(19)
(11) EP 0 358 789 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
21.03.1990  Patentblatt  1990/12

(21) Anmeldenummer: 88114967.8

(22) Anmeldetag:  14.09.1988
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)5F04C 2/107
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE IT LI LU NL

(71) Anmelder: FOREG Aktiengesellschaft
CH-8802 Kilchberg/Zürich (CH)

(72) Erfinder:
  • Miller, Helmut
    CH-8962 Bergdietikon (CH)

(74) Vertreter: Buchner, Otto, Dr.rer.nat. et al
Patentanwälte Westphal, Buchner, Mussgnug Neunert, Göhring Mozartstrasse 8
80336 München
80336 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Stator für Exzenterschneckenpumpen


    (57) Ein Stator für Exzenterschneckenpumpen besteht aus einem festen Statormantel (10) und einem elastischen Innenteil (16). Der Statormantel (10) weist ein Innen­gewinde (12) in Drehrichtung des Pumpenrotors und der Innenteil (16) ein entsprechendes Außengewinde 14 auf. Durch Einschrauben des Innenteils (16) in den Stator­mantel (10) ergibt sich eine außerordentlich stabile und haltbare sowie kostengünstig herstellbare mecha­nische Verbindung zwischen diesen Teilen, die sich bei Betrieb der Pumpe nicht löst, sondern noch ver­stärkt. Das Innengewinde (12) kann sich in Förderrich­tung (20) der Pumpe leicht konisch verjüngen, während das Außengewinde (14) des Innenteils (16) im unbelaste­ten, d.h. nicht eingeschraubten Zustand zylindrisch verläuft. Beim Einschrauben des Innenteils (16) in den Statormantel (10) wird daher der Innenteil (16) in Förderrichtung (20) zunehmend unter radiale Vorspan­nung gesetzt, wodurch die Förderleistung erhöht wird.


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft einen Stator für Exzenterschnek­kenpumpen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

    [0002] Bei bekannten Statoren dieser Art ist es schwierig, eine stabile und haltbare Verbindung zwischen dem fe­sten Statormantel und dem elastischen, meist aus Gummi oder dergleichen bestehenden Innenteil zu erreichen. Bei Betrieb der Exzenterschneckenpumpe ist diese Ver­bindung zusätzlich zu einem starken Drehmoment den ständig wechselnden Walkbewegungen unterworfen, welche der im Innern des Stators sich drehende Rotor auf den Innenteil ausübt. Zu diesen mechanischen Belastungen kommen je nach dem von der Pumpe geförderten Material auch chemische Beanspruchungen. Alle bisher verwende­ten chemischen Bindungen zwischen Statormantel und In­nenteil, die durch Haftvermittler oder Kleber erzeugt werden, wie auch Elastomerbindungen des Innenteils an dem meist aus Stahl bestehenden Statormantel führen immer wieder zur teilweisen oder vollständigen Lösung der Bindung bei Betrieb der Pumpe.

    [0003] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine einfache und dauerhafte Verbindung zwi­schen Statormantel und Innenteil zu schaffen, wobei eine teilweise oder vollständige Aufhebung der Verbindung bei Betrieb ausgeschlossen ist.

    [0004] Diese Aufgabe wird bei einem Stator der eingangs ge­nannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

    [0005] Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das Prinzip einer festen Bindung zwischen den Oberflächen von Statormantel und Innenteil aufgegeben und statt des­sen eine mechanisch außerordentlich belastbare und sichere Verbindung durch ineinandergreifende Gewinde gewählt. Der Windungssinn des Gewindes ist so gewählt, daß bei Drehung des Rotors und Belastung des Innenteils in dieser Richtung das bereits völlig eingedrehte Ge­winde noch weiter in Eindrehrichtung belastet wird. Eine Lockerung oder Lösung der Verbindung ist daher bei Betrieb der Pumpe nicht möglich.

    [0006] Bekanntlich steigt der Druck in einer Exzenterschnek­kenpumpe von der Saugseite zur Druckseite wesentlich an, so daß die Belastung des elastischen Innenteils an der Druckseite wesentlich höher ist. Dies kann zu Ungenauigkeiten der Förderung und zum Nachlassen der Pumpenleistung führen.

    [0007] Durch die erfindungsgemäße Verbindung von Statormantel und Innenteil mittels Gewinde läßt sich dieser Nach­ teil in sehr einfacher Weise beheben, indem gemäß An­spruch 2 sich das Innengewinde des festen Statorman­tels zur Druckseite hin konisch etwas verjüngt, wäh­rend das Außengewinde des elastischen Innenteils im unbelasteten, also nicht in den Statormantel einge­schraubten Zustand zylindrisch belassen wird. Durch das Einschrauben des Innenteils in den Statormantel wird der Innenteil von der Saugseite zur Druckseite zunehmend unter radiale Vorspannung gesetzt, wobei die Konizität des Innengewindes am Statormantel je nach Pumpenart und Anwendungsfall so gewählt wird, daß der zunehmende Druck in Richtung zur Druckseite der Pumpe vom Innenteil aufgefangen wird. Hierdurch lassen sich wesentlich bessere Förderleistungen der Pumpe in sehr einfacher Weise erzielen.

    [0008] Je nach Material, Pumpenart und Anwendungsfall können Tiefe und Steigung des Gewindes zwischen Stator­mantel und Innenteil weitgehend frei gewählt werden, wodurch Herstellungskosten und Festigkeit der Verbin­dung jeweils individuell gewählt werden können. Vor­zugsweise ist jedoch nach Anspruch 3 die Steigung des Gewindes klein gegenüber der Steigung des Schnecken­gewindes der Pumpe. Sie liegt nach Anspruch 4 vorzugs­weise zwischen 1/3 und 1/10 der Steigung des Schnecken­gewindes.

    [0009] Die konische Verjüngung des Gewindes liegt gemäß An­spruch 5 vorzugsweise zwischen etwa 0,5° und etwa 3° gegenüber der Mittelachse des Stators, wobei sich die besten Ergebnisse erzielen lassen. Grundsätzlich sind aber auch Steigungen außerhalb dieses Bereichs in spe­ziellen Anwendungsfällen möglich.

    [0010] Das Gewinde zwischen Statormantel und Innenteil kann sowohl eingängig als auch bei einer vorteilhaften Aus­gestaltung gemäß Anspruch 6 mehrgängig sein, wodurch sich Herstellung und erzielbare Festigkeit variieren lassen.

    [0011] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß Anspruch 7 besteht der Statormantel aus Edelstahl, wobei sich eine außerordentliche Festigkeit und Druckbelastung erzielen läßt.

    [0012] Oft genügt jedoch die Herstellung des Statormantels gemäß Anspruch 8 aus Kunststoff, insbesondere schlag­festem, jedoch elastischem Kunststoff. Diese Ausfüh­rungsform ist besonders kostengünstig in der Herstel­lung und reicht in ihrer Stabilität für viele Anwen­dungsfälle aus.

    [0013] Falls sie nicht ganz ausreicht, kann gemäß Anspruch 9 ein Stahlrohr oder dergleichen über die Außenseite des Statormantels gezogen werden, wobei sich bei billiger Herstellung die erforderliche Festigkeit erreichen läßt.

    [0014] Anhand der Figur, die in der oberen Hälfte einen Teil­radialschnitt durch den aus Statormantel und Innenteil bestehenden Stator und in der unteren Hälfte einen Teilradialschnitt durch den Statormantel bei herausge­nommenem Innenteil zeigt, wird ein bevorzugtes Aus­führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

    [0015] Der in der Figur dargestellte Stator weist einen Sta­tormantel 10 aus schlagfestem, jedoch elastischem Kunststoff auf, der ein Innengewinde 12 trägt. In das Innengewinde 12 ist ein Außengewinde 14 eines aus elastischem Material,wie Gummi, bestehenden Innenteils 16 eingeschraubt. Die Steigungen der beiden Gewinde 12 und 14 stimmen überein. Die Innenseite des Innenteils 16 weist in einer bei Exzenterschneckenpumpen üblichen Weise ein Schneckengewinde 18 auf, das mit einem nicht dargestellten Rotor im Innern des Stators zusammen­wirkt. Die Förderrichtung des Schneckengewindes 18 zusammen mit dem nicht gezeigten Rotor verläuft in Richtung des Pfeils 20.

    [0016] Die lichte Weite a des Innengewindes 12 an der Saug­seite 20 des Stators verringert sich konisch bis zu einem Wert b an der Druckseite 24 des Statormantels 10. Diese leichte Konizität von etwa 1° bezüglich der Mittelachse 26 des Stators wird infolge der Elastizi­tät des Innenteils 16 auch dem Außengewinde desselben beim Einschrauben des Innenteils in den Statormantel 10 aufgezwungen. Im nicht eingeschraubten und daher unbelasteten elastischen Zustand des Innenteils 16 verläuft das Außengewinde 14 desselben jedoch nicht konisch, sondern zylindrisch. Die Vorspannung des In­nenteils 16 nimmt daher von der Saugseite 22 zur Druckseite 24 des Stators zu.

    [0017] Wenn der Windungssinn des Schneckengewindes 18 in der Förderrichtung 20 rechtssinnig verläuft und sich in­folgedessen der nicht gezeigte Rotor, in Förderrich­tung 20 betrachtet, im Uhrzeigersinn dreht, verlaufen auch die Gewinde 12, 14 in Förderrichtung 20 im Rechts­schraubensinn,so daß bei Betrieb der Pumpe der Innen­teil 16 noch fester in den Statormantel 10 einge­schraubt und an der Druckseite 24 durch einen nach innen gezogenen Ringsteg 28 festgehalten wird.

    [0018] Auf die Außenfläche des Statormantels 10 ist ein in dessen Oberfläche eingelassenes Stahlrohr 30 aufgezo­gen, welches die radiale Festigkeit des Stators er­höht, was insbesondere sehr zweckmäßig ist, wenn der Statormantel 10 aus Kunststoff oder dergleichen herge­stellt ist.


    Ansprüche

    1. Stator für Exzenterschneckenpumpen, mit einem aus festem Material bestehenden Statormantel (10) und einem aus elastischem Material bestehenden Innen­teil (16), wobei die Innenfläche des Statormantels (10) an der Außenfläche des Innenteils (16) anliegt und die den Rotor umschließende Innenseite des In­nenteils (16) in Form eines in axialer Richtung gleichförmigen Schneckengewindes (18) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Statormantel (10) im wesentlichen über seine ganze Längserstreckung ein Innengewinde (12) aufweist, dessen Windungs­sinn mit dem Windungssinn des Schneckengewindes (18) übereinstimmt und daß der Innenteil (16) ein mit dem Innengewinde (12) des Statormantels (10) in Eingriff stehendes Außengewinde (14) aufweist.
     
    2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Innengewinde (12) des Statormantels (10) von der Saugseite (22) zur Druckseite (24) der Pumpe leicht konisch verjüngt und daß das Außengewinde (14) in unbelastetem Zustand des In­nenteils (16) in Längsrichtung des Stators zylin­drisch verläuft.
     
    3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Steigung des Innengewindes (12) und des Außengewindes (14) klein ist gegenüber der Steigung des Schneckengewindes (18).
     
    4. Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Innengewindes (12) und des Außen­gewindes (14) 1/3 bis 1/10 der Steigung des Schnek­kengewindes (18) beträgt.
     
    5. Stator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Verjüngung des Innengewindes (12) im radialen Schnitt zwischen etwa 0,5° und etwa 3° gegenüber der Mittelachse (26) des Stators liegt.
     
    6. Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (12) und das Außengewinde (14) mehrgängig sind.
     
    7. Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß der Statormantel (10) aus Edelstahl besteht.
     
    8. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Statormantel (10) aus schlagfestem, jedoch elastischem Kunststoff be­steht.
     
    9. Stator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Statormantels (10) von einem an derselben anliegenden Stahlrohr (30) um­schlossen ist.
     




    Zeichnung







    Recherchenbericht