EP3973185A1

EP3973185A1 - Exzenterschneckenpumpe

Info

Publication number: EP3973185A1
Application number: EP20800069.5A
Authority: EP
Inventors: Julian Harking
Original assignee: Seepex GmbH
Current assignee: Seepex GmbH
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-03-30
Also published as: DE102019130981A1; CN114341497A; US20220356877A1; WO2021094087A1; US11841017B2; CN114341497B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit zumindest – einem Stator (1), – einem in dem Stator (1) rotierenden Rotor (2), – einem Antrieb (3), – einem an den Stator (1) angeschlossenen Pumpengehäuse (4), welches zumindest eine Ein- oder Auslassöffnung für das zu fördernde Medium aufweist, – einer von dem Antrieb (3) angetriebenen Verbindungswelle (9), die in einem Idealbetrieb der Pumpe zentrisch um eine Achse (R) rotiert, – einer z.B. in dem Pumpengehäuse (4) angeordneten Kuppelstange (10), die mit dem antriebsseitigen Ende gelenkig an die Verbindungswelle (9) und mit dem rotorseitigen Ende gelenkig an den Rotor (2) angeschlossen ist und bei einer zentrischen Rotation der Verbindungswelle (9) eine exzentrische Bewegung des Rotorendes (7) erzeugt. Diese Pumpe dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungswelle (9) zur Erkennung oder Messung einer Rundlaufabweichung zumindest ein Sensor (15, 16) angeordnet ist, der in einer vorgegebenen Winkelposition der Verbindungwelle (9) ein Bewegungsprofil der Verbindungswelle (9) ermittelt, indem der Abstand der Oberfläche der Verbindungswelle (9) von dem Sensor (15, 16) gemessen wird.

Description

Exzenterschneckenpumpe

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe mit zumindest

- einem Stator,

- einem in dem Stator rotierenden Rotor,

- einem an den Stator (z.B. saugseitig) angeschlossenen Pumpengehäuse (z.B. Sauggehäuse), welches zumindest eine Ein-oder Auslassöffnung für das zu fördernde Medium aufweist,

- einer von dem Antrieb angetriebenen und z.B. (lösbar) an den Antrieb angeschlossenen Verbindungswelle, die unter Idealbedingungen zentrisch um eine Achse rotiert und

- einer (vorzugsweise in dem Pumpengehäuse angeordneten)

Kuppelstange, die mit dem antriebsseitigen Ende gelenkig an die Verbindungswelle und mit dem rotorseitigen Ende gelenkig an den Rotor angeschlossen ist und bei einer zentrischen Rotation der

Verbindungswelle eine exzentrische Bewegung des Rotorendes erzeugt.

Eine solche Exzenterschneckenpumpe dient der Förderung unterschiedlichster Medien und insbesondere hochviskoser Flüssigkeiten in verschiedenen Industriebereichen. Die zu fördernden Flüssigkeiten können z.B. auch Feststoffanteile enthalten.

Der Stator besteht bevorzugt aus elastischem oder elastomerem Material und ist in der Regel von einem Statormantel bzw. Statorgehäuse umgeben. Das saugseitig an den Stator angeschlossene Pumpengehäuse wird in der Regel

als Sauggehäuse bezeichnet und das druckseitig an den Stator angeschlossene Gehäuse z.B. als Druckstutzen. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, die Pumpe in entgegengesetzter Förderrichtung zu betreiben, sodass das Sauggehäuse (als Pumpengehäuse) dann druckseitig angeordnet wäre. Die Bezeichnung des Pumpengehäuses als Sauggehäuse erfolgt im Rahmen der Erfindung folglich unabhängig von der tatsächlichen Förderrichtung. Es handelt sich um das zwischen Stator und Antrieb angeordnete Gehäuse. Die rotierende und zugleich die Exzentrizität gewährleistende Verbindung zwischen dem Antrieb bzw. der zentrisch rotierenden Verbindungswelle und dem exzentrisch rotierenden Rotor erfolgt über eine z.B. im Pumpengehäuse angeordnete Kuppelstange, die z.B. über ein antriebsseitiges Gelenk mit der Verbindungswelle und über ein rotorseitiges Gelenk mit dem Rotor verbunden ist. Alternativ lässt sich die Exzentrizität aber auch durch andere Maßnahmen, d. h. ohne Gelenke realisieren, z.B. durch eine flexible bzw. biegeelastische Kuppelstange. Kuppelstange meint folglich ein Element, welches durch gelenkige Ausgestaltung oder Ankopplung die Exzentrizität des Rotors gewährleistet bzw. die exzentrische Bewegung zwischen der zentrisch rotierenden Verbindungswelle und dem Rotor bzw. dessen exzentrisch rotierenden Rotorende ermöglicht bzw. erzeugt. Die Kuppelstange kann auch ein oder mehrere Förderelemente tragen bzw. an der Kuppelstange können Förderelemente befestigt sein, z.B. eine Schnecke bzw. Transportschnecke. Dieses wird z.B. bei Exzenterschneckenpumpen realisiert, die als Trichterpumpen ausgebildet sind. Die Schnecke kann als Flohlschnecke oder als Vollschnecke ausgebildet sein. Die Verbindungswelle wird auch als Steckwelle bezeichnet. Sie wird in der Regel unmittelbar oder auch mittelbar mit der Abtriebswelle des Antriebes verbunden und dient als gleichsam Verbindungsstück zwischen der Abtriebswelle des Antriebes und den Kraftübertragungsteilen der Pumpe. Das zwischen dem Pumpengehäuse (Sauggehäuse) und dem Antrieb angeordnete Verbindungsgehäuse dient z.B. der Aufnahme bzw. Befestigung und Abstützung des Pumpengehäuses

einerseits und des Antriebes andererseits, sodass dieses Verbindungsgehäuse z.B. auf einer Grundplatte oder direkt auf einem Fundament befestigt wird und den Antrieb des Pumpengehäuses abstützt und trägt. Auch hängende Anordnungen sind realisierbar. In der Praxis wird zwischen Ausführungsformen des Verbindungsgehäuses als „Laterne“ einerseits und „Lagerstuhl“ andererseits unterschieden. Stets kann das Verbindungsgehäuse als offenes oder zumindest als zu öffnendes Verbindungsgehäuse ausgebildet sein, das folglich durch eine Öffnung von außen zugänglich ist. Die Abdichtung des Pumpengehäuses bzw. Sauggehäuses gegenüber der Umgebung bzw. gegenüber dem Verbindungsgehäuse erfolgt z.B. über eine Wellenabdichtung, indem die Verbindungswelle mit der Wellenabdichtung abgedichtet ist und auf diese Weise das Sauggehäuse flüssigkeitsdicht von der Umgebung trennt. Die Wellenabdichtung kann z.B. als Gleitringdichtung ausgebildet sein.

Solche Exzenterschneckenpumpen sind z.B. aus der DE 10 2014 112 552 A1, DE 102010034440 A1 , WO 2009/024279 A1 und der DE 102018 102640 A1 bekannt.

In der Praxis unterliegen die Exzenterschneckenpumpen bzw. deren Komponenten während des Betriebes einem Verschleiß, sodass in regelmäßigen Abständen Wartungsarbeiten oder Instandhaltungsmaßnahmen erforderlich sind. Typische Verschleißteile sind der elastische Stator, aber auch der in dem elastischen Stator rotierende Rotor. Ebenso tritt Verschleiß an Lagern (z.B. im Antrieb oder Getriebe) und Gelenken auf. Es ist daher bekannt, den Verschleiß dieser Komponenten während des Betriebes durch Ermittlung geeigneter Parameter zu überwachen. So besteht z.B. für die Überwachung des Statorzustandes die Möglichkeit, den Durchfluss bzw. die Fördermenge zu registrieren und diese Werte mit den jeweiligen Drehzahlen des Rotors zu vergleichen. In ähnlicher Weise kann auch der Gegendruck der Pumpe im

Vergleich zur Drehzahl ermittelt werden. Bei den insoweit bekannten Methoden erfolgt somit eine indirekte Ermittlung des Verschleißzustandes.

Alternativ ist aus der DE 20 2005 008 989 U1 eine Exzenterschneckenpumpe bekannt, bei welcher dem Stator ein Messaufnehmer zugeordnet ist, mit dem Kompressionen und/oder Bewegungen des Stators bzw. des elastischen Materials im Zuge der Rotation des Rotors gemessen werden. Bei dem Messaufnehmer kann es sich z.B. um einen Druckaufnehmer oder einen Kraftfaufnehmer handeln, der in den Stator integriert ist und Kompressionen des Stators registriert. Im Vordergrund steht auch hier die Überwachung des Verschleißes des Stators.

Um einen eventuellen Verschleiß an Lagerungen und Gelenken von Pumpen zu erkennen, kommen in der Praxis Vibrationsmessungen zum Einsatz. Dies gilt z.B. für Kreiselpumpen, bei denen Vibrationsmessungen zur Detektion von Lagerschäden eingesetzt werden.

Aus der DE 10 2005 019 063 B3 ist im Übrigen ein Verfahren zum Betreiben einer Exzenterschneckenpumpe zur Überwachung unterschiedlicher Betriebszustände bekannt, wobei an der Exzenterschneckenpumpe Vorversuche für bestimmte negative Betriebszustände durchgeführt werden, deren daraus resultierendes spezifisches Schadensfrequenzbild gespeichert und während der Betriebsphase mit einem Gesamtschwingungsbild verglichen wird, das an nur einer Stelle der Exzenterschneckenpumpe abgenommen wird. Der Sensor sitzt z.B. am Stator-Eingang.

Schließlich beschreibt die DE 10 2015 112 248 A1 eine Exzenterschnecken pumpe mit einem Verstellmechanismus für das Stator-Rotor-System. Mit mindestens einem Sensor werden Ist-Betriebsparameter des Stator- Rotorsystems ermittelt und über eine Steuerung erfolgt eine Ansteuerung des

Verstellmechanismus unter Berücksichtigung der ermittelten Betriebsparameter. Dabei soll entweder direkt über eine entsprechende Sensorik im Elastomer material des Stators oder indirekt über die Reaktionskräfte des Elastomers auf andere Bauteile der Verschleißzustand ermittelt werden. Der Sensor kann z.B. den Pumpendruck, die Drehzahl, die Temperatur und/oder den Volumenstrom messen.

Ausgehend von dem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine bekannte Exzenterschneckenpumpe derart weiterzubilden, dass auf einfache und zuverlässige Weise Schäden und insbesondere Gelenk- und/oder Lagerschäden der Pumpe erkannt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe der eingangs beschriebenen Art, dass im Bereich der Verbindungswelle zur Erkennung oder Messung einer Rundlaufabweichung (der Verbindungswelle) zumindest ein Sensor angeordnet ist, der in einer vorgegebenen Winkelposition der Verbindungswelle ein Bewegungsprofil der Verbindungswelle ermittelt, indem der Abstand der Oberfläche der Verbindungswelle von dem Sensor gemessen wird.

Erfindungsgemäß werden folglich Schäden der Lager (z.B. im Antrieb oder dessen Getriebe) und/oder Gelenke innerhalb der Pumpe nicht durch eine herkömmliche Vibrationsmessung ermittelt bzw. überwacht, sondern es erfolgt unmittelbar eine Bestimmung der Rundlaufabweichung an der Verbindungs welle bzw. deren (weitestgehend) zentrisch laufendem Teil. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass der Verschleiß an Lagern, Führungen und/oder Gelenken die Rundlaufabweichung des im Idealfall zentrisch rotierenden Teils der Verbindungswelle vergrößert. Über eine Messung bzw. Überwachung des Rundlaufes bzw. der Rundlaufabweichung der

Verbindungswelle lässt sich folglich schnell, einfach und sehr zuverlässig auf einen Verschleiß an Lagern, Führungen und/oder Gelenken der Pumpe schließen.

Ein solcher Sensor ist bevorzugt als berührungslos arbeitender Sensor, z.B. als Näherungssensor ausgebildet. Es kann sich bevorzugt um einen induktiven Näherungssensor handeln. Alternativ können auch optische Sensoren, z.B. optische Näherungssensoren eingesetzt werden. Stets besteht die Möglichkeit, mit einem solchen Sensor eine mögliche Rundlaufabweichung der im Idealfall zentrisch mit idealem Rundlauf rotierenden Verbindungswelle zu ermitteln, indem bevorzugt der Abstand der Oberfläche der Verbindungswelle, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, von dem Sensor zu messen. Im Idealbetrieb ändert sich der Abstand der Wellenoberfläche von dem Sensor während der Rotation nicht, sodass die gemessene Rundlaufabweichung - aufgenommen über die Zeit - null ist. Treten aufgrund von Schäden bzw. aufgrund von Verschleiß an Lagern, Führungen und/oder Gelenken (vergrößerte) Rundlaufabweichungen auf, so misst der Sensor nicht einen über die Zeit und folglich über den Drehwinkel konstanten Abstand, sondern der Abstand variiert mit der Zeit, wobei die Zeit der jeweiligen Winkelposition der Verbindungswelle zu diesem Zeitpunkt entspricht.

Besonders bevorzugt werden im Bereich der Verbindungswelle zumindest zwei Sensoren angeordnet, die in unterschiedlichen Winkelpositionen bezogen auf die Verbindungswelle und folglich mit einem Winkelversatz angeordnet sind, sodass mit jedem dieser Sensoren ein (eigenes) Bewegungsprofil, d. h. die Funktion des Abstandes von der Zeit und damit von dem Drehwinkel der Verbindungswelle gemessen wird. Durch Kombination von zwei solchen Messungen erfolgt eine besonders zuverlässige Erkennung von Rundlauf abweichungen. Denn bei bestimmten Phänomenen besteht bei einem einzigen Sensor die Möglichkeit, dass eine Rundlaufabweichung mit einem einzigen

Sensor nicht zuverlässig erkannt wird. Der Einsatz von zwei Sensoren (oder gegebenenfalls auch mehr als zwei Sensoren) verbessert die Erkennung von Rundlaufabweichungen. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Winkelversatz zumindest 10° und/oder max. 180° beträgt. Bevorzugt beträgt der Winkelversatz zumindest 30° und/oder max. 150°. In der Praxis ist ein Winkelversatz von etwa 90° zweckmäßig.

Von besonderer Bedeutung ist bei einer Exzenterschneckenpumpe die Tatsache, dass eine zentrische Bewegung des Antriebes in eine exzentrische Bewegung des Rotors bzw. des Rotorendes umgesetzt wird, und zwar über die sogenannte Kuppelstange. Die Messung der Rundlaufabweichung erfolgt in dem Bereich des Antriebsstrang, der zentrisch rotiert, und zwar bevorzugt an dem letzten zylindrischen Teil des rotierenden Strangs (von der Antriebsseite betrachtet), der (noch) zentrisch rotiert. Im Rahmen der Erfindung wird dieses zentrisch rotierende zylindrische Teil bzw. Teil mit kreisförmigen Durchmesser als Verbindungswelle bezeichnet. Diese Verbindungswelle ist an ihrem dem Antrieb gegenüberliegenden Ende an die Kuppelstange und folglich das Teil angeschlossen, das nicht mehr zentrisch rotiert.

Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass bei Exzenterschnecken pumpen zu den durch Verschleiß von Lagern, Führungen und/oder Gelenken entstehenden Störgrößen weitere Störgrößen durch den direkten Kontakt zwischen Rotor und Stator hinzukommen. Die erfindungsgemäße Messung betrifft jedoch unmittelbar den Rundlauf, sodass andere Störgrößen die Erkennung nicht stören.

Bevorzugt ist der Sensor oder sind die Sensoren - bezogen auf die axiale Erstreckung der Pumpe - zwischen dem antriebsseitigen Ende der Verbindungswelle und einer kupplungsseitigen Wellenabdichtung, z.B. Gleitringdichtung, angeordnet. In der Regel weist die Exzenterschneckenpumpe

zwischen dem Pumpengehäuse bzw. Saugehäuse und dem Antrieb ein (zusätzliches bzw. separates) Verbindungsgehäuse auf, wobei die Verbindungswelle zumindest bereichsweise in diesem Verbindungsgehäuse angeordnet ist. Ein solches Verbindungsgehäuse kann als Laterne oder als Lagerstuhl ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Sensor bzw. sind die Sensoren in oder an diesem Verbindungsgehäuse, d. h. in oder an der Laterne oder dem Lagerstuhl angeordnet und besonders bevorzugt befestigt. Aus konstruktiver Sicht ist es möglich, die Sensoren in die Abdeckbleche an der Laterne oder dem Lagerstuhl einzubauen. Bei dem Verbindunggehäuse kann es sich um ein bereichsweise offenes Gehäuse handeln, dessen Öffnungen mit einem oder mit mehreren Abdeckblechen verschließbar sind. An solche Abdeckbleche können die Sensoren angeschlossen sein. Der oder die Sensoren können aber auch an fest installierte Teile des Verbindungsgehäuses angeschlossen sein.

Insgesamt gelingt mit der erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe auf einfache Weise eine Früherkennung von Verschleiß an Lagern, Führungen und/oder Gelenken. Damit lassen sich Wartungsarbeiten bzw. Instandhaltungs maßnahmen oder Reparaturen besser planen. Unplanmäßige Stillstände können reduziert oder vermieden werden, sodass die Anlagenverfügbarkeit steigt. Die erfindungsgemäße Erfassung zeichnet sich durch eine sehr geringe Störanfälligkeit auf. Sie ist insbesondere weniger anfällig für Störgrößen im Umfeld der Pumpe als z.B. Vibrationsmessungen. Während z.B. Vibrations messungen auch auf Störungen reagieren, die durch den Statorverschleiß bedingt sein können, gelingt mit der erfindungsgemäßen Messung der Rundlaufabweichung im Bereich eines zentrisch rotierenden Teils eine gezielte und unbeeinflusste Erfassung von Rundlaufabweichungen.

Die Erfindung betrifft nicht nur die Exzenterschneckenpumpe selbst, sondern auch ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Exzenterschneckenpumpe. Erfindungsgemäß wird mit dem beschriebenen Sensor ein Bewegungsprofil der

Verbindungswelle ermittelt, indem der Abstand der (kreisförmigen bzw. zylindrischen Oberfläche) der Verbindungswelle von dem Sensor ermittelt bzw. gemessen wird. Erfindungsgemäß erfolgt folglich während des Betriebes der Exzenterschneckenpumpe eine Überwachung von eventuellen Rundlauf abweichungen mit dem erfindungsgemäßen Sensor. In der bereits beschrie benen Weise können bevorzugt mehrere Sensoren in unterschiedlichen Winkelpositionen angeordnet sein, d. h. es sind zumindest zwei Sensoren über den Umfang der Verbindungswelle verteilt angeordnet.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die ermittelten bzw. gemessenen Werte, d. h. die mit dem Sensor bzw. mit den Sensoren gemessenen Werte (z.B. Abstandswerte, die eine Rundlaufabweichung repräsentieren) mit zuvor gespeicherten Referenzwerten verglichen werden und dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Abweichung eine Meldung (Fehlermeldung) erzeugt und/oder angezeigt und/oder übermittelt wird. Im einfachsten Fall ist folglich keine Rückmeldung einer eventuellen Toleranzüberschreitung an die Pumpe bzw. die Pumpensteuerung vorgesehen, sondern es erfolgt eine einfache Zustandsüberwachung, die eine nicht mehr tolerierbare Rundlaufabweichung z.B. optisch und/oder akustisch anzeigt. In einer möglichen Weiterbildung kann jedoch auch eine Kombination mit einer Pumpensteuerung erfolgen, sodass die Pumpe in Abhängigkeit von den gemessenen Werten bzw. von einem Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Referenzwerten betrieben wird und/oder abgeschaltet wird. In bevorzugter Ausführungsformen dient die Überwachung jedoch einer Früherkennung von Schäden, z.B. Gelenkschäden oder Lagerschäden, um spätere Wartungsarbeiten besser planen zu können, sodass eine unmittelbare Rückmeldung an die Pumpensteuerung nicht erforderlich ist.

Verschleiß an Gelenken und Lagern oder Führungen meint im Übrigen unter anderem den Verschleiß in den Gelenken, mit denen die Kuppelstange

einerseits an den Rotor und andererseits an die Verbindungswelle (z.B. Steckwelle) angeschlossen ist. Ein solcher Verschleiß kann zu Rundlauf abweichungen führen. Gleiches gilt für einen Verschleiß an Lagern oder Führungen, wobei damit z.B. die Führungen im Bereich der Wellenabdichtung (z.B. Gleitringdichtung) gemeint ist. Außerdem lässt sich auch ein Verschleiß im

Bereich der Lagerung im Antrieb oder dessen Getriebe erkennen. Auch ein Verschleiß der Kuppelstange, die zwischen Rotor und Verbindungswelle angeordnet ist, resultiert in einer Rundlaufabweichung der Verbindungswelle und wird auf diese Weise erkannt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, die lediglich Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigen

Fig. 1 eine Exzenterschneckenpumpe in einer vereinfachten Seitenansicht,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1 , Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer Exzenterschnecken pumpe in einer vereinfachten Seitenansicht und

Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung.

In den Figuren ist jeweils eine Exzenterschneckenpumpe dargestellt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Stator 1, einen in dem Stator 1 rotierenden Rotor 2 und einen Antrieb 3 für den Rotor 2 aufweist. An den Stator 1 ist (z.B. saugseitig) ein Pumpengehäuse 4 angeschlossen, das als Saugehäuse 4 bezeichnet wird. Ein an dem gegenüberliegenden Ende des Stators 1 (z.B. druckseitig) an den Stator 1 angeschlossenes Gehäuseteil wird als Anschlussstutzen oder Druckstutzen 5 bezeichnet. Das Pumpengehäuse 4 weist eine Einlassöffnung 6 (oder je nach Betriebsrichtung Auslassöffnung) auf, über die z.B. das zu fördernde Medium zugeführt wird, welches von dem

Pumpengehäuse 4 über den Stator/Rotor 1, 2 zu dem Druckstutzen 5 gefördert wird. Der Antrieb 3 ist mit einer nicht dargestellten Abtriebswelle ausgerüstet, die an eine Verbindungswelle 9 angeschlossen ist. Diese Verbindungswelle 9 ist im Ausführungsbeispiel als Steckwelle 9 ausgebildet. Der Rotor 2 ist im Ausführungsbeispiel über eine starre Kuppelstange 10 mit der Verbindungswelle 9 verbunden, wobei die Kuppelstange 10 über ein antriebsseitiges Gelenk 11 mit der Verbindungswelle 9 und über ein rotorseitiges Gelenk 12 mit dem Rotor 2 verbunden ist, sodass über die Kuppelstange 10 und die Gelenke 11, 12 die exzentrische Bewegung des Rotors 2 bzw. des Rotorendes 7 ermöglicht wird. Der Antrieb arbeitet folglich auf die Verbindungswelle 9, die unter Idealbedingungen zentrisch um eine Achse R rotiert. Über die Kuppelstange 10 wird die exzentrische Bewegung des Rotorendes 7 erzeugt. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, mit Ausführungsformen ohne Gelenke zu arbeiten, indem z.B. die Kuppelstange elastisch ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform ist nicht dargestellt. Die (elastische) Kuppelstange kann auch einstückig mit dem Rotor ausgebildet sein und folglich ein Ende des Rotors bilden. Im Übrigen werden grundsätzlich auch Ausführungsformen erfasst, bei denen die Kuppelstange mit einer oder mehreren Fördereinrichtungen versehen ist, z.B. mit einer Schnecke, die als Hohlschnecke oder als Vollschnecke ausgebildet sein kann. Solche Kuppelstangen, die eine Schnecke tragen, werden z.B. bei Exzenterschneckenpumpen in der Ausführungsform als Trichterpumpen realisiert. Auch eine solche Ausführungsform ist in den Figuren nicht dargestellt. Die Erläuterungen in der Figurenbeschreibung beziehen sich jedoch gleichermaßen auf die erwähnten, nicht dargestellten Ausfürungsformen.

Zwischen dem Pumpengehäuse 4 und dem Antrieb 3 ist ein Verbindungsgehäuse 14 angeordnet. Dieses Verbindungsgehäuse 14 ist in der Ausführungsform nach Figuren 1 und 2 als sogenannte Laterne ausgebildet. Die Verbindungswelle 9 ist zumindest bereichsweise in diesem Verbindungs-

gehäuse 14 angeordnet. Zur flüssigkeitsdichten Trennung des Pumpengehäuses 4 gegen die Umgebung bzw. gegen den Antrieb 3 ist die Verbindungswelle 9 mit einer Wellenabdichtung 13 abgedichtet, die z.B. als Gleitringdichtung ausgebildet sein kann.

Erfindungsgemäß ist im Bereich der Verbindungswelle 9 zur Erkennung oder Messung einer Rundlaufabweichung zumindest ein Sensor 15, 16 angeordnet, der in einer vorgegebenen Winkelposition der Verbindungswelle 9 ein Bewegungsprofil der Verbindungswelle 9 ermittelt, indem der Abstand der Oberfläche der (zylindrischen) Verbindungswelle 9 von dem Sensor 15, 16 gemessen wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Sensoren 15, 16 vorgesehen, die in unterschiedlichen, zueinander um einen Winkelversatz versetzten Winkelpositionen angeordnet sind. Der Winkelversatz beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 90°. Die Sensoren 15, 16 sind z.B. als berührungslos arbeitende, induktive Näherungssensoren ausgebildet.

Unter idealen Bedingungen rotiert die Verbindungswelle 9 - angetrieben durch den Antrieb 3 - zentrisch um Ihre Rotationsachse R. Da sie einen kreisförmigen Querschnitt aufweist verändert sich der Abstand der Oberfläche von dem fest positionierten Sensor 15, 16 während der Rotation nicht, sodass eine Messung des Abstandes in Abhängigkeit von der Zeit und folglich von der Winkelstellung der Welle 9 zu einem konstanten Signal führt. In der Praxis kommt es jedoch zu einer Rundlaufabweichung, und zwar in Abhängigkeit vom Verschleißzustand verschiedener Komponenten der Pumpe. Eine Rundlaufabweichung führt dazu, dass der Sensor 15, 16 während des Betriebes für unterschiedliche Winkelstellungen der Verbindungswelle einen unterschiedlichen Abstand misst. Mithilfe des Sensors 15 oder 16 bzw. mithilfe der Sensoren 15, 16 lässt sich folglich sehr einfach und zuverlässig eine Rundlaufabweichung ermitteln und aus dieser Rundlaufabweichung kann auf einen Verschleißzustand geschlossen werden. Dazu ist es z.B. möglich, die ermittelten Werte mit gespeicherten

Referenzwerten zu vergleichen, sodass bei Überschreiten einer vorgegebenen Abweichung eine Fehlermeldung erzeugt und/oder angezeigt und/oder übermittelt wird. An der Pumpe kann z.B. eine (nicht dargestellte) optische Anzeige vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend können auch akustische Signale erzeugt werden. Es kann auch eine Übermittlung des Signals an eine Pumpensteuerung erfolgen und die Anzeige kann über die Steuerung erfolgen. Die Versorgung der Sensoren und/oder die Auswertung der Signale kann ebenfalls in einer Pumpensteuerung erfolgen (z.B. in einer SPS-Steuerung). Während Fig. 1 eine Ausführungsform einer Exzenterschneckenpumpe zeigt, bei der das Verbindungsgehäuse 14 als sogenannte Laterne ausgebildet ist, zeigt Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform einer Exzenterschnecken pumpe, bei der das Verbindungsgehäuse 14 als Lagerstuhl ausgebildet ist. Insbesondere in Fig. 4 sind die beiden um 90° versetzten Sensoren 15, 16 im Bereich des Lagerstuhls 14 erkennbar, die eine Rundlaufabweichung der (nicht erkennbaren) Verbindungswelle 9 (Steckwelle) ermitteln bzw. überwachen. An dem Gehäuse 14 sind lösbare Abdeckungen, z.B. Abdeckbleche 8 erkennbar, an denen z.B. ein Sensor 16 befestigt sein kann. Der Sensor 15 ist an einem festen Teil des Gehäuses 14 befestigt. Der Antrieb 3 ist in der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 nicht explizit dargestellt. Er ist an den Wellenzapfen 17 anschließbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Exzenterschneckenpumpe mit zumindest einem Stator (1), einem in dem Stator (1) rotierenden Rotor (2),

- einem Antrieb (3), einem an den Stator (1) angeschlossenen Pumpengehäuse (4), welches zumindest eine Ein- oder Auslassöffnung für das zu fördernde Medium aufweist, einer von dem Antrieb (3) angetriebenen Verbindungswelle (9), die in einem Idealbetrieb der Pumpe zentrisch um eine Achse (R) rotiert, einer z.B. in dem Pumpengehäuse (4) angeordneten Kuppelstange (10), die mit dem antriebsseitigen Ende gelenkig an die Verbindungswelle (9) und mit dem rotorseitigen Ende gelenkig an den Rotor (2) angeschlossen ist und bei einer zentrischen Rotation der Verbindungswelle (9) eine exzentrische Bewegung des Rotorendes (7) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungswelle (9) zur Erkennung oder Messung einer Rundlaufabweichung zumindest ein Sensor (15, 16) angeordnet ist, der in einer vorgegebenen Winkelposition der Verbindungwelle ein Bewegungsprofil der Verbindungswelle (9) ermittelt, indem der Abstand der Oberfläche der Verbindungswelle (9) von dem Sensor (15, 16) gemessen wird. 2

2. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungswelle (9) zur Erkennung oder Messung einer Rundlaufabweichung zumindest zwei Sensoren (15, 16)angeordnet sind, die in unterschiedlichen, zueinander um einen Winkelversatz versetzten Winkelpositionen angeordnet sind und die jeweils ein Bewegungsprofil der Verbindungswelle (9) ermitteln, indem der Abstand der Oberfläche der Verbindungswelle (9) von dem jeweiligen Sensor (15, 16) an unterschiedlichen Winkelpositionen gemessen wird.

3. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelversatz zumindest 10° und/oder maximal 180° beträgt, vorzugsweise 30° bis 150°, z.B. etwa 90°.

4. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15, 16) oder die Sensoren (15, 16)als berührungslos arbeitende Sensoren (15, 16), z.B. als induktive oder optische Näherungssensoren (15, 16) ausgebildet sind.

5. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15, 16) oder die Sensoren (15, 16) - bezogen auf die axiale Erstreckung der Pumpe - zwischen dem antriebsseitigen Ende der Verbindungswelle (9) und einer kupplungsseitigen Wellenabdichtung (13) angeordnet ist bzw. angeordnet sind, wobei die Wellenabdichtung (13) das Pumpengehäuse (4) flüssigkeitsdicht gegenüber der Umgebung oder gegenüber einem an das Pumpengehäuse (4) angeschlossenen Verbindungsgehäuse (14) abdichtet. 3

6. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem zwischen dem Pumpengehäuse (4) und dem Antrieb (3) angeordneten Verbindungsgehäuse (14), wobei die Verbindungswelle (9) zumindest bereichsweise in dem Verbindungsgehäuse (14) angeordnet ist und wobei bevorzugt die Verbindungswelle (9) mit einer Wellenabdichtung (13) versehen ist, welche das Pumpengehäuse (4) gegenüber dem Verbindungsgehäuse (14) flüssigkeitsdicht abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15, 16) in oder an dem Verbindungsgehäuse (14) angeordnet oder befestigt ist.

7. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsgehäuse (14) als Laterne oder als Lagerstuhl ausgebildet ist.

8. Verfahren zum Betrieb einer Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensor (15, 16) ein

Bewegungsprofil der Verbindungswelle (9) in zumindest einer vorgegebenen Winkelposition der Verbindungswelle (9) ermittelt wird, indem der Abstand der Oberfläche der Verbindungswelle (9) von dem Sensor (15, 16) gemessen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit zwei

Sensoren (15, 16), die in unterschiedlichen Winkelpositionen angeordnet sind, jeweils ein Bewegungsprofil der Verbindungswelle (9) für unterschiedliche Winkelpositionen ermittelt wird, indem jeweils der Abstand der Oberfläche der Verbindungswelle (9) zu dem jeweiligen Sensor (15, 16) gemessen wird. 4

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsprofil oder dass die Bewegungsprofile kontinuierlich gemessen wird bzw. gemessen werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsprofil oder die mit dem Sensor (15, 16) oder mit den Sensoren (15, 16) gemessenen Werte mit gespeicherten Referenzprofilen oder Referenzwerten verglichen werden und dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Abweichung eine Fehlermeldung erzeugt und/oder angezeigt und/oder übermittelt wird.