DE3304751C2

DE3304751C2 - Exzenterschneckenpumpe

Info

Publication number: DE3304751C2
Application number: DE19833304751
Authority: DE
Inventors: Raimund Dipl.-Ing. 3260 Rinteln Volkmer
Original assignee: Kunststofftechnik Obernkirchen & Co Kg 3063 Obernkirchen De GmbH; Kunststofftechnik Obernkirchen & Co Kg 3063 Obernkirchen GmbH
Current assignee: Kunststofftechnik Obernkirchen - Kto - Zweignieder
Priority date: 1983-02-11
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1985-08-01
Also published as: DE3304751A1

Abstract

Bei einer Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor und einem aus gummielastischen Werkstoff bestehenden Stator nehmen entweder die Querschnittsfläche des den Rotor mit Vorspannung aufnehmenden lichten Raumes vom Statoreintritt kontinuierlich über die Länge des Stators bis zu dessen Austrittsseite ab oder aber der wirksame Querschnitt des Rotors vom Statoreintritt kontinuierlich über die Länge des Stators bis zu dessen Austrittsseite zu.

Description

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor und einem aus gummielastischen Werkstoff bestehenden nicht nachspannbaren 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 Exzentrizität des Rotors entsprechen, wobei sich die genannte Vorspannung aus einer Verringerung der lichten Querschnittsfläche des Stators gegenüber der vom Windungsquerschnitt des Rotors bestrichenen Fläche ergibt

Eine derartige Ausführungsform läßt sich beünielsweise der DE-PS 20 1.7 620 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 Bewegungsabiauf ergibt sich beim Abrollen eines sogenannten Rollkreises, der die Projektion der Achse der Mittelpunkte aller Rotorquerschnitte darstellt, und dessen Radius der Exzentrizität 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 dazugehörigen Rotorquerschnitte abgedichtet wird. Der Rotor muß demnach zwei Steigungen von insgesamt 720° haben, um diese Forderungen zu erfüllen. Auch der Summe der Berührungspunkte zwischen der 0°- und 360°-Stellung des Sta*orquerschnittes ergibt sich eine Linie, die die Abdichtung bewirkt Sie teilt den Statorinnenraum in zwei gleiche Hälften, die sich während 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 Überwindung der Reibung sowie für die Walnarbeit zwischen Rotor und Stator benötigt, wobei dieser Anteil wiederum von der Vorspannung zwischen Rotor und Stator abhängig ist.
Durch die DE-OS 25 40 535 ist es bekanntgeworden, für eine Exzenter-Schraubenpumpe einen nachstellbaren Stator vorzusehen, dessen Umfang von einem Spannmantel in Form eines an wenigestens einer Stelle in der ganzen Länge geschützen Rohres umgeben ist Der Spannmantel kann auch aus zwei Halbschalen be-Mehen, die sich durch zwei Spannvorrichtungen gegeneinander pressen lassen. Äußern am Spannmantel sollen an den Längskanten des Schlitzes über dessen ganze Länge verlaufende Leisten angebracht sein, die sich durch eine Spannvorrichtung gegeneinander pressen lassen. Dabei kann wenigstens eine der Leisten keilförmig derart ausgestaltet sein, daß die Dicke der Leiste vom Ende des Pumpeneingangs gegen das Ende des Pumpenausgangs des Stators zunimmt
Durch gezielte Verengung oder Erweiterung des Ab-Standes der Leisten lassen sich die Verspannungskräfte im Stator vom Pumpeneingang zum Pumpenausgang hin kontinuierlich verstärken.

Diese vorbekannte Ausführungsform erfordert somit eine manuelle Einstellung der Vorspannung, die vergessen oder aber genau durchgeführt werden kann. Eine Kontrollmöglichkeit besteht nicht. Außerdem ist der Aufbau des nachstellbaren Stators schon durch die benötigte Spannvorrichtung aufwendig und störanfällig.

3

Ausgehend von der eingangs erläuterten Exzenter- messer d der Halbkreisfläche 4. Die Längsseiten der schneckenpumpe liegt der Erfindung die Aufgabe zu- Rechteckfläche 3 entsprechen der vierfachen Exzentrigrunde, die Antriebsleistung zu minimieren. zität e des Rotors 2, wobei die Exzentrizität e den Radi-

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch us eines Rollkreises Kr bildet, der die Projektion der gelöst, daß bei über die Pumpenlänge konstant bleiben- 5 Achse der Mittelpunkte aller Rotorquerschnitte dardem Windungsquerschnitt des Rotors der genannte stellt Dabei wurde aus Darstellungsgründen die Exzcn-Durchmesser der vorgeformten Halbkreisflächen vom trizität e im Verhältnis zum Rotordurchmesser extrem Statoreintritt von einem Wert d\ kontinuierlich über die groß gewählt

Länge des Stators bis zu dessen Austrittsseite auf einen Bei einer Exzenterschneckenpumpe gemäß der Erfin-

Wert cfc abnimm*, so daß die genannte Vorspannung io dung ist bei der an der Saugseite P₅ liegenden Querentsprechend zunimmt schnittsfläche der Durchmesser d\ größer als der an der

Dabei ist es zweckmäßig, wenn durch eine solche Ko- Druckseite Pd liegende Durchmesser cfe· Dadurch nimmt nizität des lichten Raumes über die Länge des Stators also die Querschnittsfläche des genannten lichten Raudie Vorspannung geändert wird, daß die Vorspannung mes sowohl hinsichtlich ihrer Höhe als auch hinsichtlich am Statoreintritt etwa 50% von der am Statoraustritt 15 ihrer Breite kontinuierlich von der Saugseite zur Druckbeträgt seite hin ab.

Bei den Exzenterschneckenpumpen der in Rede ste- Bei der Erläuterung der Erfindung sind hinsichtlich

henden Bauart wird mit Vorspannungen im Bereich von der Charakterisierung der Rechteckfläche die Begriffe 0,5 bis 3 mm gearbeitet und zwar je nach Größe, Elasto- »Schmalseite« und »Längsseite« nur beispielsweise gemer und Nenndruck. Der Erfindung liegt die Erkenntnis 20 wählt

zugrunde, daß der Druckaufbau innerhalb des Stators

stetig crfoigt. Da die erforderliche Vorspannung von Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

dem gewünschten Enddruck abhängig ist, läßt sv:h 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 diese 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 zugrunde liegende Aufgabe auch dadurch lösen, daß bei über die Pumpenlänge konstant bleibendem Durchmesser der vorgeformten Halbkreisfläche der Windungsquerschnitt des Rotors vom Statoreintritt von einem Wert Qt kontinuierlich über die Länge des Stators bis zu dessen Austrittsseite auf einen Wert Q2 zunimmt, so dJ3 die genannte Vorspannung entsprechend zunimmt

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer und perspektivischer Darstellung einen Stator mit ein em eingesetzten Rotor;

F i g. 2 in ehier Darstellung gemäß F j g. 1 eine abgewandelte Betricbsstellurig und

Fig.3 in vergrößertem Maßstab in Draufsicht den zur Aufnahme des Rotors bestimmten lichten Raum des Stators im Querschnitt

Fig. 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 F₅ und an ihrem linken Ende die Druckseite Pd vorgesehen. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 ist die zwischen Rotor und Stator gebildete Förderkammer gegenüber dem Saug- und Druckraum geschlossen.

F i g. 2 zeigt die Exzenterschneckenpumpe gemäß Fig. 1, wobei hier halbe Förderkammern zur Saugbzw. Druckseite geöffnet sind.

F i g. 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 um zwei an deren Schmalseiten anschließenden Halbkreisflächen 4 gebildet. Die Schmalseiten des Rechteckes 3 enr-prechen somit dem Durch-

Claims

Patentansprüche:

1. Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor (2) und einem aus gummielastischen Werkstoff bestehenden nicht nachspannbaren 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, wobei sich die genannte Vorspannung aus einer Verringerung der lichten Querschnittsfläche des Stators (1) gegenüber der vom Windungsquerschnitt des Rotors (2) bestrichenen Fläche ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß bei über die Pumpenlänge konstant bleibendem Windungsquerschnitt des Rotors (2) der genannte Durchmesser (d) der vorgeformten Halbkreisflächen (4) vom Statoreintritt (Saugseite Pj) von einem Wert d\ kontinuierlich über die Länge (L) des Stators (1) bis zu dessen Austrittsseite (Druckseite PJ) auf einen Wert dz abnimmt, so daß die genannte Vorspannung entsprechend zunimmt.

2. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Konizität des lichten Raumes über die Länge (L) des Stators (1), daß die Vorspannung am Statoreintritt (Saugseite P,) etwa 50% von der am Statoraustritt (Druckseite Pd) beträgt.

3. Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor (2) und einem aus gummielastischen Werkstoff bestehenden nicht nachspannbaren 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 Halbkreisflache (4) und die Längsseite der vierfachen Exzentrizität (e)des Rotors (2) entsprechen, wobei sich die genannte Vorspannung aus einer Verringerung der lichten Querschnittsfläche des Stators (1) gegenüber der vom Windungsquerschnitt des Rotors (2) bestrichenen Fläche ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß bei über die Pumpenlänge konstant bleibenden Durchmesser fender vorgeformten Halbkreisflächen (4) der Windungsquerschnitt des Rotors (2) vom Statoreintritt (Saugseite P₃) von einem Wert Q\ kontinuierlich über die Länge (L) der Stators (1) bis zu dessen Austrittsseite (Druckseite PJ) auf einen Wert Qi zunimmt, so daß die genannte Vorspannung entsprechend zunimmt.