DE1653897A1

DE1653897A1 - Screw pump

Info

Publication number: DE1653897A1
Application number: DE19671653897
Authority: DE
Inventors: Werner Wehling
Original assignee: SEEBERGER KG MASCHINEN und GER
Current assignee: SEEBERGER KG MASCHINEN und GER
Priority date: 1967-04-19
Filing date: 1967-04-19
Publication date: 1971-07-01

Description

Essen, den 23. März I967 (28 425/Göt+)Essen, March 23, 1967 (28 425 / Göt +)

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

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Essen, KettwiperSfr.36
ielefon 225802/03jewski
Essen, KettwiperSfr. 36
ielefon 225802/03

PatentanmeldungPatent application

der Firma Seeberger K.G.
Maschinen- und Gerätebau -of the Seeberger KG company
Machine and device construction -

Kirchhellen, Ostring 9Kirchhellen, Ostring 9

SCHNECKENPUMPESCREW PUMP

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpumpe aus Pumpenzylinder mit darin durch Gummi(Kunststoff)-Metallverbindung gehaltenem Stator und im Stator.umlaufendem Sehneckenrotor, sowie stirnseitigen Zylinderköpfen.The invention relates to a screw pump comprising a pump cylinder with a stator held in it by a rubber (plastic) metal connection and a tendon rotor rotating in the stator, as well as frontal cylinder heads.

In der Regel bestehen der Pumpenzylinder und die Zylinderköpfe aus Metall, der Stator aus Gummi oder einem Kunststoff, wobei die Wandstärke des Stators entsprechend dem in Axialrichtung gewellten Verlauf seiner Innenfläche unterschiedlich dick ist, um bezüglich seiner AußenflächeUsually there is the pump cylinder and cylinder heads made of metal, the stator made of rubber or a plastic, whereby the wall thickness of the stator varies according to the corrugated course of its inner surface in the axial direction is thick as to its outer surface

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eine dem Pumpenzylinder angepaßte zylindrische Form zu erhalten. Pumpenzylinder und Stator schließen stirnseitig in gleichen Ebenen ab und die Zylinderkopfe sind ohne besondere Dichtungsmaßnahmen gegenüber dem Stator an den Pumpenzylinder angesetzt. Das hat zur Folge, daß die Gummi (Kunststoff) -Me-to obtain a cylindrical shape adapted to the pump cylinder. The pump cylinder and stator close in at the front same levels and the cylinder heads are without special Sealing measures are applied to the pump cylinder opposite the stator. This has the consequence that the rubber (plastic) -Me-

A tallverbindung zwischen Pumpenzylinder und Stator den gesamten vom Schneckenrotor auf den Stator ausgeübten Axial- und Drehschub übernehmen und auf den Pumpenzylinder übertragen muß. Die Gummi(Kunststoff)-Metallverbindung erfährt dadurch Scherbeanspruchungen, die häufig, insbes. unter erhöhten Temperaturen zu einer Ablösung des Stators vom Pumpenzylinder führen, wobei diese Ablösungserscheinungen von den Stirnseiten des Rotors bzw. Pumpenzylinders her einsetzen und sich unter der Wirkung der Scherbeanspruchungen dann rasch vergrößern. Das hat einmal zur Folge, daß zwischen Pumpenzylinder und Stator Spalte entstehen, durch die eine Rüekströmung des vom Schneckenrotor geförderten Gutes eintreten kann, zum anderen aber verliert auch der Stator wegen derA tall connection between the pump cylinder and stator the entire take over the axial and rotary thrust exerted by the worm rotor on the stator and transfer it to the pump cylinder got to. The rubber (plastic) -metal bond experiences this Shear stresses, which are frequent, especially under increased Temperatures lead to a detachment of the stator from the pump cylinder, these detachment phenomena from the end faces of the rotor or pump cylinder insert and then quickly under the effect of the shear stresses enlarge. This has the consequence that between the pump cylinder and stator gaps arise through which a reverse flow of the goods conveyed by the screw rotor can occur, but on the other hand the stator also loses because of the

P entfallenden Stützung am Pumpenzylinder seine Formbeständigkeit, was erhöhte Reibung gegenüber dem Schneckenrotor und dadurch eine rasche Erwärmung des Stators zur Folge hat, wobei diese Erwärmung zur abnehmenden Formbeständigkeit des Stators wesentlich beitragt. Die zur Ablösung des Stators vom Pumpenzylinder führenden Statorbeanspruchungen haben zu einem erheblichen Teil Ihre Ursache In der unterschiedlichen Wandstärke des Stators. Sie hat eine entsprechend unterschiedliche Nachgiebigkeit der Statorinnenfläche zur Folge, was zu einer beachtlichen Walkarbeit des Stators führt. Darüber hinaus läßt die Maßhaltigkeit eines solchen Stators zu wünschen übrig,P omitted support on the pump cylinder its dimensional stability, which increased friction compared to the screw rotor and thereby a rapid heating of the stator has the consequence, this heating to the decreasing dimensional stability of the Stator contributes significantly. The one to replace the stator Stator stresses leading from the pump cylinder are to a large extent due to the different Wall thickness of the stator. It has a correspondingly different flexibility of the stator inner surface, which leads to a considerable flexing work of the stator leads. Furthermore the dimensional accuracy of such a stator leaves something to be desired,

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was sich in verhältnismäßig hohen Losbrechmomenten beim Anfahren der Pumpe äußert, da hierbei zunächst die gegenüber der Gleitreibung erheblich höhere Haftreibung zwischen Schnecke und Stator überwunden werden muß.what results in relatively high breakaway torques when starting the pump expresses, since this is initially the significantly higher static friction between Screw and stator must be overcome.

Weiter sind Schneckenpumpen älterer Bauart bekannt, bei welchen in den in zwei Teilen geteilten Pumpenzylinder der Stator lose, also ohne eine Gummi(Kunststoff)-Metallverbindung zwischen Stator und Pumpenzylinder eingesetzt ist. Der Stator wird in seiner Lage dadurch festgehalten, daß er wenigstens einen ilußenbund aufweist, mit dem er zwischen dem Pumpenzylinder una ^. am Zylinderkopf eingespannt ist. Auf diese Weise ist zwar der Stator gegenüber dem Zylinderkopf und dem Pumpenzylinder einwandfrei abgedichtet, so daß Undichtigkeiten mit der Möglichkeit von Rückströmungen des geförderten Gutes nicht auftreten können,- jedoch müssen alle auf den Stator ausgeübten Axial- und Drehschübe über diesen Bund auf den Pumpenzylinder übertragen werden. Weiter läßt wegen der fehlenden Haftung zwischen Pumpenzylinder und Stator die Formbeständigkeit des Stators ganz wesentlich zu wünschen übrig, so daß auch hier starke Reibung zwischen Stator und Schneckenrotor und damit schnelle Erwärmung, sowie starke Torsions-,Zug- und Druckbelastungen des Stators auftreten. Man hat daher diese Bauformen verlassen, als sich die Möglichkeit eröffnete, zwischen Stator und Pumpenzylinder eine Gummi(Kunststoff)-Metallverbindung zu verwirklichen.Furthermore, screw pumps of an older type are known which in the pump cylinder, which is divided into two parts, the stator is loose, i.e. without a rubber (plastic) -metal connection is inserted between the stator and the pump cylinder. The stator is held in its position in that he has at least one outer collar with which he una ^ between the pump cylinder. is clamped on the cylinder head. In this way, although the stator is properly sealed off from the cylinder head and the pump cylinder, so that Leakages with the possibility of backflows of the conveyed goods cannot occur - but all must Axial and rotary thrusts exerted on the stator are transmitted to the pump cylinder via this collar. Further because of the lack of adhesion between the pump cylinder and the stator, the dimensional stability of the stator is essential left to be desired, so that here too there is strong friction between the stator and the worm rotor and thus rapid heating, and strong torsional, tensile and compressive loads on the stator occur. One has therefore abandoned these designs, when the possibility arose of a rubber (plastic) -metal connection between the stator and the pump cylinder to realize.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenpumpe des eingangs genannten Aufbaus so auszubilden, daß auch bei hohen Beanspruchungen und erhöhten Temperaturen eine Ablösung des Stators vom Pumpenzylinder als Folge einer Zerstörung der Gummi(Kunststoff)-Metallverbindung nicht mehr auftreten kann.The invention is based on the object of a screw pump to train the structure mentioned above so that The stator detachment from the pump cylinder as a result, even with high loads and elevated temperatures destruction of the rubber (plastic) -metal connection can no longer occur.

Die Erfindung besteht zunächst darin, daß bei einstückigem Pumpenzylinder der Stator ein- oder vorzugsweise beidseitig einen Außenbund aufweist, der zwischen stirnseitigen Planflächen des Pumpenzylinders und der Zylinderköpfe eingespannt ist. In bevorzugter Ausführungsform sind die Zylinderkopf e in Längsrichtung verstellbar an den Pumpenzylinder angesetzt und ist ein die Pressung des Statorbundes begrenzender Anschlag zwischen Pumpenzylinder und jedem Zylinderkopf vorgesehen.The invention consists first of all in the fact that in one-piece Pump cylinder of the stator on one or preferably on both sides has an outer collar which is clamped between the end face of the pump cylinder and the cylinder heads is. In a preferred embodiment, the cylinder heads e are adjustable in the longitudinal direction on the pump cylinder and is a stop that limits the pressure of the stator collar between the pump cylinder and each cylinder head intended.

Die hierdurch erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß der zwischen Pumpenzylinder und Zylinderkopf eingespannte Statorbund die Gummi(Kunststoff)-Metallverbindung zwischen Stator und Pumpenzylinder entlastet und jede Ansatzmöglichkeit für Ablöseerscheinungen des Stators vom Pumpenzylinder an der hierfür empfindlichsten Stelle an der Stirnseite von Stator und Pumpenzylinder vermeidet. Die auf den Stator ausgeübten Axial- und Drehschübe werden nun im wesentlichen über die Bunde auf den Pumpenzylinder übertragen. Das hat einerseits zur Folge, daß eine vollständige Abdichtung gegen den Druck des durch die PumpeThe advantages achieved in this way essentially exist in that the stator collar clamped between the pump cylinder and the cylinder head forms the rubber (plastic) -metal connection between stator and pump cylinder relieved and any possibility of detachment of the stator from the pump cylinder at the most sensitive point on the face of the stator and pump cylinder. The axial and rotary thrusts exerted on the stator are now essentially over the collars on the pump cylinder transfer. On the one hand, this has the consequence that a complete seal against the pressure of the pump

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geförderten Mediums erhalten wird, und zwar unabhängig von der Art des für den Stator verwendeten Gummis, bzw. Kunststoffs, so daß beispielsweise auch dann nicht Undichtigkeiten auftreten, wenn der Stator unter chemischen Einflüssen des Pumpgutes quillt oder wenn unter erhöhten Temperaturen die Festigkeit der Gummi(Kunststoff)-Metallverbindung zwischen Pumpenzylinder und Stator nachläßt. Andererseits wird aber auch durch die erfindungsgemäße Gestaltung eine außerordentlich gute Formbeständigkeit und damit geringe Beibung und Erwärmung des Stators erreicht, da die Bunde eine Drehsicherung für den Stator darstellen, so daß der Stator einmal über seine gesamte Länge durch die Haftung am Pumpenzylinder von diesem abgestützt wird und im übrigen an den Enden fest eingespannt gehalten wird. Diese Vorteile können weiter dadurch verbessert werden, daß die Belastung des Stators selbst verringert wird. Insoweit besteht die Erfindung darin, - und diesen Merkmalen kommt außer in Kombination mit den bereits beschriebenen auch selbständige Bedeutung zu, - daß die Innenfläche des Pumpenzylinders einen der Statorinnenfläche entsprechenden gewellten Verlauf aufweist und der Stator mit im wesentlichen überall gleicher Wandstärke auf die Innenfläche des Pumpenzylinders aufgebracht ist. Die Wandstärke kann dabei verhältnismäßig dünn gehalten werden, so daß die Nachgiebigkeit der Statorinnenfläche entsprechend klein wird. Dadurch sind die Belastungsverhältnisse des Stators über seine gesamte Länge sehr gleichmäßig und die entstehende Walkarbeit entsprechend gering* Zugleich ermöglicht die geringere Nachgiebigkeit bei unveränderter Statorbelastung höhere Betriebsdrucke der Pumpei bzw. bei unverändertem Betriebsdruckfunded medium is obtained, regardless of the type of rubber or plastic used for the stator, so that, for example, there are also no leaks occur when the stator swells due to the chemical influences of the pumped material or when at elevated temperatures the strength of the rubber (plastic) -metal connection between the pump cylinder and stator decreases. On the other hand, however also due to the design according to the invention an extremely good dimensional stability and thus low wear and tear Heating of the stator is achieved because the collars represent a rotation lock for the stator, so that the stator once over its entire length by adhering to the pump cylinder of this is supported and is otherwise held firmly clamped at the ends. These benefits can be further thereby can be improved that the load on the stator itself is reduced. In this respect, the invention consists in - and These features, apart from in combination with those already described, also have an independent meaning - that the inner surface of the pump cylinder has a corrugated course corresponding to the inner surface of the stator and the stator with is applied to the inner surface of the pump cylinder essentially everywhere the same wall thickness. The wall thickness can be kept relatively thin, so that the flexibility of the stator inner surface is correspondingly small. As a result, the load ratios of the stator are over its entire length very evenly and the resulting flexing work correspondingly low * At the same time enables the lower Resilience with unchanged stator load, higher operating pressures of the pumps or with unchanged operating pressure

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eine geringere Statorbelastung. Dabei spielt keine geringe Rolle, daß durch die wellige Ausbildung der Haftfläche zwischen Stator und Pumpenzylinder die axial gerichteten Schubkräfte mit verhältnismäßig kleiner Scherbeanspruchung der eigentlichen Haftverbindung vom Stator auf den Pumpenzylinder übertragen werden können. Schließlich läßt sich der dünnwandige, überall gleiche Wandstärke besitzende Stator mit hoher Maßgenauigkeit herstellen, was weiter zur Statorentlastung, insbes. zur Verringerung des Losbrechmomentes beim Anfahren, beiträgt. Im Ergebnis können schon durch diese Maßnahmen die Gefahren eines Ablösens des Stators vom Pumpenzylinder weitgehend behoben werden. Abgesehen hiervon wirkt sich die beschriebene Gestaltung des Stators auch in den Herstellungskosten aus, da gegenüber den bekannten Ausführungsformen wesentlich geringere Mengen des an sich verhältnismäßig teueren Gummi- oder Kunststoff materials benötigt werden.a lower stator load. It plays no small part Role that the axially directed thrust forces due to the wavy formation of the adhesive surface between the stator and pump cylinder transferred with relatively low shear stress of the actual adhesive connection from the stator to the pump cylinder can be. Finally, the thin-walled stator, which has the same wall thickness everywhere, can be made with high dimensional accuracy produce what continues to relieve the stator, esp. contributes to reducing the breakaway torque when starting. As a result, even these measures can reduce the dangers detachment of the stator from the pump cylinder can be largely eliminated. Apart from this, the one described has an effect Design of the stator also in the manufacturing costs, since compared to the known embodiments are significantly lower Amounts of the relatively expensive rubber or plastic materials are needed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutertj es zeigen: In the following the invention is based on in the drawing illustrated embodiments explained in more detailj show:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Schnekkenpumpe, 1 shows an axial section through a screw pump according to the invention,

Fig. 2 und 3 verschiedene Ausführungsformen für die Einspan-. nung des Statorbundes der Schneckenpumpe nach Fig. 1, ·Fig. 2 and 3 different embodiments for the Einspan-. tion of the stator collar of the screw pump according to Fig. 1, ·

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Pig. 4 einen Schnitt, in Richtung BT-IV durch die Schneckenpumpe nach Fig. 1,Pig. 4 shows a section in the direction BT-IV through the screw pump according to Fig. 1,

Fig. 5 einen Axialschnitt entsprechend Fig., 1 durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnecken- *m pumpe. ^Fig. 5 is an axial section corresponding to FIG. 1 through another embodiment of the screw according to the invention * m pump. ^

Die in den Fig. dargestellte Schneckenpumpe besteht aus einem Pumpenzylinder 2 aus Metall mit einem darin gehaltenen Stator 1 aus Gummi oder Kunststoff/ der mit dem Pumpenzylinder längs der Fläche 9 durch eine Gumml(Kunststoff)-Metallverbindung fest haftervi verbunden ist. Im Stator 1 läuft der Schneckenrotor 10 um. Stirnseitig sind an den Pumpenzylinder 2 Zylinderköpfe 7,8 angesetzt. Der Stator 1 besitzt bei einstückigem Pumpenzylinder 2 ein- oder beidseitig, im Ausführungsbeispiel beidseitig einen Außenbund 3, der zwischen stirnseitigen Planflächen 4,6 des Pumpenzylinders 2 und der Zylinderköpfe 7,8 pressend eingespannt ist. Um die Pressung des Stator- H(| bundes 3 und damit die Güte der Abdichtung einstellen zu können, sind die Zylinderköpfe 7,8 in Längsrichtung verstellbar an den Pumpenzylinder 2 angesetzt. Für diese Verstellbarkeit dient im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine die Stirnfläche des Pumpenzylinders aufnehmende Ringnut 5 im Zylinderkopf 7,8, während in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und j5 ein entsprechendes Spiel 11 zwischen dem Zylinderkopf 7,8 und einem am Pumpenzylinder 2 angeordneten Anschlag 12 zur Begrenzung der Pressung des Statorbundes 3 vorgesehen ist. In der Ausführungsform nach Fig. 1 wird dieser Anschlag 12 durch die Tiefe der Ringnut 5 gegeben.The screw pump shown in the figures consists of a pump cylinder 2 made of metal with a held therein Stator 1 made of rubber or plastic / the one with the pump cylinder along the surface 9 by a rubber (plastic) metal connection is firmly connected. The runs in the stator 1 Screw rotor 10 µm. The front side are on the pump cylinder 2 cylinder heads 7.8 attached. In the case of a one-piece pump cylinder 2, the stator 1 has an outer collar 3 on one or both sides, in the exemplary embodiment on both sides, between the end faces Flat surfaces 4.6 of the pump cylinder 2 and the cylinder heads 7.8 is clamped in a pressing manner. In order to reduce the pressure of the stator H (| bundes 3 and thus the quality of the seal to be able to adjust, the cylinder heads 7, 8 are adjustable in the longitudinal direction attached to the pump cylinder 2. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, an end face is used for this adjustability of the pump cylinder receiving annular groove 5 in the cylinder head 7, 8, while in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 5 a corresponding play 11 between the cylinder head 7, 8 and a stop 12 arranged on the pump cylinder 2 for the limitation the pressing of the stator collar 3 is provided. In the embodiment of FIG. 1, this stop 12 is through the The depth of the annular groove 5 is given.

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Während in den Ausführungsformen nach den Pig. 1 bis 4 der Stator 1 unterschiedliche Wandstärke entsprechend dem Verlauf seiner Innenfläche 14 aufweist, ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 die Innenfläche IJ des Pumpenzylinders .2 in einem der Statorinnenflache 14 entsprechenden Verlauf W gestaltet und der Stator 1 mit im wesentlichen überall gleicher Wandstärke auf die gewellte Innenfläche IJ des Pumpenzylinders 2 aufgebracht. Herstellungsmäßig kann dazu der Pumpenzylinder 2 als Gußteil ausgeführt und das den Stator 1 bildende Gummi- oder Kunststoffmaterial zwischen den Pumpenzylinder und einen zur Profilierung der Statorinnenfläche 14 eingesetzten Kern eingespritzt werden.While in the embodiments according to the Pig. 1 to 4 of the stator 1 has different wall thickness according to the shape of its inner surface 14 is in the embodiment of Fig. 5, the inner surface IJ of the pump cylinder .2 corresponding to one of the Statorinnenflache 14 course W designed and the stator 1 with substantially throughout the same wall thickness on the corrugated inner surface IJ of the pump cylinder 2 is applied. In terms of production, the pump cylinder 2 can be designed as a cast part and the rubber or plastic material forming the stator 1 can be injected between the pump cylinder and a core used for profiling the stator inner surface 14.

Ansprüche:Expectations:

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Claims

A η s ρ r ü e h e

/ 1.! Worm pump from pump cylinder with rubber inside ^ minststoff) -metal connection held stator and in the stator rotating worm rotor, as well as cylinder heads on the face side, characterized in that in the case of a one-piece pump cylinder (2) the stator (1) has one or both sides Outer collar (5) has, which between the end face planar surfaces (4/6) of the pump cylinder (2) and the cylinder heads (7,8) is clamped. '

2. Screw pump according to claim 1, characterized in that that the cylinder heads (7,8) are adjustable in the longitudinal direction attached to the pump cylinder (2) and a pressure the stator collar (^) limiting stop (12) between Pump cylinder (2) and each cylinder head (7,8) is provided.

3. Screw pump from pump cylinder with rubber inside (Plastic) metal connection held in the stator and in the stator revolving worm rotor, as well as end-face cylinder heads, especially tendon pump according to one of the claims • 1 or 2, characterized in that the inner surface of the pump cylinder (2) is one of the inner surface of the stator has a correspondingly corrugated course and the stator (l) with essentially the same wall thickness everywhere on the ' Inner surface (Vj) of the pump cylinder (2) is applied.

Patent attorney Dr, Andrejewski 109 827/0166

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