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Die
Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit zumindest einem
Stator und einem in dem Stator drehbar gelagerten Rotor, wobei an
einem Ende des Stators ein Sauggehäuse und an dem gegenüberliegenden
anderen Ende ein Anschlussstutzen angeordnet ist. – Bei einer
solchen Exzenterschneckenpumpe ist der Rotor regelmäßig über zumindest
eine Kupplungsstange, welche auch als Gelenkwelle bezeichnet wird,
mit dem Antrieb bzw. der Antriebswelle verbunden, und zwar über beidseitig der
Kupplungsstange angeordnete Kupplungsgelenke. Der Stator ist üblicherweise
aus einem elastischen Material gefertigt. Dabei kann der Stator
von einem (starren) Statormantel aus z. B. Metall umgeben sein.
Elastisches Material meint im Rahmen der Erfindung insbesondere
ein Elastomer, z. B. einen (Synthese-)Kautschuk oder eine Kautschukmischung.
Der elastische Stator kann dabei fest mit dem Statormantel verbunden
sein, z. B. in den Statormantel einvulkanisiert sein. Statormantel
und elastomerer Stator können
jedoch auch als separate Bauteile ausgebildet sein, z. B. in der
Ausführungsform als
Einschubstator.
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Die
Statoren aus elastomerem Material unterliegen während des Betriebes einem Verschleiß, so dass
in regelmäßigen Abständen Wartungsarbeiten
bzw. ein Stator-Austausch erforderlich ist. Um den zwischen Sauggehäuse einerseits
und Anschlussstutzen andererseits montierten Stator auszutauschen,
ist es in der Praxis in der Regel erforderlich, Sauggehäuse und/oder
Anschlussstutzen zu demontieren. Da eine Exzenterschneckenpumpe
häufig in
eine Anlage mit einer Vielzahl weiterer Bauteile integriert ist,
ist eine solche Demontage häufig
aufwendig. Ähnliches
gilt für
den Austausch des Rotors. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterschneckenpumpe
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche auf kostengünstige und montagetechnisch
einfache Weise einen Austausch des Stators und/oder Rotors ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe,
dass zwischen Stator und Anschlussstutzen ein für die Demontage des Stators
herausnehmbarer Distanzring angeordnet ist. Dieser erfindungsgemäße Distanzring
ist bei montiertem Anschlussstutzen und montiertem Stator demontierbar und
herausnehmbar, so dass anschließend
nach Demontage des Distanzrings der Stator auf einfache Weise ausgewechselt
werden kann, und zwar ohne dass das Sauggehäuse einerseits und der Anschlussstutzen
andererseits demontiert werden müssen.
Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass ein einfacher
Statorwechsel möglich
ist, wenn der Stator nicht mit seinem einen Ende unmittelbar an
den Anschlussstutzen angeschlossen ist und beispielsweise in eine
Statoraufnahme des Anschlussstutzens eingreift, weil in einem solchen
Fall ein Herausnehmen des Stators nicht möglich ist, ohne den Anschussstutzen
zu entfernen. Im Rahmen der Erfindung lässt sich nun zunächst der
herausnehmbare Distanzring demontieren, so dass anschließend ausreichend
Platz zwischen dem Statorende und dem Anschlussstutzen entsteht,
so dass der Stator mit dem Rotor gleichsam ausgeschwenkt und von
dem Rotor abgezogen werden kann.
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Der
Distanzring kann als einteiliger Ring ausgebildet sein. Nach bevorzugter
Weiterbildung der Erfindung ist der Distanzring jedoch mehrteilig
ausgebildet. Er ist dann aus mehreren Ringsegmenten, z. B. zwei
Ringsegmenten zusammengesetzt. Eine solche mehrteilige Ausgestaltung
kann die Demontage weiter vereinfachen, insbesondere unter Berücksichtigung
der Tatsache, dass der Distanzring vorzugsweise unter Zwischenschaltung
einer oder mehrerer Dichtungen an den Stator und/oder den Anschlussstutzen
angeschlossen ist. Diese Dichtungen können beispielsweise als Flachdichtungen
ausgebildet sein. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, wenn
die Dichtflächen
des Distanzrings als ebene Flächen
ausgebildet sind, welche senkrecht zur Pumpenachse verlaufen. Ebenso
können
auch die den Dichtflächen
zugeordneten Stirnflächen
des Stators und/oder des Anschlussstutzens als ebene, senkrecht
zur Pumpenachse verlaufende Dichtflächen ausgebildet sein. In einem
solchen Fall lässt sich
auch ein einteiliger Distanzring auf einfache Weise herauslösen, so
dass anschließend
eine einfache Statordemontage erfolgen kann.
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Die
Erfindung umfasst jedoch auch Ausführungsformen mit profilierten
bzw. stufenartigen und/oder schrägen
Dichtflächen
und/oder Dichtungen. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, mit
einem mehrteiligen Distanzring zu arbeiten, welcher sich aus mehreren
Ringsegmenten zusammensetzt, welche auch bei einem formschlüssigen Eingriff
zwischen Distanzring einerseits und Stator und/oder Anschlussstutzen
anderseits demontiert werden können.
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Da
der Distanzring selbst nicht Bestandteil des Stators ist und folglich
auch keine statorförmige bzw.
wendelförmige
Geometrie aufweist, ist es zweckmäßig, wenn die Länge des
Zwischenrings in Grenzen gehalten wird. Allerdings muss die Länge des
Zwischenrings ausreichen, um nach dem Herausnehmen des Zwischenrings
ausreichend Raum für
das Herausschwenken des Stators zur Verfügung zu stellen. Die erforderliche
freie Länge,
welche durch das Herausnehmen des Distanzrings entsteht, hängt von
der Länge
des Stators und insbesondere auch vom Außendurchmesser des Stators
ab. In der Praxis kann es zweckmäßig sein,
wenn das Verhältnis
von Außendurchmesser
des Stators zur Länge des
Distanzrings in etwa 1 bis 5, z. B. 2 bis 4 beträgt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn
der Außendurchmesser
des Distanzrings in etwa dem Außendurchmesser
des Stators entspricht, so dass auch das Verhältnis von Außendurchmesser
des Distanzrings zur Länge
des Distanzrings in etwa 1 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4 beträgt.
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Das
Sauggehäuse
und der Druckstutzen sind vorzugsweise in an sich bekannter Weise
unter Zwischenschaltung des Stators mittels parallel zur Pumpenlängsachse
verlaufenden Spannstangen gegeneinander verspannt. Bei einer solchen
Ausführungsform
schlägt
die Erfindung vor, dass der Distanzring ohne weitere Befestigungsmaßnahmen über die
Spannstangen mit in die Anordnung eingespannt und folglich integriert
wird. Das Sauggehäuse
und der Druckstutzen sind dann folglich unter Zwischenschaltung
des Stators einerseits und des Distanzrings andererseits mittels
der Spannstangen gegeneinander verspannt.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung, welchem selbständige Bedeutung
zukommt, ist das Sauggehäuse
als bereichsweise geteiltes Gehäuse
mit einem im Bereich des Kupplungsgelenkes angeordneten abnehmbaren
Gehäusesegment
ausgebildet. Dieses abnehmbare Gehäusesegment bildet dabei bereichsweise
den Anschlussflansch bzw. die Anlagefläche für den Stator. Auch diese Ausführungsform
mit geteiltem Sauggehäuse
gewährleistet einen
einfachen Statorwechsel, ohne dass das Sauggehäuse oder der Anschlussstutzen
demontiert werden müssen.
Sauggehäuse
und Anschlussstutzen können
fest montiert in ihren Positionen verbleiben, denn nach Entfernen
des abnehmbaren Gehäusesegmentes
besteht die Möglichkeit,
die Verbindung zwischen Rotor einerseits und Kupplungsstange bzw.
Antriebswelle andererseits zu lösen,
so dass der Stator mit dem darin liegenden Rotor entfernt werden kann.
In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn das abnehmbare Gehäusesegment,
welches zugleich einen Teil des Anschlussflansches für den Stator
bildet, einen Winkel von 180° oder
mehr, bezogen auf den Statorumfang, abdeckt. Das abnehmbare Gehäusesegment
bildet folglich zumindest eine Gehäusehälfte, und zwar bezogen auf
den Gehäuseumfang.
Durch diese Ausgestaltung wird zuverlässig gewährleistet, dass der Stator
entfernt werden kann, ohne dass die Position des Sauggehäuses und
des Anschlussstutzens verändert
werden müssen.
Auch dieses hat wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform
den Vorteil, dass die mit dem Sauggehäuse einerseits und dem Anschlussstutzen
andererseits in einer Anlage fest verbundenen Komponenten, z. B.
Rohrleitungen usw. nicht demontiert oder bewegt werden müssen.
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Auch
bei Ausführungsformen
mit geteiltem Sauggehäuse
besteht die Möglichkeit,
den beschriebenen Distanzring vorzusehen. Da jedoch bereits sowohl
der Distanzring als auch das herausnehmbare Gehäusesegment jeweils für sich einen
Statorwechsel ermöglichen,
kann es in der Praxis ausreichen, entweder mit herausnehmbarem Distanzring
oder mit geteiltem bzw. abnehmbaren Gehäusesegment zu arbeiten.
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Während der
Statoraustausch bei Ausführungsformen
mit herausnehmbarem Distanzring möglich ist, ohne den Rotor zu
demontieren, ist es bei Ausführungsformen
mit lediglich abnehmbarem Gehäusesegment
des Sauggehäuses
erforderlich, den Rotor gleichsam von der Kupplungsstange zu trennen.
Diese Trennung kann in an sich bekannter Weise durch Zerlegen des
Kupplungsgelenkes selbst vorgenommen werden. Denn das Kupplungsgelenk zwischen
Kupplungsstange einerseits und Rotor andererseits besteht in an
sich bekannter Weise aus einem mit der Kupplungsstange fest verbundenen
ersten Gelenkteil und einem mit dem Rotor fest verbundenen zweiten
Gelenkteil. Das erste Gelenkteil ist dabei in herkömmlicher
Weise einstückig
mit der Kupplungsstange verbunden, während das zweite Gelenkteil
einstückig
mit dem Rotor verbunden sein kann. Der Rotor kann beispielsweise
eine stirnseitige Ausnehmung bzw. Aufnahme aufweisen, in welche
das erste Gelenkteil und folglich das Ende der Kupplungsstange eingreift.
Bei einer solchen herkömmlichen
Ausgestaltung ist es zum Zwecke des Statoraustausches erforderlich,
das Kupplungsgelenk zu zerlegen und folglich eine Trennung zwischen
Kupplungsstange und Rotor vorzunehmen. Sofern das Kupplungs gelenk
mit einer Manschette verschlossen ist, muss diese Manschette zuvor
abgenommen werden.
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Um
den Statoraustausch und/oder den Rotoraustausch bei Ausführungsformen
mit abnehmbarem Gehäusesegment
weiter zu vereinfachen, schlägt
die Erfindung in einer bevorzugten Weiterbildung vor, dass der Rotor
lösbar
an das zweite Gelenkteil des Kupplungsgelenkes angeschlossen ist. Dabei
geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass es für den Stator-
und/oder Rotoraustausch nicht erforderlich ist, das Kupplungsgelenk
zu zerlegen, wenn gleichsam eine Gelenktrennung zwischen dem zweiten
Gelenkteil und dem Rotor möglich
ist. Das zweite Gelenkteil wird dabei sowohl verdrehsicher als auch
axial gesichert fest aber lösbar
mit dem Rotor verbunden. Das zweite Gelenkteil ist folglich nicht
mehr integraler Bestandteil eines herkömmlichen Rotors, sondern ein
selbständiges
Bauteil, welches lösbar
mit dem eigentlichen Rotor bzw. dem Wendelabschnitt eines Rotors
verbunden wird.
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Insgesamt
ermöglichen
die verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung auf einfache und schnelle Weise einen Austausch von
Stator und/oder Rotor, ohne dass das Sauggehäuse einerseits und der Druckstutzen
bzw. Anschlussstutzen andererseits selbst aus ihren Montagepositionen
bzw. aus der Anlage entfernt werden müssen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe
in einer ersten Ausführungsform
in einer vereinfachten und teilgeschnittenen perspektischen Darstellung,
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2 den
Gegenstand nach 1 in einem teilweise Längsschnitt,
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3 den
Gegenstand nach 2 während der Statordemontage,
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4 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung,
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5 den
Gegenstand nach 4 in einem vereinfachten Längsschnitt
und
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6 eine
schematische Darstellung eines Rotors des Gegenstandes nach 5.
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In
den Figuren ist eine Exzenterschneckenpumpe dargestellt, welche
in ihrem grundsätzlichen Aufbau
einen Stator 1 und einen in dem Stator 1 drehbar
gelagerten Rotor 2 sowie ein Sauggehäuse 4 und einen Anschlussstutzen
(bzw. Druckstutzen) 5 aufweist. Der Stator 1 ist
aus einem elastomeren Material gefertigt und z. B. von einem Statormantel 3 aus z.
B. Metall umgeben. Der Stator 1 ist zwischen Sauggehäuse 4 und
Anschlussstutzen 5 angeordnet. Er wird üblicherweise über nicht
dargestellte Spannstangen zwischen Sauggehäuse 4 einerseits und
Anschlussstutzen 5 andererseits eingespannt. Das zu fördernde
Medium tritt über
eine lediglich angedeutete Öffnung
in das Sauggehäuse 4 ein
und wird dann während
des Betriebes mittels des Rotors 2 durch den Stator 1 hindurch
in Förderrichtung
R des Anschlussstutzens 5 gefördert. Auf der dem Stator gegenüberliegenden
Seite des Sauggehäuses 4 ist
in der Regel ein nicht dargestellter Antrieb angeordnet, welcher
auch in einem separaten Antriebsgehäuse montiert sein kann. Die
ebenfalls nicht dargestellte Antriebswelle ist über eine Kupplungsstange 6,
die auch als Gelenkwelle bezeichnet wird, mit dem Stator verbunden.
die Kupplungsstange 6 ist dabei über ein nicht dargestelltes
Kupplungsgelenk mit einerseits der Antriebswelle und mit einem weiteren Kupplungsgelenk 7 mit
dem Rotor 2 verbunden.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist nun zwischen dem Stator 1 und dem Anschlussstutzen 5 ein
für die
Demontage des Stators 1 herausnehmbarer Distanzring 11 angeordnet.
Der Stator 1 liegt folglich mit seinem gehäuseseitigen Ende
an dem Anschlussflansch 9 des Sauggehäuses 4 und mit seinem
anderen Ende an dem Distanzring 11 an, während der
Distanzring 11 dann mit seinem dem Stator abgewandten Ende
mit dem Anschlussflansch 10 des Druckstutzens 5 verbunden
ist. Eine vergleichende Betrachtung der 1, 2 und 3 macht
nun deutlich, dass zum Zwecke des Statorwechsels zunächst der
Distanzring 11 aus der gesamten Anordnung herausgenommen
werden kann, ohne dass zuvor das Sauggehäuse 4, der Anschlussstutzen 5 oder
auch der Stator 1 selbst demontiert werden müssen. Der
Distanzring 11 wird dabei im Zuge der Montage über die
Spannstangen gleichsam mit dem Stator 1 gemeinsam zwischen Sauggehäuse 4 einerseits
und Druckstutzen 5 andererseits eingespannt.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist der Distanzring 11 einteilig ausgebildet. Der Außendurchmesser
D des Distanzrings 11 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser
d des Stators 1. Der Stator 1 selbst ist im Ausführungsbeispiel
als Verbundstator ausgebildet. Der aus elastomerem Material gefertigte Stator 1 ist
folglich fest von einem Statormantel 1a aus Metall umgeben.
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In
den Figuren ist erkennbar, dass der Distanzring
11 selbst
keine Statorfunktion übernimmt und
folglich nicht mit einer Statorgeometrie versehen ist. Der Rotor
2 ragt
folglich nicht oder nur unwesentlich in den Bereich des Distanzrings
11 ein.
Da der Distanzring
11 folglich nicht zur Pumpenfunktion
beiträgt
ist es zweckmäßig, wenn
die Länge
L des Distanzrings klein gehalten wird. Die Länge L muss jedoch ausreichend
groß sein,
um nach Herausnehmen des Distanzrings
11 den Stator
1 aus
dem Bauraum zwischen Sauggehäuse
4 und
Anschlussstutzen
5 herausklappen zu können (vgl.
3).
Dabei ist zu beachten, dass der erforderliche Bauraum zum Herausklappen
nicht nur von der Länge
l des Stators, sondern auch von dessen Durchmesser d abhängt. Im
Ausführungsbeispiel
beträgt
das Verhältnis
zwischen Durchmesser d des Stators (und im Übrigen auch Durchmesser D des
Distanzrings) zu der Länge L
des Distanzrings in etwa 2 bis 3. Die minimale Länge L
min des
Distanzrings
11 ergibt sich bei vorgegebener Statorlänge l und
vorgegebenem Statordurchmesser d wie folgt:
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Die
Erfindung schlägt
folglich vor, dass die Länge
L des Distanzrings stets größer oder
gleich der minimalen Länge
Lmin ist.
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Die 4 und 5 zeigen
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher auf einen Distanzring verzichtet wird.
Um dennoch den Stator und im Übrigen
ggf. auch den Rotor 2 austauschen zu können, ohne Sauggehäuse 4 und
Druckstutzen 5 entfernen zu müssen, ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen,
dass das Sauggehäuse 4 als
bereichsweise geteiltes Sauggehäuse
mit einem im Bereich des Kupplungsgelenkes 7 angeordneten,
abnehmbaren Gehäusesegment 12 ausgebildet
ist. Eine vergleichende Betrachtung der 4 und 5 macht deutlich,
dass dieses Gehäusesegment 12 sich
bis in den Endbereich des Sauggehäuses 4 erstreckt,
so dass das abnehmbare Gehäusesegment 12 bereichsweise
den Anschlussflansch 9 und folglich die Anlagefläche für den Stator 1 bildet.
Im Ausführungsbeispiel
erstreckt sich das abnehmbare Gehäusesegment 12, bezogen
auf den Umfang, über
einen Winkelbereich α von
180°, d.
h., das abnehmbare Gehäusesegment 12 bildet
eine obere Gehäusehälfte. Auf
diese Weise wird es nun möglich,
nach Abnehmen des Gehäusesegmentes 12 und
nach Trennung des Rotors 2 von der Kupplungsstange 6 den Stator 1 mit
dem Rotor 2 herauszuklappen und folglich den Stator sowie
gegebenenfalls auch den Rotor auszuwechseln.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist es für
den Statorwechsel folglich erforderlich, den Rotor 2 von der
Kupplungsstange 6 zu trennen. Dabei besteht grundsätzlich die
Möglichkeit,
das Kupplungsgelenk 7, welches üblicherweise aus einem ersten,
antriebsseitigen Gelenkteil 7a und einem zweiten, rotorseitigen
Gelenkteil 7b besteht, zu zerlegen. Im Rahmen der vorliegenden
Ausführungsform
wird jedoch vorgeschlagen, dass der Rotor 2 lösbar mit
dem zweiten, rotorseitigen Gelenkteil 7b des Kupplungsgelenkes 7 verbunden
ist. Dazu wird insbesondere auf eine vergleichende Betrachtung der 5 und 6 verwiesen.
Es ist erkennbar, dass der Rotor 2 bei dieser Ausführungsform
nicht – wie
bislang üblich – einstückig mit
dem Gelenkteil 7b ausgebildet ist, sondern dass gleichsam
eine Gelenktrennung vorgesehen ist, so dass der Rotor 2 von
dem Gelenk 7 getrennt werden kann, ohne dass das Gelenk 7 selbst
zerlegt werden muss. Die Verbindung zwischen Gelenkteil 7b und
Rotor 2 ist beispielhaft in 6 dargestellt.
Es ist erkennbar, dass die Verbindung unter Verwirklichung einer
Verdrehsicherung und folglich Drehmomentübertragung und andererseits
auch unter Verwirklichung einer Axialsicherung und Radialsicherung
erfolgt. Zur Drehmomentübertragung
können
ineinander formschlüssig
eingreifende Verbindungselemente am Rotor 2 einerseits
und dem Gelenkteil 7b andererseits vorgesehen sein. In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist
ein separates Drehmoment übertragendes
Einlageteil 13 vorgesehen. Außerdem ist als Axialsicherung
eine Art Manschette 14 vorgesehen.
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Im Übrigen ist
in 5 erkennbar, dass zwischen dem abnehmbaren Gehäusesegment 12 und dem
Gehäuse 4 eine
geeignete Dichtung 15 vorgesehen ist, welche in ihrer Form
an das Gehäusesegment 12 sowie
die entsprechende Anordnung in dem Gehäuse angepasst ist.
