DE69401050T2

DE69401050T2 - Rotor und biegsame Antriebswelle Einheit

Info

Publication number: DE69401050T2
Application number: DE69401050T
Authority: DE
Inventors: Aron Thimothy Parnell; Gareth David Thomas
Original assignee: Mono Pumps Ltd
Current assignee: NOV Process and Flow Technologies UK Ltd
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2014-04-08
Also published as: NO941556D0; DE69401050D1; AU5930794A; AU668280B2; US5411383A; EP0657649A1; EP0657649B1; GB9325248D0; NO941556L; NO304558B1; GB2284646B; GB2284646A; ES2095130T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Baueinheit, bestehend aus einem Rotor und einer biegsamen Antriebswelle, für eine Förderpumpe oder einen Motor. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer Förderpumpe oder einem Motor mit einem äußeren Teil, üblicherweise einem Stator, der ein schraubenförmiges Innengewinde mit n Gängen hat, und mit einem Rotor, der innerhalb des Stators drehbar angeordnet ist und ein schraubenförmiges Außengewinde mit gleicher Steigung, aber mit n ± 1 Gängen hat.
In früheren Jahren wurde der Rotor durch eine Antriebswelle mit einer an jedem Ende vorhandenen universellen Verbindungsstelle angetrieben, beispielsweise nach FR-A-1256957. Moderner jedoch wird der Rotor durch eine biegsame Antriebswelle angetrieben, siehe zum Beispiel GB-A-1220848, GB-A-1285377, GB-A-1562277 und GB-A-2244517.
In der GB-A-1285377 ist beispielsweise eine Baueinheit für eine Förderpumpe oder einen Motor offenbart, bestehend aus einem Rotor und einer biegsamen Antriebswelle, wobei der Rotor einen Drehkörper mit einem schraubenförmigen Gewinde aufweist, ein Endstück des Rotors eine axiale Sackbohrung aufweist, eine biegsame Antriebswelle mit einem Kopfteil in die Sackbohrung eingreift, ein erster querverlaufender Durchbruch in dem Endstück des Rotors die Sackbohrung darin durchschneidet, ein zweiter querverlaufender Durchbruch in dem Kopfteil der Antriebswelle vorgesehen ist, der erste und der zweite Durchbruch zueinander ausgerichtet sind und im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben, eine Muffe das Endstück umgibt, eine Vorrichtung zum Festhalten der Muffe auf dem Endstück vorgesehen ist, mindestens ein Dichtungsring eine Abdichtung zwischen der Muffe und dem Endstück bewirkt, und ein Stift in den ersten und in den zweiten Durchbruch eingreift.
Eine solche Antriebseinrichtung arbeitet sehr zufriedenstellend. Jedoch ist die Methode, die Antriebswelle mit dem Rotor zu verbinden, etwas komplex und teuer und nicht immer völlig zufriedenstellend, wenn es erforderlich ist, die Antriebswelle sowohl in der einen als auch in der anderen Drehrichtung zu drehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden, und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Durchbruch sich vollständig durch das Endstück des Rotors und das Kopfteil der Antriebswelle erstrecken, daß die Muffe eine Haltemuffe ist, die das Endstück umgibt und den Stift in dem ersten und in dem zweiten Durchbruch festhält, daß der mindestens eine Dichtungsring an dem Endstück und innerhalb der Muffe angebracht ist und eine Abdichtung zwischen der Haltemuffe und dem Endstück des Rotors bewirkt und daß die Vorrichtung zum Festhalten der Muffe auf dem Endstück unmittelbar an der Muffe anliegt und in das Endstück eingreift.
Der Gegenstand der Erfindung ist, wie ersichtlich, sehr einfach und relativ preiswert herzustellen, zuverlässig und geeignet, in jeder Drehrichtung benutzt zu werden.
Da die Pumpe häufig auch aggressive Flüssigkeiten pumpen soll, sind in der Muffe wenigstens ein und vorzugsweise zwei Dichtungsringe eingebaut, einer auf jeder Seite des Stiftes, um dadurch eine Abdichtung zwischen der Haltemuffe und dem Endstück des Rotors zu bewirken. Vorteilhaft ist auch, einen Dichtungsring in der Axialbohrung in dem Endstück des Rotors vorzusehen, der abdichtend in das Kopfteil der Antriebswelle eingreift.
Während jede Anzahl von verschiedenen Mitteln zum Festhalten der Muffe auf dem Endstück des Rotors benutzt werden kann, enthält die Haltevorrichtung vorzugsweise eine Ringklammer, die leicht anzubringen und abzunehmen und relativ preiswert ist.
Der Stift ist vorzugsweise ein spiralförmig gewickelter Blattmetallstift, der sich bis zu einem solchen Durchmesser ausdehnt, daß er einen Preßsitz in dem ersten und in dem zweiten Durchbruch bewirkt. Eine solche Konstruktion sitzt fest und ist sogar geeignet, jede Gleitbewegung des Stiftes in dem ersten und in dem zweiten Durchbruch zu verhindern. Ferner ist er geeignet, jede unnötige Schlaffheit zwischen dem Stift und dem ersten und dem zweiten Durchbruch zu vermeiden und dabei Abnutzungen deutlich zu verringern.
Damit die vorliegende Erfindung leichter verstanden werden kann, wird diese nachfolgend an Hand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen Figur 1 einen schematischen Seitenaufriß einer erfindungsgemäßen Baueinheit darstellt, bestehend aus einem Rotor und einer biegsamen Antriebswelle, und
Figur 2 einen Querschnitt durch eine Förderpumpe darstellt, die eine solche Baueinheit, bestehend aus einem Rotor und einer biegsamen Antriebswelle, verwendet.
Auf der linken Seite der Figur list ein Teil des Drehkörpers 10 eines Rotors für eine Förderpumpe oder einen Motor dargestellt, wobei dieser Rotor ein schraubenförmiges Außengewinde hat, das mit einem schraubenförmigen Innengewinde 42 des Stators 40 zusammenwirkt (Figur 2). Der Drehkörper 10 weist ein schraubenförmiges Gewinde und ein ergänzendes Endstück 12 auf, das erweitert ist und mit einer axialen Bohrung 14 sowie mit zwei zueinander ausgerichteten Teilen eines ersten querverlaufenden Durchbruchs 16 versehen ist.
Ein Kopfteil 18 einer biegsamen Antriebswelle 20 ist in die axiale Bohrung 14 bündig eingepaßt Dieses Kopfteil 18 weist querverlaufend einen zweiten Durchbruch 22 auf und kann in die Bohrung 14 in solch einer Weise eingepaßt werden, daß der zweite Durchbruch 22 und die zwei Teile des ersten Durchbruchs 16 zueinander ausgerichtet sind. Der erste und der zweite Durchbruch 16, 22 haben im wesentlichen den gleichen Durchmesser.
In den ersten und den zweiten Durchbruch 16, 22 ist ein Stift 24 eingepaßt, der ein spiralförmig gewickelter Blattmetallstift ist, der sich bis zu einem solchen Durchmesser ausdehnt, daß er einen Preßsitz in dem ersten und in dem zweiten Durchbruch 16, 22 bewirkt. Dieser Preßsitz verhindert sicher jede Gleitbewegung zwischen dem Stift und dem Kopfteil 18 der Antriebswelle 20 und dem Endstück 12 des Rotors.
Um den Stift sicher an seinem Platz zu halten, ist eine Haltemuffe 26, deren lnnendurchmesser im wesentlichen gleich dem des reduzierten Teils 28 des Rotorendstücks 12 ist, auf diesen reduzierten Teil 28 aufgesteckt.
Zwei Dichtungsringe 30 sind vorgesehen, einer auf der linken und einer auf der rechten Seite des ersten Durchbruchs 16, wie in der Zeichnung dargestellt, wobei diese Dichtungsringe in im reduzierten Teil 28 des Endstückes 12 ausgebildeten Ringnuten 31 angeordnet sind.
Eine Halterung für die Haltemuffe 26 wird durch eine Ringklammer 32 bewirkt, die in eine geeignete Nut 34 auf der reduzierten Oberfläche 28 eingreift.
Ein Dichtungsring 36 ist schließlich in einer weiteren ringförmigen, in einem Abstand von dem Ende der Sackbohrung 14 angeordneten Nut 37 vorgesehen und dichtet gegen das Kopfteil 18 der Antriebswelle 20 ab.
Es wird hervorgehoben, daß eine solche Konstruktion relativ einfach auf- und abzubauen ist. Falls ein neuer Rotor oder eine neue Antriebswelle eingebaut werden soll, ist es nur notwendig, die Ringklammer 32 und dann die Haltemuffe 26 zu entfernen und danach den Stift 24 mit einem geeigneten Dorn herauszutreiben. Der Wiederzusammenbau ist gleichfalls leicht.
Aufgrund der Struktur der Baueinheit wird nur wenig oder keine Bewegung zwischen der Antriebswelle und dem Rotor vorhanden sein, und die Dichtungen bewirken Sicherheit gegen jede gepumpte Flüssigkeit, die die Teile der so ausgerüsteten Verbindung angreifen würde.
Zur Klarstellung zeigt Figur 2 eine ganze Pumpe, die die in Figur 1 dargestellte Baueinheit, bestehend aus dem Rotor und der biegsamen Antriebswelle, verwendet. Der Stator 40, der ein schraubenförmiges Gewinde 42 aufweist, ist von einem rohrförmigen Körper 44 umgeben, der zwischen einem herkömmlichen Einlaßgehäuse 50 und einem Auslaßgehäuse 52 befestigt ist, die beide durch verlängerte Bolzen 54 zusammengehalten werden.
Innerhalb des Hohlraums 42 des Stators 40 ist der Rotor aus Figur 1 drehbar angeordnet, mit dem die biegsame Antriebswelle 20 verbunden ist, die andererseits durch eine weitere Kupplung 62 mit einer Antriebswelle 64 eines Motors verbunden ist, dessen Lagerschild mit 66 bezeichnet ist.
Die biegsame Antriebswelle 20 ist innerhalb des Gehäuses 50 drehbar angeordnet und von dem Material, das gepumpt wird, umgeben, das über eine Einlaßöffnung 51 eintritt. Es sollte deshalb gewürdigt werden, daß das Vorhandensein der Abdichtungen tatsächlich die oben erwähnte Sicherheit gegen jedes gepumpte Material gibt, das die Teile der so ausgerüsteten Baueinheit angreifen würde.

Claims

1. Baueinheit, bestehend eines einem Rotor und einer biegsamen Antriebswelle, für eine Förderpumpe oder einen Motor, wobei der Rotor einen Drehkörper (10) mit einem schraubenförmigen Gewinde aufweist, ein Endstück (12) des Rotors eine axiale Sackbohrung (14) aufweist,eine biegsame Antriebswelle (20) mit einem Kopfteil (18) in die Sackbohrung (14) eingreift, ein erster querverlaufender Durchbruch (16) in dem Endstück (12) des Rotors die Sackbohrung (14) darin durchschneidet, ein zweiter querverlaufender Durchbruch (22) in dem Kopfteil (18) der Antriebswelle (20) vorgesehen ist, der erste und der zweite Durchbruch (16, 22) zueinander ausgerichtet sind und im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben, eine Muffe (26) das Endstück (12) umgibt, eine Vorrichtung (32) zum Festhalten der Muffe (26) auf dem Endstück (12) vorgesehen ist, mindestens ein Dichtungsring (30) eine Abdichtung zwischen der Muffe (26) und dem Endstück (12) bewirkt, und ein Stift (24) in den ersten und in den zweiten Durchbruch (16, 22) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Durchbruch (16, 22) sich vollständig durch das Endstück (12) des Rotors und das Kopfteil (18) der Antriebswelle (20) erstrecken, daß die Muffe (26) eine Haltemuffe (26) ist, die das Endstück (12) umgibt und den Stift (24) in dem ersten und in dem zweiten Durchbruch (16, 22) festhält, daß der mindestens eine Dichtungsring (30) an dem Endstück (12) und innerhalb der Muffe (26) angebracht ist und eine Abdichtung zwischen der Haltemuffe (26) und dem Endstück (12) des Rotors bewirkt und daß die Vorrichtung (32) zum Festhalten der Muffe (26) auf dem Endstück (12) unmittelbar an der Muffe (26) anliegt und in das Endstück (12) eingreift.

2. Baueinheit nach Anspruch 1, wobei ein Dichtungsring (36) in der axialen Bohrung (14) in dem Endstück (12) des Rotors vorgesehen ist, der in das Kopfteil (18) der Antriebswelle (20) abdichtend eingreift.

3. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Haltevorrichtung (32) eine Ringklammer enthält.

4. Baueinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stift (24) ein spiralförmig gewickelter Blattmetallstift ist, der sich bis zu einem solchen Durchmesser ausdehnt, daß er einen Preßsitz in dem ersten und in dem zweiten Durchbruch (16, 22) bewirkt.

5. Förderpumpe, die eine Baueinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 enthält.

6. Rotor für eine Förderpumpe oder einen Motor, wobei der Rotor einen Drehkörper (10) mit einem schraubenförmigen Gewinde aufweist, ein Endstück (12) des Rotors eine axiale Sackbohrung (14) aufweist, um das Kopfteil (18) einer biegsamen Antriebswelle (20) anzupassen, ein querverlaufender Durchbruch (16) in dem Endstück (12) des Rotors die Sackbohrung (14) darin durchschneidet, um eine Haltevorrichtung (24) aufzunehmen, die auch einen zweiten, dazu ausgerichteten querverlaufenden Durchbruch (22) in dem Kopfteil (18) der biegsamen Antriebswelle (20) durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der querverlaufende Durchbruch (16) sich vollständig durch das Endstück (12) des Rotors erstreckt, daß eine erste und eine zweite ringförmige, abdichtende Ringnut (31) an der äußeren Oberfiäche des Endstückes (12) ausgebildet sind, eine auf jeder Seite des querverlaufenden Durchbruchs (16), wobei jede einen Dichtungsring (30) aufnimmt, der bestimmt ist, eine das Endstück (12) umgebende Haltemuffe (26) abzudichten, daß an der äußeren Oberfläche des Endstückes (12) jenseits der entfernt von dem Drehkörper (10) liegenden abdichtenden Ringnut (31) eine eine Ringklammer festhaltende Nut (34) ausgebildet ist und daß an einer Stelle, die dem offenen Ende der Sackbohrung (14) benachbart und von dem Drehkörper (10) entfernt ist, sich eine innere ringförmige Nut (37) in die axiale Bohrung (14) hinein öffnet, um einen Dichtungsring (36) aufzunehmen, der an dem in die Sackbohrung (14) eingreifenden Kopfteil (18) einer biegsamen Antriebswelle (20) anliegt.