DE19950258A1 - Stator mit stabilen Stirnring - Google Patents

Abstract

Bei einer Exzenterschneckenpumpe bzw. einem Exzenterschneckenmotor weist der Mantel 21 sowohl an seiner Außenwand als auch an seiner Innenwand eine schraubenförmige Gestalt auf. Um das Querschnittsprofil des Mantels 21 im Bereich seiner Enden zu stabilisieren und eine einfache Kupplung mit den sonstigen Gehäuseteilen 5, 6 zu ermöglichen, sitzt auf jedem Ende des Mantels 21 ein Stirnring 28. Der Stirnring 28 enthält eine Durchgangsöffnung 32, deren Querschnittsfläche hinsichtlich ihrer Gestalt im wesentlichen mit der Querschnittsfläche übereinstimmt, die von der Innenwand 23 bzw. der Außenwand 24 umgrenzt wird.

Description

Die wesentlichen Bestandteile einer Exzenterschnecken­ pumpe sind der Stator, der darin laufende Rotor sowie der Antrieb für den Rotor. Der Rotor hat die Gestalt einer ein- oder mehrgängigen Schraube und dreht sich in der Bohrung des Stators, der ebenfalls eine schraubenförmige Gestalt hat, wobei die Gangzahl der Bohrung des Stators höher ist als die Gangzahl der Schraube des Rotors.

Um die erforderliche Abdichtung zwischen Stator und Rotor zu erzielen, ist der Stator mit einer elastomeren Auskleidung versehen, an der der Rotor abgedichtet anliegt. Zwischen dem Rotor und dem Stator entstehen sichel- oder bananenförmige Kammern, die sich beim Lauf des Rotors von der Saugseite zu der Druckseite bewegen. In diesen Kammern wird das Medium gefördert.

Exzenterschneckenpumpen eignen sich zum Transport von zähflüssigen Medien unter hohem Druck und zum Fördern von Medien mit festen Partikeln. Darüber hinaus läßt sich die­ ses Konstruktionsprinzip auch als Motor verwenden, wenn das Medium unter hohen Druck in die Anordnung eingepresst wird, wodurch der Rotor im Stator in Umdrehungen versetzt wird. Anwendungen hiervon sind sogenannte Untertagebohrmotoren.

Funktionsbedingt sind sowohl der Stator als auch der Rotor Verschleißteile, die ein regelmäßiges Austauschen erfordern. Hierzu ist ein Zerlegen notwendig, dass naturge­ mäß möglich einfach von statten gehen SOll, insbesondere dann, wenn es sich um Pumpen oder Motoren großer Bauart handelt.

Hinsichtlich des Stators sind zwei unterschiedliche Konstruktionsformen bekannt. Bei der einen Konstruktionsart befindet sich die Auskleidung in einem glatt zylindrischen Rohr, wobei sich die schrauben-förmige Kontur ausschließ­ lich auf die elastomere Auskleidung beschränkt. Die elasto­ mere Auskleidung ist somit im Bereich der Gewindespitzen nachgiebiger als im Bereich der Gewindetäler. Mit Pumpen dieser Art läßt sich pro Stufe eine geringerer Druck erzeu­ gen, weil die stärkere Nachgiebigkeit im Bereich der Ge­ windespitzen den maximalen Druck beschränkt.

Bei der anderen Bauform ist der Mantel ebenfalls wie­ derum ein Rohr, dass jedoch seinerseits wiederum schrauben­ förmig verformt ist. Die Auskleidung hat an allen Stellen sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung kon­ stante Wandstärke. Hierdurch lassen sich vergleichsweise sehr hohe Drücke erzielen.

Während bei der Ausführungsform mit zylindrischen Man­ tel der Anschluss an die sonstigen Pumpengehäuseteile ver­ hältnismäßig einfach ist, ist er bei dem schrauben-förmig umgeformten Rohr problematisch. Der Querschnitt des Rohres hat bei der einfachsten Ausführungsform mit einer zweigän­ gigen Schraube die Gestalt eines einer Rennbahn ähnelten Ovals, wobei die zur Verfügung stehenden Stirnfläche des Mantels vergleichsweise schmal ist. Entsprechend schwierig ist die Abdichtung und die Befestigung an dem Pumpengehäuse zu bewerkstelligen.

Darüber hinaus ist der schraubenförmig gestaltete Mantel an den Enden empfindlich gegen Verformung aufgrund des innen aufgebauten Drucks. Während im mittleren Bereich des Stators die angrenzenden Statorbereiche mit dazu bei­ tragen, diesen Bereich in seiner Form zu stabilisieren, treten an den Enden freie Kanten auf, was auf der Drucksei­ te leicht zu einer Verformung führen kann und damit zu ei­ nem Druckverlust, der den maximal möglichen Druck der Pumpe beschränkt.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung eine Exzenterschneckenpumpe bzw. -motor zu schaffen, dessen Sta­ tor einen schrauben-förmig gestalteten Mantel aufweist und der leicht mit dem übrigen Gehäuseteilen verbindbar ist, wobei dessen Enden ohne nennenswerte Vergrößerung der axia­ len Länge wirksam gegen Gestaltsänderungen infolge des sta­ tischen Drucks des Mediums geschützt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Exzen­ terschneckenpumpe bzw. einen Exzenterschneckenmotor mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Mit Hilfe des Stirnrings, dessen Durchgangsöffnung die schrauben-förmige Gestalt des Innenraums des Statormantels fortsetzt, lassen sich zwei Dinge erreichen:
Die komplizierte Geometrie des Statorendes wird in eine Geometrie überführt, die leicht mit den Teilen des Pumpengehäuses verbindbar ist. Dabei wird gleichzeitig eine ausreichend große Fläche zum Unterbringen von Dichtungen geschaffen. Die Flächen sind groß genug, um ein Zerquet­ schen der Dichtung wirksam zu verhindern.

Weiterhin gestattet der Stirnring ohne Verlängerung der Bauform des Stators das Statorende gegen Aufweiten zu sichern, wobei insbesondere die gerade verlaufenden Ab­ schnittes des Mantelquerschnitts gegen Verformung empfind­ lich sinkt. Diese Bereiche werden durch den Stirnring sta­ bilisiert und erhalten damit eine ähnliche Festigkeit wie dies für entsprechend in dem mittleren Bereich des Stators gilt.

Beispielsweise kann der Stirnring als Flanschplatte ausgebildet sein, der mit einem entsprechend Flansch am Pumpenkopf bzw. am Anschlusskopf flach aufeinander liegend verschraubt werden kann.

Die hiervon grundsätzlich unterschiedliche Aus­ führungsform des Stirnrings besteht in einem schmalen Ring mit kreisförmiger Außenkontur, der in eine entsprechende Stufenbohrung, die als Sitz ausgebildet ist, am Pumpenkopf bzw. am Anschlusskopf eingesteckt werden kann. Auch hierbei werden entsprechend große Dichtflächen erzeugt. Der Mantel des Stators wir in den wenig gekrümmt verlaufenden Ab­ schnitten des Querschnittsprofils besonders verstärkt, weil in diesen Bereichen der Stirnring zur Folge der zylindri­ schen Außengestalt eine besonders große Wandstärke hat und biegesteif ist.

Um den Stirnring in einfacher Weise mit dem Mantel des Stators zu verbinden, kommen grundsätzlich zwei Ausfüh­ rungsformen in Frage. In einem Fall weist der Stirnring eine Durchgangsöffnung auf, die über die Länge gesehen, einen konstanten Querschnitt hat, wobei der Querschnitt mit dem Außenquerschnitt des Mantels im wesentlichen überein­ stimmt, damit der Stirnring wie eine Art Mutter auf den Mantel aufgeschraubt werden kann. Um ein zu weites Auf­ schrauben des Stirnrings auf den Mantel zu verhindern, ist an dem Mantel eine Schulter ausgebildet. Die Schulter kann entweder durch auftragen von Material an dem Ort der Schul­ ter gebildet werden, oder indem ausgehend vom Stirnende des Mantels an der Außenumfangsfläche Material abgetragen wird. Das Abtragen des Materials geschieht am einfachsten, indem die Außenfläche des Mantels über diejenige Länge, über die der Stirnring aufgeschraubt werden soll, überdreht wird. Hierdurch wird die Außenkontur nur an jenen Stellen ver­ ändert, an denen der Mantel die größte radiale Erstreckung hat. Es versteht sich, dass die Innenkontur der Öffnung in dem Stirnring an diese veränderte Außenkontur des Mantels angepasst ist, damit ein nur sehr geringer Montagespalt zwischen der Durchgangsöffnung und der Außenumfangsfläche des Mantels zu Stande kommt. Diese Ausführungsform hat da­ rüber hinaus den Vorteil, dass der Stirnring an seiner schwächsten Stelle eine brauchbare Wandstärke erhält.

Die andere der beiden oben erwähnten Varianten besteht in der Verwendung eines Stirnrings, bei dem die Durchgangs­ öffnung als Stufenbohrung ausgeführt ist, so dass im Stirn­ ring eine Schulter entsteht, die sich beim Aufschrauben des Stirnrings auf den Mantel an dessen Stirnfläche anlegt. In diesem Falle entspricht der Querschnitt des einen Ab­ schnitts der Stufenbohrung des Außenquerschnitt des Mantels während der flächenmäßig kleiner Abschnitt der Stufenboh­ rung eine recht genaue Fortsetzung des Innenraums des Man­ tels darstellt.

Bei allen Fällen wird eine rechtwinkelige Lage der Stirnflächen des Stirnrings gegenüber der Achse des Mantels gewährleistet.

Der aufgesetzte Stirnring kann zur weiteren Verbesse­ rung der Stabilität mit dem Mantel stoffschlüssig verbunden werden. Dies geschieht zweckmäßiger Weise, indem die Stirn­ fläche des Mantels mit dem Stirnring verschweißt wird. Ein ausschließliches Verschweißen an der Außenseite wäre eben­ falls denkbar, würde aber an der Innenseite einen Spalt übrig lassen, der bei Belastung gegebenenfalls arbeitet, und die durchgezogene Auskleidung beschädigen könnte.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge­ genstandes der Erfindung dargestellt, es zeigen:

Fig. 1 eine Exzenterschneckenpumpe in einer perspekti­ vischen Darstellung und teilweise aufgeschnitten,

Fig. 2 den Stator der Exzenterschneckenpumpe nach Fig. 1, in einem Längsschnitt,

Fig. 3 ein Ende des Stators mit dem aufgesetzten Stirnring mit abgeschnitten dargestellten Mantel und

Fig. 4 den Stirnring und einen Abschnitt des Mantels, in einer perspektivischen Explosionsdarstellung.

Fig. 1 zeigt in einer schematisierten, perspektivi­ schen Darstellung eine erfindungsgemäße Exzenterschnecken­ pumpe 1. Zu der Exzenterschneckenpumpe 1 gehören ein Pum­ penkopf 2, ein Stator 3, in dem sich ein in Fig. 2 abgebro­ chen veranschaulichter Rotor 4 dreht, sowie ein Anschluss­ kopf 5.

Der Pumpenkopf 2 weist ein im wesentlichen zylindri­ sches Gehäuse 6 auf, das an einem Stirnende mit einem Ab­ schlussdeckel 7 versehen ist, durch den abgedichtet eine Antriebswelle 8 nach außen geführt ist. In das Gehäuse 6 mündet radial ein Anschlussstutzen 9, der an einem Befesti­ gungsflansch 11 endet. Im Inneren des Gehäuses 6 befindet sich, wie bei wie bei Exzenterschneckenpumpen üblich, ein Kupplungsstück, um die Antriebswelle 8, die an einen nicht dargestellten Antriebsmotor angeschlossen ist, mit dem Ro­ tor 4 drehfest zu kuppeln.

Das von dem Deckel 7 abliegende Stirnende des Gehäuses 6 ist mit einem Spannflansch 12 versehen, dessen Durchmes­ ser größer ist als der Durchmesser des im wesentlichen zy­ lindrischen Gehäuses 6. Der Spannflansch 12 enthält eine Stufenbohrung 13, die mit dem Innenraum des Gehäuses 6 fluchtet. In der Stufenbohrung ist eine plane Anlageschul­ ter 14 ausgebildet, gegen die der Stator 3 mit einem Ende angepresst wird.

Der Anschlusskopf 5 verfügt über einen mit dem Spann­ flansch 12 zusammenwirkenden Spannflansch 15, der ebenfalls eine Stufenbohrung enthält, in der das andere Ende des Sta­ tors 3 eingesetzt ist. Mit der Stufenbohrung fluchtet eine wegführende Rohrleitung 16.

Zwischen den beiden Spannflanschen 12 und 15 ist mit Hilfe von insgesamt 4 Zugankern 17 der Stator 3 abgedichtet festgespannt. Zur Aufnahme der insgesamt 4 Zuganker 17 sind die beiden Spannflansche 12 und 15 mit jeweils vier mitein­ ander fluchtenden Bohrungen 18 versehen, die auf einem Teilkreis liegen, der größer ist als der Außendurchmesser des Gehäuses 6 bzw. des Rohres 16. Durch diese Bohrungen 18 führen die stangen-förmigen Zuganker 17 hindurch. Auf der von dem gegenüberliegenden Spannflansch 12 bzw. 15 ablie­ genden Seite sind auf die Zuganker 17 Muttern 19 aufge­ schraubt, mit deren Hilfe die beiden Spannflansche 12 und 15 aufeinander zu festgezogen werden.

Der Stator 3 besteht, wie Fig. 2 zeigt aus einen rohr­ förmigen Mantel 21 mit konstanter Wandstärke, der einen Innenraum 22 umgibt. Der Mantel 21 besteht aus Stahl, einer Stahllegierung, Leichtmetall oder einer Leichtmetallegie­ rung. Er ist so geformt, dass seine Innenwand 23 die Außen­ gestalt einer mehrgängigen Schraube bekommt. Seine Außen­ seite 24 hat eine entsprechend ähnliche Gestalt und um­ grenzt eine Querschnittsfläche, die entsprechend der Wand­ stärke des Mantels 21 größer ist als die Querschnittsflä­ che, die von der Innenwand 23 umgrenzt ist.

Der Mantel 21 endet an seinen Stirnenden mit Stirnflä­ chen 25 und 26, die bezüglich einer Längsachse 27 recht­ winkelig verlaufen. Die Längsachse 27 ist auch die Achse des Mantels 21, bzw. des Innenraums 22.

Im einfachsten Falle einer zweigängigen Schraube hat der Querschnitt des Innenraums 22 und damit auch der Quer­ schnitt, den die Außenfläche 22 umgibt, jeweils rechtwinke­ lig zu der Längsachse 27 gesehen, die Gestalt eines Ovals ähnlich einer Rennbahn. Um diese ovale Geometrie an die Stufenbohrung 13 anzupassen, sitzt auf dem Mantel 21 eine jedem Stirnende eine Reduzier- oder Stirnring 28. Er be­ steht aus demselben Material wie der Mantel 21.

Die Gestalt des Stirnrings 28 sowie die genaue Außen­ geometrie des Mantels 21 im Bereich des Stirnrings 28 wird nachstehend an Hand der Fig. 3 und 4 im einzelnen erläu­ tert.

Der Stirnring 28 wird in Längsrichtung von einer pla­ nen Stirnfläche 29 begrenzt, an die sich eine zylindrische Außenumfangsfläche 31 anschließt. Durch den Stirnring 28 führt eine Durchgangsöffnung 32, die von einer Wand 33 um­ schlossen ist. Die Durchgangsöffnung 32 hat eine Quer­ schnittsfläche, die im wesentlichen mit der Querschnitts­ fläche übereinstimmt, die die Außenwand 24 des Mantels 21 umgrenzt. Die Gestalten stimmen nicht exakt überein. Der Unterschied ergibt sich aus der weiter unten angegebenen Erläuterung der Statorgeometrie.

Die Durchgangsöffnung 32 hat eine schraubenförmige Gestalt, wobei die Gangzahl und die Steigung mit der Gang­ zahl und der Steigung der schraubenförmigen Gestalt der Außenwand 24 des Mantels 21 übereinstimmt.

Der Mantels 21 ist, wie Fig. 4 erkennen läßt, an sei­ ner Außenseite überdreht. Hierdurch entsteht in jenen Be­ reichen der Querschnittsfläche, die durch die Außenwand 24 definiert ist, eine Durchmesserverringerung und zwar folgt die Außenwand 24 im Bereich der Überdrehung eine Zylinder­ fläche 34.

Die Überdrehung läßt bei einer zweigängigen Schraube insgesamt zwei sichelförmige Schultern 35 entstehen, die von den Stirnenden 24, 26 einen Abstand haben, der der Län­ ge der Überdrehung entspricht und die beide in einer ge­ meinsamen Ebene liegen, die zu einer Ebene parallel ist, die durch das Stirnende 25 bzw. 26 definiert ist. Die axia­ le Tiefe der Überdrehung d. h. der Abstand der Schultern 35 von dem jeweils benachbarten Stirnende 25 bzw. 26 ist etwas geringer, als es der Dicke des Stirnrings 28 entspricht.

Trotz der Überdrehung der Außenumfangsfläche behält die Außenwand 24 auch im Bereich zwischen dem Stirnende 25 bzw. 26 und den benachbarten Schultern 35 eine schrauben­ förmige Gestalt, dessen Steigung der Steigung des Mantels 21 jenseits der Schultern 35 übereinstimmt.

Infolge der Überdrehung ist die Wandstärke des Mantels 21 auf den Gewindespitzen zwischen den Schultern 35 und dem benachbarten Stirnende 25 bzw. 26 etwas geringer als in den übrigen Bereichen. Die Wandstärkenverminderung beschränkt sich auf die Gewindespitzen.

Die Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 32, wie sie von der Wand 33 umgrenzt wird, entspricht der Quer­ schnittsfläche, die die Außenwand 24 des Mantels 21 im Be­ reich zwischen der Schulter 35 und dem nächst benachbarten Stirnende 25 bzw. 26 umgrenzt.

Zufolge dieser Ausgestaltung des Stirnrings 28 kann er ähnlich einer Mutter, die auf eine Schraube aufgeschraubt wird, auf die Außenseite des Mantels 21 aufgeschraubt wer­ den, solange bis seine, der Stirnfläche 29 gegenüberliegen­ de Stirnfläche an den Schultern 35 anstößt.

Nach dem Aufsetzen des Stirnrings 28 wird die Konfigu­ ration erhalten, wie sie Fig. 3 zeigt. Zwischen der Plan­ fläche 29 und dem benachbarten Stirnende 25 bzw. 26 ent­ steht eine Kehlnut 37, die in sich geschlossen ist. Im Be­ reich der Kehlnut 37 wird nach dem Aufsetzen des Stirnrings 28, der Stirnring 28 mit der betreffenden Stirnseite 25 oder 26 verschweißt. Es entstehen dadurch die in Fig. 2 erkennbaren Schweißnähte 38.

Beide Stirnringe 28 sind identisch gestaltet, obwohl die Wandstärke des Stirnrings 28 auf der linken Seite der Fig. 2 in der Schnittdarstellung kleiner ist als die Wand­ stärke des Stirnrings 28 auf der rechten Seite. Dies hat seine Ursache darin, dass die Querschnittsprofile an der Stirnfläche 25 gegenüber der Querschnittsfläche an der Stirnfläche 26 um 90° gedreht sind.

In seinem Inneren ist der Mantel 21 über seine gesamte Länge mit einer durchgehenden Auskleidung 39 versehen. Die Auskleidung 39 besteht aus einem elastomeren Material bei­ spielsweise Gummi und weist an jeder Stelle dieselbe Wand­ stärke auf.

An beiden Stirnenden des Stators 3 geht die Ausklei­ dung 39 jeweils einstückig in eine Dichtung 41 bzw. 42 über. Die Dichtungen 41, 42 haben die Gestalt eines planen Rings, dessen Außenumfangsfläche 43 mit der Außenumfangs­ fläche 31 des jeweiligen Stirnrings 28 bündig ist. Die eine Seite der Dichtung 41, 42 ist stoffschlüssig mit der Plan­ fläche 29 des betreffenden Stirnrings 28 verbunden, während die davon abliegende Planfläche 44 von dem Stator 3 weg­ zeigt und die eigentliche Dichtungsfläche darstellt.

Die Auskleidung 39 ist auch im Bereich der Schweißnäh­ te 38 stoffschlüssig gehalten.

Wenn der gezeigte Stator 3 in die Stufenbohrungen 13 der beiden Spannflansche 12 und 15 eingesteckt wird, liegen die betreffenden Dichtungen 41, 42 auf der Schulter 14 in der jeweiligen Stufenbohrung 13 auf. Durch anspannen der Zuganker 17 werden die Spannflansche 12 und 15 mit ihren Schultern 14 dichtend gegen die Dichtungen 41 und 42 an­ gepresst.

Die Herstellung des beschriebenen Stators 3 geschieht wie folgt:
Zunächst wird aus einem ursprünglich zylindrischen Rohr durch Kaltverformen der Mantel 21 erzeugt, der die gewünschte schrauben-förmige Gestalt aufweist. Sodann wird der Mantel 21 ausgehend von seinen beiden Stirnenden 25 und 26 auf der Außenseite ein Stück weit überdreht, um die si­ chelförmigen Schultern 35 zu erzeugen. Beim Überdrehen des Mantels 21 wird das Material nur im Bereich der Gewinde­ spitzen, die von der Außenwand 24 gebildet sind, abgetra­ gen, jedoch nicht so weit, dass das Wandmaterial im Bereich der Gewindespitzen vollständig verschwindet. Die Schultern haben beispielsweise bei einem Stator 3 mit einen größten Außendurchmesser von 140 mm, eine radiale Tiefe von ca. 4 mm.

Anschließend werden auf jedem Ende des Mantels 21 die Stirnringe 28 aufgeschraubt, soweit bis sie an Schultern 35 anstoßen. Danach wird der betreffende Stirnring 28 mit dem Stirnende 25 oder 26 längs der Kehlnut 37 verschweißt. Eine weitere Verschweißung kann außen erfolgen.

Die Stirnringe 28 sind anschließend mit dem Mantel 21 sowohl stoffschlüssig als auch formschlüssig verbunden. Die Planfläche 29 verläuft rechtwinkelig zu der Längsachse 27.

Sobald der Stator 3 bis dahin vorbereitet ist, wird die Auskleidung 39 in dem Mantel 21 und auf den Planflächen 29 einstückig aufgebracht. Der Stator 3 ist damit fertig und kann, wie oben erläutert, in die Exzenterschneckenpumpe 1 eingesetzt werden.

Wie bereits beschrieben gehen die Dichtungen 41 und 42 einstückig und ohne jegliche Trennfläche in den übrigen Bereich der Auskleidung 39 über. Damit gibt es keinerlei Spalt, der an irgendeiner Stelle den Innenraum 22 innerhalb der Auskleidung 39 mit der Innenseite 23 des Mantels 21 verbindet. Beim Fördern von aggressiven Medien, die bei­ spielsweise den Mantel 21 korrodieren lassen, besteht keine Gefahr, dass das Medium durch irgendwelche Trennspalte zwi­ schen der Auskleidung 39 und den Dichtungen 41, 42 zum Man­ tel 21 vordringen könnte. Die Innenseite 23 des Mantels 21 ist wirksam abgedichtet. Es besteht auch keine Gefahr, dass das geförderte Medium die stoffschlüssige Verbindung zwi­ schen der Auskleidung 39 und der Innenseite 23 des Mantels 21 beschädigen könnte und in diese Trennfläche eindringt.

Abgesehen davon, dass die Dichtungen 41 und 42 herme­ tisch den Innenraum 22 im Inneren der Auskleidung 39 gegen­ über dem Mantel 21 abriegeln, schützen sie auch die Trenn­ fläche zwischen der Auskleidung 39 und der Innenwand 23 des Mantels 21 gegen Ablösen oder das Eindringen von geförder­ ten Medium beispielsweise von der Druckseite her.

Der Rotor 4, der sich in der Auskleidung 39 dreht, erzeugt eine ständige Walkarbeit und ist bestrebt die Aus­ kleidung 39 in seiner Drehrichtung mitzunehmen. Wegen der dichtenden Anlage und der Vorspannung, mit der der Rotor 4 an der Auskleidung 39 anliegt und diese verformt, schiebt der Rotor 4 während seiner Drehbewegung ständig Material der Auskleidung 39 in Umfangsrichtung vor sich her. Dies führt zu der oben erwähnten Walkarbeit und der Mitnahme­ wirkung in Umfangsrichtung.

In einem mittleren Bereich der Auskleidung 39 ist je­ des Volumenelement der Walkzone jeweils durch angrenzende Bereiche der Auskleidung in axialer und in Umfangsrichtung festgehalten.

Diese Bedingung gilt beim Stand der Technik jedoch nicht für die Stirnenden der Auskleidung. Ein am Rand lie­ gendes Volumenelement weist eine freie Stirnkante auf, an der die Walkkräfte ausschließlich durch den stoffschlüssi­ gen Verbund des Volumenelements aufgenommen werden. Es gibt hier kein benachbartes Volumenelement, das die Kräfte mit aufnimmt, weshalb am Rand eine erhöhte Gefahr besteht, dass durch die Walkarbeit die stoffschlüssige Verbindung zwi­ schen der Auskleidung 39 und dem Mantel 21 aufgelöst wird. Damit würde in diesem Bereich die Auskleidung 39 lose und der Effekt, der ursprünglich nur am Ende der Auskleidung 39 aufgetreten ist, verlagert sich zunehmend in Richtung auf die axiale Mitte d. h. in Richtung auf das andere Stirnende des Stators 3.

Die einstückig angeformten Dichtungen 41 und 42 ver­ hindern diesen Effekt. Sie sorgen dafür, dass für ein Volu­ menelement der Auskleidung 39 auch an den Stirnenden ähnli­ che Befestigungsverhältnisse herrschen, wie in einem von dem Stirnende abliegenden mittleren Bereich. Die Walkzone am Stirnende wird damit auch durch die Dichtung fixiert und ist somit an beiden axialen Enden mit dem Mantel 21 verbun­ den. Die einstückig angeformte Dichtung 41 und 42 schützt mechanisch die stoffflüssige Verbindung zwischen der Aus­ kleidung 39 und dem Mantel 21 gegen Auflösen bzw. Abreißen.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Stators 3 wurde oben ausführlich anhand einer Exzenterschneckenpumpe als Anwendungsbeispiel erläutert. Der Fachmann weiß jedoch, dass eine Exzenterschneckenpumpe auch als Motor betrieben werden kann, wenn ein Medium mit hohem Druck durch den Sta­ tor 3 hindurch gepresst wird. Auch in diesem Falle bestehen die gleichen Probleme, wie sie oben anhand der Exzenter­ schneckenpumpe erläutert wurden.

Wie sich aus der obigen Erläuterung ergibt, dienen die beiden Schultern 35 im wesentlichen als Montagehilfe, um vor dem Verschweißen die lagerichtige Fixierung des Stirn­ rings 28 auf dem Mantel 21 zu gewährleisten.

Anstatt die Schultern an dem Mantel 21 vorzusehen, ist es auch denkbar, die Durchgangsöffnung 32 gestuft auszufüh­ ren, derart, dass sie in einem in der Dickenrichtung des Stirnrings 28 liegenden Bereich eine Querschnittsfläche aufweist, die der Querschnittsfläche entspricht, die von der Außenwand 24 definiert wird, während ein anderer daran angrenzender Bereich eine kleinere jedoch gestaltsähnliche Querschnittsfläche aufweist. Damit wird die Schulter in den Stirnring 28 verlagert, der nach der Montage, in der so erzeugten Schulterfläche, an der Stirnseite 25 bzw. 26 an­ liegt.

Wie sich aus der Darstellung ergibt, wirkt der Stirn­ ring 28 wie eine Art Bandage, die die Gestalt des Mantels 21 im Bereich seiner Stirnenden 25, 26 zusätzlich fixiert bzw. stabilisiert.

Bei einer Exzenterschneckenpumpe bzw. einem Exzenter­ schneckenmotor weist der Mantel 21 sowohl an seiner Außen­ wand als auch an seiner Innenwand eine schraubenförmige Gestalt auf. Um das Querschnittsprofil des Mantels 21 im Bereich seiner Enden zu stabilisieren und eine einfache Kupplung mit den sonstigen Gehäuseteilen 5, 6 zu ermögli­ chen, sitzt auf jedem Ende des Mantels 21 ein Stirnring 28. Der Stirnring 28 enthält eine Durchgangsöffnung 32, deren Querschnittsfläche hinsichtlich ihrer Gestalt im wesentli­ chen mit der Querschnittsfläche übereinstimmt, die von der Innenwand 23 bzw. der Außenwand 24 umgrenzt wird.

Claims (22)

1. Exzenterschneckenpumpe oder -motor (1)
mit einem Stator (3), der einen rohrförmigen Mantel (21) aus einem festen Material mit einer Innenseite (23) und einer Außenseite (24) aufweist, wobei der Mantel (21) eine konstante Wandstärke, und der Innenraum (22) des Man­ tels (21) eine schraubenförmige Gestalt aufweist und die Kontur der Außenseite (24) des Mantels (21) der Kontur der Innenseite (23) des Mantels (21) folgt,
mit einer in dem Mantel (21) befindlichen Auskleidung (39), die über einen Bereich ihrer Länge eine konstante Dicke aufweist, und
mit einem Stirnring (28), der an wenigstens einem Ende des Mantels (21) angeordnet ist und der eine Durchgangsöff­ nung (32) enthält, die eine im wesentlichen ähnliche Ge­ stalt aufweist wie der Innenraum (22) des Stators (3) und die über die Dicke des Stirnrings (28) mit derselben Stei­ gung und Gangzahl geschraubt verläuft wie der Innenraum (22) des Stators.

2. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) derart gestaltet ist, dass er ähnlich einer Gewindemutter zumin­ dest ein Stück weit auf den Mantel (21) aufschraubbar ist, wobei der Mantel (21) die Funktion der Schraube übernimmt.

3. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung (32) an keiner Stelle kleiner ist als die Querschnittsfläche des Innenraums (22) des Mantels (21).

4. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (32) im wesentlichen eine Fortsetzung des Innenraums (22) des Mantels (21) darstellt, gegebenenfalls mit einer anderen lichten Weite.

5. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (32) zumindest ein Stück weit im wesentlichen eine Fortsetzung der Schraube darstellt, die von der Außenwand (24) des Man­ tels (21) definiert ist.

6. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung (32) über einen Abschnitt ihrer Länge kleiner ist als die Querschnittsfläche der Außenkontur des Mantels (21).

7. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) eine Stufenöffnung enthält, die in Längsrichtung in zwei Ab­ schnitte gegliedert ist, von denen der erste an die Außen­ gestalt des Mantels (21) angepasst ist und der zweite im wesentlichen eine Fortsetzung des Innenraums (22) des Man­ tels (21) darstellt.

8. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (21) an demjeni­ gen Ende, an dem der Stirnring (28) sitzt, mit einer Schul­ ter (35) versehen ist.

9. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (21) an wenigs­ tens einem seiner Enden mit einer Verminderung seiner Au­ ßenabmessungen versehen ist, die sich wenigstens über einen Teil seines Außenumfangs erstrecken, und dass durch die Verminderung die Schulter (35) gebildet ist.

10. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchmesser­ verminderung die Außenkontur des Mantels (21) einer Zylin­ derfläche folgt.

11. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) eine Durchgangsöffnung (32) enthält, die an allen Stellen die­ selbe Querschnittsfläche aufweist.

12. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) mit dem Mantel (21) stoffschlüssig verbunden ist.

13. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) mit dem Mantel (21) verschweißt ist.

14. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (41) an der Stirnseite (25, 26) des Mantels (21) liegt.

15. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (21) aus Stahl, einer Stahllegierung, Leichtmetall oder einer Leichtmetall­ legierung besteht.

16. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) eine radial nach außen sich erstreckende Fläche (29) aufweist.

17. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach außen sich erstreckende Fläche (29) eine Planfläche ist.

18. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) ein Gussteil ist.

19. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) an sei­ ner Außenseite (31) über ein Stück seiner Länge spangebend nachgearbeitet ist.

20. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (28) eine kreisförmige Außenkontur aufweist.

21. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (39) von einem Elastomer gebildet ist.

22. Exzenterschneckenpumpe oder -motor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (39) sich zumindest bis in den Stirnring (28) fortsetzt.