EP0046779B1 - Eccentric screw pump with helical rotor - Google Patents

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Publication number
EP0046779B1
EP0046779B1 EP81900526A EP81900526A EP0046779B1 EP 0046779 B1 EP0046779 B1 EP 0046779B1 EP 81900526 A EP81900526 A EP 81900526A EP 81900526 A EP81900526 A EP 81900526A EP 0046779 B1 EP0046779 B1 EP 0046779B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
eccentric
stator
screw pump
rotor
pump according
Prior art date
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Expired
Application number
EP81900526A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0046779A1 (en
Inventor
Max Streicher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP0046779A1 publication Critical patent/EP0046779A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0046779B1 publication Critical patent/EP0046779B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-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
    • F04C2/107Rotary-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

Definitions

  • the invention relates to an eccentric screw pump with a helically coiled rotor, which rolls like a planet in a hollow spiral of a stator with an elongated cross section.
  • the hollow spiral of the stator always has one more gear than the rotor spiral.
  • a single-start rotor is combined with a two-start stator, the rotor having a circular cross-section and the cross-section of the hollow spiral of the stator being elongated and delimited at both ends by semi-circles adapted to the rotor cross-section, which are delimited by two straight lines.
  • the length of this straight line corresponds to four times the value of the eccentricity e with which the rotor rotates on the one hand around the pump axis and on the other hand each cylindrical eccentric part of the rotor around the rotor axis.
  • stator and rotor can be composed of individual stator and rotor disks that are twisted and braced against each other by a stator pitch angle t s or a rotor pitch angle t r that is twice as large. This simplifies and reduces the cost of manufacturing and warehousing.
  • intermediate members in the form of piston plates are provided which move in the elongated stator cavity in the same direction at all times and thereby dissolve the conventional sliding rolling motion in a rotary motion on the eccentric and a sliding motion in the stator cavity.
  • the stroke of the piston plates is dimensioned such that they still form radial clearances to the ends of the stator cavities even in their reversed positions. In this way, solid-state parts are to be deflected into spaces which remain free to the side without necessarily coming into direct contact with the piston plates, let alone having to be smashed by them.
  • a rotor with a single-start worm groove runs largely parallel to itself in a housing, a worm helix which is also supported thereon engaging in the worm groove of the rotor.
  • the helical grooves of the rotor slide primarily in the radial direction on the largely identically shaped, multi-part screw webs, which results in constant spring adjustment if the seal is inadequate and the flow rate is small. Has. Elongation problems cannot occur there due to the constant spring adjustment.
  • the invention aims to prevent an increase in the system forces of parts that can be moved relative to one another by the different thermal expansion on the rotor and stator.
  • Another purpose of the invention is to reduce friction and wear with at least the same or improved sealing in the individual pump stages.
  • an eccentric screw pump with a helically coiled rotor which rolls like a planet in a hollow helix of a stator with an elongated cross section, serves to solve the above-mentioned problem, the spatial pitch curves on the rotor and stator being resolved into individual pump stages which are provided on the end face by separating planes running radially to the pump axis are limited and each of which has an eccentric, which is arranged rotated by a rotor pitch angle to the eccentrics of the adjacent pump stages and carries at least one intermediate member guided in the stator cavity of a pump stage between parting planes, free spaces being formed in the area of use of each pump stage
  • Eccentric screw pump is characterized in that the free spaces are designed as expansion free spaces arranged between the rotor and stator, the depth of which in the axial direction corresponds at least to the different thermal expansion of the rotor and stator ht.
  • the expansion clearances according to the invention ensure that different expansions of the rotor and stator are not transmitted, for example, from the rotor to the stator via the intermediate members. This is particularly important for such eccentric screw pumps, the rotor of which is driven by a relatively long cardan shaft.
  • the common point of reference for the expansion of both parts is the mounting of a drive shaft upstream of the drive shaft. The distance from this bearing to the free end of the rotor is approx. 0.60 to 2.50 m in common pumps. Even if the materials of the stator and rotor are carefully coordinated, it cannot be avoided that the rotor part of a pump stage, i.e. H. the eccentric is shifted to different degrees relative to the associated stator part depending on the operating time and stress.
  • the expansion clearances are preferably each formed by at least one recess formed on the end face in the eccentric and / or intermediate member and / or stator.
  • the recess in the eccentric can be designed as an edge groove and can be offset by the rotor pitch angle t r from the longitudinal center plane of the eccentric.
  • it has the shape of a crescent-shaped countersink, the inner boundary of which is adapted to the inner surface of the immediately adjacent intermediate member, so that this intermediate member can move into the recess.
  • the intermediate member can be designed as a wear ring that can be coupled to the eccentric in the direction of rotation of the drive, but can be adjusted in length on the wear ring.
  • the fixed connection in the drive direction between the eccentric and the wear ring leads again to grinding rolling, but has the advantage that the wear ring is guided exactly on the eccentric and cannot jam due to the bearing play or otherwise set in an uncontrolled manner.
  • the connection can be brought about by any suitable coupling means that does not hinder the longitudinal adjustment, for example a longitudinal wedge.
  • the wear ring is rotatably supported on its eccentric over at least limited angles, and the coupling means connecting the two parts have an effective play of movement when the load changes. This play of movement is then abolished as soon as grinding resistance occurs on the outer surface.
  • the eccentric and the wear ring can be firmly clamped together, while this tension can be released again when the load is released.
  • the coupling means can have a coupling element which engages frictionally between the eccentric and the wear ring, which can possibly yield if the grinding resistance exceeds a certain value.
  • the coupling means can also have at least one indexing element for intermittently changing the relative rotational position of the shooting ring on the eccentric.
  • the engagement position changes constantly, which leads to an equalization of the intervention over the entire circumference and prevents the wear-out or shaping of locally limited engagement points.
  • a freewheel clutch arranged between the eccentric and the wear ring has proven to be particularly useful.
  • an inner annular groove can be formed in at least one end face of the intermediate members as an expansion free space, the radial dimension of which is at least equal to the maximum radial projection of an eccentric over an adjacent eccentric. Geometrically, this is the simplest and clearest execution.
  • the annular grooves should each be surrounded by a contact surface aligned in the parting plane, the radial dimension of which is greater on the entire circumference than the largest radial projection of an eccentric cam over an adjacent eccentric cam. In this way, the external dimensions of the intermediate links and thus also the pump diameter are enlarged, but at the same time the delivery volume and delivery pressure increase with the operating values remaining unchanged.
  • the expansion clearances can also be provided in the area of the parting planes on the stator.
  • the expansion clearances can also be formed by the axial adjustability of the intermediate members or eccentrics.
  • the system pressure required for the sealing in the parting levels usually arises automatically during operation by building up a small overpressure between the two intermediate members.
  • separate spring elements are inserted between the two intermediate members, which can be mounted, for example, as compression springs, in particular axially symmetrically, in cavities in the projections.
  • the projections and grooves run only transversely to the longitudinal or sliding direction of the piston plates, since pressure differences can only occur there in the sliding direction.
  • the projections and grooves designed as ribs should be distributed over their entire width only over the length of the lateral guide surfaces of the piston plates.
  • the stator is designated by 1, the rotor by 2.
  • the stator basically consists of 14 identical stator disks 3, which are clamped between flanges 4 and 5 by tie rods 6 by means of nuts 7.
  • the two flanges are integrally formed on connecting pipes 8, 9, which can also be part of certain housing parts.
  • the connecting pipes guide the suction or pressure flow.
  • the connecting pipe 8 serves as a drive shaft housing on the suction side
  • the connecting pipe 9 as a pressure pipe.
  • stator disks are aligned in the flanges -4, 5 by centering lugs 10 and sealed by ring seals 11 embedded in the flanges.
  • Each stator disc 3 has, close to its cylindrical outer surface 31, an annular groove 32 with a sealing ring 33 mounted therein for sealing against the adjacent stator disc.
  • e is the eccentricity that is decisive for the rotor and its eccentric, which will be discussed later.
  • Fig. 2 also shows that adjacent stator disks are rotated relative to each other by a pitch angle ts.
  • two cylindrical fitting bores 37 are provided in each stator disk at the same pitch angle ts, diametrically opposed to each other.
  • Each of these fitting bores is covered with one of the stator disks adjoining the right and left and is covered by a dowel pin 14 which extends through two stator disks.
  • Dowel holes 37 and dowel pins 14 are used to center each stator disk on the neighboring disks and to secure the exact pitch angle ts.
  • the stator plates expediently consist of hard, dimensionally stable material, for example steel or sintered material. However, they can also have a lining made of another material on the cavity wall, for example made of a rubber-like compliant material or made of a particularly abrasion-resistant material, such as hard metal powder with a ceramic or sintered bond.
  • the rotor can also be driven in other known ways.
  • each eccentric surface 221 there are rotatably as intermediate elements two identical, but oppositely arranged, rolling rings 40 which, in addition to their cylindrical inner surface, have a cylindrical outer surface 41 adapted to the width w and a flat end surface 42 which is directed outwards and lies in a parting plane 18.
  • end teeth 43 made of alternating identical segment-shaped projections 44 and grooves 45 are attached over the entire thickness of the rolling rings. A projection 44 therefore engages in a practically identical groove 45 of the associated rolling ring.
  • the top edges of the Protrusions 44 are provided with roundings 52.
  • the base corners 53 of the grooves 45 can also be rounded. This only slightly shortens the width of the side surfaces 48, but the seal itself is largely retained.
  • the projections 44a and the grooves 45a have a trapezoidal cross section. There, therefore, the sealing according to FIGS. 5 and 6 can take place on two side surfaces only in the drawn end position.
  • the two rolling rings 40 are axially pushed apart somewhat by the springs, then a zigzag-shaped channel could extend over the entire circumference along the entire contour of projections and grooves.
  • one of the two rolling rings is subjected to a greater driving torque than the other. Therefore, one of two side surfaces 48a always comes to rest on the corresponding side surface of the associated projection of the other rolling ring, and only Z-shaped free spaces are formed over an angle of approximately 15 °. A limited pressure equalization could therefore only take place in this area.
  • the trapezoidal shape should therefore only be selected with a very flat angle of inclination in order to maintain the seal on both side surfaces 48a during the adjustment, which experience has shown to extend over less than 1 mm.
  • each pair of rolling rings 40 rotates on the eccentric surface 221 of the associated eccentric disc 22. Sliding movements on the wall of the screw spiral or the individual stator cavities 34 are avoided in this way.
  • the shaft axis 15 of the eccentric shaft runs on the circular path 16 around the pump axis 12, while the eccentric axis 13 of each pump stage rotates again about the shaft axis 15.
  • Two grooves 143 each intersect and form an X-groove 147, while wedge-shaped projections 145 are formed opposite each other by 180 °, which, as indicated by dash-dot lines 146, fit into a corresponding X-groove 147 of the associated rolling ring.
  • Small grooves with a triangular cross section remain, but these are only open to the outside and cannot create any noticeable pressure compensation due to their small spacing.
  • cylindrical recesses 46 for corresponding helical compression springs are provided in six projections 144.
  • the relative longitudinal displacement and thus the necessary groove depth nt can change from step to step and is dependent, among other things, on the location of the axial alignment of the eccentric shaft 20 in the stator, in particular the available starting length for the expansion and the adjustment play occurring from the support point. This value must therefore be determined anew for each pump design, but can be adjusted uniformly to the largest displacement occurring in all pump stages, since the peripheral grooves are closed on all sides and cannot bring about any undesired pressure compensation within the pump.
  • the two piston plates 55 are again identical and are inserted into one another rotated by 180 °. They have perpendicular to the lateral guide surfaces 56 two rectangular grooves 57 and an angular groove 58 which extends to a plate end. Between the rectangular grooves 57 and the corresponding projections 59, which are also rectangular in cross-section, free spaces 60 are formed during the transverse adjustment between the intermeshing rolling rings 40, which, however, are located in the lateral guide surfaces 56 and thus on the corresponding side surfaces 36a of the stator cavity 34a in the middle of a pump stage end and are thereby completed. However, the free space 61 occurring in the area of the angular groove 58 is open outside the guide surfaces 56 up to the plate end 62.
  • the plate ends 62 have the same partial cylindrical shape of the cavity end faces 35a. Its radius is approximately 60% larger than in the case of a cylinder surface which is located centrally to the eccentric axis 13.
  • the minimum length 1a of the cavity 34a results from
  • roller rings 240 of the eccentric screw pump shown in FIGS. 16 and 17 have a width corresponding to the full width b of each pump stage and a radial thickness which is more than three times greater than that of the aforementioned roller rings with respect to the eccentricity e.
  • the annular groove 67 is here in only one end face of the rolling ring. This one-sided arrangement is fundamentally also possible with sickle grooves, for example according to FIG. 10. It is of less importance whether the displacement shift always occurs in a certain direction, according to FIG. 17 a shift of the rotor from left to right. If the groove depth 2nt is sufficient, the rotor can be shifted from the start with respect to the stator, i. H. the end faces of the rotor are already displaced in the direction of the free spaces in relation to the parting planes 18.
  • circular ring grooves 67 still has crescent-shaped ring grooves the advantage that a friction attack that cannot be completely ruled out is distributed over the entire surface and does not result in significant wear even in this case.
  • the production of the rolling rings is easier and the volume conveyed increases in proportion to the outside diameter.
  • the pitch angle tr according to FIG. 18 is designed so that it corresponds to a rotor pitch 8, 5, then the same opening width is obtained as with a seventeen pitch, a rotor pitch 9, 5 results in the same opening width as a nine-pitch pitch, and a 6.5 pitch the same as a thirteen division and thus a significant improvement in the sealing than when choosing a nine division.
  • the stator pitch angle is half as large and therefore always corresponds to twice the pitch of the rotor, that is 17, 19 or 13 and is only determined by the distance between the two bores 37 (FIG. 2). Even in the case of the eccentric shaft, a division 6, 5 for the V-ribs would in any case not result in any problems if a division angle unit ir of half the size of the rotor division angle tr is always used. The division of the V-ribs 21 on the eccentric shaft 22 then corresponds exactly to the stator division.
  • FIG. 22 again shows an embodiment with wear rings 681 non-rotatably mounted on eccentric disks 224.
  • the required expansion clearances are distributed over eccentric disks and wear rings.
  • Each free space is formed there by a first crescent-shaped edge groove 654 in the eccentric disk and a second crescent-shaped edge groove 655 in the wear ring.
  • the boundary surfaces of these edge grooves are also inclined and are formed by cone-shaped or cone-shaped surfaces.
  • edge grooves 656 in circumferential shapes comparable to those in FIG. 21 are provided in the wear rings 682.
  • the depth of these grooves again largely corresponds to dimension nt 1 , ie the eccentric disks can be substantially offset from the parting planes 18 of the stator and engage far into the edge dimensions 656, in order to thereby form a positive driving coupling.
  • the eccentric surface 221 of the eccentric 225 is reduced to such an extent that the eccentric shaft 20 penetrates the eccentric surface 221 and also engages with its ribs in a toothed segment 71 of the wear ring 683.
  • the eccentric disc then has a crescent-shaped cross section, and there is also a limited circumferential play between the eccentric shaft and the wear ring, which results in a small rotational displacement after the load has been removed by springback.
  • all three parts are always firmly wedged together in the same position under load.
  • the eccentric disc 226 according to FIG. 26 has a flattened portion 72 in the thickened part of the eccentric, between which and the inner surface of a rolling ring 340 a cylindrical pin 73 is guided such that it forms a one-way clutch between the eccentric disc and the rolling ring which is effective in both directions.
  • the rolling ring which is rotatably guided on the eccentric surface 221, therefore becomes a grinding and rolling wear ring with each rotation.
  • a relative displacement in the circumferential direction is always achieved during the breaks, so that the eccentric surface 221 is approximately uniformly stressed over the entire circumference.
  • the embodiment shown in FIG. 27 also aims at a gradual shifting of the coupling position between rolling ring 340 and eccentric disc 22.
  • a radially outward bore with a brake plug is made in the thickened part thereof is loaded by a compression spring 75.
  • a braking force is constantly exerted on the rolling ring 340, but this braking force is speed-dependent and in the intended manner Driving direction clockwise according to FIG. 27 stronger than in the opposite direction.
  • the braking force must be such that the rolling ring can only rotate in the drive direction in the event of an overload and / or is rotated over a small distance if the drive torque is removed in the meantime.
  • expansion clearances can also be provided in the support areas of the stator, for example the stator plates 3 to the side of the parting planes to adjacent stator cavities 34.
  • a limited compensation is created even by providing recesses in the circumference of a rolling ring or wear ring, for example in such a way that axially parallel grooves lead to the opposite end face of the intermediate member from a lateral annular collar which provides the seal. This has the further advantage that the comminution necessary for the enforcement of this good is improved when conveying granular goods.

Landscapes

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  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Abstract

The eccentric screw pump is subdivided into several stages by separation planes (18). The stator (1) is formed by distinct stator segments (3) which cooperate with the eccentrics of the rotor formed for example by distinct eccentric discs (22) mounted on a grooved shaft (20). Between the stator and the eccentric of each stage there is inserted an intermediary member comprised of an annular shrouding (240) pivotingly mounted on the eccentric, a piston ring or a wear ring fixed angularly and optionally adjustable longitudinally on the eccentric. The adjacent eccentrics (22) are offset angularly by one angular subdivision of the rotor (tr) about the axis of the shaft (15), the adjacent rings (3) of the stator are offset mutually by an angular shift of the stator (ts) the magnitude of which is twice smaller. The intermediary members (240) are guided by separation planes (18) of the stator. To allow the rotor to freely adapt to an axial thermal expansion different from that of the stator, there are provided free expansion spaces which, in the present case, are formed by annular grooves (67), but which may also be formed by crescent shaped and grooves. The eccentrics of adjacent stages may move in the grooves (67) in case of different thermal expansions.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Exzenterschneckenpumpe mit einem schraubenförmig gewendelten Rotor, der sich planetenartig in einer im Querschnitt langgestreckten Hohlwendel eines Stators abwälzt.The invention relates to an eccentric screw pump with a helically coiled rotor, which rolls like a planet in a hollow spiral of a stator with an elongated cross section.

Stand der TechnikState of the art

Bei Exzenterschneckenpumpen der genannten Art hat die Hohlwendel des Stators stets einen Gang mehr als die Rotorwendel. Meist wird ein eingängiger Rotor mit einem zweigängigen Stator kombiniert, wobei der Rotor einen kreisförmigen Querschnitt hat und der Querschnitt der Hohlwendel des Stators langgestreckt und an beiden Enden durch dem Rotorquerschnitt angepaßte Halbkreise begrenzt ist, die durch zwei Gerade begrenzt sind. Die Länge dieser Geraden entspricht dem vierfachen Wert der Exzentrizität e, mit der einerseits der Rotor um die Pumpenachse und andererseits jeder zylindrische Exzenterteil des Rotors um die Rotorachse umläuft. Bei kontinuierlicher Gestaltung der zusammenwirkenden Wälzkurven an Rotor und Stator bewegt sich in jeder Radialebene der Pumpe ein Exzenter zwischen den beiden Enden des ortsfesten langrunden Hohlwendel-Querschnitten des Stators hin- und hergehend. Dadurch werden aufeinanderfolgend Hohlräume mit der Länge einer Rotorsteigung auf einer Schraubenbahn von einem Ende der Pumpe zum anderen gefördert.In eccentric screw pumps of the type mentioned, the hollow spiral of the stator always has one more gear than the rotor spiral. Usually, a single-start rotor is combined with a two-start stator, the rotor having a circular cross-section and the cross-section of the hollow spiral of the stator being elongated and delimited at both ends by semi-circles adapted to the rotor cross-section, which are delimited by two straight lines. The length of this straight line corresponds to four times the value of the eccentricity e with which the rotor rotates on the one hand around the pump axis and on the other hand each cylindrical eccentric part of the rotor around the rotor axis. With a continuous design of the interacting pitch curves on the rotor and stator, an eccentric moves in each radial plane of the pump between the two ends of the stationary, long, round hollow helix cross sections of the stator. As a result, cavities with the length of a rotor pitch on a screw path are successively conveyed from one end of the pump to the other.

Da sich bei kontinuierlich gekrümmten Kurven die Abdichtung zwischen axial aufeinanderfolgenden Hohlräumen nur entlang von Umfangslinien erstreckt und der Abrollvorgang mit Schleifbewegungen an der Innenfläche der Hohlwendel verbunden ist, wird im Betrieb durch Verschleiß die Abdichtung und damit der erzielbare Förderdruck vermindert, so daß von Zeit zu Zeit Stator und/oder Rotor ausgetauscht werden müssen.Since, in the case of continuously curved curves, the seal between axially successive cavities only extends along circumferential lines and the rolling process is connected with grinding movements on the inner surface of the hollow helix, the seal and thus the achievable delivery pressure is reduced during operation by wear, so that from time to time Stator and / or rotor must be replaced.

Durch die DE-Offenlegungsschrift 2 530 552 ist es bekannt, die räumlichen Wälzkurven an Rotor und Stator in einzelne Pumpenstufen aufzulösen, die stirnseitig durch radial zur Pumpenachse verlaufende Trennebenen begrenzt sind und von welchen jede einen Exzenter aufweist, der zu den Exzentern der benachbarten Pumpenstufen um einen Rotor-Teilungswinkel verdreht angeordnet ist und wenigstens ein in der Statorhöhlung einer Pumpenstufe zwischen Trennebenen geführtes Zwischenglied trägt, das dort beispielsweise die Form eines zylindrischen Wälzringes hat, der auf der zylindrischen Außenfläche des Exzenters drehbar gelagert ist und sich in der langrunden Statorhöhlung einer Pumpenstufe abwälzt. Dieser mit einheitlichen Abmessungen versehene Wälzring kann auch aus verschleißfestem und teurem Material in großen Mengen preiswert hergestellt werden und läßt sich daher bei Verschleißanfall nach Bedarf auswechseln. Ebenso lassen sich durch die Stufenbildung Stator und Rotor durch einzelne jeweils gegen durch einen Statorteilungswinkel ts bzw. einen doppelt so großen Rotorteilungswinkel tr gegeneinander verdrehte und verspannte Stator- und Rotorscheiben zusammensetzen. Die Herstellung wird dadurch ebenso wie die Lagerhaltung vereinfacht und verbilligt.From DE-Offenlegungsschrift 2 530 552 it is known to resolve the spatial pitch curves on the rotor and stator into individual pump stages, which are delimited on the end face by separating planes running radially to the pump axis and each of which has an eccentric that leads to the eccentrics of the adjacent pump stages a rotor pitch angle is arranged rotated and carries at least one intermediate member guided in the stator cavity of a pump stage between separating planes, which there has, for example, the shape of a cylindrical rolling ring which is rotatably mounted on the cylindrical outer surface of the eccentric and which rolls in the long round stator cavity of a pump stage . This rolling ring provided with uniform dimensions can also be produced inexpensively in large quantities from wear-resistant and expensive material and can therefore be replaced as required in the event of wear. Likewise, the stator and rotor can be composed of individual stator and rotor disks that are twisted and braced against each other by a stator pitch angle t s or a rotor pitch angle t r that is twice as large. This simplifies and reduces the cost of manufacturing and warehousing.

Nach der DE-Offenlegungsschrift 2905917 sind anstelle von Wälzringen Zwischenglieder in Form von Kolbenplatten vorgesehen, die sich in der langgestreckten Statorhöhlung in stets gleicher Richtung verschieben und dadurch die herkömmliche schleifende Wälzbewegung in eine Drehbewegung auf dem Exzenter und eine Schiebebewegung in der Statorhöhlung auflösen. Der Hub der Kolbenplatten ist dabei so bemessen, daß diese auch in ihren Umkehrstellungen noch radiale Freiräume zu den Enden der Statorhöhlungen bilden. Auf diese Weise sollen Festkörperteile in seitlich freibleibende Räume abgelenkt werden, ohne daß sie notwendigerweise mit den Kolbenplatten direkt in Berührung kommen, geschweige denn von diesen zertrümmert werden müssen.According to DE Offenlegungsschrift 2905917, instead of rolling rings, intermediate members in the form of piston plates are provided which move in the elongated stator cavity in the same direction at all times and thereby dissolve the conventional sliding rolling motion in a rotary motion on the eccentric and a sliding motion in the stator cavity. The stroke of the piston plates is dimensioned such that they still form radial clearances to the ends of the stator cavities even in their reversed positions. In this way, solid-state parts are to be deflected into spaces which remain free to the side without necessarily coming into direct contact with the piston plates, let alone having to be smashed by them.

Gemäß der US-PS 3,274,944 läuft ein Rotor mit einer eingängigen Schneckennut weitgehend parallel zu sich in einem Gehäuse um, wobei eine an diesem abgestützte ebenfalls eingängige Schneckenwendel in die Schneckennut des Rotors eingreift. Dabei gleiten die schraubenförmigen Nuten des Rotors vornehmlich in radialer Richtung auf den weitgehend identisch geformten, mehrteiligen Schneckenstegen, was ständige Federnachstellung bei mangelnder Abdichtung und kleiner Fördermenge zur Folge . hat. Dehnungsprobleme können dort wegen der ständigen Federnachstellung nicht auftreten.According to US Pat. No. 3,274,944, a rotor with a single-start worm groove runs largely parallel to itself in a housing, a worm helix which is also supported thereon engaging in the worm groove of the rotor. The helical grooves of the rotor slide primarily in the radial direction on the largely identically shaped, multi-part screw webs, which results in constant spring adjustment if the seal is inadequate and the flow rate is small. Has. Elongation problems cannot occur there due to the constant spring adjustment.

Dies gilt auch für eine Schneckenpumpe nach der US-PS 3,229,643, bei der eine ortsfest gelagerte Rotorwelle einzelne unter axialen Zwischenabständen vorgesehene Exzenter mit auf diesen drehbaren Zwischenringen trägt, die von einer undrehbar gehaltenen flexiblen Hülle umschlossen sind. Selbst die Zwischenringe können sich dabei im notwendigen Maße axial einstellen, ohne daß sich irgendwelche Dehnungsspannungen aufbauen können.This also applies to a worm pump according to US Pat. No. 3,229,643, in which a stationary-mounted rotor shaft carries individual eccentrics provided with axial spacing with rotatable intermediate rings, which are enclosed by a non-rotatably held flexible sleeve. Even the intermediate rings can adjust themselves axially to the extent necessary without any expansion stresses being able to build up.

Zum Unterschied von den letztgeschilderten Ausführungen haben sich jedoch bei Exzenterschnecken-Stufenpumpen mit etwa als Schleißringe ausgebildeten Zwischengliedern Probleme dadurch ergeben, daß sich die Zwischenglieder in jeder Betriebsrichtung mit der Außenschulter am Stator und mit einer Innenschulter am Rotor abstützen. Die an diesen Schulterflächen auftretenden Reibungskräfte und der dadurch örtlich hervorgerufene Verschleiß sind maßgeblich mit bedingt durch die unterschiedliche Wärmedehnung von Rotor und Stator.In contrast to the last-mentioned versions, problems have arisen in progressive cavity step pumps with intermediate members designed as wear rings, for example, in that the intermediate members are supported in each operating direction with the outer shoulder on the stator and with an inner shoulder on the rotor. The frictional forces that occur on these shoulder surfaces and the resulting local wear are largely due to the different thermal expansion of the rotor and stator.

Zweck der ErfindungPurpose of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, Exzenterschneckenpumpen der eingangs genannten Art auf möglichst einfache Weise so zu gestalten, daß Reibung und Verschleiß im Bereich der Zwischenglieder vermindert werden. Insbesondere strebt die Erfindung an, eine Steigerung der Anlagekräfte gegeneinander bewegbarer Teile durch die unterschiedliche Wärmedehnung an Rotor und Stator zu verhindern. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, die Reibungs-und Verschleißminderung bei wenigstens gleicher oder aber verbesserter Abdichtung in den einzelnen Pumpenstufen zu erzielen.It is an object of the invention to design eccentric screw pumps of the type mentioned at the outset as simply as possible so that friction and wear in the area of the intermediate links are reduced. In particular, the invention aims to prevent an increase in the system forces of parts that can be moved relative to one another by the different thermal expansion on the rotor and stator. Another purpose of the invention is to reduce friction and wear with at least the same or improved sealing in the individual pump stages.

Diskussion der ErfindungDiscussion of the invention

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe dient erfindungsgemäß eine Exzenterschneckenpumpe mit einem schraubenförmig gewendelten Rotor, der sich planetenartig in einer im Querschnitt langgestreckten Hohlwendel eines Stators abwälzt, wobei die räumlichen Wälzkurven an Rotor und Stator in einzelne Pumpenstufen aufgelöst sind, die stirnseitig durch radial zur Pumpenachse verlaufende Trennebenen begrenzt sind und von welchen jede einen Exzenter aufweist, der zu den Exzentern der benachbarten Pumpenstufen um einen Rotor-Teilungswinkel verdreht angeordnet ist und wenigstens ein in der Statorhöhlung einer Pumpenstufe zwischen Trennebenen geführtes Zwischenglied trägt, wobei im Einsatzbereich einer jeden Pumpenstufe Freiräume gebildet sind, welche Exzenterschneckenpumpe dadurch gekennzeichnet ist, daß die Freiräume als zwischen Rotor und Stator angeordnete Dehnungs-Freiräume ausgebildet sind, deren Tiefe in axialer Richtung mindestens der unterschiedlichen Wärmedehnung von Rotor und Stator entspricht.According to the invention, an eccentric screw pump with a helically coiled rotor, which rolls like a planet in a hollow helix of a stator with an elongated cross section, serves to solve the above-mentioned problem, the spatial pitch curves on the rotor and stator being resolved into individual pump stages which are provided on the end face by separating planes running radially to the pump axis are limited and each of which has an eccentric, which is arranged rotated by a rotor pitch angle to the eccentrics of the adjacent pump stages and carries at least one intermediate member guided in the stator cavity of a pump stage between parting planes, free spaces being formed in the area of use of each pump stage Eccentric screw pump is characterized in that the free spaces are designed as expansion free spaces arranged between the rotor and stator, the depth of which in the axial direction corresponds at least to the different thermal expansion of the rotor and stator ht.

Durch die erfindungsgemäßen Dehnungs-Freiräume wird sichergestellt, daß unterschiedliche Dehnungen von Rotor und Stator nicht über die Zwischenglieder beispielsweise vom Rotor auf den Stator übertragen werden. Dies ist besonders wichtig für solche Eczenterschneckenpumpen, deren Rotor durch eine verhältnismäßig lange Gelenkwelle angetrieben wird. Gemeinsamer Bezugspunkt für die Dehnungen beider Teile ist dabei die Lagerung einer der Gelenkwelle vorgeschalteten Antriebswelle. Der Abstand von dieser Lagerung bis zum freien Ende des Rotors beträgt bei den gängigen Pumpen ca. 0,60 bis 2,50 m. Auch wenn man die Werkstoffe von Stator und Rotor sorgfältig aufeinander abstimmt, läßt sich nicht vermeiden, daß der Rotorteil einer Pumpenstufe, d. h. der Exzenter, gegenüber dem zugehörigen Statorteil je nach Betriebsdauer und Beanspruchung unterschiedlich weit verschoben wird. Es sind zwar meist nur Schiebewege in der Größenordnung von 0,15 bis 0,30 mm, aber durch Addition von Bearbeitungstoleranzen können sich größere Abweichungen ergeben. Durch die jetzt vorgeschlagenen Dehnungs-Freiräume wird jedoch die feste axiale Einbindung der Zwischenglieder zwischen Rotor und Stator aufgehoben und ein Bewegungsspiel geschaffen, das zwar die Abdichtung praktisch nicht beeinflußt, aber eine weitgehend zwangfreie Ausrichtung und Führung der Zwischenglieder erreicht. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, wo diese Zwischenglieder ihre axiale Ausrichtung erfahren. Dies erfolgt zwar meist am Stator, kann aber auch umgekehrt am Rotor erfolgen, oder man kann gegenüber Rotor und Stator Freiraumteile vorsehen und dadurch eine begrenzte schwimmende Führung der Zwischenglieder erreichen.The expansion clearances according to the invention ensure that different expansions of the rotor and stator are not transmitted, for example, from the rotor to the stator via the intermediate members. This is particularly important for such eccentric screw pumps, the rotor of which is driven by a relatively long cardan shaft. The common point of reference for the expansion of both parts is the mounting of a drive shaft upstream of the drive shaft. The distance from this bearing to the free end of the rotor is approx. 0.60 to 2.50 m in common pumps. Even if the materials of the stator and rotor are carefully coordinated, it cannot be avoided that the rotor part of a pump stage, i.e. H. the eccentric is shifted to different degrees relative to the associated stator part depending on the operating time and stress. Usually there are only sliding paths in the order of magnitude of 0.15 to 0.30 mm, but the addition of machining tolerances can result in larger deviations. Due to the expansion spaces now proposed, however, the fixed axial integration of the intermediate links between the rotor and the stator is eliminated and a movement is created which, although practically does not influence the sealing, achieves a largely compulsory alignment and guidance of the intermediate links. It is of secondary importance where these intermediate links experience their axial alignment. This is usually done on the stator, but can also be done the other way around on the rotor, or one can provide free space parts with respect to the rotor and stator and thereby achieve a limited floating guidance of the intermediate members.

Die Dehnungsverschiebungen zwischen Rotor und Stator sind in den einzelnen Pumpenstufen unterschiedlich groß und durch den jeweiligen Abstand von der axialen Abstützung dieser Teile bestimmt. Zweckmäßigerweise wird jedoch die Tiefe der Dehnungs-Freiräume in allen Pumpenstufen gleich ausgebildet und der größten örtlichen Dehnungsverschiebung von Rotor und Stator angepaßt, wie sie in aller Regel am freien Rotorende auftritt.The expansion shifts between the rotor and stator are of different sizes in the individual pump stages and are determined by the respective distance from the axial support of these parts. However, the depth of the expansion clearances is expediently designed to be the same in all pump stages and adapted to the greatest local expansion displacement of the rotor and stator, as usually occurs at the free rotor end.

Vorzugsweise werden die Dehnungs-Freiräume durch jeweils wenigstens eine stirnseitig in Exzenter und/oder Zwischenglied und/oder Stator eingeformte Ausnehmung gebildet.The expansion clearances are preferably each formed by at least one recess formed on the end face in the eccentric and / or intermediate member and / or stator.

Dabei kann die im Exzenter angebrachte Ausnehmung als Randnut ausgebildet und um den Rotorteilungswinkel tr zur Längsmittelebene des Exzenters versetzt angeordnet sein. Sie hat insbesondere die Form einer sichelförmigen Ansenkung, deren Innenbegrenzung der Innenfläche des unmittelbar benachbarten Zwischengliedes angepaßt ist, damit sich dieses Zwischenglied in die Ausnehmung hinein verschieben kann.The recess in the eccentric can be designed as an edge groove and can be offset by the rotor pitch angle t r from the longitudinal center plane of the eccentric. In particular, it has the shape of a crescent-shaped countersink, the inner boundary of which is adapted to the inner surface of the immediately adjacent intermediate member, so that this intermediate member can move into the recess.

Nach einem Erfindungsvorschlag kann das Zwischenglied als in Antriebs-Drehrichtung mit dem Exzenter wenigstens kuppelbarer, aber längseinstellbar an diesem geführter Schleißring ausgebildet sind. Die in Antriebsrichtung feste Verbindung zwischen Exzenter und Schleißring führt zwar wieder zu schleifendem Abwälzen, hat aber den Vorteil, daß der Schleißring exakt am Exzenter geführt ist und sich nicht durch das Lagerspiel verkanten oder auf andere Weise unkontrolliert einstellen kann. Die Verbindung kann im Prinzip durch jedes geeignete Kupplungsmittel bewirkt werden, das die Längseinstellung nicht behindert, etwa einen Längskeil.According to a proposal of the invention, the intermediate member can be designed as a wear ring that can be coupled to the eccentric in the direction of rotation of the drive, but can be adjusted in length on the wear ring. The fixed connection in the drive direction between the eccentric and the wear ring leads again to grinding rolling, but has the advantage that the wear ring is guided exactly on the eccentric and cannot jam due to the bearing play or otherwise set in an uncontrolled manner. In principle, the connection can be brought about by any suitable coupling means that does not hinder the longitudinal adjustment, for example a longitudinal wedge.

Es ist nicht notwendig, daß in solchen Fällen die Randnut parallel zur Stirnfläche des Exzenters verläuft bzw. sich in einer Radialebene erstreckt. Sie kann vielmehr auch durch eine zur Rotorachse geneigte Schrägfläche wie eine Kegelfläche begrenzt werden, die mit axialem Dehnungs-Abstand von einer komplementär geformten Schrägfläche des Zwischengliedes angeordnet ist.It is not necessary that in such cases the edge groove runs parallel to the end face of the eccentric or extends in a radial plane. Rather, it can also be limited by an inclined surface inclined to the rotor axis, such as a conical surface, which is arranged with an axial expansion distance from a complementarily shaped inclined surface of the intermediate member.

Der den Dehnungs-Freiraum bildenden Ausnehmung des einen Teils (z. B. des Schleißringes) kann ein in sie eingreifender Vorsprung des anderen Teiles (z. B. des Exzenters) zugeordnet sein. Dieses Eingriffselement kann ein besonderer Bauteil oder eine Ausformung des Exzenters sein. Sofern der Schleißring ständig völlig undrehbar auf dem Exzenter gehalten ist, muß seine Innenfläche nicht zentrisch zur zylindrischen Außenfläche liegen. Die Zwischenfläche zwischen Exzenter und Schleißring kann vielmehr grundsätzlich unter Berücksichtigung weitergehender Gesichtspunkte nach Belieben gestaltet werden.A projection of the other part (for example the eccentric) which engages in it can be assigned to the recess of one part (for example the wear ring) forming the expansion space be. This engagement element can be a special component or a shape of the eccentric. If the wear ring is constantly held completely non-rotatably on the eccentric, its inner surface does not have to be centered on the cylindrical outer surface. The interface between the eccentric and the wear ring can in principle be designed as desired, taking further aspects into account.

Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag kann die Ausnehmung eine Tiefe haben, die größer ist als die auszugleichende Wärmedehnung, z. B. mit dem ständig in sie eingreifenden Vorsprung eine Mitnahmekupplung bilden. Dehnungs-Freiraum und Kupplung werden dann durch die gleichen Mittel gebildet. Dies läßt sich am einfachsten dadurch bewerkstelligen, daß der Exzenter mit seiner ganzen Querschnittsfläche als Vorsprung in die entsprechend geformte Ausnehmung des Schleißringes einer benachbarten Pumpenstufe hineinragt.According to a further invention proposal, the recess can have a depth that is greater than the thermal expansion to be compensated for, for. B. form a driver clutch with the constantly engaging projection. Elongation space and coupling are then formed by the same means. The easiest way to accomplish this is that the entire cross-sectional area of the eccentric protrudes into the correspondingly shaped recess of the wear ring of an adjacent pump stage.

Nach einem anderen Erfindungsvorschlag ist der Schleißring über wenigstens begrenzte Winkel dreheinstellbar auf seinem Exzenter gelagert, und die beide Teile verbindenden Kupplungsmittel weisen ein bei Laständerung wirksames Bewegungsspiel auf. Dieses Bewegungsspiel wird dann unmittelbar aufgehoben, sobald sich an der Außenfläche ein Schleifwiderstand einstellt. Je nach Ausbildung der Kupplungsmittel lassen sich dadurch Exzenter und Schleißring fest ineinander verspannen, während sich diese Verspannung bei Entlastung zwischenzeitig wieder löst.According to another proposal of the invention, the wear ring is rotatably supported on its eccentric over at least limited angles, and the coupling means connecting the two parts have an effective play of movement when the load changes. This play of movement is then abolished as soon as grinding resistance occurs on the outer surface. Depending on the design of the coupling means, the eccentric and the wear ring can be firmly clamped together, while this tension can be released again when the load is released.

Bei einem Ausführungsbeispiel dieser Art, wo auf einer Vielkeilwelle gesonderte Exzenter sitzen, ist die Vielkeilwelle als Kupplungsmittel in der Grenzfläche zwischen dem Schleißring und dem im Querschnitt sichelförmig ausgebildeten Exzenter angeordnet. Der Zahneingriff in Verbindung mit der Querschnittsänderung des Schleißringes und der Sichelform des Exzenters ermöglicht bei Belastung ein augenblickliches Verspannen und ein zwischenzeitiges Entspannen nach Minderung der Belastung.In one embodiment of this type, where separate eccentrics are seated on a splined shaft, the splined shaft is arranged as a coupling means in the interface between the wear ring and the eccentric, which is crescent-shaped in cross section. The meshing in conjunction with the change in cross-section of the wear ring and the crescent shape of the eccentric allows immediate tensioning when the load is on and an interim relaxation after the load has been reduced.

Nach einem anderen Erfindungsvorschlag können die Kupplungsmittel ein reibungsschlüssig zwischen Exzenter und Schleißring eingreifendes Kupplungselement aufweisen, das evtl. nachgeben kann, wenn der Schleifwiderstand einen bestimmten Wert übersteigt.According to another proposal of the invention, the coupling means can have a coupling element which engages frictionally between the eccentric and the wear ring, which can possibly yield if the grinding resistance exceeds a certain value.

Ein solches Kupplungselement kann durch eine Feder belastet und seitlich der Längsmittelebene im Exzenter nach radial außen bewegbar geführt sein. Durch die seitliche Anordnung ergeben sich dann je nach Drehrichtung unterschiedliche Kupplungsmomente, etwa in Antriebsrichtung stärker als in Rückdrehrichtung.Such a coupling element can be loaded by a spring and be guided so that it can be moved radially outwards laterally of the longitudinal center plane in the eccentric. The lateral arrangement then results in different coupling torques depending on the direction of rotation, for example stronger in the drive direction than in the reverse direction.

Es können auch die Kupplungsmittel wenigstens ein Fortschaltelement zur intermittierenden Änderung der relativen Drehstellung des Schieißringes auf dem Exzenter aufweisen. Dadurch ändert sich ständig die Eingriffsstellung, was zu einer Vergleichmäßigung des Eingriffs am ganzen Umfang führt und das « Ausleiern bzw. Ausformen örtlich begrenzter Eingriffsstellen verhindert. Als besonders zweckmäßig hat sich hierbei eine zwischen Exzenter und Schleißring angeordnete Freilaufkupplung erwiesen.The coupling means can also have at least one indexing element for intermittently changing the relative rotational position of the shooting ring on the eccentric. As a result, the engagement position changes constantly, which leads to an equalization of the intervention over the entire circumference and prevents the wear-out or shaping of locally limited engagement points. A freewheel clutch arranged between the eccentric and the wear ring has proven to be particularly useful.

Es versteht sich, daß in erster Linie ein schleifender Eingriff zwischen Stirnflächen der am Rotor fest angebrachten Exzenter und des Stators verhindert werden muß. Dies ist dann gewährleistet, wenn die radiale Abmessung eines drehbar auf dem Exzenter gelagerten Zwischengliedes größer ist als der maximale radiale Überstand eines Exzenters über einen benachbarten Exzenter. Anstatt nun im Exzenter etwa sichelförmige Freiräume vorzusehen, kann in wenigstens eine Stirnfläche der Zwischenglieder als Dehnungs-Freiraum eine innere Ringnut eingeformt sein, deren radiale Abmessung wenigstens gleich ist dem maximalen radialen Überstand eines Exzenters über einen benachbarten Exzenter. Dies ist geometrisch die einfachste und übersichtlichste Ausführung.It is understood that primarily a sliding engagement between the end faces of the eccentrics fixedly attached to the rotor and the stator must be prevented. This is ensured if the radial dimension of an intermediate member rotatably mounted on the eccentric is greater than the maximum radial projection of an eccentric over an adjacent eccentric. Instead of providing approximately crescent-shaped free spaces in the eccentric, an inner annular groove can be formed in at least one end face of the intermediate members as an expansion free space, the radial dimension of which is at least equal to the maximum radial projection of an eccentric over an adjacent eccentric. Geometrically, this is the simplest and clearest execution.

Um dabei hinreichende Abdichtung und Führung am Stator zu ermöglichen, sollten die Ringnuten jeweils umgeben sein von einer in der Trennebene ausgerichteten Anlagefläche, deren radiale Abmessung am ganzen Umfang größer ist als der größte radiale Überstand eines Exzenters über einen benachbarten Exzenter. Auf diese Weise werden zwar die Außenabmessungen der Zwischenglieder und damit auch der Pumpendurchmesser vergrößert, gleichzeitig steigen aber bei sonst unveränderten Betriebswerten Fördermenge und Förderdruck.In order to enable adequate sealing and guidance on the stator, the annular grooves should each be surrounded by a contact surface aligned in the parting plane, the radial dimension of which is greater on the entire circumference than the largest radial projection of an eccentric cam over an adjacent eccentric cam. In this way, the external dimensions of the intermediate links and thus also the pump diameter are enlarged, but at the same time the delivery volume and delivery pressure increase with the operating values remaining unchanged.

Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag können die Dehnungs-Freiräume auch im Bereich der Trennebenen am Stator angebracht sein.According to a further invention proposal, the expansion clearances can also be provided in the area of the parting planes on the stator.

Es können auch die Dehnungs-Freiräume durch axiale Verstellbarkeit der Zwischenglieder bzw. Exzenter gebildet sein.The expansion clearances can also be formed by the axial adjustability of the intermediate members or eccentrics.

Gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag sind in jeder Pumpenstufe am Rotor zwei axial entgegengesetzt zueinander angeordnete Zwischenglieder axial zueinander einstellbar vorgesehen, weisen auf ihren einander zugewandten Stirnseiten abdichtend ineinandergreifende, in Umfangsrichtung abwechselnde Vorsprünge und Nuten auf und lassen sich in Richtung ihrer Achse auseinanderdrücken.According to another proposal of the invention, in each pump stage on the rotor two axially opposed intermediate members are provided axially adjustable with respect to one another, have sealingly engaging, circumferentially alternating projections and grooves on their mutually facing end faces and can be pressed apart in the direction of their axis.

Auf diese Weise wird an den Stirnseiten der Zwischenglieder auftretender Verschleiß weitgehend vermieden. Die Abdichtung zwischen benachbarten Pumpenstufen wird soweit konstant gehalten, daß sich auch nach längerer Betriebsdauer noch größere Förderdrücke erzielen lassen.In this way, wear occurring on the end faces of the intermediate links is largely avoided. The seal between adjacent pump stages is kept constant to such an extent that even higher delivery pressures can be achieved even after a long period of operation.

Auf diese Weise wird zunächst ein gleichmäßiger Anlagedruck der beiden Zwischenglieder einer jeden Pumpenstufe auf die stirnseitig anschließenden Teile der benachbarten Pumpenstufen ausgeübt und dadurch in den Trennebenen eine vom Abnutzungszustand praktisch unabhängige Abdichtwirkung erreicht. Man muß dann nur dafür sorgen, daß durch die Relativ-Bewegbarkeit der beiden Zwischenglieder einer Pumpenstufe in Umfangsrichtung nur begrenzte Strömungskanäle gebildet werden, die keinen Druckausgleich zwischen weiter voneinander entfernten Umfangstellen der Zwischenglieder schaffen können, oder daß solche Kanäle nach außen abgeschlossen sind. Auch wenn durch die axiale Einstellbarkeit und vergrößertes Umfangsspiel unmittelbare Verbindungen zwischen Innen-und Außenseite der Zwischenglieder geschaffen werden, ergibt sich jedoch in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Vorsprüngen der beiden Zwischenglieder wenigstens eine Abdichtung. Durch die von Stufe zu Stufe sich ändernden Druckverhältnisse ergeben sich kleine Momentunterschiede, die ein Anliegen an einer der beiden Seitenflächen eines Vorsprunges sicherstellen.In this way, a uniform contact pressure of the two intermediate elements of each pump stage is initially exerted on the parts of the adjacent pump stages which adjoin the end face, and a sealing effect which is practically independent of the state of wear is achieved in the parting planes. One then only has to ensure that the relative Movability of the two intermediate members of a pump stage in the circumferential direction only limited flow channels are formed, which can not create pressure compensation between peripheral points of the intermediate members which are further apart, or that such channels are closed to the outside. Even if the axial adjustability and increased circumferential clearance create direct connections between the inside and outside of the intermediate links, there is at least one seal in the peripheral direction between adjacent projections of the two intermediate links. The pressure ratios, which change from level to level, result in small torque differences which ensure that they rest on one of the two side surfaces of a projection.

Je größer die Anzahl der Vorsprünge und Nuten, um so größer ist die Anzahl der Abdichtstellen und um so kleiner der Umfangswinkel einer Spielraum-Sektion, die u. U. eine Undichtigkeit verursachen könnte. Da solche Spielräume auf der Innenseite durch die Exzenter-Außenfläche abgeschlossen sind, geht es nur um einen Strömungskurzschluß zwischen benachbarten Stellen auf der Außenseite der Zwischenglieder. Bei Wälzringen beispielsweise hat dies nur für kurze Augenblicke Bedeutung. Praktisch liegen diese Zeiten unter 0,1 Sek. bei Öffnungsquerschnitten unter 0,1 mm2, so daß Flüssigkeiten auch bei sehr großen Drücken kaum reagieren können.The greater the number of projections and grooves, the greater the number of sealing points and the smaller the circumferential angle of a clearance section, which u. This could cause a leak. Since such margins on the inside are closed off by the eccentric outer surface, the only issue is a flow short circuit between adjacent locations on the outside of the intermediate members. In the case of rolling rings, for example, this is only of importance for brief moments. In practice, these times are less than 0.1 seconds with opening cross sections of less than 0.1 mm 2 , so that liquids can hardly react even at very high pressures.

Der für die Abdichtung in den Trennebenen erforderliche Anlagedruck stellt sich im Betrieb meist von selbst durch Aufbau eines kleinen Überdruckes zwischen den beiden Zwischengliedern ein. Zweckmäßigerweise werden jedoch zwischen beiden Zwischengliedern gesonderte Federelemente eingefügt, die sich beispielsweise als Druckfedern, insbesondere achsensymmetrisch verteilt, in Höhlungen der Vorsprünge anbringen lassen.The system pressure required for the sealing in the parting levels usually arises automatically during operation by building up a small overpressure between the two intermediate members. Expediently, however, separate spring elements are inserted between the two intermediate members, which can be mounted, for example, as compression springs, in particular axially symmetrically, in cavities in the projections.

Für die Verwendung von als Kolbenplatte ausgebildeten Zwischenglieder empfiehlt es sich, die Vorsprünge und Nuten ausschließlich quer zur Längs- bzw. Schieberichtung der Kolbenplatten verlaufen zu lassen, da Druckdifferenzen dort nur in Schieberichtung auftreten können. Dabei sollten zudem die als Rippen ausgebildeten Vorsprünge und Nuten ausschließlich über die Länge der seitlichen Führungsflächen der Kolbenplatten verteilt auf deren ganzer Breite durchgeführt sein.For the use of intermediate members designed as a piston plate, it is recommended that the projections and grooves run only transversely to the longitudinal or sliding direction of the piston plates, since pressure differences can only occur there in the sliding direction. In addition, the projections and grooves designed as ribs should be distributed over their entire width only over the length of the lateral guide surfaces of the piston plates.

FigurenaufstellungFigure lineup

In der Zeichnung zeigen

  • Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe mit Wälzringen, nach der Linie I/I in Fig. 2 - die unteren Flansche längs la - geschnitten,
  • Figur 2 einen Schnitt durch diese Pumpe nach der Linie 11/11 in Fig. 1,
  • Figur 3 eine Ansicht eines dort eingesetzten Wälzringes,
  • Figur 4 einen Schnitt durch diesen Wälzring nach der Linie IV/IV in Fig. 3,
  • Figur 5 einen Teil einer Abwicklung zweier ineinandergreifender Wälzringe der Ausführung nach den Fig. 3 und 4,
  • Figur 6 eine Abwandlung der Darstellung aus Fig. 5,
  • Figur 7 eine Abwicklung zweier Wälzringe mit trapezförmigen Vorsprüngen und Nuten in einer Anlage-Endstellung,
  • Figur 8 dieselbe Ausführung mit axialem Einstell-Spiel,
  • Figur 9 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht eines Wälzringes mit parallelen Nutscharen,
  • Figur 10 eine Stirnansicht einer Exzenterscheibe und
  • Figur 11 einen Mittenschnitt dieser Scheibe von links in Fig. 10 gesehen,
  • Figur 12 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe mit als Kolbenplatten ausgebildeten Zwischengliedern,
  • Figur 13 einen Schnitt durch diese Pumpe nach der Linie X/X in Fig. 12,
  • Figur 14 eine Stirnansicht einer Kolbenplatte von der Innenseite her gesehen,
  • Figur 15 eine Ansicht zweier mit Axialspiel ineinandergreifender Kolbenplatten,
  • Figur 16 einen Querschnitt nach der Linie XVI/XVI in Fig. 17 einer derzeit als beste Ausführung angesehenen Exzenterschneckenpumpe mit zentrischen Ringnuten in Wälzringen,
  • Figur 17 einen Teilschnitt nach der Linie XVII/ XVII in Fig. 16,
  • Figur 18 eine teilweise geschnittene Ansicht eines mit Wälzringen versehenen Rotors von der Linie XVIII/XVIII in Fig. 19 her gesehen,
  • Figur 19 einen Teilschnitt nach der Linie XIX/XIX in Fig. 18,
  • Figuren 20 bis 23 als Teil-Längsschnitt Abwandlungen des Rotors aus Fig. 19,
  • Figur 24 die Stirnansicht einer Rotorstufe, deren Schleißring durch einen Längskeil undrehbar auf der zugehörigen Exzenterscheibe festgelegt ist,
  • Figur 25 im Querschnitt die Anordnung der als Vielkeilwelle ausgebildeten Rotorwelle in der Trennlinie zwischen Exzenter und Schleißring,
  • Figur 26 eine zwischen Exzenter und Schleißring angebrachte Freilaufkupplung und
  • Figur 27 eine im Exzenter angebrachte federbelastete Reibungskupplung zur Verbindung mit dem äußeren Schleißring.
Show in the drawing
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an eccentric screw pump according to the invention with rolling rings, according to the line I / I in FIG. 2 — the lower flanges are cut longitudinally,
  • FIG. 2 shows a section through this pump along the line 11/11 in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a view of a rolling ring used there,
  • 4 shows a section through this rolling ring along the line IV / IV in FIG. 3,
  • 5 shows a part of a development of two interlocking roller rings of the embodiment according to FIGS. 3 and 4,
  • FIG. 6 shows a modification of the representation from FIG. 5,
  • 7 shows a development of two rolling rings with trapezoidal projections and grooves in an end position of the system,
  • FIG. 8 the same version with axial adjustment play,
  • FIG. 9 shows a view corresponding to FIG. 3 of a rolling ring with parallel groove shares,
  • Figure 10 is an end view of an eccentric and
  • FIG. 11 shows a central section of this disk from the left in FIG. 10,
  • FIG. 12 shows a longitudinal section corresponding to FIG. 1 through an eccentric screw pump according to the invention with intermediate members designed as piston plates,
  • FIG. 13 shows a section through this pump along the line X / X in FIG. 12,
  • FIG. 14 shows an end view of a piston plate from the inside,
  • FIG. 15 shows a view of two piston plates which engage with one another with axial play,
  • 16 shows a cross section along the line XVI / XVI in FIG. 17 of an eccentric screw pump currently regarded as the best version with central annular grooves in rolling rings,
  • FIG. 17 shows a partial section along the line XVII / XVII in FIG. 16,
  • FIG. 18 is a partially sectioned view of a rotor provided with rolling rings, seen from line XVIII / XVIII in FIG. 19,
  • FIG. 19 shows a partial section along the line XIX / XIX in FIG. 18,
  • 20 to 23 as partial longitudinal section of modifications of the rotor from FIG. 19,
  • FIG. 24 shows the end view of a rotor stage, the wear ring of which is non-rotatably fixed on the associated eccentric disk by a longitudinal wedge,
  • FIG. 25 shows in cross section the arrangement of the rotor shaft designed as a splined shaft in the dividing line between the eccentric and the wear ring,
  • Figure 26 shows a one-way clutch fitted between the eccentric and the wear ring
  • Figure 27 is a spring-loaded friction clutch mounted in the eccentric for connection to the outer wear ring.

Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Exzenterschneckenpumpe ist der Stator mit 1 bezeichnet, der Rotor mit 2. Der Stator besteht im Prinzip aus 14 identischen Statorscheiben 3, die zwischen Flanschen 4 und 5 durch Zuganker 6 mittels Muttern 7 verspannt sind. Die beiden Flansche sind einstückig an Anschlußrohre 8, 9 angeformt, die auch Bestandteile bestimmter Gehäuseteile sein können. Je nach Drehrichtung des Rotors 2 führen die Anschlußrohre die Saug-oder Druckströmung. Nach der Zeichnung dient das Anschlußrohr 8 als saugseitiges Gelenkwellengehäuse, das Anschlußrohr 9 als Druckrohr.In the eccentric screw pump shown in FIGS. 1 and 2, the stator is designated by 1, the rotor by 2. The stator basically consists of 14 identical stator disks 3, which are clamped between flanges 4 and 5 by tie rods 6 by means of nuts 7. The two flanges are integrally formed on connecting pipes 8, 9, which can also be part of certain housing parts. Depending on the direction of rotation of the rotor 2, the connecting pipes guide the suction or pressure flow. According to the drawing, the connecting pipe 8 serves as a drive shaft housing on the suction side, the connecting pipe 9 as a pressure pipe.

Die endseitigen Statorscheiben sind in den Flanschen -4, 5 durch Zentrieransätze 10 ausgerichtet und durch in die Flansche eingelassene Ringdichtungen 11 abgedichtet. Jede Statorscheibe 3 weist dicht an ihrer zylindrischen Außenfläche 31 eine Ringnut 32 mit in dieser angebrachtem Dichtungsring 33 zur Abdichtung gegenüber der benachbarten Statorscheibe auf.The end-side stator disks are aligned in the flanges -4, 5 by centering lugs 10 and sealed by ring seals 11 embedded in the flanges. Each stator disc 3 has, close to its cylindrical outer surface 31, an annular groove 32 with a sealing ring 33 mounted therein for sealing against the adjacent stator disc.

Wie vor allem Fig. 2 erkennen läßt, weist jede Statorscheibe eine zur Pumpenachse 12 zentrische langrunde Höhlung 34 auf, die durch zwei halbzylindrische Endflächen 35 und zwei ebene Seitenflächen 36 begrenzt wird. Da die Achsen der beiden Endflächen 35, von welchen in Fig. 2 die obere Achse mit der Exzenterachse 13 zusammenfällt, von der Pumpenachse 12 einen Abstand 2e haben, ergibt sich bei einer lichten Weite w eine Länge 1 der Höhlung 34 zu 1 = w + 4e. Dabei ist e die für den Rotor und dessen Exzenter maßgebliche Exzentrizität, auf die später noch eingegangen wird.As can be seen above all from FIG. 2, each stator disk has a long round cavity 34 which is central to the pump axis 12 and is delimited by two semi-cylindrical end faces 35 and two flat side faces 36. Since the axes of the two end faces 35, of which the upper axis coincides with the eccentric axis 13 in FIG. 2, are at a distance 2e from the pump axis 12, a length 1 of the cavity 34 with 1 = w + results for a clear width w 4e. Here e is the eccentricity that is decisive for the rotor and its eccentric, which will be discussed later.

Fig. 2 läßt ferner erkennen, daß benachbarte Statorscheiben jeweils um einen Teilungswinkel ts gegeneinander verdreht sind. Um diese Drehlage zu sichern, sind in jeder Statorscheibe unter dem gleichen Teilungswinkel ts zueinander versetzt diametral gegenüberliegend jeweils zwei zylindrische Paßbohrungen 37 angebracht. Jede dieser Paßbohrungen ist mit einer solchen der rechts und links anschließenden Statorscheibe in Deckung und von einem sich jeweils durch zwei Statorscheiben hindurch erstreckenden Paßstift 14 besetzt. Paßbohrungen 37 und Paßstifte 14 dienen einmal zur gegenseitigen Zentrierung jeder Statorscheibe an den Nachbarscheiben und zum anderen zur Sicherung des exakten Teilungswinkels ts.Fig. 2 also shows that adjacent stator disks are rotated relative to each other by a pitch angle ts. In order to secure this rotational position, two cylindrical fitting bores 37 are provided in each stator disk at the same pitch angle ts, diametrically opposed to each other. Each of these fitting bores is covered with one of the stator disks adjoining the right and left and is covered by a dowel pin 14 which extends through two stator disks. Dowel holes 37 and dowel pins 14 are used to center each stator disk on the neighboring disks and to secure the exact pitch angle ts.

Die Statorscheiben 3 haben die Breite b und liegen in den Trennebenen 18 aneinander. Bei einem Teilungswinkel ts von 30° erfordert eine ganze Steigung ss der von den einzelnen Höhlungen 34 gebildeten Stufenwendel die Breite von zwölf Statorplatten. Zur zusätzlichen Abdichtung sind zwei weitere Statorplatten vorgesehen.The stator disks 3 have the width b and lie against one another in the parting planes 18. With a pitch angle ts of 30 °, an entire slope ss of the step helix formed by the individual cavities 34 requires the width of twelve stator plates. Two additional stator plates are provided for additional sealing.

Die Statorplatten bestehen zweckmäßigerweise aus hartem, formbeständigem Werkstoff, beispielsweise Stahl oder Sinterwerkstoff. Sie können jedoch an der Höhlungswandung auch eine Auskleidung aus anderem Werkstoff aufweisen, beispielsweise aus gummiartig nachgiebigem Werkstoff oder aus besonders abriebfestem Werkstoff, etwa Hartmetallpulver mit keramischer oder Sinterbindung.The stator plates expediently consist of hard, dimensionally stable material, for example steel or sintered material. However, they can also have a lining made of another material on the cavity wall, for example made of a rubber-like compliant material or made of a particularly abrasion-resistant material, such as hard metal powder with a ceramic or sintered bond.

Hauptbestandteil des Rotors 2 ist die als Vielkeilwelle ausgebildete Exzenterwelle 20, die einzelne unter der Teilungswinkeleinheit ir = 30° zueinander versetzte Keilrippen 21 aufweist und in jeder Pumpenstufe eine Exzenterscheibe 22 trägt. Diese Exzenterscheiben 22 sind zwischen zwei Endscheiben 23 mittels einer Druckscheibe 24 durch eine Mutter 25 gegen den Wellenkopf 26 verspannt, der durch eine Gelenkkupplung 27 mit einer das Antriebsmoment für den Rotor übermittelnden Gelenkwelle 28 verbunden ist. Der Antrieb des Rotors, kann auch auf andere bekannte Weise erfolgen.The main component of the rotor 2 is the eccentric shaft 20, which is designed as a multi-spline shaft and has individual wedge ribs 21 offset from one another at the pitch angle unit ir = 30 ° and carries an eccentric disk 22 in each pump stage. These eccentric disks 22 are clamped between two end disks 23 by means of a pressure disk 24 by means of a nut 25 against the shaft head 26, which is connected by an articulated coupling 27 to an articulated shaft 28 which transmits the drive torque for the rotor. The rotor can also be driven in other known ways.

Die wiederum identisch und mit der gleichen Breite b der Statorscheiben bzw. einzelnen Pumpenstufen ausgestatteten Exzenterscheiben 22 haben eine äußere zylindrische Exzenterfläche 221 und innen das gleiche Mehrkantprofil wie die Exzenterwelle 20. Sie sind jedoch, und zwar in entgegengesetztem Sinne wie die Statorscheiben, um einen Teilungswinkel tr gegeneinander verdreht, der mit 60° das Doppelte der Teilungswinkeleinheit ir und des Teilungswinkels ts der Statorscheiben 3 beträgt. Die Winkeleinstellung kann jedenfalls zuverlässig durch das Vielkeilprofil erfolgen.The eccentric disks 22, which are again identical and have the same width b of the stator disks or individual pump stages, have an outer cylindrical eccentric surface 221 and the same polygonal profile on the inside as the eccentric shaft 20. However, in the opposite sense to the stator disks, they are at a pitch angle tr rotated against each other, which at 60 ° is twice the pitch angle unit ir and the pitch angle ts of the stator disks 3. In any case, the angle adjustment can be made reliably by the multi-spline profile.

Auf jeder Exzenterfläche 221 sitzen drehbar als Zwischenglieder zwei identische, jedoch entgegengesetzt zueinander angeordnete Wälzringe 40, die wiederum neben ihrer zylindrischen Innenfläche eine der Weite w angepaßte zylindrische Außenfläche 41 und eine jeweils nach außen gerichtete und in einer Trennebene 18 liegende ebene Stirnfläche 42 aufweisen. Auf den einander zugewandten Seiten ist jedoch über die ganze Dicke der Wälzringe eine Stirnverzahnung 43 aus einander abwechselnden identischen segmentförmigen Vorsprüngen 44 und Nuten 45 angebracht. Es greift also jeweils ein Vorsprung 44 in eine praktisch identische Nut 45 des zugehörigen Wälzringes.On each eccentric surface 221 there are rotatably as intermediate elements two identical, but oppositely arranged, rolling rings 40 which, in addition to their cylindrical inner surface, have a cylindrical outer surface 41 adapted to the width w and a flat end surface 42 which is directed outwards and lies in a parting plane 18. On the mutually facing sides, however, end teeth 43 made of alternating identical segment-shaped projections 44 and grooves 45 are attached over the entire thickness of the rolling rings. A projection 44 therefore engages in a practically identical groove 45 of the associated rolling ring.

Zudem sind auf der Verzahnungsseite in sechs symmetrisch zur Ringachse angebrachten Vorsprünge zylindrische Ausnehmungen 46 für die Aufnahme von Schraubendruckfedern 47 angebracht, welche die beiden Wälzringe auseinanderdrücken und mit ihren Stirnflächen 42 jeweils an den zugehörigen Flächen in den Trennebenen 18 zwischen Nachbarstufen zur Anlage bringen. Diese Anlagekraft bleibt praktisch unverändert, wenn sich an den Stirnflächen 42 Verschleiß einstellt oder sich Änderungen der Stufenbreite b an Rotor und Stator durch unterschiedliche Wärmedehnung ergeben. Die Stirnflächen werden zudem ständig etwas besser eingeschliffen und ergeben dadurch eine zuverlässige Abdichtung zwischen den benachbarten Pumpenstufen.In addition, cylindrical recesses 46 for accommodating helical compression springs 47 are provided on the toothing side in six projections which are symmetrical with respect to the ring axis, which press the two rolling rings apart and bring their end faces 42 into contact with the associated surfaces in the parting planes 18 between adjacent steps. This contact force remains practically unchanged if wear occurs on the end faces 42 or changes in the step width b on the rotor and stator result from different thermal expansion. The end faces are always ground in a little better, resulting in a reliable seal between the adjacent pump stages.

Die in der Stirnansicht gemäß Fig. 3 trapez- bzw. keilförmigen Vorsprünge oder Zähne haben in der Abwicklung nach Fig. 5 rechteckförmigen Querschnitt. Bei entsprechend klein bemessenem Umfangspiel wird an beiden Seitenflächen 48 abgedichtet. Der beim Nachstellen durch die Druckfeder 47 zwischen der Kopffläche 49 des Vorsprungs 44 und der Nut 45 gebildete Freiraum 51 ist nach innen durch die Exzenterfläche 221 abgeschlossen. Er erstreckt sich über einen Umfangswinkel von nur 10°, kann also keinen Druckausgleich zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Stellen von Rotor und Stator herbeiführen.The trapezoidal or wedge-shaped projections or teeth in the front view according to FIG. 3 have a rectangular cross-section in the development according to FIG. 5. With a correspondingly small circumferential clearance, sealing is carried out on both side surfaces 48. The clearance 51 formed by the compression spring 47 between the head surface 49 of the projection 44 and the groove 45 is closed inwards by the eccentric surface 221. It extends over a circumferential angle of only 10 °, so it cannot bring about pressure equalization between adjacent locations of the rotor and stator in the circumferential direction.

In Fig. 6 sind die kopfseitigen Kanten der Vorsprünge 44 mit Abrundungen 52 versehen. Auch die Grundecken 53 der Nuten 45 können abgerundet sein. Dadurch wird nur die Breite der Seitenflächen 48 etwas verkürzt, die Abdichtung selbst bleibt hingegen weitgehend erhalten.In Fig. 6, the top edges of the Protrusions 44 are provided with roundings 52. The base corners 53 of the grooves 45 can also be rounded. This only slightly shortens the width of the side surfaces 48, but the seal itself is largely retained.

Nach Fig. 7 haben die Vorsprünge 44a und die Nuten 45a trapezförmigen Querschnitt. Dort kann daher die Abdichtung entsprechend den Fig. 5 und 6 an zwei Seitenflächen nur in der gezeichneten Endstellung erfolgen. Wenn jedoch die beiden Wälzringe 40 durch die Federn axial etwas auseinandergedrückt werden, dann könnte entlang der ganzen Kontur von Vorsprüngen und Nuten ein zickzackförmiger Kanal sich über den ganzen Umfang erstrecken. In der Praxis ist jedoch je nach Druckverlauf einer der beiden Wälzringe einem stärkeren Mitnahmemoment als der andere unterworfen. Daher kommt stets eine von zwei Seitenflächen 48a an der entsprechenden Seitenfläche des zugehörigen Vorsprungs des anderen Wälzringes zur Anlage, und es bilden sich lediglich Z-förmige Freiräume über einen Winkel von ca. 15°. Nur in diesem Bereich könnte also ein begrenzter Druckausgleich erfolgen. Die Trapezform sollte daher nur mit sehr flachem Neigungswinkel gewählt werden, um die Abdichtung an beiden Seitenflächen 48a bei der Verstellung beizubehalten, die sich erfahrungsgemäß über weniger als 1 mm erstreckt.7, the projections 44a and the grooves 45a have a trapezoidal cross section. There, therefore, the sealing according to FIGS. 5 and 6 can take place on two side surfaces only in the drawn end position. However, if the two rolling rings 40 are axially pushed apart somewhat by the springs, then a zigzag-shaped channel could extend over the entire circumference along the entire contour of projections and grooves. In practice, however, depending on the pressure curve, one of the two rolling rings is subjected to a greater driving torque than the other. Therefore, one of two side surfaces 48a always comes to rest on the corresponding side surface of the associated projection of the other rolling ring, and only Z-shaped free spaces are formed over an angle of approximately 15 °. A limited pressure equalization could therefore only take place in this area. The trapezoidal shape should therefore only be selected with a very flat angle of inclination in order to maintain the seal on both side surfaces 48a during the adjustment, which experience has shown to extend over less than 1 mm.

Wenn der Rotor in Umdrehung versetzt wird, so wälzt er sich in der Schneckenwendel des Stators in solcher Weise ab, daß sich jedes Paar Wälzringe 40 auf der Exzenterfläche 221 der zugehörigen Exzenterscheibe 22 dreht. Gleitbewegungen an der Wandung der Schneckenwendel bzw. der einzelnen Statorhöhlungen 34 werden auf diese Weise vermieden. Die Wellenachse 15 der Exzenterwelle läuft auf der Kreisbahn 16 um die Pumpenachse 12, während die Exzenterachse 13 einer jeden Pumpenstufe wieder um die Wellenachse 15 rotiert.When the rotor is rotated, it rolls in the helix of the stator in such a way that each pair of rolling rings 40 rotates on the eccentric surface 221 of the associated eccentric disc 22. Sliding movements on the wall of the screw spiral or the individual stator cavities 34 are avoided in this way. The shaft axis 15 of the eccentric shaft runs on the circular path 16 around the pump axis 12, while the eccentric axis 13 of each pump stage rotates again about the shaft axis 15.

In der in Fig. 2 gezeigten Endstellung fällt die Exzenterachse 13 zusammen mit einer der Achsen (13) der Endflächen 35, und es ist der obere Hubraum ganz entleert, der untere ganz gefüllt. Bei allen Zwischenstellungen liegen die Wälzringe dagegen tangential im Bereich der ebenen Seitenflächen 36 an der Wandung der Höhlung 34 an. Im Prinzip geht es dabei um eine Liniendichtung. Zwischen den beiden gegenüberliegenden Räumen herrschen jedoch keine wesentlichen Druckunterschiede, da zwei Förderwege an beiden außenliegenden Enden der Schneckenwendel bzw. an den Endflächen entlangführen. Daher kann auch eine entsprechend Fig. 8 geringfügig verminderte Umfangsabdichtung keine wesentliche Leistungsminderung zur Folge haben.In the end position shown in FIG. 2, the eccentric axis 13 coincides with one of the axes (13) of the end surfaces 35, and the upper displacement is completely emptied, the lower one completely filled. In all intermediate positions, however, the rolling rings lie tangentially in the region of the flat side surfaces 36 on the wall of the cavity 34. In principle, it is about a line seal. However, there are no significant pressure differences between the two opposite rooms, since two conveying paths run along the outer ends of the screw spiral or along the end faces. Therefore, a slightly reduced circumferential seal according to FIG. 8 cannot result in a significant reduction in performance.

Auf jedem Förderweg der Schneckenwendel werden jedoch blasenartige und weitgehend abgeschlossene Hohlräume schraubenförmig vom rechts in Fig. 1 liegenden Eingangsende zum Ausgangsende gefördert. Dabei übernimmt meist nur eine einzige Pumpenstufe die Abdichtung zwischen benachbarten «Blasen•. Diese Abdichtung wird einmal durch die in Fig. 2 erkennbare Anlage der Wälzringe an einer Endfläche 35, zum anderen an der abdichtenden Führung der beiden Wälzringe in den Trennflächen 18 an Statorscheiben, Wälzringen und Exzenterscheiben der benachbarten Pumpenstufen bewirkt.On each conveying path of the screw spiral, however, bubble-like and largely closed cavities are conveyed helically from the input end on the right in FIG. 1 to the output end. Usually only a single pump stage seals between adjacent “bubbles”. This sealing is effected on the one hand by the contact of the rolling rings on an end surface 35, which can be seen in FIG. 2, on the other hand on the sealing guidance of the two rolling rings in the separating surfaces 18 on stator disks, rolling rings and eccentric disks of the adjacent pump stages.

Fig. 9 zeigt einen Wälzring 140, in dessen Stirnfläche Scharen von Nuten 141 bis 143 mittels eines auf einer Welle angebrachten Satzes Scheibenfräser 64 eingearbeitet sind. Alle Scheibenfräser und Nuten haben gleichen Zwischenabstand Z, was gleich breite Vorsprünge 144 ergibt. Dagegen haben der links oben in Fig. 9 gezeigte Scheibenfräser und die entsprechende Nut 143 nur die halbe Breite der beiden anderen Scheibenfräser bzw. Nuten 141, 142. Es sind drei Nutenscharen unter einem doppelten Schar-Teilungswinkel 2tn = 120° durchgehend gefräst, so daß sich ein effektiver Schar-Teilungswinkel tn = 60° ergibt. Jeweils zwei Nuten 143 kreuzen sich und bilden eine X-nut 147, während um 180° gegenüberliegend keilförmige Vorsprünge 145 gebildet sind, die, wie mit Strichpunktlinien 146 angedeutet, sich passend in eine entsprechende X-Nut 147 des zugehörigen Wälzringes einfügen. Dabei bleiben zwar kleine im Querschnitt dreieckförmige Nuten stehen, aber diese sind wiederum nur nach außen hin geöffnet und können wegen ihres geringen Zwischenabstandes keinen merklichen Druckausgleich schaffen. In sechs Vorsprüngen 144 sind auch hier zylindrische Ausnehmungen 46 für entsprechende Schraubendruckfedern angebracht.FIG. 9 shows a rolling ring 140, in the end face of which groups of grooves 141 to 143 are machined by means of a set of disk cutters 64 mounted on a shaft. All side milling cutters and grooves have the same spacing Z, which results in projections 144 of the same width. In contrast, the side milling cutter shown at the top left in FIG. 9 and the corresponding groove 143 have only half the width of the other two side milling cutters or grooves 141, 142. There are three groove groups milled continuously at a double share pitch angle 2tn = 120 °, so that an effective share pitch angle tn = 60 ° results. Two grooves 143 each intersect and form an X-groove 147, while wedge-shaped projections 145 are formed opposite each other by 180 °, which, as indicated by dash-dot lines 146, fit into a corresponding X-groove 147 of the associated rolling ring. Small grooves with a triangular cross section remain, but these are only open to the outside and cannot create any noticeable pressure compensation due to their small spacing. Here, too, cylindrical recesses 46 for corresponding helical compression springs are provided in six projections 144.

Fig. 2 läßt erkennen, daß der maximale Abstand der Umrisslinien zweier benachbarter und um den Teilungswinkel ts gegeneinander verdrehter Höhlungen 34 des Stators größer ist als die radiale Abmessung eines Wälzringes 40 bzw. 140. Um das verbleibende Übermaß greift jede Exzenterscheibe 22 im Bereich einer Trennebene 18 über den Rand der Höhlung 34 der benachbarten Statorscheibe hinaus. Da die seitlichen Endflächen von Stator- und Rotorscheiben praktisch nie in einer Ebene liegen, tritt dort erhöhter Verschleiß mit einer Abnutzungstiefe auf, die gleich ist der effektiv in der jeweiligen Trennebene auftretenden Verschiebung, wie sie vornehmlich durch unterschiedliche Wärmedehnung verursacht wird.2 shows that the maximum distance between the contours of two adjacent cavities 34 of the stator that are rotated by the pitch angle ts is greater than the radial dimension of a rolling ring 40 or 140. Each eccentric disc 22 engages in the area of a parting plane by the remaining excess 18 beyond the edge of the cavity 34 of the adjacent stator disk. Since the lateral end faces of the stator and rotor disks are practically never in one plane, there is increased wear with a depth of wear that is equal to the displacement that actually occurs in the respective parting plane, as is primarily caused by different thermal expansion.

Um dem entgegenzuwirken, ist gemäß den Fig. 10 und 11 auf beiden Seiten der Exzenterscheiben 22 jeweils eine sichelförmige, einen Dehnungs-Freiraum bildende Randnut 65 angeformt, die sich wenigstens auf den Überdeckungsbereich erstreckt. Beide Randnuten sind um den Rotor-Teilungswinkel tr = 600 zur axialen Mittelebene 66 der Exzenterscheibe versetzt angeordnet.In order to counteract this, according to FIGS. 10 and 11, a crescent-shaped edge groove 65 is formed on both sides of the eccentric discs 22 and forms an expansion clearance, which extends at least over the overlap area. Both edge grooves are offset by the rotor pitch angle tr = 60 0 to the axial center plane 66 of the eccentric disc.

Die relative Längsverlagerung und damit die notwendige Nuttiefe nt kann sich von Stufe zu Stufe ändern und ist u. a. abhängig vom Ort der axialen Ausrichtung der Exzenterwelle 20 im Stator, insbesondere der verfügbaren Ausgangslänge für die Dehnung und dem vom Abstützpunkt aus auftretenden Einstellspiel. Dieser Wert muß also für jede Pumpenkonstruktion neu ermittelt werden, kann aber einheitlich auf die größte in allen Pumpenstufen auftretende Verlagerung abgestellt werden, da die Randnuten allseitig abgeschlossen sind und keinen unerwünschten Druckausgleich innerhalb der Pumpe herbeiführen können.The relative longitudinal displacement and thus the necessary groove depth nt can change from step to step and is dependent, among other things, on the location of the axial alignment of the eccentric shaft 20 in the stator, in particular the available starting length for the expansion and the adjustment play occurring from the support point. This value must therefore be determined anew for each pump design, but can be adjusted uniformly to the largest displacement occurring in all pump stages, since the peripheral grooves are closed on all sides and cannot bring about any undesired pressure compensation within the pump.

Die in den Fig. 12 und 13 gezeigte Exzenterschneckenpumpe unterscheidet sich von der vorbeschriebenen hinsichtlich des Stators 1 lediglich dadurch, daß die Statorscheiben 3a mit einem Rechteck angenäherten Statorhöhlungen 34a versehen sind, in welchen jeweils längsverschiebbar zwei Kolbenplatten 55 gemäß der Darstellung in den Fig. 14 und 15 geführt sind. Diese wohl mehr dem Stator zuzurechnenden Kolbenplatten sitzen anstelle der Wälzringe drehbar auf den Exzenterflächen 221 der Exzenterscheiben 22. Der eigentliche Rotor ist daher identisch mit der Ausführung in Fig. 1.The eccentric screw pump shown in FIGS. 12 and 13 differs from the one described above with regard to the stator 1 only in that the stator disks 3a are provided with a stator cavities 34a approximated to a rectangle, in each of which two piston plates 55 are longitudinally displaceable as shown in FIG. 14 and 15 are guided. These piston plates, which are more likely to be attributed to the stator, sit rotatably on the eccentric surfaces 221 of the eccentric discs 22 instead of the rolling rings. The actual rotor is therefore identical to the embodiment in FIG. 1.

Die beiden Kolbenplatten 55 sind wiederum identisch ausgebildet und um 180° zueinander verdreht ineinandergefügt. Sie weisen senkrecht zu den seitlichen Führungsflächen 56 verlaufend zwei Rechtecknuten 57 und eine Winkelnut 58 auf, die sich bis zu einem Plattenende erstreckt. Zwischen den Rechtecknuten 57 und den entsprechenden, im Querschnitt ebenfalls rechteckförmigen Vorsprüngen 59 bilden sich beim Querverstellen zwischen den ineinandergreifenden Wälzringen 40 Freiräume 60 aus, die jedoch in den seitlichen Führungsflächen 56 und damit an den entsprechenden Seitenflächen 36a der Statorhöhlung 34a jeweils in der Mitte einer Pumpenstufe enden und dadurch abgeschlossen sind. Der im Bereich der Winkelnut 58 auftretende Freiraum 61 ist jedoch außerhalb der Führungsflächen 56 bis zum Plattenende 62 hin geöffnet. Dieser Freiraum 61 vergrößert jedoch nur den jeweiligen Stufenraum geringfügig und bewirkt, daß dieser Stufenraum nicht bis auf Null verkleinert werden kann. In allen Vorsprüngen 59 und in dem der Winkelnut 58 entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden verdickten Plattenteil sind wieder zylindrische Ausnehmungen 46 mit Druckfedern 47 vorgesehen.The two piston plates 55 are again identical and are inserted into one another rotated by 180 °. They have perpendicular to the lateral guide surfaces 56 two rectangular grooves 57 and an angular groove 58 which extends to a plate end. Between the rectangular grooves 57 and the corresponding projections 59, which are also rectangular in cross-section, free spaces 60 are formed during the transverse adjustment between the intermeshing rolling rings 40, which, however, are located in the lateral guide surfaces 56 and thus on the corresponding side surfaces 36a of the stator cavity 34a in the middle of a pump stage end and are thereby completed. However, the free space 61 occurring in the area of the angular groove 58 is open outside the guide surfaces 56 up to the plate end 62. However, this free space 61 only slightly increases the respective step space and has the effect that this step space cannot be reduced to zero. In all the projections 59 and in the thickened plate part opposite or opposite the angular groove 58, cylindrical recesses 46 with compression springs 47 are again provided.

Die Plattenenden 62 haben die gleiche Teilzylinderform der Höhlungs-Endflächen 35a. Ihr Radius ist um ca. 60 % größer als bei einer zentrisch zur Exzenterachse 13 liegenden Zylinderfläche. Die Mindestlänge 1a der Höhlung 34a ergibt sich aus

Figure imgb0001
The plate ends 62 have the same partial cylindrical shape of the cavity end faces 35a. Its radius is approximately 60% larger than in the case of a cylinder surface which is located centrally to the eccentric axis 13. The minimum length 1a of the cavity 34a results from
Figure imgb0001

Der Hub h = 4e entspricht dabei auch der Verstellbewegung der Wälzringe in der Statorhöhlung nach Fig. 1. Bei gleicher Weite w wird daher auch die gleiche Menge verdrängt. Durch die Auflösung der Abwälzbewegung in eine reine lineare Schiebebewegung und eine Drehbewegung wird aber der Verschleiß weiter vermindert, und die Abdichtung zwischen gegenüberliegenden Seiten der Zwischenglieder wird verbessert, was größere Drücke ermöglicht. Zudem läßt sich mit gleichen Exzenterabmessungen eine wesentlich größere Fördermenge verdrängen.The stroke h = 4e also corresponds to the adjustment movement of the rolling rings in the stator cavity according to FIG. 1. With the same width w, the same amount is therefore also displaced. However, by dissolving the rolling movement into a purely linear sliding movement and a rotary movement, the wear is further reduced, and the seal between opposite sides of the intermediate members is improved, which enables higher pressures. In addition, a much larger flow rate can be displaced with the same eccentric dimensions.

Anstatt die Kolbenplatten, wie in Fig. 13 gezeigt, formschlüssig bis zu einem Ende der Statorhöhlung 34a zu bewegen, kann man dort einen geringfügigen Abstand lassen, an Stator- oder Kolbenplatten Dämpfungsmittel anbringen oder beispielsweise die Kolbenplatten selbst aus elastisch nachgiebigem Werkstoff herstellen.Instead of positively moving the piston plates, as shown in FIG. 13, to one end of the stator cavity 34a, one can leave a slight distance there, attach damping means to the stator or piston plates, or, for example, manufacture the piston plates themselves from resilient material.

Die Wälzringe 240 der in den Fig. 16 und 17 gezeigten Exzenterschneckenpumpe hat eine sich über die volle Breite b einer jeden Pumpenstufe entsprechende Breite und eine radiale Dicke, die in Bezug auf die Exzentrizität e mehr als dreifach größer ist als die der vorerwähnten Wälzringe.The roller rings 240 of the eccentric screw pump shown in FIGS. 16 and 17 have a width corresponding to the full width b of each pump stage and a radial thickness which is more than three times greater than that of the aforementioned roller rings with respect to the eccentricity e.

Auf diese Weise wird zunächst einmal zuverlässig vermieden, daß die Exzenterscheiben 22 mit den Statorscheiben 3 in Berührung kommen können. Axiale Wärmedehnungen können somit nur zu Überdeckungen zwischen den rotierenden Exzenterscheiben und den diesen gegenüber drehbaren Wälzringen 240 sowie zwischen diesen und den Statorscheiben 3 auftreten. Durch die relative Drehbarkeit der Wälzringe in beiden Eingriffsbereichen wird zwar der Verschleiß gemindert, tritt aber noch störend in Erscheinung. Um auch diese Zwangsreibung zu vermeiden, sind auf einer Stirnfläche der Wälzringe jeweils innen als Freiräume Ringnuten 67 eingeformt, deren Nutentiefe 2nt ebenso übertrieben groß dargestellt ist wie in Fig. 11 und den nachstehend beschriebenen Figuren.In this way, it is first reliably avoided that the eccentric discs 22 can come into contact with the stator discs 3. Axial thermal expansions can therefore only occur to overlap between the rotating eccentric disks and the rolling rings 240 that are rotatable relative to them and between them and the stator disks 3. Due to the relative rotatability of the rolling rings in both engagement areas, wear is reduced, but is still a nuisance. In order to avoid this forced friction as well, annular grooves 67 are formed on the inside of an end face of the rolling rings as free spaces, the groove depth 2nt of which is shown as exaggeratedly large as in FIG. 11 and the figures described below.

Die radiale Abmessung rr der Ringnut ist mindestens gleich dem radialen Überstand rü (Fig. 16) eines jeden Exzenters über einen benachbarten Exzenter. Die Ringnut 67 ist zudem umgeben von einer ebenen Anlagefläche 70, deren radiale Abmessung ra größer ist als der vorerwähnte Überstand rü eines jeden Exzenters über einen benachbarten Exzenter. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Außenrand der Ringnut 67 stets innerhalb des Außenrandes eines jeden benachbarten Wälzringes zu liegen kommt und noch hinreichende radiale Abdichtungsstrecke verbleibt. Die Biegesteifigkeit, Formbeständigkeit und Führungsgenauigkeit des Wälzringes wird auf diese Weise ebenso verbessert wie die Betriebssicherheit der Pumpe.The radial dimension rr of the annular groove is at least equal to the radial projection rü (FIG. 16) of each eccentric over an adjacent eccentric. The annular groove 67 is also surrounded by a flat contact surface 70, the radial dimension ra of which is greater than the aforementioned projection rü of each eccentric over an adjacent eccentric. In this way it is ensured that the outer edge of the annular groove 67 always comes to lie within the outer edge of each adjacent rolling ring and that there is still sufficient radial sealing distance. The bending stiffness, dimensional stability and guiding accuracy of the rolling ring is improved in this way, as is the operational reliability of the pump.

Die Ringnut 67 ist hier in nur einer Stirnseite des Wälzringes angebracht. Diese einseitige Anordnung ist grundsätzlich auch möglich bei Sichelnuten etwa nach Fig. 10. Dabei ist es weniger von Bedeutung, ob nun die Dehnungsverschiebung stets in einer bestimmten Richtung eintritt, nach Fig. 17 etwa eine Verlagerung des Rotors von links nach rechts. Bei hinreichender Nuttiefe 2nt läßt sich der Rotor von Anbeginn schon gegenüber dem Stator verschieben, d. h. die Stirnflächen des Rotors werden schon in Richtung auf die Freiräume gegenüber den Trennebenen 18 verlagert.The annular groove 67 is here in only one end face of the rolling ring. This one-sided arrangement is fundamentally also possible with sickle grooves, for example according to FIG. 10. It is of less importance whether the displacement shift always occurs in a certain direction, according to FIG. 17 a shift of the rotor from left to right. If the groove depth 2nt is sufficient, the rotor can be shifted from the start with respect to the stator, i. H. the end faces of the rotor are already displaced in the direction of the free spaces in relation to the parting planes 18.

Die Verwendung kreisförmiger Ringnuten 67 hat gegenüber sichelförmigen Ringnuten noch den Vorteil, daß ein nicht völlig auszuschließender Reibungsangriff sich auf die ganze Fläche verteilt und selbst für diesen Fall keinen wesentlichen Verschleiß zur Folge hat. Die Herstellung der Wälzringe ist einfacher, und das geförderte Volumen steigt proportional zum Außendurchmesser.The use of circular ring grooves 67 still has crescent-shaped ring grooves the advantage that a friction attack that cannot be completely ruled out is distributed over the entire surface and does not result in significant wear even in this case. The production of the rolling rings is easier and the volume conveyed increases in proportion to the outside diameter.

Nach den Fig. 18 und 19 sind die in den Trennebenen 18 des im übrigen nicht gezeigten Stators geführten Wälzringe 340 allseitig glattflächig mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, während die Freiräume wiederum als sichelförmige Randnuten 651 ausgebildet und beidseitig an den Exzenterscheiben 222 angebracht sind. Auch auf diese Weise wird verhindert, daß die Stirnseiten der Wälzringe 340 an den benachbarten Exzenterscheiben entlanggezogen werden. Die Verkleinerung der radialen Abmessung der Randnut 651 die dem radialen Überstand rü benachbarter Exzenter gegeneinander entspricht, ist bedingt durch eine Vergrößerung der Stufenzahl je Rotorumlauf entsprechend einem verkleinerten Rotorteilungswinkel tr. Bei gleicher Stufenbreite b wird dadurch die Pumpe entsprechend länger.18 and 19, the rolling rings 340 guided in the parting planes 18 of the stator, which is otherwise not shown, are smooth on all sides with a rectangular cross-section, while the free spaces are again designed as crescent-shaped edge grooves 651 and are attached to the eccentric discs 222 on both sides. This also prevents the end faces of the rolling rings 340 from being pulled along the adjacent eccentric discs. The reduction in the radial dimension of the edge groove 651, which corresponds to the radial overhang of adjacent eccentrics relative to one another, is due to an increase in the number of stages per rotor revolution corresponding to a reduced rotor pitch angle tr. With the same step width b, the pump is correspondingly longer.

Wenn man den Teilungswinkel tr nach Fig. 18 so gestaltet, daß er einer Rotorteilung 8, 5 entspricht, dann erhält man dieselbe Öffnungsweite wie bei einer Siebzehnerteilung, eine Rotorteilung 9, 5 ergibt die gleiche Öffnungsweite wie eine Neunzehnerteilung, und eine 6, 5er Teilung dieselbe wie eine Dreizehnerteilung und damit noch eine wesentliche Verbesserung der Abdichtung als bei der Wahl einer Neunerteilung.If the pitch angle tr according to FIG. 18 is designed so that it corresponds to a rotor pitch 8, 5, then the same opening width is obtained as with a seventeen pitch, a rotor pitch 9, 5 results in the same opening width as a nine-pitch pitch, and a 6.5 pitch the same as a thirteen division and thus a significant improvement in the sealing than when choosing a nine division.

Der Statorteilungswinkel ist jeweils halb so groß und entspricht daher immer der doppelten Teilung des Rotors, also 17, 19 oder 13 und wird lediglich durch den Abstand der beiden Bohrungen 37 (Fig. 2) bestimmt. Selbst bei der Exzenterwelle würde eine Teilung 6, 5 für die Keilrippen jedenfalls dann keine Probleme ergeben, wenn stets mit einer Teilungswinkeleinheit ir von der halben Größe des Rotor-Teilungswinkels tr gearbeitet wird. Die Teilung der Keilrippen 21 an der Exzenterwelle 22 entspricht dann jeweils exakt der Statorteilung.The stator pitch angle is half as large and therefore always corresponds to twice the pitch of the rotor, that is 17, 19 or 13 and is only determined by the distance between the two bores 37 (FIG. 2). Even in the case of the eccentric shaft, a division 6, 5 for the V-ribs would in any case not result in any problems if a division angle unit ir of half the size of the rotor division angle tr is always used. The division of the V-ribs 21 on the eccentric shaft 22 then corresponds exactly to the stator division.

Nach Fig. 20 sind den unverändert übernommenen Wälzringen 340 Exzenterscheiben 223 zugeordnet, die mit einer einseitigen sichelförmigen Randnut 652 versehen sind, deren Nuttiefe nt1 vielfach größer ist als die zum Dehnungsausgleich benötigte Nuttiefe 2nt. Dabei können die Exzenterscheiben 223 stets verhältnismäßig weit aus ihrer Ausrichtstellung zu den Trennebenen 18 versetzt angeordnet sein und ermöglichen dadurch weite Verschiebwege bis zur Reibungsanlage.According to FIG. 20, eccentric disks 223 are assigned to the rolling rings adopted unchanged, which are provided with a one-sided crescent-shaped edge groove 652, the groove depth nt 1 of which is many times greater than the groove depth 2nt required for expansion compensation. Here, the eccentric discs 223 can always be arranged relatively far from their alignment position to the parting planes 18 and thereby enable long displacement paths to the friction system.

Nach Fig. 21 ist davon ausgegangen, daß als Zwischenglieder nicht drehbare Schleißringe 68 längseinstellbar auf Exzenterscheiben 22 sitzen. Dabei sind innen auf beiden Seiten entsprechend geformte Sichelnuten 653 mit dem Außendurchmesser der Exzenterscheiben in die Schleißringe 68 eingezogen. Durch diese feste Anordnung wird ein verbesserter Sitz auf den Exzenterscheiben während des Eingriffsvorganges erreicht.According to FIG. 21, it is assumed that wear rings 68 which are non-rotatable as intermediate members are seated on eccentric disks 22 and are adjustable in length. Correspondingly shaped sickle grooves 653 with the outer diameter of the eccentric discs are drawn into the wear rings 68 on the inside on both sides. Due to this fixed arrangement, an improved fit on the eccentric discs is achieved during the engagement process.

Fig. 22 zeigt wieder eine Ausführung mit undrehbar auf Exzenterscheiben 224 angebrachten Schleißringen 681. Dabei werden die benötigten Dehnungs-Freiräume auf Exzenterscheiben und Schleißringe verteilt. Jeder Freiraum wird dort durch eine erste sichelförmige Randnut 654 in der Exzenterscheibe und eine zweite sichelförmige Randnut 655 im Schleißring gebildet. Die Begrenzungsflächen dieser Randnuten liegen zudem schräg und werden durch kegelförmig oder kegelartig geformte Flächen gebildet.22 again shows an embodiment with wear rings 681 non-rotatably mounted on eccentric disks 224. The required expansion clearances are distributed over eccentric disks and wear rings. Each free space is formed there by a first crescent-shaped edge groove 654 in the eccentric disk and a second crescent-shaped edge groove 655 in the wear ring. The boundary surfaces of these edge grooves are also inclined and are formed by cone-shaped or cone-shaped surfaces.

Nach Fig. 23 sind Randnuten 656 in vergleichbaren Umfangsformen wie in Fig. 21 in den Schleißringen 682 vorgesehen. Die Tiefe dieser Nuten entspricht wiederum weitgehend dem Maß nt1, d. h. die Exzenterscheiben können wesentlich gegenüber den Trennebenen 18 des Stators versetzt sein und weit in die Randausdehnungen 656 eingreifen, um dadurch eine formschlüssige Mitnahmekupplung zu bilden.According to FIG. 23, edge grooves 656 in circumferential shapes comparable to those in FIG. 21 are provided in the wear rings 682. The depth of these grooves again largely corresponds to dimension nt 1 , ie the eccentric disks can be substantially offset from the parting planes 18 of the stator and engage far into the edge dimensions 656, in order to thereby form a positive driving coupling.

Bei der Ausführung Fig. 24 dient ein Zylinderstift als Längskeil 69 zwischen Schleißring 68 und Exzenterscheibe 22. Der Längskeil kuppelt in Umfangsrichtung und gibt zusätzlich eine Längsführung zum relativen axialen Einstellen des Schleißringes auf der Exzenterscheibe.24, a cylindrical pin serves as a longitudinal wedge 69 between the wear ring 68 and the eccentric disc 22. The longitudinal wedge couples in the circumferential direction and also provides a longitudinal guide for the relative axial adjustment of the wear ring on the eccentric disc.

Gemäß Fig. 25 ist die Exzenterfläche 221 des Exzenters 225 so weit verkleinert, daß die Exzenterwelle 20 die Exzenterfläche 221 durchdringt und mit ihren Rippen auch in ein Zahnsegment 71 des Schleißringes 683 eingreift. Die Exzenterscheibe erhält dann einen sicheiförmigen Querschnitt, und es ist auch ein begrenztes Umfangsspiel zwischen Exzenterwelle und Schleißring vorgesehen, was nach Lastabnahme durch Rückfedern eine kleine Drehverlagerung ergibt. Unter Last sind jedoch alle drei Teile stets in der gleichen Lage fest miteinander verkeilt.25, the eccentric surface 221 of the eccentric 225 is reduced to such an extent that the eccentric shaft 20 penetrates the eccentric surface 221 and also engages with its ribs in a toothed segment 71 of the wear ring 683. The eccentric disc then has a crescent-shaped cross section, and there is also a limited circumferential play between the eccentric shaft and the wear ring, which results in a small rotational displacement after the load has been removed by springback. However, all three parts are always firmly wedged together in the same position under load.

Die Exzenterscheibe 226 nach Fig. 26 besitzt im verdickten Teil des Exzenters eine Abflachung 72, zwischen der und der Innenfläche eines Wälzringes 340 ein Zylinderstift 73 derart abrollbar geführt ist, daß er eine in beiden Richtungen wirksame Freilaufkupplung zwischen Exzenterscheibe und Wälzring bildet. Der an sich auf der Exzenterfläche 221 drehbar geführte Wälzring wird daher bei jeder Drehung zum schleifend abgewälzten Schleißring. In den Betriebspausen wird jedoch stets eine Relativ-Verlagerung in Umfangsrichtung erzielt, so daß die Exzenterfläche 221 am ganzen Umfang etwa gleichmäßig beansprucht wird.The eccentric disc 226 according to FIG. 26 has a flattened portion 72 in the thickened part of the eccentric, between which and the inner surface of a rolling ring 340 a cylindrical pin 73 is guided such that it forms a one-way clutch between the eccentric disc and the rolling ring which is effective in both directions. The rolling ring, which is rotatably guided on the eccentric surface 221, therefore becomes a grinding and rolling wear ring with each rotation. However, a relative displacement in the circumferential direction is always achieved during the breaks, so that the eccentric surface 221 is approximately uniformly stressed over the entire circumference.

Auch die in Fig. 27 gezeigte Ausführung bezweckt eine schrittweise Verlagerung der Kupplungsstellung zwischen Wälzring 340 und Exzenterscheibe 22. Dort ist parallel und mit seitlichem Abstand a zur Mittelebene 66 der Exzenterscheibe in deren verdicktem Teil eine radial nach außen gerichtete Bohrung mit einem Bremsstopfen angebracht, der durch eine Druckfeder 75 belastet ist. Auf diese Weise wird zwar dauernd eine Bremskraft auf den Wälzring 340 ausgeübt, aber diese Bremskraft ist drehzahlabhängig und in der vorgesehenen Antriebsrichtung im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 27 stärker als in der Gegenrichtung. Jedenfalls muß die Bremskraft so bemessen sein, daß in Antriebsrichtung der Wälzring sich nur bei Überlastung mitdrehen kann und/oder bei zwischenzeitiger Wegnahme des Antriebsmomentes über eine kleine Strecke verdreht wird.The embodiment shown in FIG. 27 also aims at a gradual shifting of the coupling position between rolling ring 340 and eccentric disc 22. There, parallel and at a lateral distance a to the central plane 66 of the eccentric disc, a radially outward bore with a brake plug is made in the thickened part thereof is loaded by a compression spring 75. In this way, a braking force is constantly exerted on the rolling ring 340, but this braking force is speed-dependent and in the intended manner Driving direction clockwise according to FIG. 27 stronger than in the opposite direction. In any case, the braking force must be such that the rolling ring can only rotate in the drive direction in the event of an overload and / or is rotated over a small distance if the drive torque is removed in the meantime.

Dehnungs-Freiräume können im Prinzip auch in den Abstützbereichen des Stators, etwa der Statorplatten 3 seitlich der Trennebenen zu benachbarten Statorhöhlungen 34, vorgesehen sein. In einigen Fällen wird ein begrenzter Ausgleich selbst dadurch geschaffen, daß man Ausnehmungen im Umfang eines Wälzringes oder Schleißringes vorsieht, etwa dergestalt, daß man von einem seitlichen Ringbund aus, der die Abdichtung besorgt, achsparallele Nuten zur gegenüberliegenden Stirnfläche des Zwischengliedes führt. Dies hat den weiteren Vorteil, daß bei der Förderung körnigen Gutes die zum Durchsetzen dieses Gutes notwendige Zerkleinerung verbessert wird.In principle, expansion clearances can also be provided in the support areas of the stator, for example the stator plates 3 to the side of the parting planes to adjacent stator cavities 34. In some cases, a limited compensation is created even by providing recesses in the circumference of a rolling ring or wear ring, for example in such a way that axially parallel grooves lead to the opposite end face of the intermediate member from a lateral annular collar which provides the seal. This has the further advantage that the comminution necessary for the enforcement of this good is improved when conveying granular goods.

Claims (24)

1. Eccentric screw pump with a helical rotor (2), which rolls on a planetary path in a cross- sectionally elongated hollow cavity of a stator (1), in which the spatial contact curves on the rotor and stator are broken down into individual pump stages which are limited on their front face by separation planes (18) running radial to the pump axis (12) and of which each shows an eccentric (222) which is arranged angularly off-set by one angular sub-division (tr) of the rotor relative to the eccentrics of the adjacent pump stages and which carries at least one intermediary member (40, 140, 55, 240, 340, 68, 681, 682) guided in the stator cavity (34) of a pump stage between separation planes (18), free spaces being formed in the contact zone of each pump stage, characterized in that the free spaces are formed as free expansion spaces (51, 65, 67, 651-656) arranged between rotor (2) and stator (1), whose depth (nt) in an axial direction corresponds at least to the differential thermal expansion between rotor (2) and stator (1) effective in the individual pump stages.
2. Eccentric screw pump according to claim 1, characterised in that the depth (nt, 2nt) of the free expansion spaces (51 ... 656) is the same in all the pump stages and is adapted to the greatest local expansion difference of rotor (2) and stator (1).
3. Eccentric screw pump according to claim 1, characterised in that the free expansion spaces are formed by at least one recess formed at the front in the eccentric (22) and/or intermediary member and/or stator (1).
4. Eccentric screw pump according to claim 3, characterised in that the recess disposed in the eccentric (22) is formed as a peripheral groove (65) and is arranged displaced by the angular sub-division of the rotor (tr) relative to the longitudinal median plane (66) of the eccentric (22).
5. Eccentric screw pump according to claim 4, characterised in that the peripheral groove 65 of the eccentric has the form of a crescent-shaped cut-away (counter-sinking) whose inner limit is matched to the inner surfacen of the immediately adjacent intermediary member.
6. Eccentric screw pump according to claim 4, characterised in that the intermediary member is formed as a wear ring (68, 681, 682) which is at least couplable with the eccentric in the drive direction but which is longitudinally adjustable on the latter.
7. Eccentric screw pump according to claim 6, characterised in that the peripheral groove (654) is limited by an inclined surface such as a conical surface inclined to the rotor axis, which inclined surface is arranged with axial expansion distance from a complementary conical surface (655) of the wear ring (681).
8. Eccentric screw pump according to claim 6, characterised in that the recess (655) forming the free expansion space of the one part (e. g. wear ring 682) is arranged with a projection (656) of the other part (e. g. eccentric 22) projecting into it.
9. Eccentric screw pump according to claim 8, characterised in that the recess (656) has a depth (nt1) which is greater than the thermal expansion to be compensated and forms a take-up coupling with the projection which continuously projects into it.
10. Eccentric screw pump according to claim 9, characterised in that the eccentric (22) projects with its whole cross-sectional surface as the projection into the recess (656) of the wear ring (682) of an adjacent pump stage.
11. Eccentric screw pump according to claim 6, characterised in that the wear ring (683, 340) is rotationally adjustable at least over limited angles over its eccentric (22, 225, 226) and the coupling means linking the two parts show a « p)ay" of movement effective when there is a change of load.
12. Eccentric screw pump according to claim 11, with eccentrics disposed on a spline shaft, characterised in that the spline shaft is arranged as coupling means in the boundary surface (221) between the wear ring (683) and the cross-sectionally crescent-shaped eccentric (225).
13. Eccentric screw pump according to claim 11, characterised in that the coupling means show a coupling element (74) engaging by means of friction between eccentric (22) and wear ring (340).
14. Eccentric screw pump according to claim 13, characterised in that the coupling element (74) is loaded by a spring (75) and, to the side of the longitudinal median plane (66), is movable radially outwards in the eccentric (22).
15. Eccentric screw pump according to claim 11, characterised in that the coupling means show at least one stepping element for intermittently changing the relative rotational position of the wear ring on the eccentric.
16. Eccentric screw pump according to claim 15, characterised by a slip coupling arranged between eccentric (22) and wear ring (340).
17. Eccentric screw pump according to claim 1, whose intermediary members are rotationally mounted on their eccentric, characterised in that in at least one front surface of the intermediary members (240) an internal annular groove (67) is formed as the free expansion space, whose radial dimension (rr) is at least equal to the maximum radial projection of one eccentric (22) beyond an adjacent eccentric.
18. Eccentric screw pump according to claim 17, characterised in that the annular grooves (67) are each surrounded by a contact surface (70) aligned with the separation plane, whose radial dimension (ra) in total is greater than the greatest radial projection (rü) of one eccentric (22) beyond an adjacent eccentric.
19. Eccentric screw pump according to claim 1, characterised in that the free expansion spaces are located in the region of the separation planes (18) in the stator (1).
20. Eccentric screw pump according to claim 1, characterised in that in each pump stage two axially opposed intermediary members (40, 55) are arranged on the rotor (2) so as to be axially adjustable with respect to each other, and in that on their mutually facing front faces they show sealing, interprojecting projections (44, 59), which alternate in the peripheral direction, and grooves (45, 47), and they (the intermediary members) are urged apart in the direction of their axis (13).
21. Eccentric screw pump according to claim 20, characterised in that separate spring elements (47) are inserted between the two intermediary members (40, 55).
22. Eccentric screw pump according to claim 21, characterised in that the spring elements (47) are located as pressure springs, in particular distributed symmetrically about the axis, in recesses (46) of the projections.
23. Eccentric screw pump according to claim 20, with piston plates (55), displaceable in the stator cavity, as intermediary members, characterised in that the projections (59) and grooves (57) are exclusively transverse to the longitudinal or sliding direction of the piston plates (55).
24. Eccentric screw pump according to claim 23, characterised in that the projections (59) and grooves (57) formed as ribs are disposed exclusively over the length of the lateral guide surfaces (56) of the piston plates (55), distributed over their whole width.
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