DE29819891U1

DE29819891U1 - Rotor für eine Pumpe, insbesondere für eine Exzenterschneckenpumpe

Info

Publication number: DE29819891U1
Application number: DE29819891U
Authority: DE
Original assignee: Allweiler AG
Current assignee: Allweiler GmbH
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2008-11-07
Also published as: DE19851325C2; DE29904463U1; DE19851325A1

Description

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PATENTANWÄLTE
EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS

Antrag auf Eintragung eines Gebrauchsmusters

Unser Zeichen: A W356DE7 H/ke

(31) Prioritätsnummer/ Priority Application Number: 19846743.5

(32) Prioritätstag I Priority Date:

12.10.1998

(33) Prioritätsland I Priority Country:

Deutschland

(54) Titel/Title:

Rotor für eine Pumpe, insbesondere für eine Exzenterschneckenpumpe

(71) Anmelder/in I Applicant:

Allweiler AG Postfach 1140

78301 Radolfzell Deutschland

(74) Vertreter / Agent:

Dipl.-Ing. Gerhard F. Hiebsch Dipl.-Ing. Dr. oec. Niels Behrmann M.B.A. (NY) Heinrich-Weber-Platz

78224 Singen

Mündliche Vereinbarungen bedürfen zu ihrer Wirksamkeil schriftlicher Bestätigung.

Parken im Hause (Einfahrt: Freiheitstraße)

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Rotor für eine Pumpe, insbesondere für eine Exzenterschneckenpumpe

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Pumpe, insbesondere einen schneckenförmigen Rotor für eine Exzenterschneckenpumpe .

Exzenterschneckenpumpen mit schneckenförmigen Rotoren sind beispielhaft der DE 36 41 855 Al sowie der DE 41 21 717 Al der Anmelderin zu entnehmen. Jene schneckenförmigen Rotoren werden während des Herstellungsprozesses nach einem Zerspanvorgang auf Wirbelmaschinen üblicherweise durch Bandschleifverfahren auf Fertigmaß geschliffen sowie dann in einem Schlichtvorgang feingeschliffen bzw. poliert. Das Schleifen und Polieren wird auf horizontalen Bandschleifmaschinen oder auf umgebauten Spitzendrehmaschinen mit Supportbandschleifgeräten durchgeführt. Dieser Schleifprozess ist zeitaufwendig und im Ergebnis ungenau, erzeugt hohe Kosten bei Hilfs- und Betriebsstoffen -- wie Schleifbändern und Schleifemulsionen -- und ist aufgrund seiner SchleifStaubentwicklung umweit- und gesundheitsbelastend.

Aus anderen Gebieten der Technik sind zudem Schleifkörper zur Behandlung von Oberflächen bekannt.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die Maß- bzw. Konturgenauigkeit, die Oberflächengüte und das Gleitverhalten der Oberfläche derartiger Rotoren durch optimale Oberflächenbehandlung zu verbessern, die Bearbeitungskosten sowie die Umwelt- bzw. Gesundheitsbelastung zu vermindern und bei der Herstellung die Betriebs- und Anfahrmomente zu reduzieren.

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Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

Der erfindungsgemäße Rotor weist eine durch Gleitschliffkörper in einer Schleifemulsion geglättete Oberfläche mit diffusem Schliffbild auf. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine diffuse Schliffbildoberfläche ähnlich einer Haifischhaut mit ihrer diffusen Verteilung von Hornkämmen erzeugt mit dieser entsprechenden Strömungs- und Gleiteffekten; durch diese Effekte kann die deutliche Verbesserung einerseits des Gleitverhaltens aber auch anderseits der Strömungseigenschaften in der Pumpe erklärt werden.

Um diese Ausgestaltung zu erzielen, wird der aus Metallwerkstoff geformte Rotor in ein Bett aus in einer Schleifemulsion angeordneten Gleitschliffkörpern eingelegt und dann seine Oberfläche durch Bewegung des Bettes geschliffen. Der Rotor wird also als eine Art Halbzeug zum Finish der Oberfläche jenem Bett zugeführt. Bevorzugt wird der Rotor auf das Bett aufgelegt, und anschließend werden die Gleitschleifkörper um seine Oberfläche bewegt; bei diesem Vorgang sinkt der Rotor unter die Bettoberfläche ab, so dass die Oberfläche des/der Rotors/Rotoren von den Gleitschliffkörpern umspült wird. Dabei entsteht ein auch nach dem Schleifvorgang konturengetreuer Rotor; andere Schleifvorgänge führen zu unerwünschten Veränderungen der Rotorkontur.

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Im Rahmen der Erfindung liegen also Rotoren, die einzeln oder in größeren Stückzahlen in einen Behälter mit einem Bett aus Gleitschliffkörpern unterschiedlicher Form und Werkstoffe sowie einer Schleifemulsion eingebracht und darin deren Oberfläche geschliffen wird. Dies führt bei dem Finish von Rotoren zu den nachstehenden Vorteilen; es entsteht / entstehen:

• ein gleichmäßiger und deutlich maßgenauer Abtrag - und damit erhält man verbesserte Leistungsdaten der mit dem Rotor ausgerüsteten Pumpe,-

• eine Verbesserung der Oberflächenrauhigkeit durch das diffuse Schliffbild, da die Schleif riefe nicht mehr -- wie beim Rotationsschleifen mit einem Schleifband
ringförmig ist;

• deutlich geringere Reibungsverluste im Vergleich zum Bandschleifverfahren durch das diffuse Schleifbild der Gleitschliffbehandlung;

• ein Herabsetzen der Haftreibung sowie der Gleitreibung für den Rotor; für die entsprechende Pumpe bedeutet dies geringere Dreh- und Anfahrmomente und damit eine Senkung der erforderlichen Antriebsleistungen;

• eine Minimierung der Bearbeitungskosten durch Sammelbearbeitung;

• eine erhebliche Minderung der Umwelt- und Gesundheitsbelastungen, da Schleifstäube völlig entfallen.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1: einen Abschnitt einer teilweise geschnittenen Exzenterschneckenpumpe mit einem schneckenartig gewundenen Rotor;

Fig. 2: einen anderen Abschnitt der Exzenterschneckenpumpe mit einem Teil eines vorgesetzten Sauggehäuses im Längsschnitt ;

Fig. 3: einen erheblich vergrößerten Ausschnitt der Oberfläche des Rotors;

Fig. 4: eine stark vergrößerte Oberflächenfotografie .

Eine Exzenterschneckenpumpe 10 weist an einem Antriebsgehäuse 12 einen Laternensockel 14 auf, an den -- unter Zwischenschaltung einer Dichtung 16 -- koaxial ein Wellengehäuse 18 sowie an dieses ein Stator 20 mit ihn begleitenden Spannschrauben 21 anschließt.

Im Stator 20 ist ein Rotor 22 angeordnet, dessen Gelenkende 24 mittels eines --in einer Gelenkbuchse 25 verlaufenden - Gelenkbolzens 26 an das Gelenkende 28 einer Gelenkwelle 30 angelenkt ist. Dieses Gelenk 24/26/28 lagert in einer Gelenkhülse 32 und ist von einer Gelenkmanschette 33 umgeben. Eine duktile Steckwelle 36 des antriebsseitigen Endes jener Gelenkwelle 30 ist von Packringen 37, einer Stopfbuchsenbrille 38 und einem Stopfbuchsengehäuse 39 umfaßt sowie von einem Kerbstift 40 durchsetzt.

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Fig. 2 verdeutlicht das freie Ende des Stators 20 mit dessen stirnseitiger Statoreintrittsöffnung 44, der ein Sauggehäuse 46 mit nach oben weisendem Fülltrichter 48 zugeordnet ist.

In einem zur Statoreintrittsöffnung 44 hin abfallenden Gehäuseboden 50 des am Stator 20 mittels Kerbstiften 51 gesicherten Sauggehäuses 4 6 ist eine abdichtende Radiallagerung 52 für eine Vertikalwelle 54 angeordnet, deren Mittelachse mit M bezeichnet und deren unteres Ende 56 über eine Passfeder 58 an einen Getriebemotor 60 angeschlossen ist.

Die Vertikalwelle 54 ist hier Teil einer Einzugschnecke, deren Wendel 62 in einem zylindrischen Sockel 45 des Sauggehäuses 46 zu erkennen ist und die sich im darüberliegenden Fülltrichter 46 konisch erweitert. Die Wendel 62 endet in einer von der Längsachse A des Rotors 22 bestimmten Ebene innerhalb eines vom Sockel 45 gebildeten Stopfraumes Q für zuzuführendes Fördergut.

Der Rotor 22 weist eine besonders geglättete Oberfläche 42 auf. Zu deren Herstellung wurde er in einen Behälter mit einem aus sog. Gleitschliffkörpern und einer Schleifemulsion gebildeten Schleifbett eingebracht; darin wurde die Rotoroberfläche 42 geschliffen. Fig. 3 deutet in erheblich überhöhter Darstellung das einer Haifischhaut -- etwa des Lepistoseus osseus -- mit ihrer diffusen Verteilung von winzigen Hornkämmen, die Verwirbelungen brechen und so störende Reibungsverluste verhindern, entsprechende diffuse Schliffbild der Oberfläche 42 an mit einem Muster von stabartigen Graten 64.

Für dieses Verfahren sind keramische Gleitkörper und solche aus Kunststoff geeignet. Als Schleifemulsionen können eingesetzt werden:

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·— ·b · —

a)

Wasser und Flussig-Compound (Compound = Behandlungsmittel mit speziellen Aufgaben wie beispielsweise Korrosionsschutz, Reinigung der Schleifkörper, schleifuntersützende Wirkung, Kühlung, usw.), zählt zum Prozesswasser bzw. Kreislaufsystem;

b) Wasser und Schleif-/Polier-Pasten/Pulver (Behandlungsmittel mit zusätzlichen Eigenschaften wie beispielsweise intensivere Reinigung der Schleifkörper, erhöhte schleifunterstützende Wirkung) .

VERFAHRENSBEISPIEL

Mehrere Rotoren 22 wurden zum Finish ihrer Oberfläche 42 auf die Oberfläche eines -- in einem schüsselartigen Behälter vorgesehenen -- Bettes aus einer Schleifemulsion und Gleitschleifkörpern aufgelegt. Während des Gleitschleifens sanken die Rotoren 22 unter die Oberfläche des Bettes ab.

Gegenüber einem konventionellen Rotor 22 mit Rundschliff wurde eine Verbesserung des

• Leistungsbedarfs P₁ um 0,4 kW;

• Anfahrmoments M_A um 12 Nm

festgestellt:

	Rotor mit Rundschliff AED 1 E 0075	Rotor 22 mit Gleitschliff AED 1 E 0075
P₁	1,2 kW	0,8 kW
	2 9 Nm	17 Nm

Eingesetzt wurde ein Kunststoff-Schleifkörper Typ OV als Paraboloid und Kegel in seiner geometrischen Form mit einer Härte von » 7 Mohs (nach Härteskala von Mohs).

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Bei einer anderen Ausführung wurden keramische Schleifkörper verwendet, sie erreichen in Abhängigkeit des gebundenen Minerals (z.B. Siliciumcarbid) eine Härte von « 9 Mohs. Für das erfindungsgemäße Schleifverfahren kann eine Vielzahl von Schleifkörpern mit unterschiedlichsten Werkstoffen und geometrischen Formen in Frage kommen; die Anwendung anderer Schleifstoffe bei diesem Verfahren in Verbindung mit der Oberflächenbearbeitung von Rotoren oder Exzenterschnecken wird weiter erprobt.

Claims

AW356DE7 *&iacgr;- &Idigr;8*«- &Iacgr; *! &iacgr;": *!'.' ANSPRUCHE

1. Rotor für eine Pumpe, insbesondere schneckenförmiger Rotor (22) für eine Exzenterschneckenpumpe (10), mit einer durch Gleitschliffkörper in einer Schleifemulsion geglätteter Oberfläche (42) mit diffusem Schliffbild dieser Oberfläche (42).

2. Rotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einer Haifischhaut etwa entsprechende Schliffoberfläche (42) mit diffuser Verteilung von kammartigen Graten od.dgl. Erhebungen (64).

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine konturgenaue Gestalt der Oberfläche (42) nach dem SchleifVorgang.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (42) des aus Metallwerkstoff geformten Rotors (22) zwischen in einer Schleifemulsion angeordnete Gleitschliffkörper durch die relative Bewegung zwischen ihr und den Gleitschliffkörpern geschliffen ist.