Die Erfindung befaßt sich mit einem Stator zur Bildung einer Förderpumpe mit einer
solchen Förderpumpe (aus einem Stator und einem Rotor) und mit einem
eingeschränkt nachspannbaren Stator, bzw. einem zugehörigen Verfahren.
Es wird davon ausgegangen, daß der Aufbau einer Exzenterschneckenpumpe bekannt
ist, vgl. beispielsweise DE-C 33 04 751 (KTO). Die dort beschriebene
Exzenterschneckenpumpe hat eine sogenannte "konische Vorspannung", bei der der
lichte Raum radial innerhalb eines elastomeren Kerns innerhalb eines steiferen Mantels
zur Druckseite (der Austrittsseite) kleiner wird. Das wird erreicht durch eine
Reduzierung des lichten Raumes der langgestreckten Innenauskleidung, die bei
Einsetzen eines "zylindrischen Rotors" am Austrittsende eine höhere radiale
Vorspannung auf den wendelförmigen Rotor aufbringt und damit für höhere Drücke
geeignet ist. Soweit von einem zylindrischen Rotor gesprochen wird, ist ein
wendelförmiger Rotor gemeint, dessen Umfangsmaß bei einer Drehung ein
zylindrisches Bild ergibt. Demgegenüber ist der "konische Innenraum" tatsächlich nach
Art einer zweigängigen Wendel (im Sinne einer Helix) ausgebildet, deren LängsQuerschnitt
mit einer leicht geneigten Wellenlinie verläuft. Die Verbindung der inneren
Erhöhungen gibt eine konisch zulaufende Linie, weshalb der Innenraum oft auch als
"konisch" bezeichnet wird, wobei er eigentlich eine von einem Konus abweichende
konkrete Form besitzt. Von der Wirkung her entsteht aber eine zur Druckseite hin
stärkere (konische) Vorspannung des elastomeren Materials auf dem wendelförmigen
Stator.
Pumpen der beschriebenen Art mit einer konischen Vorspannung sind langjährig in
Gebrauch und können sicherstellen, daß auch ohne eine Nachspannmöglichkeit die
Lebensdauer des Stators (und damit der gesamten Pumpe) erhöht werden kann.
Aufgrund der stärkeren radialen Vorspannung bleibt insbesondere der druckseitige
Abschnitt der Förderpumpe langfristig dicht und für eine Förderung geeignet, allerdings
haben die Statoren mit konischer Vorspannung eine werksseitig vorgegebene
Förderrichtung mit einer klar definierten Eintrittsseite MES und einer Austrittsseite MAS.
Diese beiden Seiten dürfen im Betrieb nicht verwechselt werden. Nachdem die
konische Vorspannung bereits dafür sorgt, daß eine Wartungsfreiheit gegeben ist, also
mechanische Nachspannungen nicht nötig sind, kann eine Vertauschung des Eingangs
und des Ausgangs für einen Nachspannvorgang in der Regel nicht geschehen.
Dennoch sind diese Statoren in ihrer Standzeit beschränkt.
Aus der DE-A 43 12 123 (Artemis) kann der Fachmann einen Stator für
Exzenterschneckenpumpen entnehmen, der nachspannbar ist. Der Mantel hat längs
verlaufende Schlitze, um das Nachstellen zu vereinfachen, allerdings enden die
Schlitze auf der Saugseite kurz vor dem zu gehörigen Ende, so dass ein quer zur
Achse verlaufender Metallstreifen verbleibt (dort Figur 5 und Spalte 2, Zeilen 57 bis 61),
alternativ kann der Schlitz auch ganz durchgehend gestaltet sein (dort Figur 6,
Bezugszeichen 16), allerdings zwei deutlich verschiedene Breiten aufweisen. Soweit
Schlitze mit konstanter Breite beschrieben werden, werden mehrere Schlitze
beschrieben (dort Figur 4), soweit nur ein Schlitz gezeigt ist, ist er nach der dortigen
Figur 6 durchgehend, aber mit zwei stark unterschiedlichen Breiten. Wesentlich sind
dort also "konische Schlitze" beschrieben, die entweder ganz durchgehend verlaufen,
deren Ende einen Abstand vom saugseitigen Ende aufweist oder zwei verschiedene
Breiten besitzt, wenn er durchgehend verläuft. Ohne es ausdrücklich zu erwähnen, wird
bei der beschriebenen Ausbildung eine Verlängerung der Standzeit eines Stators,
hauptsächlich aber eine Verbesserung der Bediensicherheit (dort Spalte 3, Zeilen 12
bis 18 und Spalte 1, Zeilen 29 bis 33) der Pumpe erreicht.
Soll eine Verlängerung der Standzeit (der Lebensdauer) eines Stators erreicht werden,
was insbesondere für teure größere Statoren gilt, greift man auf nachspannbare
Statoren zurück, bei denen von der Herstellungsseite anfangs nicht festgelegt sein
kann, welches die Eintritts- und welches die Austrittsseite ist. Aufgrund von
auftretendem Verschleiß erfolgt nach einer Gebrauchszeitspanne eine mechanische
Nachspannung, die stärker zum druckseitigen Ende ausgeprägt ist. Es hat sich hierbei
im praktischen Gebrauch gezeigt, daß oft versehentlich auch die Eingangsseite (die
einem geringeren Verschleiß unterliegt) einer solchen Förderpumpe nachgespannt wird
und damit ihre Funktion nicht mehr gewährleistet ist. Wird demzufolge versehentlich
auch am Eingang nachgespannt, so erhöht sich an dieser Eingangsseite der radiale
Anpreßdruck des elastomeren Kerns auf die rotierende Schraube als Rotor, ohne daß
es hier notwendig wäre. Die Funktion der Pumpe kann langfristig nicht mehr
gewährleistet werden.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, Sicherheit gegen eine Fehlbedienung
oder eine fehlerhafte Wartung einer solchen langgestreckten Förderpumpe zu schaffen
und dabei auch einen ungeübten Benutzer davon abzuhalten, eine Wartung
unvorschriftsmäßig oder fehlerhaft vorzunehmen. Auch soll mit der Erfindung eine
preisgünstige Fertigung erzielt werden, die es trotz Sicherheit gegen Fehlbedienungen
und längerer Standzeit erlaubt, Statoren und mit ihnen aufgebaute Pumpen
preisgünstig zu gestalten. Trotz preisgünstiger Herstellung soll ihre Betriebssicherheit
auch weiterhin langfristig sichergestellt sein, also nicht durch eine Schlitzung des
Stators beeinträchtigt oder potentiell unsicher werden.
Die Erfindung schlägt dazu einen Stator nach Anspruch 1, 20 oder Anspruch 37 vor.
Ebenfalls vorgeschlagen wird eine langgestreckte Förderpumpe nach Anspruch 25, die
einen solchen beschriebenen Stator und einen solchen beschriebenen exzentrisch
drehbaren Rotor besitzt.
Auch vorgeschlagen wird eine "Spannschelle", die als ein Spannmantel langgestreckt
und umfänglich um einen Stator herumgreift (Anspruch 30 oder 36), aber losgelöst ist
von einem eigentlichen Stator mit einem elastomeren Kern, der zugeliefert,
ausgetauscht, oder gesondert von der Spannschelle ist, funktionell aber mit der
Spannschelle (der nachspannbaren Statormantelschelle) gemeinsam bei der
Anwendung Einsatz findet.
Die beschriebenen Statoren können auf der Eintrittsseite im Durchmesser oder Umfang
nicht mehr (oder nur unwesentlich) nachgespannt werden. Sie besitzen beispielsweise
(nur) einen axial nicht durchgehenden Spannspalt in einem Mantel, der um den
elastomeren Kern herumgelegt ist. Aufgrund eines verbleibenden festen Stegs oder
einer "Spannsperre" auf der Eintrittsseite, wobei der Steg seine im wesentlichen
zylindrische Form beibehält, kann in diesem Bereich eine radiale Nachspannung (zur
Durchmesserverringerung) nicht oder nur ganz gering erfolgen. Es entsteht eine
Spannsperre als Sperre gegen (größere) Reduzierungen des Durchmessers auf einem
Stück der axialen Länge, das nahe der Eingangsseite gelegen ist, bevorzugt einen
anfänglichen Bereich von unter 30mm einnimmt (Anspruch 16).
Der Steg kann im wesentlichen auf gleichem radialem Maß liegen, wie der Mantel,
wenn der Spalt nicht durchgehend verläuft. Es kann aber auch ein durchgehender Spalt
nahe dem Eintrittsende mit einem beispielsweise stegartigen Abstandshalter auf einem
vom Mantelradius abweichenden Radialmaß fixiert sein, um Spaltveränderungen zu
sperren. Andere auf der Eingangsseite gelegene "Spannsperren" sind auch möglich
(Anspruch 29,33,34).
Bei einem Stator mit Elastomerkern kann es sich im Neuzustand vorteilhaft um einen
solchen mit einer in Axialrichtung zunehmenden "konischen Vorspannung" handeln
(Anspruch 1 oder 24). Eine solche "konische Spannung" ergibt sich auch bei einer
mechanischen Nachspannung während des Betriebs (Anspruch 6, Anspruch 14).
Zu dieser mechanischen Nachspannung kann eine Spanneinrichtung verwendet
werden, die unmittelbar am Mantel angeordnet ist, der selbst aus einem metallischen
Material gefertigt sein kann (Anspruch 3). Der metallische Mantel weist dann einen
nicht durchgehenden Spannspalt auf. Ohne einen solchen eigenen metallischen Mantel
kann ein Stator mit einem Hartgummimantel mit einer zusätzlichen metallischen
Spannschelle versehen werden (Anspruch 8), welche die Spannaufgabe übernimmt. Ihr
Spannspalt ist auch nicht durchgehend in seiner Breite veränderbar.
Als begrenzende Spannsperre (Anspruch 20), bspw. ein Steg (Anspruch 15), können
mehrere Varianten an verschiedenen Statoren dienen.
(i) Ein Stator mit einem Hartgummimantel, der den elastomeren Innenkern umfaßt
und keine Schlitzung aufweist, aber zur Durchmesserveränderung und zum
Nachspannen zusammengedrückt wird, von einer Spannschelle, die auf der
Eingangsseite entweder nicht oder nur stark begrenzt nachspannbar ist. Diese
Spannschelle ist als "nachspannbarer Spannmantel" um den Hartgummimantel
herumgelegt. Als Statoren eignen sich nicht nur solche mit einer zylindrischen
Öffnung, sondern auch solche mit einer konisch sich verjüngenden Öffnung bzw.
Öffnungsweite, die bereits werksseitig eine steigende Vorspannung längs der
axialen Erstreckung auf den drehenden Rotor ausüben. (ii) Statoren mit einem Metallmantel, der den elastomeren Kern umschließt, wobei
ebenfalls solche mit konischer Vorspannung und nicht konischer Vorspannung
hinsichtlich des elastomeren Innenkerns Anwendung finden können, und zwar in
folgenden Anwendungen
(a) Eine Mehrfachschlitzung in dem Metallmantel, bestehend aus
umfänglich beabstandet angeordneten Schlitzen, wobei ein
metallischer Spannmantel zusätzlich herumgelegt wird, um diesen
schon nachspannfähigen Stator in der Anwendung nachzuspannen, mit
einem eingangsseitig stark beschränkt oder nicht nachspannbaren
Abschnitt und ausgangsseitig regulär nachspannbarem Mantel. (b) Ein Metallmantel mit nur einfacher Schlitzung kann ohne eine
zusätzliche Spannschelle (ein metallischer Spannmantel gemäß obiger
Darstellung) auskommen, wenn bereits integrierte Spannschellen
beidseits des Einfachschlitzes angeordnet sind, wobei auch hier
eingangsseitig eine vollständige oder zumindest stärkere Begrenzung
der Nachspannfähigkeit durch eine mechanische Anordnung (Sperre,
Steg, Blockierung, Hülse oder ähnliches) vorgesehen ist.
Der umlaufende Steg kann zusätzlich als ein Ort dienen, an dem der Stator
eingangsseitig angeflanscht wird, zu seiner mechanischen Fixierung an dem unteren
Ende eines Speichertrogs zum Zuführen des zu fördernden körnigen und noch
fließfähigen Mischmaterials, das z.B. ein Verputzmaterial sein kann (Anspruch 2).
Der eingangsseitige, bevorzugt zylindrisch ausgestaltete Steg, der als Spannsperre
dient, verhindert die ungewollte Reduzierung des lichten Maßes des Innenraums am
Eingang, so daß lediglich Veränderungen bis zum gegenüberliegenden Endbereich des
Innenraums hin zu kleineren lichten Durchmessern für das Nachspannen möglich ist.
Die zum Spannen vorgesehenen Spannschrauben, die sich in Abständen in den
langgestreckten Leisten befinden, brauchen dabei nur in denjenigen Bereichen
nachgespannt zu werden, die der Druckseite näher liegen. Die der Eintrittsseite
nächstliegende Spannschraube braucht nicht aktiv angezogen zu werden, sondern nur
nachgeführt zu werden, um eine Sperre gegenüber einem zu großem Aufweiten bei
Durchtritt von größeren Körpern (beispielsweise Steinen oder Steinstücken) zu
erhalten. Eine Abdrückschraube kann näher der Ausgangsseite für eine innere Grenze
eines Nachspannvorganges dienen oder das radiale Zuspannen begrenzen durch
einen gegensinnigen Druck. Je nach Länge der Pumpe können auch mehr als
beispielsweise drei Spanneinrichtungen Anwendung finden, wohingegen als einzelne
Nachspannbegrenzung zumeist nur eine Abdrückschraube Einsatz findet
(Anspruch 18).
Die Austrittsseite ist im Betrieb die Druckseite (Anspruch 5). Die Umschreibung des
wendelförmigen Rotors und der axial bewegten Förderkammern ergibt sich aus
Anspruch 4. Das Elastomer ist axial durchgehend. Auch umfänglich ist der
Elastomerkern ohne Unterbrechungen.
Eine konische Vorspannung kann bereits im neuen Zustand vor einer ersten Benutzung
vorliegen (Anspruch 6). Sie kann sich aber auch im Zuge der Benutzung durch
Nachspannen des Stators mit einer Spanneinrichtung ergeben (Anspruch 8,10). Der
Stator kann im Neuzustand ein im Wesentlichen zylindrisches Außenmaß besitzen.
Es kann nur ein einziger Spalt im Mantel vorgesehen sein, der entsprechend breit
ausgebildet wäre (Anspruch 11,12). Diese Breite liegt oberhalb von denjenigen
einzelnen üblichen Breiten durchgängiger Schlitze in geschlitzten Spannmänteln, die
heute gebräuchlich sind.
Soll im Spalt der Elastomerteil, der durch einen breiten Schlitz offen zutage liegt,
zusätzlich gestützt werden, kann ein Stützstreifen aus metallischem Material
zwischengelegt werden. Er kann sich auf der ganzen Länge des Stators erstrecken,
besonders bei breiten Schlitzen (Anspruch 39 oder 41).
Der Stützstreifen aus metallischem Material deckt das Elastomerteil als Zwischenlage
ab und verhindert, dass ein während des Pumpvorgangs pulsierendes Elastomer aus
dem Schlitz herausgedrückt wird. Das würde zu Leistungseinbußen bzw. in einigen
Fällen auch zum Bruch und Verlust der Dichtheit des Elastomers führen, verbunden mit
der Gefahr, dass das unter Druck stehenden Fördergut durch die Bruchstelle hindurch
nach außen gelangen könnte und umherstehende Personen gefährden würde. Das mit
fortschreitender Länge der Pumpe unter höherem Druck stehende Fördergut ist
besonders nahe der Austrittsseite sicher zu beherrschen, so dass statt einer
vollständigen Abdeckung des gesamten Schlitzes (Anspruch 42) auch eine
Teilabdeckung möglich ist, bevorzugt aber im druckseitigen Bereich (MAS).
Nachdem nur ein Schlitz herzustellen ist, beispielsweise durch Fräsen, können Kosten
eingespart werden gegenüber denjenigen Varianten, die mehrere Schlitze besitzen und
die Kosten für die Anbringung des Stützstreifens sind sogar geringer, als die
eingesparten Fertigungskosten, was die Kosten für den Stützstreifen selbst einschließt.
Zur Befestigung des Stützstreifens genügt eine einseitige Fixierung, beispielsweise
durch Schweißen (Anspruch 44,45). Aufgrund der nur einseitigen Fixierung kann die
andere Längsseite frei auf der Innenseite des Mantels ihm gegenüber relativ bewegt
werden, was gegenüber der Nachspannarbeit ansteht.
Der Stützstreifen ist im Wesentlichen entsprechend der Krümmung des Mantels in
Querrichtung gekrümmt (Anspruch 51), hat aber in Längsrichtung zwei im Wesentlichen
parallel verlaufende Längsseiten, von denen die eine zumindest ein Stück weit an der
Innenseite angeheftet ist (Anspruch 40,43,44).
Um die Kosten des Stützstreifens zu reduzieren, muß er keine beliebige Breite haben,
sondern kann eine nur ausreichende Breite in Querrichtung (zur Achse) besitzen,
welche größer ist, als die Spaltbreite (Anspruch 49), aber unter Bildung einer
Überlappungszone auf beiden Seiten des Spaltes nicht weiter reicht, als jeweils die
Spaltbreite auf jeder Seite (Anspruch 46). Andererseits ist die Überlappung bevorzugt
größer als 20% der Spaltbreite (Anspruch 47). Anders umschrieben, ist die
Überlappung auf der einen und auf der anderen Seite jeweils größer als im
Wesentlichen 20% bis über 40% der Spaltbreite (Anspruch 48). Damit ist ausreichende
Sicherheit durch hinreichende Überlappung beidseits des Spaltes gegeben, bei
größtmöglicher Einsparung von Material für die Stützstreifenbreite.
Hinsichtlich der Stärke/Dicke des Stützstreifens ist er gegenüber einem metallischen
Mantel dünner gestaltet (Anspruch 50), um ihn beispielsweise leichter gekrümmt
ausbilden zu können. Er kann aber auch aus herausgeschnittenen Segmenten eines
eigenen, dünneren Rohres entstehen, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen
dem Innendurchmesser des Metallrohres des Statormantels entspricht. Als
Statormantel kommt auch eine solche Mantelvariante in Betracht, die als Spannmantel
Verwendung findet, in Verbindung mit einem austauschbaren elastomeren Innenstator.
Hier liegt der Stützstreifen dann entweder auf der Innenseite der Spannschelle (bei
elastomeren Innenstatoren mit durchgehendem Hartgummimantel, vorhergehende
Vatiante (i)), oder auf der Innenseite eines metallischen Stützmantels zwischen dem
elastomeren Innenkern und dem metallischen Mantel (vgl. die eingangs angegebene
Ziffer (ii)). Auch eine Variante ist realisierbar, bei der die Sperre am Eingang dadurch
vorgenommen wird, dass dem metallischen Stützstreifen an dieser Stelle eine
beidseitige Fixierung an beiden Längsseiten beigegeben wird, beispielsweise durch
beidseitiges Schweißen, während der Stützstreifen auf dem längeren Restabschnitt nur
einseitig fixiert ist (Anspruch 52, Anspruch 53). Hinsichtlich der Abmessungen der
doppelten Schweißung und der Verwendung des Stützstreifens als Spannsperre am
Eingang kann auf die übrigen Angaben zu dem "verbleibenden festen Steg" auf der
Eingangsseite MES verwiesen werden. Ist er hier auf einem kurzen Stück von beiden
Längsseiten befestigt, können sogar beide Längsseiten im übrigen Abschnitt des
Stützstreifens ohne eine Fixierung mit dem Statormantel verbleiben, was Aufwand und
Kosten für längere Schweißnähte vermeidet und eine leichtere Zugänglichkeit zu den
Schweißstellen nur im Eingangsbereich MES sicherstellt.
Es können auch mehrere parallele axiale Mantelspalte vorgesehen sein (Anspruch 7).
Sie können selbst ein geringeres Breitenmaß aufweisen, um in Summe gesehen größer
zu sein, als der einzige Spalt in einem heute gebräuchlichen Statormantel.
Je größer (länger oder im Durchmesser größer) die Förderpumpe ist, desto breiter kann
der Spalt sein, um ein großes Maß an radialer Nachspannung auf der Druckseite zu
erreichen. Lange Statoren sind in der Regel teure Statoren, so daß gerade hier eine
lange Lebensdauer erwünscht ist. Beispielmaße ergeben sich in einem Längenbereich
von im wesentlichen 200mm bis 700mm eines Stators zugehörige Schlitzbreiten von
zwischen im wesentlichen 10mm, 15mm und 25mm, bis hin zu 30mm und 40mm bei
einem Einzelschlitz im Mantel (Anspruch 11). Bei Mehrfachschlitzen in einem
Statormantel beträgt die Schlitzbreite im wesentlichen 4mm bis 5mm, bis hin zu 8mm.
Die verbleibende Steglänge auf der Eintrittsseite ist vom Wesen hier nicht proportional
abhängig von der Länge der Förderpumpe (Anspruch 17), sollte aber bezogen auf die
Länge ausreichende Stabilität bieten. Sind mehrere parallele Spannspalte am Mantel
vorgesehen, so enden alle diese Spalte auf der Eintrittsseite vor dem stirnseitigen
Ende des Stators. Sie sind aber zur Ausgangsseite durchgehend bis zum stirnseitigen
Ende auf der Druckseite (der Ausgangsseite). Bei Vorsehen von mehreren umfänglich
beabstandeten Spalten im Mantel ist die Verwendung eines gesonderten
Spannmantels sinnvoll, der mit nur zwei axial erstreckenden Spannleisten ein
umfängliches Zusammenspannen ermöglicht (Anspruch 9).
Ein Hineinerstrecken des Spannmantels in den (zylindrischen) Stegbereich an der
Eintrittsseite, der als Spannsperre dient, legt gleichzeitig den gesonderten Spannmantel
(externe "Spannschelle") im radialen Maß und Umfangsmaß an der Eintrittsseite fest
(Ansprüche 23,19).
Obwohl der Stator als nachspannbarer Stator beschrieben ist, ist er nicht entlang seiner
ganzen Länge nachspannbar. Trotz seiner Nachspannbarkeit kann er bereits im
fabrikneuen Zustand mit einer konischen Vorspannung versehen sein (Anspruch 25).
Soweit zuvor erläutert worden ist, daß an der Eingangsseite eine Sperre vorgesehen
ist, dient diese Sperre dazu, eine Nachspannung am Eingang stärker, insbesondere
wesentlich stärker zu blockieren, als auf der Austrittsseite. Das umfaßt einerseits die
Möglichkeit, daß die Sperre eine vollständige Sperre ist, die jede Nachspannmöglichkeit
am Eingang unterbindet, wie beispielsweise durch einen vertikalen Flansch, einen
umlaufenden Steg, ein aufgeschweißtes Zwischenstück über einen durchgehenden
Mantelschlitz oder ähnliches, andererseits umfaßt dieses aber auch die Möglichkeit, die
Nachspannung so zu sperren, daß eine kleine oder geringfügige Bewegung zur
geringfügigen Durchmesserveränderung am Eingang zugelassen ist, wenn
beispielsweise eine Hülse oder ein Steg über einem durchgehenden Mantelschlitz
oberhalb dessen und zwischen zwei Spannleisten so angeordnet ist, daß sie nicht
schon werksseitig berührend ausgebildet ist, sondern eine geringfügige Bewegung der
Spannleisten gegeneinander erlauben. Dies wiederum bedeutet aber nicht, daß eine
Nachspannung am Eingang erforderlich ist, vielmehr soll die Nachspannfähigkeit am
Eingang herabgesetzt werden gegenüber dem Ausgang, an welchem die
Nachspannfähigkeit viel größer ist, als am Eingang.
Das soll so zum Ausdruck gebracht werden, daß an der Eintrittsseite eine
Spaltreduzierung des Nachspannspalts gesperrt wird, und zwar seine Herabsetzung
unter ein vorgegebenes Maß (größer Null), wobei das Anschlagen der beiden
Innenkanten des Spannspaltes (Spaltmaß Null) nicht dasjenige Maß ist, das hierbei
gemeint ist, vielmehr ist ein vorhergehendes Maß gemeint, das bei Anschlagen einer
zwischenliegenden Sperre zwischen den Spannleisten (vgl. dazu die Figuren 10 bis 13)
beginnt Wirkung zu zeigen.
All diese Realisierungen sollen von der Umschreibung "Sperre gegen
Spaltreduzierungen" umfaßt sein, aber nicht diejenige Sperre, die dann eintritt, wenn
die beiden zueinander weisenden Innenkanten eines durchgehenden Spaltes im
Grenzfall aneinander anstoßen und damit auch ein noch weiteres Nachspannen durch
Durchmesserveränderung "Sperren". Gemeint ist eine vor diesem Zustand liegende
Spannsperre am Eingang (Anspruch 1, Anspruch 20 hinsichtlich der Spannbegrenzung
oder Sperre, Anspruch 25 hinsichtlich der Unterschiede der Spannfähigkeit am Eingang
und Ausgang sowie Anspruch 30 oder 37 hinsichtlich der eingangsseitigen Begrenzung
einer Durchmesserveränderung). Anspruch 38 bringt das zum Ausdruck, wobei die
wesentliche Veränderung des Durchmessers eine solche ist, die betrieblich zur
Nachspannung sinnvoll ist, bzw. sinnvoll wäre, nachdem sie erfindungsgemäß auf der
Eingangsseite gerade nicht stattfinden soll. "Wesentlich" bringt zum Ausdruck, dass es
bezogen auf die tatsächliche Schlitzbreite, die im übrigen Stator eingesetzt wird und
dort zur Nachspannung zur Verfügung steht, auf der Eingangsseite entweder gar nicht
zur Nachspannung zur Verfügung steht oder nur zu einem unwesentlichen Teil, der
relativ zur Spaltbreite zu bemessen ist. Wenn die Spaltbreiten zwischen 10mm bis
30mm, sogar hin bis 40mm betragen, in beispielhaften Realisierungen von 15mm,
20mm, 22mm, 28mm, 40mm, so soll sich eine Nachspannung am Eingangsbereich,
wenn überhaupt möglich, über nicht mehr als 10% bis maximal 20% erstrecken,
insbesondere aber weit darunter. Aus den Maßen, die sich als Umfangsmaße ergeben
(als Schlitzbreite, nur geringfügige Reduzierung der Schlitzbreite oder wesentliche
Sperre der Reduzierung der Schlitzbreite) wird auf ein Durchmessermaß geschlossen,
welches entsprechend "nicht wesentlich" reduzierbar sein soll, bezogen auf die
Eintrittsseite. Bei einem Durchmesser des Stators zwischen im wesentlichen 90mm bis
hin zu im wesentlichen 270mm ist dabei erkennbar, dass für die Definition "wesentlich"
und "geringfügig" keine spezifische Maßangabe gegeben werden kann, sondern das
fachmännische Verständnis angelegt werden muß, das sich einerseits am absoluten
Wert und andererseits an dem Sinn und Zweck orientiert, den der Fachmann mit einer
Nachspannfähigkeit zu erreichen wünscht bzw. hier am Eingang gerade nicht erreichen
soll.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen ihr Verständnis erläutern und ergänzen.
- Figur 1
- ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Förderpumpe im nicht
nachgespannten Zustand, wobei der Stator und ein Spannmantel
dargestellt sind. Der Rotor ist zur Schaffung von Übersichtlichkeit
weggelassen, nur hinsichtlich seiner Lage 9 angedeutet.
- Figur 2
- ist eine Stirnansicht von der Eintrittsseite MES von Figur 1.
- Figur 3
- ist eine Schnittansicht auf der axialen Länge der letzten
Spannschraube 44c von Figur 1. Die Schnittebene ist mit A-A bezeichnet.
- Figur 4
- veranschaulicht einen Stator in einem nicht nachgespannten Zustand,
dargestellt ohne eine Spannschelle oder einen Spannmantel.
- Figur 4a,
Figur 4b
- sind die beiden Stirnansichten der Eintrittsseite und der Austrittsseite,
wobei der elastomere Kern 10 schraffiert dargestellt ist.
- Figur 5
- zeigt einen an der Druckseite MAS nachgespannten Stator, mit einem
sich stetig verjüngenden Spalt 23 zwischen eingangsseitigem Ende 23a
und ausgangsseitigem Ende 23b, wobei der Spannmantel, der diese
konische Vorspannung bewirkt, zur Verdeutlichung weggelassen ist.
- Figur 5a,
Figur 5b
- sind die beiden Stirnansichten der Figur 5, mit einem schraffiert
dargestellten Kern 10.
- Figur 6
- ist ein Querschnitt in Axialrichtung entlang der Achse 100, wobei die
geometrische Gestalt des elastomeren Kerns 10 ebenso ersichtlich ist,
wie die konisch verjüngende Ausbildung des Innenraums 11,
entsprechend den Bezugslinien K. Ein Spannschellenmantel ist zur
Veranschaulichung weggelassen, ist aber Ursache für die konische
Verjüngung zur Druckseite MAS.
- Figur 7
- ist eine Ausführungsform eines Stators mit integrierten Spannleisten, die
direkt an einem metallischen Statormantel 20' angeordnet sind.
- Figur 7a,
Figur 7b
- sind zwei stirnseitige Ansichten von Figur 7.
- Figur 8
- ist Figur 7 im nachgespannten Zustand, mit einem verjüngten Spalt 23 auf
der Druckseite MAS.
- Figur 8a,
Figur 8b
- sind stirnseitige Ansichten von Figur 8 mit schraffiert dargestelltem
durchgehenden elastomeren Kern 10.
- Figur 9
- ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stators im nicht
nachgespannten Zustand, wobei zur Verdeutlichung ein Spannmantel als
Spannschelle weggelassen ist.
- Figur 9a,
Figur 9b
- sind zwei Stirnansichten der Darstellung von Figur 9.
- Figur 10
- ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stators im nicht
nachgespannten Zustand, mit einem aufgelegten Spannmantel als
Spannschelle ("Mantelschelle").
- Figur 10a,
Figur 10b
- sind zwei Stirnansichten der Darstellung von Figur 10.
- Figur 11
- ist eine erste Spannsperre an der Eintrittsseite MES.
- Figur 12
- ist eine alternative Spannsperre an der Eintrittsseite.
- Figur 13
- ist eine alternative Spannsperre an der Eintrittsseite.
- Figur 14
- ist eine Eintrittsseite MES und eine Austrittsseite MAS eines Stators
entsprechend Figur 7, mit einem Statormantel 20'.
- Figur 15
- ist eine Stirnansicht der Figur 14 im Ausgangsbereich MAS.
- Figur 16
- ist eine der Figur 14 entsprechende Darstellung eines Eingangs- und
Ausgangsabschnitts, hier der Figur 4, mit einem Statormantel 20.
- Figur 17
- ist eine Stirnansicht der Ausgangsseite von Figur 16.
- Figur 17a
- ist eine Ausschnittsvergrößerung des eingekreisten Bereiches von
Figur 17 zur Veranschaulichung des Randbereiches eines Stützstreifens.
In allen Darstellungen ist der Rotor nur schematisch so dargestellt, wie in Figur 2 mit 9
bezeichnet. Er wird von einem lichten Innenraum 11 aufgenommen, der von der
inneren Wand (Oberfläche) der elastomeren Innenauskleidung 10 gebildet wird. Die
Form und Gestalt dieser elastomeren Innenauskleidung bzw. ihrer inneren Wand 10a
ergibt sich am besten aus Figur 6. Hier ist die Eingangsseite des Innenraums 11 mit
11a und die Ausgangsseite mit 11 b bezeichnet. Im Längsschnitt entlang der Achse 100
sorgt die elastomere Innenauskleidung 10 für einen wellenförmigen Verlauf, der mit den
dargestellten gewendelten Hilfslinien erkennen läßt, daß es sich um ein zweigängiges
Gewinde handelt, das umfänglich verläuft und eine Steigung besitzt. Im Schnitt ergibt
sich ein wellenförmiger Verlauf und sowohl die inneren Maxima, wie auch die radial
äußeren Minima können mit einer Linie verbunden werden, wie das mit den
Hilfslinien K verdeutlicht ist. Bei einer "konischen Vorspannung" ist eine der Hilfslinien
zur Achse 100 geneigt, wie strichliniert dargestellt gegenüber einer zylindrischen Form
des Hohlraums 11 oder des Mantels 20. Es wird eine Reduzierung des Durchmessers
für eine konisch ansteigende Vorspannung erzielt, wenn ein "zylindrischer Rotor"
verwendet wird. Mit der beschriebenen Gestaltung ist die zweigängige Schraube des
Innenraums zum Zusammenwirken mit einem drehenden schraubenförmigen Rotor
vorgesehen, unter Bildung von axial bewegten Förderkammern, die das zu fördernde
Medium aufnehmen und entlang der Achse von der Eintrittsseite (links im Bild) zur der
Austrittsseite (rechts im Bild) fördern und dabei unter einen steigenden Druck setzen.
Zur Druckseite (Austrittsseite des Materials) ergibt sich ein Anstieg der Vorspannung,
wobei ein zunehmender Verschleiß auf der Austrittsseite, respektive ein Reduzieren der
hier wirkenden radialen Vorspannung der nach innen weisenden Oberfläche 10a des
elastomeren Kerns 10, eine Herabsetzung der Förderleistung bewirkt.
Die Förderleistung kann wieder verbessert werden, wenn der Stator nachgespannt wird.
Eine Nachspannung kann durch eine Spanneinrichtung erfolgen, wie sie beispielsweise
in Figur 1 gezeigt ist. Figur 1 veranschaulicht hier einen mit einem Spalt 43 versehenen
Spannmantel 40, der stirnseitig auch in den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist. Er erstreckt
sich im wesentlichen über die gesamte Länge des von ihm aufgenommenen Stators mit
einem Mantel 20, der ein Metall- oder Hartgummimantel sein kann. Der innere
Mantel 20 kann aus einem Metall, insbesondere Stahl, oder einem Hartgummi gebildet
sein. Er umgibt und festigt den elastomeren Kern 10. Der äußere metallische
Spannmantel 40 ist vorzugsweise aus Stahl.
Die Eintrittsseite MES (linksseitig) und die Austrittsseite MAS (rechtsseitig) legen den
Eintritt (Saugseite) für das zu fördernde Material und die Druckseite der Förderpumpe
fest. Diesen Bereichen entsprechen die zuvor erläuterten Innenabschnittsenden 11a
und 11b des langgestreckten Innenraums 11.
Der von dem Spannmantel 40 mit einem Spannspalt 43 aufgenommene Stator ist in
den Figuren 4 und 5 ohne einen aufgelegten Spannmantel besser ersichtlich. Diese
Figuren sollen zusammen erläutert werden.
Ausgehend von einem zylindrischen Zustand nach Figur 4 hat der Stator einen im
wesentlichen zylindrischen Zustand hinsichtlich der Außenseite (des Mantels 20). Ein
Spalt oder Schlitz 23 erstreckt sich von der Ausgangsseite MAS nicht ganz
durchgehend, aber bis weit hin zur Eintrittsseite MES. Es verbleibt ein Steg 22, der im
wesentlichen zylindrisch in seiner umfänglichen Erstreckung ausgebildet ist und eine
axiale Länge a aufweist. Wird der Stator nach Figur 4 mit der Spannschelle von Figur 1
nachgespannt, ergibt sich die Ausbildung des Stators nach Figur 5. Hier ist der
Stegabschnitt 22 entlang seiner Längserstreckung a im Durchmesser unverändert. Im
Druckbereich tritt die stärkste Durchmesserreduktion ein. Zwischen diesen beiden
Enden ist eine stetige Reduzierung der Breite des Spaltes 23 zu erkennen, wobei die
Ausgangsbreite b1 des Spaltes 23a gegenüber der Figur 4 unverändert ist, aber die
Endbreite b2 bei 23b entsprechend der gewünschten Vorspannung herabgesetzt ist.
In den Stirnansichten der Figuren 4a,5a sowie 4b,5b sind die Veränderungen der
Statorenden ersichtlich.
Die Stirnansichten sind dabei eigentlich Schnittansichten, die ein geringes Maß entlang
der Achse 100 in den Stator hinein verlagert sind, um den elastomeren Kern mit Kontur
deutlich werden zu lassen. In einem Vergleich der Figuren 4b,5b ist auf der
Austrittsseite die Veränderung der Spaltbreite des Spaltes 23 in dem Mantel 20 zu
erkennen.
Auch Figur 6 veranschaulicht bei axialem Schnitt die Veränderung des Durchmessers
von einem Eingangs-Durchmessers d1 zu einem Ausgangs-Durchmesser d2, bezogen
auf den Mantel 20. Der Eingangs-Durchmesser d1 ist nach dem Spannvorgang
unverändert, nachdem der Steg 22 eine entsprechende Anpassung der Spaltbreite hier
sperrt und somit eine Spannsperre eines nachspannbaren Stators in einem begrenzten
Ausmaß auf der Eingangsseite bildet.
Die Förderrichtung F und die Eingangsseite sowie Ausgangsseite ist in sämtlichen
Figuren gleich belassen worden und gilt auch für die folgenden Figuren.
Der Spannvorgang und die zugehörigen mechanischen Spanneinrichtungen
(Spannhilfen) sollten zu Figur 1 noch ergänzt werden. Mit Leisten wird das zuvor an
den Figuren 4, 5 und 6 beschriebene Nachspannen erreicht. Zwei Spannleisten 41,42
sind axial sich erstreckend vorgesehen. Sie haben eine radiale Höhe, die das
Durchtreten von Schrauben 44a,44b,44c im axialen Abstand ermöglicht. Die
Schraubbolzen sind durch nicht mit Gewinde versehene Öffnungen hindurchgesteckt.
Dagegen ist eine Schraubeinrichtung 45 so vorgesehen, daß in einem Gewinde auf der
einen Leiste eingreift und an der Innenfläche der gegenüberliegenden Leiste 41
berührend anliegt. Sie begrenzt die maximale umfängliche Reduktion des Umfangs, zur
Festlegung oder Vorgabe der Veränderung des Spaltmaßes 23 und auch 43.
Der zuvor beschriebene Spalt 23 des (inneren) Mantels 20 liegt im wesentlichen
unterhalb des Spannspaltes 43 des (äußeren) Spannmantels 40. Der gesonderte
Spannmantel 40 ist axial etwas kürzer, als der Stator mit seinem Mantel 20, wobei der
umfängliche (metallische) Steg 22 noch teilweise von dem Spannmantel 40 überlappt
wird, in einem Bereich c. Mit diesem Überlappungsabschnitt wird der
Anfangsdurchmesser des Spannmantels 40 festgelegt, der mit der ersten
Spanneinrichtung 44 nicht aktiv spannend, eher nur fixierend beibehalten wird. Der
wesentliche Spannvorgang wird durch die Schrauben 44b,44c erzielt, begrenzt durch
das Widerlager 45. Das Widerlager 45 ist in der zweiten Hälfte der Statorlänge
vorgesehen.
Für einen Nachspannvorgang wird die Schraube 45 zunächst gelöst und dann die
Schrauben 44b,44c mit einer unterschiedlichen Anzahl von Umdrehungen angezogen,
so daß die Leisten 41,42 sich annähern, und zwar stärker zur Druckseite MAS hin
annähern. Je weiter die Schraubeinrichtungen zur Druckseite hin orientiert sind, desto
größer ist das Winkelmaß ihrer Betätigung (Anzahl der Umdrehungen). Anschließend
wird die Fixierschraube 45 wieder angezogen, so daß eine gegenseitige Fixierung
durch Zusammenspannung und Beabstandung erreicht wird. Die dem Eingang
nächstliegende Spanneinrichtung 44a wird nur nachgeführt, ohne daß sie großen
radialen Druck auf den inneren Mantel 20 ausüben soll.
An der Schnittdarstellung der Figur 3 oder der Stirnansicht der Eingangsseite der
Figur 2 ist ersichtlich, daß der Mantel 20 eingangsseitig nicht unterbrochen ist, dagegen
ausgangsseitig ein Spalt 23 beläßt. Soll hier zusätzlich der Elastomerteil 10, der durch
den breiten Schlitz 23 offen zutage liegt, gestützt werden, kann ein Stützstreifen 21 aus
metallischem Material zwischengelegt werden, der in der rechten Schnittdarstellung
erkennbar ist. Er kann sich auf der ganzen Länge des Stators erstrecken, besonders
bei breiten Schlitzen 23, weniger bei schmalen Spalten 24, wie sie später erläutert
werden sollen.
Der Stützstreifen soll anhand der Figuren 14 bis 17, 17a erläutert werden. Zu
Figuren 16, 17 kann hinsichtlich der genauen Beschreibung auf die Figuren 4 und 5
verwiesen werden. Zu den Figuren 14 und 15 wird auf eine im Anschluß
vorgenommene Beschreibung zu Figuren 7 und 8 verwiesen. Gezeigt sind hier jeweils
Eingangsbereich MES und Ausgangsbereich MAS, unter Weglassung des
Zwischenbereiches des Stators.
Im Eingangsbereich ist in Figur 14 der Steg 22' zu sehen, im übrigen Bereich ist ein
Spalt 23 oder 43 durchgehend in Axialrichtung 100 vorgesehen, um die
Nachspannfähigkeit zum Ende hin zu ermöglichen. Unter dem Spalt 23,43 ist ein
metallischer Stützstreifen 21 angeordnet, der sich auch unter dem Steg 22 zur
Eingangsseite MES erstreckt. Er hat einen beiderseitigen Überlappungsbereich ü1,ü2,
nachdem er breiter ist, als der Spalt 23,43. Die Breitenverhältnisse sind in Figur 15 in
der Stirnansicht deutlicher ersichtlich. Auch die relative Lage und die Stärke des
Stützstreifens 21. Er ist leicht gekrümmt, entsprechend der Innenkrümmung des
Mantels 20', hat zwei Längsseiten 21a,21b und den Überlappungsbereich ü2 und ü1
auf beiden Seiten des Spaltes 23. Die Spaltbreite ist b1 bezeichnet, die Breite des
Stützstreifens ist s, so dass sich die Überlappung auf jeder Seite errechnen lässt. Sie
ist die Hälfte der Differenz s-b1. Auf der einen Längsseiten ist der Stützstreifen durch
Schweißen angeheftet, was mit Bezugszeichen 12 gekennzeichnet ist, welches in der
Ausschnittsvergrößerung der Figur 17a zu den Figuren 16,17 deutlicher ist.
Die Figur 16 zeigt die Spanneinrichtung ohne integrierte Spannleisten 21',42'. Der
Spalt 23 ist hier ebenfalls von innen abgedeckt durch einen Stützstreifen 21, der sich in
Längsrichtung ebenso erstreckt, wie zu den Figuren 14,15 beschrieben. In der
Stirnansicht der Austrittsseite MAS nach Figur 17 ist erneut die Überlappung ü1,ü2
diesseits und jenseits der Längskanten des Spaltes 23 mit der Breite b1 zu ersehen,
wie an Figur 15 erläutert. Die Anheftstelle 12 auf der Längsseite 21a ist in der
Ausschnittsvergrößerung der Figur 17a dargestellt. Die Anheftstelle kann sich nur auf
der Eingangsseite ein Stück weit befinden. Sie kann sich punktweise in Längsrichtung
erstrecken oder sie kann sich auf der Eintritts- und Austrittsseite jeweils auf derselben
Längsseite 21a des Stützstreifens befinden. An Figur 17a ist in Relation zu erkennen,
dass der Stützstreifen dünner ist, als der metallische Mantel 20 oder 40 oder 20', wobei
insoweit auch auf Figur 3 verwiesen werden soll, in welcher der Stützstreifen innerhalb
des inneren metallischen Mantels gelegen ist, aber ebenso auch an der Innenfläche
des Spannmantels 40 angeordnet sein kann, um den inneren Mantel 20 von außen
abzudecken. Auch die Überlappungszone ü1 ist deutlich in Figur 17a dargestellt. Sie ist
schmäler, als die Spaltbreite b1, hat aber eine deutliche Erstreckung, um Sicherheit
gegen mechanische Biegespannungen und Lagetoleranzen zu geben. Eine zu schmale
Überlappung ü1 würde dem Sicherheitsbedenken nicht hinreichend Rechnung tragen.
Eine nicht zeichnerisch dargestellte Variante ist es, beide Längsseiten 21a und 21b auf
der Eintrittsseite MES jeweils mit einer insbesondere als Schweißung ausgeführten
Heftstelle 12 zu versehen, so dass durch das Einlegeblech als Stützstreifen die
Spannsperre am Eingang MES erzielt wird. Der übrige Bereich des Stützstreifens
würde dann ohne Anheftstellen 12 auskommen, nachdem die beidseitige Heftung zur
Ausrichtung und Fixierung ausreicht. Die Fixierung kann aber auf der einen oder der
anderen Seite 21 a oder 21 b noch mit der einen oder der anderen Heftstelle ergänzt
werden, beispielsweise nur auf der Ausgangseite MAS, um eine Dreipunkt-Heftung des
Stützstreifens 21 zu bilden, welche alle Forderungen erfüllt, die Spannsperre am
Eingang, die ausreichende Lagefixierung und die Verhinderung von pulsierendem
Gummi sowie Durchbruch im Bereich des Spaltes 23 oder 43.
Zu der Breite der Stützstreifen sollen einige Zahlenwerte gegeben werden
Rohrdurchmesser d1 in mm | Statorlänge in mm | Stützstreifen 21 in mm | Dicke des stützstreifens in mm | Breite des Schlitzes 23 in mm |
89 | über 270 bis 350 | 40 | 2 | 15 |
101 | über 270 bis 550 | 40 | 2 | 20 |
127 | über 500 bis 660 | 40 | 2 | 22 |
146 | über 500 bis 660 | 60 | 3 | 28 |
193 | über 650 bis 1300 | 60 | 3 | 28 |
273 | über 900 | 80 | 4 | 40 |
Für einen Stützstreifen 21 der beschriebenen Art können die oben gegebenen Werte
bei unterschiedlichen Abmessungen des Stators Anwendung finden. Daraus sind die
Umschreibungen ableitbar, welche Überlappungsbreiten bei welcher Statorabmessung
eine vorteilhafte Dimensionierung unter Berücksichtigung sowohl der Kosten, der
Sicherheit und der Zuverlässigkeit ist.
Angenommen werden soll, dass sich der Stützstreifen für die gegebenen Werte über
die gesamte Statorlänge erstreckt, wohingegen er sich auch zur Sicherstellung des
wichtigen Druckbereiches auf der Hälfte der Statorlänge oder weniger, aber im Bereich
der Austrittsseite MAS erstrecken könnte.
Aus den gegebenen Dimensionierungen kann abgeleitet werden, dass das
Einlegeblech immer größer ist, als die Schlitzbreite, aber die Überlappung auf beiden
Seiten des Schlitzes jeweils kleiner ist, als die Schlitzbreite. Bemisst man die
Überlappungsbreite, die jeweils aus den gegebenen Zahlenwerten der Breite des
Stützstreifens und der Schlitzbreite bei einer symmetrischen Einpassung errechnet
werden kann, ergibt sich für die Schlitzbreite (Spalt) von 22mm eine noch ausreichende
Überlappung von etwa 40%. Bei weiter steigender Schlitzbreite wird ein breiterer
Stützstreifen verwendet, so dass sich wieder eine größere Überlappung ergibt.
Angenommen die Breite des Stützstreifens von 40mm würde auch für die Schlitzbreite
von 28mm Verwendung finden, würde sich eine Überlappung von nur noch etwa 21%
ergeben. Eine entsprechende Berechnung ist auch für den Übergang der Breite des
Streifens von 60mm auf 80mm gegeben, wobei sich etwa 25% errechnen. Die
Überlappung sollte also nicht kleiner sein als im wesentlichen 20%, bevorzugt größer
als 25%, wobei sich für den breiten Schlitz eine Überlappung von 50% ergibt und für
den ganz schmalen Schlitz von 15mm eine noch stärkere Überlappung von 83%, aber
noch immer wesentlich unter 100%, aber oberhalb von im wesentlichen 40%, wobei in
allen gegebenen Einzelbeispielen und aus der oben gegebenen Grenzwertberechnung
auch diejenigen Werte als oberhalb von 20% Überlappung anzugeben sind, um die
schmalstmögliche Breite mit ausreichender Sicherheit zu vereinen.
Die Veränderung der Breiten des Spaltes sollen an einem weiteren
Ausführungsbeispiel beschrieben werden, das in den Figuren 7 und 8 gezeigt ist.
Dieses Ausführungsbeispiel besitzt integrierte Spannleisten 41',42' an einem
metallischen Mantel 20', der den zuvor schon beschriebenen Spalt 23 besitzt, der sich
nicht gänzlich durchgehend erstreckt, sondern einen Steg 22' auf der Eingangsseite
des Stators beläßt. Die Breite des Spaltes ist im Neuzustand b1, und zwar sowohl am
vorderen Ende, wie auch am austrittsseitigen Ende des Spaltes 23. Der Durchmesser
des Mantels 20' ist im Neuzustand eingangsseitig d1 und ausgangsseitig ebenso d1.
Mit den zuvor beschriebenen Spanneinrichtungen 44,45 kann ein Zusammenspannen
des Mantels 20' erzielt werden, wie es in Figur 8 dargestellt ist. Der Spalt reduziert sich
auf der Druckseite MAS auf ein Maß b2, während der Durchmesser des Mantels 20'
sich auf d2 reduziert. Anders auf der Eingangsseite. Hier ist weiterhin ein
Durchmesser d1 des Mantels und eine Spaltbreite b1 des Spaltes 23 vorgesehen. Die
Spannleisten 41',42' sind zueinander geneigt verlaufend dargestellt, entsprechend der
Verjüngung des Spaltes und der steigenden Nachspannung (erzwungene Konizität).
Der Nachspannvorgang verläuft so, wie bei dem Beispiel der Figur 1 beschrieben. Eine
Annäherung der Leisten steht gleichbedeutend für ein Reduzieren des Spaltmaßes "b"
und eine Erhöhung der radialen Vorspannung, die von dem elastomeren Kern 10 auf
eine sich drehende Schnecke in dem Innenraum 11 ausgeübt wird. Ebenso stehen die
sich annähernden Spannleisten für eine Reduzierung des Innenmaßes des Mantels,
und zwar in solchen Bereichen des Stators, die nicht den Streifenbereich 22' an der
Eintrittsseite betreffen, also von ihm entfernt sind.
Das Spaltmaß b1 kann zwischen 15mm bis zu 30mm liegen, bei Längen des Stators
zwischen 200mm bis 700 mm. Die Breite des Spaltes wird umso größer zu bemessen
sein, je größer (länger und "dicker") der Stator ist.
Die Stegbreite, die sich als axiale Länge "a" gemäß Figur 5 ergibt, ist nicht von der
Nachspannfähigkeit des Stators abhängig, kann aber doch hinsichtlich der Länge so
gewählt werden, daß eine größere mechanische Stabilität im Eintrittsbereich gewünscht
ist, je länger der Stator ist. Die Steglänge ist damit im wesentlichen unabhängig von der
Länge des Stators, allerdings muß sie für die zu bildende Spannsperre ausreichend
stabil sein. Das impliziert zumeist, daß der Steg bei größeren Statoren eine größere
Länge "a" erhält, als bei kürzeren Statoren. Erprobungen haben gezeigt, daß
Steglängen in Richtung der Achse 100 zwischen 10mm und 30mm liegen ausreichend
für die zuvor beschriebenen Statorlängen sind.
In einem weiteren Beispiel soll gezeigt werden, daß auch mehrere sich längs
erstreckende Spannspalte in einem Mantel 20" eingebracht sein können, als bislang mit
Bezug auf den einen breiten Spalt 23 im Mantel 20 beschrieben. Dies zeigt die Figur 9.
Hier sind umfänglich verteilte Spalte 24 vorgesehen, deren einzelnes umfängliches
Maß geringer ist, die aber in Summe gesehen eine ähnliche Nachspannfähigkeit für
den Stator 20" ergeben, der in der Seitenansicht in Figur 9 ohne einen zugehörigen
metallischen Spannmantel gezeigt ist. Auch hier enden die mehreren Spannspalte 24 in
einem Abstand vor der eintrittsseitigen Stirnseite des Stators, zur Ausbildung desselben
funktionell beschriebenen Stegstreifens 22 mit dem Längenmaß "a" in axialer Richtung.
Die eintrittsseitigen Enden 24a der Spalte 24 enden auf einer umfänglichen Linie 23a',
während die ausgangsseitigen Enden 24b bis zur ausgangsseitigen Stirnseite des
Statormantels 20" durchgehend verlaufen. In Summe gesehen, entspricht die
Breite b24 jedes Spaltes 24 zusammenaddiert etwa dem Maß, welches der Breite b1
des Spaltes 23 entspricht.
Der umfängliche Abstand b2 der einzelnen Längsspalte 24 ergibt sich aus ihrer Anzahl,
um sie umfänglich im wesentlichen gleichmäßig im Mantel zu verteilen, wie das die
Schnittdarstellung der Figur 9b veranschaulicht.
Die Stirnansicht der Figur 9a zeigt keine Erstreckung der Spalte 24 in den
Streifenbereich 22 hinein, insbesondere nicht durchgehend bis zur Stirnseite des
Eingangs.
Erprobungen haben gezeigt, daß vier als Schlitze ausgebildete Spalte 24 bei einem
Durchmessermaß von 40mm ausreichend sind, bis hin zu umfänglich verteilten acht bis
zwölf Schlitzen bei einem Durchmessermaß von zwischen 100mm bis 200mm.
In einer jeweiligen Ausschnittsvergrößerung ist in den Figuren 11, 12 und 13 eine
jeweils weitere Ausführungsform einer Spannsperre oder Spannbegrenzung gezeigt,
die bei den Ausführungsformen der vorhergehenden Beispiele Einsatz finden kann. Alle
genannten Beispiele zeigen die Eintrittsseite MES von beispielsweise Figur 1 oder
Figur 5 oder Figur 10 mit einem gesonderten Spannmantel 40', der mit
Spannleisten 41,42 - wie zuvor beschrieben - nachgespannt werden kann, aber auf der
Eingangsseite hinsichtlich dieser Nachspannfähigkeit begrenzt oder beschränkt ist.
Vorgesehen ist bei Figur 11 der schon zuvor beschriebene Spalt 43 im Mantel 40' und
zwei langgestreckte Spannleisten 41,42, die mit einer Spannschraube 44a im
Abstand a* vom linken Ende (anfänglichen Ende) des Spannmantels 40' angeordnet
ist. Sie dient nur der Fixierung des Abstandes der Spannleisten, ist näher zum Ende
des Spannmantels 40' hin orientiert, als die in Figur 1 beschriebene
Spannschraube 44a, aber entspricht in ihrer Anbringung etwa dem Maß e von
Figur 10. Aufgrund des Steges 46 ist der im Mantel liegende Stator mit dem
Innenmantel 20* eingangsseitig nicht nachspannbar. Für diesen Stator können auch die
Statoren mit den Mänteln 20" und 20 gemäß den vorhergehenden Beschreibungen
verwendet werden (werksseitig konisch oder zylindrisch). Der Abstand a* der ersten
Fixierschraube 44a ist so bemessen, daß er (etwas) größer ist als die Länge a" des
Steges 46.
Figur 12 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der ein durchgehender Spalt 43
eingesetzt ist, auch mit einem in dem Mantel 40' aufgenommenen Stator mit
Innenmantel 20*, der einer der vorgenannten Typen sein kann. Eine Hülse 47 der
Länge I47 bildet eine Spannsperre im Sinne eines Abstandshalters für die beiden
Spannleisten 41,42. Sie ist um die Schraubeinrichtung 44a gelegt und begrenzt die
Nachspannfähigkeit des gesonderten Mantels 40' auf das Maß b1 hinsichtlich des
Spaltmaßes 43. Die Ausführung von Figur 12 kann auch in einem integrierten
Spannmantel Verwendung finden, wie er in Figur 7 gezeigt ist, wenn der dortige
Spalt 23 (anstelle des Spaltes 43) durchgehend verläuft und zwischen die integrierten
Spannleisten 41',42' eine Abstandshülse 47 am Anfang und über nur die erste
Schraubeinrichtung 44a im Zwischenraum gelegt wird.
Figur 13 zeigt eine winkelförmige Form eines Abstandshalters, der integral oder
angeschweißt an einer der Spannleisten in dessen Anfangsbereich angeordnet ist.
Auch hier kann der Mantelspalt 43 im Spannmantel 40' durchgehend verlaufen und es
findet eine Spannbegrenzung oder Spannsperre durch Anschlagen des
Winkelstücks 48 der Länge I48 an der gegenüberliegenden Spannleiste 42 statt. Auch
diese Variante ist bei Figur 7 als integrierter Spannmantel (dort 20') einsetzbar.
Die Figuren 12 und 13 haben insoweit eine geringe Möglichkeit der Nachspannung im
Eingangsbereich, die aber so stark beschränkt ist, daß die wesentliche Eigenschaft des
Nachspannens durch die Schraubeinrichtungen 44b, 44c in Richtung der
Ausgangsseite erfolgen können. Relativ zur Ausgangsseite ist die Eingangsseite
deshalb "nicht nachspannbar".