DE2520667A1

DE2520667A1 - Schraubenspindelpumpe

Info

Publication number: DE2520667A1
Application number: DE19752520667
Authority: DE
Inventors: Josef Zeitvogel
Original assignee: Allweiler AG
Current assignee: Allweiler GmbH
Priority date: 1975-05-09
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE2520667C2

Description

Bezeichnung: Schraubenspindelpumpe Gegenstand der Erfinduna ist eine Schraubenspindelpumpe mit in Lagern gelagerten Spindeln.
Derartiae Schraubenspindelpumpen gibt es in zweierlei Ausführungen. Bei der einen Ausführung sind die Lager gegenüber dem Fördergut abgedichtet und somit zum Fördern von nichtschmierenden Medien geeignet, bei der anderen Ausführungsform sind die Lager im Bereich des Fördergutes und werden durch dieses geschmiert. Die letzteren Pumpen sind daher nur zum Fördern von Medien mit schmierenden Eigenschaften geeignet.
Bei beiden Ausführunqen sind die Lager der Spindeln zu beiden Seiten des Fördergewindes ausgebildet, wodurch sich ein sehr großer axialer Lagerabstand ergibt. Neben dem hohen Materialaufwand, biegen sich die Schraubenspindeln infolge der großen Spindellänqen leicht durch, da beim Betrieb der Pumpe druckabhänqige Radialkräfte die Schraubenspindeln einwirken. Durch die Durchbiequna verändern sich in der Schraubenspindelpumpe die Spiele zwischen den Spindeln sowie zwischen den Spindeln und dem umgebenden Gehäuse. Insbesondere bei Schraubenspindelpumpen, die zur Förderung von nichtschmierenden Medien verwendet werden, dürfen sich keine sich bewegenden Teile berühren. Zwischen den Flanken des Fördergewindes der Spindeln, sowie zwischen dem Aussendurchmesser der Spindeln und dem Gehäuse, muß immer ein Spiel bestehen, da sonst die Gefahr des Anfressens besteht. Aus Gründen des Wirkungsgrades sind die vorqegebenen Spiele sehr klein, wodurch die Durchbiegung ebenfalls sehr klein gehalten werden muß. Dies läßt sich jedoch bei den bisherigen großen Spindellänaen nur erreichen, wenn die Pumpen für geringe Förderdrücke eingesetzt werden. Auch soqenannte kurzqelaqerte Pumpenausführunqen, z. B. die Pumpenbaureihe LAK der Firma Paul Leistritz, Nürnberg, bei denen ein kürzerer Lagerabstand bestrebt wird, lassen keine wesentliche Druckerhöhung zu, da die beidseitige Lagerung mit immer noch aroßem Lagerabstand im wesentlichen beibehalten wird.
Der vorlieqenden Erfindunq liegt dem gemäß die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenspindelpumpe mit beidseitig gelagerten Spindeln zu schaffen, die für höhere Drücke einsetzbar ist und bei der gleichzeitig der durch die langen Spindeln bedingte Material- und Fertigungsaufwand herabgesetzt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Schraubenspindeln im Endbereich der Fördergewinde aufgebohrt sind und in ihrem Kern die I.aaer aufnehmen.
Bei einer derart ausgeführten Schraubenspindelpumpe werden die Spindellager in das Innere der Pumpe verleqt. Es ergeben sich dadurch theoretisch die kleinsten Lagerabstände. Die Spindeln unterliegen daher einer geringen Durchbieaung auch bei hohem Förderdruck, ausserdem wird der Material- und Fertigungsaufwand wesentlich geringer.
Weiter ist erfindungsgemäß die Schraubenspindelpumpe so ausqebildet, daß am Pumpengehäuse mit den Mittelachsen der Schraubenspindel fluchtende Zapfen ausgebildet sind, die in das Gehäuseinnere bis in die Aufbohrung der Schraubenspindel reichen und die Lagerstelle der Schraubenspindeln bilden.
Um eine derartige Pumpe auch für nichtschmierende Medien verwenden zu können ist weiter vorgesehen, daß die Ausbohrung der Schraubenspindeln aegenüber dem Förderraum durch eine dynamische Dichtung zwischen dem feststehendem Zanfen und der Schraubenspindel abgedichtet ist.
Ist weiter der Zapfen zur Zurführunq eines Schmiermittels mit einer Bohrung versehen, so kann das Lager sowie die Dichtung mit einem Schmiermittel geschmiert werden. Eine sicher Funktion des Lagers sowie der Dichtung ist somit gewährleistet.
Die Bohrung des Zapfens kann mit einer ölkammer in Verbinduna stehen, die mit einer blstandsprüfeinrichtung versehen ist.
Die Bohrung des Zapfens kann auch mit einer ölkammer verbunden sein, die teilweise oder ganz aus transparentem Material besteht, ueber den Flüssigkeitsstand in der 01-kammer kann bei beiden Arten der Zustand der Wellenabdichtung überprüft werden, denn eine Undichtigkeit würde sich durch Absinken bzw. Zunehmen des ölstandes, jenachdem ob die Wellenabdichtunq gegenüber Unterdruck oder Überdruck abdichten muß, bemerkbar machen.
Der Zapfen kann auch zwecks Ausbildung einer Umlaufschmierung für das Lager und die Dichtung mit einer Zulaufbohruns und einer Ablaufbohruna für das Schmiermittel versehen sein.
Vorzugsweise wird der Zapfen durch einen Einsatz gebildet, der in eine Bohrung am Gehäuse eingesteckt ist, die mit der Aufnahmebohrung der Schraubenspindel im Gehäuse fluchtet. Da die Bohrung zusammen mit der Aufnahmebohrung der Schraubenspindel im Gehäuse gefertigt werden kann, ist ein genaues Fluchten der Zapfen gewährleistet.
Die für die Schraubenspindelpumpe erforderliche Präzision kann somit eingehalten werden.
Vorzugsweise weist die Aufnahmebohrung für den Zapfen im Gehäuse den selben Durchmesser auf wie die Aufnahme bohrung der Schraubenspindel im Gehäuse. Es ergibt sich hierbei der Vorteil, daß die Aufnahmebohrung für den Zapfen und die Aufnahmebohrung für die Schraubenspindel im Gehäuse mit dem selben Werkzeug hergestellt werden kann.
Vorteilhafterweise ist der den Zapfen bildende Einsatz mit einem Ringbund versehen, der zur axialen Fixierung zwischen dem Pumpengehäuse und einem daran anschließenden Pumpendeckel eingespannt ist.
Weiter kann der Zapfen ausqehend von einem großen Durchmesser an der Aufnahmebohrung am Gehäuse1 sich zu seinem schraubenspindelseitigen Ende zu einem kleineren Durchmesser verjünaen und die dynamische Dichtung eine Gleitrinndichtuna mit konischer Belastungsfeder sein. Diese Ausbildung qewährleistet auch bei kleinem Zapfendurchmesser an der Laqerstelle eine große Bieqefestiqkeit des Zapfens.
Zur Laqerunq der SchraubensPindel auf dem Zapfen kann in der Aufbohrung der Schraubenspindel eine dünnwandiqe Gleitlaqerschale oder ein Nadellager anqeordnet sein. Der Zapfen ist vorzuqsweise aus im Einsatz härtbaren bzw. ganz durch härtbaren Stahl oder Nitrierstahl hergestellt. Der Zapfen kann somit unmittelbar als Lagerzapfen für das Gleitlager oder als Laufbahn für Nadel des Madellagers verwendet werden.
In der zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben : Figur 1 zeiqt einen Schnitt durch das der Pntriebsseite gegenüberliegende Ende einer zweispindeligen Schraubenspindelpumpe Figur 2 zeiqt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Lagerunq der Schraubenspindeln.
Die Schraubenspindelpumpe gemäß Figur 1 besitzt zwei mit den Gewindekämmen ineinandergreifende zweiströmige Schraubensnindeln 1 und 2, die von den Aufnahmebohrungen 3 und 4 des Gehäuses 5 im Gewindebereich mit engem Spiel umschlossen sind. Bei der dargestellten zweiströmigen Bauweise wird je nach Drehrichtung der Spindel über einen der beiden rlanscElen 6 und 7 angesaugt und über den anderen Flansch die Flfissiqkeit abgegeben, wobei durch die gegensinnige Gewindeausbildung der Schraubenspindeln zwei parallele Strömungsweqe entsprechend den Linien 8 und 9 vorhanden sind. Per Antrieb der Pumpe erfolgt über das nicht dargestellte Wellenende einer der beiden Schraubenspindeln. Zur Drehmomentübertranung auf die andere Spindel können, was ebenfalls nicht dargestellt ist und nicht im. Rahmen der Erfindung lieqt, Zahnräder an der Sntriebsseite ausserhalb dem Pumpengehäuse anqeordnet sein, insbesondere wenn die Pumpe zur Förderung von nichtschmierenden Medien vorgesehen ist und zwischen den Gewindeflanken der Schraubenspindel ein Spiel bestehen muß. Die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Spindeln kann jedoch auch direkt über die Gewindeflanken erfolqen, wenn Medien mit ausreichenden Schmiereigenschaften gefördert werden sollen.
Erfindungsgemäß sind die Schraubenspindeln im Endbereich der Förderaewinde aufaehohrt und nehmen in ihrem Kern die Lader lo auf. Am äusseren Teil des Pumpengehäuses 5 sind mit den Mittelachsen 11 und 12 fluchtend Zapfen 13 und 14 ausgebildet, die in das Gehäuseinnere his in die Laufbohrung 15 der Schraubenspindel reichen und hier das als Nadellager darqestellte Lager lo tragen. Anstelle des Nadellaqers könnte auch ein Gleitlaqer ausqebildet sein. Pie Aufbohrung der Schraubenspindeln ist gegenüber dem Gehäuseinneren durch eine dynamische Dichtung 16 und 17, dargestellt ist eine Gleitringdichtung, zwischen dem Zapfen 13 und 14 und der Schraubenspindel 1 und 2 abgedichtet.
Zur Zuführung eines Schmiermittels ist in dem Zapfen 14 eine Bohrung 18 vorgesehen, durch die das lager und die Dichtung mit einem geeigneten Schmiermittel aeschmiert werden können. Die Bohrung 18 steht mit einer ölkammer 19 in Verbindung, die mit einer blstandsprüfeinrichtuna 1 dargestellt ist ein Schauglas 20, versehen ist. Die ölkammer könnte aber auch teilweise oder aanz aus transpatentem Material bestehen, so daß eine hesondere Sichteinrichtung entfallen könnte.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 könnte der Zapfen 21, an Stelle nur einer Bohrung, zwecks Z.usbildung einer Umlaufschmierung für das Lager und die Dichtuna mit einer Zulaufbohrung 22 und einer Ablaufbohrung 23 versehen sein. Eine dieser Bohrung, dargestellt ist die Ablaufbohrung 23, ist hierbei zweckmäßig in den Einzuasbereich der Dichtung 24 gelegt, damit die hier anfallende Reibungswärme abtransportiert wird.
Die Zapfen 13, 14 und 21 werden durch einen Einsatz gebildet, der in eine Bohrung 25 und 26 am Gehäuse 5 eingesteckt ist, die mit der Aufnahmebohrung 3 und 4 der Schraubenspindeln 1 und 2 fluchtet. Die Aufnahmebohrung 25 und 26 für den Zapfen 13 und 14, 21 im Gehäuse weist den selben Durchmesser auf wie die Aufnahmebohrung 3, 4 für die Schraubenspindel. Bei der Bearbeitung des Gehäuses kann somit für die Aufnahmebohrung der Spindel und die Aufnahmebohrung des Zapfens das selbe Werkzeug verwendet werden. Der den Zapfen 13, 14 und 21 bildende Einsatz ist mit einem Ringbund 27 versehen, der zwecks axialer Fixierung des Zapfens zwischen dem Pumpengehäuse 5 und einem daran anschließenden Pumpendeckel 28 eingespannt ist.
Wie Figur 2 zeigt, kann der Zapfen, ausgehend von einem großen Durchmesser, sich zu seinem schraubenspindelseiteigen Ende zu einem kleineren Durchmesser verjüngen.
Bieaetechnisch ist diese Ausbildung für den Zapfen günstiger.
Die Belastungsfeder 30 ist entsprechend dem Verlauf des Zapfens ehenfalls konisch ausgebildet.
Bei der erfindungsgemäß ausqebildeten Pumpe ist das Lager weit in das Pumpeninnere verlegt. Bei bisher bekannten Pumpen ist das Lager etwa an der Stelle zu finden, an der die ?ilkammer 19 in Figur 1 ausgebildet ist.
Bei Schraubenspindelpumpen, bei denen zur Übertragung des Drehmoments von einer Spindel zur anderen Zahnräder verwendet werden, ist diese Anordnung nur an dem den Zahnrädern aeqenüberlieaenden Ende der Schraubenspindeln möglich. Bei Schraubenspindelpumpen bei denen die Drehmomentübertragung über die Spindeln erfolgt, ist die Lageranordnung ausser bei der Antriebspindelbeidseitig möglich. In der Zeichnung ist eine zweiströmige Schraubenspindelpumpe dargestellt, die Erfindung laßt sich jedoch auch für einströmige Pumpen anwenden.
- PATENTANSPRÜCHE -

Claims

PATENTANSPRÜCHE Schraubenspindelpumpe mit beidseitig gelagerten Spindeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindein (1, 2) im Endbereich der Fördergewinde aufgebohrt sind und in ihrem Kern die Lager (1o) aufnehmen.
2.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpengehäuse (5) mit den tnittelachsen (11, 12) der Schraubenspindeln (1, 2) fluchtende Zapfen (13, 14, 21) ausgebildet sind, die ins Gehäuseinnere bis in die Aufbohrung (15) der Schraubenspindel reichen und die Lagerstelle der Schraubenspindeln bilden.
3.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbohrung (15) der Schraubenspindeln (1, 2) gegenüber dem Gehäuseinneren durch eine dynamische Dichtung (16, 17, 24) zwischen dem feststehenden Zapfen (13, 14, 21) und der Schraubenspindel (1, 2) abgedichtet ist.
4.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 3, dadurch qekennzeichnet, daß der Zapfen (14) zur Zuführung eines Schmiermittels mit einer Bohrung (18) versehen ist und das Lager (10) sowie die Dichtung (16) mit einem Schmiermittel geschmiert werden.
5.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (18) des Zapfens (14) mit einer ölkammer (19) in Verbindung ist, die mit einer blstandprüfeinrichtung versehen ist.
6.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Zapfens mit einer teilweise oder ganz aus transparentem Material bestehenden ölkammer verbunden ist.
7.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (21) zwecks Ausbildung einer Umlaufschmierung des Lagers und der Dichtung mit einer Zulaufbohrung (28) und einer Ablaufbohrung (23) für das Schmiermittel versehen ist.
8.) Schraubenspindelpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen durch einen Einsatz gebildet wird, der in eine Bohrung (25, 26) am Gehäuse (5) eingesteckt ist, die mit der Aufnahmebohrung (3, 4) der Schraubenspindel (1, 2) im Gehäuse fluchtet.
9.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hufnahmebohrung (25, 26) für den Zapfen (13, 14, 21) im Gehäuse den selben Durchmesser aufweist, wie die Aufnahmebohrung ( 3, 4) der Schraubenspindel im Gehäuse.
1o.) Schraubenspindelpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zapfen (13, 14, 21) bildende Einsatz mit einem Ringbund (27) versehen ist, der zur axialen Fixierung zwischen dem Pumpengehäuse (5) und eine daran anschließenden Pumsendeckel (28) eingesnannt ist.
11.) Schraubenspindelpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (21) ausgehend von einem großen Durchmesser an der Oufnahmebohruna am Gehäuse sich zu seinem schraubenspindelseitigen Ende zu einem kleineren Durchmesser verjüngt und die dynamische Dichtung eine Gleitringdichtung (24) mit konischer Belastungsfeder (30) versehen, ist.
12.) Schraubenspindelpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Schraubenspindel in der Aufbohrung der Schraubenspindel eine Gleitlagerschale oder ein Nadellager angeordnet ist.