DE3442977C2 - - Google Patents
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- DE3442977C2 DE3442977C2 DE19843442977 DE3442977A DE3442977C2 DE 3442977 C2 DE3442977 C2 DE 3442977C2 DE 19843442977 DE19843442977 DE 19843442977 DE 3442977 A DE3442977 A DE 3442977A DE 3442977 C2 DE3442977 C2 DE 3442977C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
- F04C2/1071—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
- F04C2/1073—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type where one member is stationary while the other member rotates and orbits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Förderschnecke für eine Schnec
kenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Förderschnecke ist in der US-PS 31 39 035
beschrieben.
Bei ihr nimmt der Durchmesser der kreisförmigen Querschnitts
fläche vom einen Schneckenende zum anderen hin ab. Darüber
hinaus offenbart die US-PS 31 39 035 einen aus elastisch
nachgiebigem Material gefertigten Stator, der mit dieser
Förderschnecke zusammenarbeitet, wobei der Anpreßdruck
des aus elastischem Material gefertigten Stators an der
Förderschnecke durch Druckbeaufschlagung eines im Stator
ausgebildeten wendelförmigen Druckmittelkanales variiert
werden kann.
In der DE-OS 27 36 590 ist ferner eine Exzenterschnecken
pumpe mit konischer Förderschnecke beschrieben, bei welcher
die Außenkontur der Förderschnecke nach Art eines Kegels
von einem Schneckenende zum anderen Schneckenende hin ab
nimmt. Durch diese konische Außenkontur der Förderschnecke
wird einerseits eine einfache Nachstellung des Anpreßdruc
kes zwischen Förderschnecke und Stator durch axiales Nach
stellen der Förderschnecke ermöglicht. Durch die spezielle
Anpassung der Konizität von Förderschnecke und Stator
wird ferner erreicht, daß die Achse der Förderschnecke
beim Drehen derselben auf einer Kegelfläche umläuft, so
daß die Förderschnecke in einem Pendellager gelagert wer
den kann.
Die Förderschnecken, wie sie in der US-PS 31 39 035 und
der DE-OS 27 36 590 beschrieben sind, müssen genauso wie
herkömmliche Förderschnecken mit zylindrischer Kontur
unter Verwendung einer zweiteiligen Gießform hergestellt
werden. Auch bei hoher Sorgfalt ist es nicht möglich,
die beiden Formhälften exakt ohne Versatz zusammenzusetzen.
Auch können die beiden Formhälften beim Gießvorgang selbst
an der Trennebene etwas auseinandergedrückt werden. Man
erhält so insgesamt Förderschnecken mit nicht exakt kreis
förmigem Querschnitt und mit Graten an der Trennebene
zwischen den beiden Formhälften. Diese Fehler müssen bis
her durch mechanische Nachbearbeitung der gegossenen För
derschnecke ausgeräumt werden. Diese Nachbearbeitung er
fordert zuvor ein Weichglühen des Gußstückes, da zum För
dern abrasiver Materialien bestimmte Förderschnecken aus
Gußeisen hoher Härte hergestellt werden müssen.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine gattungsge
mäße Schnecke so ausgebildet werden, daß sie ohne wesent
liche mechanische Nachbearbeitung der Mantelfläche durch
Gießen hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Förder
schnecke gemäß Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Förderschnecken-Geometrie kann
man eine einteilige Gießform verwenden. Zu deren Herstellung
wird das Formmaterial, in der Regel Formsand, beim Einfül
len und Verdichten im Formkasten von allen Seiten gleich
mäßig gegen ein Schneckenmodell gedrückt, welches genauso
wie die Förderschnecke selbst vom einen zum anderen Schnec
kenende hin abnehmenden Durchmesser seiner kreisförmigen
Querschnittsfläche aufweist, wobei die Linie, auf der sich
der Mittelpunkt der kreisförmigen Querschnittsfläche be
wegt, eine Zylinderwendellinie ist. Ein derartiges Schnec
kenmodell läßt sich aus dem Formmaterial herausschrauben,
wobei die Wandfläche des Schneckenmodelles nach dem ersten
Drehen an allen Stellen gleichermaßen von der Innenfläche
des Formhohlraumes freikommt. Beim weiteren Herausschrauben
des Schneckenmodelles aus dem Formmaterial wird der Abstand
zwischen Schneckenmodell und Formfläche rasch größer, so
daß das Schneckenmodell ohne Gefahr einer Beschädigung der
Formfläche dem Formmaterial entnommen werden kann. Man er
zeugt so in der Gießform einen Form-Hohlraum mit sehr gut
glatter Umfangswand, die in Umfangsrichtung vollständig
durchgehend und stoßfrei ist.
Die Gießform kann auch nicht durch das flüssige Gußeisen
aufgeweitet werden. Auf diese Weise erhält man insgesamt
eine exakt maßhaltig gegossene Förderschnecke mit glatter,
gratfreier Außenfläche, die keiner mechanischen Nacharbei
tung mit Ausnahme des Verputzens (Abschleifen von Steiger
und Anguß) bedarf.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter
ansprüchen angegeben.
Bei einer Vorrichtung zur Herstellung einer Gießform für
eine erfindungsgemäße Förderschnecke, wie sie im Anspruch 6
angegeben ist, ist sichergestellt, daß das Herausdrehen des
Schneckenmodelles aus dem Formmaterial zwangsläufig so er
folgt, daß beim Herausdrehen keine unerwünschte Verformung
der Wand des Form-Hohlraumes erfolgt.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im
Hinblick auf ein synchrones Herausdrehen einer Mehrzahl
von Schneckenmodellen aus dem Formmaterial einer Vielfach-
Gießform von Vorteil.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die Hauptteile einer
Schneckenpumpe;
Fig. 2 einen transversalen Schnitt durch einen dem Ein
laß benachbarten Abschnitt der Förderschnecke der
in Fig. 1 gezeigten Pumpe;
Fig. 3 einen transversalen Schnitt durch einen dem Aus
laß der Pumpe benachbarten Abschnitt der Förder
schnecke der Pumpe nach Fig. 1;
Fig. 4 eine seitliche, teilweise axial geschnittene An
sicht einer horizontal geteilten Gießform für eine
Mehrzahl von Förderschnecken;
Fig. 5 eine Aufsicht auf die Gießform nach Fig. 4; und
Fig. 6 eine seitliche, teilweise axial geschnittene An
sicht einer Vorrichtung zum Herstellen des mittle
ren Teiles der Gießform nach Fig. 4.
Fig. 1 zeigt einen aus elastischem Gummimaterial gefertig
ten Stator 1 einer Schneckenpumpe. Der Stator 1 hat zwei in
Umfangsrichtung um 180° gegeneinander versetzte Rippen 2, 3,
welche auf seiner Innenfläche ausgebildet sind und die dop
pelte Ganghöhe aufweisen wie eine wendelförmige Förderschnec
ke 4, die im Inneren des Stators untergebracht ist, wobei
einzelne Abschnitte der Förderschnecke 4 das Material des
Stators in unterschiedlichem Ausmaße zusammendrücken, je
nachdem welche Winkelstellung die Förderschnecke 4 bezüglich
des Stators 1 einnimmt. So sind in Fig. 1 Abschnitte der
Rippen 2, 3, die gerade von der Förderschnecke 4 weit in
radialer Richtung nach außen gedrückt sind, gestrichelt bei
5 und 6 wiedergegeben.
Die Förderschnecke 4 hat einen für eine drehschlüssige Ver
bindung mit einer nicht gezeigten Antriebswelle vorberei
teten Antriebskopf 7, und ein den Stator 1 aufnehmendes me
tallisches Außengehäuse ist mit 8 bezeichnet.
Zwischen dem Stator 1 und der Förderschnecke 4 liegen somit
Arbeitsräume 9, welche bei Drehung der Förderschnecke 4 in
Fig. 1 von links nach rechts laufen und hierbei ein zu för
derndes Gut wie Mörtel oder Beton unter niederem Druck an
saugen und mit einem Druck von in der Praxis etwa 10 atm
abgeben. Die Bewegungsrichtung des geförderten Gutes ist in
Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Schnitte durch die Förderschnecke
4, welche durch die fluchtenden Stellen von Fig. 1 gelegt
sind. Mit Q ist die Querschnittsfläche, mit M deren Mittel
punkt, mit E die Umlaufbahn des Mittelpunktes M um die Pum
penachse und mit L der lichte Querschnitt, den die Quer
schnittsfläche Q beim Umlaufen auf dem Kreis E erfüllt, be
zeichnet.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hat sich die Umlaufbahn E zum
in Fig. 1 rechts gelegenen Ende der Förderschnecke 4 hin
nicht geändert, während der Durchmesser der Querschnitts
fläche Q und der vom Förderschneckenquerschnitt überstriche
nen lichten Fläche L um etwa 1/15 der Länge der Förder
schnecke 4 abgenommen hat.
Die Querschnittsabnahme in Schneckenlängsrichtung ist durch
gestrichelt eingezeichnete Tangenten an die Querschnitts
flächen Q der Fig. 2 und 3 angedeutet.
Entsprechend der Verminderung der Fläche L verengt sich auch
der lichte Querschnitt des Stators 1. Anders gesagt: Die Höhe
der Rippen 2, 3 nimmt in Fig. 1 von links nach rechts ent
sprechend zu.
Bei einer einsatzbereiten Schneckenpumpe sind auf die Stirn
flächen des Stators 1 hier nicht näher gezeigte Kopfteile
aufgesetzt, welche mit einem Ansaugstutzen bzw. einem Ab
gabestutzen für das geförderte Gut versehen sind.
Die Förderschnecke 4 wird in den Stator 1 in Fig. 1 von
links aus eingesetzt, so daß aufgrund der kegelförmigen Ge
stalt der lichten Außenkontur der Förderschnecke 4 bzw. der
Innenkontur des Stators 1 dieses Einsetzen mit geringerer
Kraft möglich ist als bei Förderschnecken und Statoren mit exakt
zylindrischer Außenkontur bzw. Innenkontur.
Die in Fig. 4 wiedergegebene Gießform hat ein mittleres
Formteil 10, ein unteres Formteil 12 sowie ein oberes Form
teil 14.
Im mittleren Formteil 10 ist ein zentraler Angießkanal 16
vorgesehen, von welchem unten eine Mehrzahl radialer Ver
teilerkanäle 18 ausgehen. Die Verteilerkanäle 18 münden in
das untere Ende einer Mehrzahl vertikaler wendelförmiger
Form-Hohlräume 20.
In dem unteren Formteil 12 sind Kerne 22 vorgesehen, die
zum Angießen von Antriebs-Sechskantabschnitten an die Pum
penschnecken dienen.
Im oberen Formteil 14 ist ein Angießtrichter 24 vorgesehen,
welcher mit dem Angießkanal 16 fluchtet, und eine Mehrzahl
von Steiger-Trichtern 26 ist über den Form-Hohlräumen 20 vor
gesehen.
Fig. 3 zeigt teilweise axial geschnitten eine Vorrichtung
zur Herstellung des einstückigen mittleren Formteiles 10.
Auf einer Bodenplatte 28 ruht ein Formkasten 30. Auf die
Bodenplatte 28 ist ein Sternmodell 32 aufgesetzt, welches
die Verteilerkanäle 18 und den untersten Abschnitt des An
gießkanales 16 formt. Zur Bildung des Angießkanales 16 ist
im übrigen ein zentrales Gießkanalmodell 34 vorgesehen.
Eine Vielzahl von Schneckenmodellen 36 ist in Umfangsrich
tung unter gleichem Winkelabstand verteilt vorgesehen. Die
Form der Schneckenmodelle 36 entspricht der Form der ge
wünschten Pumpenschnecken. Die untere Stirnfläche der
Schneckenmodelle 32 ist plan und sitzt auf der Bodenplatte
28 auf. Die obere Stirnfläche der Schneckenmodelle 32 ist
ebenfalls plan und fluchtet mit der durch den oberen Rand
des Formkastens 30 vorgegebenen Ebene, wie dies auch
die obere Stirnfläche des Gießkanalmodelles 34 tut.
An jedem der Schneckenmodelle 32 ist koaxial zur Schnecken
achse eine Gewindestange 38 befestigt, deren Durchmesser
kleiner ist als der Kerndurchmesser des Schneckenmodelles
32, so daß das Formmaterial 40 glatt an die Stirnfläche des
Schneckenmodelles 32 herangestrichen werden kann.
Die Gewindestange 38 hat exakt die gleiche Steigung wie das
Schneckenmodell 36 und läuft in einer komplementären Gewin
debohrung eines rahmenfesten Trägers 42. Der Träger 42 ist
fest an einem herabhängenden Ständer 44 angebracht, der
seinerseits in nicht näher gezeigter Art und Weise an einem
Maschinenrahmen befestigt ist. Der Abstand zwischen der Un
terseite des Ständers 44 und der Oberkante des Formkastens
30 ist größer als die Axialabmessung des Schneckenmodelles
32, so daß letzteres vollständig durch Drehen der Gewinde
stange 38 aus dem Formkasten herausgezogen werden kann.
Zum Drehen der Gewindestange 38 ist an die letztere eine
Antriebsstange 48 angeformt, welche mit einer axialen An
triebsnut versehen ist. Die Antriebsstange 48 erstreckt sich
im Gleitspiel durch die zentrale Bohrung einer Antriebshülse
50, wobei in der zentralen Bohrung der letzteren eine Feder
(nicht gezeigt) vorgesehen ist, die mit der Nut der An
triebsstange 48 zusammenarbeitet.
Die Antriebshülse 50 ist auf ihrer Umfangsfläche mit einem
Zahnkranz 52 versehen, über welchen eine Antriebskette 54
ebenso läuft, wie über die Zahnkränze 52 der den anderen
Schneckenmodellen zugeordneten Antriebshülsen.
Die Antriebshülsen 50 sind in oberen Trägern 56 gelagert,
die sternförmig vom Ständer 44 weglaufen und an diesem be
festigt sind.
Die Länge der Antriebsstange 48 und der Abstand der oberen
Träger 56 von den unteren Trägern 42 ist wiederum größer
als die Axialabmessung der Schneckenmodelle 36. Durch diese
Beabstandung der Träger 42 und 56 ist zugleich eine Dreh
lagerung der Schneckenmodelle 36 an voneinander entfernten
Stellen gewährleistet, so daß die Schneckenmodelle 36 beim
Herausdrehen aus dem Formmaterial 40 nicht verkanten.
Zum Herstellen einer Gießform wird zunächst der leere Form
kasten 30 bei hochgefahrenen Schneckenmodellen 36 auf die
Bodenplatte 28 geschoben. Dann werden das Sternmodell 32
und hierauf das Gießkanalmodell 34 zentriert auf die Boden
platte 28 gesetzt und anschließend die Schneckenmodelle 36
durch Erregen eines auf die Antriebskette 54 arbeitenden
Motors synchron abgesenkt, bis ihre Stirnflächen an der
Oberseite der Bodenplatte 28 anliegen. Anschließend wird
das Formmaterial in den Formkasten 30 eingebracht, dort ver
teilt und verdichtet sowie ggf. ausgehärtet. Als Formmate
rial kommen heißaushärtende bzw. kaltaushärtende Sande so
wie üblicher Grünsand in Frage.
Anschließend wird der auf die Antriebskette 54 arbeitende
Antriebsmotor im Sinne eines Herausdrehens der Schnecken
modelle 36 in Gang gesetzt, und die Schneckenmodelle 36 dre
hen sich dann durch den von ihnen selbst geformten Form-Hohl
raum 20 heraus, ohne dessen Wände zu beschädigen. Hierzu
können die Schneckenmodelle 36 auf ihrer Außenfläche zusätz
lich mit einem Trennmittel oder Gleitmittel versehen sein.
Auch kann ein unterer Abschnitt der Schneckenmodelle 36
leicht kegelförmig ausgebildet sein, d.h., die außenliegen
den Bereiche der Schneckenwendel sind durch eine Kegelfläche
begrenzt, deren Spitze weit unterhalb der Bodenplatte 28
liegt und deren Öffnungswinkel klein ist.
Nach dem Herausdrehen der Schneckenmodelle 36 werden Boden
platte und Formkasten 30 weggefahren, der Formkasten 30 wird
auf eine seiner Seitenflächen gestellt und die Bodenplatte 28
entfernt. Hernach werden das Sternmodell 32 und das Gießkanal
modell 34 entfernt, und das so erhaltene mittlere Formteil 10
wird auf das getrennt hergestellte untere Formteil 12 aufge
setzt. Anschließend wird auf das mittlere Formteil 10 noch
das obere Formteil 14 aufgesetzt, und die Gießform ist nun
bereit zum Gießen. Durch den Gießkanal 16 wird nun das flüs
sige Schneckenmaterial eingegossen, welches über die stern
förmig angeordneten Verteilerkanäle 18 zu den einzelnen Form
hohlräumen 20 gelangt und dort nach oben bis in den Steiger-
Trichter 26 ansteigt. Als Schneckenmaterial kann z.B. ein
Gußeisenmaterial mit 20% Cr und 2,8% C verwendet werden,
welches härtbar ist, oder auch ein Gußeisenmaterial mit 20%
Cr und 3,1% C, welches naturhart ist.
Nach dem Erstarren des Schneckenmateriales wird das Gußstück
aus der Gießform herausgearbeitet und zur Fertigstellung der
einzelnen Pumpenschnecken wird der Steiger und der Anguß
mit einer Schleifscheibe entfernt. Eine weitergehende mecha
nische Bearbeitung insbesondere der kompliziert gekrümmten
Außenfläche der Pumpenschnecke ist nicht notwendig.
Claims (6)
1. Förderschnecke für eine Schneckenpumpe, bei welcher
die Scheitel der Mantelfläche von einem Schneckenende
zum anderen hin zunehmend kleineren Abstand von der Schnecken
achse haben und der Durchmesser der kreisförmigen Quer
schnittsfläche vom einen Schneckenende zum anderen
Schneckenende hin abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Linie, auf der sich der Mittelpunkt (M) der kreisförmigen
Querschnittsfläche (Q) bewegt, eine Zylinderwendellinie
ist.
2. Förderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abnahme des Querschnittshalbmessers vom einen
zum anderen Ende weniger als 1/10 der Schneckenlänge,
vorzugsweise etwa 1/30 der Schneckenlänge beträgt.
3. Vorrichtung zur Herstellung einer Gießform für eine
Förderschnecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß an einem in einen Formkasten (30) einführbaren
Schneckenmodell (36) eine Gewindestange (38) angebracht
ist, deren Steigung der Schneckensteigung entspricht;
daß die Gewindestange (38) in einer rahmenfesten Gewinde
bohrung gleicher Steigung läuft; und daß auf der Gewinde
stange (38) Antriebsmittel (48) zum Verdrehen der Gewinde
stange (38) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsmittel durch eine mit einer Längsnut
versehene Antriebsstange (48) gebildet sind, welche axial
verschiebbar in einer Antriebshülse (50) geführt ist,
die eine mit der Längsnut der Antriebsstange zusammenar
beitende Feder aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Herstellung einer
Mehrfach-Gießform, mit einer Mehrzahl von Schnecken
modellen und zugeordneten Antriebsstangen sowie Antriebs
hülsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebshülsen
(50) jeweils einen Zahnkranz (52) aufweisen und eine gemein
same Antriebskette (54) über die verschiedenen Zahnkränze
(52) läuft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsmittel Antriebsstäbe aufweisen, welche
über Kardangelenke mit der Gewindestange bzw. dem Abtrieb
eines Antriebsmotors verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843442977 DE3442977A1 (de) | 1984-11-24 | 1984-11-24 | Schneckenpumpe sowie verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843442977 DE3442977A1 (de) | 1984-11-24 | 1984-11-24 | Schneckenpumpe sowie verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3442977A1 DE3442977A1 (de) | 1986-05-28 |
DE3442977C2 true DE3442977C2 (de) | 1989-06-15 |
Family
ID=6251117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843442977 Granted DE3442977A1 (de) | 1984-11-24 | 1984-11-24 | Schneckenpumpe sowie verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3442977A1 (de) |
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CN110206726A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-06 | 南京彩云机械电子制造集团有限公司 | 螺杆泵 |
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DE2736590A1 (de) * | 1977-08-13 | 1979-02-22 | Hartmut Kowalzik | Exzenterschneckenpumpe mit konischer schneckenwelle und gehaeuse-einsatz |
-
1984
- 1984-11-24 DE DE19843442977 patent/DE3442977A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3442977A1 (de) | 1986-05-28 |
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