EP0947700A1 - Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

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EP0947700A1
EP0947700A1 EP99103358A EP99103358A EP0947700A1 EP 0947700 A1 EP0947700 A1 EP 0947700A1 EP 99103358 A EP99103358 A EP 99103358A EP 99103358 A EP99103358 A EP 99103358A EP 0947700 A1 EP0947700 A1 EP 0947700A1
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eccentric screw
coupling rod
connecting shaft
screw pump
pump according
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Gordon L. Fenton
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Seepex Seeberger GmbH and Co
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F04C2/1071—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08—Thermoplastics

Definitions

  • the invention relates to an eccentric screw pump, with an eccentric screw rotor mounted in an eccentric screw stator, with one in one to the eccentric screw stator connected suction housing Coupling rod and one in one to the suction housing connected seal housing, to a Drive shaft leading connecting shaft.
  • Eccentric screw pumps are the eccentric screw rotor, the coupling rod and the connecting shaft regularly Made of stainless steel and with the interposition of Joints connected together. At least the eccentric screw rotor often receives an additional one Surface coating or is polished.
  • For the Articulated connections generally become several components and elastic cuffs needed - such Construction is in constructive and material terms complex. The invention seeks to remedy this.
  • the invention has for its object a Eccentric screw pump of the embodiment described above creating an extremely simple, functional and also cost-saving Excellent design.
  • the invention solves this problem with a generic one Eccentric screw pump in that the eccentric screw rotor, the coupling rod and the connecting shaft as one-piece component made of thermoplastic are executed. After further recommendation of the invention points the component in the transition areas from the Eccentric screw rotor to the coupling rod and from the Coupling rod to the connecting shaft constrictions, e.g. concave diameter reductions, which the otherwise replace required joints. - These measures of Invention have the consequence that in the invention Eccentric screw pump only one rotating Plastic unit for power transmission and product promotion is needed.
  • an aseptic Realized construction which for the promotion of particularly suitable for food and pharmaceutical products is, especially since the eccentric screw pump according to the invention due to the one-piece construction of eccentric screw rotor, Coupling rod and connecting shaft made of plastic through special hygienic cleanliness and optimal Excellent corrosion resistance.
  • the plastic construction according to the invention on the one hand, sufficient bending stiffness to generate high pump pressures up to 24 bar, for example, on the other hand nevertheless has such a bending elasticity, that the usual hinge connections between Eccentric screw rotor, coupling rod and connecting shaft can be omitted and nevertheless achieved joint function becomes. This joint function is supported by the corresponding Cross section of concave constrictions between eccentric screw rotor, Coupling rod and connecting shaft optimized.
  • the eccentric screw rotor can be made of plastic even then if the eccentric screw stator is also made of plastic exists, regardless of whether it is an elastomer or an inelastic plastic.
  • a construction realized due to the one-piece plastic component for the rotating pump train through a distinguishes simple and functional construction, which is also inexpensive.
  • the special one Significance is provided that the one-piece Component made of glass fiber reinforced plastic and consequently enables a particularly high power transmission and is particularly true to size.
  • the one-piece component Polyamide, e.g. Polyamide 66.
  • This plastic stands out due to elastic rigidity, high abrasion resistance and Dimensional stability is beyond sterilizable and has barrier properties against Flavorings. Therefore, this plastic is especially for the one-piece construction of eccentric screw rotor, Coupling rod and connecting shaft suitable, especially since he in those properties physically and chemically includes which for the pump line of an eccentric screw pump needed to promote especially pharmaceutical and food products, but also Cosmetics and paint products serves.
  • the one-piece component can also be made of polytetrafluoroethylene exist, which is characterized by special Excellent lubricating properties.
  • a Embodiment with a graphite filling of 10% to 15% prefers.
  • the pump drive with the drive shaft 7 is only indicated.
  • the eccentric screw rotor 3, the coupling rod 5 and the Connecting shaft 8 are made as a one-piece component thermoplastic plastic.
  • the plastic component points in the transition areas from the Eccentric screw rotor 3 to the coupling rod 5 and from the coupling rod 5 to the connecting shaft 8 diameter reductions on what else in these areas replace the required articulated connections.
  • the exemplary embodiment concerns these diameter reductions from concave cross-sections 9.
  • the one-piece plastic component 3, 5, 8 can be made of glass fiber reinforced Plastic consist of power transmission on the one hand and the dimensional accuracy of this on the other hand to optimize the rotating pump line.
  • the embodiment consists of the one-piece plastic component 3, 5, 8 made of polyamide, namely polyamide 66 and leaves easily manufactured by injection molding. About that is also a machining and the Compliance with the finest tolerances possible.

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Abstract

Es handelt sich um eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Exzenterschneckenrotor, einer Kupplungsstange und einer Verbindungswelle, die zu einem Pumpenantrieb bzw. zu einer Antriebswelle führt. Der Exzenterschneckenrotor, die Kupplungsstange und die Verbindungswelle sind als einteiliges Bauteil aus Kunststoff ausgeführt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe, mit einem in einem Exzenterschneckenstator gelagerten Exzenterschneckenrotor, mit einer in einem an den Exzenterschneckenstator angeschlossenen Sauggehäuse gelagerten Kupplungsstange und mit einer in einem an das Sauggehäuse angeschlossenen Dichtungsgehäuse gelagerten, zu einer Antriebswelle führenden Verbindungswelle. - Bei derartigen Exzenterschneckenpumpen sind der Exzenterschneckenrotor, die Kupplungsstange und die Verbindungswelle regelmäßig aus Edelstahl hergestellt und unter Zwischenschaltung von Gelenken miteinander verbunden. Zumindest der Exzenterschneckenrotor erhält häufig noch eine zusätzliche Oberflächen-Beschichtung oder ist poliert. Für die Gelenkverbindungen werden im allgemeinen mehrere Bauteile und elastische Manschetten benötigt - eine derartige Bauweise ist in konstruktiver und materialmäßiger Hinsicht aufwendig. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterschneckenpumpe der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, die sich durch eine extrem einfache, funktionsgerechte und darüber hinaus kostensparende Bauweise auszeichnet.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe dadurch, daß der Exzenterschneckenrotor, die Kupplungsstange und die Verbindungswelle als einteiliges Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff ausgeführt sind. Nach weiterer Empfehlung der Erfindung weist das Bauteil in den Übergangsbereichen von dem Exzenterschneckenrotor zu der Kupplungsstange und von der Kupplungsstange zu der Verbindungswelle Einschnürungen, z.B. konkave Durchmesserreduzierungen auf, welche die sonst erforderlichen Gelenke ersetzen. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß bei der erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe nur noch eine einzige rotierende Kunststoffeinheit für die Kraftübertragung und Produktförderung benötigt wird. Insoweit wird eine aseptische Bauweise verwirklicht, welche für die Förderung von insbesondere Lebensmittel- und Pharmaprodukten geeignet ist, zumal sich die erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe infolge der einteiligen Bauweise von Exzenterschneckenrotor, Kupplungsstange und Verbindungswelle aus Kunststoff durch besondere hygienische Sauberkeit sowie optimale Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Überraschen muß die Tatsache, daß die erfindungsgemäße Kunststoffbauweise einerseits eine hinreichende Biegesteifigkeit zum Erzeugen hoher Pumpendrücke bis beispielsweise 24 bar aufweist, andererseits dennoch eine solche Biegeelastizität besitzt, daß die sonst üblichen Gelenkverbindungen zwischen Exzenterschneckenrotor, Kupplungsstange und Verbindungswelle entfallen können und dennoch Gelenkfunktion erreicht wird. Diese Gelenkfunktion wird durch entsprechende im Querschnitt konkave Einschnürungen zwischen Exzenterschneckenrotor, Kupplungsstange und Verbindungswelle optimiert. Überraschenderweise läßt sich der Exzenterschneckenrotor aus Kunststoff selbst dann verwirklichen, wenn der Exzenterschneckenstator ebenfalls aus Kunststoff besteht, gleichgültig ob es sich insoweit um ein Elastomer oder einen unelastischen Kunststoff handelt. Das gleiche gilt in bezug auf die Verbindungswelle, welche sich unverändert mittels Gleitringdichtungen gegen das Dichtungsgehäuse abdichten läßt. - Stets wird eine Bauweise verwirklicht, die sich aufgrund des einteiligen Kunststoff-Bauteils für den rotierenden Pumpenstrang durch eine einfache und funktionsgerechte Konstruktion auszeichnet, die darüber hinaus kostengünstig ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, ist vorgesehen, daß das einteilige Bauteil aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht und folglich eine besonders hohe Kraftübertragung ermöglicht und besonders maßhaltig ist. Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht das einteilige Bauteil aus Polyamid, z.B. Polyamid 66. Dieser Kunststoff zeichnet sich durch elastische Steifigkeit, hohe Abriebfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit aus, ist darüber hinaus sterilisierbar und besitzt Sperreigenschaften gegen Aromastoffe. Folglich ist dieser Kunststoff besonders für die einteilige Bauweise von Exzenterschneckenrotor, Kupplungsstange und Verbindungswelle geeignet, zumal er in physikalischer und chemischer Hinsicht jene Eigenschaften beinhaltet, welche für den Pumpenstrang einer Exzenterschneckenpumpe benötigt werden, welche zum Fördern von insbesondere Pharma- und Lebensmittelprodukten, aber auch Kosmetikprodukten und Produkten für die Farbenherstellung dient. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das einteilige Bauteil aber auch aus Polytetrafluorethylen bestehen, welches sich durch besondere Schmiereigenschaften auszeichnet. In diesem Fall wird eine Ausführungsform mit einer Graphitfüllung von 10 % bis 15 % bevorzugt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Exzenterschneckenpumpe in schematischer Darstellung und teilweisem Längsschnitt, und
Fig. 2
einen Pumpenstrang für den Gegenstand nach Fig. 1 aus Exzenterschneckenrotor, Kupplungsstange und Verbindungswelle.
In den Figuren ist eine Exzenterschneckenpumpe 1 mit einem in einem Exzenterschneckenstator 2 gelagerten Exzenterschneckenrotor 3, einer in einem an den Exzenterschneckenstator 2 angeschlossenen Sauggehäuse 4 gelagerten Kupplungsstange 5 und mit einer in einem an das Sauggehäuse 4 angeschlossenen Dichtungsgehäuse 6 gelagerten, zu einer Antriebswelle 7 führenden Verbindungswelle 8 dargestellt. Der Pumpenantrieb mit der Antriebswelle 7 ist lediglich angedeutet.
Der Exzenterschneckenrotor 3, die Kupplungsstange 5 und die Verbindungswelle 8 sind als einteiliges Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff ausgeführt. Das Kunststoff-Bauteil weist in den Übergangsbereichen von dem Exzenterschneckenrotor 3 zu der Kupplungsstange 5 und von der Kupplungsstange 5 zu der Verbindungswelle 8 Durchmesserreduzierungen auf, welche die in diesen Bereichen sonst erforderlichen Gelenkverbindungen ersetzen. Nach dem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesen Durchmesserreduzierungen aus im Querschnitt konkave Einschnürungen 9. Das einteilige Kunststoff-Bauteil 3, 5, 8 kann aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, um die Kraftübertragung einerseits und die Maßhaltigkeit dieses rotierenden Pumpenstranges andererseits zu optimieren. Nach dem Ausführungsbeispiel besteht das einteilige Kunststoff-Bauteil 3, 5, 8 aus Polyamid, nämlich Polyamid 66 und läßt sich unschwer im Spritzgußverfahren herstellen. Darüber hinaus ist selbst eine spanende Bearbeitung und die Einhaltung feinster Toleranzen möglich.

Claims (7)

  1. Exzenterschneckenpumpe, mit einem in einem Exzenterschneckenstator gelagerten Exzenterschneckenrotor, mit einer in einem an den Exzenterschneckenstator angeschlossenen Sauggehäuse gelagerten Kupplungsstange und mit einer in einem an das Sauggehäuse angeschlossenen Dichtungsgehäuse gelagerten, zu einer Antriebswelle führenden Verbindungswelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterschneckenrotor (3), die Kupplungsstange (5) und die Verbindungswelle (8) als einteiliges Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff ausgeführt sind.
  2. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (3, 5, 8) in den Übergangsbereichen von dem Exzenterschneckenrotor (3) zu der Kupplungsstange (5) und von der Kupplungsstange (5) zu der Verbindungswelle (8) gelenkbildende Einschnürungen (9) aufweist.
  3. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Bauteil (3, 5, 8) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.
  4. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Bauteil (3, 5, 8) aus Polyamid, z.B. Polyamid 66 besteht.
  5. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Bauteil (3, 5, 8) aus Polytetrafluorethylen besteht.
  6. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (3, 5, 8) aus Polytetrafluorethylen eine Graphitfüllung von 10 % bis 15 % aufweist.
  7. Exzenterschneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Bereich der Kupplungsstange (5) als Gelenk dient und entsprechend eingeschnürt ist.
EP99103358A 1998-03-28 1999-02-20 Exzenterschneckenpumpe Expired - Lifetime EP0947700B1 (de)

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