一种用于生产螺杆泵的模块化系统的制作方法

本发明涉及一种用于生产螺杆泵的模块化系统。

背景技术

这种螺杆泵用于例如输送油或其他或多或少重润滑流体。这种螺杆泵一般包括一壳体以及一驱动轴，所述驱动轴容纳在所述壳体中，所述驱动轴与容纳在壳体侧上的一个或两个运转轴相啮合。彼此接合的螺纹侧面使得这些轴能够形成密封的腔室。如果驱动轴旋转，则运转轴也自动旋转。这意味着被回吸上来并保持在腔室中的流体从泵的吸入侧到排出侧轴向地连续输送，所述排出侧是流体通过排出口转移的地方。

这种类型的螺杆泵在不同的实施例中对于特定的压力级是已知的，例如低压、中压、高压、超高压等。在每个压力级下分别制造相应的部件，并将相应部件配置成每种情况所需的结构长度。这意味着对于每个压力级来说制造的是具有相应长度以及相应尺寸的驱动及运转轴的泵体。泵体以及轴均是一体式设计的。在每种情况中所需的结构长度以及因此设计的螺杆泵是根据期望的压力差、待输送的流体的粘度等方面的要求变化而变化的。特别是在泵较大的或较长的情况下，增加部件长度及加工长度会使相应部件的加工变得更加困难，这会使这种类型的螺杆泵制造费用高昂。

因此本发明解决的问题是详细说明一种与此相比有所改进的螺杆泵设计。

技术实现要素：

为了解决该问题，根据本发明提供一种模块化系统，来生产一种螺杆泵，该螺杆泵包括一壳体以及容纳于该壳体中的驱动轴，以及一个、两个或多个与所述驱动轴啮合的运转轴，所述模块化系统包括：

-多个壳体组件，其包括

-示出流体入口的基础壳体组件以形成基础泵室，

-一显示流体出口、承载驱动轴的壳体压力组件以形成一压力腔室，

-一壳体盖，所述壳体盖可以设置在基础壳体部件上以支撑一个、两个或全部运转轴，

-以及完全相同的中间壳体组件，其可以以任何数量设置于基础壳体组件和壳体压力组件之间并在每个情况下一形成一额外的泵室，

-多个运转轴元件，其包括

-一个、两个或多个运转轴基础元件，所述基础元件可以设置于基础壳体组件中，

-以及多个完全相同的运转轴延伸元件，其可以设置于中间壳体组件中。

根据本发明的用于构造螺杆泵的模块化系统能够仅利用标准组件就能制造出一种可选择泵长度的螺杆泵，标准化组件能够针对所有可生产的泵尺寸被完全相同地生产。唯一一个非模块化泵组件是驱动轴，其必须作为一个对应于所需的泵尺寸的单件式组件来被生产。

所述模块化系统包括一个基础壳体组件。其显示流体入口，换一句话说就是吸入侧，并且形成一基础泵室，同时该基础泵室形成最小可生产泵尺寸的最小泵室。

所述系统还包括一壳体压力组件，其产生了压力腔室并且具有一流体出口，以便再次转移已经被回吸上来并且以相应的泵压被传输的流体。所述驱动轴以安装和密封的方式被容纳在该壳体压力组件中。

进一步地，该系统包括一壳体盖，其可以被设置于基础壳体组件上，该壳体盖在该侧封闭壳体组件(所述壳体组件在相对侧被壳体压力组件封闭)。一个运转轴或多个运转轴通常通过流体静力支撑在壳体盖上以实现轴向推力对准。

就壳体构造而言，所述基础壳体组件，壳体压力组件，以及壳体盖是三个被安装于每个可生产泵尺寸中的组件。

为使泵尺寸或泵长度进一步改变，系统包括多个完全相同的中间壳体组件，任何数量的中间壳体组件均可以安装在基础壳体组件与壳体压力组件之间。因此，这些中间壳体组件通过一个或多个额外的泵室的相应长度来延伸基础泵室，延伸的长度的多少取决于基础壳体组件和壳体压力组件之间的完全相同的中间壳体组件的数量。当然，每个中间壳体组件和基础壳体部件一样会具有用于接收连续的驱动轴以及运转轴的相应的孔。

这些中间壳体组件能够使泵壳体被制造成不同长度。如所述的最小的泵尺寸在其工作长度方面通过基础壳体组件以及固定于其上的壳体压力组件来界定。因此下一个稍大的泵尺寸具有一个位于基础壳体组件及壳体压力组件之间的中间壳体组件，因此泵室由基础泵室及延伸的额外泵室组成。所述下一个泵尺寸的特征是其间有两个中间壳体组件，因此泵室由基础泵室以及延伸所述基础泵室的两个额外的泵室组成。通过这种方式，通过继续结合更多的中间壳体组件，可以持续地增加所述泵壳体的长度直到达到最大泵长度，所述最大泵长度通过如所述的单件式的驱动轴的最大可生产长度来限定。

正如壳体具有由标准化组件组成的模块化设计并且可以延伸至任何长度一样，所述一个或两个运转轴也具有由标准化运转轴元件组成的模块化设计。系统包括多个运转轴元件，，其中一个或两个运转轴基础元件可以设置于基础壳体组件中。这个或这些运转轴元件是可以被用于任何泵尺寸中的运转轴元件。这些运转轴元件具有对应于基础壳体组件的轴孔长度的长度尺寸，并且在安装状态下布置于基础壳体组件即基础泵室中。因此，在最小的泵尺寸的情况中，所述/每个运转轴只由一个运转轴基础元件形成。

随着泵长度的增加，以及泵壳体通过插入中间壳体组件而得到延伸，各运转轴的长度也必须增加。这通过多个完全相同的运转轴延伸元件来完成，所述运转轴延伸元件在每个情况下均设置于中间壳体组件中，设置数量的多少取决于设置于基础壳体组件与壳体压力组件之间的中间壳体组件的多少。中间壳体组件的数量对应于每个运转轴的运转轴延伸元件的数量。因此，通过这种方式，运转轴可以被模块化地构造成任何长度，其与泵壳体的长度对应。

因此，根据本发明的模块化系统是由一系列标准化组件组成，即标准化壳体组件以及标准化运转轴元件组成。每个可生产的泵总是具有一个基础壳体组件，一壳体盖，一壳体压力组件还有一运转轴基础元件，当然还有生产成适应于各种泵类型的单件式的驱动轴。通过彼此完全相同的标准中间壳体组件以及同样彼此完全相同的标准化运转轴延伸元件来促进泵的延伸的可能性。这能够生产具有不同长度的以及不同输出的螺杆泵，其中，只有驱动轴必须以特定尺寸的方式按照相应的长度生产。

除了简单的设计以及能够变化尺寸之外，这种模块化系统还具有其他优点，例如生产相应部件或相同部件的生产性方面。这是因为现有技术中已知的单件式部件相比，在每个情况下，可以生产大幅缩短的组件或轴元件，这使得部件的生产被简化了。同时，不管部件的长度如何，由于只需生产短的标准化部件，因此生产的泵的质量仍然很高。例如构造用于非常高的压力的非常长的泵也可以与生产无关，并且储存以及部件的管理同样被充分地简化，因为只需要保存短的标准化部件即可，其中也可大量制造这种短的标准化部件作库存。

根据本发明的有利改进方案，本发明提出壳体部件和运转轴元件的划分是完全相同的。这意味着壳体部件的分界面和运转轴元件的分界面是重合的。不管泵是否由基础壳体组件、壳体压力组件及设置在其间的唯一一个中间壳体组件组成，或者是否安装有这种类型的多个中间壳体组件及多个运转轴延伸元件，这都适用。这种均匀分配在处于壳体部件中的运转轴元件的流体静力滑动轴承方面具有优点。运转轴元件以流体静力方式安装于相应壳体部件的孔壁的滑动轴承上，具有仅几微米的空间，换句话说，穿过润滑膜。由于缺任何一步骤，都无法形成从一个壳体部件到下一个壳体部件的过渡，因此将运转轴元件的分界面置于该分界面区域中是有利的。然后可以通过对运转轴元件构造的部分进行相应的措施来确保在该区域中的运转轴元件不直接抵靠在壳体壁上，但是流体静力滑动轴承总是安装于壳体壁上。

这尤其可以这样确保，即，如根据本发明可以进一步提供的那样，运转轴延伸元件和运转轴基础元件仅以它们的平面端面彼此邻接。换句话说，轴元件不能固定地彼此连接，只有轴向地彼此邻接，再换句话说，彼此可以无限微小地径向移动。连接是不需要的，因为运转轴元件通过其螺纹侧面与驱动轴的螺纹相接合，从而一起进行携同运转。如果运转轴延伸元件或运转轴基础元件的长度恰好对应于相应的中间壳体组件或基础壳体组件的相应长度，则具体的轴元件位置可以相对于相应的壳体部件的相应孔壁被精确地调整，因为如果需要的话，在必要时能够在微米范围内进行最小的调整。

对于中间壳体组件的装配来说，可以这样设置，中间壳体组件具有围绕周边分布的轴向通孔，其中在端面上具有螺钉头凹部和轴向螺纹孔，其中通孔和螺纹孔以彼此交替的方式设置。该孔轮廓允许中间壳体组件相互连接，以及连接于基础壳体组件和壳体压力组件，所述中间壳体组件必须彼此对应分布在相应的旋转位置中。通过在端面上具有螺钉头凹部的通孔，相应的连接螺钉穿过一个中间壳体组件并拧入相邻中间壳体元件的端面上的轴向螺纹孔中。用这种方式，任何数量的中间壳体组件均可以彼此连接并成一体。螺纹孔的构造还意味着被引入穿过壳体压力组件的相应连接螺钉也可以被拧入相邻的中间壳体组件中。类似地，被引入穿过相应的通孔的相邻于基础壳体组件的中间壳体元件的连接螺钉可以被拧入位于基础壳体组件中的相应的螺纹孔中。

壳体压力组件本身优选地可以包括两个壳体压力组件元件，这两个壳体压力组件元件通过螺钉连接件轴向地彼此连接或可连接。如所述的一样，一方面，压力腔室及流体出口设置在壳体压力组件中，但另一方面，还实现了驱动轴的轴承以及密封件。即使壳体压力组件具有这种程度的模块化设计并且由这两个标准化壳体压力组件元件组成，所述标准化壳体压力组件元件对于所述尺寸来说都是相同的，但是这些不同的功能部分的形成更容易实现。

进一步地，在最小泵尺寸的情况下在用于连接到基础壳体组件的或与中间壳体元件相邻的壳体压力组件上只设置通孔，所述通孔必要时可以被构造成在端面上带有螺钉头凹部。这在壳体压力组件的单件式实施例的情况下也可能的。

然而，如果壳体压力组件同样具有包括两个壳体压力组件元件的模块化设计的话，那么在这种情况下带有通孔和螺纹孔的相应的孔构造也设置在相应的壳体压力组件元件中。因此在这种情况下，通孔优选地构造在轴向外部壳体压力组件元件上，该通孔必要时形成为在端面上带螺钉头凹部，以及轴向通孔以围绕周边的方式布置于轴向内部壳体压力组件元件上，所述通孔在端面上具有螺钉头凹部并且还具有螺纹孔，其中通孔以及螺纹孔彼此交替布置。该实施例首先允许壳体压力组件元件在轴端与相邻的第二壳体压力组件元件相连。连接螺钉穿过设置在外部壳体压力组件元件中的通孔，并拧入相邻的壳体压力组件元件的螺纹孔中。为了将其或与壳体基础组件或与相邻的中间壳体元件相连，将端面上带有螺钉头凹部的额外的轴向通孔沿着端面上的螺纹孔设置在内部第二壳体压力组件元件上。将连接螺钉引入这些通孔中以与基础壳体组件或相邻的中间壳体元件相连，并将其拧入所述基础壳体组件或相邻的中间壳体元件的螺纹孔中。在这种情况下，螺纹孔和通孔的分散、交替式的布置是有利的。

基础壳体组件本身仅在两个轴向端面上设有螺纹孔。一方面，这些螺纹孔可以用于固定壳体盖，所述壳体盖具有相应的通孔，相应的连接螺钉穿过通孔并拧入基础壳体组件的螺纹孔中。穿过壳体压力组件或穿过内部壳体压力组件元件或穿过相邻的中间壳体元件的连接螺钉自另一侧被拧入。

运转轴基础元件的长度有利地大于运转轴延伸元件的长度。基础壳体组件形成基础泵室；其应具有相应的长度尺寸，因为其上也设有流体入口。相比之下，中间壳体元件及由其形成的额外的泵室具有稍微较短的尺寸。

进一步地，也可以设置成相邻于壳体盖的运转轴基础元件的端部容纳于用于对准轴向推力的对准的套筒中。在运转轴基础元件中，实现常规的流体静力轴向推力对准，为此设置相应的对准套筒，所述对准套筒配置于运转轴基础元件端部上，并且以其套筒端面邻接于壳体盖的方式延伸。

除了模块化系统本身之外，本发明还涉及用所述的这种模块化系统制造的泵。

附图说明

本发明更详细的优点及细节将会通过下列所描述的示例性实施例以及结合附图得知。

图1是根据本发明的模块化系统的各部件示意图。

图2是根据图1的模块化系统生产的第一泵的局部剖视图及其基础部件的爆炸图。

图3是下一个尺寸泵的局部剖视图及其必要的基础部件的爆炸图。

图4是再下一个尺寸泵的局部剖视图及其相应地示出的基础部件的爆炸图。

图5是可以根据图1的模块化系统制造的最大泵的局部剖视图。

图6是中间壳体组件的透视图。

图7是穿过图2的泵的另一剖面的局部剖视图。

图8是穿过图5的泵的另一剖面的局部剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一模块化系统1，模块化系统1内的中间部件单独示出。并未示出在每种情况下所需的连接螺钉及各特定尺寸的驱动轴。

从左往右，所述模块化系统1包括一壳体盖2，两个对准套筒3(可以根据本发明制造的螺杆泵在示例中具有两个运转轴)，一基础壳体组件4，两个运转轴基础元件5，四个中间壳体元件6，八个运转轴延伸元件7，以及两个形成壳体压力组件的8的壳体压力组件元件9、10。基础壳体组件4，中间壳体元件6以及壳体压力组件元件9、10具有相应的孔，一方面接收未示出的驱动轴及将其储存并密封在壳体压力组件8中，另一方面以接收由运转轴基础元件5和运转轴延伸元件7形成的相应的运转轴。

基础壳体组件4具有一流体入口11，并形成一基础泵室。壳体压力组件8具有一位于壳体压力组件元件9上的流体出口12。而且，壳体压力组件8与壳体压力组件元件9一起形成了压力腔室，该压力腔室与流体出口12连通。

在模块化系统1中的所有中间壳体组件6以及所有运转轴延伸元件7设计成彼此完全相同。因为可借助于模块化系统1来制造的每个泵尺寸，总是必须安装壳体盖2、壳体基础元件4、以及壳体压力组件或壳体压力组件元件9和10这一事实，这意味着可以利用相应完全相同的部件来生产任何泵尺寸。

图2-5示出了可以根据图1的模块化系统1制造的不同的泵，其中在每个情况下相同附图标记用于指示相同的组件。

图2示出了在最短的变形例中根据本发明的泵13。除了在每个情况中作为单个组件可被单独生产的特定尺寸的驱动轴14外，其由壳体盖2、基础壳体组件4、两个壳体压力组件元件9、10以及两个运转轴基础元件5及两个对准套筒3组成。运转轴基础元件5独立地容纳于基础壳体元件4中。以这样的方式选择基础壳体元件4和壳体压力元件8或壳体压力元件9之间的划分，即运转轴基础元件5正好在分隔的或分开的平面处终止。

进一步地，通过示例的方式，示出了一个用于将壳体压力组件元件10连接至壳体压力组件元件9的连接螺钉15。为此，壳体压力组件元件10具有一相应的带有螺钉头插口17的通孔16，而壳体压力组件元件9具有一相应的螺纹孔18，连接螺钉15拧入于所述螺纹孔18中。在所示的实施例中，制造了三个这种类型的的螺钉的连接。

考虑到所选择的剖面，未示出壳体压力组件9至基础壳体组件4的螺钉连接。在这方面，这里参考图7，示出了另一个剖面。所述另一个剖面中示出了一连接螺钉19，该连接螺钉19穿过一相应的带有螺钉头插口21的通孔20，所述螺钉头插口21形成于壳体压力组件元件9中，所述连接螺钉19被拧入基础壳体元件4中的相应螺纹孔22中。在这里不言而喻的是，围绕周向分布设置有多个这种类型的螺纹连接。

在该示图中，示出了穿过壳体盖2的相应通孔23，未详细示出相应的连接螺钉插入该通孔23，同样地未示出所述连接螺钉拧入位于基础壳体元件4的端面上的相应螺纹孔中。

在图2所示的类似组件的图示中，除了相应的连接螺钉之外，再一次描绘了这里使用的系统部件。

图3示出了可用模块化系统1制造的下一个泵尺寸的第二泵13。泵13同样是由壳体盖2、基础壳体组件4、两个壳体压力组件元件9、10以及两个运转轴基础元件5及两个对准套筒3的条件下制成。另外，在这种情况中，中间壳体组件6位于基础壳体组件4及壳体压力组件元件9之间，在所述中间壳体组件6中容纳有两个运转轴延伸元件7，这里只能看到其中一个。位于基础壳体组件4和中间壳体元件6之间的分离面，换句话说位于基础壳体组件4和中间壳体元件6之间分隔面或位于中间壳体元件6与壳体压力组件元件9之间的分离面与位于运转轴基础元件5与运转轴延伸元件6之间的分离面，从另一个视角来看与运转轴延伸元件7的端部重合，换句话说，中间壳体组件6的长度完全对应于运转轴延伸元件7的长度。运转轴基础元件5及运转轴延伸元件7以其轴向的平坦的端面彼此相邻布置；他们不互相连接。然而，他们通过相应的螺纹侧面与驱动轴15的螺纹侧面以本身已知的方式接合来携同运动。

进一步地，这里还示出了连接螺钉24，通过该连接螺钉24将中间壳体组件6与基础壳体组件4相连。多个带有相应螺钉头插口26的通孔25形成于中间壳体组件6上，在这里参见图6，而螺纹孔22如已描述的那样被构造于基础壳体组件4的端面上。相应的连接螺钉24拧入于所述螺纹孔中。

如图6所示，除了相应端面上的通孔25，还设置了螺纹孔27作为盲孔(这适用于所有螺纹孔)。这些螺纹孔27用于接收连接螺钉19，如已经结合图7所描绘的一样，也同样如通过示例的方式在图8中示出的一样，其中壳体压力组件元件9通过这些连接螺钉19与一中间壳体组件6相连。通过将连接螺钉19拧入相应螺纹孔27中使组件相连。

在图3所示的同样的组件示意图中，可以看到在这种程度下使用了与图2的泵13所使用的组件完全相同的组件，但是其中还额外配置有中间壳体组件6和运转轴延伸元件7，所述运转轴延伸元件7的长度与所述中间壳体组件6的长度完全相同。

根据图4所示的本发明的模块化系统可以制造下一个更大的泵13。这里，配置了与图3中的泵13使用的组件完全相同的组件；另外，在这种情况下还配置了另外的中间壳体组件6以及同样的两个其他运转轴延伸元件7。换句话说，通过额外的泵室，整个泵室再一次被延长，所述额外的泵室是通过中间壳体组件6与运转轴延伸元件7的结合的方式实现的。

为了连接两个中间壳体元件6，继而使用连接螺钉28，所述连接螺钉28穿过一个中间壳体组件6进入到通孔25中，并且以其螺钉头凹入螺钉头插口26中接收。将连接螺钉28拧入相邻的中间壳体元件6的相应盲螺纹孔27中。应该注意到的是两个中间壳体组件6彼此相对旋转180°，从而使一个中间壳体组件6中的通孔25与其他中间壳体组件6中的螺纹孔27对准。在每个情况中由于通孔25及螺纹孔27的分离度是120°，所以这是可能的。

应该注意到的是，相应地，壳体部件的分离面，换句话说基础壳体组件4、中间壳体组件6、壳体压力组件元件9的分隔面与相应的运转轴元件(也就是运转轴基础元件和两个运转轴延伸元件7)的分界面是相同的，或相应的分界面重合。

最后，图5示出了膨胀阶段的根据本发明的泵13的局部剖视图，所述泵13可以根据图1的模块化系统进行制造。同样地，和根据图4的泵中组件相同，同样地另外还设置有两个更另外的中间壳体组件6以及四个另外的运转轴元件7。因此，在这种情况中，泵室通过附加的中间壳体元件6所形成的另外两个附加泵室而延伸，从而形成包括基础泵室和四个附加泵室的最大泵室。该泵13是最有效的最高压力供应泵，从图1所示的部件编号开始。理论上来说，泵当然可以被延长至任何长度，这意味着利用本发明的系统可以制造比图5所示的那些还要长的泵。

所述中间壳体组件6彼此依次通过连接螺钉28相连；参照图8示出了另一剖面。

这里未示出单独示意图，因为其和图1所示的示意图完全相同。

如图2-5所示，只有在每个情况中的驱动轴14是必须为各泵尺寸单独制造的单个组件。其原因是其是一个单件式轴，然而在每个情况中的运转轴包括运转轴基础元件5和运转轴延伸元件7是全部模块化的。如已经提到的，运转轴基础元件5和运转轴延伸元件7彼此不相连；而只是以其平坦的端面彼此邻接以促进流体静力滑动轴承完全地安装于各壳体部分中以使其在每种情况下在组件转变或分割平面区域中不存在摩擦问题。