DE3737358A1 - Laufgehaeuse fuer eine innengelagerte schraubenspindelpumpe und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Laufgehaeuse fuer eine innengelagerte schraubenspindelpumpe und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Laufgehäuse für eine innengela
gerte Schraubenspindelpumpe. In der Regel werden Laufge
häuse für innengelagerte Schraubenspindelpumpen aus einem
metallischen Werkstoff hergestellt, wobei die die Laufflä
chen für die Schraubenspindeln bildenden Bohrungen im Ge
häusekörper spanabhebend z. B. durch Ausbohren oder Räumen
hergestellt werden. Auch bei noch so sorgfältiger und
glatter Herstellung der Laufflächen ist das Einsatzgebiet
einer mit einem derartigen Gehäuse versehenen Schrauben
spindelpumpe relativ eng, d. h. hohe Förderdrücke können
nur bei Fördermedien mit hoher Viskosität erreicht werden.
Die Förderung von Fördermedien mit geringer Viskosität,
z. B. Wasser, scheidet praktisch aus.
Man hat schon versucht, das Einsatzgebiet der Schrauben
spindelpumpen zu erweitern, indem man das Laufgehäuse
größer ausgebohrt und anschließend die Bohrungen mit
Kunststoff ausgekleidet hat, wobei Kunststoffe mit beson
ders guten Gleiteigenschaften verwendet wurden. Es wurden
hiermit gute Ergebnisse erzielt bei sehr dünnflüssigen Me
dien, z. B. Öl-Wasser-Emulsionen oder nicht brennbaren Hy
draulikflüssigkeiten, jedoch das Pumpen von Wasser in dem
für Schraubenspindelpumpen üblichen Druckbereich von ca.
60-100 bar ist auch hier nicht möglich; die Auskleidung
des Laufgehäuses verschleißt zu schnell.
Aus der OS 35 39 096 ist eine zweispindelige, außengelagerte
Schraubenspindelpumpe bekannt, bei der das Pumpengehäuse
mit Keramikmaterial ausgekleidet ist. Die Auskleidung ist
jeweils einstückig von der Saugseite zur Druckseite hin.
Die anzufertigende Auskleidung aus keramischem Material
ist großstückig und daher sehr kompliziert und teuer, denn
die gesinterten Keramikteile müssen mit Spezialschleifma
schinen noch nachbearbeitet werden. Der Aufwand ist noch
vertretbar, denn bei außengelagerten Schraubenspindelpum
pen, bei denen die Schraubenspindeln mit radialem Spiel im
Gehäuse angeordnet sind, ist die geforderte Genauigkeit und
Oberflächengüte der Bohrungen im Gehäuse nicht so groß wie
bei innengelagerten Schraubenspindelpumpen, bei denen die
Schraubenspindeln direkt in den Bohrungen des Laufgehäuses
gelagert sind. Hinzu kommt, daß außengelagerte Schrauben
spindelpumpen in der Regel großvolumig sind und die Schrau
benspindeln einen grossen Durchmesser aufweisen; die Boh
rungen können daher mit stabilen Werkzeugen bearbeitet wer
den. Innengelagerte Schraubenspindelpumpen sind dagegen in
der Regel kleinvolumige Pumpen mit relativ kleinen Spindel
durchmessern, deren Aufnahmebohrungen im Gehäuse mit klei
nen, oft grazilen Werkzeugen, bearbeitet werden müssen.
Die Herstellung eines Laufgehäuses für innengelagerte
Schraubenspindelpumpen entsprechend der OS 35 39 096 scheidet
daher aus fertigungstechnischen Gründen aus, obwohl aus
verschleißtechnischen Gründen das Keramikmaterial große
Vorteile bieten würde.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Laufgehäuse für innengelagerte Schraubenspindelpumpen aus
zubilden, sowie ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstel
lung desselben zu schaffen, bei dem maß- und formgenau ver
schleißfester Werkstoff an den Laufflächen der Schrauben
spindeln vorhanden ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschla
gen, daß bei dem Laufgehäuse der eingangs erwähnten Art in
einem Gehäusekörper die Aufnahmebohrungen der Schrauben
spindeln aufweisende scheibenartige Materialstücke aus ver
schleißfestem Werkstoff eingesetzt und entsprechend der
Auskleidungslänge axial aneinandergereiht angeordnet sind.
Vorzugsweise bestehen die Materialstücke aus Keramikmate
rial, wobei es jedoch nicht ausgeschlossen ist, Material
stücke aus verschiedenen Materialien zu kombinieren. Zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Laufgehäuses ist weiter
erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, bei dem ein Ge
häusekörper vorgefertigt wird, dessen Innenraum im Bereich
der Aufnahmebohrungen für die Laufspindeln zumindest stel
lenweise Freiräume aufweist und daß weiter Materialstücke
vorgefertigt werden, die in die Freiräume des Gehäusekör
pers passen und an denen auf das Fertigmaß bearbeitet ein
Teil der Aufnahmebohrungen für die Schraubenspindelpumpen
ausgebildet ist, daß die vorgefertigten Materialstücke auf
einem maß- und formgenau - die fertigen Aufnahmebohrungen
im Gehäuse ausfüllenden Dorn plaziert - angeordnet werden
und mit dem Dorn gemeinsam in den Gehäusekörper eingebracht
und der späteren Fertigform entsprechend angeordnet werden
und daß anschließend durch Eingießen von aushärtbarem
Kunststoff in den Gehäusekörper die nach dem Einbringen des
Dorns verbliebenen Hohlräume ausgefüllt werden und der Dorn
nach dem Aushärten des Kunststoffes entfernt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Laufge
häuses ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Laufgehäuse können nunmehr wirt
schaftlich verschleißfeste Werkstoffe zur Anwendung kommen.
Dadurch, daß die Materialstücke scheibenartig, also von re
lativ kurzer Baulänge sind, ist eine äußerst genaue Her
stellung der Aufnahmebohrungen der Schraubenspindeln, z. B.
durch Sintern und anschließendes Schleifen, mit relativ
einfachen Fertigungsmitteln möglich. Die Herstellkosten
sind daher relativ günstig.
Dadurch, daß die scheibenartigen Materialstücke axial an
einandergereiht angeordnet sind, ist praktisch jede Lauf
gehäuselänge herstellbar. Auch ist es möglich, die ver
schleißfesten Materialstücke nur an den besonders ver
schleißanfälligen Laufgehäuseteilen, z. B. an der Druck
seite oder an den Laufspindelbohrungen, anzuordnen.
Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung des Gehäuses sind die Materialstücke sehr genau
plazierbar, sodaß die für innengelagerte Schraubenspindel
pumpen erforderliche Fertigungsgenauigkeit eingehalten wer
den kann. Die Fertigungsgenauigkeit entspricht der Ferti
gungsgenauigkeit der vorgefertigten Materialstücke und der
Fertigungsgenauigkeit des Dornes, auf dem die Material
stücke zum Eingießen in dem Gehäuse plaziert werden. Das
Vergießen mit aushärtbarem Kunststoff hat zusätzlich den
Vorteil, daß eventuell vorhandene, geringe Formungenauig
keiten der Materialstücke durch die eingegossene Kunst
stoffmasse ausgeglichen werden; außerdem werden durch das
Eingießen mittels Kunststoff die in der Regel äußerst sprö
den Materialstücke, z. B. aus Keramikmaterial, sehr scho
nend behandelt. Absplitterungen und Abbröckelungen, die
z. B. beim mechanischen Einpressen der Materialstücke in
den Gehäusekörper unvermeidbar wären, kommen bei der An
wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht vor.
In der Zeichnung sind in den Fig. 1, 2, 5 und 6 Ausfüh
rungsbeispiele des erfindungsgemäßen Laufgehäuses darge
stellt das Verfahren zur Herstellung dieser Laufgehäuse
wird anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert:
Das Laufgehäuse gemäß den Fig. 1 und 2 besteht aus einem
Gehäusekörper (1), in den scheibenartige Materialstücke (2)
aus verschleißfestem Material eingesetzt sind. Die Materi
alstücke weisen die sich überschneidenden Aufnahmebohrungen
3, 4 und 5 für die Schraubenspindeln auf. In dem Laufgehäu
se sind mehrere dieser Materialstücke (2) axial aneinander
gereiht angeordnet entsprechend der Auskleidungslänge L.
Die Materialstücke sind vorzugsweise aus keramischem Mate
rial.
Befestigt sind die Materialstücke mittels Kunststoff (6),
der in eigens dafür vorgesehene Freiräume über die Bohrung
(7) eingebracht wurde. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 2 sind die verschleißfesten Materialstücke (2) mit
Abstand A voneinander angeordnet, wobei der Zwischenraum
mit einer Distanzhülse (8) und dem Kunststoff (6) ausge
füllt ist. Diese Ausführungsform ist für weniger schwierige
Einsatzfälle vorgesehen, bei denen nicht die gesamte Gehäu
selänge mit verschleißfestem Werkstoff ausgekleidet sein
muß. Vorteilhafterweise ist an den axialen Enden (9, 10)
der Auskleidung der Kunststoff über die Materialstücke ge
zogen. Durch diese Maßnahme werden die äußerst spröden Mat
erialstücke bei der Montage des Laufgehäuses vor Beschädi
gungen geschützt.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Laufgehäuse werden
zunächst der Gehäusekörper (1), sowie die einzelnen Mate
rialstücke (2) angefertigt. Bei den Materialstücken werden
bei der Anfertigung die Aufnahmebohrungen (3, 4 und 5) für
die Schraubenspindeln gleich auf Fertigmaß bearbeitet. Das
Außenmaß der Scheiben ist kleiner als das Innenmaß des Ge
häusekörpers (1) an den vorgesehenen Aufnahmestellen. Wei
ter vorgefertigt wird ein in Fig. 3 und 4 dargestellter
Dorn (11), dessen Außenkontur maß- und formgenau die ferti
gen Aufnahmebohrungen der Schraubenspindeln im Laufgehäuse
darstellt. Der Dorn (11) weist weiter einen Zentrierbund
(12) sowie einen Anschlagbund (13) auf, sodaß er einseitig
zentrisch, durch einen entsprechenden Zentrierdurchmesser
(14) am Gehäusekörper geführt in den Gehäusekörper (1) ein
geführt werden kann. Vorgefertigt wird weiter ein Ver
schlußdeckel (15), an dem die Form (16) der Aufnahmebohrun
gen für die Schraubenspindeln ausgebildet ist. Der Deckel
(15) ist auf den Dorn (11) aufsteckbar und weist ebenfalls
einen Zentrierbund (17) auf, der in einen weiteren Zen
trierdurchmesser (18) am anderen Ende des Gehäusekörpers
(1) paßt. Die lichte Weite W des Gehäusekörper (1) ist min
destens so groß ist wie das Außenmaß der vorgefertigten Ma
terialstücke. An den Materialstücken sind weiter Längsnuten
oder Längsflächen (19) und Ringnuten (20) ausgebildet.
Ausgehend von diesen vorgefertigten Teilen erfolgt die
weitere Herstellung des Laufgehäuses folgendermaßen:
zunächst werden der Dorn (11) mit der Zentrierung (12) und dem Anschlagbund (13) sowie der Deckel (15) mit einem An tihaftmittel für Kunststoff bestrichen. Anschließend wird der Gehäusekörper (1) auf den Dorn (11) bis zum Anschlag bund (13) aufgesteckt. Nunmehr werden die einzelnen schei benförmigen Materialstücke (2) und ggf. die Distanzstücke (8) auf den Dorn (11) aufgefädelt und in den freien Innen raum des Gehäusekörpers (1) eingeschoben. Die Stapellänge ist dabei vorzugsweise so groß, daß am Ende nach dem Auf schieben des Deckels (15) noch ein freier Ringraum (21) übrig bleibt. Daraufhin wird der Deckel (15) mittels den Schrauben (22) fest verspannt. Die Materialstücke nehmen nunmehr im Innern des Gehäusekörpers eine genaue Stellung ein. Die Genauigkeit der Ausrichtung entspricht dabei der Vorfertigung der Materialstücke und des Dornes. Nunmehr wird vorzugsweise unter Druck durch die Bohrung (7) aus härtbare Kunststoffmasse eingegossen. Diese Kunststoffmasse fließt zunächst, unterstützt durch die Längsflächen (19) und Ringnuten (21), um die Materialstücke und füllt die nach dem Einschieben der Materialstücke verbliebenen Frei räume zwischen Dorn (11) und Gehäusekörper (1) sowie den Materialstücken (2) und ggf. den Distanzstücken (8) aus. Die aus dem Gehäusekörper verdrängte Luft kann über Ent lüftungsöffnungen (23, 24) entweichen. Nach dem Eingießen wird die Aushärtung des Kunststoffes abgewartet; anschlies send werden die Schrauben (22) gelöst, der Deckel (15) ent fernt und der Dorn (11) aus dem nunmehr fertigen Laufgehäu se herausgezogen. Das Laufgehäuse ist ohne zusätzliche Be arbeitung der Aufnahmebohrungen der Schraubenspindeln in der Pumpe einsetzbar.
zunächst werden der Dorn (11) mit der Zentrierung (12) und dem Anschlagbund (13) sowie der Deckel (15) mit einem An tihaftmittel für Kunststoff bestrichen. Anschließend wird der Gehäusekörper (1) auf den Dorn (11) bis zum Anschlag bund (13) aufgesteckt. Nunmehr werden die einzelnen schei benförmigen Materialstücke (2) und ggf. die Distanzstücke (8) auf den Dorn (11) aufgefädelt und in den freien Innen raum des Gehäusekörpers (1) eingeschoben. Die Stapellänge ist dabei vorzugsweise so groß, daß am Ende nach dem Auf schieben des Deckels (15) noch ein freier Ringraum (21) übrig bleibt. Daraufhin wird der Deckel (15) mittels den Schrauben (22) fest verspannt. Die Materialstücke nehmen nunmehr im Innern des Gehäusekörpers eine genaue Stellung ein. Die Genauigkeit der Ausrichtung entspricht dabei der Vorfertigung der Materialstücke und des Dornes. Nunmehr wird vorzugsweise unter Druck durch die Bohrung (7) aus härtbare Kunststoffmasse eingegossen. Diese Kunststoffmasse fließt zunächst, unterstützt durch die Längsflächen (19) und Ringnuten (21), um die Materialstücke und füllt die nach dem Einschieben der Materialstücke verbliebenen Frei räume zwischen Dorn (11) und Gehäusekörper (1) sowie den Materialstücken (2) und ggf. den Distanzstücken (8) aus. Die aus dem Gehäusekörper verdrängte Luft kann über Ent lüftungsöffnungen (23, 24) entweichen. Nach dem Eingießen wird die Aushärtung des Kunststoffes abgewartet; anschlies send werden die Schrauben (22) gelöst, der Deckel (15) ent fernt und der Dorn (11) aus dem nunmehr fertigen Laufgehäu se herausgezogen. Das Laufgehäuse ist ohne zusätzliche Be arbeitung der Aufnahmebohrungen der Schraubenspindeln in der Pumpe einsetzbar.
In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Laufgehäuses dargestellt. Abweichend von
den bisherigen Ausführungsformen sind hier die Material
stücke (30) nur im Bereich der seitlichen Schraubenspindeln
innerhalb des Gehäusekörpers (31) angeordnet. Diese Anord
nung ist damit begründet, daß gerade die Aufnahmebohrungen
der seitlichen Schraubenspindeln einem verstärkten Ver
schleiß unterliegen. Da in der Regel der Kunststoff bessere
Gleiteigenschaften aufweist als ein metallischer Gehäuse
körper, ist bei dem Gehäusekörper (31) die Bohrung der
mittleren Schraubenspindel größer aufgebohrt als das späte
re Fertigmaß, sodaß beim Einfüllen des Kunststoffes, hier
vorzugsweise über zwei gegenüberliegende Bohrungen (32,
33), eine Kunststoffbeschichtung (34) im Bereich der Auf
nahmebohrung für die Mittel-Schraubenspindel entsteht. An
sonsten erfolgt die Herstellung des Laufgehäuses wie vorab
beschrieben.
Claims (7)
1. Laufgehäuse für eine innengelagerte Schraubenspindel
pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse
körper (1, 31) die Aufnahmebohrungen (3, 4, 5) der
Schraubenspindeln aufweisende scheibenartige Materi
alstücke (2, 30) aus verschleißfestem Werkstoff ein
gesetzt sind und entsprechend der Auskleidungslänge L
axial aneinandergereiht angeordnet sind.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Materialstücke (2, 30) aus Keramikmaterial be
stehen.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Materialstücke (30), die Anlauffläche
der seitlichen Schraubenspindeln aufweisende c-för
mige Scheiben sind, die entsprechend der Ausklei
dungslänge entlang der Achse der seitlichen Schrau
benspindeln im Gehäusekörper (31) aneinandergereiht
angeordnet sind.
4. Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Materialstücke (2, 31) mittels Kunst
stoff, vorzugsweise einem aushärtbaren Harz, in den
Gehäusekörper (1, 31) eingegossen sind.
5. Gehäuse nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Materialstücke (2) aus verschleiß
festem Werkstoff in Abstand (A) zueinander angeordnet
sind und der Zwischenraum mit Kunststoff ausgefüllt
ist.
6. Gehäuse nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Materialstücke aus unterschied
lichem Material bestehen.
7. Verfahren zur Herstellung des Laufgehäuses nach den
Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Gehäusekörper (1, 31) vorgefertigt wird, dessen In
nenraum im Bereich der Aufnahmebohrungen (3, 4, 5)
für die Schraubenspindeln zumindest stellenweise
Freiräume aufweist und daß weiter Materialstücke (2,
30) vorgefertigt werden, die in die Freiräume des
Gehäusekörpers passen und an denen auf das Fertigmaß
bearbeitet ein Teil der Aufnahmebohrungen (3, 4, 5)
für die Schraubenspindeln ausgebildet ist, daß die
vorgefertigten Materialstücke (2, 30) auf einen maß
und formgenau die fertigen Aufnahmebohrungen (3, 4,
5) im Gehäuse ausfüllenden Dorn (11) plaziert ange
ordnet werden und mit dem Dorn (11) gemeinsam in dem
Gehäusekörper (1, 31) der späteren Fertigform ent
sprechend angeordnet werden und daß anschließend
durch Eingießen von aushärtbarer Kunststoffmasse in
den Gehäusekörper (1, 31) die nach dem Einbringen des
Dorns und der Materialstücke verbliebenen Hohlräume
ausgefüllt werden und daß der Dorn (11) nach dem Aus
härten des Kunststoffes wieder entfernt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873737358 DE3737358A1 (de) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | Laufgehaeuse fuer eine innengelagerte schraubenspindelpumpe und verfahren zu seiner herstellung |
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DE19873737358 DE3737358A1 (de) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | Laufgehaeuse fuer eine innengelagerte schraubenspindelpumpe und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3737358A1 true DE3737358A1 (de) | 1989-05-18 |
DE3737358C2 DE3737358C2 (de) | 1991-06-06 |
Family
ID=6339723
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DE19873737358 Granted DE3737358A1 (de) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | Laufgehaeuse fuer eine innengelagerte schraubenspindelpumpe und verfahren zu seiner herstellung |
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DE (1) | DE3737358A1 (de) |
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