebsspindel und wenigstens eine mit dieser
kämmende Laufspindel im Spindelbohrungen aufgenommen sind, einem das Spindelgehäuse
einhausenden Außengehäuse, sowie einem axial auf das Außengehäuse aufgesetzten Deckelbauteil,
an dem sowohl ein axialer Fluideinlassanschluss also auch ein seitlicher Fluidauslassanschluss
vorgesehen ist, wobei der Fluideinlassanschluss mit einem Fluideinlass des Spindelgehäuses
und der Fluidauslassanschluss mit einem Fluidauslass des Spindelgehäuses kommuniziert,
wobei das Deckelbauteil in mehreren ausgezeichneten Verdrehstellungen mit einer ersten
Teilung am Außengehäuse befestigbar ist, und wobei das Spindelgehäuse in mehreren
ausgezeichneten Verdrehstellungen mit einer zweiten, kleineren Teilung am Deckelbauteil
und/oder im Außengehäuse befestigbar ist.
[0007] Die erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe ermöglicht es mit besonderem Vorteil,
den Fluideinlassanschluss und den Fluidauslassanschluss in unterschiedlichen räumlichen
Positionen anordnen zu können, verbunden mit der Möglichkeit, das Spindelgehäuse in
einer für den Förderprozess vorteilhaften räumlichen Ausrichtung, in welche beispielsweise
die Längsachsen der Spindeln in einer Horizontalebene liegen, im Außengehäuse anzuordnen.
[0008] Zunächst ist das Außengehäuse an beiden axialen Seiten offen. Während auf die eine
Axialseite der Antriebsmotor gesetzt wird und diese schließt, welcher Antriebsmotor
mit einer Antriebswelle über eine Kupplung mit der Antriebsspindel zum aktiven Antreiben
derselben respektive des Spindelpakets gekoppelt ist, wird die andere Seite des Außengehäuses
über ein Deckelbauteil geschlossen. An diesen Deckelbauteil ist nun sowohl der Fluideinlassanschluss
als auch der Fluidauslassanschluss vorgesehen. Dabei ist der Fluideinlassanschluss
axial gerichtet, während der Fluidauslassanschluss zur Seite gerichtet ist und z.B.
in einem Winkel von 90° zum Einlass steht. Das heißt, dass das Deckelbauteil einerseits
das Außengehäuse schließt, andererseits aber beide Anschlussstellen aufweist. Am Außengehäuse
selbst, also dem beidseits offenen, näherungsweise quasi hohlzylindrischen Bauteil
sind keinerlei Anschlussmodifikationen vorgesehen, sodass dieses relativ einfach konzipiert
werden kann. Dies gilt letztlich auch für das Deckelbauteil, dass ein relativ schmales
Bauteil ist und, insbesondere wenn es aus Kunststoff gefertigt ist, ohne Probleme
mit den entsprechenden Anschlussstutzen ausgerüstet werden kann.
[0009] Zur Ermöglichung unterschiedlicher räumlichen Ausrichtungen des seitlichen Fluidauslassanschlusses
(der Fluideinlassanschluss ist wie beschrieben axial in oder parallel zur Pumpenlängsachse
positioniert) ist das Deckelbauteil in unterschiedlichen, definierten Verdrehstellungen
mit dem Außengehäuse verbindbar. Diese ausgezeichenten, definierten Verdrehstellungen
weisen eine erste Teilung auf. Das heißt, dass das Deckelbauteil um die Außengehäuselängsachse
verdreht in unterschiedlichen definierten Positionen am Außengehäuse befestigt werden
kann. Hieraus resultiert, dass dadurch zwangsläufig der seitlich abragende Fluidauslassanschluss
in unterschiedliche Umfangspositionen gebracht werden kann.
[0010] Um des Weiteren auch die Möglichkeit zu schaffen, dass das Spindelgehäuse und mit
ihm die Spindeln in einer für den Pumpenbetrieb bestmögliche räumliche Position in
der Montagestellung der Pumpe gebracht werden kann, ist des Weiteren eine zweite Verdrehmöglichkeit
vorgesehen, mithin also ein zweiter Drehfreiheitsgrad. Denn erfindungsgemäß kann auch
das Spindelgehäuse in unterschiedlichen, ausgezeichneten Verdrehstellungen entweder
am Deckelbauteil oder am Außengehäuse oder an beiden befestigt werden. Diese ausgezeichneten
Verdrehstellungen bezüglich des Spindelgehäuses weisen eine zweite Teilung auf, wobei
diese Teilung kleiner als die erste Teilung ist, in der das Deckelbauteil befestigbar
ist. Soll also das Spindelgehäuse stets so positioniert werden, dass die Längsachsen
der darin aufgenommenen Spindeln näherungsweise in einer Horizontalebene liegen, so
kann das Spindelgehäuse, bezogen auf die finale Montagestellung, so in das Außengehäuse
eingesetzt werden, dass diese horizontale Ausrichtung eingenommen werden kann.
[0011] Resultierend aus dem Umstand, dass zwei unterschiedliche Verdrehfreiheitsgrade gegeben
sind, die jeweils ausgezeichnete Positionierungen des Deckelbauteils sowie des Spindelgehäuses
ermöglichen, bietet die Schraubenspindelpumpe ein hohes Maß an Flexibilität in Bezug
auf die Positionierung insbesondere des radialen respektive seitlich abragenden Fluidauslassanschlusses.
Denn einerseits besteht die Möglichkeit, durch entsprechende Positionierung des Deckelbauteils
in einer erforderlichen Verdrehstellung eine Grobausrichtung des seitlich abragenden
Fluidauslassanschlusses in Bezug auf die Montageposition vorzunehmen. Sodann kann
durch entsprechende Positionierung des Spindelgehäuses in einer bevorzugten Verdrehstellung
im Außengehäuse respektive Befestigung des Spindelgehäuses, resultierend aus der kleineren
zweiten Teilung, quasi eine Feinpositionierung des seitlich abragenden Fluidauslassanschlusses
vorgenommen werden. Denn das Außengehäuse und das Deckelbauteil werden letztlich gemeinsam
relativ zu dem Spindelgehäuse, das wie gesagt in der finalen Montageendstellung z.B.
horizontal in Bezug auf die Spindelachsenebene angeordnet sein soll, verdreht. Die
finale Verdrehstellung kann nun derart sein, dass der seitlich abragende Fluidauslassstutzen
in einer Verdreh- oder Umfangsposition ist, in die er allein durch die Verdrehung
des Deckelbauteils relativ zum Außengehäuse sowie dessen Befestigung am Außengehäuse
nicht gebracht werden kann.
[0012] Damit bietet die erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe die Möglichkeit, einerseits
sehr flexibel die räumliche Positionierung des seitlich respektive radial abragenden
Fluidauslassanschlusses in Umfangsrichtung vorzunehmen, und andererseits die Möglichkeit,
das Spindelgehäuse mit den Spindeln für einen bestmöglichen Pumpenbetrieb entsprechend
räumlich orientiert anzuordnen.
[0013] Wie beschrieben unterscheiden sich die erste und die zweite Teilung, die zweite Teilung
ist kleiner als die erste Teilung. Bevorzugt beträgt die erste Teilung 90°, während
die zweite Teilung 45° beträgt. Dies bedeutet, dass das Deckelbauteil in vier ausgezeichneten
Positionen am Außengehäuse befestigt werden kann, nämlich in 0°, 90°, 180° und 270°.
Demgegenüber kann das Spindelgehäuse in acht ausgezeichneten Verdrehpositionen relativ
zum Außengehäuse respektive Deckelbauteil angeordnet und befestigt werden, nämlich
0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° und 315°. Das wiederum bedeutet, dass im Endeffekt
der Fluidauslassanschluss ebenfalls in acht ausgezeichneten, finalen Umfangspositionen
angeordnet werden kann, die den bezüglich der zweiten Teilung beschriebenen Winkelpositionen
entsprechen, wenn davon ausgegangen wird, dass das Spindelgehäuse so positioniert
wird, dass die Längsachsen der Spindel in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen.
Da natürlich auch eine gewisse geringe Verkippung der Horizontalebene der Spindelachsen
möglich ist, ohne dass sich dies allzu nachteilig auf den Förderbetrieb auswirkt,
beispielsweise eine Verkippung um maximal 10° zu beiden Seiten, ergibt sich zwangsläufig,
dass natürlich auch weit mehr entsprechende Umfangspositionen seitens des Fluidauslassanschlusses
angenommen werden können und mithin dieser optimal in Bezug auf die Anschlussmodifikation
der anzuschließenden Leitung ausgerichtet werden kann.
[0014] Neben dem Umstand, dass die Schraubenspindelpumpe als 2-Spindel-Pumpe ausgeführt
ist, umfassend nur eine Antriebsspindel und eine parallel und seitlich dazu angeordnete
Laufspindel, ist es natürlich auch möglich, die Schraubenspindelpumpe als 3-Spindel-Pumpe
auszuführen, mit einer mittigen Antriebsspindel und zwei seitlich dazu beidseits angeordneten
Laufspindeln, die um 180° versetzt positioniert sind und beide mit der Antriebsspindel
kämmen.
[0015] Die Antriebsspindel und die eine oder die beiden Laufspindeln sind zweckmäßigerweise
axial an der Saugseite, also benachbart zum Fluideinlassanschluss, abzustützen. Zu
diesem Zweck ist in Weiterbildung der Erfindung ein am Deckel angeordnetes Stützbauteil
vorgesehen, an dem alle Spindeln axial abgestützt sind respektive gegen das sie zu
axialen Abstützung laufen können. Auch an der gegenüberliegenden Seite des Spindelgehäuses
ist zweckmäßigerweise eine solche Abstützung vorgesehen, auch dort können entsprechende
Stützmittel zumindest für die beiden Laufspindeln vorgesehen sein, nachdem die Antriebsspindel
ja axial letztlich an der Antriebswelle des Antriebsmotors abgestützt ist.
[0016] Das saugseitig, benachbart zum Fluideinlassanschluss vorgesehene Stützbauteil ist
in Weiterbildung der Erfindung eine Passfeder, die gemäß der Erfindung in unterschiedlichen
ausgezeichneten Verdrehstellungen mit der zweiten Teilung am Deckelbauteil positionierbar
ist. Das heißt, dass diese Passfeder quasi mit dem Spindelgehäuse mitwandert und mithin,
wenn das Spindelgehäuse wie beschrieben beispielsweise horizontal ausgerichtet werden
soll, ebenfalls horizontal ausgerichtet ist. Durch diese variable Anordnung der Passfeder
ist folglich stets eine optimale Spindelabstützung zur Saugseite hin sichergestellt
ist.
[0017] Bevorzugt sind an dem Deckelbauteil entsprechend den verschiedenen Verdrehstellungen
Aufnahmenuten vorgesehen, in die die längliche Passfeder eingesetzt werden kann. Diese
länglichen Nuten sind sternförmig angeordnet, wobei je nach Deckelausrichtung immer
eine Aufnahmenut horizontal oder näherungsweise horizontal positioniert ist. Da diese
Nuten wie beschrieben gemäß der zweiten Teilung, in der auch das Spindelgehäuse anordbar
ist, positioniert sind, ist demzufolge stets eine Positions- oder Ausrichtungsgleichheit
von Passfeder und Spindelgehäuse bzw. Spindeln gegeben.
[0018] Bevorzugt wird die Passfeder klemmend in der jeweiligen Aufnahmenut fixiert, das
heißt, dass die Passfeder ein leichtes Übermaß bezogen auf die Dimension der Passfeder
aufweist, sodass eine Klemmfixierung, bei der es sich auch um eine Schnappfixierung
handeln kann, sichergestellt ist.
[0019] Wie beschrieben kann das Spindelgehäuse entweder nur oder zumindest zusätzlich auch
am Deckelbauteil in den mehreren, der zweite Teilung entsprechenden Verdrehstellungen
fixiert werden. Um diese Fixierung zu ermöglichen, sind am Deckelbauteil mehrere,
der zweiten Teilung entsprechend positionierte erste Befestigungsmittel vorgesehen,
die mit am Spindelgehäuse vorgesehenen zweiten Befestigungsmitteln verbindbar sind.
Das heißt, dass sowohl deckelbauteilseitig als auch spindelgehäuseseitig miteinander
eben nur in den entsprechenden Verdrehstellungen zusammenwirkende erste und zweite
Befestigungsmittel vorgesehen sind, die eine insbesondere verdrehgesicherte Befestigung
des Spindelgehäuses am Deckelbauteil ermöglichen.
[0020] In einer konkreten Realisierungsform können die ersten Befestigungsmittel am Deckelbauteil
ausgeformte Vertiefungen sein, in die am Spindelgehäuse als zweite Befestigungsmittel
vorgesehene axiale Vorsprünge eingreifen. Das heißt, dass letztlich am Deckelgehäuse
eine der zweiten Teilung entsprechende Vertiefungsgeometrie ausgebildet ist. Sind
beispielsweise am Spindelgehäuse zwei um 180° vorgesehene axiale Vorsprünge als zweite
Befestigungsmittel vorgesehen, so sind am Deckelbauteil in der jeweiligen Teilung
ebenfalls jeweils zwei um 180° zueinander versetzte Vertiefungen vorgesehen, jedoch
jeweils zwei in jede definierten Verdrehstellung, also bei einer 45°-Teilung insgesamt
acht Vertiefungspaare. Durch den axialen Eingriff der Vorsprünge in die Vertiefungen
ist eine verdrehsichere, formschlüssige Verbindung ohne weiteres möglich. An der anderen
Seite ist das Spindelgehäuse natürlich ebenfalls entsprechend axial abgestützt, beispielsweise
an einem entsprechenden Anschlag am Außengehäuse oder an einem Anschlag am Motorgehäuse
oder eine Zwischenplatte oder ähnlichem.
[0021] Alternativ ist es denkbar, die ersten und zweiten Befestigungsmittel auch in umgekehrter
Weise anzuordnen. Das heißt, dass am Deckelbauteil als erste Befestigungsmittel mehrere
axiale Vorsprünge vorgesehen sind, die jeweils paarweise und einander um 180° versetzt
gegenüberliegend in den entsprechenden definierten Verdrehstellungen am Deckelbauteil
angeordnet respektive angeformt sind. Die zweiten Befestigungsmittel sind in diesem
Fall an der Stirnseite des Spindelgehäuses vorgesehene axiale Vertiefungen, die um
180° versetzt zueinander positioniert sind, und in die jeweils zwei deckelbauteilseitige
Vorsprünge eingreifen.
[0022] Wie bereits beschrieben, ist die Befestigung des Spindelgehäuses an dem Deckelbauteil
eine Befestigungsvariante. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Spindelgehäuse
am Außengehäuse in den entsprechenden, ausgezeichneten Verdrehpositionen der zweiten
Teilung befestigbar ist. Hierzu ist es denkbar, am oder im Außengehäuse mehrere, der
zweiten Teilung entsprechend positionierte erste Befestigungsmittel vorzusehen, die
mit am Spindelgehäuse vorgesehenen zweiten Befestigungsmittel verbindbar sind. Das
heißt, dass auch bezüglich dieser Verbindungsebene entsprechende erste und zweite
Befestigungsmittel, die zur verdrehgesicherten Fixierung miteinander zusammenwirken,
vorgesehen sind.
[0023] Denkbar ist es hierbei, dass die ersten Befestigungsmittel radial offene Aufnahme
sind, die in am Spindelgehäuse vorgesehene, als zweite Befestigungsmittel dienende
radial gerichtete Vorsprünge eingreifen. Das heißt, dass letztlich eine Art Nut-Feder-Ausgestaltung
vorgesehen ist, mit entsprechenden Nuten an der Außenseite des Spindelgehäuses und
entsprechenden Feder an der Innenseite des Außengehäuses. Die Federn können axial
in die Nuten eingeschoben werden, worüber die verdrehsichere Befestigung erfolgt.
Denkbar ist natürlich auch, die Befestigungsmittel in umgekehrte Weise auszubilden,
das heißt, dass die ersten Befestigungsmittel radial gerichtete Vorsprünge sind, die
in am Spindelgehäuse vorgesehene, als zweite Befestigungsmittel dienende radial offene
Aufnahmen eingreifen.
[0024] Grundsätzlich besteht natürlich die Möglichkeit, das Spindelgehäuse, das Außengehäuse
und/oder das Deckelbauteil aus Metall herzustellen. Alternativ dazu ist es aber auch
denkbar, das Spindelgehäuse, das Außengehäuse und/oder das Deckelbauteil aus Kunststoff
zu formen, also als entsprechende Spritzguss- oder 3D-Druckbauteile auszuführen. Ist
ein entsprechendes Stützbauteil, beispielsweise die Passfeder, vorgesehen, so ist
diese bevorzugt aus Metall, wie auch die Spindeln, die aber grundsätzlich auch aus
Kunststoff gefertigt sein können.
[0025] Um das Pumpeninneren entsprechend abdichten zu können und eine Leckage zu vermeiden,
ist zweckmäßigerweise das Deckelbauteil über ein erstes Dichtelement gegen das Spindelgehäuse
und über ein zweites Dichtelement gegen das Außengehäuse abgedichtet. Hierzu kann
am Deckelbauteil oder am Spindelgehäuse eine erste axiale Aufnahmenut vorgesehen sein,
in die das erste Dichtelement eingelegt ist, während am Außengehäuse oder am Deckelbauteil
eine zweite radiale Aufnahmenut vorgesehen ist, in die das zweite Dichtelement eingelegt
ist. Es erfolgt also einerseits eine axiale Abdichtung zwischen Spindelgehäuse und
Deckelbauteil, andererseits eine radiale Abdichtung zwischen Außengehäuse und Deckelbauteil,
wobei das Deckelbauteil das Außengehäuse zweckmäßigerweise in diesem Dichtbereich
radial umgreift.
[0026] Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Spindelgehäuse einen
axialen Fluidauslass für das über die Antriebs- und die Laufspindel durch das Spindelgehäuse
geförderte Fluid aufweist, der mit einer zwischen dem Spindelgehäuse und dem Außengehäuse
ausgebildeten, sich um 360° erstreckenden Fluidkammer kommuniziert, die wiederum mit
dem radialen Fluidauslass des Deckelbauteils kommuniziert. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung
verlässt das unter Druck stehende Fluid das Spindelgehäuse axial, also in Längsrichtung
der Spindellängsachsen. Dies ist zweckmäßig, um störende Strömungsgeräusche zu reduzieren
respektive zu vermeiden. Des Weiteren sieht diese Ausgestaltung vor, dass das unter
Druck stehende Fluid sodann in eine Fluidkammer geleitet wird, die zwischen dem Spindelgehäuse
und dem Außengehäuse ausgebildet ist und die sich um 360° um das Spindelgehäuse erstreckt.
Diese Fluidkammer ist im Betrieb mit dem den Pumpen- oder Ausgangsdruck aufweisenden
Fluid gefüllt. Hieraus resultiert, dass das Fluid einen radial nach innen gerichteten
Druck auf das Spindelgehäuse ausübt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass das Spindelgehäuse
hierüber radial gesehen vorgespannt wird, sodass über diesen Fluiddruck etwaigen,
aus dem Pumpenbetrieb respektive dem Innendruck im Spindelgehäuse resultierende Geometrieänderungen
des Spindelgehäuses respektive Toleranzen entgegengewirkt werden kann. Es kommt folglich
in keinem Fall zu einer geringen Aufweitung des Spindelgehäuses, was sich nachteilig
auf den Wirkungsgrad auswirken würde. Stattdessen wird mittels dieser Fluidkammer,
die auch als Druckkammer bezeichnet werden kann, ein Druckmantel um die das Spindelgehäuse
gebildet.
[0027] Dabei sollte sich diese Fluidkammer, axial gesehen, über wenigstens die halbe Länge
der Spindelbohrung respektive des Spindelgehäuses erstrecken, sodass eine entsprechen
große Überdeckung gegeben ist und die radiale Vorspannung möglichst großflächig gegeben
ist. Eine Kammerlänge, die sich über ca. 2/3 des Spindelgehäuses erstreckt, oder über
die gesamte Länge des Spindelgehäuses ist ohne weiteres denkbar.
[0028] Weiterhin kann ein axial auf das Außengehäuse aufgesetztes Zwischenbauteil vorgesehen
sein, das zum Anbinden eines Antriebsmotors ausgebildet ist, wobei an dem Zwischenbauteil
eine oder mehrere, das vom Fluidauslass kommende Fluid zur Fluidkammer umlenkende
Umlenkkavitäten vorgesehen sind. Dieses Zwischenbauteil bildet quasi die Montageschnittstelle
für den Antriebsmotor respektive das Motorgehäuse und ist, bevorzugt plattenförmig
ausgeführt, zwischen dem Motorgehäuse und dem Außengehäuse angeordnet. An ihm ist
zum einen eine Bohrung vorgesehen, durch die die Antriebswelle des Antriebsmotors
hin zu Antriebsspindel geführt ist. Diese Bohrung kann gleichzeitig auch als Wellenlager
dienen. In der Bohrung kann ein Wellendichtring vorgesehen sein, über den dort die
Abdichtung erfolgt, sodass kein gefördertes Fluid in den Motor dringen kann. Der Motor
ist also als Trockenläufer ausgeführt. Ist dort kein Wellendichtring vorgesehen, so
kann ein gewisser Anteil des Fluides axial an der Antriebswelle entlang in den Motor
zur Kühlung desselben strömen und wieder rezirkulieren, wobei dann der Motor als Nassläufer
ausgeführt ist.
[0029] Unabhängig davon ist an dem Zwischenbauteil, das den axialen Abschluss des Inneren
des Außengehäuses an der Druckseite bildet, eine oder sind dort mehrere Umlenkkavitäten
vorgesehen, die es ermöglichen, das axial aus dem Spindelgehäuse strömende Fluid einerseits
radial nach außen und andererseits axial gesehen zurück in die das Spindelgehäuse
umgebende Fluidkammer zu führen. Von dieser Fluidkammer aus gelangt das Fluid sodann
in den Bereich des deckelseitigen Fluidauslassanschlusses, sie kommuniziert also mit
diesem, wo das Fluid sodann abgeführt wird.
[0030] Alternativ zur Integration eines solchen Zwischenbauteils ist es natürlich auch denkbar,
das Motorgehäuse direkt auf das Außengehäuse zu setzen, also beide unmittelbar miteinander
zu verbinden. In diesem Fall würde eine entsprechende Bodenplatte des Motors, durch
die die Antriebswelle geführt ist, den axialen Abschluss des Inneren des Außengehäuses
und folglich des Pumpeninnenraums bilden. Wiederum kann ein Wellendichtring vorgesehen
sein, oder ein axialer Durchfluss des Fluides zur Motorkühlung möglich sein. In jedem
Fall weist bei dieser Erfindungsvariante die Bodenplatte des Motorgehäuses die eine
oder die mehreren Umlenkkavitäten auf, da sie wie gesagt den axialen Gehäuseabschluss
bildet.
[0031] Zweckmäßigerweise ist nur eine Umlenkkavität vorgesehen, die als ringförmige Nut
oder topfförmige Vertiefung ausgeführt ist, die im Bereich des Nut- oder Vertiefungsgrunds
rundlich ausgeführt ist. Das unter Druck stehende Fluid strömt in die Nut oder Vertiefung
ein und wird über die rundliche Nut- oder Vertiefungsgeometrie einerseits radial nach
außen geführt, andererseits aber auch axial zurück in die Fluidkammer geführt. Durch
diese rundliche Ausgestaltung respektive die Vermeidung von Ecken oder Kanten wird
wiederum einem möglichst geräuscharmen Pumpenbetrieb Rechnung getragen, da auch in
Umlenkbereich keine Strömungsgeräusche entstehen.
[0032] Neben der Schraubenspindelpumpe selbst betrifft die Erfindung ferner eine Verwendung
einer solchen Schraubenspindelpumpe in einem Kraftfahrzeug zum Fördern einer Betriebsflüssigkeit.
Die Schraubenspindelpumpe kann bei einer solchen Verwendung zu unterschiedlichen Zwecken
eingesetzt werden. Sie kann einerseits dazu dienen, eine Reinigungsflüssigkeit wie
beispielsweise eine Scheibenwischflüssigkeit entsprechend zu fördern. Bevorzugt kommt
sie als Kühlmittelpumpe zum Einsatz, fördert also ein Kühlmittel. Das Kühlmittel kann
ein beliebiges fluides Kühlmittel sein. Hierbei steht insbesondere die Förderung eines
Kühlmittels zur Kühlung eines Energiespeichers im Vordergrund. Moderne elektrisch
betriebene Kraftfahrzeuge weisen einen entsprechend dimensionierten Energiespeicher,
also eine entsprechend dimensionierte Traktionsbatterie auf, die sich im Betrieb erwärmt
und entsprecht zu kühlen ist. Ihr ist also ein entsprechendes Kühlmittel zuzuführen,
was durch Verwendung der erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe ohne weiteres möglich
ist, da die Schraubenspindelpumpe in der Lage ist, eine hohe Fördermenge mit entsprechend
hohe Druck zu zirkulieren.
[0033] Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den
im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei
zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe in teilaufgeschnittener Perspektivansicht
ohne eingesetztem Antriebsmotor,
- Fig. 2
- eine Perspektivansicht des Deckelbauteils,
- Fig. 3
- eine Aufsicht auf die Innenseite des Deckelbauteils aus Fig. 2,
- Fig. 4
- eine Perspektivansicht der Schraubenspindelpumpe aus Fig. 1 von der anderen Seite
mit teilaufgeschnittenem Deckelbauteil,
- Fig. 5
- die Schraubenspindelpumpe aus Fig. 4 mit um 90° verdrehtem komplettem Deckelbauteil,
- Fig. 6
- eine Perspektivansicht des Spindelgehäuses zur Darstellung der Vorsprünge,
- Fig. 7-14
- verschiedene Teilansichten der erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe mit teilaufgeschnittenem
zur Darstellung der unterschiedlichen Positionierungsmöglichkeiten des Fluidauslassanschlusses,
- Fig. 15
- eine Prinzipdarstellung der Befestigungsmöglichkeit des Spindelgehäuses im Außengehäuse,
und
- Fig. 16
- eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Schraubenspindelpumpe mit angesetztem
Antriebsmotor zur Darstellung der Fluidkammer.
[0034] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schraubenspindelpumpe 1, mit einem Spindelgehäuse
2, in dem im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Spindeln, nämlich eine Antriebsspindel
3 mit einem Spindelprofil sowie eine Laufspindel 4 mit einem Spindelprofil aufgenommen
sind. Beide Spindelprofile respektive Spindeln kämmen in an sich bekannter Weise miteinander.
Der Antrieb dieses Spindelpakets erfolgt über die Antriebsspindel 3, die mit einem
hier nicht näher gezeigten Antriebsmotor bzw. dessen Antriebswelle gekoppelt ist.
Hierzu dient ein Kupplungselement 5 mit einer Einsteckaufnahme 6 für einen Kupplungszapfen
der Antriebswelle, wobei das Kupplungselement 5 drehfest mit der Antriebsspindel 3
gekoppelt ist. Der Antriebsmotor wird auf oder an ein Außengehäuse 7 gesetzt und damit
verschraubt, wobei das quasi hohlzylindrische Außengehäuse 7, wie Fig. 1 zeigt, das
Spindelgehäuse 2 vollständig aufnimmt. Das Außengehäuse 7 ist über den nicht näher
gezeigten Antriebsmotor respektive das Motorgehäuse axial gesehen an dieser Seite
geschlossen. An der gegenüberliegenden Seite ist ein Deckelbauteil 8 axial auf das
Außengehäuse 7 gesetzt, das das Außengehäuse 7 und damit das Pumpeninneren an dieser
Seite schließt. Das Deckelbauteil 8, bevorzugt ein Kunststoffbauteil, weist einen
axialen Fluideinlassanschluss 9 auf, das heißt, dass an diese Saugseite das zu fördernde
Fluid axial angesaugt respektive eingeführt wird. Es weist ferner einen zur Seite
hin, also hier um 90° verdreht zum Fluideinlassanschluss 9 seitlich abragenden Fluidauslassanschluss
10 auf, über den das unter Druck stehende Fluid zur Seite hin abgeführt wird.
[0035] Wie natürlich die Verbindung zwischen dem Außengehäuse 7 und dem Antriebsmotor respektive
dem Motorgehäuse über ein oder mehrere Dichtelemente entsprechend abgedichtet ist,
ist auch die Verbindung des Deckelbauteils 8 zum Außengehäuse 7 wie auch zum Spindelgehäuse
2 abgedichtet. Hierzu ist am Deckelbauteil 8 ein Ringflansch 11 mit einer axialen
Aufnahmenut 12 vorgesehen, in der ein erstes Dichtelement, das hier nicht näher gezeigt
ist, anzuordnen ist. Dieses Dichtelement dichtet axial zu einem Ringflansch 13 des
Spindelgehäuses 2 hin ab. Die Abdichtung zum Außengehäuse 7 erfolgt ebenfalls über
ein nicht näher gezeigtes Dichtmittel, das in einer radial offenen Aufnahmenut 14,
die am Außengehäuse 7 ausgebildet ist, aufgenommen ist, wobei diese Aufnahmenut 14
von einem Flansch 15 des Deckelbauteils 8 radial übergriffen ist. Auf diese Weise
wird eine vollständige Abdichtung einerseits des Außengehäuses 7 erreicht, andererseits
aber auch des Spindelraums, sodass das unter Druck stehende Volumen nicht mehr zurück
in den Saugbereich strömen kann.
[0036] Zwischen den Spindelgehäuse 2 und dem Außengehäuse 7 ist eine das Spindelgehäuse
2 um 360° umgreifende Fluidkammer 16 ausgebildet, in die das aus dem Spindelgehäuse
2 axial austretende, also in Richtung des Antriebsmotors ausströmende Fluid umgelenkt
wird und eintritt. Das heißt, dass der spindelgehäuseseitige Fluidauslass mit der
Fluidkammer 16 kommuniziert. Die Fluidkammer 16 kommuniziert ihrerseits wieder mit
dem Fluidauslassstutzen 10, wozu eine entsprechende Öffnung 17 am Deckelbauteil 8
vorgesehen ist, wie in Fig. 3 gezeigt. Diese Öffnung 17 ist zur Fluidkammer 16 hin
offen. In der Fluidkammer 16 liegt das bereits unter Druck stehende Fluid vor, sodass
das Fluid umfänglich auf das Spindelgehäuse 2, das beispielsweise aus Kunststoff gefertigt
ist, einen entsprechenden Druck ausüben kann, der eine etwaigen Geometrieveränderung
des Spindelgehäuses 2 entgegenwirkt.
[0037] Die beiden Spindeln 3, 4 sind axial an der Saugseite, also am Deckelteil 8, über
ein Stützbauteil 18, hier einen Passfeder 19 (siehe Fig. 3) axial abgestützt, sodass
hier ein definiertes Widerlager gebildet ist. In die Gegenrichtung ist die Antriebsspindel
3 einerseits an der Antriebswelle abgestützt, die Laufspindel 4 ist andererseits an
einem entsprechenden Stützelement 20, das hier an einem entsprechenden Steg 21 des
Spindelgehäuses 2 angeformt ist, axial abgestützt. An diesem Steg 21 ist weiterhin
das Lager für die Antriebswelle vorgesehen bzw., wenn das Spindelgehäuse aus Kunststoff
ist, unmittelbar angeformt. Das die Antriebswelle aufnehmende Lager fluchtet exakt
mit der Zentralachse der die Antriebsspindel aufnehmenden Spindelbohrung, so dass
keine Toleranzen zwischen der Antriebswellenlagerung und der Spindelachse und damit
innerhalb der Kopplung der beiden Bauteile gegeben sind. Es sind folglich keine Unwuchten
gegeben, ein sehr ruhiger und geräuschloser Lauf der Spindeln wir dadurch erreicht.
[0038] Die Figuren 2 und 3 zeigen das Deckelbauteil 8 in verschiedenen Ansichten. Fig. 2
zeigt eine Perspektivansicht der Außenseite, wobei hier einerseits der mittige axiale
Fluideinlassanschluss 9 sowie der zur Seite abragende, hier quasi tangential verlaufende
Fluidauslassanschluss 10 gezeigt ist. In den vier Ecken des von der Basis her quasi
quadratischen Deckelbauteils 18 sind entsprechende Durchbrechungen 22 vorgesehen,
durch die entsprechenden Befestigungsschrauben geführt werden, die in entsprechende
Innengewindebohrungen 23, die an dem Außengehäuse 7 vorgesehen sind, eingeschraubt
werden. Die Bohrungen 22 und die Innengewindebohrungen 23 sind mit einer ersten Teilung,
eine 90°-Teilung positioniert. Das heißt, dass das Deckelbauteil 8 in vier ausgezeichneten
Verdrehpositionen am Außengehäuse 7, vorausgesetzt dieses bleibt in seiner Position,
befestigt werden kann, nämlich in einer 0°-, 90°-, 180°- und 270°- Position. Dementsprechend
ragt der Fluidauslassanschluss 10, von der Außenseite gesehen, entweder schräg nach
links oben, schräg nach rechts oben, schräg nach rechts unten oder schräg nach links
unten, während der axiale Fluideinlassanschluss mittig in seiner Position bleibt.
Das heißt, dass durch diese Ausgestaltung, resultierend aus dem Umstand, dass sowohl
der Fluideinlassanschluss 9 als auch der Fluidauslassanschluss 10 an dem einen Deckelbauteil
8 angeordnet sind, grundsätzlich vier ausgezeichnete Verdrehpositionen des Deckelbauteils
8 und damit auch des Fluidauslassanschlusses 10 gegeben sind.
[0039] Mitunter ist es aber aufgrund der Peripherieanschlussgeometrie in Bezug auf den Fluidauslassanschluss
10 erforderlich, diesen auch in Zwischenpositionen, also andere Positionen, als allein
durch die Deckelbauteilverdrehung realisierbar, zu bringen. Um dies zu realisieren,
ist es möglich, das Spindelgehäuse 2 zusammen zu einer Spindel 3, 4 in verschiedene
Verdrehpositionen relativ zum Außengehäuse 7 und dem Deckelbauteil 8 zu bringen, wobei
diese ausgezeichneten, definierten Verdrehpositionen gemäß einer zweiten Teilung angeordnet
sind. Diese zweite Teilung ist eine 45°-Teilung. Dabei ist es das Ziel, dass das Spindelgehäuse
2 und mit ihm seine beiden Spindel 3, 4 (gleiches gilt natürlich auch bei einer 3-spindeligen
Ausführung) stets in derselben Grundposition bleiben, also beispielsweise horizontal
positioniert sind, sodass die beiden Spindeln horizontal in einer Ebene liegen respektive
die Spindellängsachsen in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen. Das heißt, dass
das Außengehäuse 7 quasi in 45°-Schritten um das Spindelgehäuse 2 gedreht werden kann,
zusammen mit dem Deckelbauteil 8, das an ihm befestigt ist, wie aber natürlich auch
das Deckelbauteil 8 wiederum in den vorstehend beschriebenen vier definierten Verdrehpositionen
am Außengehäuse 7 befestigt werden kann. Dies ermöglicht es, dass der hier zur Seite
abragende Fluidauslassanschluss 10 in insgesamt acht unterschiedlichen definierten
räumlichen Positionen respektive Umfangspositionen positioniert werden kann, nämlich
bei 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° und 315°. Dies ermöglicht es, den Fluidauslassanschluss
10 optimal bezüglich der Anschlussperipherie positionieren zu können (der Fluideinlassanschluss
9 bleibt wie beschrieben axial positionsfest), während gleichzeitig sichergestellt
ist, dass das Spindelgehäuse 2 und mit ihm das Spindelpaket stets in der für den Pumpbetrieb
bestmöglichen räumlichen Ausrichtung, nämlich hier horizontal, angeordnet ist.
[0040] Um dies zu ermöglichen, ist es einerseits erforderlich, in jeder Verdrehposition
die axiale Abstützung der Spindeln 3, 4 zu gewährleisten, wie auch die entsprechende
Fixierung des Spindelgehäuses 2 relativ zum Außengehäuse 7 und zum Deckelbauteil 8.
[0041] Fig. 3 zeigt hierzu die Möglichkeit, wie die Passfeder 19 entsprechend er Verdrehung
am Deckelbauteil 8 angeordnet werden kann, die ja, wenn das Spindelpaket horizontal
verbleiben soll, bei einer Verdrehung des Deckelbauteils 8 in unterschiedlichen Positionen
im Deckelbauteil 8 fixiert werden muss. Hierzu sind am Deckelbauteil 8 quasi in sternförmiger
Anordnung vier Aufnahmenuten 24 vorgesehen, in die die längliche Passfeder 19 eingelegt
werden kann, wobei die Passfeder 19 in den Aufnahmenuten 24 zweckmäßigerweise klemmend
fixiert ist. Die vier Aufnahmenuten 24 sind in einer 45°-Teilung angeordnet, ihre
Teilung entspricht also der zweiten Teilung, in der auch das Spindelgehäuse 2 angeordnet
werden kann. Das heißt, dass die Passfeder in 45° Schritten um die Zentralachse verdreht
werden kann respektive das Deckelbauteil 8, bei positionsfester Anordnung der Passfeder
19, in 45° Schritten relativ zur Passfeder 19 verdreht werden kann.
[0042] Vorgesehen sind des Weiteren eine Mehrzahl an Vertiefungen 25, die an der Innenwandfläche
des Deckelbauteils 8 ausgebildet sind, wobei die Vertiefungen 25 zwischen den entsprechenden
Nutabschnitten ebenfalls entsprechend der zweiten Teilung, also in 45°-Schritten angeordnet
sind. Es sind demzufolge acht Vertiefungen 25 äquidistant in Umfangsrichtung versetzt
vorgesehen. Diese Vertiefungen 25 dienende der Aufnahme von entsprechenden axialen
Vorsprüngen, die am Spindelgehäuse 2 ausgebildet sind, die also in die Vertiefungen
25 eingreifen, worüber die Verdrehsicherung und Positionsfixierung erfolgt.
[0043] Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei entsprechende Anordnungsbeispiele, wobei das Außengehäuse
7 in seiner Position verbleibt, das Deckelbauteil 8 jedoch um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn
gesehen zwischen Fig. 4 und Fig. 5 verdreht positioniert ist. Um die Position der
Passfeder 19 in der jeweiligen Anordnung darstellen zu können, ist das Deckelbauteil
8 in Fig. 4 teilweise geöffnet dargestellt. Tatsächlich ist es axial natürlich bis
auf den Fluideinlass 9 geschlossen. In Fig. 5 ist die Passfeder gestrichelt angedeutet.
[0044] In Fig. 4 zeigt der Fluidauslassanschluss 10 nach rechts oben abragend. Die Passfeder
19 befindet sich in einer ersten Aufnahmenut 24. Das Spindelgehäuse 2 nebst der Antriebsspindel
3 und der Laufspindel 4 ist in horizontaler Anordnung und bleibt auch in dieser. Gezeigt
sind die am Radialflansch 13 des Spindelgehäuses 2 vorgesehenen, sich axial ersteckenden
Vorsprünge 26, von denen beispielsweise nur vier vorgesehen sein können, oder auch
acht, entsprechende Anzahl an Vertiefungen 25. Jede axiale Vorsprung 26 greift in
der Montagestellung in einer Vertiefung 25 ein, sodass sich dort quasi ein Formschluss
ergibt respektive die zylindrischen Vorsprünge 26 an den entsprechenden seitlichen
Wänden der Vertiefungen 25 anliegen. Hierüber ist eine verdrehgesicherte Verbindung
des Spindelgehäuses 2 zum Deckelbauteil 8 gegeben.
[0045] Fig. 5 zeigt die Schraubenspindelpumpe 1 aus Fig. 4, wobei hier das Deckelbauteil
90° nach links verdreht ist. Der Fluidauslassanschluss 10 ragt nach links oben. Die
Passfeder 19 ist in einer zweiten Aufnahmenut 24 aufgenommen, die um 90° versetzt
zur Aufnahmenut 24, in der die Passfeder 19 bei der Anordnung gemäß Fig. 4 aufgenommen
war. Die axialen Vorsprünge 26 greifen wiederum in entsprechende Vertiefungen 25,
jedoch in die jeweilige, zur Anordnung gemäß Fig. 4 um 90° versetzte Vertiefung 25.
Über diese Anpassbarkeit der axialen Abstützung über die verstellbare Passfeder 19
sowie die Möglichkeit, in jeder Verdrehstellung eine verdrehgesicherte Befestigung
des Spindelgehäuses 2 zu ermöglichen, ist es damit problemlos möglich, die vier verschiedenen
Positionen des Deckelelements 8 zu realisieren.
[0046] Fig. 6 zeigt in einer Perspektivansicht das Spindelgehäuse 2 und die Passfeder 19.
Das Spindelgehäuse 2 weist einen sich axial erstreckenden Abschnitt auf, in dem die
Spindelbohrungen ausgebildet sind, sowie einen endständigen und sich radial ersteckenden
Flanschabschnitt, an dem die Vorsprünge 26 vorgesehen sind, wie Fig. 6 anschaulich
zeigt. Es sind vier Vorsprünge 26 vorgesehen, die im Anordnungswinkel entsprechende
der Teilung der Vertiefungen 25 am Deckelbauteil 8 positioniert sind. Diese Vorsprünge
26 greifen wie beschrieben in die Vertiefungen 25 ein.
[0047] Die Figuren 7-14 zeigen darüber hinaus die Möglichkeit, auch Zwischenpositionen zwischen
den vier ausgezeichneten Deckelbauteilpositionen einstellen zu können. Diese ist deshalb
möglich, als die Kombination aus Außengehäuse 7 und Deckelbauteil 8 in 45°-Schritten
um das positionsfeste Spindelbauteil 2 gedreht werden können. Gleichzeitig wandert
wie beschrieben die Passfeder 19 in den entsprechenden 45°-Schritten mit, wie natürlich
auch das Spindelgehäuse 2 in jede 45°-Position über denen entsprechenden Eingriff
der axialen Vorsprünge 26 in die Vertiefungen 25 wiederum positionsfixiert ist.
[0048] Gezeigt ist hier jeweils eine Aufsicht auf die Innenseite des Deckelbauteils 8 unter
Darstellung der Passfeder 19 sowie, gestrichelt, der Spindeln 3, 4, die an der Passfeder
19 axial abgestützt sind. Über diese Ansichten ist das schrittweise Verdrehen des
Deckelbauteils 8 relativ zum Spindelgehäuse 2 und den Spindeln 3, 4 wie auch die Umpositionierung
der Passfeder 19 sehr anschaulich dargestellt, wie auch, dass die Spindeln in ihrer
bevorzugten Position trotz Änderung der Anschlussposition verbleiben können. Wie vorstehend
beschrieben, dreht natürlich auch das Außengehäuse 7 mit, das hier aus Gründen der
Übersichtlichkeit nicht gezeigt ist.
[0049] Fig. 7 zeigt die Ausgangssituation, wie sie bereits in Fig. 5 beschrieben wurde.
Gezeigt ist hier nur prinzipiell das Deckelbauteil 8 sowie angedeutet die Antriebsspindel
3 und die Laufspindel 4, die axial an der Passfeder 19 abgestützt sind.
[0050] Fig. 8 zeigt die Anordnung, in der der Fluidauslassanschluss 10 vertikal nach oben
gerichtet ist. In dieser Anordnung ist das Außengehäuse 7 samt Deckelbauteil 8 um
45° relativ zum stets in der Horizontalausrichtung verbleibenden Spindelgehäuse 2
respektive den Spindel 3, 4 positioniert. Dies wird ermöglicht, indem die Passfeder
19 um 45° in die nächstfolgende Aufnahmenut 24 eingesetzt wird und das Deckelbauteil
8 samt Außengehäuse 7 um 45° um das Spindelgehäuse 2 verdreht wird. Im Rahmen der
Montage des Deckelbauteils 8 greifen die Vorsprünge 26 in die um 45° zur Situation
gemäß Fig. 7 versetzten Vertiefungen 25 ein, so dass diese 45°-Stellung fixiert wird.
[0051] Fig. 9 zeigt die Situation, in der das Deckelbauteil 8 um weitere 45° verdreht ist.
Diese Situation kann ausgehend von der Montagesituation gemäß Fig. 7 einfach dadurch
eingenommen werden, dass das Außengehäuse 7 in der Ausgangsposition gemäß Fig. 7 verbleibt,
jedoch das Deckelbauteil 8 um 90° verdreht wird, gleichzeitig wird auch die Passfeder
19 um 90° in die übernächste Aufnahmenut 24 eingesetzt. Die Spindel 3, 4 bleiben in
ihrer Horizontalausrichtung, wie bereits beschrieben. Das heißt, dass letztlich das
Außengehäuse 7 nur in jede Zwischenstellung zwischen zwei ausgezeichneten Verdrehpositionen
der ersten Teilung um 45° verdreht werden muss.
[0052] Fig. 10 zeigt das Deckelbauteil 8 um weitere 45° ausgehend von der Anordnung aus
Fig. 9 verdreht. Wiederum erfolgt hier die Verdrehung des Außengehäuses 7 samt Deckelbauteil
8 um 45° relativ zum Spindelpaket bei gleichzeitigen Versetzen der Passfeder 19 um
weitere 45° in die nächstfolgende Aufnahmenut 24.
[0053] Die Situation gemäß Fig. 11 entspricht letztlich der aus Fig. 7, lediglich das Deckelbauteil
8 ist hier um 180° verdreht positioniert. Ausgehend von der Situation gemäß Fig. 7
wäre es nicht erforderlich, die Passfeder 19 umzusetzen.
[0054] Die Anordnungen der in den Figuren 12, 13 und 14 gezeigten Modifikationen ergeben
sich entsprechend dem vorstehend beschriebenen Vorgehen respektive der Anordnung der
beteiligten Bauteile entsprechend.
[0055] Insgesamt ist es somit möglich, den Fluidauslassstutzen 10 in acht definierte Umfangspositionen
zu bringen, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass das Spindelgehäuse 2 respektive
die Spindeln 3, 4 in der bestmöglichen räumlichen Ausrichtung verbleiben. Da auch
diesbezüglich ein gewisses Toleranzbereich gegeben ist, und beispielsweise die Ebene,
in der die Längsachsen der Spindeln 3, 4 gemeinsam liegen, auch geringfügig relativ
zur Horizontalebene verkippt werden können, ist auch jede der in den Figuren 7-14
gezeigten Anordnungen mit einem gewissen Toleranzbereich in Umfangsrichtung versehen,
beispielsweise +/-5° oder +/- 10°, sodass eine noch variablere Ausrichtmöglichkeit
bezüglich des Fluidauslassanschlusses 10 gegeben ist.
[0056] Natürlich besteht die Möglichkeit, die beiden Befestigungsvarianten in sich auch
umzukehren. So wäre es denkbar, an dem Deckelbauteil 8 entsprechende axiale Vorsprünge
26 anzuformen, während am Spindelgehäuse 2 axiale Vertiefungen 25 ausgebildet werden.
[0057] Wie vorstehend beschrieben, erfolgt die Fixierung des Spindelgehäuses 2 in den unterschiedlichen
Verdrehstellungen am Deckelbauteil 8 über den Eingriff der axial im Vorsprünge 26
in den entsprechenden Vertiefungen 25. Alternativ zu dieser Verdrehsicherung respektive
Fixierung ist es auch denkbar, das Außengehäuse 7 mit dem Spindelgehäuse 2 in den
entsprechenden 45°-Verdrehstellungen zu verbinden. Eine Prinzipdarstellung einer solchen
Möglichkeit zeigt Fig. 15. Hier ist rein prinzipiell das Außengehäuse 7 und das Spindelgehäuse
2 mit seinen Spindelbohrungen 27, die einander schneiden, gezeigt. Exemplarisch sind
hier drei einander schneidende Spindelbohrungen gezeigt, das heißt, dass hier eine
3-spindelige Schraubenspindelpumpe 1 dargestellt ist. Am Innenumfang des hier prinzipiell
innen zylindrischen Außengehäuse 7 sind entsprechend der zweiten 45°-Teilung mehrere
radial nach innen vorspringende Vorsprünge 28 vorgesehen, insgesamt also, bei einer
45°-Teilung, acht solche Vorsprünge 28. An der Außenseite des Spindelgehäuses 2 sind,
einander um 180° gegenüberliegen, zwei Aufnahmenuten 29 vorgesehen, die in der jeweiligen
Montagestellung jeweils einen Vorsprung 28 aufnehmen. Wird das Spindelgehäuse 2 in
das Außengehäuse 7 gesetzt, so werden hierbei mit Erreichen der axialen Endstellung
zwei einander um 180° gegenüberliegende Vorsprünge 28 in die Aufnahmenuten 29 eingeführt,
worüber die Fixierung und Verdrehsicherung realisiert ist. Es handelt sich also um
eine Nut-Feder-Anordnung. Dabei muss kein axial gesehen längerer Eingriff gegeben
sein, nachdem ja das Spindelgehäuse 2 respektive die Spindeln 3, 4 axial zu beiden
Seiten hin axial abgestützt sind.
[0058] Gleichermaßen ist es alternativ denkbar, am Innenumfang des Außengehäuses 7 entsprechende
Aufnahmenuten 29 vorzusehen, während an der Außenseite des Spindelgehäuses 2 zwei
Vorsprünge 28 ausgebildet sind.
[0059] Fig. 16 zeigt schließlich eine weitere Ausgestaltung einer Schraubenspindelpumpe
1, bei der ein Antriebsmotor 30 an das Außengehäuse 7 angesetzt und dort befestigt
ist. Dies erfolgt über nicht näher gezeigte Schraubverbindungen, die entsprechenden
Bohrungen durchsetzen und in Innengewindebohrungen am gegenüberliegenden Bauteil eingreifen.
Ansonsten weist die Schraubenspindelpumpe 1 wiederum ein Deckelbauteil 8 auf, an dem
der Fluideinlassanschluss 9 sowie der zur Seite, radial oder tangential abragende
Fluidauslassanschluss 10 vorgesehen ist. Auch ist das Spindelgehäuse 2 gezeigt, in
dem die mittige Antriebsspindel 3 sowie zwei seitliche Laufspindeln 4, die hier aus
Übersichtlichkeitsgründen vertikal übereinander dargestellt sind, aufgenommen sind.
Wie beschrieben kämmen die Spindeln 3, 4 miteinander. Dabei ist die Antriebsspindel
4 mit dem Antriebsmotor 30 über eine motorseitige Antriebswelle 31 verbunden, die
mit einem Einsteckzapfen 32 in das bereits beschriebene Kupplungselement 5, das drehfest
mit der Antriebsspindel 3 gekoppelt ist, eingreift. Hierüber ist die Antriebsspindel
3 axial abgestützt. Die Laufspindeln 4 sind in nicht näher gezeigter, jedoch bereits
zu Fig. 1 beschriebene Weise axial abgestützt. An der gegenüberliegenden Saugseite
findet sich wiederum die Passfeder 19 zur axialen Abstützung aller drei Spindeln 3,
4.
[0060] Gezeigt ist des Weiteren die Fluidkammer 16, die das Spindelgehäuse 2 allseitig um
360° umlaufend umgreift. Die Fluidkammer 16 kommuniziert mit dem axialen Fluidauslass
des Spindelgehäuses 2. Das aus dem Spindelgehäuse 2 strömende Fluid gelangt zunächst
in eine entsprechende Umlenkkavität 33, die in der in Fig. 16 gezeigten Prinzipdarstellung
an einer Bodenplatte des Motorgehäuses 34 vorgesehen ist, die aber auch an einem hier
gestrichelt gezeigten, weil optionalen Zwischenbauteil 35, das plattenförmig ist und
letztlich eine separate Montageschnittstelle für den Antriebsmotor 30 bietet, vorgesehen
sein kann. Diese Umlenkkavität, die hier als topfförmige Vertiefung oder Ringnut ausgebildet
ist, weist eine gerundet ausgeführte Vertiefungs- oder Bodenfläche 36. Das einströmende
Fluid wird hierüber einerseits radial nach außen umgelenkt und strömt über entsprechende
Durchbrechungen 37, die an einem Radialflansch 38 des Spindelgehäuses 2 vorgesehen
sind, axial zurück in die ringförmige Fluidkammer 16, in der sich damit zwangsläufig
der Pumpendruck aufbaut. Dieser lastet auf dem Spindelgehäuse 2, sodass dieses stabilisiert
wird und sich druckrespektive betriebsbedingt in seiner Geometrie nicht ändern kann.
Die Fluidkammer 16 kommuniziert, wie bereits beschrieben, mit dem Fluidauslassanschluss
10, sodass das unter Druck stehende Fluid hierüber abgezogen werden kann.
[0061] Fig. 16 ist eine reine Prinzipdarstellung. Natürlich kann die Verbindung der Umlenkkavität
33 mit der Fluidkammer 16 auch in anderer Weise als über die Durchbrechungen 37 in
dem Radialflansch 28 realisiert sein. Je nach Ausgestaltung des Spindelgehäuses 2
ist an diesem Ende kein Radialflansch vorgesehen, wenn das Spindelgehäuse anderswo
radial abgestützt ist, oder es sind nur einige wenige radiale Vorsprünge vorgesehen,
die die Abstützung zum Außengehäuse 7 vornehmen oder ähnliches.
[0062] Auch wenn nicht näher dargestellt, finden sich natürlich auch ein oder mehrere entsprechende
Dichtelemente im Bereich der Verbindung des Antriebsmotors 30 mit dem Außengehäuse
7 oder, wenn ein Zwischenbauteil 35 vorgesehen ist, im Bereich der Verbindung dieses
Zwischenbauteils 35 mit dem Außengehäuse 7.
[0063] Abschließend ist noch zu erwähnen, dass es sich bei dem Antriebsmotor 30 entweder
um einen Trockenläufer oder um einen Nassläufer handeln kann. Ist es ein Trockenläufer,
so ist die hier nur stilisiert gezeigte Antriebswelle 31 des auch hier nur stilisiert
gezeigten Antriebsmotors 30 in einem Wellendichtring aufgenommen, sodass längs der
Antriebswelle 31 kein Fluid strömen und in den Antriebsmotor 30 gelangen kann. Die
sonstige Abdichtung an diese Seite erfolgt über die Motorwand oder das Zwischenbauteil
35. Handelt es sich um einen Nassläufer, der über das Fluid zu kühlen ist, so befindet
sich kein Wellendichtring um die Antriebswelle 31, sodass das Fluid längs derselben
strömen kann.
1. Schraubenspindelpumpe, mit einem Spindelgehäuse (2), in dem eine Antriebsspindel (3)
und wenigstens eine mit dieser kämmende Laufspindel (4) in Spindelbohrungen (27) aufgenommen
sind, einem das Spindelgehäuse (2) einhausenden Außengehäuse (7), sowie einem axial
auf das Außengehäuse (7) aufgesetzten Deckelbauteil (8), an dem sowohl ein axialer
Fluideinlassanschluss (9) als auch ein seitlich Fluidauslassanschluss (10) vorgesehen
ist, wobei der Fluideinlassanschluss (9) mit einem Fluideinlass des Spindelgehäuses
(2) und der Fluidauslassanschluss (10) mit einem Fluidauslass des Spindelgehäuses
(2) kommuniziert, wobei das Deckelbauteil (8) in mehreren ausgezeichneten Verdrehstellungen
mit einer ersten Teilung am Außengehäuse (7) befestigbar ist, und wobei das Spindelgehäuse
(2) in mehreren ausgezeichneten Verdrehstellungen mit einer zweiten, kleineren Teilung
am Deckelbauteil (8) und/oder im Außengehäuse (7) befestigbar ist.
2. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilung 90° und die zweite Teilung 45° beträgt.
3. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Laufspindeln (4) vorgesehen sind, die beidseits neben der mittigen Antriebsspindel
(3) angeordnet sind.
4. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (3) und die Laufspindel (4) an einem am Deckelbauteil (8) angeordneten
Stützbauteil (18) axial abgestützt sind.
5. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützbauteil (18) eine Passfeder (19) ist, die in unterschiedlichen ausgezeichneten
Verdrehstellungen mit der zweiten Teilung am Deckelbauteil (8) positionierbar ist.
6. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelbauteil (8) entsprechend den verschiedenen Verdrehstellungen Aufnahmenuten
(24) vorgesehen sind, in die Passfeder (19) einsetzbar ist.
7. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Passfeder (19) in den Aufnahmenuten (24) klemmfixiert ist.
8. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelbauteil (8) mehrere, der zweiten Teilung entsprechend positionierte
erste Befestigungsmittel (25) vorgesehen sind, die mit am Spindelgehäuse (2) vorgesehenen
zweiten Befestigungsmittel (26) verbindbar sind.
9. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungsmittel am Deckelbauteil (8) ausgeformte Vertiefungen (25)
sind, in die am Spindelgehäuse (2) als zweite Befestigungsmittel vorgesehene axiale
Vorsprünge (26) eingreifen, oder dass die ersten Befestigungsmittel am Deckelbauteil
(8) vorgesehene axiale Vorsprünge (26) sind, die in am Spindelgehäuse (2) als zweite
Befestigungsmittel ausgeformte Vertiefungen (25) eingreifen.
10. Schraubenspindelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am oder im Außengehäuse (7) mehrere, der zweiten Teilung entsprechend positionierte
erste Befestigungsmittel (28) vorgesehen sind, die mit am Spindelgehäuse (2) vorgesehenen
zweiten Befestigungsmitteln (29) verbindbar sind.
11. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungsmittel radial gerichtete Vorsprünge (28) sind, die in am Spindelgehäuse
(2) vorgesehene, als zweite Befestigungsmittel dienende radial offene Aufnahmen (29)
eingreifen, oder dass die ersten Befestigungsmittel offene Aufnahmen (29) sind, in
die am Spindelgehäuse (2) vorgesehene radial gerichtete Vorsprünge (28) eingreifen.
12. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelgehäuse (2), das Außengehäuse (7) und/oder das Deckelbauteil (8) aus Kunststoff
und das gegebenenfalls vorgesehene Stützbauteil (18) aus Metall ist.
13. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelbauteil (8) über ein erstes Dichtelement gegen das Spindelgehäuse (2) und
über ein zweites Dichtelement gegen das Außengehäuse (7) abgedichtet ist.
14. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Deckelbauteil (8) oder am Spindelgehäuse (2) eine erste axiale Aufnahmenut (12)
vorgesehen ist, in die das erste Dichtelement eingelegt ist, und dass am Außengehäuse
(7) oder am Deckelement (8) eine zweite radiale Aufnahmenut (14) vorgesehen ist, in
die das zweite Dichtelement eingelegt ist.
15. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelgehäuse (2) einen axialen Fluidauslass für das über die Antriebs- und
die Laufspindel (3, 4) durch das Spindelgehäuse (2) geförderte Fluid aufweist, der
mit einer zwischen dem Spindelgehäuse (2) und dem Außengehäuse (7) ausgebildeten,
sich um 360° erstreckende Fluidkammer (16) kommuniziert, die wiederum mit dem radialen
Fluidauslassanschluss (10) des Deckelbauteils (8) kommuniziert.
16. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fluidkammer (16) über wenigstens die halbe Länge der Spindelbohrung (27)
erstreckt.
17. Schraubenspindelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein axial auf das Außengehäuse (7) aufgesetztes Zwischenbauteil (35) vorgesehen ist,
das zum Anbinden eines Antriebsmotors (30) ausgebildet ist, wobei an dem Zwischenbauteil
(35) eine oder mehrere, das vom Fluidauslass des Spindelgehäuses (2) kommende Fluid
zur Fluidkammer (16) umlenkende Umlenkkavitäten (33) vorgesehen sind.
18. Schraubenspindelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Gehäuse (34) eines auf das Außengehäuse (7) aufgesetzten Antriebsmotors
(30) eine oder mehrere, das vom Fluidauslass des Spindelgehäuses (2) kommende Fluid
zur Fluidkammer (16) umlenkende Umlenkkavitäten (33) vorgesehen sind
19. Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Umlenkkavität (33) eine ringförmige Nut oder topfförmige Vertiefung ist,
die im Bereich des Nut- oder Vertiefungsgrunds (36) rundlich ausgeführt ist.
20. Verwendung einer Schraubenspindelpumpe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche
in einem Kraftfahrzeug zum Fördern einer Betriebsflüssigkeit.
21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenspindelpumpe (1) als Kühlmittelpumpe, insbesondere zum Fördern eines
der Kühlung eines Energiespeichers dienenden Kühlmittels verwendet wird.