DE19804260C2 - Elastomerstator für eine Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elastomerstator für eine Exzenterschneckenpumpe, wobei der Elastomerstator eine aus einem Elastomer bestehende, von einem starren Mantel umschlossene Auskleidung aufweist, die einen zwei- oder mehrfach gewendelten, zur Aufnahme eines Rotors dienenden Hohlraum umgibt, und wobei der Mantel eine dem Hohlraum entsprechend gewendelte Gestaltung mit über seine ganze Länge im wesentlichen gleichbleibender Wandstärke aufweist, und wobei sich vorzugsweise an beiden Statorenden ein Anschlussring zur Vereinigung des Elastomerstators mit übrigen Teilen der Exzenterschneckenpumpe befindet.

Bei einem Stator, dessen Mantel eine zylindrische Aussenfläche hat, können die Anschlussringe flanschartig als Kreisringe ausgeführt sein, um günstige Befestigun­ gsmöglichkeiten an den angrenzenden Teilen der Exzenter­ schneckenpumpe z. B. am Pumpengestell zu schaffen. Ein solcher Stator ist aus DE 19 95 353 U bekannt. Bei diesem Stator ist der Anschlussring auf den Statormantel aufgeschoben und durch eine Schweißnaht an der zylindrischen Außenfläche befestigt. Der Anschlussring hat an seiner Innenseite einen umlaufenden Vorsprung, der als Anschlag dient und an der Stirnseite des Stators anliegt.

Die Verwendung dieser Kreisringe für Statoren, deren Mäntel in der eingangs genannten Art über die Länge hinweg von gleicher Wandstärke sind und demgemäss aussen und innen gewendelt sind, ist nicht möglich, da sie einen ordnungsgemässen Anschluss des Stators an den übrigen Teilen der Pumpe nicht zustandekommen lassen. Aus diesem Grunde ist man gezwungen, den Mantel der letztgenannten Statoren an seinen Enden bleibend zu verformen, um ihm dort eine Zylindergestalt zu vermitteln. Es versteht sich, dass diese Verformung besondere Arbeitsgänge zur Folge hat.

Aus der DD 72 216 ist ein Elastomerstator der eingangs genanten Art bekannt, an dessen beiden Enden Anschlussringe radial aussen auf dem Statormantel sitzen. Wegen der gewendelten Form des Statormantels können die Anschlussringe bei diesem bekannten Stator jedoch nicht von den Stirnseiten her auf den Statormantel in Richtung von dessen Längsachse aufgeschoben werden. Um die Ringe montieren zu können, müsste man sie z. B. in geteilter Form herstellen, oder sie müssten einstückig an den Stator angeformt sein. In jedem Falle ist einerheblicher Aufwand an Arbeit erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Statoren der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass sie einerseits über die Vorteile eines innen und aussen gewendelten Mantels verfügen und andererseits auch für solche Pumpen geeignet sind, die einen kreisrunden Anschluss an den Statorenden verlangen, wobei die Statoren in einfacher Weise herstellbar sein sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäss die Ansachlussringe für sich hergestellt, an den Stirnflächen an den Enden des Statormantels stumpf anliegend befestigt und mit einem am inneren Umfang der Innenkontur des Elastomerstators zumindest angenäherten Verlauf gestaltet sind.

Demgemäss geht die Erfindung von einem Statormantel aus, der über seinen Umfang und seine Länge hinweg die gleiche Wandstärke aufweist und demgemäss in einfacher Weise aus einem zylindrischen Rohrkörper durch Verpressen von innen her gefertigt werden kann. Eine Bearbeitung der Endabschnitte dieser Mantelausbildung ist nicht erforderlich, diese können vielmehr den Wendeln entsprechend geformt sein und demgemäss bei Betrachtung ihrer Stirnseite in etwa die Gestalt einer Ellipse aufweisen. Um einen solchen Mantel allgemein nutzen zu können, erhält er flanschartige Anschlussringe, die von der geometrischen Kreisringform abweichen und in Abweichung von dieser Gestaltung an ihrem inneren Umfang bzw. am innen gelegenen Rand der Innenkontur der elastischen Auskleidung entsprechend zumindest in etwa elliptisch gestaltet ist. Aus diesem Grunde kann der Statormantel auch mit seiner Stirnfläche stumpf an der Innenseite des Anschlussringes anliegen und dort befestigt sein, was vorzugsweise durch Schweissen od. dgl. erreicht wird.

Der so ausgeführte Stator ist universell nutzbar; er kann daher auch bei solchen Exzenterschneckenpumpen eingesetzt werden, die an sich für die üblichen Statoren mit zylindrischer Aussenfläche ausgerüstet werden müssen.

Der erfindungsgemässe Stator eröffnet nach einem weiteren Vorschlag gemäss Erfindung die Möglichkeit, Statormantelkörper in grösseren Längen, und zwar sogar mit innen liegender elastischer Auskleidung zu fertigen, um von diesen Körpern grösserer Längenerstreckung kürzere Enden durch einen Normalschnitt abzutrennen. Diese Enden werden dann unmittelbar als Mantelkörper benutzt und im Sinne der Erfindung mit den Anschlussringen ausgestattet. Auch bereits mit elastischer Innenauskleidung versehene, im vorerwähnten Sinne gewonnene Werkstücke können sogar noch durch Schweissnähte auf ihrem Rücken mit den Anschlussringen fest verbunden werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Endabschnitt eines Elastomerstators im Längsschnitt,

Fig. 2 den Stator gemäss Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II gesehen und

Fig. 3 einen Endabschnitt eines abgewandelten Elastomerstators zusammen mit einem Verbindungselement im Längsschnitt.

Der Elastomerstator besteht im wesentlichen aus einem starren, z. B. aus Stahl gefertigten Mantel 1, einer innen liegenden, vom Mantel 1 umschlossenen Auskleidung 2 aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen und an den Statorenden befindlichen Anschlussringen 7, die ebenfalls aus Stahl gefertigt sind.

Die Auskleidung 2 wird vorzugsweise festhaftend mit dem Mantel 1 verbunden, sie kann aber auch lediglich - unter Verzicht auf ein Bindemittel - an der Innenseite des Mantels 1 anliegen und somit nur formschlüssig gehalten sein. Die Auskleidung hat einen durchgehenden Hohlraum 4 zur Aufnahme eines Rotors 5, der nur in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist. Zur Erzielung eines Pumpeffektes ist der Rotor 5 einfach gewendelt, der Hohlraum 4 hingegen doppelt gewendelt gestaltet.

Wichtig ist, dass die Auskleidung 2 insgesamt eine gleichmässige Wandstärke s aufweist und der Mantel 1 innen und aussen der Kontur des Hohlraumes 4 entsprechend ebenfalls gewendelt ist. Der Mantel 1 hat also ebenfalls über die Statorlänge hinweg eine gleichbleibende Wandstärke M.

An der Stirnfläche 6 des Mantels 1 liegt ein aus Stahl od. dgl. bestehender Anschlussring 7 an, der die Verbindung zwischen dem Stator einerseits und dem Pumpengestell an der Saugseite bzw. Druckseite andererseits herstellen soll.

Am äusseren Umfang ist der Anschlussring 7 zylindrisch gestaltet; die innengelegene Kante 8 des Anschlussringes 7 verläuft jedoch im Sinne der Kontur des Hohlraumes 4 bzw. parallel dazu und beschreibt somit im wesentlichen eine Ellipse. Gegenüber der Kante 8 springt jedoch die Auskleidung 2 radial nach innen vor.

Konzentrisch zur äusseren Umfangsfläche des Anschlussringes 7 befindet sich aussen an diesen Ring eine Ringnut 9, die zur Aufnahme eines O-Ringes 10 dient.

Vorzugsweise wird der dargestellte Stator zwischen zwei flanschartigen, durch Zuganker verbundenen Teilen der Pumpe gehalten; der Aussendurchmesser dieser Teile sollte dabei demjenigen der beidendig vorgesehenen Anschlussringe 7 entsprechen, wobei der O-Ring 10 verformt und eine Abdichtung herbeiführt. Ggfs. kann der Anschlussring 7 im Bereich seines äußeren Umfangs auch mit Schraublöchern oder ähnlichen Verbindungsmitteln versehen sein, um eine möglichst lösbare Verbindung zu den anderen Teilen der Pumpe zu schaffen.

Der Mantel 1 - bereits mit der Auskleidung 2 ausgestattet - kann durch Ablängen von einem Körper mit grösserer Längenerstreckung durch Absägen od. dgl. gewonnen werden. Dieser Mantel 1 wird dann beidendig mit einem Anschlussring 7 versehen, der durch außen angebrachte Schweissnähte 12 befestigt wird, um so eine dichte und feste Verbindung zwischen dem Mantel 1 und den beiden Anschlussringen 7 zu schaffen.

Aus strömungstechnischen Gründen kann der Anschlussring 7 am inneren Umfang - wie bei 11 angedeutet - sich konisch nach aussen hin erweiternd ausgeführt sein.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist ebenfalls ein Anschlussring 7 an einem, vorzugsweise aber ebenfalls an beiden Enden des Stators vorgesehen. Im Gegensatz zu Fig. 1 und 2 entpricht jedoch der Aussendurchmesser des Anschlussringes 7 der grössten Amplitude des Mantels 1, überragt diesen in radialer Richtung also nicht. Zudem ist die innere, in etwa elliptische Umfangfläche 13 des Anschlussringes 7 mit der Innenfläche 4' der Auskleidung 2 bündig. Ein Sprung oder Absatz sind also im Übergang nicht vorhanden. Die Schweissnaht 12 ist ebenfalls vorgesehen.

Der Anschlussring 7 gemäss Fig. 3 dient zur Befstigung einer Metallhülse 14 in zum Stator gleichachsiger Anordnung, die an ihrem hinteren Ende durch eine Schweissnaht 15 mit dem Anschlussring 7 verbunden ist und im Bereich ihres vorderen Endes ein Schraubgewinde 16 innen, ggfs. aber auch aussen aufweist. Dieses Anschlussgewinde kann auch konisch gestaltet sein. Die Metallhülse 14 hat zudem einen aussen mit dem Anschlussring 7 übereinstimmenden Aussendurchmesser und einen Innendurchmesser, der durch die grösste Querersteckung der Umfangsfläche 13 bestimmt ist.

Statoren gemäss Fig. 3 kommen vorwiegend für die Absenkung in Erdbohrungen z. B. bei der Erdölgewinnung in Betracht. Sie haben den Vorteil, dass an einem Ende des Stators die Saugarmaturen und am anderen Ende des Stators die das Antriebsgestänge aufnehmenden Rohre angeschraubt werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht an diese Anwendung gebunden.

Die nachträgliche Anbringung der Metallhülse 14 mit Gewinde hat den Vorteil, dass das Gewinde in ein später mit dem Stator zu verbindendes Element eingeschnitten werden kann.

Auch bei der Ausführung gemäss Fig. 2 bewirkt der Anschlussring 7 einen günstigen Übergang von dem aussen gewendelten Statormantel 1 zu einem aussen zylindrischen Anschlussglied.

Claims (11)

1. Elastomerstator für eine Exzenterschneckenpumpe, wobei der Elastomerstator eine aus einem Elastomer bestehende, von einem starren Mantel umschlossene Auskleidung aufweist, die einen zwei- oder mehrfach gewendelten, zur Aufnahme eines Rotors dienenden Hohlraum umgibt, und der Mantel eine dem Hohlraum entsprechend gewendelte Gestaltung mit über seine ganze Länge im wesentlichen gleichleibender Wandstärke aufweist, und wobei sich vorzugsweise an beiden Statorenden ein Anschlussring zur Vereinigung des Elastomerstators mit übrigen Teilen der Exzenterschneckenpumpe befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussringe (7) für sich hergestellt, an den Stirnflächen an den Enden des Statormantels (1) stumpf anliegend befestigt und mit einem am inneren Umfang der Innenkontur des Elastomerstators zumindest angenäherten Verlauf gestaltet sind.

2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussringe (7) am äußeren Umfang zumindest in etwa kreisförmig gestaltet sind.

3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Außenseite der Anschlussringe (7) zwei oder mehrere Umfangnuten (9) zur Aufnahme eines Dichtungsringes (10) befinden.

4. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussring (7) an seinem inneren Umfang im wesentlichen parallel zur Innenkontur des Elastomerstators verläuft.

5. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussring (7) am inneren Umfang sich nach außen hin konisch erweiternd ausgebildet ist (Bezugszeichen 11).

6. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Anschlussringes (7) praktisch durch die im Querschnitt gesehen größte Abmessung des Statormantels (1) bestimmt ist.

7. Stator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussring (7) zum festen Anschluss (Schweißnaht 15) von hohlzylindrischen Rohrabschnitten bzw. Hülsen dient, die koaxial zum Stator verlaufen und innen und/oder außen mit Gewinde (16) versehen sein können.

8. Stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Rohrabschnitte bzw. Hülsen (14) einen dem Anschlussring (7) entsprechenden Außendurchmesser aufweisen.

9. Stator nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (4') der Auskleidung (2) praktisch absatzfrei in die innen gelegene Umfangsfläche (13) des Anschlussringes (7) übergeht.

10. Stator nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Rohrabschnitte bzw. Hülsen (14) durch den im Querschnitt des Stators gesehen größten Radius des Hohlraumes (4) bestimmt ist.

11. Verfahren zur Herstellung von Elastomerstatoren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Körper hergestellt wird, der länger als der Statormantel ist, aber sonst alle Merkmale des Statormantels aufweist, und dass der Statormantel durch Abtrennen von diesem Körper gewonnen und dann mit den Anschlussringen versehen wird.