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Exzenterschneckenpunpe
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Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpunpe mit einen Stator,
der eine im Querschnitt langgestreckte schraubenförmig gewendelte Höhlung aufweist,
in der auf einer Exzenterbahn ein schraubenförritter Rotor umluft, wobei die Schraubenflächen
an Stator und Rotor in gleichbreite Stufenflächen einzelner Pumpenstufen aufgelöstsind,
die un bestlmnte Teilungswinkel gegeneinander verdreht sind, und in einzelnen Pupenstufen
zwischen Stator und Rotor gegenüüber diesen bewegbare auswechselbare Zwischenglieder
eingeschaltet sind.
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Eine Exzenterschneckenpunpe der vornenannten Art ist Gegenstand der
älteren deutschen Patentanmeldung gemäß DT-OS 25 30 552, Dabei sind Zwischenglieder
in rorn von am Rotor angebrachten Wälzringen und/ oder als Auskleidungen des Stators
vorgesehen, wobei Rotor und Stator wahlweise durch Pakete einzelner Platten gebildet
sind, die um gleiche Teilungswinkel gegeneinander verdreht sind. Diese Ausbildung
hat den Vorteil, daß die Pumpe aus wenigen identischen Bauelementen beliebig lang
zusanmengebaut werden kann und die den Verschleiß unterworfenen Zwischenglieder
sich leicht auswechseln lassen. Dabei wird auch der Verschleiß wesentlich herabgemindert,
wenn die Zwischenglieder drehbar auf dem Rotor gelagert sind und beispielsweise
als Wälzringe tn den einzelnen Pumpenstufen am Stator abrollen können, ohne an diesen.
entlangzuschleifen.
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Nun läßt sich auch bei sehr sorgfältiger Bearbeitung und Herstellung
der einzelnen Teile Verschleiß nicht vollständig vermeiden,
sodaß
sich mit steigender Betriebsdauer stets das Führungsspiel vergrößert und die Abdichtung
und damit der erzielbare Förderdruck abnehmen. Gerade dort, wo es auf gleichhohen
Förderuck ankommt, ist es dann irrimer noch unwirtschaftlich, die Zwischenglieder
und andere Pumpenteile auszuwechseln, zumal der Verschleiß nicht gleichmäßig auf
der ganzen Pumpenlänge eintritt.
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Die Erfindung dient der Aufgabe, eine Exzenterschneckenpumpe der vorgenannten
Bauart so zu gestalten, daQ ohne Auswechseln von Pumpenteilen FUhrung und Abdichtung
auf der ganzen Pumpenlänge auch nach längerer Betriebszeit wenigstens annähernd
gleich gehalten werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindunngsgemäß in den einzelnen
Pumpenstufen Vorrichtungen zur Änderung der Führungsbahn für die Zwischenglieder
vorgesehen. Solche Vorrichtungen sind natlirlich nit einem zusätzlichen Aufwand
verbunden, der aber melst nur im Bereich von 10 bis 30 X der ueblichen Pumpenkosten
bleibt und dafür zwischen einzelnen Auswechselvorgängen mehrfach größere Betriebsdauer
ohne wesentlichen Druckverlust errelcht wird. Dieser Effekt ist unabhängig davon,
ob der Stator durch einzelne Statorplatten oder belspielsweise durch zwei vornehmlich
identische Halbschalen gebildet ist.
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Nach einem Vorschlag können in den einzelnen Statorstufen langgestreckte
Führungsringe aus gleitfähigem verschleißgfesten Werkstoff eingelagert sein, die
durch von augen auf sie einwirkende Stellmittel verformbar sind. Die elnfachste
Form solcher Stellmittel bilden an verschiedenen Stellen der Statorstufen angebrachte
Schrauben, die unmittelbar oder Uber Zwischenglieder auf die Führungsringe einwirken.
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Nach einer Ausführungsform lassen slch die Führungsringe wenigstens
im Bereich ihrer langgestreckten Seitenteile durch Druckkissen aus elastisch verformbaren
Werkstoff hinterfassen. Solche Druckkissen bewirken dann wenigstens einen begrenzten
selbsttätigen Ausgleich eines durch Verschleiß hervorgerufenen Führungsspiels und
können auch gerneinsan nit willenhaft zu beeinflussenden Stellmlttelnzum Einsatz
gebracht werden.
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Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Fiihrungsrinoe mit den ihren
rückseitig zugeordneten Druckkissen radial nachstellbar in
Innennuten
der Statorstufen anzubringen. Die Druckkissen können dann wiederum an Teilflächen
oder auf dem ganzen Umfang der Führungsrinne angebracht seln, sie können durch endliche
oder endlose Gummistreifen gebildet werden.
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Verhältnismäßig einfach ist die Herstellung, wenn der Fiihrungsring
mit seinen Enden in Ausnehmungen einer vorwiegend kreisförmigen Statorscheibe sitzt
und in seitlichen Freiräumen zwischen Führungsrinnen und Statorscheibe Stellmittel
angebracht sind. Man ru dann nur die halbrunden Ausnehmungen in die ringförmigen
Statorteile durch Fräsen oder dgl. einformen und die Stellmittel, beisnielsweise
auch Druckkissen, in die im Ouerschnitt kreisabschnittförmigen Freiräume einbringen.
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Bei einer besonderen Ausflihrungsform sind die Stellmittel durch Querkeile
gebildet, die zwischen benachbarten Pumpenstufen anelnanderliegen können, sodaß
man von einem Pumpenende her die Nachstellung auf der ganzen Länge bewirken kann.
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Elne vergleichbare Keilwirkung läßt sich erreichen, wenn der Führungsring
auf wenigstens dem größten Teil seines Umfanges über eine kegelartig zur Pumpenachse
geneigte Stützfläche in seiner Statorscheibe sitzt. Da die Führungsringe wiederum
direkt aneinanderliegen, läßt sich die Keilachstellung dabei ebenso auf ganzer Länge
von einem Pumpenende her durchfilhren.
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Während dieser Keil- oder Kegelflächeneingriff zur Nachstellung der
Führungsringe auf ganzer Länge gleichsinnig angebracht werden sollte, kann es gemäß
einem anderen Vorschlag annebracht sein, wenigstens zu beiden Enden der Pumpe hin
die Eingriffsflächen von Stator und Zwischenteil entgegengesetzt zur Punnenachse
geneigt anzuordnen. Auf diese Welse kann innerhalb der Pumpe ein Druckausgleich
erreicht werden, ohne daß in der Lagerung Längskräfte aufzunehmen sind.
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Dabei läSt sich in einzelnen Pumpenstufen einer am rotorseitigen Wälzring
vorgesehenen Kegelfläche eine langgestreckte Kegel-Hüllfläche des Stators zuordnen.
Der Wälzring kann Uber eine Schulterfläche axial an seiner Exzenterscheibe abgestützt
sein.
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Die Zeichnung gibt die Erfindung beispielsweise wieder. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine aus einzelnen Pumpenstufen gebildete Exzenterschneckenpumne,
Fig. 2 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Statorplatte, Fic'. 3 eine der
Fin. 2 entsprechende Darstellung einer anderen Statorplatte, Fig. 4 einen Schnitt
nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht einer
anderen Statorplatte, Fig. 6 und 7 Seiten ansichten weiterer Statorplatten, Fig.
8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 9 einen Teil-Langsschnitt
durch eine weitere Statorausffihrung, die Fig, 10 bis 12 Teil-Längsschnitte durch
Exzenterschneckenpumpen mit kegelförmiger Abwälzfläche und Fig. 13 die radial Versetzung
benachbarter Pumpenstufen.
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In der Zeichnung ist mit 1 der Stator einer Exzenterschneckenpumpe
bezelchnet, der gebildet wird durch einen Stapel Statorplatten 2, die zwischen zwei
Anschlußgehäusen 3, 4 durch Zuganker verspannt sind. Jede Statorplatte 2 hat eine
zylindrische Außenfläche 5 und eine zentrisch angeordnete langgestreckte durchgehende
Aussparung 6, die an ihren Enden 7 mit halbkreisförmigen Rundungen versehen ist.
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Auf einer Seite sind diametral gegenüberliegend in gleichen Abständen
von der Pumpenachse R zwei zylindrische Nassen 9 angebracht. Diesen sind auf der
entgegengesetzten Seite entsprechende Ausnehmungen 10 zugeordnet, die jedoch um
einen konstanten Teilungswinkel zu den Nasen 9 versetzt angeordnet sind. Fügt man
die Statorplatten so zusammen, daß jeweils die Nasen 9 einer Statorplatte in die
Ausnehmungen 10 der benachbarten Statorplatte eingreifen, dann bilden die Aussparungen
6 eine Stufen-Wendel. Bein Teilungswinkel von 300 und einer Steigung s von 180 mm
ergibt sich dann eine Teilungsbreite b von 15 mm. Die nleiche Winkel versetzung
läßt sich beispielsweise auch durch stirnseitig an den Statorplatten angebrachte
Sternrippen oder dol, erzielen.
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In leder Aussparung 6 ist in dieser abrollbar ein Wälzring 11 aeführt,
dessen Außendurchmesser der Breite der Aussparungen und dessen Creite der Stufenbreite
b entspricht, Der Wälzring 11 sitzt
drehbar auf der zylindrischen
Exenterfläche 12 einer Exzenterscheibe 13 des Rotors 14.
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Die einzelnen Exzenterscheiben 13 sind wiederum gleich bemessen und
sitzen mit sternförmiger Vielkeilfläche auf der Exzenterwelle 16, die LXngsrippen
unter dem vorerwähnten Teilungswinkel aufweist, Die Exzenterscheibe ist um diesen
Teilungswinkel zur benachbarten verdreht. Dle Exzenterscheiben 13 sind auf der Exzenterwelle
zwischen einem an dieser angebrachten Bund 17 und einer Scheibe 18 mittels Muttern
19 verspannt, 20 ist ein Kreuzgelenkkopf zum Antrleb der Pumpe durch eine Gelenkwelle,
Anstelle eines Kreuzgelenkkopfes kann auch eine Kulissen-Kreuzkupplung oder dgl.
vorgesehen sein. Um die Pumpe zum Auswechseln irgendwelcher Teile auseinanderzunehmen,
braucht man lediglich die muttern 19 und die Zuganker lösen. Das Zusammenfügen ist
ebenso einfach, Im Betrieb wälzt sich der Rotor 14 ähnlich wie bei herkömmlichen
Exzenterschneckenpumpen auf einer Exzenterbahn im Stator ab, wobei die Wälzringe
11 sich auf den Exzenterflächen 12 der Exzenterscheiben 13 drehen und außen in der
jeweiligen langgestreckten Aussparung 6 der Statorplatten 2 abrollen.
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flach Fig. 2 besteht eine Statorplatte 2 aus zwei identischen Ringhälften
21, die durch Schrauben 22 gegen Distanzstucke 23 gedrückt werden, die aus elastisch
nachgiebigem Werkstoff bestehen oder auswechselbar sind. Im Bereich der Dlstanzstlicke
sind in die Ringhälften etwa halbkreisförmige fluten 24 eingeformt, in welchen ein
lanerunder Führungsring 25 gehalten ist, der die Aussparung 6 begrenzt. Der Führungsring
kann im Prinzip aus metall bestehen, sollte aber wenigstens in begrenztem Maße in
sich verformbar sein, was beispielsweise durch Schlitze erreicht werden kann, Es
kann auch zweckmäßig sein, den Führungsring aus Kunststoff wie PTFE auszuführen,
sodaß seine Innenabmessungen durch Kompression verengt werden können. Im Bereich
der seitlichen geradlinigen Ringteile 27 kann eine Nachstellung durch Schrauben
28 direkt erfolqen.
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Gemäß den Figuren 3 und 4 sind zwei quergeteilte Halbringe 21' vorgesehen,
die wieder mittels Schrauben 22 und Distanzstilcke 23 gegeneinander verspannt sind
und innen in einer Ringnut 29 den Führungsring 25' mit einem Ringkissen 30 aus gummielastischem
Werkstoff
aufnehmen. Der Führungsring ist dann allseitig mlt nachgiebiger
Dämpfung gehalten.
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Eine andere Möglichkeit der selbsttätigen Nachstellung im Mittelbereich
zeigt die Fig. 5, wo in einer Ringscheibe 31 der Führungsring 25 eingesetzt ist.
Dessen langgestreckter Führungsteil wird dort rechts durch ein Druckkissen 32 aus
federndem oder gummielastisch verformbarem Werkstoff und links durch eine Seorentschale
33 abgestützt, die in geeigneter leise verspannt werden kann, un dio innere Führungsfläche
34 auszufornen.
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Gemäß Fig. 6 wird eine Statorplatte 2 durch zwei identische Scheibenteile
43 gebildet, die durch Schrauben oder dgl. gegen Futterstücke 35 verspannbar sind.
Beide Scheibenteile halten zwischen sich innen einen Führungsring 36, der wenigstens
rtlckseitig aus gummielastischem llerkstoff besteht und entsprechend der aufgebrachten
Spannung nach innen verformt werden kann.
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Nach den Figuren 7 und 8 sitzt wiederum der Führungsring 25 in den
halbkreisförmigen Nuten 24 einer Rinoscheibe 31 und ist rückseitig durch zwischen
ihn und der Ringscheibe eingebrachte Segmentkeile 37 verspannbar, Diese Seii'mentkeile
können stirnseitig aneinanderlieqen, sodaß die Nachstellung auf der ganzen Pumpenlänoe
von einem Pumpenende her erfolgen kann.
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Gemäß Fig. 9 sitzen die Führungsringe 25 an keilflächen 42 in den
Statorplatten, sodaß sie ingesamt von einen Punpenende her verstellt werden können.
Nach Fig.10 sitzer die Wälzringe 11 jeweils mit Stufen-Exzenterflächen 12' auf den
Exzenterscheiben 13 und haben eine kegelförmige llälzfläche 38, mit der sie auf
einer dieser Kegelfläche angepaßten HUllfläche 39 der Statorplatte 2 abwälzen-Auf
diese Weise können Axialkräfte aufgenonnen werden, und die flachstellung läßt sich
vereinfachen. Von der Mitte aus können die Plattengruppen entgegengesetzt zueinander
angeordnet sein, sodaß sich die Axialkräfte wieder aufheben, Dies gilt auch für
die Ausführung nach Fig. 11, wo als Wälzring lediglich ein 0-R1ng 40 an einer Schulterfläche
der Exzenterscheibe 13 abgestl?tzt ist, und fiir Fig. 12, wo dieser 0-R1ns 40 jeweils
in einer Umfangsnut in der kegelförmigen Wälzfläche 38 des Wälzringes 11 angebracht
ist.
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Eine andere Möglichkeit, Axialkräfte aufzunehmen, zeigt Fig. 13.
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wobei in den einzelnen Punpenstufen die wirksaren Wälzflächen abwechselnd
etwas
nach außen und nach innen versetzt sind, sodaß die Wälzringe wenigstens innen oder
außen zuverlässig an den benachbarten Stufen gefilhrt sind. Dort sind zur Armierung
der Wälzringe seitlich Stahlscheiben 41 eingefügt.