DE2331173C3 - Stator für Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine Exzenterschneckenpumpe mit in einem rohrförmigen Statormanie! angeordneter Auskleidung, insbesondere aus einem Elastomer, die eine zwei- oder mehrgängige Innengewindefläche mit aus kreisbogenförmigcn Abschnitten und dazwischen angeordneten im wesentlichen ger-tdlinigen Verbindungsabschnitten zusammen-

gesetztem Querschnitt aufweist und mit In radialer Richtung nachstellbaren Leisten, die entweder in der Auskleidung eingebettet oder am Umfang der Auskleidung angeordnet sind, zusammendrückbar ist, und mn einem an der Innengewindeflüche anliegenden, schnck-

,0 kenformigcn Rotor, der in bezug auf den Stator exzentrisch um die Starrachse sowie um seine eigene Rotorachse drehbar ist.

Ein derartiger Stator für eine Exzenterschneckenpumpe ist aus der DT-OS ',5 53 199 bekannt, wobei die

in radialer Richtung nachstellbaren Leisten entweder durch Längsschiaze aus einem Statormantel, der sich über die gesamte Statorlänge erstreckt, herausgearbeitet sind oder in die Auskleidung eingebettet sind und zwei nur an den Statorenden angeordnete Statorman-

telringe miteinander verbinden. In beiden Fällen sind die Leisten die mittels einer Spannhülse nachgestellt werden können, achsparallel angeordnet. Bei dieser Anordnung der nachstellbaren Leisten hat ein Nachspannen der Spannhülse zur Folge, daß die Auskleidung

auf der gesamten Länge der Spannhülse im wesentlichen gleichmäßig zusammengedrückt wird. Dabei bleibt unberücksichtigt, daß die Auskleidung in den im Que; schnitt kreisbogenförmigen Abschnitten ihrer Innengewindefläche einen weniger starken Verschleiß

erleidet als in den im wesentlichen geradlinigen Verbindungsabschnitten zwischen den kreisbogenförmigen Abschnitten. Daraus folgt, daß das gleichmäßige Zusammendrücken der Auskleidung als verschlcißausgleichende Maßnahme die geometrische Fern der

Innengewindefläche verändert. Diese Veränderung steht dem Bestreben entgegen, durch radiales Nachstellen der Leisten die ursprünglichen Eigenschaften einer Exzenterschneckenpumpe mit abgenutzter Auskleidung ohne Austausch dieser Auskleidung wieder herzustellen.

Ferner ist aus der DT-OS 20 19 254 ein Stator für eine Exzenterschneckenpumpe bekannt, dessen rohrförmigen Statormantel durch schräg zu seinen Mantellinien verlaufende Schlitze in zwei oder mehrere Leisten unterteilt ist, die mittels einer Spannvorrichtung relativ

zueinander stufenlos verstellbar sind. Als Spannvorrichtung sind beispielsweise Paare sich gegenüberstehend an den Leisten befestigter Lappen vorgesehen, die mittels Schrauben zusammenspannbar sind. Der zu den Mantellinien schräge Verlauf der Schlitze und der durch

diese voneinander getrennten Leisten ermöglicht eine dem gewundenen Verlauf des innerhalb der Auskleidung gebildeten Förderkanals angepaßte Zusammenpressung der Auskleidung. Auch hier ist aber ein Zusammenhang zwischen der Anordnung der Leisten

und der im Querschnitt im wesentlichen geradlinigen Abschnitte der von der Auskleidung gebildeten Innengewindefläche nicht gegeben.

Aus der US-PS 31 39 035 ist ein Stator für eine ^/ Exzenterschneckenpumpe mit rohrförmigem Stator- IX

mantel und darin angeordneter elastischer Auskleidung j bekannt, bei dem zwischen dem Statormantel und der Auskleidung oder im radial inneren Bereich der '') Auskleidung Druckschläuche wendelförmig entsprechend der Statorsteigung im Bereich der im Querschnitt geradlinig verlaufenden Abschnitte des von der Auskleidung gebildeten Innengewindes angeordnet sind. Die Druckschläuche sind durch Ventile wahlweise ) ■[ mit der Saugseite oder der Druckseite der Exzenter-

.schneckenpumpe oder mil einer gesonderten Kreiselpumpe verbundt-n. Diimii ist es /.war möglich. Herstellungsungenauigkeiien und Verschleiß der Auskleidung auszugleichen, doch macht der Herstcllungsaufwand für das Einbetten der Druckschläuche in die Auskleidung sowie für die erforderlichen Anschlüsse der Druekschliiuehc an die Saug· und/oder Druckseite der Exzenterschneckenpumpe und erst recht der Aufwand für eine gesonderte Kreiselpumpe die gesamte Einrichtung derart teuer, daß sie nur in Sonderfällen to wii i.schaftlich cinselzbar sein dürfte.

Schließlich ist aus der DT-AS 11 63 148 ein Stator für eine Exzenterschneckenpumpe bekannt, bei dem zwischen einem starren, rohrförmigen Staiormantel und einer elastischen Auskleidung sechs achsparallele Leisten angeordnet sind, die mittels radial angeordneter Druckbolzen nachstellbar sind. Die Druckbogen sind in Bohrungen des Statormanlels geführt und stützen sich mit ihren radial äußeren Enden an einer den Statormantel umschließenden, zweischaligen Spannschelle ab. Hier fehlt wiederum ein Zusammenhang zwischen der Anordnung der nachstellbaren Leisten einerseits und der im Querschnitt geradlinigen Abschnitte des von der Auskleidung gebildeten Innengewindes andererseits.

Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stator für eine Exzenterschneckenpumpe der eingangs beschriebenen Gattung mit einfachen mechanischen Mitteln 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.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Leisten wendelförmig entsprechend der Innengewindesteigung des Stator verlaufen und radial außerhalb der Verbindungsabschniue der Inncngcwindefläche der Auskleidung angeordnet sind.

Damit wird erreicht, daß die Auskleidung beim Nachstellen der Leisten ihre Quersehnittsform nicht insgesamt verändert sondern hauptsächlich die im wesentlichen geradlinigen Verbindungsabschnitte 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 unabhängig vom jeweiligen Förderdruck, und damit auch schon beim Anlaufen der Exzenterschneckenpumpe, ihre ursprüngliche Quersehnittsform wieder annimmt. Man hat auch im neuen Zustand c'es erfindungsgemäßen Stators die Möglichkeit, die Vorspannung, mit der die Auskleidung am Rotor anliegt, in den verschiedenen Abschnitten jedes Rotorquerschnittes verschieden groß zu bemessen, wodurch sich die Förderleistung und der Wirkungsgrad der Pumpe sowie in gewissen Grenzen auch die Verschleißanfälligkeit ihrer Auskleidung günstig beeinflussen läßt.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stators siriij die wendeiförmigen Leisten Teile des Statormantels, die an ihrer Außenseite je eine in ihrer Längsrichtung, also ebenfalls wendelförmig, verlaufende Rippe aufweisen, wobei die Rippen 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 in bekannter Weise aus dickerem Blech oder gogcbenenlalls Kunststoff bestehenden Stiilomiiiniel ist es jedoch vorzuziehen, daß die wendelförmigen Leisten durch wcndclförmigc Schlitze teilweise von den übrigen Bereichen des SüiiormanK'ls getrennt sind. Solche Leisten lassen sich leichter nach innen drücken.

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

Bei einer anderen Ausführungsform eines Stators nach der Erfindung sind die wendelförmigen Leisten in die Auskleidung eingebettet und mit radial durch den Slalormanicl nach außen ragenden Bolzen nachspann· bar.

Die Bolzen können beispielsweise Gewindebolzen sein, die in den Slaiormantcl eingeschraubt sind,
, Im letztgenannten Fall is¹ 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 is'. Diese Gestaltung der Gewindebolzen ermöglicht es, die Auskleidung eines Stators, in der erstmals ein Rotor eingebaut werden soll, in den Bereichen, in denen ihre Innengewindeflächc Verbindungsabschnitte 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 Statormanlels eingreift. Ein solcher Stift ist. vorzugsweise zusammen mit einem zweiten an jeder Leiste befestigten Stift, dazu geeignet, die Leiste in bezug auf den Statormantel vorübergehend festzulegen, während bei der Herstellung des Stators die Auskleidung eingebracht, insbesondere eirivulkanisiert wird. Beispielsweise können die Stifte für das Vulkanisieren der Auskleidung mit dem Statormantel durch Punktschweißungen verbunden werden; die Punktschweißungen werden nach dem Vukanisieren wieder beseitigt, indem die Löcher, in welche die Stifte eingreifen, aufgebohrt werden.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Stifte über die Außenfläche des Statormantels hinausragen. In diesem Fall ist die Länge des über den Statormantel hinausragenden Teils der Stifte ein beispielsweise mit einem 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 die Stifte von Spannringen oder einer Spannhülse umschlossen sind. Durch die Spannringe oder Spannhülse sind die Stifte nach innen drückbar.

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

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Exzenterschneckenpumpe,

Fig.2 eine perspektivische Ansicht von Einzelteilen aus Fig. 1,

Fig.3 eine entsprechende perspektivische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 4 ein Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3. und

Fig. 5 eine gegenüber Fig.4 abgewandelte Einzelheit.

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

Die Antriebsvorrichtung 12 weist ein Lagcrgchüuse 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 Wcllcnstumpf 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 Einlaßleil 14.

Der Kinlaßteil 14 v/eist ein am Lagergehäuse 20 befestigtes, zylindrisches Rohr 30 auf, in das ein Einlaßslutzen 32 mündet. Im Rohr 30 ist eine Gelenkwelle 34 angeordnet, die an ihrem einen F.nde 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 16 von einem Stator umschlossen, der einen rohrförmigen Slatormaniel 40 aus Stahlblech und eine in den .Statormantel einvulkanisierte Auskleidung 42 aus einem elastomer auf.veist. Der Statormaiitcl 40 ist innerhalb eines Statorgehäuses 44 angeordnet, das den Auslaß 18 mit dem Rohr 30 verbindet.

Die Auskleidung 42 weist eine zweigängige Innengewindefläche auf. die im Querschnitt durch den Rotor sowie von dessen Stirnseilen aus betrachtet aus zwei halbkreisförmigen Abschnitten 48 und zwei zwischen diesen angeordneten, geradlinigen Verbindungsabschnitten 46 besteht.

Bei der in I ig. 2 dargestellten Ausführungsform weist der Slatormaniel 40 vier wendeiförmige Schlit/e 50 auf. die in der Nähe des einen Endes des Statormantcls beginnen, in dessen Mitte durch Brücken 52 unterbrochen sind und sich dann weiter bis in die Nähe des anderen Endes des Slatormantcls erstrecken, je zwei benachbarte Schlitze 50 begrenzen eine wendeiförrnige Leiste 54. An jede Leiste 54 ist außen eine sich in deren Längsrichtung erstreckende, also ebenfalls wcndclförmigc Rippe 56 angeschweißt. In jedci.i Querschnitt des Slatorgehäuses 44. mit Ausnahme des durch die Brücken 52 verlaufenden Querschnittes, licaen also zwei Leisten 54 mit zugehörigen Rippen 56 einander diametral gegenüber. unJ zwar derart, daß jede der Leisten 54 mit zugehöriger Rippe 56 einem der sich wendelförmig von einem Ende bis zum anderen der Auskleidung erstreckenden Vcrbindi-ngsabschnilt 46 der Inncngcwindcflächc zugeordnet ist und diesen Abschnitt verstärkt.

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 z.usammenspannen, daß sie einen mehr oder weniger großen radialen Druck auf die Rippen 5fc ausüben und infolgedessen die Leisten 54 mehr oder weniger stark radial nach innen drücken, wodurch .weh du. geradlinigen Vcrbindungsabschnittc 46 der Innengcwindefliichc der Auskleidung 42 nach innen gedrückt werden. Die Leisten 54 können so schmal bemessen sein, daß nur ein Teil der geradlinigen Verbindungsabschnitic 46 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 Verbindungsabschnitten 46 und den halbkreisförmigen Abschnitten 48 von der radial nach innen gerichteten Na'chstellbewcgung beim Nachspanncn 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 Statormanlei, 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 wcndelförmige Leisten 54' einander diametral gegenüber eingebettet und zwar ebenso wie in Fig. 3 derart, daß jede Leiste einen der beiden geradlinigen Verbindungsabschnitte 46 der Innengewindefläche der Auskleidung 42' verstärkt.

Zum Nachspannen der Leisten 54' sind gemäß F i g. 4 Schrauben oder Gewindebolzen 62 vorgesehen, die in radiale Gewindelöcher des Slatormantcls 40' eingcschraubt sind und mit ihrem Fuß gegen die zugehörige Leiste 54' drücken. Mit jeder Leiste 54' sind gemäß F i g. 4 Stifte 64 und/oder 64' verschweißt, die sich radial nach außen durch je ein Loch 66 b/.w. 66' im Stalormantel 40' erstrecken; diese Stifte naben beim Einvulkanisieren der Auskleidung 42 den Zweck erfüllt, die Leisten 54' gegen Verschieben in axialer und in Umfangsrichtung zu sichern. Eine 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' geführt und kann, wie in F i g. 4 angedeutet, zwei oder mehrere Ringstufen 70 aufweisen, die verschiedenen Stellungen der Stifte 64 entsprechen.

Die in F i g. 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 Locher 78 aufweisen, die mit dem Werkstoff der Auskleidung 42' ausgefüllt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

r ft Patentansprüche:

1. Stator für eine Exzenterschneckenpumpe mit in einem rohrförmigen Stalormantel angeordneter Auskleidung, insbesondere aus einem Elastomer, die eine zwei- oder mehrgängige innengewindefläche mit aus kreisbogenförmigen Abschnitten und dazwischen angeordneten im wesentlichen geradlinigen Verbindungsabschriitten zusammengesetztem Querschnitt aufweist und mit in radialer Richtung nachstellbaren Leisten, die entweder in der Auskleidung eingebettet oder am Umfang der Auskleidung angeordnet sind, zusammendrückbar ist, und mit einem an der Innengewindefläche anliegenden, schneckenförmigen Rotor, der in bezug auf den Stator exzentrisch um die Statorachsc sowie um seine eigene Rotorachse drehbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (54; 54') wendelförmig entsprechend der /nnengewindesteigung des Stators verlaufen und radial außerhalb der Verbindungsabschnitte (46) der Innengewindefläche der Auskleidung (42; 42') angeordnet sind.

2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weridelförmigen Leisten (54) Teile des Staiormantels (40) sind, die an ihrer Außenseite je eine in ihrer Längsrichtung verlaufende Rippe (56) aufweisen, wobei die Rippen 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 Statormaniels (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.

5. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wendeiförmigen Leisten (54') in die Auskleidung (42') 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 (40') 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 (54') mindestens ein Stift (64; 64') radial nach außen ragend befestigt ist, der in ein Loch (66; 66') des Staiormantels (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.