(57)【要約】  低圧ポートと、高圧ポートと、駆動スピンドルと、少なくとも１つの可動スピンドルとを備えたねじポンプ装置が開示されている。可動スピンドルの圧送区間は、２つの圧送区分に分割可能であり、これらの圧送区分は並列に又は直列に運転することができる。これにより少ない手間で、制御技術を用いずに２つの運転状態が選択可能であるねじポンプ装置が達成される。圧送区間の中間領域において、接続管路により接続可能な２つのタップポートが設けられている。接続管路は封鎖することができ、この実施の形態において、低圧側のタップポートは低圧ポートに接続することができ、高圧側のタップポートは低圧ポートに接続することができる。開放した接続管路により、直列接続（高圧で低体積流量）が付与されている。この直列接続は先行技術によるねじポンプに相当する。封鎖された接続管路と同時に上記圧力媒体流通路において、ねじポンプ装置は簡単に並列接続（低圧で高体積流量）において運転することができる。
2012522166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧ポート（２４）と、高圧ポート（２６）と、駆動スピンドル（１４）と、少なくとも１つの可動スピンドル（６）とを備えたねじポンプ装置において、
前記可動スピンドル（６）の圧送区間が２つの圧送区分（４５ａ，４５ｂ）に分割可能であり、該圧送区分（４５ａ，４５ｂ）は並列に又は直列に運転可能であることを特徴とする、ねじポンプ装置。
【請求項２】
前記圧送区間の中間領域において、接続管路（３８，４０）により接続可能なタップポート（２８，３０）が設けられており、前記接続管路（３８，４０）は封鎖可能であり、圧送方向において第１のタップポート（２８）は前記高圧ポート（２６）に接続可能であり、圧送方向において第２のタップポート（３０）は前記低圧ポート（２４）に接続可能であることを特徴とする、請求項１記載のねじポンプ装置。
【請求項３】
前記２つのタップポート（２８，３０）の間隔は前記圧送区間に沿って、前記可動スピンドル（６）の少なくともら旋状の条片（１２）の幅に相当することを特徴とする、請求項２記載のねじポンプ装置。
【請求項４】
前記接続管路（３８，４０）に位置弁（３２）が配置されており、該位置弁（３２）は高圧接続管路（４２）を介して前記高圧ポート（２６）に接続されており、低圧接続管路（３６）を介して前記低圧ポート（２４）に接続されていることを特徴とする、請求項２又は３記載のねじポンプ装置。
【請求項５】
前記位置弁（３２）の弁体がばねにより予め付勢されている基本位置（ａ）において、前記接続管路（３８，４０）は封鎖されており、前記第１のタップポート（２８）は前記高圧ポート（２６）に接続されており、前記第２のタップポート（３０）は前記低圧ポート（２４）と接続されており、前記弁体の所定の切換位置（ｂ）において前記２つのタップポート（２８，３０）は前記接続管路（３８，４０）を介して互いに接続されていることを特徴とする、請求項４記載のねじポンプ装置。
【請求項６】
前記高圧接続管路（４２）に逆止弁（４８）が配置されており、該逆止弁（４８）は前記位置弁（３２）から、前記高圧ポート（２６）をポンプ吐出し口（Ｐ）に接続する高圧管路（４４）に対して開口することを特徴とする、請求項４又は５記載のねじポンプ装置。
【請求項７】
圧力制限弁（５０）が前記高圧管路（４４）に接続されており、前記圧力制限弁（５０）は前記高圧管路（４４）をタンク（Ｔ）に向かって開放して負荷軽減することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項記載のねじポンプ装置。
【請求項８】
前記圧力制限弁（５０）は空圧により制御されていることを特徴とする、請求項７記載のねじポンプ装置。
【請求項９】
同方向にら旋状の進路（１０）を備えた２つの前記可動スピンドル（６）を備えていることを特徴とする、請求項３から８までの少なくともいずれか一項記載のねじポンプ装置。
【請求項１０】
前記駆動スピンドル（１４）は二極性の電気モータによって駆動されていることを特徴とする、請求項１から９までの少なくともいずれか一項記載のねじポンプ装置。
【請求項１１】
前記駆動スピンドル（１４）は回転数制御された電気モータに接続されており、該電気モータに接続された圧力センサ（５２）が前記高圧管路（４４）に配置されていることを特徴とする、請求項１から９までの少なくともいずれか一項記載のねじポンプ装置。
【請求項１２】
工作機械に冷媒及び／又は潤滑媒体を供給することを特徴とする、請求項１から１１までの少なくともいずれか一項記載のねじポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載のねじポンプ装置に関する。
【０００２】
ねじポンプは、少なくとも２つ又は３つの互いに平行に配置されて互いに噛み合う、作動機械（例えば電気モータ）によって回転させられるスピンドルを有している。このスピンドルはケーシング内に収容されている。スピンドルの外面とケーシングとの間には、最小の間隔しか存在しない。
【０００３】
上記回転により圧送される流体は、ねじのように互いに係合し合うら旋通路においてスピンドルとケーシングとの間にもたらされる空間を、スピンドルに沿って圧送される。これによりスピンドル若しくはケーシングの一方の端部に低圧領域がもたらされ、他方の端部に高圧領域がもたらされる。これと同時に圧送される流体は、スピンドルとケーシングとの間の最小の間隔に侵入し、支持膜及び潤滑膜を形成する。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２０９０１号明細書に、３つのスピンドルを備えたねじポンプが開示されている。真ん中の駆動スピンドルは、両側に配置された可動スピンドルと噛み合い、この可動スピンドルのら旋通路に沿って流体は圧送される。
【０００５】
上記構成に対して、ねじポンプのダブルフロー型の構成においてスピンドルは、一貫してら旋状に形成されておらず、逆方向にら旋状に形成されている、回転時に互いに重なって運動する空間を有する２つの区分に分割されている。これにより、２つの低圧領域がスピンドルの両端部に設けられ、１つの高圧領域がスピンドルの真ん中に設けられる。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０６１９７１号明細書において、２つのスピンドルを備えた上記ダブルフロー型のねじポンプが開示されている。
【０００７】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２０９０１号明細書に開示されている、定容量形電気モータによって駆動されるねじポンプにおける欠点は、ポンプ吐出し圧力及び体積流量に関して柔軟性が低いという点にある。
【０００８】
これに応じて本発明の目的は、ポンプ吐出し圧力及び体積流量に関する種々異なる要求に簡単に適合可能であるねじポンプ装置を提供することである。
【０００９】
上記目的は、請求項１に記載のねじ形ポンプ装置により達成される。
【００１０】
本発明の別の有利な構成は従属請求項に記載されている。
【００１１】
本発明に係るねじポンプ装置は、高圧ポートと、低圧ポートと、駆動スピンドルと、少なくとも１つの可動スピンドルとを有している。可動スピンドルの圧送区間は、並列又は直列に運転することができるか若しくは貫流され得る２つの圧送区分に分割可能である。これにより少ない手間で、制御技術を用いずに２つの運転状態（少ない体積流量で高い吐出し圧力又は多い体積流量で低い吐出し圧力）を選択可能であるねじポンプ装置が提供されている。
【００１２】
本発明に係るねじポンプ装置の特に有利な構成において、圧送区間の中間領域において、接続管路により接続可能な２つのタップポート（Abgriff-Anschluss）がケーシングに設けられている。接続管路は封鎖することができ、圧送方向において第１のタップポートは高圧ポートに接続することができ、圧送方向において第２のタップポートは低圧ポートに接続することができる。開放している接続管路により、先行技術に基づくねじポンプに相当する直列接続（高い圧力で少ない体積流量）が与えられている。封鎖されている接続管路と共に、上記分割された圧力媒体流通路において、ねじポンプ装置は簡単に並列接続（低い圧力で高い体積流量）において運転することができる。
【００１３】
第２の圧送区分の始端（若しくは第２の圧送区分にある圧力媒体）から第１の圧送区分の終端を分離するために、圧送区間に沿った２つのタップポートの間隔は、少なくとも可動スピンドルの条片の幅に相当する。したがって少なくとも１つの条片は、２つのタップポートの領域間の圧力媒体の交換を防ぐ。
【００１４】
特に有利な構成において、接続管路には位置弁が配置されている。この位置弁は高圧接続管路を介して高圧ポートに接続されており、また低圧接続管路を介して低圧ポートに接続されている。したがって直列接続と並列接続との切換を弁操作により行うことができる。
【００１５】
有利には位置弁体の、ばねにより予め荷重がかけられている基本位置において、タップポート間における圧力媒体流通路は接続管路を介して封鎖されている。この代わりに、第１のタップポートが高圧ポートに接続されており、第２のタップポートが低圧ポートに接続されている。これに対して弁体の所定の切換位置において、２つのタップポートは接続管路を介して互いに接続されている。
【００１６】
さらに別の有利な構成において、高圧接続管路に逆止弁が配置されている。この逆止弁は位置方向制御から、高圧ポートをポンプ吐出し口に接続する高圧管路に向かって開放する。
【００１７】
運転確実性の理由から、タンクに向かって開放して負荷軽減する圧力制限弁が、高圧管路に配置されていてよい。本構成において、圧力制限弁は空圧式にパイロット制御することができる。
【００１８】
設計に応じて、ねじポンプ装置が、同じ方向にら旋が形成されている通路を有する２つの可動スピンドルを有していると有利であってよい。
【００１９】
コスト面の理由から駆動スピンドルは、調整可能な電気モータの製造コストよりも低い製造コストを有する二極定容量形電気モータによって駆動することができる。
【００２０】
択一的には、駆動スピンドルは、回転数制御される電気モータに接続されて、吐出し圧力及び体積流量の柔軟性若しくは適合性を向上させることができる。高圧管路に、この高圧管路に接続されている圧力センサが配置されていてよい。
【００２１】
有利には本発明に係るねじポンプ装置は、工作機械に冷却潤滑媒体を供給するために使用される。上記使用領域において、本発明に係る切換手段が特に有利である。直列接続（少ない体積流量で高い圧力）は比較的大きなツールにおいて必要とされ、並列接続（大きな体積流量で低い圧力）は比較的小さなツールにおいて必要とされる。工作機械の種々異なる切削加工出力時にも、ポンプの２つの運転状態は有利には使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るねじポンプ装置を示す図である。
【００２３】
以下に本発明に係るねじポンプ装置の実施の形態を、唯一の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
本発明に係るねじポンプ装置は、基本構造において先行技術において公知のねじポンプ１を有している。このねじポンプ１を（図１の）左側に断面図において示す。
【００２５】
さらに上記装置は、記号を用いた回路として示されていて、ほぼ（図１の）右側に示した本発明に係る変化部及び改良部を有している。
【００２６】
ねじポンプは、ケーシング主要区分２と２つの端面側のケーシングカバー３，４とから実質的に成っている縦長のケーシングを有している。
【００２７】
ケーシング２，３，４の内部には、２つの可動スピンドル６が配置されている。これらの可動スピンドル６は、ケーシング主要区分２の内壁部８の隣り合う区分に対して最小の間隔を有している。
【００２８】
可動スピンドル６は全周に亘って延在するら旋状の溝若しくは通路１０を有している。この通路１０のら旋状部の間には同様に全周に亘って延在するら旋を形成している条片１２が設けられている。
【００２９】
ケーシング主要区分２の中央及び可動スピンドル６の間に、駆動スピンドル１４が配置されている。この駆動スピンドル１４もまた全周に亘って延在するら旋を形成している条片１６を有している。この条片１６は、可動スピンドル６の条片１２とは逆方向にら旋を形成している。駆動スピンドル１４は２つの可動スピンドル６と噛み合う。
【００３０】
駆動スピンドル１４の（図１の）上側の端部区分に軸区分１８が形成されている。この軸区分１８は（図１の）上側のケーシングカバー４において転がり軸受２０を介して支承されており、ケーシング２，３，４の外側に接続区分２２を有している。この接続区分２２を介して、駆動スピンドル１４は電気モータ（図示せず）によって駆動可能である。電気モータはコスト面の理由から定容量形モータであってよいか、又は高い適応性の理由から制御可能であってよい。
【００３１】
２つの可動スピンドル６と駆動スピンドル１４との噛合い係合により、２つの可動スピンドル６は、駆動時に回転させられる。本実施の形態において、ケーシング主要区分２の内壁部８によって画成されている可動スピンドル６の通路１０は、駆動スピンドル１４の条片１６により、可動スピンドル６の回転中に（図１において）下方からの上方に運動する複数の区分若しくは空間に分割されている。これにより低圧ポート２４において吸い込まれる圧力媒体は、高圧ポート２６に圧送されると共に圧縮することができる。
【００３２】
本発明によれば、ケーシング主要区分２において、（図１において）下方から上方に延在している圧送区間の中央領域に、軸線方向に離間されている２つのタップポート２８，３０が設けられている。圧送方向に対して直交する方向でのタップポート２８，３０の寸法は、２つの可動スピンドル６の対応する通路区分に対して圧力媒体と接続しているように選択されている。本実施の形態において、２つのタップポート２８，３０は圧送方向において互いに軸線方向において間隔を有している。この軸線方向での間隔は少なくとも条片１６の厚さに相当する。これにより２つのタップポート２８，３０若しくは対応する通路区分にある圧力媒体の分離が保証されている。
【００３３】
さらに本発明に係るねじポンプ装置は、４ポート２位置弁３２を有している。この位置弁３２の弁体のばねにより予め付勢されている位置（ａ）において、低圧ポート２４は低圧管路３４と、低圧接続管路３６と、第２のタップ管路３８とを介して第２のタップポート３０に接続されている。さらに上記切換位置において、第１のタップポート２８は第１のタップ管路４０と高圧接続管路４２とを介して高圧管路４４に接続されている。この高圧管路４４は高圧ポート２６をポンプ吐出し口Ｐに接続する。
【００３４】
切換磁石４６を介して選択可能である、弁体の切換位置（ｂ）において、圧力媒体通流路は第１のタップポート２８から第１のタップ管路４０、位置弁３２及び第２のタップ管路３８を介して、第２のタップポート３０へと解放されている。
【００３５】
高圧接続管路４２に逆止弁４８が設けられている。この逆止弁４８は位置弁３２から高圧管路４４に対して開放する。
【００３６】
以下に、本発明に係るねじポンプ装置の機能を説明する。
【００３７】
本発明に係るタップポート２８，３０と本発明に係る液圧式の回路とにより、２つの可動スピンドル６の圧送区間は、ほぼ連続的に運転可能であるか、又は択一的には、並列に運転することができる２つの圧送区分４５ａ，４５ｂに分割可能である。
【００３８】
２つの圧送区分４５ａ，４５ｂの並列接続が、位置弁３２の弁体の図示の切換位置（ａ）において達成される。本実施の形態において、吸入ポートＳにおいて吸入される圧力媒体体積流は、低圧管路３４を介して低圧ポート２４へ分配される一方で、低圧接続管路３６及び第２のタップ管路３８を介して、第２のタップポート３０に分配される。したがって可動スピンドル６の２つの圧送区分４５ａ，４５ｂは並列に運転される。本実施の形態において、第１の高圧体積流は第１のタップポート２８から第１のタップ管路４０及び高圧接続管路４２を介してポンプ吐出し口Ｐに向かって流れる。これに対して、第２の体積流は高圧ポート２６から高圧管路４４を介してポンプ吐出し口Ｐへと流れる。本実施の形態において、高圧接続管路４２及び高圧管路４４がほぼ同じ圧力により占められていることが保証される。したがってポンプ吐出し口Ｐにおける体積流量は比較的多く、ポンプ吐出し口Ｐにおける出口の圧力は比較的低い。
【００３９】
２つの圧送区分４５ａ，４５ｂの直列接続若しくは本発明に係るねじポンプ装置の従来通りの運転は、切換磁石４６に通電され、位置弁３２の弁体を符号ｂで示した切換位置に移動させることにより達成される。これにより２つのタップポート２８，３０は互いに接続されている。加圧された圧力媒体は第１の圧送区分４５ａから２つのタップ管路４０，３８を介して可動スピンドル６の第２の圧送区分４５ｂに流入する。第２の圧送区分４５ｂにおいて第２の圧力上昇が行われる。圧力媒体は最大圧力によって高圧ポート２６から高圧管路４４を介してポンプ吐出し口Ｐへと流れる。
【００４０】
本実施の形態において、体積流量は比較的少ない一方で、圧力上昇は比較的大きい。
【００４１】
高圧接続管路４２及び高圧管路４４をほぼ同じ圧力が占めていると、高圧接続管路４２に配置されている逆止弁４８は、２つの圧送区分４５ａ，４５ｂの直列接続の場合には閉鎖しており、２つの圧送区分４５ａ，４５ｂの並列接続の場合には開放する。
【００４２】
さらに高圧管路４４から、圧力制限弁５０が設けられている管路４９が分岐する。調節可能な最大圧を超過した場合、圧力制限弁５０は高圧管路４４をタンクＴに対して解放して負荷軽減する。圧力制限弁５０は空圧によりパイロット制御されていて、無段階式に調節可能な比例圧力弁を有する。
【００４３】
さらに高圧管路４４に、電子的な圧力センサ５２と、圧力計５４とがポンプ吐出し口の圧力を監視するために設けられている。圧力計５４の圧力負荷は絞り５６により行われる。
【００４４】
本発明に係るねじポンプ装置は、特に工作機械における冷却潤滑媒体を圧送することに適している。この使用領域においてねじポンプは、冷却潤滑媒体に溜まった部分的に研磨性を有する粉末に対する最大限の耐性を有するので、有利である。
【００４５】
対応配置された工作機械のツール交換時又は切削加工出力の変更時に、圧力及び冷却潤滑媒体の体積流量の変更が要求されている。この変更は、回転数制御された電気モータを必要とすることなく、本発明に係るねじポンプ装置によって達成することができる。したがって、例えば比較的高い圧力は小さなツールにおいて、比較的少ない体積流量によって直列接続（切換位置ｂ）により形成される一方で、比較的大きなツールにおいて、比較的低い圧力は比較的大きな体積流量によって並列接続（切換位置ａ）により形成される。
【００４６】
電気モータ（図示せず）の最大の駆動出力は、上記使用領域においては先行技術と比べて約４０％だけ減じられていてよい。
【００４７】
回転数制御されたねじポンプに対して、本発明に係るねじポンプ装置は低コストに加えて、回転数減少が体積流量の減少によりもたらされないという利点を有している。これにより、条片１２とケーシング主要区分２との間の領域における冷却潤滑媒体の支持特性が損われることはない。
【００４８】
低圧ポートと、高圧ポートと、駆動スピンドルと、少なくとも１つの可動スピンドルとを備えたねじポンプ装置が開示されている。可動スピンドルの圧送区間は、２つの圧送区分に分割可能であり、これらの圧送区分は並列に又は直列に運転することができる。これにより少ない手間で、制御技術を用いずに２つの運転状態が選択可能であるねじポンプ装置が達成される。
【００４９】
圧送区間の中間領域において、接続管路により接続可能な２つのタップポートが設けられている。接続管路は封鎖することができ、この実施の形態において、低圧側のタップポートは高圧ポートに接続することができ、高圧側のタップポートは低圧ポートに接続することができる。開放した接続管路により、直列接続（高圧で低体積流量）が与えられている。この直列接続は先行技術によるねじポンプに相当する。封鎖された接続管路と同時に上記圧力媒体流通路において、ねじポンプ装置は簡単に並列接続（低圧で高体積流量）において運転することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  ねじポンプ、  ２  ケーシング主要区分、  ３，４  ケーシングカバー、  ６  可動スピンドル、  ８  内壁部、  １０  通路、  １２  条片、  １４  駆動スピンドル、  １６  条片、  １８  軸区分、  ２０  転がり軸受、  ２２  ポート区分、  ２４  低圧ポート、  ２６  高圧ポート、  ２８  第１のタップポート、  ３０  第２のタップポート、  ３２  ４ポート２位置弁、  ３４  低圧管路、  ３６  低圧接続管路、  ３８  第２のタップ管路、  ４０  第１のタップ管路、  ４２  高圧接続管路、  ４４  高圧管路、  ４５ａ  第１の圧送区分、  ４５ｂ  第２の圧送区分、  ４６  切換磁石、  ４８  逆止弁、  ４９  管路、  ５０  圧力制限弁、  ５２  圧力センサ、  ５４  圧力計、  ６６  絞り、  Ｐ  ポンプ吐出し口、  Ｓ  吸入ポート、  Ｔ  タンク
2012522166.tif 000003
【国際調査報告】
2012522166.tif 000004
2012522166.tif 000005
2012522166.tif 000006
2012522166.tif 000007