DE4303463A1 - Fördervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung für flüssige Medien mit einem hohlzylindrischen Stator mit einem Innen- Rundgewinde, mit einem Rotor mit Außen-Rundgewinde, der mit dem Stator in Eingriff ist und einen Gewindegang weniger als der Stator besitzt sowie gegenüber dem Stator die halbe Steigungslänge aufweist und dessen Gänge in jeder Querebene ständig mit dem Stator in Berührung sind, wobei zwischen dem Stator und dem sich darin drehenden Rotor Förderräume entstehen, die sich stetig von einer Eintrittsseite zu ei­ ner Austrittsseite bewegen.

Es ist bekannt, Pumpen als Fördereinrichtungen für flüssige Medien einzusetzen, wobei üblicherweise eine Drehbewegung eines Antriebsmotors entweder auf ein sich drehendes För­ derteil einer Pumpe, z. B. Rotor einer Kreiselpumpe, oder auf einen Kurbeltrieb zur Beaufschlagung von translatorisch bewegten Kolben einer Kolbenpumpe übertragen wird. Dabei werden rotierende Verdrängerpumpen üblicherweise dann ein­ gesetzt, wenn es darum geht, einen kontinuierlichen Förder­ strom zu erzielen.

Bei der Verarbeitung von flüssigen Anstrichstoffen, z. B. von Wasserlacken, welche mittels elektrostatischer Aufla­ dung auf der zu beschichtenden Oberfläche aufgebracht wer­ den, ergibt sich das Problem, daß einerseits ein konstanter Förderstrom erwünscht ist, daß andererseits aber für die Durchführung der Beschichtung der vorgesehene Anstrichstoff auf Hochspannungspotential, ca. 70 bis 100 kV, gebracht werden muß. Nur bei Vorsorge für eine ausreichende elektri­ sche Isolation zwischen der Farbzuführung und dem ange­ schlossenen Zerstäuber kann die Beschichtung auf elektro­ statischem Wege durchgeführt werden.

Bei der Verwendung von herkömmlichen Pumpen oder Förderein­ richtungen für flüssige Medien ist eine einfache Potenti­ altrennung durch diese Fördereinrichtung nicht möglich, so daß zusätzliche Maßnahmen vorgesehen werden müssen. Übli­ cherweise werden elektrisch isoliert angeordnete Vorratsbe­ hälter zwischen der Fördereinrichtung und der zum Auftragen der Anstrichstoffe benutzten Vorrichtung vorgesehen, die wahlweise auf Erdpotential, nämlich beim Befüllen, oder auf Hochspannungspotential, nämlich beim Auftragen des An­ strichsstoff auf den zu beschichtenden Untergrund, geschal­ tet sind.

Eine derartige Handhabung ist bei stückweiser Fertigung un­ problematisch. Allerdings ergeben sich bei der kontinuier­ lichen Verarbeitung solcher Anstrichstoffe, wie sie insbe­ sondere in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen, Pro­ bleme dadurch, daß in bestimmten Zeitintervallen der Auf­ tragvorgang unterbrochen werden muß, um den Vorratsbehälter neu zu befüllen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher eine kontinuierliche Zufuhr des jeweiligen Anstrichstoffes möglich ist, ohne daß sich Pro­ bleme elektrischer Natur ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach dient die an sich bekannte Fördervorrichtung für flüssige Medien mit den eingangs genannten Merkmalen zur Förderung einer elek­ trisch leitenden Flüssigkeit, insbesondere Lack zur elek­ trostatischen Aufbringung auf Auftragsflächen, wobei der Rotor und der Stator elektrisch nichtleitfähig ausgebildet sind. Insbesondere das zuletzt genannte Merkmal, die elek­ trische Nichtleitfähigkeit des Stators wie auch des Rotors betreffend um einzelne, voneinander getrennte und deshalb auf unterschiedlichem elektrischen Potential liegende Farb­ portionen zu bilden, ist für den Erfindungserfolg maßgeb­ lich.

Die an sich bekannte Fördervorrichtung zeichnet sich da­ durch aus, daß zwischen dem Stator und dem sich darin dre­ henden Rotor kontinuierlich Förderräume bilden, die gegen­ einander abgeschlossen sind, d. h. keinerlei Flüssigkeits­ kontakt zueinander haben, und sich aufgrund dieser Drehbe­ wegung des Rotors stetig von einer Eintrittsseite zu einer Austrittsseite bewegen. Der Erfindung liegt nun die Er­ kenntnis zugrunde, daß die einzelnen Förderräume für sich gesehen elektrisch neutral sind und daß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den einzelnen Förderräumen le­ diglich durch die Leitfähigkeit des aus leitfähigem Werk­ stoff, z. B. Stahl, Bronze, Aluminium, des Stators und/oder des Rotors zustandekommt. Gemäß der Erfindung wird nun da­ für gesorgt, daß diese leitende Verbindung beseitigt wird, indem der Rotor und der Stator elektrisch nichtleitfähig ausgebildet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Stator und der Rotor aus elektrisch isolierendem Werkstoff, z. B. Polyethylen, Poly­ tetrafluorethylen oder glasfaserverstärktem Kunst­ stoff (GfK) bestehen, wobei hinsichtlich der zu treffenden Auswahl zu berücksichtigen ist, daß der ausgewählte Werk­ stoff über ausreichende Hochspannungsfestigkeit verfügt.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung kann vorgesehen sein, daß sowohl der Rotor als auch der Stator jeweils aus Steifigkeits- und Festigkeitsgründen aus Metall bestehen, welches einen elektrisch nichtleiten­ den Mantel bzw. eine isolierende Beschichtung erhält, so daß alle Oberflächen des Stators wie auch des Rotors, die mit dem Fördermedium in Kontakt gelangen, bedeckt sind. Eine derartige Beschichtung kann vorzugsweise ebenfalls ein Kunststoff sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß zu­ mindest der Rotor oder der Stator eine Glasur, z. B. Emaille, oder eine keramische Auflage als Beschichtung auf­ weisen. Im Hinblick auf die besondere Sprödigkeit von Gla­ suren sowie Keramik ist allerdings darauf zu achten, daß das im Eingriff befindliche Gegenstück, z. B. bei glasier­ tem Stator der Rotor und umgekehrt, eine ausreichend ela­ stische Oberfläche aufweist, um Beschädigungen der Glasur sicher auszuschließen.

Darüberhinaus kann eine vorteilhafte Ausführungsform darin bestehen, die Anordnung des Rotors innerhalb des Stators derart vorzusehen, daß der Rotor bei abgeschalteter Hoch­ spannung vom Stator abgehoben werden kann, so daß die Dichtflächen nicht mehr aneinander liegen, sondern einen durchgehenden Spalt freigeben, der dazu dient, einen be­ schleunigten Farbdurchsatz, z. B. für einen Farbwechsel, zu ermöglichen.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung, sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher er­ läutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur eine Prinzipskizze der erfin­ dungsgemäßen Fördervorrichtung.

Eine Fördervorrichtung 10 besitzt einen Stator 12 und einen Rotor 14, die in einem Gehäuse 16 untergebracht sind. Der Rotor 14 ist hierbei über eine Welle 18 mit einem Antrieb 20 verbunden, der ein Getriebe 22 aufweist, das von einem Motor, vorzugsweise E-Motor 24 beaufschlagt ist und über eine Kupplung 23 die Welle 18 antreibt.

Zwischen dem Antrieb 20 und dem sich leicht exzentrisch drehenden Rotor 14 ist das Gehäuse 16 zylindrisch verlän­ gert und besitzt einen radial anschließenden Stutzen 15 als Eintrittsöffnung für das Fördermedium, welches innerhalb des Gehäuses 16 die Welle 18 umgibt und in die Förder­ strecke zwischen Stator 12 und Rotor 14 eintritt. Am Ende der Förderstrecke 13 befindet sich ein axial angesetzter Stutzen 17, der als Austritt für das Fördermedium dient.

An der Mantelfläche des Stators ist ein weiterer radial an­ gesetzter Stutzen 19 vorgesehen, der als Luftanschluß dient. Hier wird Druckluft eingespeist, welche die Isolier­ wirkung zwischen den einzelnen Förderräumen begünstigen soll, so daß zwischen der auf Erdpotential liegenden Ein­ trittsseite 15 und der auf Hochspannungspotential liegenden Austrittsseite 17 eine ausreichende Isolierstrecke zur Ver­ fügung steht. Dabei richtet sich die Länge der Fördervor­ richtung insbesondere nach den elektrischen Erfordernissen im Hinblick auf die ausreichende Isolierfestigkeit. Diesbe­ zügliche Untersuchungen haben gezeigt, daß abhängig von der Anpressung der Dichtflächen aneinander die Potentialdiffe­ renz zwischen benachbarten Förderräumen ca. 2 bis 3 kV be­ trägt. Mittels Serienschaltung von ca. 40 Förderräumen läßt sich so auf einfache Weise der eingangs erwähnte Potential­ sprung von 0 kV auf 70 . . . 100 kV realisieren.

Claims (11)

1. Fördervorrichtung für flüssige Medien mit einem hohlzylindrischen Stator mit einem Innen-Rundgewinde, mit einem Rotor (14) mit Außen-Rundgewinde, der mit dem Sta­ tor (12) im Eingriff ist und einen Gewindegang weniger als der Stator (12) besitzt sowie gegenüber dem Stator (12) die halbe Steigungslänge aufweist und dessen Gänge in jeder Querebene ständig mit dem Stator (12) in Berührung sind, wobei zwischen dem Stator (12) und dem darin sich leicht exzentrisch drehenden Rotor (14) eine Anzahl separater För­ derräume (13) entstehen, die sich stetig von einer Ein­ trittsseite (15) zu einer Austrittsseite (17) bewegen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (10) zur Förderung einer elektrisch leitenden Flüssigkeit, insbeson­ dere Lack zur elektrostatischen Aufbringung auf Auftrags­ flächen, z. B. Wasserlack, dient und daß der Rotor (14) und der Stator (12) elektrisch nichtleitfähig ausgebildet sind.

2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stator (12) und der Rotor (14) aus elek­ trisch isolierendem Werkstoff bestehen.

3. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine elektrische isolierende Beschichtung vorgesehen ist, welche alle Oberflächen des Stators (12) und des Rotors (14), die mit dem Fördermedium in Kontakt gelangen, bedeckt.

4. Fördervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Stator (12) und den Ro­ tor (14) bzw. für deren Beschichtung vorgesehene elektrisch nichtleitende Werkstoff hochspannungsfest ist.

5. Fördervorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mit dem Isolierwerk­ stoff eine zur Verhinderung von Spannungsüberschlägen aus­ reichende Schichtdicke aufweist.

6. Fördervorrichtung nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Stator und den Rotor bzw. für deren Beschichtung als elektrisch nichtlei­ tender Werkstoff Polytetrafluorethylen vorgesehen ist.

7. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Beschichtung des Stators und des Rotors als elektrisch nichtleitender Werk­ stoff ein Polyamid vorgesehen ist.

8. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Beschichtung des Stators (12) und des Rotors (14) als elektrisch nichtlei­ tender Werkstoff ein Polyethylen vorgesehen ist.

9. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Beschichtung des Stators (12) oder des Rotors (14) als elektrisch nichtlei­ tender Werkstoff eine Glasur vorgesehen ist.

10. Fördervorrichtung nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Stator (12) ein An­ schluß für die Zuführung von Gas, z. B. Druckluft oder In­ ertgas, vorgesehen ist, welches den Förderräumen (13) zu­ strömt und zur gegenseitigen elektrischen Isolation der Förderräume (13) beiträgt.

11. Fördervorrichtung nach einem der vorherigen An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Stator (12) ein Anschluß für die Zuführung von Gas, z. B. Druckluft oder Inertgas, vorgesehen ist, welches den Förderräu­ men (13) zuströmt, und daß bei abgeschalteter Hochspannung die Dichtflächen von Rotor (14) und Stator (12) voneinander abhebbar sind, um einen schnellen Farbdurchsatz, z. Farbwechsel, zu ermöglichen.