EP3610154A1 - Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

Exzenterschneckenpumpe

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EP3610154A1
EP3610154A1 EP18724439.7A EP18724439A EP3610154A1 EP 3610154 A1 EP3610154 A1 EP 3610154A1 EP 18724439 A EP18724439 A EP 18724439A EP 3610154 A1 EP3610154 A1 EP 3610154A1
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EP
European Patent Office
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stator
rotor
eccentric screw
screw pump
pump
Prior art date
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Granted
Application number
EP18724439.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3610154B1 (de
Inventor
Josef Hauck
Hisham Kamal
Reinhard Denk
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.)
Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Original Assignee
Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
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Publication date
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Publication of EP3610154A1 publication Critical patent/EP3610154A1/de
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Publication of EP3610154B1 publication Critical patent/EP3610154B1/de
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C15/0065—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0007—Radial sealings for working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F04C2/1071—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
    • F04C2/1076—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type where one member orbits or wobbles relative to the other member which rotates around a fixed axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C15/0073—Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/04—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]

Definitions

  • the present invention relates to an eccentric screw pump
  • Eccentric screw pumps are pumps for pumping a large number of media, in particular viscous, highly viscous and abrasive media such as sludges, liquid manure, crude oil and fats.
  • Progressing cavity pumps known from the prior art are formed from a rotor and a stator, the rotor being accommodated in the stator and moving eccentrically in the stator.
  • the stator has a spiral-shaped inner side. From the movement of the rotor and mutual contact of stator and rotor in so-called sealing areas or sealing contact surfaces between the stator and the rotor moving conveyor chambers are formed, by means of which liquid media can be transported along the stator.
  • the rotor performs an eccentric rotational movement about the stator longitudinal axis or about the longitudinal axis of the eccentric screw pump.
  • the outer screw that is, the stator, for example, has the form of a double-threaded thread, while the rotor screw is only catchy.
  • the stator for example, has the form of a double-threaded thread, while the rotor screw is only catchy.
  • Eccentric screw pumps for pumping water, petroleum and a large number of other liquids.
  • the shape of the delivery chambers is constant during the movement of the rotor within the stator, so that the pumped medium is not crushed.
  • a suitable design not only fluids but also solids can be conveyed with progressing cavity pumps.
  • the delivery efficiency of an eccentric screw pump is special on the quality of the seal between the pressure chambers or
  • Conveying spaces of the stator and the profile of the displacing rotor determines what is achieved in particular by the fact that the pressure chamber walls of the stator by a bias in the sealing areas or in the area of
  • Sealing contact surfaces are elastically pressed against the rotor. This initial overlap is particularly necessary to prevent the pump pressure building up on starting the eccentric screw pump from pushing the elastically deformable material of the stator radially outward. If this overlap is missing, the frictional contact between the rotor and the stator is lost as a result of the build-up of the pump pressure. However, this is necessary in order to prevent or minimize an overflow of the delivery medium to a delivery chamber of lower pressure. Covering means, in particular, that the external dimensions of the rotor in the contact regions or along the sealing regions or sealing contact surfaces between the rotor and the stator are greater than the internal dimensions of the stator.
  • Eccentric screw pumps in which the stator is surrounded by a pressure medium.
  • one stator end is fixed within the eccentric screw pump, while the other end of the stator is freely swinging.
  • the stator is able to absorb the eccentric motion of the rotor-stator system.
  • the stator is surrounded by the pumped medium.
  • the conveying direction is chosen such that the surrounding the stator
  • Delivery medium has the pressure side pressure of the eccentric screw pump. Due to the resulting pressure difference between the delivery chambers connected to the suction side and the pressure side pressure on the outer circumferential surface of the stator, the stator is pressed onto the rotor. Thus, even with very soft stators comparatively high pressures can be generated.
  • Eccentric screw punches are referred to in particular as wobble pumps.
  • wobble pumps There are two types of wobble pumps. Some are articulated and the others are articulated.
  • the axis of the flexible rubber stator describes a cylindrical shape, ie the stator is pushed away laterally.
  • the eccentric movement between rotor and stator (eccentricity) is compensated by the fact that between the fixed axis of the drive shaft and the rotor screw a gimbal joint for torque transmission is arranged.
  • the stator is on
  • the axis of the stator essentially describes a conical shape.
  • a disadvantage is in particular that due to the system of rotor and stator with coverage along the sealing areas or sealing contact surfaces when starting the eccentric screw pump a high breakaway torque must be overcome.
  • the drive used for the rotor must be sufficiently dimensioned to have the appropriate force for the breakaway of the eccentric screw pump and the acceleration of the eccentric screw pump over the low
  • the object of the invention is to provide an eccentric screw pump, in particular a wobble pump, whose start-up is improved during start-up.
  • the invention relates to an eccentric screw pump, in particular a wobble pump, for pumping fluid or flowable fluids from a suction side to a pressure side.
  • the wobble pump comprises an inner pump part and an outer pump part, for example the wobble pump comprises a rotor as the inner pump part and a stator, in particular a wobble stator, as outer pump part.
  • the outer pump part is arranged to rotate, while the inner pump part is fixed.
  • Another embodiment may provide that the inner and the outer pump part are arranged to rotate against each other.
  • the preferred embodiment the
  • Eccentric screw pump a rotor and a stator.
  • the rotor of the wobble pump is connected via a joint to a drive shaft and thus to the drive.
  • the joint may also be connected directly to the motor shaft of the drive.
  • the stator is designed compliant and one-sided, in particular on the suction side, fixed to the housing of the eccentric screw pump or pump housing, while the other end of the stator free swinging within the
  • Pump housing is arranged and thus can accommodate the eccentric movement of the rotor. Below is preferably spoken only by wobble pumps to describe such an eccentric screw pump.
  • the stator is preferably made resilient, for example, this may consist of an elastomeric material.
  • the stator although made of a relatively rigid material, which is formed so thin-walled, that the material of the stator gives in accordance with a force acting radially to the longitudinal axis of the stator in particular.
  • stator and the rotor are the stator and the rotor
  • the stator is pressed radially against the rotor and in particular in the sealing areas or in the region of the sealing contact surfaces brought into sealing contact with this, whereby separate from each other adjacent delivery chambers are formed for the pumped medium.
  • the outer pump part as
  • Wobblestator and the inner pump part is designed as a rotor. It goes without saying it goes without saying that the person skilled in the art can analogously transfer this to wobble pumps which have a static inner pump part and a rotating outer pump part or to wobble pumps in which the inner and outer pump parts are designed to rotate with respect to one another. It is preferably provided that in the idle state of the wobble pump along the sealing areas or sealing contact surfaces between the rotor and the stator at least partially a game is formed.
  • the flexible area on the wobble roller which is responsible for compensating for the eccentricity, is one of the most heavily loaded points of the wobbler. Due to the continuous bending of the wobblestator arise depending on the design of the
  • Statoreinspannstelle in this area tensile or compressive forces or shear forces.
  • the operating torque and the axial force due to the differential pressure, depending on the design of Statoreinspannstelle also again cause train pressure or shear forces.
  • the drive torque causes high shear stresses on the wobble stator. It is known that elastomers can withstand tensile and shear forces for a long time if the elastomeric material is "pre-stressed" or
  • the medium and high pressure wobble pump produces pressure forces due to the differential pressure between the pressure and suction sides in addition to the aforementioned loads on the flexible area of the wobble roller. These compressive forces act as "preload” of the material, so high life can be achieved in this mode of operation.
  • conventional state-of-the-art wobble pumps operate at low pressure or unpressurized rotor-to-wobbler overlap, this superimposed “bias” is absent the elastomeric material of the wobbler is damaged.
  • the eccentric screw pump according to the invention with wobbler and with at least partially trained game between the wobble and the rotor at rest thus has flexible areas in the wobble, which at higher torque loads fittingly have a higher Vorspannng.
  • the starting torque is about zero and the operating torque is also very low at low differential pressures.
  • the rotor has at least partially smaller outer dimensions than the wobbler inner dimensions.
  • the rotor and wobble Preferably exists between the rotor and wobble in almost the entire area of the sealing areas or sealing contact surfaces, the
  • Sealing areas or sealing contact surfaces corresponds, formed between the rotor and the wobble no sealing contact.
  • this area a clearance or distance between the rotor and the
  • Wobblestator is present. That is, it would be conceivable that at one
  • an overlap is formed between the rotor and the wobble stator of the rotor-stator system. This may be due in particular to the
  • Frictional contact causes a physical separation of adjacent feed chambers of the eccentric screw pump, whereby a return flow of the pumped medium can be effectively prevented.
  • the wobble pump has a suction side with a in an operating condition
  • Wobblepumpe and is transported through the delivery chambers between the wobble and the rotor rotor to the pressure side.
  • the stator is pressed by pressure differences between the delivery chambers to the outside; the medium tends to push the stator to the outside in order to be able to flow into a delivery chamber of lower pressure.
  • This outward pressure is about the same everywhere on the stator.
  • This radially outwardly directed pressure within the delivery chambers causes the elastomeric wobble blower to be forced radially outward.
  • the radially outward pressure within the delivery chambers in the sealing areas or in the region of
  • a first clearance between the rotor and the wobble is formed and that on the pressure side, a second clearance between the rotor and the wobble is formed.
  • the first game on the suction side is greater than the second game on the pressure side.
  • the wobble stator becomes in the region of the pressure side pressed less strongly on the rotor than on the suction side.
  • Geometry of the rotor and / or the wobble stator is thus chosen such that the bias voltage between the rotor and the wobble on the suction side compared to the pressure side is reduced.
  • Cover is provided between the rotor and the wobble stator.
  • Outer shell surface of the wobble stator acts and thus essentially exists between the rotor and the wobble stator a game, has such Wobblepumpe no or only a very small breakaway torque, so that such a wobble pump compared to conventionally known
  • Wobblepumpen where in idle state an overlap between the rotor and stator is formed, can be operated with a weaker drive.
  • an annular space is formed at least partially between the wobble stator and the pump housing on the pressure side, into which the fluid flows. The medium in the annular space thus presses with pressure side pressure on the
  • Stators known in which fluid is used to produce a sufficient contact pressure between the stator and rotor during operation.
  • a dead space is formed in the feed line of the pumped medium to the stator and around the stator.
  • the solid particles Especially with pumped media, the solid particles,
  • Impurities or similar contain deposits may occur within these dead spaces, which then block the corresponding components within a relatively short time and / or destroy.
  • eccentric screw pumps are described with stators clamped on both sides, which use a pressure transmission medium, wherein the pressure-side conveying medium and the surrounding of the stator
  • Pressure transmission medium are separated by a piston or a membrane.
  • a displaceable piston can also be blocked and / or destroyed by solids.
  • Eccentric screw pump the greater contact forces must prevail between the rotor and stator in order to ensure sufficient tightness of the eccentric screw pump guarantee. At the same time, however, these contact forces should not become too great in order to avoid unnecessary power loss and wear due to friction.
  • the pressure in the interior of the two-sided clamped stator and the surrounding pressure of the pressure-side fluid is approximately equal.
  • the suction-side region of the stator clamped on both sides there is substantially the suction pressure in the interior of the stator, which results in a very high pressure difference in comparison to the pressure-side fluid.
  • Due to the two - sided clamping of the stator in the pressure and suction side area of the stator it is stabilized from both sides and the radial compliance of the stator is limited in this area.
  • the course of differential pressure and radial stability of the stator results in a contact pressure. This is very uneven for double-sided clamped stators, resulting in poor efficiency and increased, especially punctual wear.
  • the one-sided clamping of the stator takes place at the end, for example, directly via an annular widening formed at the free end of the stator.
  • a brim may be formed which serves to fasten the stator to the pump housing. Due to the pressure difference of the wobble pump during operation, a high axial force results on the stator counter to the conveying direction, ie directed away from the drive of the rotor.
  • one-sided clamping especially in direct end-side Clamping or end-side clamping with brim arises at the
  • the clamping point of the wobble roller is less heavily loaded in the wobble pump according to the invention, since the torque is applied only when a compressive stress is superimposed.
  • wobble stators are limited in their speed.
  • Wobblestatoren can only be operated at lower speeds, since too high speed strong vibrations that can damage parts of the wobble pump. It has been proven that by playing between rotor and wobbler less vibrations.
  • a wobble pump according to the invention can be operated at higher speeds than conventionally known wobble pumps. This advantageous reduction of
  • Vibrations result from the lower driving torques due to the play formed between the rotor and the wobbler because the oscillatory system is less strongly excited in the rotational direction.
  • variable speed pumps with predetermined power such as
  • a wobbler with play to the rotor described here is also that it can be made shorter than a double-sided clamped stator. Since the second clamping point is eliminated, inlet side and pressure port can be accommodated in the same space of the pump housing, in particular, the pressure port can be at least partially performed in the stator. Furthermore, it is advantageous that such a wobble pump can be mounted without effort, since the rotor in contrast to rotor-stator systems with Overlapping, largely frictionless in the internal thread of the wobblestator can be introduced.
  • the wobble-type stator can have a spiral-shaped outer contour, which corresponds in particular to the spiral-shaped inner contour.
  • a wobbler can be manufactured more cost-effectively, since less material is needed and the vulcanization time is shortened due to the smaller wall thickness, so that the production is faster and thus more stators can be made in a defined period.
  • the stability of such a wobbler is more uniform in the circumferential direction.
  • a joint for a wobble pump is described which comprises a reinforced elastomer part.
  • Various articulated shafts are known for progressing cavity pumps in the form of fiber or wire reinforced plastic or elastomeric bodies. These are used to compensate for the eccentric movement between a fixed stator and a fixed
  • Embodiments of joints that for the compensation of the axial offset a large flexible length is required. As a result, there is a tendency of lateral vibrations at higher speeds. These vibrations reduce the
  • Support bodies may e.g. a ball, granules, a spiral spring, a cylindrical shaft piece or a resilient elastomer or plastic body may be used. Recommended here is the combination of support body with a lubricant. In addition, a more or less viscous support liquid can be used.
  • the joint comprises an at least partially movable
  • the reinforcement of the elastomeric or plastic material is formed by fiber integrated reinforcement or wire reinforcement.
  • the actual joint body consists of a commercially available hydraulic hose or another suitable hose with an inner reinforcing structure.
  • the hose or hydraulic hose consists for example of a flexible material, for example elastomer or the like, which is reinforced with preferably cross-shaped folded reinforcements in one or more layers.
  • the reinforcement can consist of steel, plastic fibers as well as textile fibers.
  • the middle piece is bounded on both sides by connecting pieces for fastening the rotor and / or the drive shaft.
  • a connecting piece is attached to the two free ends of the hose piece.
  • the two connecting pieces are preferably designed with holding grooves in the axial direction and / or possibly also in the radial direction.
  • the connecting pieces preferably have an n-edged region, wherein n corresponds to the number of jaws on the tube press used later (usually have
  • the connecting pieces each comprise a sleeve for holding the respective end of the
  • Hose piece The sleeves are compressed using a tube press so that the tube is fixed between the two connectors.
  • the n-edged area on the connecting piece is angled with the jaws of the Align the hose press. After pressing creates a safe
  • a thin cylindrical portion may also be used.
  • Pressing this thin area can then also be brought into the n-edged shape.
  • At least two sleeves are pressed simultaneously in a suitable jaw construction.
  • a suitable jaw construction can by the n-edged
  • n-edged shape on the outside can also as
  • Attack surface can be used for tools, for example, when releasable threads are used as a connection to the adjacent parts.
  • a sealing and / or adhesive in particular between the free ends of the hose piece and the respective sleeve
  • An alternative embodiment may provide for use of commercially available metal inserts for injection molded parts in place of the two fittings or in connection with a fitting. Here may possibly be on the n-edged
  • connection between connector and sleeve are dispensed with.
  • threaded pins can be used to provide external threads.
  • An advantage of using a joint between the rotor and the drive is that the rotor is positioned within the stator in this manner can be that the match between stator and rotor is the same everywhere along the pressure ranges.
  • a further embodiment of a wobble pump may provide that the rotor-stator system has an inlet-side end portion in which a seal-free inlet funnel is formed between the stator and the rotor along a funnel length, wherein the helical inner circumferential surface of the stator in a central main portion of the rotor Stator system and in the inlet-side end portion is formed.
  • the inlet funnel is designed in such a way as described in the application with the file reference DE 10 2016 009 028, the content of which is hereby incorporated into this application.
  • Such an inlet funnel which on the one hand comprises a continuation of the helical inner circumferential surface of the stator and on the other hand is impermeable, achieves advantageous flow effects.
  • Eccentric screw pumps with unreinforced elastomer stator wherein the pumping medium surrounding the stator serves as a pressure medium to produce the sealing system between the rotor and stator during ongoing pump operation.
  • the stator can also be supported by inserts of a substantially rigid material, wherein the flexible one-sided clamping must be maintained.
  • the wobble pump according to the invention can thus be used advantageously as a photovoltaic water pump.
  • Energy amount and thus driving force is also dependent on the available amount of light and / or the angle of incidence of solar radiation.
  • the position of the sun plays an important role.
  • the sun's rays which are still weak in the morning and very oblique on the photovoltaic panels, provide little energy, which in turn leads to a reduced engine torque.
  • FIG. 1 shows an eccentric screw pump according to the invention in an idle state.
  • FIG. 2 shows an eccentric screw pump according to the invention in one embodiment
  • FIG. 3 shows a further illustration of a device according to the invention
  • FIG. 4 shows the forces acting on the eccentric screw pump in the operating state.
  • FIG. 5 shows a first embodiment of an end-side attachment of the stator of an eccentric screw pump.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of an end-side attachment of the stator of an eccentric screw pump.
  • FIG. 7 shows a perspective view of a first embodiment of a joint.
  • FIG. 8 shows a sectional view of the first embodiment of a joint according to FIG. 8.
  • FIG. 9 shows a perspective view of an intermediate product during the production of the first embodiment of a joint according to FIG. 7.
  • FIG. 10 shows a sectional representation of the intermediate product in the production of the first embodiment of a joint according to FIG. 7.
  • FIG. 11 shows a connection piece of a joint according to FIG. 7.
  • FIG. 12 shows a perspective view of a second embodiment of a joint.
  • FIG. 13 shows a sectional representation of the second embodiment of a joint according to FIG. 12.
  • FIG. 14 shows a component of the second embodiment of a joint according to FIG. 12. Identical or equivalent elements of the invention become identical
  • FIG. 1 shows a schematic view of an eccentric screw pump 1, in particular a wobble pump 2, in an idle state and FIG. 2 shows the eccentric screw pump 1 in an operating state AZ.
  • Eccentric screw pump 1 comprises an elastomeric stator 3 with a
  • the stator 3 has a thread more than the rotor 4.
  • the rotor 4 is received in the stator 3.
  • the rotor 4 and the stator 3 form the rotor-stator system 1 1.
  • the rotor-stator system 1 1 is arranged in the pump housing 6, wherein between the pump housing 6 and the outer circumferential surface of the stator 3, an annular space 12 is formed.
  • the rotor 4 is (not shown), for example, an electric motor, coupled to the drive shaft 7 of a drive and performs a rotation about the stator longitudinal axis or about the longitudinal axis L of the
  • the rotor 4 is coupled via a cardan joint 5 to the drive shaft 7.
  • the eccentric motion or eccentricity e between the rotor 4 and stator 3 is compensated by torque transmission.
  • the stator 3 is fixed on one side to the pump housing 6 of the eccentric screw pump 1 at the free end 8, which lies opposite the gimbal joint 5, in particular flexibly clamped. This leaves another gimbal Degree of freedom too.
  • the axis of the stator essentially describes a conical shape during ongoing production operation.
  • the free end 8 of the stator 3 has to fix on the pump housing 6, for example, an annular broadening 9, which is held by clamping on the pump housing 6, for example.
  • annular broadening 9 is held by clamping on the pump housing 6, for example.
  • Broadening 9 serve as a flange 10, via which the stator 3 with the
  • Pump housing 6 connected, for example, screwed, can be.
  • stator 3 and the rotor 4 are dimensioned such that in a first rest state RZ according to Figure 1 of the eccentric screw 1 along the at least two sealing contact surfaces 14 between the rotor 4 and the stator 3 at least partially a game 100 or distance
  • the rotor 4 has at least partially smaller outer dimensions A (4) than the stator 3 inner dimensions l (3).
  • the delivery medium FM passes through an inlet 15 into the eccentric screw pump 1 and is characterized by the migratory movement formed by the movement of the rotor 4 and the mutual contact of stator 3 and rotor 4 at the sealing contact surfaces 14
  • the delivery medium FM is discharged via the outlet 16 from the eccentric screw pump 1 and its further use
  • the delivery medium FM When pumped medium FM is pumped by the eccentric screw pump 1 (FIG. 2), the delivery medium FM causes a radially outwardly directed pressure on the stator 3 in the delivery spaces FR formed between the rotor 4 and the stator 3, as a result of which the elastically deformable material of the stator 3 moves radially is pressed outside.
  • the delivery medium FM causes a radially outwardly directed pressure on the stator 3 in the delivery spaces FR formed between the rotor 4 and the stator 3, as a result of which the elastically deformable material of the stator 3 moves radially is pressed outside.
  • eccentric screw pump 1 in the form of a wobble pump 2 is conveyed in the operating state AZ on the already to the pressure side D.
  • Pumped medium FM (D) counteracted the pressure of located within the pumping chambers FR conveying medium FM (FR). In particular, this laps around the
  • Pressure-side conveying medium FM (D) has the projecting into the pressure side region D stator 3 and presses the stator 3 against the rotor 4th
  • the start of the eccentric screw 1 can be done without the disadvantageous large Anfahrtsmoment of wobble pumps with trained in the Ruhr state overlap between the rotor and stator.
  • the conveying effect can then be used with a very low value and increased with the increase of the delivered by the eccentric screw pump 1 conveying medium FM (D).
  • the pressure exerted on the stator 3 by the delivery medium FM (D) presses it in the region of the at least two sealing contact surfaces 14 against the rotor 4, as a result of which the individual delivery spaces FR are reliably separated from one another spatially.
  • Wobblepumpe 2 is in particular that when transferring the
  • FIG. 3 shows a further stylized representation of a device according to the invention
  • Eccentric screw pump 1 and Figure 4 shows the on the eccentric screw pump. 1 in the operating state AZ acting forces.
  • the flexible region 20 of the stator 3 is marked at the free end region 8. Due to the play 100 formed between the rotor 4 and the stator 3 in the quiescent state RZ (see FIG. 1), the rotor-stator system 1 1 has no pretension in the quiescent state RZ.
  • the starting torque is approximately zero and the operating torque is also small at small differential pressures between the suction side S and the pressure side D. It increases with increasing flow rate until
  • the flexible region 20 of the stator 3 has at higher torque loads due to the increasing differential pressure between the suction side S and the pressure side D a correspondingly higher bias voltage.
  • wobble stators 3 can advantageously be used with variable-speed progressing cavity pumps 1 with predetermined power, for example solar-powered wobble pumps 2, in which usually only small differential pressures ⁇ can be overcome at higher rotational speeds.
  • Figure 5 shows a first embodiment of an end-side mounting of the stator 3 of an eccentric screw pump 1 and Figure 6 shows a second
  • Eccentric screw pump 1 the stator 3 has, at its free end region 8, an annular widening 9, via which the stator 3 is fixed to the pump housing 6.
  • stator 3 at its free end portion 8 in the direction of the opposite
  • stator 3 can each be largely completely surrounded by the suction-side end region 8 to the pressure-side end region 13 of the conveying medium FM (compare in particular FIG. 2).
  • FIG. 7 shows a perspective view of a first embodiment of a gimbal joint 5, 5a and Figure 8 shows a sectional view.
  • FIG. 9 shows a perspective view of an intermediate product 5 *, 5a * in the production of the first embodiment of a cardan joint 5, 5a according to FIG. 7, and
  • FIG. 10 shows a sectional view.
  • FIG. 11 shows a connection piece 60 of a joint 5, 5a according to FIG. 7.
  • the joint 5, 5a comprises an internally reinforced elastomer part 50. Tests have shown that 0.5 to 1.5 times the outer diameter dA is sufficient as the free bending length LB, to compensate for a usual in wobble pumps 2 angle offset ⁇ from 1 to 2 °.
  • Inner support bodies may e.g. a ball, granules, a spiral spring, a cylindrical shaft piece or a resilient elastomer or plastic body may be used. Recommended here is the combination of support body with a lubricant. In addition, a more or less viscous
  • Supporting fluid can be used.
  • the elastomeric portion 50 of the hinge 5a is preferably made of a commercially available hydraulic hose or other suitable hose having an internal reinforcing structure.
  • the inner reinforcing structure can be formed, for example, by crosswise folded reinforcements in one or more layers.
  • the reinforcement can be made of either metallic fibers or wires, plastic fibers and / or textile fibers or similar. be formed.
  • a connecting piece 60 is attached at the two free ends of the elastomeric part 50 forming tube piece 51 in each case.
  • the two connecting pieces 60 are preferably designed with retaining grooves 62 in the axial direction and / or possibly also in the radial direction and optionally have further retaining means (not shown) for fastening and fixing in and / or at the free end regions of the
  • the connecting pieces 60 preferably have an n-edged contact region 63, where n is the number of jaws of the later
  • the connecting pieces 60 are each assigned a sleeve 52 for holding the respective end of the hose piece 51 (compare FIGS. 9 and 10).
  • the sleeves 52 are compressed by means of a hose press, in particular, the sleeves 53 compressed in this way (see FIGS. 7 and 8) at least in regions have an outer contour which corresponds to the outer contour of the n-angular contact region 63 of the respective connecting piece 60.
  • the hose piece 51 is fixed between the two connecting pieces 60.
  • the n-edged portion 63 is to be aligned on the connector 60 at an angle with the jaws of the hose press.
  • At least two sleeves 52 are simultaneously crimped in a suitable jaw construction.
  • a higher torque can be allowed by the n-edged compression between sleeve 52 and connector 60, as for slipping the tube piece 51 a
  • Connecting piece 60 also a thin executed cylindrical area can be used. During the pressing process, this thin region can then also be brought into the n-edged form.
  • a sealing and / or adhesive in particular between the free ends of the tube piece 51 and the respective sleeve 52, 53 is introduced.
  • FIG. 12 shows a perspective view of a second embodiment of a gimbal joint 5, 5b and Figure 13 shows a sectional view.
  • FIG. 14 shows a component 65 of the second embodiment of a gimbal 5b according to FIG. 12. This embodiment provides as component 65 a
  • the connector 60 is formed as a threaded pin 64 with an internal thread for attachment to the rotor 4 and / or the drive shaft 7 (see Figures 1 and 2).
  • threaded pins can be used, the external thread for
  • FM (FR) conveying medium located in delivery chambers

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Abstract

Exzenterschneckenpumpe (1) zum Pumpen von fluiden oder fließfähigen Fördermedien von einer Saugseite (S) zu einer Druckseite (D), umfassend einen Rotor (4) und einen Stator (3), wobei der Stator (3) nachgiebig ausgestaltet und einseitig, insbesondere an der Saugseite, am Pumpengehäuse (6) festgelegt ist, wobei der Rotor (4) über ein Gelenk (5) mit einer Antriebswelle (7) verbunden ist. In einem Ruhezustand der Exzenterschneckenpumpe (1) ist zumindest bereichsweise kein Dichtkontakt zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) in Dichtbereichen ausgebildet. In einem Betriebszustand der Exzenterschneckenpumpe (1) ist der Stator (3) zumindest bereichsweise und/oder im Wesentlichen vollumfänglich von dem Fördermedium umgeben, wobei der Rotor (4) und der Stator (3) in dem Betriebszustand entlang der Dichtbereiche in Anlage gebracht sind.

Description

EXZENTERSCHNECKENPUMPE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe,
insbesondere eine Wobblepumpe, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 .
Stand der Technik
Exzenterschneckenpumpen sind Pumpen zur Förderung einer Vielzahl von Medien, insbesondere von dickflüssigen, hochviskosen und abrasiven Medien wie zum Beispiel Schlämmen, Gülle, Erdöl und Fetten. Aus dem Stand der Technik bekannte Exzenterschneckenpumpen sind aus einem Rotor und einem Stator gebildet, wobei der Rotor im Stator aufgenommen ist und sich im Stator exzentrisch bewegt. Der Stator weist hierfür eine schneckenförmig gewendelten Innenseite auf. Aus der Bewegung des Rotors und gegenseitiger Anlage von Stator und Rotor in so genannten Dichtbereichen beziehungsweise Dichtkontaktflächen werden zwischen dem Stator und dem Rotor wandernde Förderräume gebildet, vermittels welchen flüssige Medien entlang des Stators transportiert werden können. Der Rotor vollführt dabei eine exzentrische Drehbewegung um die Statorlängsachse beziehungsweise um die Längsachse der Exzenterschneckenpumpe. Die äußere Schnecke, das heißt der Stator, hat beispielsweise die Form eines zweigängigen Gewindes, während die Rotorschnecke nur eingängig ist. Beispielsweise eignen sich
Exzenterschneckenpumpen zum Fördern von Wasser, Erdölen und einer Vielzahl weiterer Flüssigkeiten. Die Form der Förderräume ist bei der Bewegung des Rotors innerhalb des Stators konstant, so dass das Fördermedium nicht gequetscht wird. Bei passender Auslegung können mit Exzenterschneckenpumpen nicht nur Fluide, sondern auch Festkörper gefördert werden.
Der Förderwirkungsgrad einer Exzenterschneckenpumpe ist besonderes von der Qualität der Abdichtung zwischen den Druckräumen beziehungsweise
Förderräumen des Stators und dem Profil des verdrängenden Rotors bestimmt, was insbesondere dadurch erreicht wird, dass die Druckraumwände des Stators durch eine Vorspannung in den Dichtbereichen beziehungsweise im Bereich der
Dichtkontaktflächen elastisch an den Rotor angepresst werden. Diese anfängliche Überdeckung ist insbesondere notwendig, um zu verhindern, dass der beim Starten der Exzenterschneckenpumpe sich aufbauende Pumpendruck das elastisch verformbare Material des Stators radial nach außen drückt. Fehlt diese Überdeckung, dann geht durch den sich aufbauenden Pumpendruck der Reibkontakt zwischen dem Rotor und dem Stator verloren, Dieser ist aber notwendig, um ein Überströmen des Fördermediums zu einer Förderkammer mit niedrigerem Druck zu verhindern beziehungsweise zu minimieren. Unter Überdeckung versteht man insbesondere, dass die Außenmaße des Rotors in den Berührungsbereichen beziehungsweise entlang der Dichtbereiche beziehungsweise Dichtkontaktflächen zwischen Rotor und Stator größer ist als die Innenmaße des Stators.
Es ist eine Vielzahl von Exzenterschneckenpumpen bekannt, die einen unverstärkten Elastomerstator besitzen. Meist handelt es sich dabei um
Exzenterschneckenpumpen, bei denen der Stator von einem Druckmedium umgeben ist. Beispielsweise ist bei solchen Exzenterschneckenpumpen ein Statorende innerhalb der Exzenterschneckenpumpe fixiert, während das andere Statorende frei schwingend angeordnet ist. Dadurch ist der Stator in der Lage, die exzentrische Bewegung des Rotor- Stator- Systems aufzunehmen. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Stator von dem Fördermedium umgeben ist. Insbesondere wird bei diesem Pumpentyp die Förderrichtung so gewählt, dass das den Stator umgebende
Fördermedium den Druckseitendruck der Exzenterschneckenpumpe aufweist. Durch die entstehende Druckdifferenz zwischen den mit der Saugseite verbundenen Förderkammern und dem Druckseitendruck auf die Außenmantelfläche des Stators wird der Stator auf den Rotor gedrückt. Somit können mit auch mit sehr weichen Statoren vergleichsweise hohe Drücke erzeugt werden. Diese
Exzenterschneckenpunpen bezeichnet man insbesondere als Wobblepumpen.
Es gibt zwei Arten von Wobblepumpen. Die einen sind mit Gelenk und die anderen ohne Gelenk ausgeführt. Bei Wobblepumpen ohne Gelenk beschreibt die Achse des flexiblen Gummistators eine Zylinderform, d.h. der Stator wird seitlich weggedrückt. Bei Wobblepumpen mit Gelenk wird die exzentrische Bewegung zwischen Rotor und Stator (Exzentrizität) dadurch ausgeglichen, dass zwischen der ortsfesten Achse der Antriebswelle und der Rotorschnecke ein kardanisches Gelenk zur Drehmomentübertragung angeordnet ist. Zudem ist der Stator am
gegenüberliegenden Ende flexibel eingespannt, das einen weiteren kardanischen Freiheitsgrad zulässt. Durch den Abstand dieser beiden kardanischen Freiheitsgrade mit jeweils Winkel α kann die Exzentrizität e ausgeglichen werden. Die Achse des Stators beschreibt im Wesentlichen eine Kegelform.
Nachteilig ist insbesondere, dass aufgrund der Anlage von Rotor und Stator mit Überdeckung entlang der Dichtbereiche beziehungsweise Dichtkontaktflächen beim Anfahren der Exzenterschneckenpumpe ein hohes Losbrechmoment überwunden werden muss. Der verwendete Antrieb für den Rotor muss ausreichend dimensioniert sein, um die entsprechende Kraft für das Losbrechen der Exzenterschneckenpumpe und das Beschleunigen der Exzenterschneckenpumpe über den niedrigen
Drehzahlbereich aufzubringen.
Beschreibung
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Exzenterschneckenpumpe, insbesondere eine Wobblepumpe, bereitzustellen, deren Loslaufen bei Inbetriebnahme verbessert ist.
Die obige Aufgabe wird durch eine Exzenterschneckenpumpe, insbesondere eine Wobblepumpe, gelöst, die die Merkmale in dem Patentanspruch 1 umfasst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe, insbesondere eine Wobblepumpe, zum Pumpen von fluiden oder fließfähigen Fördermedien von einer Saugseite zu einer Druckseite. Die Wobblepumpe umfasst einen inneren Pumpenteil und einen äußeren Pumpenteil, beispielsweise umfasst die Wobblepumpe als inneren Pumpenteil einen Rotor und als äußeren Pumpenteil einen Stator, insbesondere einen Wobblestator. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass das äußere Pumpenteil drehend angeordnet ist, während das innere Pumpenteil fixiert ist. Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass der innere und der äußere Pumpenteil gegeneinander drehend angeordnet sind. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform umfasst die
Exzenterschneckenpumpe einen Rotor und einen Stator. Der Rotor der Wobblepumpe ist über ein Gelenk mit einer Antriebswelle und somit mit dem Antrieb verbunden. Alternativ kann das Gelenk auch direkt mit der Motorwelle des Antriebs verbunden sein. Der Stator ist nachgiebig ausgestaltet und einseitig, insbesondere an der Saugseite, am Gehäuse der Exzenterschneckenpumpe bzw. Pumpengehäuse festgelegt, während das andere Statorende frei schwingend innerhalb des
Pumpengehäuses angeordnet ist und somit die exzentrische Bewegung des Rotors aufnehmen kann. Nachfolgend wird vorzugsweise nur noch von Wobblepumpen gesprochen, um eine derartige Exzenterschneckenpumpe zu beschreiben.
Der Stator ist vorzugsweise nachgiebig ausgestaltet, beispielsweise kann dieser aus einem elastomeren Material bestehen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Stator zwar aus einem relativ starren Material besteht, das jedoch derart dünnwandig ausgebildet ist, dass das Material des Stators insbesondere bei einer radial zur Längsachse des Stators wirkenden Kraft entsprechend nachgibt.
Im laufenden Produktionsbetrieb sind der Stator und der Rotor der
Wobblepumpe entlang von sogenannten Dichtlinien oder Dichtbereichen in Anlage gebracht, so dass voneinander getrennte Förderräume für das Fördermedium ausgebildet werden. In einem Ruhezustand der Wobblepumpe besteht dagegen in den Dichtbereichen beziehungsweise im Bereich der Dichtkontaktflächen zumindest bereichsweise kein Dichtkontakt zwischen dem Rotor und dem Stator. Der Stator, der nachfolgend auch Wobblestator genannt wird, ist dagegen in einem Betriebszustand der Wobblepumpe beziehungsweise Arbeitsmodus der Wobblepumpe zumindest bereichsweise und/oder im Wesentlichen vollumfänglich von dem Fördermedium umgeben. Dieses bewirkt einen Druck auf die Außenmantelfläche des Stators. Der Stator wird radial gegen den Rotor gedrückt und insbesondere in den Dichtbereichen bzw. im Bereich der Dichtkontaktflächen mit diesem in dichtende Anlage gebracht, wodurch voneinander getrennte benachbarte Förderräume für das Fördermedium ausgebildet werden. Im Folgenden werden weitere vorteilhafte Ausbildungen der Wobblepumpe anhand einer Wobblepumpe beschrieben, bei der der äußere Pumpenteil als
Wobblestator und der innere Pumpenteil als Rotor ausgebildet ist. Es versteht sich von selbst, dass der Fachmann dies analog auf Wobblepumpen übertragen kann, die einen statischen inneren Pumpenteil und einen drehenden äußeren Pumpenteil aufweisen oder auf Wobblepumpen, bei denen innerer und äußerer Pumpenteil gegeneinander drehend ausgebildet sind. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in dem Ruhezustand der Wobblepumpe entlang der Dichtbereiche beziehungsweise Dichtkontaktflächen zwischen dem Rotor und dem Stator zumindest bereichsweise ein Spiel ausgebildet ist.
Der flexible Bereich am Wobblestator, der für den Ausgleich der Exzentrizität zuständig ist, ist eine der am höchsten belasteten Stellen des Wobblestators. Durch die andauernde Biegung des Wobblestators entstehen je nach Gestaltung der
Statoreinspannstelle in diesem Bereich Zug- bzw. Druckkräfte oder Schubkräfte. Das Betriebsmoment und die axiale Kraft aufgrund des Differenzdrucks kann je nach Gestaltung der Statoreinspannstelle ebenfalls nochmals Zug- Druck oder Schubkräfte hervorrufen. Durch das Antriebsmoment entstehen hohe Schubspannungen am Wobblestator. Es ist bekannt, dass Elastomere Zug- und Schubkräfte eine lange Zeit ertragen können, wenn das Elastomermaterial„vorgespannt" ist bzw.
Druckspannungen eingebracht sind. Weiterhin ist bekannt, dass das Antriebsmoment und daraus resultierende Schubspannungen mit größer werdendem Förderdruck der Pumpe ansteigen. Während des Betriebs der direkt endseitig eingespannten
Wobblepumpe mit mittleren und hohen Drücken entsteht zusätzlich zu den genannten Belastungen auf den flexiblen Bereich des Wobblestators Druckkräfte aufgrund des Differenzdruckes zwischen Druck- und Saugseite. Diese Druckkräfte dienen als „Vorspannung" des Materials, sodass in diesem Betriebszustand hohe Lebensdauern erreicht werden können. Werden Wobblepumpen nach dem Stand der Technik mit Überdeckung zwischen Rotor und Wobblestator bei niedrigen Drücken oder im drucklosen Zustand betrieben, fehlt diese überlagerte„Vorspannung", sodass das elastomere Material des Wobblestators geschädigt wird. Gerade beim Loslaufen von Wobblepumpen mit Überdeckung zwischen Rotor und Wobblestator führt dies zu einer besonders starken Materialschädigung, da das Lochbrechmoment komplett ohne„Vorspannung" ertragen werden muss. Die erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe mit Wobblestator und mit zumindest bereichsweise ausgebildetem Spiel zwischen dem Wobblestator und dem Rotor im Ruhezustand weist somit flexible Bereiche im Wobblestator auf, die bei höheren Drehmomentbelastungen passend dazu eine höhere Vorspannng aufweisen. Durch das Spiel ist das Anlaufmoment etwa Null und das Betriebsmoment ist bei kleinen Differenzdrücken ebenfalls sehr gering.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Rotor zumindest bereichsweise kleinere Außenmaße aufweist als der Wobblestator Innenmaße aufweist.
Vorzugsweise besteht zwischen Rotor und Wobblestator im weitgehend gesamten Bereich der Dichtbereiche beziehungsweise Dichtkontaktflächen, die die
Förderkammern im laufenden Betrieb der Wobblepumpe voneinander abtrennen, somit im Ruhezustand jeweils zumindest ein minimaler Abstand zwischen dem Rotor und dem Wobblestator.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem
Ruhezustand entlang eines Bereichs, der in etwa zwischen 50% - 100% der
Dichtbereiche beziehungsweise Dichtkontaktflächen entspricht, zwischen dem Rotor und dem Wobblestator kein Dichtkontakt ausgebildet. Insbesondere ist in diesem Bereich ein Spiel beziehungsweise Abstand zwischen dem Rotor und dem
Wobblestator ausgebildet. In den restlichen Bereichen kann gegebenenfalls ein Kontakt zwischen dem Rotor und dem Wobblestator in den Dichtbereichen
beziehungsweise im Bereich der Dichtkontaktflächen bestehen. Es ist sogar möglich, dass in den restlichen 0% bis 50% der Dichtbereiche beziehungsweise
Dichtkontaktflächen teilweise eine Überdeckung zwischen dem Rotor und dem
Wobblestator vorliegt. Das heißt, es wäre auch vorstellbar, dass bei einer
Ausführungsform eines Wobblepumpe gemäß vorliegender Anmeldung zwischen dem Rotor und dem Wobblestator in den Dichtbereichen beziehungsweise im Bereich Dichtkontaktflächen bereichsweise ein Spiel beziehungsweise Abstand und
bereichsweise eine Überdeckung zwischen dem Rotor und dem Wobblestator des Rotor- Stator- Systems ausgebildet ist. Dies kann insbesondere aufgrund der
Fertigungstoleranzen bei der Fertigung des Rotors und / oder des Wobblestators entstehen. Zwischen dem Rotor und dem Wobblestator besteht in dem Betriebszustand ein Kontakt zwischen dem Rotor und dem Wobblestator entlang der Dichtbereiche beziehungsweise Dichtkontaktflächen. Dieser Kontakt wird insbesondere durch das auf die Außenmantelfläche des Wobblestators einwirkende Fördermedium erzeugt. Man bezeichnet dies auch als Überschneidung, da das von außen auf die
Außenmantelfläche wirkende Fördermedium den nachgiebigen Wobblestator derart zusammendrückt, dass dieser eine Form einnehmen möchte, deren Innenmaße kleiner wären als die Außenmaße des Rotors. Durch die Überschneidung wird zumindest bereichsweise, vorzugsweise entlang der kompletten Gesamtlänge der Dichtbereiche beziehungsweise Dichtkontaktflächen ein Kontakt, insbesondere ein Reibkontakt, zwischen dem Rotor und dem Wobblestator hergestellt. Dieser
Reibkontakt bewirkt eine physikalische Trennung von benachbarten Förderkammern der Exzenterschneckenpumpe, wodurch wirksam ein Rückfluss des Fördermediums verhindert werden kann. Die Wobblepumpe weist in einem Betriebszustand eine Saugseite mit einem
Saugseitendruck auf. Das Fördermedium gelang über einen Einlass in die
Wobblepumpe und wird durch die Förderkammern zwischen dem Wobblestator und dem Rotor zur Druckseite befördert. Innerhalb der Wobblepumpe besteht auf der Saugseite ein erster Saugseitendruck und auf der Druckseite ein zweiter
Druckseitendruck.
Wird das Fördermedium durch die Wobblepumpe transportiert, so baut sich von der Saugseite her in Richtung Druckseite zunehmend Druck auf. Insbesondere entstehen beim Pumpen des Fördermediums innerhalb des Rotor- Stator- Systems Förderkammern, die je nach aktuellem Drehwinkel zwischen dem Rotor und dem Wobblestator entweder im Wesentlichen den Saugdruck oder den Pumpdruck der Wobblepumpe aufweisen. Bei einer einstufigen Wobblepumpe sieht man in einer Momentaufnahme Förderkammern, die den Saugseitendruck aufweisen und andere Förderkammern, die den Druckseitendruck aufweisen. Bei Rotor-Stator-Systemen mit mehr als einer Stufe existieren zudem noch komplett geschlossene Förderkammern, die einen Druckwert zwischen dem Saugseitendruck und dem Druckseitendruck aufweisen. Das bedeutet, dass im Druckseitenbereich des Wobblestators zu einem großen Drehwinkelanteil kein Druckunterschied zwischen Statorinnenseite und Statoraußenseite besteht. Im Saugseitenbereich des Wobblestators besteht hingegen zu einem großen Drehwinkelanteil eine Druckdifferenz zwischen Innen- und
Außenseite des Wobblestators.
Der Stator wird durch Druckdifferenzen zwischen den Förderkammern nach außen gedrückt; das Fördermedium versucht quasi den Stator nach außen zu drücken, um in eine Förderkammer niedrigeren Drucks überströmen zu können.
Dieser nach außen gerichtete Druck ist überall auf dem Stator in etwa gleich. Dieser radial nach außen gerichtete Druck innerhalb der Förderkammern bewirkt, dass der elastomere Wobblestator radial nach außen gedrückt wird. Um das im Ruhezustand zwischen dem Rotor und dem Wobblestator bestehende Spiel zu kompensieren und um zu verhindern, dass durch den radial nach außen gerichteten Druck innerhalb der Förderkammern in den Dichtbereichen beziehungsweise im Bereich der
Dichtkontaktflächen zwischen dem Rotor und dem Wobblestator ein Abstand entsteht, der einen Übertritt von Fördermedium zwischen den einzelnen Förderkammern erlaubt, und somit einen Rückfluss von Fördermedium zur Saugseite hin ermöglichen würde, liegt im laufenden Betrieb der Wobblepumpe - wie bereits beschrieben - der Druckseitendruck des Fördermediums an der Außenmantelfläche des Stators an. Der Außendruck wird also durch das zur Druckseite hin geförderter Fördermedium aufgebracht, dass das innerhalb des Pumpengehäuses frei angeordnete freie Ende des Wobblestators mit dem Druckseitendruck umspült und dadurch ein radiales
Anpressen des Stators an den Rotor und eine dichtende Anlage zwischen dem Stator und dem Rotor im Bereich der Dichtkontaktflächen bewirkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Ruhezustand der Wobblepumpe an der Saugseite ein erstes Spiel zwischen dem Rotor und dem Wobblestator ausgebildet ist und dass an der Druckseite ein zweites Spiel zwischen dem Rotor und dem Wobblestator ausgebildet ist. Insbesondere ist das erste Spiel auf der Saugseite größer als das zweite Spiel auf der Druckseite. In dem Ruhezustand liegt über die Wobblepumpe kein Differenzdruck zwischen der Saugseite und der Druckseite an. Da der Innendruck des Fördermediums zur Druckseite hin ansteigt, während der Außendruck des Druckmediums auf die Außenmantelfläche des Wobblestators im Wesentlichen überall gleich ist, wird der Wobblestator im Bereich der Druckseite weniger stark auf den Rotor gepresst als auf der Saugseite. Bei einer Ausführungsform, bei der im Ruhezustand auf der Druckseite ein geringeres Spiel zwischen dem Rotor und dem Wobblestator ausgebildet ist als auf der Saugseite, kann dies entsprechend besser kompensiert werden, so dass der Reibkontakt zwischen dem Wobblestator und dem Rotor entlang der Dichtbereiche
beziehungsweise Dichtkontaktflächen im Wesentlichen überall gleich ist. Die
Geometrie des Rotors und/ oder des Wobblestators ist somit derart gewählt, dass die Vorspannung zwischen dem Rotor und dem Wobblestator auf der Saugseite im Vergleich zur Druckseite verringert ist. Beispielsweise kann das Spiel zwischen Rotor und Wobblestator im
Wesentlichen kontinuierlich entlang der Dichtbereichen beziehungsweise
Dichtkontaktflächen zwischen dem Rotor und dem Wobblestator von der Saugseite zur Druckseite hin abnehmen, um die von der Saugseite zur Druckseite hin ansteigende Druckdifferenz zu kompensieren. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass im
Ruhezustand der Wobblepumpe auf der Saugseite ein Spiel zwischen dem Rotor und dem Wobblestator ausgebildet ist und auf der Druckseite eine so genannte
Überdeckung zwischen dem Rotor und dem Wobblestator vorgesehen ist.
Im Ruhezustand, insbesondere vor Beginn eines Pumpvorganges, liegt kein Fördermedium auf der Druckseite der Wobblepumpe vor, beziehungsweise das vorliegende Medium weist nur einen geringen Differenzdruck zur Saugseite der Wobblepumpe auf. Somit wirkt auch kein entsprechender Druck auf die
Außenmantelfläche des Wobblestators. Mit Beginn des Pumpvorgangs wird
Fördermedium zur Druckseite der Wobblepumpe hin befördert, das dann auf die Außenmantelflächen des Wobblestators drückt und somit die gewünschte
Überschneidung bzw. Anlage zwischen dem Rotor und dem Wobblestator in den Dichtbereichen beziehungsweise im Bereich der Dichtkontaktflächen bewirkt, so dass die jeweils benachbarten Förderkammern physikalisch voneinander getrennt werden.
Da zu Beginn des Pumpvorgangs noch kein Außendruck auf die
Außenmantelfläche des Wobblestators einwirkt und somit zwischen dem Rotor und dem Wobblestator im Wesentlichen ein Spiel besteht, weist eine solche Wobblepumpe kein beziehungsweise nur ein sehr geringes Losbrechmoment auf, so dass eine solche Wobblepumpe im Vergleich zu herkömmlich bekannten
Wobblepumpen, bei denen im Ruhezustand eine Überdeckung zwischen Rotor und Stator ausgebildet ist, mit einem schwächeren Antrieb betrieben werden kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Wobblestator und dem Pumpengehäuse druckseitig zumindest bereichsweise ein ringförmiger Raum ausgebildet, in den das Fördermedium einfließt. Das im ringförmigen Raum befindliche Fördermedium drückt somit mit Druckseitendruck auf die
Außenmantelfläche des Wobblestators. Es sind bereits Exzenterschneckenpumpen mit beidseitig eingespannten
Statoren bekannt, in denen Fördermedium genutzt wird, um einen ausreichenden Anpressdruck zwischen Stator und Rotor im laufenden Betrieb zu erzeugen. Dabei ist in der Zuleitung des Fördermediums zum Stator und um den Stator herum ein Totraum ausgebildet. Gerade bei Fördermedien, die Feststoffpartikel,
Verunreinigungen o.ä. enthalten, kann es innerhalb dieser Toträume zu Ablagerungen kommen, die dann innerhalb relativ kurzer Zeit die entsprechenden Bauteile blockieren und/oder zerstören.
Weiterhin werden Exzenterschneckenpumpen mit beidseitig eingespannten Statoren beschrieben, die ein Druckübertragungsmedium nutzen, wobei das druckseitige Fördermedium und das dem Stator umgebende
Druckübertragungsmedium durch einen Kolben oder eine Membran getrennt sind. Dadurch ergibt sich aber der Nachteil, dass hier ein wesentlich komplizierterer Aufbau vorliegt. Zudem kann ein verschiebbarer Kolben ebenfalls durch Festkörper blockiert und/oder zerstört werden. Dasselbe gilt für flexible Membranen. Die genannte
Problematik besteht bei einer Wobblepumpe nicht, da hier das freie Ende des Wobblestators frei schwingend innerhalb des Fördermediums der Druckseite angeordnet ist.
Allgemein gilt: Je größer der zu fördernde Druck einer
Exzenterschneckenpumpe, desto größere Anpresskräfte müssen zwischen Rotor und Stator herrschen, um eine ausreichende Dichtigkeit der Exzenterschneckenpumpe zu gewährleisten. Gleichzeitig sollen diese Anpresskräfte aber nicht zu groß werden, um unnötige Verlustleistung und Verschleiß durch Reibung zu vermeiden.
Der Stand der Technik stellt hier bereits eine Lösung zur Verfügung, wodurch die Anpresskraft zwischen Rotor und einem zweiseitig eingespannten Stator an den Differenzdruck angepasst werden kann. Allerdings ist der Differenzdruck zwischen dem druckseitigen Fluid und dem Statorinnenraum nicht überall gleich. Am
druckseitigen Bereich des zweiseitig eingespannten Stators ist der Druck im Inneren des zweiseitig eingespannten Stators und der umgebende Druck des druckseitigen Fluides in etwa gleich. Im saugseitigen Bereich des zweiseitig eingespannten Stators besteht im Inneren des Stators im Wesentlichen der Saugdruck, wodurch sich eine sehr hohe Druckdifferenz im Vergleich zum druckseitigen Fluid ergibt. Durch die zweiseitige Einspannung des Stators im druck - und saugseitigen Bereich des Stators wird dieser von beiden Seiten stabilisiert und die radiale Nachgiebigkeit des Stators ist in diesem Bereich jeweils eingeschränkt. Durch den Verlauf von Differenzdruck und radialer Stabilität des Stators ergibt sich eine Anpresskraft. Diese ist für zweiseitig eingespannte Statoren sehr ungleichmäßig, was zu einem schlechtem Wirkungsgrad und zu erhöhtem, insbesondere punktuellem Verschleiß führt.
Bei Wobblepumpen mit einseitig eingespanntem Stator ist die
Bewegungsfähigkeit des Stators einseitig eingeschränkt. Insbesondere ist der Stator am saugseitigen Ende eingespannt und in diesem Bereich eingeschränkt beweglich. Dagegen ist der Wobblestator am druckseitigen Ende uneingeschränkt radial beweglich. Berechnet man die Anpresskraft als Funktion von Differenzdruck und radialer Stabilität ergibt sich eine über große Bereiche der Statorlänge hinweg gleichmäßige Anpressung des Wobblestators an den Rotor aufgrund einer
vorteilhaften Verteilung der Anpresskräfte.
Die einseitige Einspannung des Stators erfolgt endseitig, beispielsweise direkt über eine am freien Ende des Stators ausgebildete ringförmige Verbreiterung.
Alternativ kann vom freien Endbereich ausgehend eine Krempe ausgebildet sein, die der Befestigung des Stators am Pumpengehäuse dient. Durch die Druckdifferenz der Wobblepumpe im laufenden Betrieb ergibt sich eine hohe axiale Kraft auf den Stator entgegen der Förderrichtung, d.h. vom Antrieb des Rotors weg gerichtet. Bei der endseitigen, einseitigen Einspannung, insbesondere bei direkter endseitiger Einspannung oder endseitige Einspannung mit Krempe entsteht an der
hochbelasteten Biegestelle durch die axiale Kraft eine Druckspannung im Elastomer. Diese ist für die Lebensdauer des Statormaterials vorteilhaft. Im Gegensatz zu bekannten Wobblestatoren mit Überdeckung wird bei der erfindungsgemäßen Wobblepumpe die Einspannstelle des Wobblestators weniger stark belastet, da das Drehmoment nur aufgebracht wird, wenn auch eine Druckspannung überlagernd ausgebildet ist.
Allgemein sind Wobblestatoren in ihrer Drehzahl beschränkt. Insbesondere können Wobblestatoren nur mit geringeren Drehzahlen betrieben werden, da bei zu hoher Drehzahl starke Schwingungen entstehen, die Teile der Wobblepumpe schädigen können. Es wurde nachweislich festgestellt, dass durch Spiel zwischen Rotor und Wobblestator geringere Schwingungen entstehen. Somit kann eine erfindungsgemäße Wobblepumpe mit höheren Drehzahlen betrieben werden als herkömmlich bekannte Wobblepumpen. Diese vorteilhafte Reduktion der
Schwingungen ergibt sich durch die geringeren Antriebsmomente aufgrund des zwischen Rotor und Wobblestator ausgebildeten Spiels, da das schwingfähige Systems in rotatorischer Richtung weniger stark angeregt wird. Gerade bei drehzahlvariablen Pumpen mit vorgegebener Leistung wie beispielsweise
Solarpumpen, können bei hohen Drehzahlen nur noch geringe Differenzdrücke überwunden werden. Dies bedeutet, dass bei Wobblepumpen mit einem im
Ruhezustand zwischen Rotor und Wobblestator ausgebildeten Spiel nur ein geringes Antriebsmoment vorliegt. Die Anregung des schwingfähigen Systems ist damit nochmals geringer.
Der Vorteil eines hier beschriebenen Wobblestators mit Spiel zum Rotor liegt auch darin, dass ein solcher kürzer ausgeführt werden kann als ein zweiseitig eingespannter Stator. Da die zweite Einspannstelle entfällt, können Einlaufseite und Druckanschluss im gleichen Bauraum des Pumpengehäuses untergebracht werden, insbesondere kann der Druckanschluss zumindest teilweise im Statorbereich ausgeführt werden. Weiterhin ist vorteilhaft, dass eine solche Wobblepumpe ohne Kraftaufwand montiert werden kann, da der Rotor im Gegensatz zu Rotor- Stator- Systemen mit Überdeckung, weitgehend reibungsfrei in das Innengewinde des Wobblestators eingeführt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Wobblestator eine spiralförmige Außenkontur aufweisen, die insbesondere mit der spiralförmigen Innenkontur korrespondiert. Ein solcher Wobblestator kann kostengünstiger hergestellt werden, da weniger Material benötigt wird und die Vulkanisationszeit aufgrund der geringeren Wandstärke verkürzt ist, so dass die Herstellung schneller erfolgt und somit in einem definierten Zeitraum mehr Statoren gefertigt werden können. Zudem ist die Stabilität eines solchen Wobblestators in Umfangsrichtung gleichmäßiger. Weiterhin wird ein Gelenk für eine Wobblepumpe beschrieben, das ein verstärktest Elastomerteil umfasst. Es sind verschiedene gelenkige Wellen für Exzenterschneckenpumpen in Form von Faser- oder Draht-verstärkten Kunststoffoder Elastomerkörpern bekannt. Diese dienen zum Ausgleich der exzentrischen Bewegung zwischen einem feststehenden Stator und einer feststehenden
Antriebswelle. Nachteilig ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten
Ausführungsformen von Gelenken, dass für den Ausgleich des Achsversatzes eine große flexible Länge erforderlich ist. Dadurch besteht die Neigung von seitlichen Schwingungen bei höheren Drehzahlen. Diese Schwingungen verringern die
Lebensdauer des Gelenks und führen zu unerwünschter Geräuschentwicklung und schädlichen Vibrationen. Außerdem ist zum Übertragen von nennenswerten
Druckkräften (bei Förderrichtung vom Motor weg) eine innere Stützkonstruktion in Form einer Welle, eines Rohres, einer Feder oder eines Granulates notwendig. All diese Stützkonstruktionen führen zu unerwünschter Reibung und Verschleiß in und/oder an den Gelenken. Wird das nachfolgend näher beschriebene Gelenk in Verbindung mit einer
Wobblepumpe eingesetzt, muss anstatt eines Achsversatzes e nur noch ein Winkel α ausgeglichen werden. Tests haben gezeigt, dass bereits 0,5 bis 1 ,5mal
Außendurchmesser als freie Biegelänge ausreichend ist, um einen in Wobblepumpen üblichen Winkelversatz von 1 ° bis 2° auszugleichen. Durch diese kurze Länge des Gelenks entstehen weniger Schwingungen, was auch zu erhöhtem Wirkungsgrad, höherer Lebensdauer der Bauteile und höheren möglichen Maximaldrehzahlen führt. Für besonders hohe Belastungen können die vorteilhaften
Schwingungseigenschaften und die Fähigkeit zur Übertragung von Druckkräften der kurzen, lediglich mit Winkelauslenkung belasteten Gelenkköper mit den aus dem Stand der Technik bekannten inneren Stützkörpern oder mit zusätzlichen äußeren Stützkörpern kombiniert werden. Stützkörper können dabei z.B. eine Kugel, Granulat, eine Spiralfeder, ein zylindrisches Wellenstück oder ein nachgiebiger Elastomer- bzw. Kunststoffkörper verwendet werden. Empfehlenswert ist hier die Kombination von Stützkörper mit einem Schmiermittel. Zudem kann auch eine mehr oder weniger viskose Stützflüssigkeit verwendet werden. Das Gelenk umfasst einen zumindest teilweise beweglich ausgebildeten
Mittelteil, der aus einem verstärkten Elastomer- oder Kunststoffmaterial gebildet ist. Vorzugsweise wird die Verstärkung des Elastomer- oder Kunststoffmaterial durch eine im Material integrierte Faserverstärkung oder Drahtverstärkung gebildet. Gemäß einer Ausführungsform besteht der eigentliche Gelenkkörper aus einem handelsüblichen Hydraulikschlauch oder einem anderen geeigneten Schlauch mit einer inneren verstärkenden Struktur. Der Schlauch bzw. Hydraulikschlauch besteht beispielsweise aus einem flexiblen Material, beispielsweise Elastomer o.ä., das mit vorzugsweise kreuzförmig verschränkten Armierungen in einer oder mehreren Lagen verstärkt ist. Die Armierung kann dabei sowohl aus Stahl, aus Kunststofffasern als auch aus textilen Fasern bestehen.
Das Mittelstück wird beidseitig durch Anschlussstücke zur Befestigung des Rotors und/oder der Antriebswelle begrenzt. Gemäß einer Ausführungsform ist an den beiden freien Enden des Schlauchstückes jeweils ein Anschlussstück befestigt. Die beiden Anschlussstücke sind vorzugsweise mit Halterillen in axialer Richtung und/oder eventuell auch in radialer Richtung ausgeführt. Die Anschlussstücke weisen vorzugsweise einen n-kantigen Bereich auf, wobei n der Anzahl der Backen an der später verwendeten Schlauchpresse entspricht (üblicherweise haben
Schlauchpressen sechs oder acht Backen). Die Anschlussstücke umfassen beispielsweise jeweils eine Hülse zum Halten des jeweiligen Endes des
Schlauchstückes. Die Hülsen werden mithilfe einer Schlauchpresse komprimiert, sodass der Schlauch zwischen den beiden Anschlussstücken fixiert ist. Dabei ist der n-kantige Bereich auf dem Anschlussstück winkelig mit den Backen der Schlauchpresse auszurichten. Nach dem Verpressen entsteht eine sichere
Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschlussstück und der jeweiligen Hülse und somit auch eine sichere Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschlussstück und dem jeweiligen freien Ende des Schlauchstückes. Alternativ kann anstatt eines n-kantigen Bereiches auf dem Anschlussstück auch ein dünn ausgeführter zylindrischer Bereich verwendet werden. Beim
Pressvorgang kann dieser dünne Bereich dann ebenfalls in die n-kantige Form gebracht werden.
Vorzugsweise werden mindestens zwei Hülsen gleichzeitig in einer geeigneten Backenkonstruktion verpresst. Für die Konstruktion kann durch die n-kantige
Verpressung zwischen Hülse und Anschlussstück ein höheres Moment zugelassen werden, da für ein Rutschen des Schlauches eine Relativbewegung zwischen Schlauch und Hülse als auch zwischen Schlauch und Anschlussstück gleichzeitig stattfinden muss. Die n-kantige Form auf der Außenseite kann zudem als
Angriffsfläche für Werkzeuge verwendet werden, wenn beispielsweise lösbare Gewinde als Anbindung zu den benachbarten Teilen verwendet werden.
Zum Schutz der freien Enden des Schlauchstückes, beispielsweise vor Umgebungseinflüssen wie eindringendes Fluid o.ä. und/oder zur Verstärkung der Bindung zwischen Schlauch und Hülse bzw. Schlauch und Anschlussstück kann zusätzlich eine Dicht- und/oder Klebemasse verwendet werden, die insbesondere zwischen den freien Enden des Schlauchstückes und der jeweiligen Hülse
eingebracht wird.
Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, handelsübliche metallische Einsätze für Spritzgussteile anstelle der beiden Anschlussstücke oder in Verbindung mit einem Anschlussstück zu verwenden. Hier kann eventuell auf die n-kantige
Verbindung zwischen Anschlussstück und Hülse verzichtet werden. Weiterhin können hier bei einer Ausführungsform Gewindestifte verwendet werden, um Außengewinde bereitzustellen.
Ein Vorteil bei der Verwendung eines Gelenks zwischen dem Rotor und dem Antrieb besteht darin, dass der Rotor derart innerhalb des Stators positioniert werden kann, dass das Spiel zwischen Stator und Rotor entlang der Druckbereiche überall gleich ist.
Eine weitere Ausführungsform einer Wobblepumpe kann vorsehen, dass das Rotor-Stator-System einen einlassseitigen Endabschnitt aufweist, in dem ein dichtlinienfreier Einlauftrichter zwischen dem Stator und dem Rotor entlang einer Trichterlänge ausgebildet ist, wobei die schraubengangförmige Innenumfangsfläche des Stators in einem mittleren Hauptabschnitt des Rotor-Stator-Systems und in dem einlassseitigen Endabschnitt ausgebildet ist. Insbesondere ist der Einlauftrichter derart ausgebildet, wie es in der Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2016 009 028 beschrieben ist, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird. Ein solcher Einlauftrichter, der einerseits eine Fortsetzung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche des Stators umfasst und andererseits dichtlinienfrei ist, erzielt vorteilhafte Strömungseffekte.
Die Erfindung bezieht sich also gemäß einer Ausführungsform auf
Exzenterschneckenpumpen mit unverstärktem Elastomerstator, wobei das den Stator umgebende Fördermedium als Druckmedium dient, um die dichtende Anlage zwischen Rotor und Stator im laufenden Pumpenbetrieb herzustellen. Gegebenenfalls kann der Stator auch noch durch Einsätze eines weitgehend starren Materials gestützt werden, wobei die flexible einseitige Einspannstelle erhalten bleiben muss. Insbesondere entsteht bei Inbetriebnahme der Wobblepumpe ein gewisser
Differenzdruck, wodurch der Wobblestator durch das von außen mit Druckseitendruck auf den Wobblestator wirkende Fördermedium auf den Rotor gedrückt wird, wodurch eine wirkliche Trennung der Druckseite von der Saugseite der Wobblepumpe durch den erzwungenen Festkörper- Kontakt zwischen dem Rotor und dem Stator erzeigt wird. Dies bietet verschiedene Vorteile. Zum einen ist das Losbrechen einer erfindungsgemäßen Wobblepumpe mit Spalt zwischen Stator und Rotor leicht möglich, da bei Stillstand der Wobblepumpe noch kein Differenzdruck anliegt. Erst mit steigender Drehzahl baut sich der Differenzdruck zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Wobblestators auf und schließt somit den Dichtkontakt an so genannten Dichtbereichen beziehungsweise Dichtkontaktflächen. Da bei aus dem Stand der Technik bekannten Wobblepumpen mit
Überdeckung, bei denen der Stator im laufenden Betrieb ebenfalls von Fördermedium umgeben ist, die Reibmomente bei Drehzahlen unterhalb des für die entsprechende Wobblepumpe üblichen Betriebsbereiches deutlich erhöht sind, sind für die
Inbetriebnahme solcher Wobblepumpen entsprechend starke Antriebe notwendig. Eine erfindungsgemäße Wobblepumpe mit Spiel zwischen Rotor und Stator kann dagegen mit einem wesentlich kleineren Antrieb betrieben werden. Ein Grund hierfür ist, dass bei niedrigen Drehzahlen die zu hohen Momenten führenden Differenzdrücke nicht aufgebaut werden können. D.h., bei den erfindungsgemäßen Wobblepumpen ist das notwendige Antriebsmoment aufgrund des zwischen Rotor und Wobblestator zumindest bereichsweise ausgebildeten Spiels beziehungsweise Abstands deutlich geringer als bei Wobblepumpen mit einer Überdeckung zwischen dem Rotor und dem Wobblestator. Weiterhin ergibt sich bei einer erfindungsgemäßen Wobblepumpe in einem großen Teil des Pumpenkennfeldes eine Verbesserung des Wirkungsgrades beziehungsweise der Gesamteffizienz.
Die erfindungsgemäße Wobblepumpe kann somit vorteilhaft als photovoltaisch betriebenene Wasserpumpe eingesetzt werden. Hierbei sind das Losbrechen der Wobblepumpe und das Beschleunigen der Wobblepumpe über den niedrigen
Drehzahlbereich hinweg kritisch, da das zur Verfügung stehende Motormoment im Vergleich zu netzgekoppelten Pumpen geringer ist. Die zur Verfügung stehende
Energiemenge und somit Antriebskraft ist zudem von der bereitstehenden Lichtmenge und / oder dem Einfallswinkel der Sonnenstrahlung abhängig. Insbesondere spielt der Sonnenstand eine wichtige Rolle. Die am Morgen noch schwache und sehr schräg auf die Photovoltaikpanele fallende Sonneneinstrahlung liefert wenig Energie, was nochmals zu einem verminderten Motormoment führt.
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe in einem Ruhezustand. Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe in einem
Betriebszustand.
Figur 3 zeigt eine weitere Darstellung einer erfindungsgemäßen
Exzenterschneckenpumpe in einem Betriebszustand.
Figur 4 zeigt die auf die Exzenterschneckenpumpe im Betriebszustand wirkenden Kräfte.
Figur 5 zeigt eine erste Ausführungsform einer endseitigen Befestigung des Stators einer Exzenterschneckenpumpe.
Figur 6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer endseitigen Befestigung des Stators einer Exzenterschneckenpumpe. Figur 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Gelenks.
Figur 8 zeigt eine Schnitt- Darstellung der ersten Ausführungsform eines Gelenks gemäß Figur 8.
Figur 9 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Zwischenproduktes bei der Herstellung der ersten Ausführungsform eines Gelenks gemäß Figur 7.
Figur 10 zeigt eine Schnitt- Darstellung des Zwischenproduktes bei der Herstellung der ersten Ausführungsform eines Gelenks gemäß Figur 7.
Figur 1 1 zeigt ein Anschlussstück eines Gelenks gemäß Figur 7.
Figur 12 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Gelenks. Figur 13 zeigt eine Schnitt- Darstellung der zweiten Ausführungsform eines Gelenks gemäß Figur 12.
Figur 14 zeigt ein Bauteil der zweiten Ausführungsform eines Gelenks gemäß Figur 12. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische
Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Exzenterschneckenpumpe 1 , insbesondere einer Wobblepumpe 2, in einem Ruhezustand und Figur 2 zeigt die Exzenterschneckenpumpe 1 in einem Betriebszustand AZ. Die
Exzenterschneckenpumpe 1 umfasst einen elastomeren Stator 3 mit einer
schneckenförmig gewendelten Innenseite und einen Rotor 4. Der Stator 3 weist einen Gewindegang mehr als der Rotor 4 auf. Der Rotor 4 ist im Stator 3 aufgenommen. Der Rotor 4 und der Stator 3 bilden das Rotor-Stator-System 1 1 . Das Rotor-Stator-System 1 1 ist in dem Pumpengehäuse 6 angeordnet, wobei zwischen dem Pumpengehäuse 6 und der Außenmantelfläche des Stators 3 ein ringförmiger Raum 12 ausgebildet ist. Der Rotor 4 ist mit der Antriebswelle 7 eines Antriebs (nicht dargestellt), beispielsweise eines Elektromotors, gekoppelt und vollführt eine Rotation um die Statorlängsachse beziehungsweise um die Längsachse L der
Exzenterschneckenpumpe 1 und gleichzeitig eine kreisförmige Translation bestimmt durch die Exzentrizität e des Rotor- Stator- Systems 1 1 . Das heißt, der Rotor 4 bewegt sich exzentrisch im Stator 3.
Der Rotor 4 ist über ein kardanisches Gelenk 5 an die Antriebswelle 7 gekoppelt. Durch das kardanische Gelenk 5 wird die exzentrische Bewegung bzw. Exzentrizität e zwischen Rotor 4 und Stator 3 durch Drehmomentübertragung ausgeglichen. Der Stator 3 ist an dem freien Ende 8, der dem kardanischen Gelenk 5 gegenüber liegt, einseitig am Pumpengehäuse 6 der Exzenterschneckenpumpe 1 festgelegt, insbesondere flexibel eingespannt. Dies lässt einen weiteren kardanischen Freiheitsgrad zu. Durch den Abstand dieser beiden kardanischen Freiheitsgrade mit jeweils Winkel α kann die Exzentrizität e ausgeglichen werden. Die Achse des Stators beschreibt im laufenden Produktionsbetrieb im Wesentlichen eine Kegelform.
Das freie Ende 8 des Stators 3 weist zur Festlegung am Pumpengehäuse 6 beispielweise eine ringförmige Verbreiterung 9 auf, die am Pumpengehäuse 6 beispielsweise klemmend gehalten wird. Gegebenenfalls kann die ringförmige
Verbreiterung 9 als Flansch 10 dienen, über den der Stator 3 mit dem
Pumpengehäuse 6 verbunden, beispielsweise verschraubt, werden kann.
Der Stator 3 und der Rotor 4 sind derart dimensioniert ausgebildet, dass in einem ersten Ruhezustand RZ gemäß Figur 1 der Exzenterschneckenpumpe 1 entlang der mindestens zwei Dichtkontaktflächen 14 zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 zumindest bereichsweise ein Spiel 100 beziehungsweise Abstand
ausgebildet ist. Insbesondere weist der Rotor 4 zumindest bereichsweise kleinere Außenmaße A(4) als der Stator 3 Innenmaße l(3) aufweist. Im Betriebszustand AZ der Exzenterschneckenpumpe 1 gemäß Figur 2 gelangt das Fördermedium FM über einen Einlass 15 in die Exzenterschneckenpumpe 1 und wird durch die aus der Bewegung des Rotors 4 und der gegenseitigen Anlage von Stator 3 und Rotor 4 an den Dichtkontaktflächen 14 gebildeten wandernden
Förderräume FR von der Saugseite S zur Druckseite D der Exzenterschneckenpumpe 1 in Förderrichtung TR transportiert. Das Fördermedium FM wird über den Auslass 16 aus der Exzenterschneckenpumpe 1 ab- und seiner weiteren Verwendung
beziehungsweise Verarbeitung zugeführt.
Wenn Fördermedium FM durch die Exzenterschneckenpumpe 1 gepumpt wird (Figur 2), bewirkt das Fördermedium FM in den zwischen Rotor 4 und Stator 3 ausgebildeten Förderräumen FR einen radial nach außen gerichteten Druck auf den Stator 3, wodurch das elastisch verformbare Material des Stators 3 radial nach außen gedrückt wird. Um eine ausreichende Abdichtung der Förderräume FR zu
gewährleisten, weisen herkömmlich bekannte Wobblepumpen im Ruhezustand eine Überdeckung zwischen dem Stator und dem Rotor auf. Das heißt, zwischen dem Stator und dem Rotor besteht eine Vorspannung. Diese wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Außenmaße des Rotors größer sind als die Innenmaße des elastomeren Stators.
Bei der dargestellten Exzenterschneckenpumpe 1 in Form einer Wobblepumpe 2 wird im Betriebszustand AZ über das bereits zur Druckseite D geförderte
Fördermedium FM(D) dem Druck des innerhalb der Förderräume FR befindlichen Fördermediums FM(FR) entgegengewirkt. Insbesondere umspült das den
Druckseitendruck aufweisende Fördermedium FM(D) den in den Druckseitenbereich D hineinragende Stator 3 und drückt hierbei den Stator 3 gegen den Rotor 4.
Aufgrund des im Ruhezustand RZ zwischen dem Stator 3 und dem Rotor 4
ausgebildeten Spiels 100, kann das Anfahren der Exzenterschneckenpumpe 1 ohne das nachteilige große Anfahrtsmoment von Wobblepumpen mit im Ruhrzustand ausgebildeter Überdeckung zwischen Rotor und Stator erfolgen. Die Förderwirkung kann dann mit einem sehr niedrigen Wert einsetzen und mit der Steigerung des durch die Exzenterschneckenpumpe 1 geförderten Fördermediums FM(D) erhöht werden. Insbesondere wird durch den vom Fördermedium FM(D) auf den Stator 3 ausgeübten Druck dieser im Bereich der mindestens zwei Dichtkontaktflächen 14 an den Rotor 4 gepresst, wodurch die einzelnen Förderräume FR sicher voneinander räumlich getrennt werden. Durch den im Betriebszustand AZ ausgebildeten
Festkörperkontakt zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 wird eine echte Trennung der Förderräume FR sowie eine Trennung zwischen der Saugseite S der
Exzenterschneckenpumpe 1 und der Druckseite D der Exzenterschneckenpumpe 1 erreicht.
Ein wesentlicher Vorteil einer solchen Exzenterschneckenpumpe 1 bzw.
Wobblepumpe 2 besteht insbesondere darin, dass beim Überführen der
Exzenterschneckenpumpe 1 aus einem Stillstand beziehungsweise aus dem
Ruhezustand RZ in einen Betriebszustand AZ aufgrund des im Ruhezustand RZ zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 zumindest bereichsweise ausgebildeten Spiels 100 beim Anfahren der Exzenterschneckenpumpe 1 weniger Kraftaufwand notwendig ist, um das Losbrechmoment zu überwinden. Figur 3 zeigt eine weitere stilisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen
Exzenterschneckenpumpe 1 und Figur 4 zeigt die auf die Exzenterschneckenpumpe 1 im Betriebszustand AZ wirkenden Kräfte. In Figur 3 ist der flexible Bereich 20 des Stators 3 am freien Endbereich 8 gekennzeichnet. Aufgrund des zwischen Rotor 4 und Stator 3 im Ruhezustand RZ (vergleiche Figur 1 ) ausgebildeten Spiels 100 weist das Rotor-Stator-System 1 1 im Ruhezustand RZ keine Vorspannung auf. Somit ist beim Starten der Exzenterschneckenpumpe 1 das Anlaufmoment in etwa Null und das Betriebsmoment ist bei kleinen Differenzdrücken zwischen der Saugseite S und der Druckseite D ebenfalls gering. Es steigt mit steigender Fördermenge bis zum
Druckseitendruck p(D) an. Der flexible Bereich 20 des Stators 3 weist bei höheren Drehmomentbelastungen aufgrund des zunehmenden Differenzdrucks zwischen der Saugseite S und der Druckseite D eine entsprechend höhere Vorspannung auf.
Da der Stator 3 nur einseitig am Pumpengehäuse 6 festgelegt ist, wird die Bewegungsfähigkeit des Stators 3 nur einseitig eingeschränkt. Berechnet man die Anpresskraft F als Funktion von Differenzdruck Δρ und radialer Stabilität rS ergibt sich zwischen Druckseite D und Saugseite S eine weitgehend gleichmäßige Anpressung des Stators 3 an den Rotor 4.
Durch das zwischen Rotor 4 und Stator 3 im Ruhezustand RZ ausgebildete Spiel 100 (vergleiche insbesondere Figuren 1 und 2) entstehen nur geringe
Schwingungen, so dass eine Wobblepumpe 2 mit entsprechend ausgebildetem Rotor- Stator- System 1 1 mit höheren Drehzahlen betrieben werden kann als herkömmlich bekannte Wobblepumpen. Aufgrund des im Ruhezustand RZ ausgebildeten Spiels ergeben sich insbesondere weniger Anregungen des schwingfähigen Systems in rotatorischer Richtung. Dadurch können erfindungsgemäße Wobblestatoren 3 vorteilhaft bei drehzahlvariablen Exzenterschneckenpumpen 1 mit vorgegebener Leistung, beispielsweise solarbetriebenen Wobblepumpen 2 eingesetzt werden, bei welchen in der Regel bei höheren Drehzahlen nur noch geringe Differenzdrücke Δρ überwunden werden können.
Figur 5 zeigt eine erste Ausführungsform einer endseitigen Befestigung des Stators 3 einer Exzenterschneckenpumpe 1 und Figur 6 zeigt eine zweite
Ausführungsform einer endseitigen Befestigung des Stators 3 einer
Exzenterschneckenpumpe 1 . Gemäß der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform weist der Stator 3 an seinem freien Endbereich 8 eine ringförmige Verbreiterung 9 auf, über die der Stator 3 am Pumpengehäuse 6 festgelegt ist. Beispielsweise dient die ringförmige Verbreiterung 9 als Flansch 10, um den Stator 3 mit dem Pumpengehäuse 6 zu verschrauben o.ä.
Gemäß der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform weist der Stator 3 an seinem freien Endbereich 8 eine sich in Richtung des gegenüberliegenden
saugseitigen Endbereichs 13 erstreckende Krempenstruktur 17 auf, die den Stator 3 bereichsweise umschließt, wobei zwischen der Außenmantelfläche des Stators 3 und der Krempenstruktur 17 ein ringförmiger Raum 19 ausgebildet ist, der in fluider Verbindung mit dem oben beschriebenen zwischen dem Stator 3 und dem
Pumpengehäuse 6 ausgebildeten ringförmigen Raum 12 steht. Die sich in Richtung des gegenüberliegenden saugseitigen Endbereichs 13 erstreckende Krempenstruktur 17 geht in einen freien Endbereich 18 über. Der freie Endbereich 18 ist am
Pumpengehäuse 6 festgelegt, insbesondere wird der Stator 3 über den freien
Endbereich 18 der Krempenstruktur 17 in einem mittigen Bereich 6M des
Pumpengehäuses 6 an diesem befestigt. Bei den beiden in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen kann der Stator 3 jeweils weitgehend komplett von dem saugseitigen Endbereich 8 bis zum druckseitigen Endbereich 13 von Fördermedium FM umspült werden (vergleiche insbesondere Figur 2).
Figur 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines kardanischen Gelenks 5, 5a und Figur 8 zeigt eine Schnitt- Darstellung. Figur 9 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Zwischenproduktes 5*, 5a* bei der Herstellung der ersten Ausführungsform eines kardanischen Gelenks 5, 5a gemäß Figur 7 und Figur 10 zeigt eine Schnitt- Darstellung. Figur 1 1 zeigt ein Anschlussstück 60 eines Gelenks 5, 5a gemäß Figur 7. Das Gelenk 5, 5a umfasst ein innen- verstärktes Elastomerteil 50. Tests haben gezeigt, dass bereits 0,5 bis 1 ,5mal Außendurchmesser dA als freie Biegelänge LB ausreichend, um einen in Wobblepumpen 2 üblichen Winkelversatz α von 1 bis 2° auszugleichen. Durch diese kurze Länge des Gelenks 5, 5a entstehen weniger Schwingungen, was auch zu einem erhöhten Wirkungsgrad der Wobblepumpe 2, höherer Lebensdauer der Bauteile der Wobblepumpe 2 und höheren möglichen Maximaldrehzahlen der Wobblepumpe 2 führt. Für besondere Ausführungsformen, beispielsweise Wobblepumpen 2 die besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind, können die vorteilhaften
Schwingungseigenschaften und die Fähigkeit zur Übertragung von Druckkräften der kurzen, lediglich mit Winkelauslenkung belasteten Gelenkkörper 5, 5a mit aus dem Stand der Technik bekannten inneren Stützkörpern (nicht dargestellt) kombiniert werden. Innere Stützkörper können dabei z.B. eine Kugel, Granulat, eine Spiralfeder, ein zylindrisches Wellenstück oder ein nachgiebiger Elastomer- bzw. Kunststoffkörper verwendet werden. Empfehlenswert ist hier die Kombination von Stützkörper mit einem Schmiermittel. Zudem kann auch eine mehr oder weniger viskose
Stützflüssigkeit verwendet werden.
Der Elastomerteil 50 des Gelenks 5a besteht vorzugsweise aus einem handelsüblichen Hydraulikschlauch oder einem anderen geeigneten Schlauch mit einer inneren verstärkenden Struktur. Die innere verstärkende Struktur kann beispielsweise durch kreuzförmig verschränkte Armierungen in einer oder mehreren Lagen gebildet werden. Die Armierung kann dabei sowohl aus metallischen Fasern oder Drähten, Kunststoff fasern und/oder textilen Fasern o.ä. gebildet sein. An den beiden freien Enden des den Elastomerteil 50 bildenden Schlauchstückes 51 ist jeweils ein Anschlussstück 60 befestigt. Die beiden Anschlussstücke 60 sind vorzugsweise mit Halterillen 62 in axialer Richtung und/oder eventuell auch in radialer Richtung ausgeführt und weisen gegebenenfalls weitere Haltemittel (nicht dargestellt) zur Befestigung und Fixierung in und/oder an den freien Endbereichen des
Schlauchstückes 51 auf. Die Anschlussstücke 60 weisen vorzugsweise einen n- kantigen Aufsetzbereich 63 auf, wobei n der Anzahl der Backen der später
verwendeten Schlauchpresse entspricht (üblicherweise haben Schlauchpressen sechs oder acht Backen). Die Anschlussstücke 60 ist insbesondere jeweils eine Hülse 52 zum Halten des jeweiligen Endes des Schlauchstückes 51 zugeordnet (vergleiche Figuren 9 und 10). Die Hülsen 52 werden mithilfe einer Schlauchpresse komprimiert, insbesondere weisen die derart komprimierten Hülsen 53 (vergleiche Figuren 7 und 8) zumindest bereichsweise eine Außenkontur auf, die mit der Außenkontur des n- kantigen Aufsetzbereichs 63 des jeweiligen Anschlussstücks 60 korrespondiert. Auf diese Weise wird das Schlauchstück 51 zwischen den beiden Anschlussstücken 60 fixiert. Dabei ist der n-kantige Bereich 63 auf dem Anschlussstück 60 winklig mit den Backen der Schlauchpresse auszurichten. Nach dem Verpressen entsteht eine sichere Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschlussstück 60 und der jeweiligen Hülse 53 und somit auch eine sichere Verbindung zwischen dem jeweiligen
Anschlussstück 60 und dem jeweiligen freien Ende des Schlauchstückes 51 .
Vorzugsweise werden mindestens zwei Hülsen 52 gleichzeitig in einer geeigneten Backenkonstruktion verpresst. Für die Konstruktion kann durch die n- kantige Verpressung zwischen Hülse 52 und Anschlussstück 60 ein höheres Moment zugelassen werden, da für ein Rutschen des Schlauchstückes 51 eine
Relativbewegung zwischen dem Schlauchstück 51 und einer Hülse 52 als auch zwischen dem Schlauchstück 51 und dem der Hülse 52 zugeordneten Anschlussstück 60 gleichzeitig stattfinden muss. Die n-kantige Außenkontur des n-kantigen
Aufsetzbereichs 63 kann zudem als Angriffsfläche für Werkzeuge verwendet werden, wenn beispielsweise lösbare Gewinde als Anbindung zu den benachbarten Teilen, insbesondere dem Rotor 4 und/oder der Antriebswelle 7 (vergleiche Figuren 1 und 2) verwendet werden. Alternativ kann anstelle einer n-kantigen Außenkontur des
Anschlussstücks 60 auch ein dünn ausgeführter zylindrischer Bereich verwendet werden. Beim Pressvorgang kann dieser dünne Bereich dann ebenfalls in die n- kantige Form gebracht werden.
Zum Schutz der freien Enden des Schlauchstückes 51 , beispielsweise vor Umgebungseinflüssen wie eindringendes Fluid o.ä. und/oder zur Verstärkung der Bindung zwischen Schlauchstück 51 und Hülsen 52, 53 bzw. Schlauchstück 51 und Anschlussstücken 60 kann zusätzlich eine Dicht- und/oder Klebemasse verwendet werden, die insbesondere zwischen den freien Enden des Schlauchstückes 51 und der jeweiligen Hülse 52, 53 eingebracht wird.
Figur 12 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines kardanischen Gelenks 5, 5b und Figur 13 zeigt eine Schnitt- Darstellung. Figur 14 zeigt ein Bauteil 65 der zweiten Ausführungsform eines kardanischen Gelenks 5b gemäß Figur 12. Diese Ausführungsform sieht vor, als Bauteil 65 einen
handelsüblichen metallischen Einsatz für Spritzgussteile 66 zu verwenden. Hier kann eventuell auf die n-kantige Verbindung zwischen dem Anschlussstück 60 und der verpressten Hülse 52 verzichtet werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anschlussstück 60 als Gewindestift 64 mit einem Innengewinde zur Befestigung an dem Rotor 4 und/oder der Antriebswelle 7 (vergleiche Figuren 1 und 2) ausgebildet. Alternativ können Gewindestifte verwendet werden, die Außengewinde zur
Befestigung an dem Rotor 4 und/oder der Antriebswelle 7 bereitzustellen.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle
Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind. Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der
nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale eines der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten eines anderen Beispiels anzuwenden.
Bezuaszeichenliste
1 Exzenterschneckenpumpe
2 Wobblepumpe
3 Stator, Wobblestator
4 Rotor
5, 5a, 5b kardanisches Gelenk
5*, 5a* Zwischenprodukt
6 Pumpengehäuse
6M mittiger Bereich des Pumpengehäuses
7 Antriebswelle
8 freies Ende, freier Endbereich, saugseitiger Endbereich
9 ringförmige Verbreiterung
10 Flansch
1 1 Rotor-Stator-System
12 ringförmiger Raum
13 saugseitigee Endbereichs
14 Dichtkontaktfläche
15 Einlass
16 Auslass
17 Krempenstruktur
18 freier Endbereich der Krempenstruktur
19 ringförmiger Raum
20 flexibler Bereich
50 innen- verstärktes Elastomerteil
51 Schlauchstück
52 Hülse
53 komprimierte Hülse
60 Anschlussstück
62 Halterillen
63 n-kantiger Aufsetzbereich
64 Gewindestift 65 Bauteil
66 handelsüblicher metallischer Einsatz für Spritzgussteile 100 Spiel
A(4) Außenmaß Rotor
AZ Betriebszustand
D Druckseite; Druckseitenbereich
dA Außendurchmesser
Δρ Differenzdruck
F Anpresskraft
FM Fördermedium
FM(D) zur Druckseite D geförderte Fördermedium
FM(FR) in Förderräumen befindlichens Fördermedium
FR Förderraum
l(3) Innenmaß Stator
L Längsachse
LB freie Biegelänge
rS radiale Stabilität
RZ Ruhezustand
S Saugseite
TR Förderrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Exzenterschneckenpumpe (1 ) zum Pumpen von fluiden oder fließfähigen
Fördermedien (FM) von einer Saugseite (S) zu einer Druckseite (D), die Exzenterschneckenpumpe (1 ) umfassend einen Rotor (4) und einen Stator (3), wobei der Stator (3) nachgiebig ausgestaltet und einseitig, insbesondere an der Saugseite (S), am Pumpengehäuse (6) festgelegt ist, wobei der Rotor (4) über ein Gelenk (5) mit einer Antriebswelle (7) verbunden ist, wobei in einem Ruhezustand (RZ) der Exzenterschneckenpumpe (1 ) zumindest bereichsweise kein Dichtkontakt zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) in Dichtbereichen (14) ausgebildet ist, wobei der Stator (3) in einem Betriebszustand (AZ) der Exzenterschneckenpumpe (1 ) zumindest bereichsweise und/oder im
Wesentlichen vollumfänglich von dem Fördermedium (FM) umgeben ist, wobei der Rotor (4) und der Stator (3) in dem Betriebszustand (AZ) entlang der Dichtbereiche (14) in Anlage gebracht sind.
2. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach Anspruch 1 , wobei in dem Ruhezustand (RZ) in den Dichtbereichen (14) zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) zumindest bereichsweise ein Spiel (100) ausgebildet ist.
3. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem
Ruhezustand (RZ) in einem Bereich zwischen 50% - 100% der Dichtbereiche (14) zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) kein Dichtkontakt
beziehungsweise ein Spiel (100) ausgebildet ist und wobei in dem
Betriebszustand (AZ) eine Überschneidung zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) in den Dichtbereichen (14) ausgebildet ist.
4. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei in dem ersten Ruhezustand (RZ) der Exzenterschneckenpumpe (1 ) an der Saugseite (S) ein erstes Spiel (100) zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) ausgebildet ist und wobei an der Druckseite (D) ein zweites Spiel (100) zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) ausgebildet ist.
5. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem ersten Ruhezustand (RZ) der Exzenterschneckenpumpe (1 ) an der Saugseite (S) ein Spiel (100) zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) ausgebildet ist und wobei an der Druckseite (D) eine Überdeckung zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) ausgebildet ist.
6. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach Anspruch 4, wobei das erste Spiel (100) größer ausgebildet ist als das zweite Spiel (100).
7. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 4 oder 6, wobei das Spiel (100) im Wesentlichen kontinuierlich entlang der Dichtbereiche (14) zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (3) von einer Saugseite (S) der Exzenterschneckenpumpe (1 ) zu einer Druckseite (D) der
Exzenterschneckenpumpe (1 ) hin abnimmt.
8. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das den Stator (3) in einem Betriebszustand (AZ) zumindest teilweise umgebende Fördermedium (FM) den Druckseitendruck (p(D)) aufweist.
9. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Stator (3) direkt über einen freien Endbereich (8) des Stators (3) einseitig am Pumpengehäuse (6) festgelegt ist.
10. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach Anspruch 9, wobei der freie Endbereich (8) des Stators (3) zum Festlegen am Pumpengehäuse (6) eine ringförmige Verbreiterung aufweist (9) oder wobei der freie Endbereich (8) des Stators (3) zum Festlegen am Pumpengehäuse (6) als Krempe (17) ausgebildet ist.
1 1 . Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Gelenk (5) einen zumindest teilweise beweglich ausgebildeten Mittelteil (50) umfasst, der aus einem verstärkten Elastomer- oder
Kunststoffmaterial gebildet ist.
12. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach Anspruch 1 1 , wobei die Verstärkung des Elastomer- oder Kunststoffmaterial durch eine im Material integrierte
Faserverstärkung oder Drahtverstärkung gebildet ist.
13. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei das Mittelteil (50) beidseitig durch Anschlussstücke (60) zur Befestigung des Rotors (4) und/oder der Antriebswelle (7) begrenzt ist.
14. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Stator (3) eine schraubengangförmige Innenumfangsfläche aufweist und einen Einlauftrichter für das Fördermedium (FM) am einseitig festgelegten Endbereich (8) des Stators (3) umfasst, wobei der Einlauftrichter eine
Fortsetzung der eine schraubengangförmige Innenumfangsfläche des Stators (3) umfasst und dichtlinienfrei gegenüber dem Rotor (4) ausgebildet ist.
15. Exzenterschneckenpumpe (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Exzenterschneckenpumpe (1 ) mindestens ein Solarmodul zugeordnet ist, wobei der Antrieb durch Solarstrom betreibbar ist.
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