DE3304751A1 - Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

Description

• "Exzenterschneckenpumpe'
• Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor und einem aus gummielastischen Werkstoff bestehenden Stator, der zur Aufnahme des Rotors mit Vorspannung einen lichten Raum umschließt, der die Form eines zweigängigen Steilgewindes und eine Querschnittsfläche aufweist, die von einer Rechteckfläche und zwei an deren Schmalseiten anschließenden Halbkreisflächen gebildet ist, so daß bei der Rechteckfläche die Schmalseite dem Durchmesser der Halbkreisfläche und die Längsseite der vierfachen Exzentritzität des Rotors entsprechen.
• Eine derartige Ausführungsform läßt sich beispielsweise der DE-PS 20 17 620 entnehmen. Bei derartigen Exzenterschneckenpumpen bewegt sich der Mittelpunkt des Rotorquerschnittes auf einer Geraden, obwohl der Rotor - als Ganzes gesehen - eine Drehbewegung um seine Hauptachse ausführt. Dieser besondere Bewegungsablauf ergibt sich beim Abrollen eines sogenannten Rollkreises, der die Projektion der Achse der Mittelpunkte aller Rotorquerschnitte darstellt, und dessen Radius der Exzentritzität des Rotors entspricht.
• Der erforderliche abgeschlossene Raum zwischen Rotor und Stator wird erzielt, wenn dieser Raum zwischen zwei Statorquerschnitten, die um 360° im Bereich einer Steigungslänge versetzt sind, durch die der zugehörigen Rotorquerschnitte abgedichtet wird.
• Der Rotor muß demnach zwei Steigungen von insgesamt 720" haben, um diese Forderungen zu erfüllen. Aus der Summe der Berührungspunkte zwischen der 0°- und 360°-Stellung des Statorquerschnittes ergibt sich eine Linie, die die Abdichtung bewirkt. Sie: teilt den Statorinnenraum in zwei gleiche Hälften, die sich wäh-l rend der Drehbewegung zwar in Form und Lage, aber nicht im Volumen ändern, so daß sich ein gleichmäßiger Förderstrom ergibt Die Linie trennt außerdem die Saug- von der Druckseite. Um diese Trennung ohne Unterbrechung zu gewährleisten, muß in jedem Moment die "dichtende Linie" geschlossen sein, d.h. sobald sich diese auf der Druckseite öffnet, muß sie auf der Saugseite bereits einen neuen Anfang genommen haben.
• Bei derartigen Exzenterschneckenpumpen wird ein wesentlicher Anteil der Antriebsleistung zur Oberwindung der Reibung sowie für die Walkarbeit zwischen Rotor und Stator benötigt, wobei dieser Anteil wiederum von der Vorspannung zwischen Rotor und Stator abhängig ist.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Antriebsleistung zu minimieren.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der genannte Durchmesser der Halbkreisflächen vom Statoreintritt von einem Wert d1 kontinuierlich über die Länge des Stators bis zu dessen Austrittsseite auf eiern Wert d2 abnimmt.
• Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Konizität des lichten Raumes über die Länge des Stators etwa 50 °/0 der genannten Vorspannung beträgt.
• Bei den Exzenterschneckenpumpen der in Rede stehenden Bauart wird mit Vorspannungen im Bereich von 0,5 bis 3 mm gearbeitet und zwar je nach Größe, Elastomer und Nenndruck. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Druckaufbau innerhalb des Stators stetig erfolgt. Da die erforderliche Vorspannung von dem gewünschten Enddruck abhängig ist, läßt sich also am Eintritt des Stators also dort, wo der Druckaufbau beginnt, mit einer wesentlich kleineren Vorspannung arbeiten als am Austritt des Stators. Zur Erzielung der kleineren Vorspannung bzw. um Kiese Vorspannung optimal dem an der jeweiligen Stelle zu fördernden Druck anzupassen, wird also bei dem erfindungsgemäßen Stator eine konisch verlaufende "Bohrung" vorgesehen. Dadurch können bei gleicher Antriebsleistung ein höherer Druck bzw. der gleiche Druck mit verringerter Antriebsleistung erzielt werden.
• Basierend auf der gleichen Erkenntnis läßt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch dadurch lösen, daß der wirksame Querschnitt des Rotors vom Statoreintritt von einem Wert Q1 kontinuierlich über die Länge des Stators bis zu dessen Austrittsseite auf einen Wert Q2 zunimmt.
• In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 in schematischer und perspektivischer Darstellung einen Stator mit einem eingesetzten Rotor; li Figur 2 in einer Darstellung gemäß Figur 1 eine abgewandelte Betriebsstellung und Figur 3 in vergrößertem Maßstab in Draufsicht den zur Aufnahme des Rotors bestimmten lichten Raum des Stators im Querschnitt.
• Figur 1 zeigt in strichpunktierter Darstellung einen Stator 1 mit einem Rotor 2. Dabei sind bei der dargestellten Exzenterschneckenpumpe in der Zeichnung am rechten Pumpenende die Saugseite P5 und an ihrem linken Ende die Druckseite Pd vorgesehen.
• Bei der Darstellung gemäß Figur 1 ist die zwischen Rotor und Stator gebildete Förderkammer gegenüber dem Saug- und Druckraum geschlossen.
• Figur 2 zeigt die Exzenterschneckenpumpe gemäß Figur 1, wobei hier halbe Förderkammern zur Saug- bzw. Druckseite geöffnet sind.
• I Figur 3 zeigt den Querschnitt des zur Aufnahme des Rotors 2 dienenden lichten Raumes, der vom Stator 1 umschlossen ist.
• Diese Querschnittsfläche ist von einer Rechteckfläche 3 und zwei an deren Schmalseiten anschließenden Halbkreisflächen 4 gebildet Die Schmalseiten des Rechteckes 3 entsprechen somit dem Durchmesser d der Halbkreisfläche 4. Die Längsseiten der Rechteckfläche 3 entsprechen der vierfachen Exzentrizität e des Rotors wobei die Exzentrizität e den Radius eines Rollkreises KR bildet, der die Projektion der Achse der Mittelpunkte aller Rotorquerschnitte darstellt. Dabei wurde aus Darstellungsgründen die Exzentrizität e im Verhältnis zum Rotordurchmesser extrem groß gewählt.
• Bei einer Exzenterschneckenpumpe gemäß der Erfindung ist bei der an der Saugseite P5 liegenden Querschnittsfläche der Durchmesser dl größer als der an der Druckseite Pd liegende Durchmesser d2 . Dadurch nimmt also die Querschnittsfläche des genannt ten lichten Raumes sowohl hinsichtlich ihrer Höhe als auch hinsichtlich ihrer Breite kontinuierlich von der Saugseite zur Druckseite hin ab.
• Bei der Erläuterung der Erfindung sind hinsichtlich der Charakterisierung der Rechteckfläche die Begriffe "Schmalseite" und "Längsseite" nur beispielsweise gewählt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: r > > Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor (2) und einem aus gummielastischen Werkstoff bestehenden Stator (1), der zur Aufnahme des Rotors (2) mit Vorspannung einen lichten Raum umschließt, der die Form eines zweigängigen Steilgewindes und eine Querschnittsfläche aufweist, die von einer Rechteckfläche (3) und zwei an deren Schmalseiten anschließenden Halbkreisflächen (4) gebildet ist, so daß bei der Rechteckfläche die Schmalseite dem Durchmesser (d) der Halbkreisfläche (4) und die Längsseite der vierfachen Exzentrizität (e) des Rotors (2) entsprechen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der genannte Durchmesser (d) der Halbkreisflächen (4) vom Statoreintritt (Saugseite P5) von einem Wert d1 kontinuierlich über die Länge (L) des Stators (1) bis zu dessen Austrittsseite (Druckseite Pd) auf einen Wert d2 abnimmt.
2. 2. Exzenterschnec kenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität des lichten Raumes über die Länge (L) des Stators (1) etwa 50 % der genannten Vorspannung beträgt.
3. 3. Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor (2) und einem aus gummielastischen Werkstoff bestehenden Stator (1), der zur Aufnahme des Rotors (2) mit Vorspannung einen lichten Raum umschließt, der die Form eines zweigängigen Steilgewindes und eine Querschnittsfläche aufweist, die von einer Rechteckfläche (3) und zwei an deren Schmalseiten angeschließenden Halbkreisflächen (4) gebildet ist, so daß bei der Rechteckfläche die Schmalseite dem Durchmesser (d) der Halbkreisfläche (4) und die Längsseite der vierfachen Exzentrizität (e) des Rotors (2) entsprechen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der wirksame Querschnitt des Rotors (2) vom Statoreintritt (Saugseite P5) von einem Wert Q1 kontinuierlich über die Länge (L) des Stators (1) bis zu dessen Austrittsseite (Druckseite Pd ) auf einen Wert Q2 zunimmt.