DE10029307A1 - Einschubstator für Exzenterschneckenpumpen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einschubstator für Exzenterschneckenpumpen, in welchem ein herausnehmbarer Elastomerkörper von zwei Außenteilen umgeben ist, welche mit ihren Längskanten aufeinander zu weisen. An einem der Außenteile ist eine Spannhalterung befestigt, welche das zweite Außenteil um dessen Außenumfang herum radial umgibt. Das zweite Außenteil ist an der Spannhalterung beweglich befestigt und kann mittels einer Spannvorrichtung entlang der Spannhalterung verschoben werden, so dass sich hierdurch der Abstand zwischen den Längskanten der beiden Außenteile verändern lässt. Der erfindungsgemäße Einschubstator besteht nur aus zwei Einzelbauteilen, nämlich den über die Spannhalterung verbundenen Außenteilen sowie dem herausnehmbaren Elastomerkörper. Er ist daher besonders einfach zu bedienen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einschubstator für Exzenterschneckenpumpen, also einen Stator mit einem her­ ausnehmbaren elastomeren Innenteil.

Das elastomere Innenteil eines Stators ist üblicherweise ein im Wesentlichen zylindrisches Formteil mit einem inneren Pumpenhohlraum, der entsprechend einer ein- oder mehrgängigen Schnecke geformt ist und den Rotor aufnimmt. Der Pumpenhohlraum ist normalerweise so bemessen, dass das Elastomer mit Vorspannung außen am Rotor anliegt. Das ela­ stomere Innenteil wird in der Regel von einem stabilisie­ renden Mantel umschlossen.

Im Förderbetrieb verschleißt sich das Elastomerteil. Der Verschleiß kann zunächst durch Nachspannen des Stators aus­ geglichen werden. Nach einer gewissen Betriebszeit ist es jedoch erforderlich, den Stator auszubauen und das Elasto­ merteil oder den ganzen Stator zu ersetzen. Aus Kosten­ gründen und unter ökologischen Gesichtspunkten ist es vor­ teilhaft, lediglich das elastomere Innenteil zu ersetzen und nicht den Stator insgesamt.

Um das elastomere Innenteil auf einfache Weise vom stabi­ lisierenden Mantel trennen zu können, ist es erforderlich, dass beide Teile nicht fest miteinander verbunden, bei­ spielsweise verklebt, sind. Ein Stator, welcher ein leich­ tes Auswechseln des elastomeren Innenteils ermöglicht, ist beispielsweise im deutschen Gebrauchsmuster Nr. 295 16 885 beschrieben. Der Stator weist einen elastomeren Innenkörper mit auf der Außenoberfläche angeordneten Erhebungen auf. Diese Erhebungen greifen in Ausnehmungen von stabilisieren­ den Außenteilen ein, welche von außen an den Elastomerkör­ per angelegt werden. Die stabilisierenden Außenteile werden durch einen rohrförmigen Mantel mit zylindrischer Außenkon­ tur zusammengehalten, welcher über die Außenteile geschoben wird. Zum Nachspannen des Stators wird der zunächst verwen­ dete zylindrische Mantel durch einen anderen zylindrischen Mantel ersetzt, der einen geringeren Innendurchmesser als der erste Mantel aufweist. Eine gute Dichtigkeit an Saug- und Druckseite wird durch die spezielle Ausgestaltung der Stirnseiten des Elastomerkörpers erreicht. Zur Erhöhung der Dichtigkeit sind an beiden Stirnseiten des Stators speziell ausgebildete O-ringförmige Flansche vorgesehen.

Der im Gebrauchsmuster 295 16 885 beschriebene Stator hat jedoch den Nachteil, dass beim Nachspannen oder Auswechseln des elastomeren Innenkörpers eine Vielzahl von Einzelteilen gehandhabt werden muss. Neben dem Elastomerkörper sind dies wenigstens zwei Außenteile sowie der rohrförmige Mantel. Nachspannvorgang oder Austausch des Elastomerkörpers er­ fordern deshalb relativ viel Zeit.

Aufgabe der Erfindung ist es entsprechend, einen Einschubstator anzugeben, welcher ein Nachspannen und ein Auswechseln des elastomeren Innenkörpers auf besonders einfache Weise ermöglicht und welcher aus einem Minimum an Einzelkomponenten besteht.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem Einschubstator gemäß Anspruch 1. Weitere Ausbildungsformen sind den Unter­ ansprüchen zu entnehmen.

Der erfindungsgemäße Einschubstator für Exzenterschnecken­ pumpen weist einen herausnehmbaren Elastomerkörper auf, der von zwei an dessen Außenoberfläche anliegenden und mit ih­ ren Längskanten aufeinander zu weisenden Außenteilen umge­ ben ist. Der Elastomerkörper weist, wie im Stand der Tech­ nik üblich, in seinem Inneren einen in axialer Richtung verlaufenden Pumpenhohlraum auf, welcher zur Aufnahme eines Rotors bestimmt ist. Außerdem sind auf der Außenumfangsflä­ che des Elastomerkörpers Erhebungen und/oder Vertiefungen vorhanden, welche in entsprechende Vertiefungen und/oder Erhebungen der Außenteile formschlüssig eingreifen können.

Die Ausgestaltung des Elastomerkörpers und der stabilisie­ renden Außenteile kann grundsätzlich wie im Stand der Tech­ nik üblich erfolgen, also beispielsweise wie im Gebrauchs­ muster 295 16 885 beschrieben. Auf diese Teile muss daher an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden. Das im Gebrauchsmuster 295 16 885 beschriebene Modul aus Elasto­ merkörper mit aufgesetzten Außenteilen besitzt eine im We­ sentlichen zylindrische Form mit in axialer Richtung kon­ stantem Durchmesser. Eine solche Anordnung ist jedoch nur eine Möglichkeit, welche für das im erfindungsgemäßen Ein­ schubstator verwendete Modul aus Elastomerkörper und Außen­ teilen in Frage kommt. Grundsätzlich ist die Formgebung des Elastomerkörpers und der Außenteile für den erfindungsge­ mäßen Einschubstator beliebig.

Erfindungsgemäß ist eines der beiden Außenteile mit Wenig­ stens einer Spannhalterung fest verbunden. Die Art der Be­ festigung ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise kann die wenigstens eine Spannhalterung an das erste Außenteil angeschweißt sein. Auch eine Verschraubung oder sonstige Befestigungsmöglichkeiten sind denkbar. Die an dem ersten der beiden Außenteile befestigte wenigstens eine Spannhal­ terung ist derartig ausgebildet, dass sie das zweite Außen­ teil um dessen Außenumfang herum in radialer Richtung um­ gibt. Im Unterschied zum ersten Außenteil ist das zweite Außenteil an der wenigstens einen Spannhalterung beweglich befestigt. Durch Bewegen des zweiten Außenteils entlang der wenigstens einen Spannhalterung kann also der Abstand zwi­ schen den beiden Aussenteilen des erfindungsgemäßen Ein­ schubstators verändert werden. Wird das zweite Außenteil vom ersten Außenteil weg bewegt, ist es möglich, dass von beiden Außenteilen umschlossene elastomere Innenteil zu entnehmen und durch einen neuen Elastomerkörper zu erset­ zen. Anschließend werden die Außenteile wieder aufeinander zu bewegt und der Elastomerkörper zwischen beiden Teilen eingespannt.

Zum Bewegen des zweiten Außenteils und zum Fixieren des Außenteils in einer gewünschten Position dienen eine oder mehrere Spannvorrichtungen. Durch Betätigen der Spannvor­ richtung ist es nicht nur möglich, das zweite Außenteil zum Auswechseln des elastomeren Innenteils zu bewegen, sondern auch zum Nachspannen. Wie es bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, weisen die Längskanten der beiden Außenteile einen Abstand voneinander auf. Zwischen den bei­ den Außenteilen des erfindungsgemäßen Einschubstators sind also zunächst schmale Längsschlitze vorhanden. Wird nach einer gewissen Betriebsdauer festgestellt, dass der Elasto­ merkörper nicht mehr mit der notwendigen Vorspannung am Rotor anliegt, kann durch Betätigen der wenigstens einen Spannvorrichtung der Abstand zwischen beiden Außenteilen verringert werden. Dadurch wird der Elastomerkörper stärker zusammengepresst und liegt wieder mit höherer Vorspannung am Rotor an.

Beim erfindungsgemäßen Einschubstator ist es also durch Betätigung der wenigstens einen Spannvorrichtung auf sehr einfache Weise möglich, den Elastomerkörper nachzuspannen oder auszuwechseln. Dies ist mit wenigen Handgriffen möglich, ohne dass dabei eine Vielzahl von Einzelteilen gehandhabt werden muss. Neben dem Elastomerkörper gibt es im erfindungsgemäßen Einschubstator lediglich ein weiteres Einzelteil, nämlich den Verbund aus Spannvorrichtung und beiden Außenteilen, welche durch wenigstens eine Spann­ halterung zusammengehalten werden.

Als Spannhalterung kann beispielsweise ein Spannbügel die­ nen. Alternativ zu einem festen Spannbügel können auch in sich bewegliche Spannhalterungen eingesetzt werden, wie beispielsweise Spannscharniere, Spannseile oder Spannket­ ten.

Die erfindungsgemäß verwendete Spannvorrichtung wird ent­ sprechend der verwendeten Spannhalterung ausgewählt. Als Beispiele können eine Gewindespindel, eine Exzenterschließ­ vorrichtung oder herkömmliche Seil- oder Kettenspannvor­ richtungen eingesetzt werden. Es ist ebenfalls möglich, zwischen Spannhalterung und zweitem Außenteil wenigstens einen keilförmigen Spannklotz einzusetzen, wobei der ge­ wünschte Schließdruck durch mehr oder weniger weites Ein­ schlagen des Spannklotzes gezielt eingestellt werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ein­ schubstators besteht darin, als Spannhalterung einen Spann­ bügel zu verwenden. Als Spannvorrichtung dient dann zweck­ mäßig eine Gewindestange, welche mit dem zweiten Außenteil verbunden ist und welche in eine Gewindebohrung eingreift, welche sich in dem Spannbügel befindet. Um die Gewindestange auf einfache Weise handhaben zu können, ist am anderen Ende zweckmäßig ein Bedienelement zum Drehen der Stange angeordnet. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Griff, ein Handrad oder eine Sternschraube handeln.

Die Anzahl der Spannhalterungen pro erfindungsgemäßen Ein­ schubstator hängt unter anderem von der Länge des Stators ab. Grundsätzlich ist bereits eine Spannhalterung mit einer Spannvorrichtung ausreichend. In der Regel werden jedoch zwei oder mehr Spannhalterungen vorhanden sein. Zweckmäßig sind bei mehreren Spannhalterungen auch mehrere Spannvor­ richtungen vorhanden. Es ist jedoch grundsätzlich auch denkbar, an einer Querstrebe zwischen zwei Spannhalterungen nur eine Spannvorrichtung zu befestigen oder auf sonstige Weise weniger als eine Spannvorrichtung pro Spannhalterung zu verwenden. Die Verwendung mehrerer Spannvorrichtungen pro Einschubstator hat jedoch den Vorteil, dass die Span­ nung des Einschubstators individuell über dessen Länge variiert werden kann. Beispielsweise ist es möglich, bei Verwendung einer druckseitigen und einer saugseitigen Spannvorrichtung die Spannung an der Druckseite gegenüber der Spannung an der Saugseite zu erhöhen.

Die Erfindung soll nachfolgend am Beispiel einer Zeichnung näher erläutert werden.

Darin zeigen schematisch

Fig. 1A und B einen erfindungsgemäßen Einschubstator ohne Elastomerkörper in Draufsicht;

Fig. 1C den erfindungsgemäßen Einschubstator ge­ mäß Fig. 1A und B mit eingesetztem Elasto­ merkörper in Draufsicht;

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Einschubstator ge­ mäß Fig. 1A bis C in Seitenansicht.

Fig. 1A und B zeigen einen erfindungsgemäßen Einschubstator 1, aus welchem der Elastomerkörper herausgenommen ist. Der Einschubstator weist zwei Außenteile 3 und 4 zur Aufnahme eines Elastomerkörpers auf. Das erste Außenteil 3 ist fest mit einem Spannbügel 8 verbunden, beispielsweise ver­ schweißt. Das zweite Außenteil 4 ist dagegen beweglich am Spannbügel 8 befestigt. Die Befestigung erfolgt hier über zwei Spannvorrichtungen 9, was der Seitenansicht in Fig. 2 zu entnehmen ist. Falls erforderlich, kann die Bewegbarkeit und Halterung des zweiten Außenteils durch Gleit- oder Füh­ rungsschienen am zweiten Außenteil und/oder am Spannbügel oder durch ähnliche Maßnahmen verbessert werden.

Im gezeigten Fall besteht die jeweilige Spannvorrichtung 9 aus einer Gewindestange 11, welche in ein entsprechendes Gegengewinde 10 im Scheitelbereich des Spannbügels 8 einge­ dreht ist. Das eine Ende 12 der Gewindestange 11 ist mit dem zweiten Außenteil 4 verbunden. Die Verbindung erfolgt hier über eine Halterung 15 am zweiten Außenteil 4, in welcher das Ende 12 der Gewindestange 11 drehbar befestigt ist. Um die Gewindestange 11 gut drehen zu können, ist an ihrem zweiten Ende 13 ein Bedienelement 14 angebracht.

Das elastomere Innenteil besteht, wie im Stand der Technik üblich, vorzugsweise aus Gummi. Es kann jedoch aus Kunst­ stoffen wie beispielsweise Polyurethan, EVA oder einem thermoplastischen Elastomer hergestellt sein. In bestimm­ ten Anwendungsfällen eignen sich auch geschäumte Kunst­ stoffe, welche dann beispielsweise eine zum Rotor hin ge­ schlossene Oberfläche aufweisen.

Für die übrigen Komponenten des erfindungsgemäßen Einschub­ stators kommen beispielsweise metallische Werkstoffe, ge­ eignete Kunststoffe, Hartgummi oder Festholz in Betracht.

Fig. 1A zeigt die beiden Außenteile 3 und 4 des erfindungs­ gemäßen Einschubstators 1 in einem aneinander angenäherten Zustand, wie er - bei eingelegtem Elastomerkörper - während des Betriebs des Einschubstators vorliegen könnte. Zwischen den Längskanten 3' und 4' der beiden Außenteile 3 und 4 ist noch ein geringer Abstand vorhanden, der ein Nachspannen des Einschubstators erlaubt. Durch Betätigen der Spannvor­ richtung 9, beispielsweise durch Drehen der Bedienelemente 14 der beiden Spannvorrichtungen 9 im Uhrzeigersinn, kann das zweite Außenteil 4 näher an das erste Außenteil 3 her­ angebracht und so der Spalt 16 verkleinert werden. Dadurch würde sich auf einen eingelegten Elastomerkörper der Druck erhöhen und der Stator würde nachgespannt.

Dreht man dagegen die Bedienelemente 14 in die andere Richtung, entfernt sich das zweite Außenteil 4 vom ersten Außenteil 3, und der Spalt 16 zwischen beiden nimmt zu.

Fig. 1B zeigt den Einschubstator 1 mit voneinander entfern­ ten Außenteilen 3 und 4. In diesem Zustand kann ein Elasto­ merkörper zwischen die beiden Außenteile plaziert und durch Annähern des zweiten Außenteils 4 an das erste Außenteil 3 fixiert werden.

Fig. 1C und 2 zeigen den Einschubstator mit eingesetztem Elastomerkörper 2. Die Ausgestaltung der Außenteile 3 und 4 sowie des Elastomerkörpers 2 entsprechen im Wesentlichen dem, was bereits im Gebrauchsmuster 295 16 885 beschrieben ist. Um ein Verdrehen des Elastomerkörpers 2 durch den Ro­ tor während des Betriebs des Stators zu verhindern, sind auf der Außenoberfläche des Elastomerkörpers 2 Erhebungen 6 vorgesehen, welche hier die Form länglicher Passfedern auf­ weisen. In den beiden Außenteilen 3 und 4 sind entsprechen­ de Vertiefungen 7 vorhanden, welche die Erhebungen 6 des Elastomerkörpers 2 formschlüssig umgeben.

Um die Dichtigkeit des Stators zu erhöhen, sind an beiden Stirnseiten des Elastomerkörpers O-ringförmige Flansche 17 vorgesehen, welche auf den jeweiligen Stirnseiten der Außenteile 3 und 4 aufliegen.

Während des Betriebes ist in dem Pumpenhohlraum 5 im Ela­ stomerkörper 2 ein Rotor eingedreht, welcher der Übersicht­ lichkeit halber hier nicht dargestellt ist. Hat sich nach einer gewissen Betriebszeit durch die Rotationsbewegung des Rotors der Pumpenhohlraum 5 geweitet, kann die nötige Vorspannung des Elastomerkörpers am Rotor durch Nachspannen auf einfache Weise wieder hergestellt werden. Hierzu müssen erfindungsgemäß lediglich die beiden Bedienelemente 14 be­ tätigt werden - im Beispiel durch Drehen im Uhrzeigersinn. Dabei ist es möglich, gegebenenfalls unterschiedlich star­ ken Verschleiß im saugseitigen und druckseitigen Bereich des Stators individuell über die zwei Spannvorrichtungen 9 auszugleichen.

Claims (8)

1. Einschubstator (1) für Exzenterschneckenpumpen, welche einen herausnehmbaren Elastomerkörper (2) und zwei an der Außenoberfläche des Elastomerkörper (2) anliegende und mit ihren Längskanten (3', 4') aufeinander zu wei­ sende Außenteile (3, 4) umfasst, wobei der Elastomer­ körper (2) in seinem Inneren einen in axialer Richtung verlaufenden Pumpenhohlraum (5) zur Aufnahme eines Ro­ tors und auf seinem äußeren Umfang Erhebungen (6) und/oder Vertiefungen aufweist, welche in entsprechen­ de Vertiefungen (7) und/oder Erhebungen der Außenteile formschlüssig eingreifen, dadurch gekennzeichnet,
dass an einem ersten der Außenteile (3) wenigstens eine Spannhalterung (8) derart befestigt ist, dass sie das zweite Außenteil (4) um dessen Außenumfang herum in radialer Richtung umgibt,
dass das zweite Außenteil (4) beweglich an der wenig­ stens einen Spannhalterung (8) befestigt ist, so dass durch Bewegen des zweiten Außenteils (4) der Abstand zwischen den Längskanten (3', 4') des ersten (3) und zweiten Außenteils (4) veränderlich ist,
und dass wenigstens eine Spannvorrichtung (9) zum Bewe­ gen des zweiten Außenteils (4) entlang der wenigstens einen Spannhalterung (8) vorhanden ist.

2. Einschubstator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhalterung (8) ein Spannbügel, Spann­ scharnier, Spannseil oder eine Spannkette ist.

3. Einschubstator gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (9) eine Gewindespindel, eine Exzenterschließvorrichtung oder ein keilförmiger Spannklotz ist.

4. Einschubstator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbügel (8) eine Gewindebohrung (10) zur Aufnahme einer Gewindestange (11) aufweist.

5. Einschubstator gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (12) der Gewindestange (11) mit dem zweiten Außenteil (4) verbunden ist.

6. Einschubstator gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende (13) der Gewindestange (11) mit einem Bedienelement (14) zum Drehen der Gewindestange (11), insbesondere einem Griff, Handrad oder einer Sternschraube, versehen ist.

7. Einschubstator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei oder mehr Spannhalterungen (8) aufweist.

8. Einschubstator gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass pro Spannhalterung (8) eine Spannvorrichtung (9) vorhanden ist.