DE102019005367B4

DE102019005367B4 - Verfahren zur Herstellung eines Statorbauteil für eine Exzenterschneckenpumpe, Statorbauteil und Exzenterschneckenpumpe

Info

Publication number: DE102019005367B4
Application number: DE102019005367.2A
Authority: DE
Inventors: Florian Biegger; Robert Sontheim
Original assignee: Pumpenfabrik Wangen GmbH
Current assignee: Pumpenfabrik Wangen GmbH
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2039-08-01
Also published as: DE102019005367A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Statorbauteils (8) mit einem Statorgehäuse (3) und einem elastischen Stator (2) für eine Exzenterschneckenpumpe (1) mit den Schritten:- zur Verfügung stellen eines rohrförmigen Statorgehäuses (3), welches einen Innenraum (53) begrenzt,- Spritzgießen eines Werkstoffes mittels einer Spritzgießmaschine (17) indem ein Kernspritzgießwerkzeuges (33) in den Innenraum (53) des Statorgehäuses (3) eingeführt wird und anschließend der Werkstoff unter einem Prozessdruck in einen Ringraum (55) zwischen dem Kernspritzgießwerkzeug (33) und dem Statorgehäuse (3) eingespritzt wird, so dass aufgrund des Prozessdruckes des Werkstoffes eine radial nach außen wirkende Druckkraft auf eine radiale Innenseite (60) des Statorgehäuses (3) aufgebracht wird,- Erhärten des Werkstoffes in dem Ringraum (55),- Entfernen des Kernspritzgießwerkzeuges (33) aus dem Innenraum (53) des Statorgehäuses (3), so dass der in dem Ringraum (55) erhärtete Werkstoff den elastischen Stator (2) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) außerhalb des Innenraumes (53) ein Formwerkzeug (34, 35, 36) angeordnet wird und aufgrund des von dem Werkstoff wegen des Prozessdruckes auf die radiale Innenseite (60) des Statorgehäuses (3) aufgebrachten Druckkraft der axiale Endbereich (39, 49) des Statorgehäuses (3) radial nach außen verformt wird bis ein Kontakt zwischen der radialen Außenseite (61) des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) und einer radialen Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) auftritt, so dass die radiale Verformungsbewegung des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) von der radialen Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) begrenzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Statorbauteils gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Statorbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11 und eine Exzenterschneckenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.
Exzenterschneckenpumpen werden in den verschiedensten technischen Anwendungen zum Fördern von Medien mit einer unterschiedlichen Viskosität eingesetzt, insbesondere für zähflüssige Medien. Eine zentrisch gelagerte Antriebswelle wird von einem Elektromotor angetrieben und das auf die Antriebswelle aufgebrachte Drehmoment wird mit einer Verbindungswelle auf einen Rotor übertragen.
Ein Statorbauteil einer Exzenterschneckenpumpe umfasst ein Statorgehäuse aus Metall und einen elastischen Stator aus beispielsweise Gummi. Der Stator begrenzt einen Förderraum. In Exzenterschneckenpumpen führt ein Rotor innerhalb eines Förderraumes eine exzentrische Rotationsbewegung aus, so dass von dem Rotor auf den Stator ein Drehmoment übertragen wird, weil der Rotor in Kontakt zu dem Stator steht. Eine Relativbewegung des Statorbauteils zu der übrigen Exzenterschneckenpumpe muss vermieden werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Exzenterschneckenpumpe zu gewährleisten. Aus diesem Grund sind Exzenterschneckenpumpen mit Verdrehsicherungen für das Statorbauteil versehen, die Relativbewegung als Rotationsbewegung des Statorbauteils zu der übrigen Exzenterschneckenpumpe zu blockieren.
Bei der Herstellung des Statorbauteils wird in einem Ringraum zwischen einem Kernspritzgießwerkzeug und dem Statorgehäuse ein elastischer Werkstoff (Elastomer), insbesondere NBR, mit einem Prozessdruck von 200 bar bis 800 bar eingespritzt. Dabei bildet das rohrstutzenförmige Statorgehäuse selbst das äußere Spritzgießwerkzeug, so dass das Statorgehäuse eine große Dicke bzw. eine große radiale Ausdehnung von beispielsweise 5 mm oder 8 mm aufweist, damit während des Spritzgießens das Statorgehäuse dem hohen Prozessdruck Stand hält und im Wesentlichen keine Verformungen des Statorgehäuses auftreten. Aufgrund der großen Dicke des Statorgehäuses aus Stahl sind in nachteiliger Weise hohe Materialkosten für den Stahl des Statorgehäuses bei der Herstellung des Statorbauteils aufzuwenden.
Die DE 200 13 030 U1 zeigt eine Verdrehsicherung für Statoren von Exzenterschneckenpumpen, wobei der Stator einen starren Mantel und eine aus Gummi od. dgl. bestehende Auskleidung mit einem gewendelten Pumpenhohlraum zur Aufnahme des Rotors aufweist und zudem zumindest an einem Ende lösbar an einem Flansch anliegt, wobei der Stator zumindest in einem Endbereich mit einer oder mehreren Ausnehmungen versehen ist, in die entsprechend geformte Vorsprünge an den Flanschen eingreifen, oder aber der Stator zumindest in einem Endbereich mit einem oder mehreren Vorsprüngen ausgestattet ist, die in entsprechend geformte Ausnehmungen an den Flanschen eingreifen.
Die EP 0 987 438 A1 zeigt eine Verdrehsicherung für Elastomerstatoren von Exzenterschneckenpumpen, wobei der metallische, die Elastomerauskleidung umschließende Mantel mit einem zumindest im Wesentlichen radial abstehenden Zapfen versehen ist, der an festen Teilen der Exzenterschneckenpumpe zum Anschlag kommen kann, wobei der Mantel mit einem ein Gewindeloch aufweisenden Element, vorzugsweise einer Gewindemutter versehen ist, in das der mit einem entsprechenden Außengewinde versehene Zapfen einschraubar ist.
Die DE 38 26 033 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Elastomerstatoren für Exzenterschneckenpumpen, wobei der zur Aufnahme des Pumpenrotors dienende Hohlraum des Stators durch einen Kern abgeformt wird und das Elastomer nach dem Abformen schrumpft, wobei der Hohlraum mit Übermaß abgeformt und durch eine Durchmesserverringerung des geschlossenen, hochzylindrischen Mantels unter bleibender Verformung auf Maß gebracht wird.
Die US 6 170 572 B1 offenbart ein Verfahren zur Begrenzung der Kernverformung bei der Herstellung einer Exzenterschneckenpumpe.
Die DE 102 45 497 C5 zeigt eine Exzenterschneckenpumpe oder -motor mit einem Stator, der einen rohrförmigen Mantel aus einem festen Material aufweist und der an wenigstens einem seiner beiden Enden mit einem Anschlussmittel versehen ist, mit dem der Stator an ein anderes Teil anschließbar ist, mit einer in dem Mantel befindlichen elastisch nachgiebigen Auskleidung, die über einen Bereich ihrer Länge eine schraubenförmige Bohrung bildet, deren Querschnitt von einen Rand mit einem wellenförmigen Verlauf begrenzt ist, derart, dass die Bohrung ähnlich einem schräg verzahnten Hohlrad schraubenförmig verlaufende Zähne bildet, die durch Zahnlücken voneinander getrennt sind, wobei zumindest auf den Zähnen zumindest zwei nebeneinander verlaufende durchgehende Rippen oder wenigstens eine durchgehende Nut ausgebildet sind, die in Axialrichtung dem Verlauf des jeweiligen Zahns folgen und deren Abmessungen sowohl in Umfangsrichtung als auch in Radialrichtung kleiner als die Abmessungen der Zähne oder Zahnlücken der Bohrung sind, und mit einem Rotor, der die Gestalt eines ein- oder mehrzähnigen schräg verzahnten Ritzels mit Zähnen und Zahnlücken aufweist und der an die Bohrung in der Auskleidung angepasst ist, derart, dass er sich in der Bohrung abwälzen kann, wobei die Zähne des Rotors in die Zahnlücken der Auskleidung eingreifen.
Die DE 29911031 U1 offenbart einen nach dem Moineau-Prinzip arbeitender Bohrmotor für Tiefbohrungen im Erdreich, wobei sich innerhalb eines Stators ein gewendelter Rotor befindet und der starre Mantel des Stators mit einer innen gewendelten Auskleidung aus einem Elastomer zur Aufnahme des Stators versehen ist und wobei der Mantel im wesentlichen zylindrische Endstücke mit vorzugsweise leicht konischem Innengewinde zur Befestigung der Anschlusselemente des Bohrmotors aufweist, wobei der zwischen den Endstücken befindliche Abschnitt einen starren Mantel aufweist, der der Innenwendelung der Auskleidung entsprechend gewendelt ist in der Weise, dass die Auskleidung und vorzugsweise auch der Mantel über die Abschnittslänge hinweg zumindest im Wesentlichen die gleiche Wandstärke aufweist und der zwischen den Endstücken befindliche Abschnitt des Stators hat einen Außendurchmesser der kleiner ist als derjenige der Endstücke und der zwischen den beiden Endstücken angeordnete Mantel hat eine Wandstärke die kleiner ist als diejenige der beiden Endstücke.
Die US 3 499 389 A zeigt eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Statorgehäuse, einem elastischen Stator und einem Rotor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Statorbauteils, ein Statorbauteil und eine Exzenterschneckenpumpe zur Verfügung zu stellen bei der die Verdrehsicherung der Exzenterschneckenpumpe bei geringen Herstellungskosten zuverlässig eine Blockierung einer Rotationsbewegung des Statorbauteils auch bei einem großen auf das Statorbauteil wirkenden Drehmoment ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines Statorbauteils mit einem Statorgehäuse und einem elastischen Stator für eine Exzenterschneckenpumpe mit den Schritten: zur Verfügung stellen eines rohrförmigen Statorgehäuses, welches einen Innenraum begrenzt, Spritzgießen eines Werkstoffes mittels einer Spritzgießmaschine indem ein Kernspritzgießwerkzeuges in den Innenraum des Statorgehäuses eingeführt wird und anschließend der Werkstoff unter einem Prozessdruck in einen Ringraum zwischen dem Kernspritzgießwerkzeug und dem Statorgehäuse eingespritzt wird, so dass aufgrund des Prozessdruckes des Werkstoffes eine radial nach außen wirkende Druckkraft auf eine radiale Innenseite des Statorgehäuses aufgebracht wird, Erhärten des Werkstoffes in dem Ringraum, Entfernen des Kernspritzgießwerkzeuges aus dem Innenraum des Statorgehäuses, so dass der in dem Ringraum erhärtete Werkstoff den elastischen Stator bildet, wobei an einem axialen Endbereich des Statorgehäuses außerhalb des Innenraumes ein Formwerkzeug angeordnet wird und aufgrund des von dem Werkstoff wegen des Prozessdruckes auf die radiale Innenseite des Statorgehäuses aufgebrachten Druckkraft der axiale Endbereich des Statorgehäuses radial nach außen verformt wird bis ein Kontakt zwischen der radialen Außenseite des axialen Endbereiches des Statorgehäuses und einer radialen Innenseite des Formwerkzeuges auftritt, so dass die radiale Verformungsbewegung des axialen Endbereiches des Statorgehäuses von der radialen Innenseite des Formwerkzeuges begrenzt wird.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird das Statorgehäuse im Wesentlichen plastisch radial nach außen verformt, so dass nach dem Entfernen des Formwerkzeuges und/oder wegen der Reduzierung des Prozessdruckes und/oder nach dem Erhärten, insbesondere Vulkanisieren, des Werkstoffes im Wesentlichen keine elastische Rückverformung des Statorgehäuses ausgeführt wird. Damit tritt nach den genannten Vorgängen im Wesentlichen keine Veränderung der Geometrie des Statorgehäuses wegen einer elastischen Rückverformung auf. Im Wesentlichen keine elastische Rückverformung des Statorgehäuses bedeutet insbesondere, dass die elastische Rückverformung kleiner ist als 5%, 3%, 1% oder 0,5% der plastischen Verformung.
In einer weiteren Ausgestaltung wird nach der im Wesentlichen plastischen Verformung des axialen Endbereiches des Statorgehäuses die Geometrie der radialen Außenseite an dem axialen Endbereich des Statorgehäuses komplementär zu der Geometrie der radialen Innenseite des Formwerkzeuges ausgebildet. Aufgrund des Kontaktes zwischen der radialen Außenseite des Statorgehäuses und der radialen Innenseite des Formwerkzeuges nimmt während der Verformung die radiale Außenseite des Statorgehäuses die Geometrie der radialen Innenseite des Formwerkzeuges an.
Zweckmäßig weist das an einem axialen Endbereich des Statorgehäuses außerhalb des Innenraumes angeordnete Formwerkzeug an der radialen Innenseite des Formwerkzeuges vor dem Verformen des Statorgehäuses umlaufend in tangentialer Richtung wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, keinen Kontakt zu der radialen Außenseite des axialen Endbereiches des Statorgehäuses auf.
In einer ergänzenden Ausgestaltung weist das an einem axialen Endbereich des Statorgehäuses außerhalb des Innenraumes angeordnete Formwerkzeug an der radialen Innenseite des Formwerkzeuges nach dem Verformen des Statorgehäuses umlaufend in tangentialer Richtung vollständig einen Kontakt zu der radialen Außenseite des axialen Endbereiches des Statorgehäuses auf.
In einer zusätzlichen Variante ist die radiale Innenseite des Formwerkzeuges als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet, so dass nach der im Wesentlichen plastischen Verformung des axialen Endbereiches des Statorgehäuses die Geometrie der radialen Außenseite an dem axialen Endbereich des Statorgehäuses als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet wird. Die Zykloide kann einerseits prozesstechnisch beim Umformen des Statorgehäuses einfach und zuverlässig hergestellt werden und ermöglicht außerdem eine effektive und zuverlässige formschlüssige Verbindung zu dem Anschlussflansch, so dass eine gute Verdrehsicherung für das Statorbauteil hergestellt werden kann.
In einer ergänzenden Variante wird der axiale Endbereich des Statorgehäuses radial nach außen verformt, so dass die Querschnittsfläche nach dem Verformen des axialen Endbereiches des Statorgehäuses größer ist, insbesondere um 5%, 10%, 20% oder 30% größer ist, als vor dem Verformen des axialen Endbereiches des Statorgehäuses.
In einer weiteren Ausführungsform wird an einem axialen Mittelbereich des Statorgehäuses zwischen den zwei axialen Endbereichen des Statorgehäuses im Wesentlichen keine Verformung, insbesondere keine radial nach außen gerichtete Verformung, des Statorgehäuses, ausgeführt, so dass die Querschnittsfläche des axialen Mittelbereiches im Wesentlichen, insbesondere mit einer Abweichung von weniger als 5%, 3% oder 1 %, konstant bleibt.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird auf die radiale Außenseite des Statorgehäuses an dem axialen Mittelbereich ein Manschettenformwerkzeug aufgelegt und die Geometrie der radialen Innenseite des Manschettenformwerkzeuges im Wesentlichen der Geometrie der radialen Außenseite des axialen Mittelbereiches des Statorgehäuses vor dem Spritzgießen des Werkstoffes entspricht, so dass aufgrund des von dem Werkstoff auf die radiale Innenseite des Statorgehäuses aufgebrachten Druckkraft im Wesentlichen keine Verformung, insbesondere keine radial nach außen gerichtete Verformung, des Statorgehäuses, an dem axialen Mittelbereich ausgeführt wird.
In einer weiteren Variante wird das Verfahren an beiden axialen Endbereichen des Statorgehäuses ausgeführt. Das mit dem Verfahren hergestellte Statorbauteil weist damit an beiden axialen Endbereichen an der radialen Außenseite die spezielle Geometrie komplementär zu den radialen Innenseiten der Formwerkzeuge auf.
Erfindungsgemäßes Statorbauteil für eine Exzenterschneckenpumpe, umfassend ein rohrförmiges Statorgehäuse aus Metall, welches einen Innenraum begrenzt, einen innerhalb des Statorgehäuses angeordneten elastischen Stator, wobei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Statorgehäuse und dem Stator zur Blockierung einer Rotations- und Translationsbewegung des Stators relativ zu dem Statorgehäuse ausgebildet ist, wobei an wenigstens einem axialen Endbereich des Statorgehäuses die radiale Außenseite des Statorgehäuses in der Geometrie als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet ist.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist das Statorgehäuse mit einem in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Verfahren hergestellt.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Innenraum des Statorgehäuses an wenigstens einem axialen Endbereich eine größere Querschnittsfläche auf als an einem axialen Mittelbereich des Statorgehäuses, insbesondere ist die Querschnittsfläche an dem wenigstens einen axialen Endbereich um 1%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15% oder 20% größer als an dem axialen Mittelbereich. Die größere Querschnittsfläche ist durch die radiale Verformung des Statorgehäuses radial nach außen bedingt.
Erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe zum Fördern eines Mediums, umfassend ein Statorgehäuse, einen innerhalb des Statorgehäuses angeordneten elastischen Stator und der Stator mit einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Statorgehäuse verbunden ist zur Blockierung einer Rotations- und Translationsbewegung des Stators relativ zu dem Statorgehäuse, so dass das Statorgehäuse und der Stator gemeinsam ein Statorbauteil bilden, einen Rotor, der innerhalb des Stators drehbar gelagert ist, so dass zwischen dem Stator und dem Rotor wenigstens ein Förderraum ausgebildet ist, eine Einlassöffnung für das zu fördernde Medium, ein Sauggehäuse, wobei von dem Sauggehäuse ein Verbindungsraum zur fluidleitenden Verbindung der Einlassöffnung mit dem wenigstens einen Förderraum begrenzt ist und der Förderraum an einer saugseitigen Förderraumöffnung in den Verbindungsraum mündet, eine Auslassöffnung für das geförderte Fluid, einen Anschlussflansch, wobei das Statorbauteil als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Statorbauteil ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist der Anschlussflansch eine radiale Innenseite auf und die radiale Innenseite des Anschlussflansches, insbesondere vollständig umlaufend in tangentialer Richtung, auf der radialen Außenseite des axialen Endbereiches des Statorbauteils aufliegt, so dass die radiale Innenseite des Anschlussflansches und die radialen Außenseite des axialen Endbereiches des Statorbauteils komplementär zueinander als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet sind. Damit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlussflansch und der radialen Außenseite des Statorgehäuses als Verdrehsicherung für das Statorbauteil ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Statorgehäuse wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, insbesondere Stahl, Aluminium, Messing und/oder Kupfer ausgebildet.
In einer zusätzlichen Variante ist an dem elastischen Stator eine Statordichtfläche ausgebildet.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist an dem Anschlussflansch eine Anschlussflanschdichtfläche ausgebildet und die Statordichtfläche des elastischen Stators liegt auf der Anschlussflanschdichtfläche auf zur Abdichtung.
In einer weiteren Ausgestaltung sind der Stator und/oder der Werkstoff des Stators aus einem elastischen Werkstoff (Elastomer), insbesondere NBR und/oder SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk) und/oder EPDM und/oder FKM und/oder Silikon, ausgebildet.
In einer ergänzenden Ausführungsform wird das Verfahren zur Herstellung des Statorbauteils für den Stator mit einem nach dem Erhärten elastischen Werkstoff (Elastomer), insbesondere NBR und/oder SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk) und/oder EPDM und/oder FKM und/oder Silikon, ausgeführt.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird das Erhärten mittels Vulkanisieren oder mittels chemischen Additiven ausgeführt.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist an dem elastischen Stator eine axiale Verlängerung ausgebildet, welche ein axiales Ende des Statorgehäuses axial überragt und zur Abdichtung fungiert.
In einer weiteren Ausgestaltung beträgt die axiale Ausdehnung des axialen Mittelbereiches des Statorgehäuses zwischen 60% und 95%, vorzugsweise zwischen 70% und 90%, der axialen Gesamtausdehnung des Statorgehäuses.
Zweckmäßig beträgt die axiale Ausdehnung je eines axialen Endbereiches des Statorgehäuses zwischen 3% und 20%, vorzugsweise zwischen 5% und 15%, der axialen Gesamtausdehnung des Statorgehäuses.
In einer weiteren Variante ist wenigstens ein Gegenformschlusselement als die radiale Außenseite des Statorgehäuses geometrisch komplementär zu wenigstens einem Formschlusselement als der radialen Innenseite des Anschlussflansches ausgebildet. Das Gegenformschlusselement und das Formschlusselement bilden eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Statorbauteil und dem Anschlussflansch als die Verdrehsicherung.
Zweckmäßig sind das wenigstens eine Formschlusselement und/oder das wenigstens eine Gegenformschlusselement und/oder die radiale Außenseite des Statorgehäuses und/oder die radiale Innenseite des Anschlussflansches und/oder die radiale Innenseite des Formwerkzeuges geometrisch identisch ausgebildet, insbesondere als eine Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen oder als ein Polygon mit geraden oder gekrümmten Seiten.
In einer weiteren Ausgestaltung ist an wenigstens 70%, 80%, 90% 95%, 98%, insbesondere 100%, der radialen Innenseite des Statorgehäuses die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Statorgehäuse und dem Stator ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung sind das wenigstens eine Formschlusselement und/oder das wenigstens eine Gegenformschlusselement und/oder die radiale Außenseite des Statorgehäuses und/oder die radiale Innenseite des Anschlussflansches und/oder die radiale Innenseite des Formwerkzeuges symmetrisch zu einer Symmetrieebene ausgerichtet, wobei die Längsachse des Statorbauteils in der Symmetrieebene liegt.
In einer ergänzenden Variante sind das wenigstens eine Formschlusselement und/oder das wenigstens eine Gegenformschlusselement und/oder die radiale Außenseite des Statorgehäuses und/oder die radiale Innenseite des Anschlussflansches und/oder die radiale Innenseite des Formwerkzeuges punktsymmetrisch zu einem Punkt auf der Längsachse des Statorbauteils ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Exzenterschneckenpumpe eine kraftschlüssige Verdrehsicherung für das Statorbauteil zur Blockierung einer Rotationsbewegung des Statorbauteils relativ zu der übrigen Exzenterschneckenpumpe. Das Statorbauteil, insbesondere ein axiales Ende des Statorbauteils, liegt mit einer Druckkraft auf einem Anschlussflansch auf, so dass aufgrund der Druckkraft eine kraftschlüssige Verbindung als kraftschlüssige Verdrehsicherung ausgebildet ist. Die Druckkraft ist insbesondere mittels wenigstens einer Zugstange auf den Anschlussflansch aufgebracht.
In einer weiteren Variante umfasst die Exzenterschneckenpumpe eine Antriebswelle.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung umfasst die Exzenterschneckenpumpe eine Verbindungswelle zur Übertragung eines Drehmomentes von der Antriebswelle auf den Rotor.
Zweckmäßig umfasst die Exzenterschneckenpumpe wenigstens ein mit der Verbindungswelle drehfest verbundenes Kardangelenk.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der druckseitige und/oder saugseitige Anschlussflansch als ein Adapter und/oder als ein Rahmen und/oder Gehäuse ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Exzenterschneckenpumpe einen druckseitigen und saugseitigen Anschlussflansch mit je einer Anschlussflanschdichtfläche und an je einem axialen Ende des Stators ist eine Statordichtfläche ausgebildet, so dass je eine Statordichtfläche auf einer Anschlussflanschdichtfläche aufliegt.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Exzenterschneckenpumpe einen druckseitigen und saugseitigen Anschlussflansch mit je einer radialen Innenseite zur Auflage je einer radialen Außenseite des Statorgehäuses.
Vorzugsweise liegen bei der Exzenterschneckenpumpe zwei Anschlussflanschdichtflächen an zwei Statordichtflächen auf.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Statorgehäuse einteilig ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist an der Verbindungswelle außenseitig wenigstens ein Förderelement, insbesondere eine schraubenlinienförmige Förderschnecke, ausgebildet. Das wenigstens eine Förderelement dient zum Fördern des Mediums von der Einlassöffnung zu dem wenigstens einen Förderraum und ist an bzw. in dem Verbindungsraum angeordnet.
Zweckmäßig umfasst die Exzenterschneckenpumpe einen Antriebsmotor, insbesondere einen Elektromotor.
Vorzugsweise ist die Antriebswelle von dem Antriebsmotor antreibbar.
In einer weiteren Variante ist der Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor.
In einer ergänzenden Ausgestaltung fungiert die Verbindungswelle zur mechanischen Koppelung der Antriebswelle mit dem Rotor, so dass ein Drehmoment von der Antriebswelle mittels der Verbindungswelle auf den Rotor übertragbar ist.
Zweckmäßig bildet die Verbindungswelle und das wenigstens eine Kardangelenk eine Kardanwelle.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Antriebswelle zentrisch gelagert.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Sauggehäuse einteilig oder mehrteilig ausgebildet.
In einer ergänzenden Variante ist der Rotor exzentrisch gelagert. Der Rotor führt damit während der Rotationsbewegung eine Querbewegung aus.
In einer ergänzenden Variante umfasst die Exzenterschneckenpumpe wenigstens eine Einlassöffnung für das fördernde Medium, insbesondere mehrere Einlassöffnungen.
Zweckmäßig weist das Statorgehäuse an dem axialen Mittelbereich einen konstanten Durchmesser auf.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die mit dem Kardangelenk und/oder der Verbindungswelle drehfest verbundene Antriebswelle mittels eines Getriebes, insbesondere Stirnradgetriebes, mit dem Antriebsmotor, insbesondere dem Elektromotor, mechanisch gekoppelt. Das Getriebe reduziert die große Drehzahl des Antriebsmotors auf eine kleine Drehzahl des Rotors und der Verbindungswelle, d. h. das Getriebe bewirkt eine Übersetzung ins Langsamere bzw. eine Untersetzung.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt:

1 einen Längsschnitt einer Exzenterschneckenpumpe,
2 eine Draufsicht der Exzenterschneckenpumpe gemäß 1,
3 einen Teil des Längsschnittes der Exzenterschneckenpumpe gemäß 1,
4 einen Längsschnitt Statorgehäuses für ein Statorbauteil der Exzenterschneckenpumpe gemäß 1 vor der Herstellung des elastischen Stators mittels Spritzgießen,
5 einen Längsschnitt eines Statorbauteils der Exzenterschneckenpumpe gemäß 1 nach der Herstellung des elastischen Stators mittels Spritzgießen als einen Schnitt A-A gemäß 6,
6 eine Vorderansicht des Statorbauteils gemäß 5,
7 einen Längsschnitt eines saugseitigen und druckseitigen Anschlussflansches der Exzenterschneckenpumpe gemäß 1,
8 einen Längsschnitt des Statorgehäuses gemäß 4 in einer Spritzgießmaschine,
9 eine Vorderansicht eines Deckelformteils der Spritzgießmaschine,
10 einen Schnitt B-B des Deckelformteils gemäß 9 und
11 eine perspektivische Ansicht des Deckelformteils gemäß 9.

In den 1 bis 7 ist eine Exzenterschneckenpumpe 1 dargestellt. Die Exzenterschneckenpumpe 1 dient zum Fördern von verschiedensten Medien, beispielsweise Klebstoff oder Speiseeis, mit unterschiedlicher Viskosität. Ein elastisch verformbarer Stator 2 aus Gummi oder Kunststoff ist an einer radialen Innenseite 60 eines Statorgehäuses 3 aus Metall befestigt. Innerhalb des Stators 2 ist exzentrisch ein Rotor 4 gelagert. Bei einer exzentrischen Rotationsbewegung des Rotors 4 bilden sich Förderräume 7 zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 2 aus zur Förderung des Mediums von einem Ringraum 15 als Verbindungsraum 9 zu einer Auslassöffnung 14 an einem druckseitigen Anschlussflansch 31 aus, so dass damit das Medium von dem Ringraum 15 zu der Auslassöffnung 14 gefördert wird.
Die Exzenterschneckenpumpe 1 wird von einem Antriebsmotor 20 als einem Elektromotor 21 angetrieben. Der Elektromotor 21 ist von einem Gehäuse 22 aus Metall eingeschlossen und ferner ist außenseitig an dem Gehäuse 22 ein Zusatzgehäuse mit elektrischen Kontaktelementen zur Verbindung des Elektromotors 21 mit einem Stromkabel (nicht dargestellt) vorhanden. Der Elektromotor 21 bringt mittelbar mit einem Stirnradgetriebe 23 auf eine Antriebswelle 16 aus Metall, insbesondere Stahl, ein Drehmoment auf, so dass die Antriebswelle 16 eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse 24 ausführt. Die Antriebswelle 16 ist mittels einer Lagerung innerhalb des Stirnradgetriebes 23 zentrisch gelagert, so dass die Antriebswelle 16 während der Rotationsbewegung keine Querbewegungen senkrecht zu der Rotationsachse 24 ausführt. In axialer Richtung der Antriebswelle 16 ist zwischen der zentrisch gelagerten Antriebswelle 16 und dem exzentrisch gelagerten Rotor 4 eine Verbindungswelle 6 ausgebildet. Die Verbindungswelle 6 bildet eine Kardanwelle 5, weil an den Endbereichen der Verbindungswelle 6 mit dieser ein erstes Kardangelenk 26 und ein zweites Kardangelenk 27 drehfest verbunden ist, damit die Verbindungswelle 6 einerseits ein Drehmoment von der Antriebswelle 16 auf den Rotor 4 übertragen kann und andererseits ein Ausgleich zwischen den Querbewegungen des Rotors 4 und der zentrischen Rotationsbewegung der Antriebswelle 16 ohne Querbewegungen ermöglicht wird mittels der Kardangelenke 26, 27. Die Kardanwelle 5 ist von der Verbindungswelle 6 und den zwei Kardangelenken 26, 27 gebildet. Die Verbindungswelle 6 führt während der Rotationsbewegung Querbewegungen bzw. Taumelbewegungen aus.
Die Verbindungswelle 6 ist innerhalb eines Sauggehäuses 12 angeordnet. An dem Sauggehäuse 12 ist eine Einlassöffnung 13 für das zu fördernde Medium ausgebildet. Die Einlassöffnung 13 mündet in den Ringraum 15 zwischen dem Sauggehäuse 12 und der Verbindungswelle 6 bzw. einer Manschette 10 als Umhüllung der Verbindungswelle 6. Durch den Ringraum 15 wird das Medium von der Einlassöffnung 13 zu dem Rotor 4 bzw. den sich ausbildenden Förderräumen 7 gefördert. An dem Sauggehäuse 12 aus Kunststoff und/oder Metall, insbesondere Stahl, vorzugsweise Edelstahl, oder Aluminium, ist ein zusätzliches Wellengehäuse 18 ausgebildet. Das Wellengehäuse 18 kann einteilig mit dem Sauggehäuse 12 oder als zusätzliches Bauteil (nicht dargestellt) zu dem Sauggehäuse 12 ausgebildet sein. Das Wellengehäuse 18 umschließt die Antriebswelle 16. An dem Wellengehäuse 18 aus Metall, insbesondere Stahl oder Aluminium, ist ein Anschlussflansch 19 ausgebildet. Der Anschlussflansch 19 ist an einem Anschlussflansch 25 des Gehäuses des Stirnradgetriebes 23 fixiert mit Schrauben. Das Wellengehäuse 18 kann als Blockgehäuse ohne einer Lagerung für die Antriebswelle 16 oder als Lagergehäuse mit einer Lagerung für die Antriebswelle 16 ausgebildet sein. In 1 und 3 ist in dem Wellengehäuse 18 als Blockgehäuse keine Lagerung für die Antriebswelle 16 vorhanden und die Antriebswelle 16 innerhalb des Wellengehäuses 18 und des Sauggehäuses 12 ist nur mit einer nicht dargestellten Lagerung in dem Stirnradgetriebe 23 gelagert. Die beiden Kardangelenke 26, 27 sowie die Verbindungswelle 6 sind von der Manschette 10 aus faserverstärktem Elastomer, insbesondere aus faserverstärktem Gummi, umhüllt (3).
Das Statorgehäuse 3 mit der radialen Innenseite 60 und einer radialen Außenseite 61 als ein zylindermantelförmiges Stahlrohr 3 ist stoffschlüssig mit dem elastischen Stator 2 aus Gummi oder Kunststoff verbunden. Eine stoffschlüssige Verbindung 49 zwischen der radialen Innenseite 60 des Statorgehäuses 3 und dem elastischen Stator 2 wird beim Vulkanisieren und/oder Spritzgießen des elastischen Stators 2 an das Stahlrohr 3 mit einem Spritzgießwerkzeug ausgebildet. Die stoffschlüssige Verbindung 49 ist an der gesamten radialen Innenseite 60 des Statorgehäuses 3 ausgebildet. Damit ist eine Relativbewegung zwischen dem elastischen Stator 2 und dem Statorgehäuse 3 ausgeschlossen, insbesondere eine Translationsbewegung und Rotationsbewegung des Stators 2 relativ zu dem Statorgehäuse 3. Der Stator 2 und das Statorgehäuse 3 bildet damit gemeinsam ein Statorbauteil 8 aus den fest miteinander verbundenen Komponenten des Stators 2 und des Statorgehäuses 3. Das Statorbauteil 8 weist eine Längsachse 58 auf und die Längsachse ist zentrisch bezüglich des im Wesentlichen zylindermantelförmigen Stahlrohes 3 vor dem Verformen ausgerichtet. An den axialen Endbereichen des Statorbauteils 8 ist je eine axiale Verlängerung 52 des Stators 2 bezüglich des Statorgehäuses 3 ausgebildet, d. h. die axiale Verlängerung 52 überragt in axialer Richtung um eine Länge ein axiales Ende 54 des Statorgehäuses 3. Die Länge ist die axiale Differenz zwischen dem axialen Ende 54 des Statorgehäuses 3 und einem maximalen axialen Ende 38 als einer axialen Stirnfläche 38 des Stators 2. Die axialen Enden 38 an einem saugseitigen Ende 47 und druckseitigen Ende 48 des Statorbauteils 8 bilden auch eine Statordichtfläche 28 zur Abdichtung für das zu fördernde Medium. An dem saugseitigen Ende 47 des Statorbauteils 8 ist eine saugseitige Förderraumöffnung 50 am Ende des Förderraumes 7 ausgebildet, welche in den Verbindungsraum 9 mündet. An dem druckseitigen Ende 48 des Statorbauteils 8 ist eine druckseitige Förderraumöffnung 51 am Ende des Förderraumes 7 ausgebildet, welche in die Auslassöffnung 14 mündet.
Die Exzenterschneckenpumpe 1 umfasst einen saugseitigen Anschlussflansch 29 (7) aus Metall, insbesondere Stahl, der an dem Sauggehäuse 12 ausgebildet ist mit einer saugseitigen Anschlussflanschöffnung 56, die in den Verbindungsraum 9 mündet. An dem saugseitigen Anschlussflansch 29 ist eine Anschlussflanschdichtfläche 30 ausgebildet. Die Exzenterschneckenpumpe 1 umfasst einen druckseitigen Anschlussflansch 31 (7) aus Metall, insbesondere Stahl, mit einer druckseitigen Anschlussflanschöffnung 57, die in die Auslassöffnung 14 mündet. Die Statordichtfläche 28 liegt wegen der Zugstangen 44 mit einer Druckkraft auf der Anschlussflanschdichtfläche 30 des saugseitigen Anschlussflansches 29 auf. In analoger Weise liegt die Statordichtfläche 28 an dem druckseitigen Ende 48 des Statorbauteils 8 auf der Anschlussflanschdichtfläche 32 des druckseitigen Anschlussflansches 31 auf.
Die Exzenterschneckenpumpe 1 umfasst vier Zugstangen 44 mit je einem Kopf 45. An einem Endbereich der Zugstangen 44 mit einem Außengewinde sind Muttern 46 aufgeschraubt. Die Zugstangen 44 sind durch Bohrungen an den Anschlussflanschen 29, 31 geführt. Die Muttern 46 bringen eine Druckkraft auf den druckseitigen Anschlussflansch 31 auf und die Köpfe 45 bringen eine Druckkraft auf den saugseitigen Anschlussflansch 29 auf. Damit liegen die Anschlussflanschdichtflächen 30, 32 aus Metall, insbesondere Stahl, mit einer Druckkraft auf den elastischen Statordichtflächen 28 an den saug- und druckseitigen Enden 47, 48 des elastischen Stators 2 auf zur fluiddichten Abdichtung.
Die Herstellung des Statorbauteils 8 erfolgt mit dem im Nachfolgenden beschriebenen Verfahren. Zunächst wird ein zylindermantelförmiges, rohrförmiges Statorgehäuse 3 (4) aus Metall als Stahl zur Verfügung gestellt in dem dieses von einem Stahlrohr (nicht dargestellt) abgeschnitten wird. Das Statorgehäuse 3 begrenzt einen Innenraum 53. Die Querschnittsform des zur Verfügung gestellten zylindermantelförmigen Statorgehäuses 3 ist kreisförmig. Abweichend hiervon kann das zur Verfügung gestellte Statorgehäuse 3 auch quadratisch oder ellipsenförmig ausgebildet sein.
In einer Spritzgießmaschine 17 (8) erfolgt die stoffschlüssige Verbindung des Stators 2 aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, kurz auch Nitrilkautschuk, (NBR=Nitrile Butadiene Rubber). NBR als ein nach dem Erhärten elastischer Werkstoff (Elastomer) ist ein Copolymer aus Acrylnitril und 1,3-Butadien und zählt zu den Synthesekautschuken. Die Spritzgießmaschine 17 umfasst als Werkzeuge zwei Formwerkzeuge 34 als ein Bodenformwerkzeug 35 und ein Deckformwerkzeug 36 und ferner ein Kernspritzgießwerkzeug 33 und ein Manschettenformwerkzeug 37. Das Bodenformwerkzeug 35 und das Deckenformwerkzeug 36 weist jeweils eine im Querschnitt kreisförmige Aussparung 59 auf. Die kreisförmige Aussparung 59 ist in einer radialer Richtung 64 von einer radialen Innenseite 42 des Formwerkzeuges 34 begrenzt (8 bis 11). Die radiale Innenseite 42 der Formwerkzeuge 34 weist die Geometrie einer Zykloide mit drei Spitzen auf. In die Aussparung 59 münden Einspritzkanäle 43 zum Einspritzen des NBR. Innerhalb des Innenraumes 53 des Statorgehäuses 3 ist das Kernspritzgießwerkzeug 33 (8) angeordnet. Damit bildet sich zwischen einer radialen Außenseite des Kernspritzgießwerkzeuges 33 und der radialen Innenseite 60 des Statorgehäuses 3 ein Ringraum 55 aus.
In einer axialen Richtung 65 in Richtung der Längsachse 58 des Statorbauteils 8 und des Statorgehäuses 3 ist das Statorgehäuse 3 fiktiv in einen axialen Mittelbereich 41 und einen ersten axialen Endbereich 39 und einen zweiten axialen Endbereich 40 unterteilt (4 und 5). Die beiden axialen Endbereiche 39, 40 sind in der Spritzgießmaschine 17 gemäß 8 wenigstens teilweise in den Aussparungen 59 der Formwerkzeuge 34 angeordnet. Die radiale Außenseite 61 des Statorgehäuses 3 innerhalb der Aussparungen 59 der Formwerkzeuge 34, d. h. der radialen Außenseiten 61 der axialen Endbereiche 39, 40, weisen einen radialen Abstand zu den radialen Innenseiten 42 der Formwerkzeuge 34 auf. Dabei können die radialen Innenseiten 42 der Formwerkzeuge 34 keinen Kontakt zu den radialen Außenseiten 61 des Statorgehäuses 3 aufweisen oder umlaufend in tangentialer Richtung 66 (9) teilweise einen Kontakt aufweisen. In axialer Richtung 65 weisen auch die Manschettenformwerkzeuge 37 an den axialen Endbereichen ringförmige Ausnehmungen 67 an der radialen Innenseite des Manschettenformwerkzeuges 37 auf. Die Geometrie der radialen zylindermantelförmigen Innenseite des Manschettenformwerkzeuges 37 außerhalb der ringförmigen Ausnehmungen 67 ist identisch zu Geometrie der radialen Außenseite 61 des Statorgehäuses 3. Der Durchmesser des Manschettenformwerkzeuges 37 außerhalb der ringförmigen Ausnehmungen 67 ist identisch zum Durchmesser der radialen Außenseite 61 des Statorgehäuses 3. Damit liegt die radiale Innenseite des Manschettenformwerkzeuges 37 an dem axialen Mittelbereich 41 außerhalb der ringförmigen Ausnehmungen 67 ohne Zwischenraum mit vollständigem Kontakt auf der radialen Außenseite 61 des Statorgehäuses 3 auf.
Nach der oben beschriebenen Anordnung der Komponenten der Spritzgießmaschine 17 an dem Statorgehäuse 3 wird durch die Einspritzkanäle 43 des Bodenformwerkzeuges 35 und des Deckelformwerkzeuge 36 das NBR mit einem Prozessdruck im Bereich von 200 bis 800 bar in den Ringraum 55 eingespritzt bis dieser vollständig mit NBR gefüllt ist. Die zylindermantelförmige Wandung des Statorgehäuses 3 weist eine kleine Dicke auf, so dass sich aufgrund der großen, von dem NBR wegen des Prozessdruckes auf die radiale Innenseite 60 des Statorgehäuses 3 wirkenden Druckkraft das Statorgehäuse 3 an den axialen Endbereichen 39, 40 radial nach außen verformt wird. Die axialen Endbereiche 39, 40 innerhalb der Aussparung 59 der Formwerkzeuge 34 werden soweit radial nach außen verformt bis die radiale Außenseite 61 des Statorgehäuses 3 vollständig umlaufend in tangentialer Richtung 66 auf der radialen Innenseite 42 der Formwerkzeuge 34 aufliegt, so dass die Geometrie der radiale Außenseiten 61 des Statorgehäuses 3 komplementär zur Geometrie der radialen Innenseite 42 des Formwerkzeuges 34 ausgebildet ist jeweils als Zykloide mit drei Spitzen. An der ringförmigen Ausnehmung 67 wird das Statorgehäuse 3 radial nach außen verformt, weist jedoch nach dem Verformen keinen Kontakt zu der radialen Innenseite des Manschettenformwerkzeuges 37 auf.
An dem Kontaktbereich des axialen Mittelbereiches 41 des Statorgehäuses 3 tritt im Wesentlichen keine radiale Verformung des Statorgehäuses 3 nach außen auf, wegen des vollständigen Kontaktes zwischen dem Statorgehäuse 3 und dem Manschettenformwerkzeug 37 sowie der konstruktiven Ausbildung des Manschettenformwerkzeuges 37 aus Stahl mit einer sehr großen Dicke. Anschließend wird die Temperatur des Spritzgießwerkzeuges 17 mit dem Statorgehäuse 3 und dem Stator 2 erhöht, so dass ein Vulkanisieren als Erhärten des NBR auftritt, d. h. die Makromoleküle vernetzt werden und das NBR von einem plastischen Zustand in einen elastischen Zustand als erhärten überführt wird. Nach dem Abschluss des Vulkanisierens und dem Abkühlen des NBR werden die Komponenten des Spritzgießmaschine 17 entfernt und das Statorbauteil 8 mit dem Statorgehäuse 3 aus Stahl und dem elastischen Stator 2 ist fertig hergestellt (5). In 5 ist erkennbar, dass an dem ersten und zweiten axialen Endbereich 39, 40 das Statorgehäuse 3 radial nach außen verformt ist.
Anschließend wird das Statorbauteil 8 in die Exzenterschneckenpumpe 1 eingebaut. Der saugseitige Anschlussflansch 29 weist eine radiale Innenseite 63 auf. Der druckseitige Anschlussflansch 31 weist eine radiale Innenseite 62 auf. Die radialen Innenseiten 62, 63 sind komplementär, d. h. als Zykloide mit drei Spitzen, zu den radialen Außenseiten 61 des Statorgehäuses 3 an den axialen Endbereichen 39, 40 ausgebildet und zwischen den radialen Innenseiten 62, 63 sowie der radialen Außenseite 61 ist kein Zwischen- bzw. Hohlraum vorhanden. Damit bildet sich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Statorgehäuse 3 und den Anschlussflanschen 29, 31 aus als Verdrehsicherung.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Statorbauteils 8, dem erfindungsgemäßen Statorbauteil 8 und der erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die Geometrie der radialen Innenseiten 62, 63 der Anschlussflansche 29, 31 als Zykloide mit drei Spitzen bildet eine Formschlussgeometrie und die Geometrie radialen Außenseiten 61 des Statorgehäuses 3 an den axialen Endbereichen 39, 40 als Zykloide mit drei Spitzen bildet die Gegenformschlussgeometrie, so dass eine sichere und zuverlässige Verdrehsicherung vorhanden ist. Eine Rotationsbewegung des Statorbauteils 8 relativ zu der übrigen Exzenterschneckenpumpe 1 ausgeschlossen ist. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass der axiale Endbereich 39, 40 des Statorgehäuse 3 vollständig tangential umlaufend als Gegenformschlussgeometrie eine formschlüssige Verbindung mit dem Anschlussflansch 29, 31 bilden, so dass zuverlässig bei geringen Herstellungskosten eine Verdrehsicherung gewährleistet wird. Das Statorgehäuse 3 weist außerdem eine kleine Dicke D (4) bzw. eine geringe radiale Ausdehnung D von beispielsweise 2 mm oder 3 mm auf, weil das Manschettenformwerkzeug 37 an dem axialen Mittelbereich 41 eine radiale Verformungsbewegung vollständig blockiert und die radialen Innenseiten 42 der Formwerkzeuge 34 die radiale Verformungsbewegung nach außen begrenzen. Für das Statorgehäuse 3 ist somit ein zylindermantelförmiger Rohrstutzen mit einer geringen Dicke D ausreichend, weil die hohen Druckkräfte an der radialen Innenseite 60 des Statorgehäuses 3 von dem Manschettenformwerkzeug 37 und den Formwerkzeugen 34 aufgenommen wird. Aufgrund der kleinen Dicke D des Statorgehäuses 3 aus Stahl treten in vorteilhafter Weise wesentlich reduzierte Materialkosten im Vergleich zum Stand der Technik bei der Herstellung des Statorbauteils 8 auf.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Statorbauteils (8) mit einem Statorgehäuse (3) und einem elastischen Stator (2) für eine Exzenterschneckenpumpe (1) mit den Schritten: - zur Verfügung stellen eines rohrförmigen Statorgehäuses (3), welches einen Innenraum (53) begrenzt, - Spritzgießen eines Werkstoffes mittels einer Spritzgießmaschine (17) indem ein Kernspritzgießwerkzeuges (33) in den Innenraum (53) des Statorgehäuses (3) eingeführt wird und anschließend der Werkstoff unter einem Prozessdruck in einen Ringraum (55) zwischen dem Kernspritzgießwerkzeug (33) und dem Statorgehäuse (3) eingespritzt wird, so dass aufgrund des Prozessdruckes des Werkstoffes eine radial nach außen wirkende Druckkraft auf eine radiale Innenseite (60) des Statorgehäuses (3) aufgebracht wird, - Erhärten des Werkstoffes in dem Ringraum (55), - Entfernen des Kernspritzgießwerkzeuges (33) aus dem Innenraum (53) des Statorgehäuses (3), so dass der in dem Ringraum (55) erhärtete Werkstoff den elastischen Stator (2) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) außerhalb des Innenraumes (53) ein Formwerkzeug (34, 35, 36) angeordnet wird und aufgrund des von dem Werkstoff wegen des Prozessdruckes auf die radiale Innenseite (60) des Statorgehäuses (3) aufgebrachten Druckkraft der axiale Endbereich (39, 49) des Statorgehäuses (3) radial nach außen verformt wird bis ein Kontakt zwischen der radialen Außenseite (61) des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) und einer radialen Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) auftritt, so dass die radiale Verformungsbewegung des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) von der radialen Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (3) im Wesentlichen plastisch radial nach außen verformt wird, so dass nach dem Entfernen des Formwerkzeuges (34, 35, 36) und/oder wegen der Reduzierung des Prozessdruckes und/oder nach dem Erhärten, insbesondere Vulkanisieren, des Werkstoffes im Wesentlichen keine elastische Rückverformung des Statorgehäuses (3) ausgeführt wird und im Wesentlichen keine elastische Rückverformung des Statorgehäuses (3) bedeutet, dass die elastische Rückverformung kleiner ist als 5% der plastischen Verformung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der im Wesentlichen plastischen Verformung des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) die Geometrie der radialen Außenseite (61) an dem axialen Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) komplementär zu der Geometrie der radialen Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an einem axialen Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) außerhalb des Innenraumes (53) angeordnete Formwerkzeug (34, 35, 36) an der radialen Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) vor dem Verformen des Statorgehäuses (3) umlaufend in tangentialer Richtung (66) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, keinen Kontakt zu der radialen Außenseite (61) des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an einem axialen Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) außerhalb des Innenraumes (53) angeordnete Formwerkzeug (34, 35, 36) an der radialen Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) nach dem Verformen des Statorgehäuses (3) umlaufend in tangentialer Richtung (66) vollständig einen Kontakt zu der radialen Außenseite (61) des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Innenseite (42) des Formwerkzeuges (34, 35, 36) als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet ist, so dass nach der im Wesentlichen plastischen Verformung des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3) die Geometrie der radialen Außenseite (61) an dem axialen Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) radial nach außen verformt wird, so dass die Querschnittsfläche nach dem Verformen des axialen Endbereiches des Statorgehäuses (3) größer ist, insbesondere um 5%, 10%, 20% oder 30% größer ist, als vor dem Verformen des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorgehäuses (3).
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Mittelbereich (41) des Statorgehäuses (3) zwischen den zwei axialen Endbereichen (39, 40) des Statorgehäuses (3) im Wesentlichen keine Verformung, insbesondere keine radial nach außen gerichtete Verformung, des Statorgehäuses (3), ausgeführt wird, so dass die Querschnittsfläche des axialen Mittelbereiches (41) mit einer Abweichung von weniger als 5% konstant bleibt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die radiale Außenseite (61) des Statorgehäuses (3) an dem axialen Mittelbereich (41) ein Manschettenformwerkzeug (37) aufgelegt wird und die Geometrie der radialen Innenseite des Manschettenformwerkzeuges (37) der Geometrie der radialen Außenseite (61) des axialen Mittelbereiches (41) des Statorgehäuses (3) vor dem Spritzgießen des Werkstoffes entspricht, so dass aufgrund des von dem Werkstoff auf die radiale Innenseite (60) des Statorgehäuses (3) aufgebrachten Druckkraft im Wesentlichen keine Verformung, insbesondere keine radial nach außen gerichtete Verformung, an dem axialen Mittelbereich (41) des Statorgehäuses (3), ausgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren an beiden axialen Endbereichen (39, 40) des Statorgehäuses (3) ausgeführt wird.
Statorbauteil (8) für eine Exzenterschneckenpumpe (1), umfassend - ein rohrförmiges Statorgehäuse (3), welches einen Innenraum (53) begrenzt, - einen innerhalb des Statorgehäuses (3) angeordneten elastischen Stator (2), wobei - eine stoffschlüssige Verbindung (49) zwischen dem Statorgehäuse (3) und dem Stator (2) zur Blockierung einer Rotations- und Translationsbewegung des Stators (2) relativ zu dem Statorgehäuse (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem axialen Endbereich (39, 40) des Statorgehäuses (3) die radiale Außenseite (61) des Statorgehäuses (3) in der Geometrie als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet ist.
Statorbauteil (8) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (3) mit einem Verfahren gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist.
Statorbauteil (8) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (53) des Statorgehäuses (3) an wenigstens einem axialen Endbereich (39, 40) eine größere Querschnittsfläche aufweist als an einem axialen Mittelbereich (41) des Statorgehäuses (3).
Exzenterschneckenpumpe (1) zum Fördern eines Mediums, umfassend - ein Statorgehäuse (3), - einen innerhalb des Statorgehäuses (3) angeordneten elastischen Stator (2) und der Stator (2) mit einer stoffschlüssigen Verbindung (49) mit dem Statorgehäuse (3) verbunden ist zur Blockierung einer Rotations- und Translationsbewegung des Stators (2) relativ zu dem Statorgehäuse (3), so dass das Statorgehäuse (3) und der Stator (2) gemeinsam ein Statorbauteil (8) bilden, - einen Rotor (4), der innerhalb des Stators (2) drehbar gelagert ist, so dass zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (4) wenigstens ein Förderraum (7) ausgebildet ist, - eine Einlassöffnung (13) für das zu fördernde Medium, - ein Sauggehäuse (12), wobei von dem Sauggehäuse (12) ein Verbindungsraum (9) zur fluidleitenden Verbindung der Einlassöffnung (13) mit dem wenigstens einen Förderraum (7) begrenzt ist und der Förderraum (7) an einer saugseitigen Förderraumöffnung (50) in den Verbindungsraum (9) mündet, - eine Auslassöffnung (14) für das geförderte Fluid, - einen Anschlussflansch (29, 31), dadurch gekennzeichnet, dass das Statorbauteil (8) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 11 bis 13 ausgebildet ist.
Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (29, 31) eine radiale Innenseite (62, 63) aufweist und die radiale Innenseite (62, 63) des Anschlussflansches (29, 31), insbesondere vollständig umlaufend in tangentialer Richtung (66), auf der radialen Außenseite (61) des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorbauteils (8) aufliegt, so dass die radiale Innenseite (62, 63) des Anschlussflansches (29, 31) und die radialen Außenseite (61) des axialen Endbereiches (39, 40) des Statorbauteils (8) komplementär zueinander als Zykloide, insbesondere Zykloide mit drei Spitzen, ausgebildet sind.