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Beschreibung Stator für Exzenterschneckenpumpe Zusatz zur Patentanmeldung
P 23 31 173.1-15 Gegenstand des Hauptpatents ist ein Stator für eine Exzenterschneckenpumpe
mit in einem rohrförmigen Statormantel angeordneter Auskleidung, insbesondere aus
einem Elastomer, die eine zwei-oder mehrgängige Innengewindefläche mit aus kreisbogenförmigen
Abschnitten und dazwischen angeordneten Verbindungsabschnitten zusammengesetztem
Querschnitt aufweist und mit in radialer Richtung nachstellbaren Leisten zusammendrückbar
ist, die wendelförmig radial außerhalb der Verbindungsabschnitte verlaufen, und
mit einem an der Innengewindefläche anliegenden, schneckenförmigen Rotor, der in
bezug auf den Stator exzentrisch um die Statorachse sowie um seine eigene Rotorachse
drehbar ist.
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Bei Statoren von Exzenterschneckenpumpen erleidet die Auskleidung
im Betrieb einen je nach Art und Zusammensetzung des Fördermediums mehr oder weniger
starken.Verschleiß, der bei fehlender Wartung nach einiger Zeit zur Folge hat, daß
die Elastizität der Auskleidung nicht mehr imstande ist, eine Berührung zwischen
Stator und Rotor längs einer ununterbrochenen wendelförmigen Berührungslinie aufrecht
zu erhalten. Die Leistung
der Exzenterschneckenpumpe läßt dann erheblich
nach und kann vorallem bei solchen Pumpen, die eine Saughöhe zu überwinden haben,
in kurzer Zeit auf Null fallen.
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Durch den Gegenstand der Hauptpatentanmeldung wird eine Nachstellung
ermöglicht, die selbst starken Verschleiß der Auskleidung derart ausgleicht, daß
die ursprünglichen Eigenschaften der Exzenterschneckenpumpe für eine lange Betriebsdauer
aufrechterhalten werden können. Verstellt man nämlich die wendelförmigen Leisten
in radialer Richtung, dann erreicht man damit, daß die Auskleidung ihre Querschnittsform
nicht insgesamt verändert, sondern hauptsächlich die Verbindungsabschnitte der Innengewindefläche
ihre Lage in etwa radialer Richtung verändern. Dadurch kann man selbst eine stark
verschlissene Auskleidung derart verformen, daß sie ihre ursprüngliche Querschnittsform
wieder annimmt.
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Damit die wendelförmigen Leisten in radialer Richtung verstellt werden
können, sind bei einer Ausführungsform des Gegenstands der Hauptpatentanmeldung
die wendelförmigen Leisten an ihrer Außenseite mit je einer in ihrer Längsrichtung
verlaufenden Rippe versehen, und die Rippen sind von Spannringen oder mindestens
einer Spannhülse umschlossen. Bei einer anderen Ausführungsform gemäß Hauptpatentanmeldung
sind die wendelförmigen Leisten in die Auskleidung eingebettet und mit radial durch
den Statormantel nach außen ragenden Bolzen nachspannbar; die Bolzen können in den
Statormantel eingeschraubte Gewindebolzen sein oder glatte Stifte, die über die
Außenfläche des Statormantels hinausragen und von Spannringen oder einer Spannhfllse
umschlossen sind. In allen Fällen wird das radiale Nachstellen der Leisten durch
eine oder mehrere Nachstellvorrichtungen bewirkt, die - meist an mehreren über die
Länge des Stators verteilten Stellen - radiale Kräfte auf die wendelförmigen Leisten
ausüben.
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Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
Gegenstand des Hauptpatents durch eine besonders einfache Vorrichtung zum radialen
Nachstellen der wendelförmigen Leisten zu ergänzen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die wendelförmigen
Leisten an mindestens je einem Ende durch ein etwa in ihrer Längsrichtung wirkendes
Spannschloß mit einem ringförmigen Endabschnitt des Stators verbunden sind.
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Dadurch ist es möglich, die wendelförmigen Leisten jede für sich
oder gemeinsam in ihrer Längsrichtung oder in Achsrichtung des Stators zu strecken,
wobei sie ihren Wendeldurchmesser verringern, ähnlich wie eine Schraubenfeder, die
an ihrem einen Ende aufgehängt und an ihrem anderen Ende mit einem Gewicht belastet
wird. Die Verringerung des Wendeldurchmessers ist auf der gesamten Länge jeder Leiste
im wesentlichen die gleiche, auch wenn nur das eine Ende der betreffenden Leiste
durch Verstellen des Spannschloßes in Längsrichtung bewegt wird.
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Es ist zwar schon ein Stator für eine Exzenterschneckenpumpe bekannt,
in dessen Mantel der Steigung der Statorschnecke folgende Ausgleichsschlitze vorgesehen
sind (DT-AS 1 301 988). Ein Zusammenhang zwischen der Lage der Verbindungsabschnitte
der Innengewindefläche der Auskleidung und der Lage der Ausgleichsschlitze besteht
hier jedoch nicht; die Ausgleichs schlitze sollen neben einer radialen Verengung
ein axiales Nachspannen des gesamten Stators ermöglichen, womit eine durch Verschleiß
hervorgerufene Veränderung der Ganghöhe der Auskleidung ausgeglichen werden soll.
Im Gegensatz dazu werden erfindungsgemäß nur die wendelförmigen Leisten nachgespannt,
und zwar gestreckt, während alle anderen Teile des Statormantels und die Auskleidung
ihre ursprüngliche Länge beibehalten.
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Das bzw. jedes Spannschloß kann so gestaltet sein, daß die von ihm
auf die zugehörige bzw. jede wendelförmige Leiste etwa in deren Längsrichtung ausgeübte
Kraft eine radial nach innen gerichtete Komponente aufweist.
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Falls die erfindungsgemäße Art des Nachspannens bei wendelförmigen
Leisten ausgeführt wird, die als Teile des Statormantels ausgebildet aber durch
Schlitze von den übrigen Bereichen des
Statormantels getrennt sind,
dann ist es jedenfalls bei einem im Verhältnis zu seinen übrigen Maßen dünnwandigen
Statormantel vorteilhaft, wenn jede wendelförmige Leiste durch mindestens eine Brücke
in Gestalt eines zumindest annähernd achsparallel am Statormantel befestigten, vorzugsweise
aufgeschweißten Steges überbrückt ist. Die Stege verhindern selbst bei einem dünnwandigen
Statormantel, daß dieser sich beim Nachspannen der wendelförmigen Leisten insgesamt
axial verkürzt.
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Das Problem einer unerwünschten axialen Verkürzung besteht von vorneherein
nicht, wenn die erfindungsgemäß durch ein Spannschloß mit einem ringförmigen Endabschnitt
des Stators verbundenen wendelförmigen Leisten in die Auskleidung des Stators eingebettet
sind und der Statormantel nicht mit wendelförmigen Schlitzen versehen ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt: Fig. 1
einen senkrechten Längsschnitt durch eine Exzenterschneckenpumpe; und Fig.2 eine
perspektivische Ansicht von Bauteilen aus Fig.1 mit weiteren Einzelheiten.
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Die wesentlichen Baugruppen der dargestellten Exzenterschneckenpumpe
sind eine Antriebsvorrichtung 12, ein Einlaßteil 14, eine Pumpvorrichtung 16 und
ein Auslaß 18.
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Die Antriebsvorrichtung 12 weist ein Lagergehäuse 20 mit Kugellagern
22 auf, in denen eine Antriebswelle 24 gelagert ist.
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Die Antriebswelle 24 ragt nach beiden Seiten aus dem Lagergehäuse
20 heraus; sie weist an der in Fig.1 rechten Seite des Lagergehäuses 20 einen Wellenstumpf
26 auf, der sich mit einem nicht dargestellten Motor kuppeln läßt, und am in Fig.1
linken Ende des Lagergehäuses 20 erstreckt sich die Antriebswelle 24 durch eine
Wellendichtung 28 hindurch in den Einlaßteil 14.
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Der Einlaßteil 14 weist ein am Lagergehäuse 20 befestigtes, zylindrisches
Rohr 30 auf, in das ein Einlaßstutzen 32 mündet.
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Im Rohr 30 ist eine Gelenkwelle 34 angeordnet, die an ihrem einen
Ende durch eine Gelenkkupplung 36 mit der Antriebswelle 24, und an ihrem anderen
Ende durch eine weitere Gelenkkupplung 36 mit einem schneckenförmigen Rotor 38 verbunden
ist.
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Der Rotor 38 ist als bewegliches Teil der Pumpvorrichtung 16 von
einem Stator umschlossen, der einen rohrförmigen Statormantel 40 aus Stahlblech
und eine in den Statormantel einvulkanisierte Auskleidung 42 aus einem Elastomer
aufweist. Der Statormantel 40 ist innerhalb eines Statorgehäuses 44 angeordnet,
das den Auslaß 18 mit dem Rohr 30 verbindet.
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Die Auskleidung 42 weist eine zweigängige Innengewindefläche auf,
die in Querschnitt durch den Rotor sowie von dessen Stirnseiten aus betrachtet aus
zwei geradlinigen Abschnitten 46 und zwei die beiden geradlinigen Abschnitte miteinander
verbindenden halbkreisförmigen Abschnitten 48 besteht.
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Gemäß Fig.2 weist der Statormantel 40 vier wendelförmige Schlitze
50 auf, die etwa in der Mitte des Statormantels durch Brücken 52' in Gestalt je
eines zumindest annähernd achsparallel auf den Statormantel 40 aufgeschweißten Steges
überbrückt sind und wendelförmige Leisten 54 vollständig aus dem übrigen Bereich
des Statormantels heraustrennen. Jede der beiden wendelförmigen Leisten 54 beginnt
in der Nähe des einen Endes des Statormantels 40 und erstreckt sich ohne Unterbrechung
bis in die Nähe des anderen Endes. Somit bleibt vom Statormantel 40 an jedem Ende
nur ein ringförmiger Endabschnitt 80 unversehrt.
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Die Endabschnitte 80 könnten jedoch auch von getrennten, auf die Enden
des Statormantels 40 aufgesteckten ringfärmigen Bauteilen, beispielsweise Teilen
des in Fig.1 dargestellten Statorgehäuses 44, gebildet sein.
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Jede der beiden wendelförmigen Leisten 54 weist an jedem der beiden
Enden eine beispielsweise angeschweißte Lasche 82
auf, die zusammen
mit einer Spannschraube 84 und eX mloej nachbaXten rinqförmigen Endabschnitt 80
ausgebildeten Widerlager 86 ein Spannschloß bildet. Die Widerlager 86 haben im dargestellten
Beispiel die Form von an die ringförmigen Endabschnitte 80 angeschweißten Laschen;
die Widerlager könnten aber auch beispielsweise unmittelbar an Teilen des in Fig.1
dargestellten Gehäuses 44 ausgebildet sein. In jedem Fall besteht durch Drehen der
Spannschrauben 84 die Möglichkeit, die wendelförmigen Leisten 54 zu lockern oder
zu spannen. Die beim Nachspannen der Leisten 54 auftretenden axialen Kräfte werden
von den Stegen 52' aufgenommen, die genügend kräftig bemessen sind, um zu verhindern,
daß sich beim Nachspannen der Leisten 54 der Statormantel 40 in axialer Richtung
verkürzt. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Nachspannen der Durchmesser der
von den Leisten 54 gebildeten Wendel bei gleichbleibender Länge des Stators vermindert
wird, so daß die elastische Auskleidung 42 in erwünschter Weise von den Leisten
54 radial zusammengedrückt wird. Die Stege 52' sind jedoch entbehrlich, wenn die
Widerlager 86 in der angedeuteten Weise am Gehäuse 44 ausgebildet sind, denn in
diesem Fall nimmt das Gehäuse 44 die beim Nachspannen der Leisten 54 auftretenden
axialen Reaktionskräfte auf.
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Durch jeden Steg 52' kann ein Gewindebolzen 62 radial hindurchgeschraubt
sein, der es ermöglicht, eine zusätzliche radiale Kraft auf die vom betreffenden
Steg 52' überbrückte wendelförmige Leiste 54 auszuüben.