DE19852380A1 - Schnecke für eine Exzenterpumpe oder einen Untertagebohrmotor - Google Patents

Abstract

Ein Rotor (4) für eine Exzenterschneckenpumpe oder einen Untertagebohrmotor beteht aus einem geraden, im Wesentlichen zylindrischen Kernelement (21), auf das im Kaltschmiedeverfahren ein Mantel (22) aufgeschmiedet ist. Der Mantel (22) bekommt durch das Schmieden die für Exzenterschneckenpumpen (1) benötigte schraubenförmige Außengestalt. Der beschriebene Rotor (4) kann spanlos hergestellt werden, was insbesondere bei großen Rotorabmessungen von erheblichem Vorteil ist, weil keine Materialabfälle entstehen.

Description

Exzenterschneckenpumpen werden zum Fördern von zäh­ flüssig fließfähigen Medien, insbesondere von Medien verwendet, die stark abrasiv sind. Die Exzenterschnec­ kenpumpen bestehen aus einem Stator mit einer durchge­ henden Öffnung. Die Innenwand der Durchgangsöffnung hat die Gestalt einer mehrgängigen Schraube und wird von einem Elastomer gebildet. Das Elastomer befindet sich in einem rohrförmigen Mantel aus hochfestem Material, bei­ spielsweise Stahl, wobei die Innenkontur des Mantels entweder zylindrisch glatt ist oder der Gewindekontur der Durchgangsbohrung in einem konstanten radialen Ab­ stand folgt. In der Durchgangsbohrung des Stators dreht sich ein Rotor, dessen Gangzahl um eins niedriger ist als die Gewindegangzahl in der Durchgangsbohrung. Der Rotor besteht aus einem festen Material und zeigt eine besonders hohe Abriebfestigkeit.

Im Falle einer Exzenterschneckenpumpe wird der Rotor von außen über einen Motor angetrieben und er för­ dert im Zusammenwirken mit dem Stator durch die Durch­ gangsbohrung hindurch. Während der Rotation des Rotors entstehen im Zusammenwirken mit der Innenwand der Durch­ gangsbohrung im weitesten Sinne sichel- oder bananen­ förmige Kammern, die bei der Rotation des Rotors all­ mählich durch den Stator hindurchwandern.

Derartige Anordnungen können auch als Motor verwen­ det werden, wenn die Flüssigkeit mit hohem Druck durch die Anordnung hindurchgepresst wird. Der Druck der Flüs­ sigkeit setzt den Rotor in Umdrehungen und es kann an dem Rotor mechanische Energie abgenommen werden. Von dieser Anordnung wird beispielsweise bei Untertagebohr­ motoren Gebrauch gemacht.

Die Herstellung der Statoren ist vergleichsweise einfach. Sie werden über einen Formkern vulkanisiert und erhalten auf diese Weise die komplizierte Form der Durchgangsöffnung. Schwieriger dagegen ist bislang die Herstellung der Rotoren, die üblicherweise bislang in spangebenden Verfahren aus dem vollen Material herge­ stellt wird.

Es ist zwar aus der DE-A-1 703 828 bekannt, den Rotor aus einem Rohr zu schmieden. Rotoren dieser Art sind in Achsrichtung bei hohen Antriebskräften oder ho­ hen Drücken, wie sie in Untertagebohrmotoren auftreten, nicht hinreichend formstabil. Das Antriebsdrehmoment führt u. a. dazu, dass sich der Rotor wegen seiner schraubenförmigen Gestalt tordiert und dabei verkürzt. Die Folge ist, dass die rechnerische Steigung des Rotors nicht mehr mit der rechnerischen Gewindesteigung des mehrgängigen Gewindes in dem Stator übereinstimmt und Undichtigkeiten entstehen, die zu Druckverlusten und damit Leistungsverlusten führen.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, einen Rotor für eine Exzenterschneckenpumpe oder einen Exzenterschneckenmotor, beispielsweise einen Untertage­ motor, zu schaffen, der vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist und sich unter Einwirkung des an dem Rotor auftretenden Drehmoments axial nicht verkürzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Rotor mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei dem neuen Rotor wird ein Kernelement verwendet, das von einem Mantel eingehüllt ist. Der Mantel bildet an seiner Außenseite die gewindeförmige Struktur, d. h. die schraubenförmig verlaufende Fläche. Auf diese Weise kann der Mantel in einem verhältnismäßig kostengünstigen spanlosen Herstellungsverfahren durch Kaltverformen her­ gestellt werden. Im Inneren des Mantels befindet sich ein Kernelement, das über die gesamte Länge des Mantels durchläuft und dem Mantel die erforderliche Axialstabi­ lität verleiht.

Auf diese Weise können auch Rotoren aus Materialien hergestellt werden, die zwar duktil jedoch schlecht spangebend bearbeitbar sind wie Edelstähle z. B. V2A oder V4A Stähle. Das Kernelement kann hingegen aus einem Nichtedelstahl bestehen.

Zufolge der schraubenförmigen Gestalt des Mantels könnte sich dieser unter dem Einfluss des Drehmoments theoretisch in der aus dem Stand der Technik bekannten Weise axial verkürzen, wenn er tordiert wird. Durch die Verwendung des Kernelementes wird der Mantel an dieser axialen Verkürzung gehindert.

Das Kernelement kann ein einfacher, außen zylindri­ scher Körper sein, der sehr einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Das Gesamtgebilde lässt sich somit spanlos ferti­ gen.

Ein weiteres Problem beim Stand der Technik war die Verbindung zwischen dem rohrförmigen Rotor und dem Kupplungs- oder Antriebskopf. Diese Verbindung muss sehr fest sein, weshalb der Antriebskopf beim Stand der Tech­ nik angeschweißt wurde. Die Temperaturänderungen beim Anschweißen führten zu einer erheblichen Versprödung in dem Rotor mit der Gefahr des Brechens und Abreißens des Kopfes im Betrieb.

Bei der neuen Lösung wird diese Schwierigkeit um­ gangen, weil der Kupplungskopf mit dem Kernelement ver­ bunden werden kann. Schweißverbindungen zwischen dem Mantel und dem Kupplungskopf sind bei der erfindungs­ gemäßen Lösung überflüssig.

Der auf dem Kernelement aufgebrachte Mantel weist über seine gesamte Länge und seinen Umfang im Wesentli­ chen dieselbe Wanddicke auf, d. h. er ist an jeder Stelle etwa gleich dick.

Das Kernelement steht mit dem Mantel lediglich ab­ schnittsweise in Berührung. Diese Abschnitte sind Berei­ che der Gewindetäler des Mantels. Im Bereich zwischen den Gewindetälern, also den Gewindespitzen des Mantels, bestehen zwischen dem Kernelement und dem Mantel Zwi­ schenräume. Diese Zwischenräume haben die Gestalt einer ein- oder mehrgängigen Schraube.

Bei der Kaltverformung des Mantels kann die Verfor­ mung nur so weit gehen, dass die Gewindetäler des Man­ tels gerade eben das Kernelement berühren. Die Verbin­ dung zwischen dem Kernelement und dem Mantel ist dann praktisch lediglich reibschlüssig.

Es ist jedoch möglich, die Kaltverformung so weit gehen zu lassen, dass auch das Kernelement mitverformt wird bzw. sich die Wandstärke des Mantels an der Berüh­ rungsstelle mit dem Kernelement geringfügig verändert. Die Verbindung mit dem Kernelement ist dann in diesem Bereich auch bis zu einem gewissen Grade formschlüssig, und sie kann auch infolge Kaltschweißens stoffschlüssig werden.

Der erfindungsgemäße Rotor kann Wandstärken zwi­ schen 2 und 20 mm aufweisen bei einem über alles ge­ messenen Durchmesser zwischen 30 und 300 mm. Die Länge des neuen Rotors kann bis zu 8 m betragen.

Um den Kupplungskopf mit dem Rotor zu verbinden, weist das Kernelement an einem Ende einen über den Man­ tel überstehenden Zapfen auf. Dieser Zapfen ist zweck­ mäßigerweise als Gewindezapfen ausgebildet.

Der erfindungsgemäße Rotor lässt sich in Exzenter­ schneckenpumpen oder Anordnungen verwenden, die als Mo­ toren eingesetzt werden, beispielsweise Untertagebohr­ motoren.

Im Übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Exzenterschneckenpumpe in einer per­ spektivischen Darstellung, teilweise aufgeschnitten,

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

Fig. 3 den Rotor nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie III-III, und

Fig. 4 einen Untertagebohrmotor in einem Längs­ schnitt.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung, teilweise aufgeschnitten, eine Exzenterschneckenpumpe 1. Zu der Exzenterschneckenpumpe 1 gehören ein Pumpenkopf 2, ein Stator 3, ein in dem Stator 3 laufender Rotor 4 sowie ein Mundstück 5.

Der Stator 3 besteht aus einem rohrförmigen zylin­ drischen Statormantel 6, beispielsweise aus Stahl, der an beiden Enden mit Anschlussgewinden 7, 8 versehen ist. Der Statormantel 6 bildet eine zylindrisch glatte Innen­ fläche 9, auf der eine Statorauskleidung 11 aus einem elastomeren Material aufvulkanisiert ist. Die Ausklei­ dung 11 begrenzt eine durchgehende Öffnung 12 mit einer schraubenförmig verlaufenden Innenwand 13. Die Durch­ gangsöffnung 12 reicht durch den gesamten Stator 3 hin­ durch und ist zu dessen Außenkontur, insbesondere zu dessen Anschlussgewinden 7 und 8 koaxial.

Die schraubenförmige Innenwand 13 bildet ein mehr­ gängiges Gewinde, wobei die Gangzahl um eins größer ist als die Gewindeganganzahl des Rotors 4 und entsprechend viele schraubenförmig gewundene Leisten entstehen, die radial nach innen ragen.

Anstatt einen Statormantel 6 zu verwenden, der eine zylindrisch glatte Innenwand 13 hat, kann auch ein Statormantel 6 eingesetzt werden, der selbst eine schraubenförmig gewundene Innenkontur zeigt. In diesem Falle hat die elastomere Auskleidung 11, über die Länge des Stators 3 gesehen, eine konstante Wandstärke. Mit der letzteren Art von Statoren lassen sich höhere Drücke erzeugen. Da im vorliegenden Fall jedoch die Ausgestal­ tung des Stators 3 nicht Gegenstand der Erfindung ist, genügt insoweit eine kursorische Erläuterung.

Der Pumpenkopf 2 weist ein Gehäuse 14 auf mit einer abgedichteten Durchgangsbohrung 15 für eine darin lau­ fende Antriebswelle 16. Die Antriebswelle 16 ist mittels eines nicht gezeigten Antriebsmotors in Umdrehungen zu versetzen und mit dem Rotor 4 gekuppelt.

An seinem vorderen Ende ist das Gehäuse 14 mit ei­ nem Innengewinde 17 versehen, in das der Stator 3 mit dem Anschlussgewinde 8 eingeschraubt ist. Die Lagerboh­ rung 15 fluchtet koaxial mit der Durchgangsöffnung 12 des Stators 3.

Zwischen dem Stator 3 und dem Beginn der Lagerboh­ rung 15 befindet sich eine Zulaufkammer 18, in die ein von außen kommender Anschluss 19 einmündet.

Schließlich ist auf das auslass-seitige Ende des Stators 3 das Mundstück 5 aufgeschraubt, das aus einem im Wesentlichen rohrförmigen Teil mit einem Innengewinde 20 besteht.

Der Aufbau des Stators 3 wird nachstehend anhand der Fig. 2 und 3 erläutert:

Wie Fig. 2 erkennen lässt, setzt sich der Stator 3 aus einem Kernelement 21, einem Statormantel 22 und ei­ nem Kupplungskopf 23 zusammen.

Das Kernelement 21 ist im gezeigten Ausführungsbei­ spiel ein dickwandiges Stahlrohr mit einer zumindest ursprünglich zylindrischen Außenumfangsfläche 24 und einem durchgehenden zylindrischen Innenraum 25.

Das Kernelement 21 ist gerade und deswegen rohrför­ mig gestaltet, weil der Innenraum zu der Festigkeit, um die es hier geht, keinen nennenswerten Beitrag liefert, sondern lediglich das Gewicht erhöht. Es kann jedoch auch massiv sein.

An seinem in Fig. 2 rechten Ende ist das Kernele­ ment 21 mit einem Gewindezapfen 26 versehen. An dem gegenüberliegenden Ende enthält das Kernelement 21 eine Gewindebohrung 27.

Der Mantel 22 des Rotors 4 ist ebenfalls ein Rohr mit einer Innenwand 28 und einer Außenfläche 29. Der Mantel 22 ist im Kaltschmiedeverfahren, wie es z. B. in der DE-A-17 03 828 beschrieben ist, schraubenförmig um­ geformt. Die Außenwand 29 bildet ein Gewinde, das sich über die gesamte axiale Länge des Mantels 22 fortsetzt. Es beginnt bei 31 und endet bei 32. Die Gangzahl des von der Außenfläche 29 gebildeten Gewindes ist um eins nied­ riger als die Gangzahl der Durchgangsöffnung 12 in dem Stator 3.

Wie der Querschnitt in Fig. 3 erkennen lässt, weist der Rotor 4 im gezeigten Ausführungsbeispiel ein vier­ gängiges Gewinde auf, d. h. längs dem Mantel 22 verlaufen schraubenförmig insgesamt vier Leisten. Da die Durch­ gangsöffnung 12 dementsprechend fünfgängig ist, bildet das fünfgängige Gewinde in der Durchgangsöffnung 12 ins­ gesamt fünf schraubenförmig sich erstreckende Leisten aus Elastomermaterial.

Der Mantel 22 ist, wie bereits erwähnt, rohrförmig, weshalb die Innenfläche 28 der Außenfläche 29 im kon­ stanten Abstand folgt.

Infolge der schraubenartigen Umformung des Mantels 22 bildet dessen Außenfläche 29 in Längsrichtung gesehen abwechselnd Gewindescheitel 33 und Gewindetäler 34. Zu­ folge der Mehrgängigkeit erscheinen die Gewindetäler 34 und die Gewindescheitel 33 nicht nur in Längsrichtung, sondern, wie der Querschnitt nach Fig. 3 zeigt, auch in jeder Schnittebene in Umfangsrichtung gesehen.

Die Abmessungen des zylindrischen geraden Rohrs, aus dem der Mantel 22 kaltverformt wird, sind so ge­ wählt, dass nach der endgültigen Verformung zu der schraubenartigen Gestalt der Mantel 22 mit seiner Innen­ umfangsfläche 28 im Bereich der Gewindetäler 34 (bezogen auf die äußere Kontur) die Außenumfangsfläche 24 des Kernelementes 21 zumindest berührt.

Bei entsprechend stärkerem Verformen ist es auch möglich, zusätzlich die Außenumfangsfläche 24 des Kern­ elementes 21 geringfügig mit zu verformen, wodurch die Außenumfangsfläche 24 flache Nuten 35 bekommt, die der Kontur der Gewindetäler 34 folgen. Wenn die Verformung in dieser Weise fortgesetzt wird, entsteht zwischen dem Mantel 22 und dem Kernelement 21 nicht nur eine reib­ schlüssige, sondern auch eine formschlüssige Verbindung im Bereich der sich zum Inneren des Mantels 22 vorwöl­ benden Gewindetäler 34 mit dem Kernelement 21. Darüber hinaus kann infolge der Verformung sogar ein Kaltschwei­ ßen zwischen dem Mantel 22 und dem Kernelement 21 an den Berührungsstellen erfolgen.

Da das Halbzeug, wie erwähnt, aus dem der Mantel 22 hergestellt ist, ein zylindrisches Rohr ist, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Kernelementes 21, entstehen zwischen dem Kernelement 21 und dem Mantel 22 schraubenförmig verlaufende Zwischen­ räume 36. Die Anzahl dieser schraubenförmigen Zwischen­ räume 36 ist gleich der Anzahl von Gewindescheiteln 33, die im Querschnitt des Rotors 4 in Umfangsrichtung zu erkennen sind. Je nach Anwendungsfall können diese Zwi­ schenräume 36 entweder leer bleiben oder mit einer Masse gefüllt werden. Diese Masse kann z. B. Kunstharz oder mit Leichtmetallpulver gefülltes Kunstharz sein.

Der Antriebskopf 23 ist ein spangebend hergestell­ tes zylindrisches Drehteil mit zwei Gewindesackbohrungen 37 und 38. Mit der Gewindesackbohrung 37 wird der An­ triebskopf 23 auf den Gewindezapfen 26 aufgeschraubt und dient der Verbindung des Rotors 4 mit der Antriebswelle 16. Anstelle der Sackbohrung 38 kommen auch andere Mit­ nehmermittel in Frage.

Um ein Lösen des Antriebskopfes 23 von dem Rotor 4 zu verhindern, ist die Gewinderichtung des Gewindezap­ fens 26 entgegengesetzt zu der Gewinderichtung der auf dem Mantel 22 ausgebildeten Schraube. Wenn der Mantel 22 z. B. eine mehrgängige Rechtsschraube trägt, ist das Ge­ winde des Gewindezapfens 26 ein Linksgewinde. Sinngemäß das Gleiche gilt für das Gewinde in der Gewindesackboh­ rung 37.

Um schließlich an der Auslauf- oder Druckseite den Mantel 22 gegenüber dem Kernelement 22 zu fixieren, ist ein scheibenförmiges Abstandselement 48 vorgesehen, das mittels einer Schraube 42, die in das Innengewinde 27 eingedreht ist, fixiert ist. Das Abstandselement 41 fi­ xiert mit Hilfe einer entsprechend konturierten Schulter 43 und eines entsprechend geformten kurzen Fortsatzes das Kernelement 21 in radialer Richtung bezüglich des Mantels 22.

Die Herstellung des gezeigten Rotors 4 geschieht, indem koaxial und gleichzeitig das rohrförmige Kernele­ ment 21 und das Rohr, das den Mantel 22 bildet, durch die Kaltverformungseinrichtung gemäß der DE-A-17 03 828 hindurchgeführt werden. Dadurch wird aus dem zylindri­ schen äußeren Rohr der schraubenförmig gewundene Mantel 22 kaltgeschmiedet. Das Kernelement 21 dagegen bleibt, abgesehen von den flachen Nuten 35, im Wesentlichen vollständig unverformt. Nach dem Kaltschmiedevorgang wird das erhaltene Bauteil auf die gewünschte Länge ge­ kürzt und es wird der Gewindezapfen 26 spangebend durch Wirbelfräsen oder Drehen und anschließendes Gewinde­ schneiden erzeugen.

Der durch Kaltverformung erzeugte Stator 4 hat, wie dies bei Exzenterschneckenpumpen üblich ist, eine gerade Achse.

Durch das Kaltschmieden wird eine Gefügestruktur erreicht, die hinsichtlich der auftretenden Kräfte güns­ tig ist.

Mit dem beschriebenen Aufbau und in der beschriebe­ nen Weise können Rotoren hergestellt werden, bei denen die Wandstärke des Mantels 22 zwischen 2 und 20 mm liegt. Der über alles gemessene Außendurchmesser des Rotors 4 kann bis zu 300 mm betragen, während die ge­ samte Länge des Rotors 4 bis zu 8 m reichen kann. Die großen Längen werden für hohe Förderdrücke bei Pumpen bzw. große Drehmomente bei Motoren benötigt, wie sie bei Förderung im Untersee- oder Untertagebereich auftreten.

Bei dem Rotor 4 kann das Kernelement 21 aus einem anderen Material bestehen wie der Mantel 22. Außerdem kann zumindest der Mantel 22 von einem schwer zerspan­ baren jedoch duktilen Material gebildet sein, z. B. V4A- Stahl.

Der beschriebene Rotor 4 lässt sich jedoch nicht nur bei der in Fig. 1 gezeigten Exzenterschneckenpumpe 1 einsetzen, sondern er eignet sich in gleicher Weise für Motoren, die wie Exzenterschneckenpumpen aufgebaut sind, beispielsweise Untertagebohrmotoren. Mit Hilfe einer solchen Anordnung wird hydraulische Energie in mecha­ nische Energie umgewandelt, indem mit hohem Druck eine Antriebsflüssigkeit durch die "Exzenterschneckenpumpe" hindurchgepresst wird. Hierdurch wird der Rotor 4 in Umdrehungen versetzt und es kann an der Welle 16 An­ triebsleistung abgenommen werden. Da der grundsätzliche Aufbau des Rotors 4 unabhängig davon ist, ob er in Ver­ bindung mit einem Untertagebohrmotor oder einer Exzen­ terschneckenpumpe eingesetzt wird, ist es nicht erfor­ derlich, zusätzlich zu der Exzenterschneckenpumpe nach Fig. 1 einen im Grunde genommen identischen Schnitt durch einen Untertagebohrmotor herzustellen.

Fig. 4 zeigt die Verwendung des erfindungsgemäßen Rotors 4 in einem Untertagebohr- oder Mud-Motor 51. Der prinzipielle Aufbau des Untertagebohrmotors 51 ist grundsätzlich ähnlich wie der Aufbau einer Exzenter­ schneckenpumpe, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.

Während bei der Exzenterschneckenpumpe mechanische Energie in hydraulische Energie umgesetzt wird, erfolgt bei dem Untertagebohrmotor 51 die umgekehrte Energie­ umwandlung. Der Untertagebohrmotor 51 wird mit unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit beaufschlagt, wodurch dessen Rotor 4 in Umdrehungen versetzt wird.

Soweit bei dem Untertagebohrmotor 51 Strukturele­ mente vorhanden sind, die bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 bereits erläutert sind, erfolgt keine erneute ausführliche Beschreibung.

Der Untertagebohrmotor 51 weist einen Stator 3 auf, der wiederum aus einem zylindrischen Stahlrohr 6 als Mantel mit einer elastomeren Auskleidung 9 besteht. An dem einlaufseitigen Ende des Stators 3 ist der Stator­ mantel 6 mit einem konischen Innengewinde 52 versehen, in das mit einem konischen Außengewinde 53 ein hydrau­ lisches Anschlusskupplungsstück 54 mit einem durchgehen­ den Kanal eingeschraubt ist.

Das Anschlusskupplungsstück 54 ist rohrförmig und dient der Einspeisung der Antriebsflüssigkeit in den Untertagebohrmotor 51. Das auslass-seitige Ende des Sta­ tors 3 ist ebenfalls mit einem konischen Innengewinde 55 versehen, in das ein Auslassmundstück 56 eingeschraubt ist. Das Auslassmundstück 56 weist hierzu ein entspre­ chendes konischen Außengewinde 57 auf und enthält eben­ falls einen durchgehenden Kanal 58.

Das Auslassmundstück 56 dient gleichzeitig als Lagerung für eine Abtriebswelle 59, die mit einem nicht veranschaulichten Bohrmeißel verbunden ist. Der Außen­ durchmesser der Abtriebswelle 59 ist kleiner als die lichte Weite des Kanals 58 in dem Auslassmundstück 56. Auf diese Weise kann die durch den Untertagebohrmotor 51 hindurchtretende Flüssigkeit in Richtung auf den Bohr­ meißel austreten und gleichzeitig als Spülflüssigkeit verwendet werden.

Der Kupplungskopf 23 verbindet den Rotor 4 mit der Abtriebswelle 58.

Der grundsätzliche Aufbau des Rotors 4 unterschei­ det sich nicht von dem Aufbau des Rotors 4 nach den Fig. 2 und 3, weshalb eine erneute Erläuterung an dieser Stelle überflüssig ist.

Der Untertagebohrmotor 51 nach Fig. 4 arbeitet in der Weise, dass über das hydraulische Anschlusskupp­ lungsstück 54 unter Druck stehende Flüssigkeit, bei­ spielsweise Spülflüssigkeit, wie sie im Untertagebereich verwendet wird, zugeführt wird. Das unter Druck stehende Fluid dringt in die Pumpenkammern ein, die zwischen dem Rotor 4 und der Innenauskleidung 9 des Stators 3 gebil­ det sind. Der Druck der Flüssigkeit ist bestrebt, die Kammer zu vergrößern, wodurch der Rotor 4 in dem Stator 3 in Umdrehungen versetzt wird. Da auf der Einlass-Seite des Untertagebohrmotors 51 möglichst viele zwischen dem Stator 3 und dem Rotor 4 gebildete Kammern offen sein sollen, weist ein Rotor 4, der für Motorzwecke verwendet wird, deutlich mehr Gewindegänge auf als ein Rotor 4, der für Pumpenzwecke eingesetzt wird. Da die Anzahl der Gewindegänge in dem Stator 3 jeweils um eins größer ist als die Anzahl der Gewindegänge des Rotors 4, ist bei einem Untertagebohrmotor 51 auch die Anzahl der Gewinde­ gänge in dem Stator 3 deutlich größer als bei der Exzen­ terschneckenpumpe 1 nach Fig. 1.

Die axiale Länge eines ungeteilten Untertagebohr­ motors 51 kann bis zu 8 m betragen. Wenn größere Längen benötigt werden, werden mehrere der in Fig. 5 gezeigten Untertagebohrmotoren 51 hintereinandergeschaltet, wobei dann der Rotor 4 der nachfolgenden Motorstufe an beiden Enden mit den Gewindezapfen 26 versehen ist, um einer­ seits die Kupplung mit dem stromauf gelegenen Rotor 4 und einem stromab gelegenen weiteren Rotor 4 oder dem Werkzeug herzustellen.

Ein Rotor (4) für eine Exzenterschneckenpumpe (1) oder einen Untertagebohrmotor (51) besteht aus einem geraden, im Wesentlichen zylindrischen Kernelement (21), auf das im Kaltschmiedeverfahren ein Mantel (22) aufge­ schmiedet ist. Der Mantel (22) bekommt durch das Schmie­ den die für Exzenterschneckenpumpen (1) benötigte schraubenförmige Außengestalt. Der beschriebene Rotor (4) kann spanlos hergestellt werden, was insbesondere bei großen Rotorabmessungen von erheblichem Vorteil ist, weil keine Materialabfälle entstehen.

Claims (22)

1. Rotor (4) für eine Exzenterschneckenpumpe (1) oder Exzenterschneckenmotor (51), die bzw. der einen Stator (3) mit einem durchgehenden Innenraum (12) aufweisen, in den Leisten radial vorstehen und in dem der Rotor (4) angeordnet ist,
mit einem im Wesentlichen zylindrischen Kernelement (21),
mit einem eine schraubenförmig verformte Außenflä­ che (29) bildenden äußeren Mantel (22), der das Kern­ element (21) im Wesentlichen über dessen gesamte Länge umgibt und dessen Außenfläche Gewindetäler (34) und Ge­ windescheitel (33) aufweist, und
mit einem Kupplungskopf (23), der mit dem Rotor (4) drehfest verbunden ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) ein ein- oder mehrgängiges Gewinde bildet.

3. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (22) aus einem anderen Material besteht wie das Kernelement (21).

4. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (22) über seine gesamte Länge rohrförmig ist.

5. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (22) über seine gesamte Länge und seinen ge­ samten Umfang im Wesentlichen dieselbe Wanddicke auf­ weist.

6. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (22) mit dem Kernelement (21) lediglich ab­ schnittsweise in Berührung steht.

7. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (22) mit dem Kernelement (21) im Bereich der Gewindetäler (34) reibschlüssig verbunden ist.

8. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (22) mit dem Kernelement (21) im Bereich der Gewindetäler (34) formschlüssig verbunden ist, indem das Kernelement (21) lediglich im Bereich der Gewindetäler (34) des Mantels (22) unter Bildung wenigstens einer schraubenförmig verlaufenden flachen Nut (35) einge­ drückt ist.

9. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (22) mit dem Kernelement (21) verbunden ist, indem ein den Mantel (22) bildendes zylindrisches Rohr durch Kaltverformung in ein schraubenförmiges Rohr umge­ formt wird.

10. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kernelement (21) und dem Mantel (22) we­ nigstens ein schraubenförmig verlaufender Zwischenraum (36) enthalten ist.

11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine schraubenförmig verlaufende Zwischenraum (36) mit einer Masse gefüllt ist.

12. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine schraubenförmig verlaufende Zwischenraum (36) leer ist.

13. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (21) rohrförmig ist.

14. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (21) massiv ist.

15. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (21) an wenigstens einem Stirnende einen über den Mantel (22) überstehenden Zapfen (26) bildet.

16. Rotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (26) mit dem Kupplungskopf (23) drehfest verbunden ist.

17. Rotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (26) ein Gewindezapfen ist und dass der Kupplungskopf (23) eine Gewindebohrung (38) enthält.

18. Rotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die das Gewinde des Gewindezapfens (26) eine andere Gängigkeit aufweist wie der Rotor (4).

19. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (21) an einem Ende über ein radial wir­ kendes Zentrierstück (41) mit dem Mantel (22) verbunden ist.

20. Exzenterschneckenpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Rotor (4) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche enthält.

21. Exzenterschneckenmotor (51), dadurch gekennzeich­ net, dass er einen Rotor (4) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche enthält.

22. Untertagebohrmotor (51), der einen Stator (3) mit einem durchgehenden Innenraum (12) aufweist, in den Leisten radial vorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Rotor (4) nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche enthält.