DE2331173A1

DE2331173A1 - Stator fuer exzenterschneckenpumpe

Info

Publication number: DE2331173A1
Application number: DE19732331173
Authority: DE
Inventors: Herbert Bauerfeind
Original assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Current assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Priority date: 1973-06-19
Filing date: 1973-06-19
Publication date: 1975-01-02
Also published as: JPS5022310A; JPS5717189B2; BR7405002D0; DE2331173B2

Description

Stator für Exzenterschneckenpumpe

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine Exzenterschneckenpumpe mit in einem rohrförmigen Statormantel angeordneter, elastisch zusammendrückbarer Auskleidung, insbesondere aus einem Elastomer, die eine zwei- oder mehrgängige Innengewindefläcbe mit aus im wesentlichen geradlinigen Abschnitten und im wesentlichen kreisbogenförmigen Abschnitten zusammengesetztem Querschnitt als Anlagefläche für einen schneckenförmigen Rotor aufweist, der in bezug auf den Stator exzentrisch um die Statorachse sowie um seine eigene Rotorachse drehbar ist.

Bei solchen Statoren erleidet die Auskleidung im Betrieb einen je nach Art und Zusammensetzung des Fördermediums mehr oder weniger starken Verschleiß, der nach einiger Zeit zur Folge hat, daß die Elastizität der Auskleidung nicht mehr imstande ist, eine Berührung zwischen Stator und Rotor längs einer ununterbrochenen wendeiförmigen Berührungslinie aufrechtzuerhalten. Die Leistung der Exzenterschneckenpumpe läßt dann erheblich nach und kann vorallem bei solchen Pumpen, die eine Saughöjhe zu überwinden haben, in kurzer Zeit auf Null fallen.

Um den Verschleiß der Auskleidung auszugleichen und dadurch dio erforderliche ununterbrochene Berührung zwischen

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Rotor und Stator wiederherzustellen, hat man schon vereucht, den Stator.insgesamt zu verengen, indem man bei Exzenterßchneckenpumpen, deren Statormantel von einem Statorgehäuse umschlossen ist, zwischen den Statormantel und das Gehäuse eine BlechhUlse eingebaut hat. Damit gelingt es jedoch in den meisten Fällen nicht, die ursprüngliche Förderleistung und den ursprünglichen Wirkungsgrad der Pumpe wieder zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stator für eine Exzenterschneckenpumpe der eingangs beschriebenen Gattung' eine Nachstellung zu ermöglichen, die selbst starken Verschleiß der Auskleidung derart ausgleicht, daß die ursprünglichen Eigenschaften der Pumpe für eine lange Betriebsdauer aufrechterhalten werden können.

Die Erfindung geht von der Feststellung aus, daß die Auskleidung in den Bereichen, in denen ihre Innengevrindeflache, im Querschnitt betrachtet, geradlinige Abschnitte aufweist, einen stärkeren Verschleiß erleidet als in den Bereichen, "die von im Querschnitt kreisbogenförmigen Abschnitten gebildet sind. Daraus folgt, daß eine allseits gleichmäßige Verengung des Statormantels die geometrische Form der Innengewindeflache verändert. Diese Veränderung ist nach einer der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis eine wesentliche Ursache für die Schwierigkeit, wenn nicht Unmöglichkeit, mit der bekannten Art des Verschleißausgleichs die ursprünglichen Eigenschaften einer Exzenterschneckenpumpe wiederherzustellen.

Die Lösung der beschriebenen Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Auskleidung radial außerhalb der geradlinigen Abschnitte ihrer Innengewindefläche durch in radialer Richtung nachspannbare, wendeiförmige Leisten verstärkt ist.

Die wendeiförmigen Leisten folgen also dem Verlauf der im Querschnitt geradlinigen Abschnitte der Innengewindefläche in einem gewissen radialen Abstand von der Innengewindefläche. Verstellt man die wendeiförmigen Leisten in radialer Richtung

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im wesentlichen parallel zu sich selbst, dann erreicht man damit, daß die,Auskleidung ihre Querschnittsform nicht insge-. samt verändert, sondern hauptsächlich die von den im Querschnitt geradlinigen Abschnitten gebildeten Bereiche der Innengewindefläche ihre Lage in etwa radialer Richtung verändern. Deshalb wird durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen, selbst eine stark verschlissene Auskleidung derart zu verformen, daß sie ihre ursprüngliche Querschnittsform wieder annimmt. Man hat es auch im neuen Zustand des erfindungsgemäßen Stators in der Hand, die Vorspannung, mit der die Auskleidung des Stators am Rotor anliegt, in den verschiedenen Abschnitten 3edes Rotorquerschnittes verschieden groß zu bemessen, wodurch sich die Förderleistung und der Wirkungsgrad der Pumpe sowie in gewissen Grenzen auch die Verschleißanfalligkeit ihrer Aus-^ kleidung beeinflußen läßt.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stators sind die wendeiförmigen Leisten Teile des Statormantels, die an ihrer»Außenseite ^e eine in ihrer Längsrichtung, also wendelförmig^ verlauf ende Rippe auf v/eis en und von Spannringen oder mindestens einer Spannhülse umschlossen sind. Wenn der Statormantel hinreichend dünn ist, läßt er sich durch Verengen der Spannringe oder der Spannhülse, die einen radialen Druck auf . die Rippen ausüben, ohne weiteres in der gewünschten Weise verformen.

Bei einem aus dickerem Blech oder gegebenenfalls Kunststoff bestehenden Statormantel ist es jedoch vorzuziehen, daß die wendelförmigen Leisten durch wendeiförmige Schlitze teilweise von den übrigen Bereichen des Statormantels getrennt sind. Solche Leisten lassen sich leichter nach innen drücken.

Damit aber, besonders bei langen Statoren, der Statormantel noch eine ausreichende Stabilität behält, ist es zweckmäßig, daß die übrigen Bereiche des Statormantels im Abstand von dessen Enden durch Brücken miteinander verbunden sind.

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Bei einer anderen Ausführungsform eines Stators nach der Erfindung sind die wendeiförmigen Leisten in die Auskleidung eingebettet und mit radial durch den Statormantel nach außen ragenden Bolzen nachspannbar.

Die Bolzen können beispielsweise Gewindebolzen sein, die in den Statormantel eingeschraubt sind.

Im letztgenannten Fall ist es·vorteilhaft, wenn die Bolzen je einen Zapfen aufweisen, der in einem Loch der zugehörigen Leiste in bezug auf diese axial unverschiebbar, jedoch drehbar gelagert ist. Diese Gestaltung der Gewindebolzen ermöglicht es, die Auskleidung eines Stators, in den erstmals ein Rotor eingebaut werden soll, in den Bereichen, in denen ihre Innengewindefläche im Querschnitt geradlinige Abschnitte aufweist, nach außen zu spannen, so daß der Rotor sich leichter einschieben läßt.

Bei, der Ausführungsform mit in die Auskleidung eingebetteten Leisten ist es ferner zweckmäßig, wenn an jeder Leiste mindestens ein Stift radial nach außen ragend befestigt ist, der in ein Loch des Statormantels eingreift. Ein solcher Stift ist, vorzugsweise zusammen mit einem zweiten an jeder Leiste befestigten Stift, dazu geeignet, die Leiste in bezug a\if den Statormantel vorübergehend festzulegen, während bei der Herstellung des Stators die Auskleidung eingebracht, insbesondere einvulkanisiert wird. Beispielsweise können die Stifte für das Vulkanisieren der Auskleidung mit dem Statormantel durch Punktschweißungen verbunden werden; die Punktschweißungen werden nach dem Vulkanisieren wieder beseitigt, indem die Löcher, in welche die Stifte eingreifen, aufgebohrt werden.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die an den Leisten befestigten Stifte oder einen Teil dieser Stifte so zu bemessen, daß sie über die Außenfläche des Statormantels hinausragen. In diesem Fall ist die Länge des über den Statormantel hinausragenden Teils der Stifte ein beispielsweise mit einem

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Kalibrierring feststellbares Maß für die Verformung der Auskleidung, die beispielsweise von den beschriebenen Gewindebolzen bewirkt .worden ist.

Die über den Statormantel hinausragenden Stifte können jedoch auch selbst zum Nachspannen der Auskleidung verwendet werden, wenn sie von Spannringen oder einer Spannhülse umschlossen sind, mit denen bzw. mit der sie nach innen drückbar sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt:

Fig.1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Exzenterschneckenpumpe;

Fig.2 eine perspektivische Ansicht von Einzelteilen aus Fig.il

Fig¹.3 eine entsprechende perspektivische Ansicht einer abgewandtelten Ausführungsform;

Fig.4 ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.3; und Fig.5 eine gegenüber Fig.4 abgewandelte Einzelheit.

Die wesentlichen Baugruppen der dargestellten Exzenterschneckenpumpe sind eine Antriebsvorrichtung 12, ein Einlaßteil 14, eine Pumpvorrichtung 16 und ein Auslaß 18,

Die Antriebsvorrichtung 12 weist ein Lagergehäuse 20 mit Kugellagern 22 auf, in denen eine Antriebswelle 24 gelagert ist. Die Antriebswelle 24 ragt nach beiden Seiten aus dem Lagergehäuse 20 heraus; sie weist an der in Fig.1 rechten Seite des Lagergehäuses 20 einen Wellenstumpf 26 auf, der sich mit einem nicht dargestellten Motor kuppeln läßt, und am in Fig.1 linken Ende des Lagergehäuses 20 erstreckt sich die Antriebswelle 24 durch eine Wellendichtung 28 hindurch in den Binlaßteil 14.

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Der Einlaßteil 14 weist ein am Lagergehäuse 20 befestigtes, zylindrisches Rohr 30 auf, in das ein Einlaßstutzen 32 mündet. Im Rohr 30 ist eine Gelenkwelle 34 angeordnet, die an ihrem einen Ende durch eine Gelenkkupplung 36 mit der Antriebswelle 24, und an ihrem anderen Ende durch eine weitere Gelenkkupplung 36 mit einem schneckenförmigen Rotor 38 verbunden ist.

Der Rotor 38 ist als bewegliches Teil der Pumpvorrichtung von einem Stator umschlossen, der einen rohrförmigen Statormantel 40 aus Stahlblech und eine in den Statormantel einvulkanisierte Auskleidung 42 aus einem Elastomer aufweist. Der Statormantel 40 ist innerhalb eines Statorgehäuses 44 angeordnet, das den Auslaß 18 mit dem Rohr 30 verbindet.

Die Auskleidung 42 v/eist eine zweigängige Innengewindefläche auf, die im Querschnitt durch den Rotor sowie von dessen Stirnseiten aus betrachtet aus zwei geradlinigen Abschnitten 46 und zwei die beiden geradlinigen Abschnitte miteinander verbindenden halbkreisförmigen Abschnitten 48 besteht.

Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform weist der Statormantel 40 vier wendeiförmige Schlitze 50 auf, die in der Nähe des einen Endes des Statormantels beginnen, in dessen Mitte durch Brücken 52 unterbrochen sind und sich dann weiter bis in die Nähe des anderen Endes des Statormantels erstrecken. Je zwei benachbarte Schlitze 50 begrenzen eine wendeiförmige Leiste 54. An jede Leiste 54 ist außen eine sich in deren Längsrichtung erstreckende, also ebenfalls wendeiförmige Rippe 56 angeschweißt. In jedem Querschnitt des Statorgehäuses 44, mit Ausnahme des durch die Brücken 52 verlaufenden Querschnittes, liegen also zwei Leisten 54 mit zugehörigen Rippen 56 einander diametral gegenüber, und zwar derart, daß jede der Leisten 54 mit zugehöriger Rippe 56 einem der sich wendelförmig von einem Ende bis zum anderen der Auskleidung erstreckenden geradlinigen Abschnitt 46 der Innengewindefläche zugeordnet ist und diesen Abschnitt verstärkt.

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Rings um den Stator 40 sind bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform mehrere zweiteilige Spannringe 58 angeordnet, von denen nur einer dargestellt ist. Die beiden Hälften jedes Spannrings 58 lassen sich mit Schrauben 60 derart zusammenspannen, daß sie einen mehr oder weniger großen radialen Druck auf die Rippen 56 ausüben und infolgedessen die Leisten 54 mehr oder weniger stark radial nach innen drücken, wodurch auch die im Querschnitt geradlinigen Abschnitte 56 der Innengewindefläche der Auskleidung 42 nach innen gedrückt werden. Die Leisten 54 können so schmal bemessen sein, daß nur ein Teil der im Querschnitt geradlinigen Abschnitte 56 beim .Zusammenspannen der Spannringe 58 von der radial nach innen gerichteten Bewegung erfaßt wird; es ist aber auch möglich, die Leisten 54 so breit zu gestalten, daß auch die übergänge zwischen den geradlinigen Abschnitten 46 und den halbkreisförmigen Abschnitten 48 von der radial nach innen gerichteten Nachstellbewegung beim Nachspannen der Spannringe 58 betroffen sind.

Bei der in Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungsform und

der Variante gemäß Fig.5 bildet ein glattes zylindrisches Rohr den Statormantel, der hier mit 40· bezeichnet ist. Der Statormantel 40' besteht aus etwas dickerem Stahlblech als der Statormantel 40. In die Auskleidung, die in Fig.3 bis 5 mit 42' bezeichnet ist, sind zwei wendeiförmige Leisten 54' einander diametral gegenüber eingebettet und zwar ebenso wie in Fig.3 derart, daß jede Leiste einen der beiden im Querschnitt geradlinigen Abschnitte 46 der Innengewindefläche der Auskleidung 42' verstärkt.

Zum Nachspannen der Leisten 54' sind gemäß Fig.4 Schrauben oder Gewindebolzen 62 vorgesehen, die in radiale Gewindelöcher des Statormantels 40· eingeschraubt sind und mit ihrem Fuß gegen die zugehörige Leiste 54* drücken. Mit jeder Leiste 54* sind gemäß Fig.4 Stifte 64 und/oder 64' verschweißt, die sich radial nach außen durch je ein Loch 66 bzw. 66' im Statormantel 40^f erstrecken; diese Stifte haben beim Einvulkanisieren der Auskleidung 42 den Zweck erfüllt, die Leisten 54' gegen Verschieben in axialer und in Umfangsrichtung zu sichern. Eine

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zusätzliche Festlegung der Leisten in radialer Richtung während des Einvulkanisierens der Auskleidung 42' läßt sich durch eine Punktschweißung erzielen, die jeden Stift 64 mit der Wand des zugehörigen Lochs 66 verbindet und nach dem Vulkanisieren wieder abgebohrt wird. ·

Die Stifte 64 · ragen über die zylindrische Außenfläche des Statormantels 40' um einen Betrag hinaus, an dem erkennbar ist, wie weit die zugehörige Leiste 54· durch den Druck der zugehörigen Gewindebolzen 62 nach innen verstellt worden ist. Der Betrag, um den die Stifte 64' nach außen ragen, läßt sich mit einem Kalibrierring 68 messen; der Kalibrierring ist auf der zylindrischen Außenfläche des Statormantels 40^f geführt und kann, wie in Fig.4 angedeutet, zwei oder mehrere Ringstufen aufweisen, die verschiedenen Stellungen der Stifte 64 entsprechen.

Die in Fig.5 dargestellte Variante unterscheidet sich von

Fig.4 im wesentlichen dadurch, daß anstelle der Gewindebolzen

62 Gewindebolzen 62' mit den wendeiförmigen Leisten 54· zusammenwirken. Jeder Gewindebolzen 62^! weist an seinem Fuß einen Zapfen 72 auf, der durch ein Loch in der zugehörigen Leiste 54' hindurchgesteckt und an der Innenseite der Leiste durch einen Federring 74 mit Beilagscheibe 76 gegen Herausziehen gesichert ist. Mit den Gewindebolzen 62* läßt sich wahlweise radial nach innen gerichteter Druck oder radial nach außen gerichteter Zug auf die Leisten 54' ausüben.

Um die Verbindung der Leisten 54' mit der Auskleidung 42· zu verbessern, können die Leisten Löcher 78 aufweisen, die mit dem Werkstoff der Auskleidung 42' ausgefüllt sind.

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Claims

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1A/G-42 833 19.Juni 1973

Ansprüche

1j/ Stator für Exzenterschneckenpumpe mit in einem rohrförmigen Statormantel angeordneter, elastisch zusammendrückbarer Auskleidung, insbesondere aus einem Elastomer, die eine zwei- oder mehrgängige Innengewindefläche mit aus im wesentlichen geradlinigen Abschnitten und im wesentlichen kreisbogenförmigen Abschnitten zusammengesetztem Querschnitt als Anlagefläche für einen schneckenförmigen Rotor aufweist, der in bezug auf den Stator exzentrisch um die Statorachse sowie um seine eigene Rotorachse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (42;42') radial außerhalb der geradlinigen Abschnitte (46) ihrer Innengewindefläche durch in radialer Richtung nachspannbare, wendeiförmige Leisten (54j 54·) verstärkt ist.

2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wendeiförmigen Leisten (54) Teile des Statormantels (40) sind, die an ihrer Außenseite Je eine in ihrer Längsrichtung verlaufende Rippe (56) aufweisen und von Spannringen (58) oder mindestens einer Spannhülse umschlossen sind.

3· Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wendeiförmigen Leisten (54) durch wendeiförmige Schlitze (50) teilweise von den übrigen Bereichen des Statormantels (40) getrennt sind.

4. Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die übrigen Bereiche des Statormantels (40) im Abstand von dessen Enden durch Brücken (52) miteinander verbunden sind.

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AO

5p Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diq wendeiförmigen Leisten (54·) in die Auskleidung (42^f) eingebettet und mit radial durch den Statormantel (40·) nach außen ragenden Bolzen (62;62·) nachspannbar sind.

6. Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen(62,62') in den Statormantel (4ö^f) eingeschraubte Gewindebolzen sind.

7. Stator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (62') je einen Zapfen (72) aufweisen, der in einem Loch der zugehörigen Leiste (54·) in bezug auf diese axial unverschiebbar, jedoch drehbar gelagert ist.

8. Stator nach einem der Ansprüche 5 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Leiste (54¹) mindestens ein Stift (64,64') radial nach außen ragend befestigt ist,

der in ein Loch (66,66') des Statormantels (40') eingreift. •

9. Stator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (66') über die Außenfläche des Statormantels (40·) hinausragen.

10. Stator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (66') von Spannringen oder einer Spannhülse umschlossen sind.

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