JPS6220684A - 偏心ウオ−ムポンプ用ステ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、偏心ウオームポンプ用ステーター、特には
、内面が複数条のねじを形成する管状剛体ケーシングと
、このケーシングに添ってその軸線方向の全長に亘り延
在する弾性ライニングとを具え、前記弾性ライニングが
、ステーク−の縦方向中心軸線に対して対称であり、ま
た、この弾性ライニングが、複数条のねじを形成する内
面を有するとともに、その断面にて、前記ねじの条数に
等しい数の、前記軸線に近接する部分と、この軸線に近
接する部分に連続的遷移部を介して隣接する、前記部分
と同数の凹形弧条部分とからなり、そして、前記ライニ
ングが前記凹形弧条部分の各々にて極小厚さとなるステ
ーク−に関するものである。

このタイプのステーク−の初期の段階を提供した、ある
公知のステーター（ドイツ国特許第２０１７６２０号）
にあっては、管状剛体ケーシングは内外面とも円筒状の
ものであり、そえゆえ、ライニングの外面もまた円筒状
である。そして、そのライニングの内面は、二条ねじの
ものとされるともに、その軸線に近接する二つの部分と
これらの部分を連結する二つの半円形弧状部分とを含む
実質的に長円形の断面形状を有する。ここで、前記軸線
に近接する前記二つの部分は、若干凸状であり、言い換
えれば、これらの部分は、ステーターの縦方向中心軸線
に向って湾曲している。かかる構成は、前記ステーター
と、単螺旋ねじ状に形成された円形断面のローターとの
間の密封をより良くするためのものである。

しかるに、前記弾性ライニングの、軸線に近接する部分
を構成する特に肉厚の区域は、ポンプの作動中に移送さ
れる媒体の圧力によってより多く変形される傾向がある
という点および、エネルギーロスに起因する熱を管状ケ
ーシングに分散させるにはライニングの薄い区域よりも
適していないとう点で、不利益となることが立証されて
いる。

このことから、当初に述べた種類の、他の公知のステー
ター（ドイツ国特許第２７０９５０２号）にあっては、
その管状剛体ケーシングの内面と、弾性ライニングの外
面とは、そのライニングの二重螺旋状にねじを形成され
た内面に概略対応する形状を有している。

しかしながら、そのライニングの内面の、共働するロー
ターとの間に最高摺動速度が生ずる、軸線に近接する部
分は、再び、内方へ突出するように湾曲する高所を含み
、そして、そのライニングはまた、軸線に近接する前記
部分に、半径方向外方へ突出する高所をも含む。ここで
、外部の高所の厚さは、内部の高所の厚さに対し、数十
倍のオーダーであり、この外部の高所は、管状剛体ケー
シングに設けられた対応する凹部内に収容される。

かかる構成は、ステーターに対するローターの締付けを
さらに一様なものとして、より効率を高め、これと同時
に、より長期の使用に耐えられるものとすることを意図
するものである。

さらに他の公知のステーター（ドイツ国特許出願公開Ｄ
ε−０３２８１７２８０号）は、内壁に二重螺旋ねじが
形成される一方、外壁に、それに概略対応する二重螺旋
ねじが形成された弾性ライニングを有しているが、ここ
における外壁の二重螺旋ねじは、軸線方向に隣り合う複
数の部分内に設けられている。ここで、これらの部分は
それぞれ、螺旋の全長の１７８の軸線方向長さに対応し
、また、これらの部分はそれぞれ、断面形状が長円形の
筒状面を形成する。

上記ステーターのかかる部分を、ステーターの縦方向中
心軸線と直交するとともに前記部分の中央に位置する平
面で切断した場合には、その長円形外面の直線状部分は
、内面の直線状部分と平行に延在する。この一方、前記
部分を、ステーターの縦方向中心軸線とは直交するが前
記中央平面からは離間する平面で切断した場合には、こ
の断面における外部輪郭の長円は、この断面が前記中央
平面のどちら側に位置するかに応じて、前記縦方向中心
軸線に関し、内部輪郭の長円に対して−の方向もしくは
池の方向に食違う。

またこの例では、軸線に近接する弾性ライニング内壁の
直線状部分と平行に延在して、互いに直径方向に対抗す
る二つの接線方向溝が、前記中央平面において、各ステ
ータ一部分の外側から形成されている。これらの接線方
向溝は、弾性ライニング内壁の、軸線に近接する部分と
、それに対応するローターとの間の結合力を減少させる
自由空間を画成し、これによって、摩擦力の減少をもた
らす。

ところで、上述の如きライニングが、ポンプの作動中、
ローターの最高摺動速度の区域に、ローターに先行する
膨出部を形成するということは、良＜知うれている（オ
ペルンキルヒエンＤ−３０６３、ボーネマン・ポンプ会
社発行の“偏心ウオームポンプの作動状態”（“Ｗｉｒ
ｋｕｎｇｓｗｅｉｓｅ　ｖｏｎ　ｔｌ：ｘｚｅｎｔｅｒ
ｓｃｈｎｅｃｋｅｎ−ｐｕｍｐｅｎ”）参照）。これは
、ローターとステーターとの間に必要な密封を確立する
ための、ライニングによるロークーの被覆をもたらす弾
性偏倚力のゆえであり、ロークーは、上述した区域内で
上記の膨出部を追越して、ライニングの−の凹形弧条部
分に入り込む。そして、これに引続き、ローターが凹形
弧条部分から出る際には、ローターの前方にて前進する
新しい膨出部が形成される。

この発明は、ライニングが被る摩耗の主要部が、前記膨
出部の形成および追い越しの絶え間ない反復に関係する
という点の発見を基礎としており、それゆえ、この発明
の目的は、この種の摩耗およびそれに起因する不完全な
密封の減少にある。

かかる目的のためこの発明では、当初に述べたステータ
ーにおいて、ライニングの厚さを、共働するローターの
回転運動および平行移動の和の方向へ、少なくとも、軸
線に近接する部分の中央部における厚さから、凹形弧条
部分への遷移部における極大厚さまで連続的に増加させ
るとともに、前記凹形弧条部分の範囲内における極小厚
さまで連続的に減少させる。

それゆえ、この発明にあっては、ライニング厚さの極大
値は、もはや、ローターの摺動速度が最高値に達する、
軸線に近接する各部分の中央範囲には存在せず、この極
大値は、軸線に近接する部分の端部もしくは、それに隣
接する凹形弧条部分の始部範囲内に移動する。

この結果、軸線に近い各部分の中央部におけるライニン
グの厚さは極大厚さよりは小さい値となり、これによっ
て、ローターがライニングの内面の凹形弧条部分の一方
に入る際の、ローターによる、その前方に形成された突
起の追越しは、公知の同様な種類のステーターよりもさ
らに容易となる。そして、このことは、ライニングの保
護をもたらす。

この発明の一実施例にあっては、ケーシングの内面と、
ライニングの内面とは、幾何学的には相似形であるが縦
方向中心軸線まわりに、互いに５゜〜１５°食違ってい
る。この場合、ライニング厚さの極大値は、軸線に近接
する各部分の一端部のみに存在し、それゆえ、ここにお
けるローターは、その前方に形成されるライニングの突
起の、ローターによる上述した極大厚さでの追越しを可
能ならしめるためには、一定方向の回転のみ許容される
。しかしながら、このように偏心ウオーム型ポンプの回
転方向を一定方向に固定することは珍しいことではなく
、これによって適用範囲が制限されることはない。

この発明の他の一実施例は、一定の回転方向を決定する
ことを避は得る場合に対応するものであり、この例にあ
っては、ライニング厚さは、各凹形弧条部分の中央部に
おいて極小値となるとともに、軸線に近接する各部分の
中央部においても極小値となる。このようにすると、回
転方向がいずれの方向であっても問題なく、ローターの
前方に形成されるライニングの突起が、ローターが凹形
弧条部分の一方に入る際にローターと入れ換わることに
なり、ここではまた、不要なひねり動作と発熱とが回避
される。

尚、この実施例では、軸線に接する各部分の中央部にお
ける極小値は、各凹形弧条部分の中央部における極小値
よりも大きな値とはならないことをさらに明らかにして
おく。

以下、上述の二つの実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図はこの発明のステーターを偏心ウオームポンプに
用いた一実施例を示す断面図であり、図中１０は、鋳鋼
もしくはアルミニウムの如き、剛性を有する材料から製
造された管状ケーシングを示す。

ここにおけるケーシング１０は、概ね、縦方向中心軸線
Ａに対して対称であり、円筒状の外面を有するとともに
、二重螺旋ねじが形成され、それゆえいずれの断面にお
いても長円形をなす内面を有する。ここで、ケーシング
１０の前記内面は、軸線Ａに近接する二つの直線状部分
１２を具えており、それらの部分１２は、二本の横耐軸
線１６の面で主軸線１４と平行に延在するとともに、半
円形弧状部分１８によって連結される。

またケーシング１０は、エラストマー製のライニング２
０を内包しており、このライニング２０は、ケーシング
１０の内面１２．１８と連続的に結合する外面を有する
。このことはすなわち、前記外面にも、ケーシング１０
の内面と同様の二重螺旋が形成され、それゆえ前記外面
がいずれの断面でも長円形であることを意味する。

ライニング２０の内面も、ケーシング１０の内面と同様
いずれの断面においても長円形をなし、そして、軸線Ａ
に近接する二つの直線状部分２２を具えており、それら
の部分２２は、主軸線２４と平行に延在する。尚、部分
２２は若干凸状であっても良い。

ここで、主軸線２４は、主軸線１４と同様に縦方向中心
軸線と直交する。そして、主軸線１４と主軸線２４とは
、この例では１０°の角度で互いに交差する。

この一方、軸線Ａに近接する二つの直線状部分２２は、
二本の横断軸線２６によって限定され、かつ、二つの半
円形弧状部分２８によって連結される。そして、各横断
軸線２６は、先の横断軸線１６と１０°の角度で交差す
る。

このことから、ライニング２０の内面２２．２８は、図
示の断面において、他の断面におけると同様に、二つの
頂部Ｉ、Ｖと、四つの遷移部ｎ、　Ｉ’Ｖ、　ＶＩ。

■とを有する。ここで、内面２８は、頂部１．Ｖにおい
て主軸線２４と交差し、また遷移部ｎ、　　ＩＶ、　　
ＶＩ。

■において横断軸線２６と交差する。そして、軸線に近
接する部分２２はそれぞれ、遷移部■、■間および遷移
部■、■間にて延在するとともに、中央部■および■を
有し、また、凹形弧条部分２８もそれぞれ、遷移部■、
■間および遷移部ｒＶ、ＶＩ間にて延在するとともに、
頂部ＩおよびＶをそれらの中央部として有する。

一方、ここにおけるライニング２０の内外面は、幾何学
的には相似形であるものの、主軸線１４．２４が食違っ
ているがゆえに、厚さの異なる範囲を画成する。そして
このことから、ライニング２０は、時計方向へ見て、頂
部■右よび■のそれぞれの前方位置にて、極小厚さ３０
となるとともに、遷移部■および■のそれぞれの後方で
、かつ、横断軸線１６、２６の間の位置にて、極大厚さ
３２となる。

かかるライニング２０内には、円形断面の一条ねじロー
ター３４が偏倚力下で装着されており、このローター３
４は、図中矢印で示す方向へ回転する。

そして、ローター３４の最高摺動速度ｖ９は中央部■に
おいて生じ、この摺動速度ｖ９は、ローター３４の、速
度Ｖ、での平行移動と、それ自身の軸線を中心とする回
転とから成る。

第２図に示す他の実施例においても、ライニング２０は
、第１図に示したものと同様の二重螺旋ねじが形成され
た内面２２．２８を有する。しかしながら、この内面２
２．２８は、ケーシング１０の、二重螺旋ねじが形成さ
れた内面と食違うものではなく、その内面と幾何学的に
相似形をなすものでもない。

また、ここにおけるライニング２０の外面は、ケーシン
グ１０の内面と連続的に結合しており、そのケーシング
１０の内面は、概略正弦曲線を辿って軸線に近接する、
二つの互いに対向する凸形部分１２を有するとともに、
概略半円形であるが主軸線１４の範囲で幾分平坦な二つ
の凹形弧条部分１８を有する。

これによって弾性ライニング２０は、互いに一致する主
軸線１４および２４上の二個所にてそれぞれ極小厚さ３
０となるとともに、これも互いに一致する横断軸線１６
フよび２６上の四個所にて、それぞれ極大厚さ３２とな
り、さらに加えて、軸線に近接する部分２２の中央部■
および■の二個所にても、それぞれ極小厚さ３６となる
。

第２図に示す弾性ライニング２０の断面形状によれば、
ローター３４が図中矢印で示す方向へ回転しても、ある
いは反対方向へ回転しても、何等の差異を生じることが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のステータを偏心ウオームポンプに用
いた一実施例を示す断面図、 第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図である。 １０・・・管状ケーシング　１２．１８・・・内面２０
・・・弾性ライニング Ａ・・・縦方向中心軸線 ｎ、　ＴＶ、　ＶＩ、■・・・遷移部 ２２・・・軸線に近接する部分 ２８・・・凹形弧条部分　　３０．．３６・・・極小厚
さ３２・・・極大厚さ 特許出願人　　　ネッシ二−モーノプンペン・ゲーエム
ベーハー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内面（１２、１８）が複数条のねじを形成する管状
   剛体ケーシング（１０）と、前記ケーシング（１０）に
   添ってその軸線方向の全長に亘り延在する弾性ライニン
   グ（２０）とを具え、前記弾性ライニングがステーター
   の縦方向中心軸線（Ａ）に対して対称であり、また前記
   弾性ライニングが、複数条のねじを形成する内面（２２
   、２８）を有するとともに、その断面にて、前記後者の
   ねじの条数に等しい数の、前記軸線に近接する部分（２
   ２）と、軸線に近接する前記部分（２２）に連続的遷移
   部（II、IV、VI、VIII）を介して隣接する、軸線に近接
   する前記部分と同数の凹形弧条部分（２８）とからなり
   、さらに、前記弾性ライニング（２０）が前記凹形弧状
   部分（２８）の各々にて極小厚さ（３０）となる偏心ウ
   ォームポンプ用ステーターにおいて、 前記ライニング（２０）の厚さを、共働するローター（
   ３４）の回転運動および平行移動の和の方向へ、少なく
   とも軸線に近接する前記部分（２２）の中央部における
   厚さから、前記凹形弧状部分（２８）への遷移部におけ
   る極大厚さ（３２）まで連続的に増加させるとともに、
   前記凹形弧状部分（２８）の範囲内における極小厚さ（
   ３０）まで連続的に減少させることを特徴とする偏心ウ
   ォームポンプ用ステーター。 ２、前記ケーシング（１０）の内面（１２、１８）と、
   前記ライニング（２０）の内面（２２、２８）とは、幾
   何学的に相似形をなすが、前記縦方向中心軸線（Ａ）の
   まわりに、互いに５°乃至１５°の角度で食違うことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のステーター。 ３、前記ケーシング（１０）の内面（１２、１８）と、
   前記ライニング（２０）の内面（２２、２８）とは互い
   に８°乃至１２°の角度で食違うことを特徴とする、特
   許請求の範囲第２項に記載のステーター。 ４、前記ライニング（２０）の厚さは、前記凹形弧状部
   分（２８）の各中央部（ I 、Ｖ）にて極小値（３０）
   となるとともに、軸線に近接する前記各部分（２２）の
   各中央部（III、VII）にても他の極小値（３６）となる
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のステ
   ーター。 ５、前記ライニング（２０）の厚さの、前記他の極小値
   （３６）は、前記凹形弧状部分（２８）の中央部（ I
   、Ｖ）における極小値（３０）よりも大きくはないこと
   を特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載のステータ
   ー。