DE4313442A1 - Fluidpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine im wesentlichen nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Pumpe, welche zur Förderung von Fluiden vorgesehen ist. Unter dem Begriff "Fluid" sind hier alle, zumindest in einem bestimmten Tem­ peraturbereich, strömungsfähige Medien zu verstehen, d. h. also gasförmige Medien, flüssige Medien, aber auch Medien mit hoher Viskosität, wie beispielsweise pastöse Medien usw.

Pumpen, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten, sind in vielfältigen Bauformen im Stand der Technik bekannt. Eine der bekannten Bauformen, die üblicherweise als Exzenter- Schneckenpumpe bezeichnet wird, ist in der Fig. 26 darge­ stellt.

Diese Pumpe weist einen Stator 1 auf, der vorzugsweise aus einem elastomeren Material, wie z. B. Gummi od. dgl., be­ steht, in welchem ein üblicherweise aus Metall bestehender Rotor 2 angeordnet ist. Der Rotor 2 ist schraubenlinien­ förmig gestaltet, bzw. genauer gesagt, ist als eingängiges Außen-Rundgewinde ausgebildet. Ein entsprechendes Innen- Rundgewinde ist in den Stator eingeschnitten. Das zu för­ dernde Fluid wird der Pumpe durch den Flansch 3 zugeführt und verläßt die Pumpe durch die Flanschöffnung 4.

Der Antrieb des Rotors erfolgt über eine Motorantriebswel­ le 5. Da der Rotor bei seiner Umdrehung eine exzentrische Verlagerung ausführt, sind zwischen dieser Antriebswelle, die in Wälzlagern 6 gelagert ist, zwei Kardangelenke 7 vorgesehen. Wie sich aus der Darstellung in Fig. 26 er­ gibt, entstehen zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 eine Vielzahl von Kammern 8, in denen das Fluid aufgenommen wird. Durch die Drehbewegung des Rotors verschieben sich diese Kammern durch die Verdrängungswirkung des Rotors spiralförmig um die Längsachse des Stators, wodurch das Fluid vom Einlaß zum Auslaß gefördert wird.

Verdrängerpumpen dieses Typs haben Vorteile hinsichtlich der Auswahl der zu fördernden Medien. Nachteilig ist al­ lerdings der große Bauaufwand, der u. a. durch die kompli­ zierte Herstellung bedingt ist. Weiterhin führt die Not­ wendigkeit, eine Kardanwelle benutzen zu müssen, zu einer großen Baulänge, wie die Abb. nach Fig. 26 deutlich zeigt.

Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Typ einer Verdrängerpumpe zu schaffen, welche einen breiten Anwendungsbereich bezüglich der Ei­ genschaften des zu fördernden Fluides aufweist, welche aber andererseits mit geringem Aufwand und kompakt gestal­ tet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Zu bevorzugende Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein völlig neuer Typ einer Verdrängerpumpe geschaffen.

Bei einer Exzenter-Schneckenpumpe, wie sie in bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde, wird zumindest eine Kammer gebildet, welche sich bei der Drehung des Ro­ tors spiralförmig bewegt.

Bei der vorliegenden Erfindung sind der erste Körper, der bei einer Exzenter-Schneckenpumpe dem Stator entsprechen würde, und der zweite Körper, der dem Rotor entspricht, derart gestaltet, daß zu beiden Seiten dieses zweiten Kör­ pers jeweils wenigstens eine Kammer gebildet wird, die das zu fördernde Fluid aufnimmt und die sich, wenn die Pumpe angetrieben wird, in Richtung vom Einlaß zum Auslaß be­ wegt, wodurch die Verdrängungswirkung der Pumpe entsteht. Das zu fördernde Fluid bewegt sich somit annäherungsweise linear in den Kammern zu beiden Seiten des zweiten Kör­ pers.

Da es keine spiralförmige Bewegung des Fluids gibt, ist der Weg, den ein individuelles Teilchen benötigt, um die Pumpe zu durchströmen, wesentlich geringer. Dies bedeutet, daß bei der Förderung abrasiver Medien der Verschleiß ins­ besondere am zweiten Körper wesentlich vermindert ist.

Weiterhin ist es nicht erforderlich, eine exzentrische Bewegungsmöglichkeit des zweiten Körpers vorzusehen, so daß es nicht nötig ist, Kardangelenke zu verwenden. Da­ durch wird der Bauaufwand und auch die Baulänge der Pumpe wesentlich vermindert.

Ein besonderer Vorzug dieser Gestaltung ist weiterhin die Vielfalt, in der diese Pumpe ausgeführt und an die jewei­ ligen Einsatzzwecke angepaßt werden kann.

Bei einer ersten zu bevorzugenden Ausführungsform ist der erste Körper verformbar und so gestaltet, daß der Hohlraum im wesentlichen symmetrisch zu einer Längsachse ist. Der Hohlraum ist vorzugsweise elliptisch oder oval gestaltet, oder, besonders bevorzugt, durch zwei ebene Seitenflächen und zwei gewölbte Stirnflächen, vorzugsweise halbzylin­ drisch gewölbte Stirnflächen, begrenzt. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist der Förderabschnitt des zweiten Körper als Rotor mit einem Rundgewinde gestaltet, d. h. ähnlich ausge­ bildet, wie der Rotor der Exzenter-Schneckenpumpe. Als Antrieb wird ein Motor verwendet, vorzugsweise ein Elek­ tromotor, mit dem ein Drehmoment auf den zweiten Körper aufgebracht wird, wodurch dieser in Rotation versetzt wird. Das Rundgewinde des Rotors ist so ausgebildet, daß es in jedem Querschnitt kreisförmig ist, wobei der Kreis­ durchmesser im wesentlichen dem maximalen Abstand der Sei­ tenflächen, bzw., wenn diese parallel zueinander sind, dem Abstand der Seitenflächen entspricht. Dadurch liegt jeder Querschnitt des zweiten Körpers in zwei Punkten an den Seitenwänden des Hohlraumes des ersten Körpers an. Auf­ grund der Form des zweiten Körpers wird der erste Körper bei einer Realisierung der beiden Körper zueinander ver­ formt, wobei diese Verformung im wesentlichen quer zu den Seitenwänden gerichtet ist und dazu führt, daß die (im unverformten Zustand) ebenen Seitenwände sich in Längs­ richtung schlangenlinienförmig verformen.

Durch die Reibkraft an den Kontaktpunkten zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper entstehen Kräftepaa­ re, die zu einem Drehmoment um die Längsachse des ersten Körpers führen und die den ersten Körpers torsionsartig verformen können. Um diese Drehmomente aufzufangen bzw. die Wirkung dieser Drehmomente auf den Werkstoff zu mini­ mieren, können verschiedene Einrichtungen vorgesehen wer­ den, wie beispielsweise eine Seitenführung, die im wesent­ lichen quer zu den Seitenwänden des Hohlraums des ersten Körpers ausgebildet ist und an entsprechend geformten Au­ ßenflächen des ersten Körpers angreift. Weiterhin können Verstärkungslamellen in die Querschnitte des ersten Kör­ pers eingearbeitet werden.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Körper im wesentlichen zylindrisch gestaltet. Bei diesem Ausführungsbeispiel steht der erste Körper mit einer Einrichtung in Verbindung, die die Verformung des ersten Körpers so steuert, daß zu beiden Seiten des zwei­ ten Körpers in entsprechender Weise Kammern gebildet wer­ den.

Als Einrichtung zur Verformung des ersten Körpers kommen beispielsweise Rollenketten in Frage, die parallel zur Längsachse des zweiten Körpers an diesem entlanggeführt werden und durch die Bereiche mit minimalem Abstand zwi­ schen der ersten bzw. der zweiten Stirnwand des zweiten Körpers und dem ersten Körper entstehen, die jeweils die Kammern begrenzen.

Bei einer dritten Ausführungsform weist der zweite Körper einen Hohlraum auf, der in ähnlicher Weise gestaltet ist, wie der Hohlraum der ersten Ausführungsform, d. h. im we­ sentlichen symmetrische, vorzugsweise ebene Seitenflächen aufweist. Der erste Körper ist bei dieser Ausführung vor­ zugsweise unverformbar.

Der zweite Körper ist verformbar gestaltet und weist eine Vielzahl von magnetisch aktiven bzw. aktivierbaren Elemen­ ten auf. Im Bereich der ersten und der zweiten Stirnwand sind an der Außenseite des ersten Körpers eine Vielzahl von Magnetspulen angeordnet, die über eine Steuereinrich­ tung an eine elektrische Spannung angelegt werden. Die an den einzelnen Spulen anliegende Spannung wird dabei so gesteuert, daß der erste Körper einen im wesentlichen S- förmigen Verlauf annimmt, wobei sich der Bereich des mini­ malen Abstandes zu den jeweiligen Stirnwänden entlang der Längsrichtung des ersten Körpers vom Fluideinlaß zum Fluidauslaß bewegt.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die von der zuerst beschriebenen ersten Ausführungsform abgeleitet ist, ist der erste Körper von einem dritten Körper umgeben. Die Außenkontur des ersten Körpers und die Innenkontur des dritten Körpers sind so gestaltet, daß sich, bedingt durch die S-förmige Verformung des ersten Körpers, bei einer Rotation des zweiten Körpers, auch hier Kammern ergeben, die durch Linien mit minimalem Abstand zwischen der Außen­ kontur des ersten Körpers und der Innenkontur des dritten Körpers begrenzt sind, wobei sich diese Punkte minimalen Abstandes und damit die Kammern ebenfalls in Längsrichtung der Pumpe bewegen.

Durch diese Gestaltung bildet sich zwischen dem dritten Körper und dem ersten Körper eine zweite Förderstrecke, durch die ein Fluid gefördert werden kann.

Diese Gestaltung hat eine ganze Reihe von Vorteilen. Zu­ nächst können unter entsprechender Berücksichtigung der jeweiligen Volumenströme die Förderstrecken zwischen zwei­ tem Körper und erstem Körper sowie zwischen dem ersten Körper und dem dritten Körper in Serie geschaltet werden, wodurch sich der Ausgangsdruck der Gesamteinrichtung er­ höht, ohne daß sich gleichzeitig die Baulänge der Vorrich­ tung erhöht.

Es ist weiterhin möglich, die erste Förderstrecke zwischen erstem und zweitem Körper sowie die zweite Förderstrecke zwischen erstem und drittem Körper parallel zu schalten, wodurch sich bei gleicher Drehzahl eine Vergrößerung des pro Umdrehung geförderten Volumens ergibt.

Besonders vorteilhaft ist diese Gestaltung jedoch, wenn Fluide gepumpt werden, die auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden müssen. So können entweder die erste oder die zweite Pumpstrecke innerhalb des Kühlkreislaufes an­ geordnet sein, um das mit der jeweils anderen Pumpstrecke geförderte Fluid zu kühlen. In entsprechender Weise ist es möglich, die erste bzw. zweite Förderstrecke in einen Wär­ mekreislauf einzubinden, um damit das jeweils mit der an­ deren Förderstrecke geförderte Fluid zu beheizen. Dies ist z. B. dann von Interesse, wenn die Viskosität des zu för­ dernden Fluid bei Normaltemperatur zu hoch ist oder wenn sich das zu fördernde Fluid erst ab einer bestimmten Tem­ peratur verflüssigt. Durch diese Gestaltung wird also nicht nur das Fluid auf eine bestimmte Temperatur gebracht oder gehalten, sondern es wird auch eine weitere Pumpe im jeweiligen Kreislauf eingespart.

Entsprechendes gilt, wenn die jeweilige zweite Förder­ strecke als Schmierölpumpe eingesetzt wird, um entspre­ chende Elemente der Pumpe selbst und gegebenenfalls weite­ re Einrichtungen der entsprechenden Anlage mit Schmiermit­ teln zu versorgen.

Die breite Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Pumpe wird auch durch die zur Verwirklichung mögliche Ma­ terialauswahl deutlich.

Für den verformbaren Körper kann eine Vielzahl von Elasto­ meren eingesetzt werden, wie z. B. Naturkautschuk, künst­ lich hergestellte gummiartige Stoffe, PVC, Butyl, Poly­ tetrafluorethylen, Polyamid, NBR, Vilon, usw.

Der nicht-verformbare Körper kann aus Metall bestehen, beispielsweise aus Edelstahl, anderen Stählen, aus Grau­ guß, aus einer Metallegierung, z. B. mit Kupfer, Zinn, Zink, Aluminium und dergleichen. Weiterhin ist es möglich, den nicht-verformbaren Körper aus einem Kunststoff her zu­ stellen.

Aufgrund ihrer Gestaltung kann die Pumpe sehr vielfältig eingesetzt werden. Da in den meisten Fällen keine Schmier­ mittel erforderlich sind, um die Relativbewegung zwischen erstem Körper und zweitem Körper zu ermöglichen, kann die Pumpe beispielsweise überall dort eingesetzt werden, wo verschmutzungsanfällige Medien gefördert werden müssen, beispielsweise im Lebensmittelbereich oder in der chemi­ schen und pharmazeutischen Industrie. Da der Bauaufwand, z. B. durch den Wegfall der Gelenke vermindert ist, wird die Eignung für "clean in place" Installationen, d. h. An­ wendungen wie z. B. in der Lebensmittelindustrie oder bei der Herstellung elektronischer Elemente weiter verbessert. Besonders hervorzuheben ist weiterhin die Eignung, auch abrasive und/oder scherempfindliche Medien zu fördern.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zei­ gen, in teilweise stark schematisierter Weise:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei­ spieles der erfindungsgemäßen Pumpe, wobei der erste Körper in Längsrichtung geschnitten ist;

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß

Fig. 1 in einer teilweisen Schnittdarstellung;

Fig. 3a-3d einen Querschnitt senkrecht zur Schnittansicht gemäß Fig. 1 entlang der Linie I-I in Fig. 1 gesehen, bei verschiedenen Stadien der Umdrehung des zweiten Körpers (Rotor);

Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung ähnlich der Dar­ stellung gemäß Fig. 3b des ersten Ausführungs­ beispiels;

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung ähnlich Fig. 3b eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 6 eine Teilansicht von der Seite gesehen eines weiteren Ausführungsbeispiels des länglichen Körpers;

Fig. 7 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 im Quer­ schnitt, entlang der Linie VI-VI;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des ersten Kör­ pers;

Fig. 9 eine Querschnittdarstellung des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 8 entlang der Linie VIII-VIII;

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des ersten Kör­ pers;

Fig. 11 eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 10 entlang der Linie X-X;

Fig. 12 eine teilweise geschnittene Längsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des ersten Kör­ pers;

Fig. 13 eine Querschnittsdarstellung des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 12 entlang der Schnittlinie XII-XII;

Fig. 14 eine Querschnittsdarstellung eines Ausführungs­ beispiels, das gegenüber der Fig. 12 geringfügig abgewandelt ist;

Fig. 15 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels der Pumpe im Längsschnitt;

Fig. 16 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pumpe im Längsschnitt;

Fig. 17 einen Querschnitt durch die Darstellung gemäß Fig. 16 entlang der Schnittlinie XVI-XVI;

Fig. 18 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Pumpe im Längs­ schnitt;

Fig. 19 einen Querschnitt durch die Darstellung gemäß

Fig. 18 entlang der Linie XVIII-XVIII;

Fig. 20 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Pumpe im Längs­ schnitt;

Fig. 21 eine Querschnittsansicht des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 20 entlang der Schnittlinie xx-xx, wobei die Elektromagnete der Übersicht­ lichkeit halber allerdings weggelassen wurden;

Fig. 22 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Pumpe im Längs­ schnitt;

Fig. 23 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 22 entlang der Linie XXII-XXII;

Fig. 24 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Pumpe im Längsschnitt;

Fig. 25 eine Querschnittsdarstellung der Ausführung ge­ mäß Fig. 24 entlang der Linie XXIV-XXIV gesehen;

Fig. 26 eine im Stand der Technik bekannte und als Ex­ zenter-Schneckenpumpe bezeichnete Pumpe im Längsschnitt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. Die in diesen Figuren gezeigte Verdrängerpumpe weist einen ersten, rohr­ artigen Körper 20 auf, der nachfolgend als Stator bezeich­ net wird, obwohl auch der Stator Verformungen unterworfen sein kann, sowie einen zweiten Körper 21, der innerhalb des Stators 20 angeordnet ist und im folgenden als Rotor bezeichnet wird.

Wie sich insbesondere aus den Querschnittsdarstellung der Fig. 3a bis 3d ergibt, ist der Stator 20 im Querschnitt rechteckförmig gestaltet und ist durch äußere Seitenwände 23a, 23b begrenzt, die im unmontierten Zustand eben sind, sowie durch äußere Stirnflächen 24a, 24b, die ebenfalls eben sind.

Der Stator ist im unverformten Zustand symmetrisch zu ei­ ner (fiktiven) Längsachse 25 gestaltet.

Der Stator weist einen sich entlang dieser Längsachse 25 erstreckenden, durchgehenden Hohlraum auf, der durch eine erste Seitenwand 27a und durch eine zweite Seitenwand 27b begrenzt ist. Die Seitenwände 27a und 27b sind im unver­ formten Zustand des Stators im wesentlichen eben. Die Sei­ tenwände 27a, 27b sind jeweils durch eine erste Stirnwand 28a und durch eine zweite Stirnwand 28b miteinander ver­ bunden, wobei diese zweiten Stirnwände im Querschnitt halbkreisförmig gestaltet sind. Aus dieser Gestaltung er­ gibt sich, daß der Stator im unverformten Zustand im we­ sentlichen symmetrisch entlang zwei Ebenen ist, die parallel und senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1 verlau­ fen und jeweils die Achse 25 beinhalten.

An seinem hinteren (motorseitigen) Ende ist der Stator 20 in einem Basisteil 30 aufgenommen. Das Basisteil besteht vorzugsweise aus Metall oder aus Kunststoff, wobei die Auswahl im wesentlichen von den Festigkeitsanforderungen und dem zu fördernden Fluid abhängt. Der Stator 20 ist mit Schrauben gehalten. Am Basisteil ist weiterhin eine aus Blech bestehende Abdeckung 31 befestigt.

Im Basisteil 30 ist eine Zuführöffnung 33 vorgesehen, durch welche der Pumpe das zu fördernde Fluid zugeführt wird, bzw. durch welche die Pumpe das Fluid ansaugen kann.

Im Basisteil 30 ist ferner eine im wesentlichen zylindri­ sche Ausnehmung 35 vorgesehen, welche koaxial zur Achse 25 angeordnet ist und durch welche sich ein zylindrischer Abschnitt 21a des Rotors 21 erstreckt.

Der Rotor 21 besteht ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall und weist den erwähnten zylindrischen Ab­ schnitt 21a auf, an welchen sich ein Gewindeabschnitt 21b anschließt, der beim Ausführungsbeispiel als eingängiges Rundgewinde ausgeführt ist. An diesen Gewindeabschnitt schließt sich ein zweiter zylindrischer Abschnitt 21c an, der jedoch auch entfallen kann. Der Gewindeabschnitt 21b ist der Förderabschnitt der Pumpe.

Der Rotor 21 besteht vorzugsweise aus Metall, wobei hier Stahl, Edelstahl sowie Legierungen, Kupfer, Zink, Zinn, Aluminium und dgl. in Frage kommen, kann aber auch aus Kunststoff bestehen. Maßgeblich sind auch hier die Materi­ aleigenschaften des zu fördernden Fluids und die Anforde­ rungen bezüglich Festigkeit und Verschleiß.

Die Ausnehmung 35, durch die der Rotor geführt ist, ist vorzugsweise durch eine Dichtung 37 abgedichtet. Bei ein­ facheren Ausführungsbeispielen, bei denen der Leckstrom keine Rolle spielt, kann diese Dichtung auch entfallen. Zusätzlich zur Dichtung 37 kann auch eine Lagerung, bei­ spielsweise ein Wälzlager, vorgesehen sein.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Rotor 21 unmit­ telbar mit der Welle eines, nur schematisch dargestellten, Elektromotors 40 verbunden, der den Rotor dreht. In diesem Fall kann, was zur Vereinfachung des Aufbaus der Pumpe dient, eine separate Lagerung des Rotors im Basisteil 30 entfallen. Das Basisteil 30 wird (was nicht dargestellt ist) vorzugsweise dann unmittelbar mit dem Motor verbun­ den.

Auf der Druckseite der Pumpe ist ein Flanschteil 42 ange­ ordnet, welches mittels Zuganker 43 (siehe Fig. 2) und der Abdeckung 31 mit dem Basisteil 30 verbunden ist. Der Sta­ tor 20 kann in ähnlicher Weise an dem Flanschteil 42 befe­ stigt werden, wie am Basisteil 30.

Im Flanschteil werden vorzugsweise Bohrungen (nicht darge­ stellt) vorgesehen, um eine Druckleitung an die Pumpe an­ schließen zu können.

In Fig. 2 ist eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellt. Wie man erkennt, ist der Stator im montierten Zustand verformt, wobei die Verformung durch den Gewindeabschnitt 21b des Rotors 21 hervorgerufen wird. Wie diese Verformung bewirkt wird, ist aus den Fig. 3a bis 3d ersichtlich, die den Querschnitt I-I bei verschiedenen Drehstellungen des Rotors darstellen, wobei Basisteil und Motor der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind.

In Fig. 3a ist der entsprechende Querschnitt des Rotors 21 in der Stellung gezeigt, die in Fig. 1 für diesen Quer­ schnitt dargestellt ist. Dabei liegt der Rotor symmetrisch zur Symmetrieachse des Stators 20, parallel zu dessen Sei­ tenwänden 23a, 23b und liegt an der oberen Stirnwand 28a an.

In Fig. 3b hat sich der Rotor um 90° gedreht. Aufgrund der Exzentrizität dieses Rotorabschnittes bezüglich der Längs­ achse des Rotors wird dabei der entsprechende Quer­ schnittsbereich des Stators ausgelenkt, wie dies Fig. 3b zeigt. Dabei ist die Seitenverschiebung des Stators 21, in Fig. 3b durch "e" gekennzeichnet, was der maximalen Exzen­ trizität e des Rotors bezüglich seiner eigenen Achse ent­ spricht (siehe auch Fig. 3a, 3c, 3d).

Nach einer weiteren 90°-Drehung befindet sich der Rotor, wie in Fig. 3c gezeigt, in seiner unteren Stellung, und zwar wieder symmetrisch zur Längssymmetrieebene des Hohl­ raumes 26, so daß der Stator nicht ausgelenkt ist. In Fig. 3d hat sich der Rotor um weitere 90°, d. h. also insgesamt 270° gedreht, wodurch der Stator wiederum um die Exzentri­ zität e ausgelenkt wird.

Wie sich aus Fig. 3a bis 3d ergibt, ist die Gesamtlänge des Hohlraumes 26 so bemessen, daß der Rotor in seiner oberen und unteren Extremposition (Fig. 3a und Fig. 3c) an der oberen bzw. unteren Stirnwand 28a bzw. 28b des Hohl­ raumes 26 anliegt. Daraus ergibt sich, daß die äußeren Stirnwände 24a und 24b keiner Verformung (nach oben und unten in der Darstellung gemäß Fig. 3) unterliegen, wäh­ rend die seitlichen äußeren Wände 23a, 23b während der Umdrehung des Rotors je nach Drehstellung des Rotors ver­ formt werden.

Die Betriebsweise der Pumpe ist nun wie folgt:
Der Rotor 21 wird durch den Motor 40 mit konstanter oder veränderlicher Drehzahl bewegt, wobei letzteres zu bevor­ zugen ist, wenn eine Regelung der Fördermenge möglich sein soll. Begrenzt durch die Flächen des Rotors und des Sta­ tors, insbesondere durch dessen inneren Seitenwände 27a, 27b, und der inneren Stirnwände 28a, 28b entstehen eine Vielzahl von Kammern 50, 51, 52 auf einer Seite des Rotors und 50′, 51′ auf dessen anderer Seite, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist. Zur Verdeutlichung der Bildung der Kammern ist die Kammer 51 gestrichelt dargestellt. In entsprechender Weise sind in den Fig. 3b, 3c Schraffuren in den Hohlraum 26 eingefügt, welche die Kammer 51 bzw. die Kammer 51′ im Querschnitt kennzeichnen.

Durch die Drehbewegung wird das Fluid aus dem Ringraum um den zylindrischen Abschnitt 21a des Rotors in die Kammern 50 bzw. 50′ eingesaugt. Durch die Fortführung der Umdre­ hung verlagern sich dann diese Kammern 50 von der Saugsei­ te zur Druckseite, d. h. in Fig. 1 gesehen, entlang des Pfeiles 55. Die Kammer 50 geht also durch die Umdrehung in die Kammer 51 über, usw. Wie bei Verdrängerpumpen üblich, entsteht der Druckaufbau innerhalb der Kammern durch den Gegendruck auf der Druckseite, d. h. also den Druck im Be­ reich um den Ringspalt 21c (soweit vorhanden).

Die Kammern haben während der Verschiebung jeweils das gleiche Volumen und sind stets auf der gleichen Seite des Stators angeordnet. Dadurch ergibt sich eine schonende Förderung, da das geförderte Fluid nicht spiralförmig um die Längsachse 25 transportiert werden muß, wie dies bei einer Exzenter-Schneckenpumpe der Fall ist.

Wie ausgeführt, sind die Kammern zu beiden Seiten des Ro­ tors, also beispielsweise die Kammern 51 und 51′, immer voneinander getrennt, wobei die Dichtfläche bzw. Dichtli­ nie zwischen den Kammern durch den Kontakt zwischen dem Rotor 21 und den inneren Seitenwänden 27a, 27b entsteht.

Durch diese Charakteristik ist es bei speziellen Anwen­ dungsfällen möglich, unterschiedliche Medien mit der Pumpe zu fördern. Falls dies gewünscht sein soll, erfolgt die Zuführung jedes Fluids unmittelbar in den Kammern 50, bzw. 50′. In entsprechender Weise wird dann auch die Abström­ öffnung im Bereich der letzten sich bildenden Kammer auf beiden Seiten des Rotors getrennt angeordnet.

Die Darstellung macht weiterhin deutlich, daß die Förder­ richtung der Pumpe in einfacher Weise geändert werden kann, indem die Drehrichtung des Motors geändert wird. Das Fluid durchströmt dann die Pumpe, in der Darstellung gemäß Fig. 1, von rechts nach links.

Wie die zeichnerische Darstellung und die vorstehende Be­ schreibung zeigen, kann die Pumpe gemäß der Erfindung außerordentlich einfach aufgebaut werden, und es ist ins­ besondere nicht erforderlich, den Hohlraum des Stators mit einer komplizierten Geometrie zu fertigen, wie dies bei Exzenter-Schneckenpumpen der Fall ist. Da der Rotor zen­ trisch umläuft, sind besondere Lagerungen des Rotors nicht erforderlich und es reicht, wie beim gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel, die Lagerung des Motors aus.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rotor starr und der Stator elastisch ausgebildet. Bei der Wahl des Stators und den Abmessungen ist dafür Sorge zu tragen, daß der Kontakt zwischen Rotor und Stator derartig ausgebildet ist, daß, in Abhängigkeit von der Viskosität des Fluids, die für den Druckaufbau entlang des Stators erforderliche Dichtwirkung zustandekommt.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, die im wesentlichen gemäß der Darstellung in Fig. 3b entspricht, herrscht in den sich gegenüberliegenden Kammern 51, 51′ ein hydrostati­ scher Druck, der, durch die Pfeile 58 angedeutet, dazu neigt, das Material des Stators 20 aufzuweiten.

Der Rotor 21 übt auf die Seitenwand 27b eine Kraft aus, die durch den Pfeil 60 in Fig. 4 symbolisiert ist. Diese Kraft 60 ist erforderlich, um den entsprechenden Quer­ schnitt des Stators um die Exzentrizität e (in Fig. 4 nach rechts hin) zu verformen. Umgekehrt, übt der Stator durch seine elastische Rückstellkraft eine Kraft 61 auf den Ro­ tor aus, die durch den Pfeil 61 symboliert ist.

Aufgrund der Elastizität des Statormaterials, kann der Rotor die Seitenwand 27b in der Darstellung gemäß Fig. 4 um einen geringen Betrag eindrücken. In diesem Fall bildet sich zwischen dem Rotor und der Seitenwand 27a ein kleiner Dichtspalt aus. Wenn auf beiden Seiten des Rotors das gleiche Fluid gefördert und der Druck im wesentlichen gleich ist, wenn fernerhin die Viskosität des Fluids ge­ nügend hoch ist und wenn der Druckanstieg entlang des Sta­ tors insgesamt nicht zu hoch ist, hat dieser Dichtspalt keinen wesentlichen Nachteil auf die Fördereigenschaften. Im anderen Fall, d. h. insbesondere bei geringer Viskosität (z. B. bei gasförmigem Medium) usw., kann der Durchmesser des Rotors gegenüber dem Abstand der Seitenwände 27a und 27b vergrößert sein, so daß immer eine Anpreßkraft zwischen Rotor und Stator gegeben ist, wie dies durch Pfeil 63 in Fig. 4 angedeutet ist.

Für die Pumpwirkung ist nicht nur der Kontakt zwischen dem Rotor und den Seitenwänden 27a und 27b, sondern insbeson­ dere auch der Kontakt zwischen dem Rotor und den inneren Stirnwänden 28a, 28b von Bedeutung. Auch hier kann, falls dies bei niedrigen Viskositäten usw. erforderlich ist, eine Vorspannung durch eine entsprechende geometrische Gestaltung der Rotorabmessungen erfolgen.

Um eine optimale Verteilung der Belastung innerhalb des Hohlraumes zu erreichen und um gegebenenfalls geometrische Abweichungen, die durch die elastische Verformung bedingt sind, zu korrigieren, kann die Form des Hohlraumes im Un­ terschied von der in den Fig. 3 und 4 gezeigten exakten geometrischen Form abweichen.

So können, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, sich die Sei­ tenwände 27a und 27b nach innen vorwölben, so daß die grö­ ßere Verformung im Mittelbereich des Stators dadurch aus­ geglichen wird.

Aus den vorstehenden Überlegungen ergibt sich, daß der Stator 1 so beschaffen sein sollte, daß zur Verschiebung nebeneinanderliegender Querschnitte gegeneinander nur eine geringe Kraft erforderlich ist, um die durch die Pfeile 60 und 61 symbolisierte Kraftwirkung gering zu halten, daß aber andererseits die Steifigkeit groß genug sein sollte, damit in allen Positionen eine ausreichende Dichtwirkung entsteht.

Um das "Ausbeulen" der Seitenwände des Stators zu verhin­ dern, können parallel zu der inneren Seitenwand des Sta­ tors zylindrische Stifte eingesetzt werden, wie dies ge­ strichelt in Fig. 4 mit den Bezugszeichen 65a, 65b ange­ deutet ist. Diese zylindrischen Stifte können aus Metall oder aus Kunststoff bestehen und werden in gleichmäßigem Abstand im Elastomermaterial des ersten Körpers angeord­ net.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere Statorausbildung, bei der dieser Forderung Rechnung getragen ist. Der Stator 70 weist eine Vielzahl von Rippen 72 auf, die durch Ein­ schnitte 73 voneinander getrennt sind. Durch die Ein­ schnitte wird ermöglicht, daß sich benachbarte Querschnit­ te leicht gegeneinander verschieben können. Die Rippen 72 versteifen dagegen die Querschnittsausbildung.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Rippen gemeinsam mit dem Stator in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 8 und 9. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in den Stator 80 eine Vielzahl von Versteifungslamellen 81 eingelassen, deren Außenkontur mit der Außenkontur des Stators, die mit der des Stators 20 in der Fig. 3 identisch ist, zusammenfällt, deren Innenkontur aber geringfügig größer ist, als der Hohlraum 84 des Stators 80, der dem Hohlraum des Stators 20 gemäß Fig. 3 entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich durch die Versteifungslamellen eine Verstei­ fung der einzelnen Querschnitte, während die Verformung von parallelen Querschnitten zueinander nur unwesentlich beeinträchtigt wird.

In Abhängigkeit von der Exzentrizität e des Gewindes des Rotors kann der Abstand s zwischen benachbarten Verstei­ fungslamellen die Dicke der Versteifungslamellen selbst und der Abstand zwischen den Blechlamellen und dem Hohl­ raum 84 entsprechend gewählt und variiert werden.

Die Lamellen können ebenfalls aus einem Metall oder aus Kunststoff bestehen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stators 90, wie er in Verbindung mit dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendet werden kann. Bei die­ sem Ausführungsbeispiel sind eine Vielzahl von Verstei­ fungslamellen 92 vorgesehen, die in einen elastischen Schlauch 93, der den Hohlraum 94 des Stators umfaßt, ein­ gelassen sind. Dabei haben die einzelnen Lamellen eine Öffnung 95, die so bemessen ist, daß dem Stator die Form des Hohlraumes, die der der Fig. 3a bis 3d entspricht, aufgezwungen wird. Es ist bei diesem Ausführungsbeispiel also möglich, den Stator als zylindrisches Teil zu ferti­ gen und anschließend mit den Versteifungslamellen 92 zu verbinden. Durch diese Verbindung erhält dann der Hohlraum 94 die gewünschte Form. Auf diese Art und Weise können die Herstellungskosten für den Stator nochmals deutlich redu­ ziert werden. Auch diese Lamellen können aus Metall oder aus Kunststoff hergestellt werden. Die Verbindung an der Öffnung 95 ist so zu gestalten, daß ein Verdrehen des Schlauches verhindert wird.

Ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie die Fig. 10 und 11 zeigen die Fig. 12 und 13. Bei diesem Stator (der um 90° verdreht zu der Darstellung in Fig. 10 und 11 gezeichnet ist) ist ebenfalls ein aus elastischem Material bestehen­ der Schlauch 101 vorgesehen, der durch einzelne Lamellen 102 in eine Form gebracht wird, so daß der Hohlraum 104 dem Hohlraum 26 in Fig. 3 entspricht.

Im Unterschied zur Gestaltung gemäß den Fig. 10 und 11 sind hier jedoch die Lamellen mit einer elastischen Platte 105 und 106 abgedeckt. Beim Einbringen des Rotors in den Stator verformen sich die elastischen Platten 105 und 106 in Richtung des Pfeiles 107, entsprechend der Gestaltung des Rotors. Bei dieser Gestaltung wird davon Gebrauch ge­ macht, daß sich aufgrund der Abmessungen des Hohlraumes 104 die einzelnen Lamellen nicht in seitlicher Richtung, d. h. in Richtung des Pfeiles 108 bewegen.

Wenn sich der Rotor innerhalb des Hohlraumes des Stators dreht, wie dies beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, wird vom Rotor eine Reibkraft auf den Stator übertragen, und zwar bei einer Drehrichtung des Rotors in Fig. 4 im Uhrzeigersinn, in der Darstellung der Zeichnung gesehen, bezüglich der rechten Seitenwand 27b nach unten und der linken Seitenwand 27a nach oben. Diese Reibkräfte bilden ein Kräftepaar, welches dazu tendiert, den Stator 20 um seine Längsachse in Richtung des Pfeiles 64 zu tordieren.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, beispielsweise bei einer kleinen Ausführung der Pumpe, wird sich das förder­ seitige Ende des Stators um einen gewissen Winkel verdre­ hen, falls dies die am Stator angebrachte Förderleitung zuläßt. Diese Verdrehung ist auf die Funktion der Pumpe ohne Einfluß.

Will man eine Verdrehung des Stators, insbesondere bei größeren Pumpen, verhindern, kann der Stator seitlich ge­ führt werden, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Stator 20 verwendet, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Der Stator 20 ist an seinen beiden Stirnseiten durch eine Platte 111 und 112 geführt. Wie die Darstellung in Fig. 3 zeigt, unterliegen die äußeren Stirnwände 24a und 24b nur einer Verschiebung in seitlicher Richtung. Dies bedeutet, daß der Stator 20 in Richtung des Pfeiles 113 in dieser Führung gleiten kann.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 14 ist auf den Stator eine reibungsvermindernde Schicht 116, 117 aufgebracht, welche sich mit dem Stator verformt. Wenn die Materialpaarung zwischen der Platte 111 und 112 entsprechend gewählt ist, kann diese reibungsvermindernde Schicht aber auch entfal­ len.

Für das Material der Platten 111, 112 und für das Material der in bezug auf die Fig. 10 bis 13 erläuterten Verstei­ fungslamellen kommt Metall oder Kunststoff in Frage.

Bei Verwendung einer seitlichen Führung kann der Flansch 119 auf der Förderseite der Pumpe unmittelbar an den Füh­ rungsschienen befestigt werden. In diesem Fall ist aller­ dings dafür Sorge zu tragen, daß der Gewindebereich des Rotors im entsprechenden Abstand vom Flansch 119 endet, damit im Bereich des Flansches 119 keine seitlichen Ver­ schiebungen, d. h. Verschiebungen senkrecht zur Zeichenebe­ ne, des Stators auftreten.

Die Führungsschienen 111, 112 können auf der anderen Seite auch unmittelbar mit dem Motor 40 verbunden werden.

Die Seitenführung des Stators, die in bezug auf die Fig. 14 und 15 dargestellt ist, kann auch zu einer vollständi­ gen Umschließung des Stators erweitert werden. Zu diesem Zweck werden, wie in Fig. 14 ersichtlich, Platten 125, 126 vorgesehen, die die Seitenführungsplatten 111, 112 mitein­ ander verbinden. Der zwischen den Platten 125 und 126 ent­ stehende Raum sollte belüftet werden, um die Verformung des Stators zu diesen Platten hin und von diesen Platten weg nicht durch die Entstehung von Über- und Unterdruck zu beeinträchtigen.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 15 wird jeweils ein Stator benutzt, der aus einem elastisch ver­ formbaren Material besteht. Als Material kommen Natur­ kautschuk, künstlich hergestellte gummiartige Stoffe, PVC, Butyl, Polytetrafluorethylen, Polyamid usw. in Frage, wo­ bei gegebenenfalls zur Erhöhung der Festigkeit Verstär­ kungsstoffe, z. B. Glasfasern und dergleichen, einlaminiert werden können.

Der Rotor ist bei all diesen Ausführungsbeispielen nicht­ verformbar ausgebildet und ist aus einem Metall oder einem entsprechend steifen Kunststoff.

In bezug auf die Fig. 16 und 17 wird nun ein Ausführungs­ beispiel beschrieben, bei welchem der erste, rohrartige Körper 200 ebenfalls aus einem Elastomer besteht und der zweite Körper 201 im folgenden als Dichtkern bezeichnet, aus einem steifen Material. Im Unterschied zu den vorbe­ schriebenen Ausführungsbeispielen ist der zweite Körper hier als feststehender zylindrischer Körper ausgebildet. Der Stator 200 weist, wie aus der Darstellung gemäß Fig. 17 ersichtlich, die gleiche Form auf, wie der Stator 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4.

Die Verformung des Stators wird hier nicht durch eine Drehbewegung des Rotors, sondern durch eine Antriebsein­ richtung aufgebracht, welche von der Außenseite her auf den Stator wirkt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 und 17 ist diese Antriebseinrichtung eine Rollenkette, von der beim Ausfüh­ rungsbeispiel nur die als zylindrische Walzen ausgebildete Rollen 205 dargestellt sind. Die benachbarten Rollen 205, 206 weisen, wie aus Fig. 16 ersichtlich, einen Abstand d auf und werden auf den Stator 200 gedrückt, so daß die Stirnwände 202a und 202b auf dem Dichtkern 201 aufliegen. In gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 4 dichtet der Körper 201 die Seitenwände 203a und 203b des Hohlraums 204 im Stator 200 ab.

Die Antriebseinrichtung bewirkt nun, daß die Rollen der Rollenkette sich in gleichmäßigem Abstand und in gleichmä­ ßiger Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 210 bewegen. Dadurch entsteht eine Vielzahl von Kammern 212, 212′ zu beiden Seiten des Dichtkerns 201, durch welche das Fluid in Richtung des Pfeiles 210 gefördert wird.

Die Ausbildung einer Rollenkette mit entsprechenden Ket­ tenrädern zur Bewegungsumkehr usw. ist dem Fachmann be­ kannt und braucht deshalb hier nicht im einzelnen erläu­ tert zu werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 18 und 19. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein erster Körper 220 verwendet, der aus einem Elastomer besteht und in ähn­ licher Weise aufgebaut ist wie der Stator 20 gemäß Fig. 1. Im Unterschied zu der dortigen Gestaltung sind hier jedoch zwei Hohlräume angeordnet, wobei im ersten Hohlraum ein Rotor 224, der den gleichen Aufbau besitzt, wie der Rotor 21 in Fig. 1, und ein zylindrischer Dichtkern 221 angeord­ net.

Die Längsachse des Hohlraumquerschnittes, d. h. der Ab­ schnitt der beiden Stirnwände von der einen Öffnung, in der der Rotor 224 angeordnet ist, ist senkrecht zur Längs­ achse der zweiten Öffnung, in der der zylindrische Dicht­ kern 221 angeordnet ist. Durch das Rundgewinde des Rotors 224 wird der Stator 220 in einer solchen Weise verformt, daß sich zu beiden Seiten des zylindrischen Dichtkernes 221 Kammern 228, 228′ bilden, die bei einer Rotation des Rotors 224 in Richtung des Pfeiles 229 verlagert werden, wodurch es möglich ist, in dem Hohlraum um den Dichtkern 221 ein Fluid in Richtung des Pfeiles 229 zu pumpen.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß der Rotor 224 nicht mit dem zu fördernden Fluid in Verbindung kommt. Auf den Dichtkern 221 wirken nur geringe Kräfte, so daß der Dichtkern aus einem Material gestaltet werden kann, wel­ ches zwar keine hohe Festigkeit aufweist, dafür aber die für das jeweilige Fluid gewünschte physikalische und/oder chemische Eigenschaften aufweist.

Weiterhin ist es möglich, den Rotor 224 mit reibungs- und verschleißmindernden Flüssigkeiten zu schmieren, die auf­ grund des Aufbaus der Pumpe nicht in den Hohlraum um den Dichtkern 221 gelangen können.

Die Fig. 20 und 21 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel besteht der erste, rohrartige Körper 240 aus einem steifen Material, während der zweite Körper 241 aus einem verformbaren Material besteht.

In den zweiten Körper 241 sind eine Vielzahl von magne­ tisch aktivierbaren Eisenkörpern 244, 245 vorgesehen, wel­ che in dem Bereich des (im unverformten Zustand) zylindri­ schen zweiten Körpers 241 liegen, der bei der Verformung der Stirnwand 246a bzw. 246b des Stators 240 benachbart ist. Die Hohlraumform des Stators 240 entspricht dem Hohl­ raum des Stators 20 in Fig. 1.

Zu beiden Seiten des Stators 240 sind im Bereich der Stirnseiten 246a, 246b Erregerspulen 250, 251 angeordnet, die über eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden. Die Steuerung der Spannungsversorgung der elektrischen Spulen ist so gestaltet, daß die zu einer Seite des Stators, also beispielsweise im Bereich der Stirnseite 246a angeordnete Magnetspule das zugeordnete Eisenelement 244 anzieht, wäh­ rend die Spule 251 so geschaltet ist, daß sie entweder kein Magnetfeld erzeugt oder daß sie ein Magnetfeld in der Weise erzeugt, daß das Eisenelement 245 von der Magnetspu­ le abgestoßen wird.

Durch eine entsprechende Steuerung der Stromzufuhr zu den Magnetspulen entsteht wiederum ein schlangenlinienartiger Verlauf des zweiten Körpers 241, durch den sich Kammern 252 und 252′ ausbilden, die sich in Richtung des Pfeiles 253 bewegen. In einem Endbereich ist der zweite Körper 241 axial an einem Punkt 255 befestigt, um eine ungewollte Verschiebung des zweiten Körpers innerhalb des Stators zu verhindern.

Die magnetisch aktivierbaren Elemente 244, 245 sind vor­ zugsweise Permanentmagnete.

Der zweite Körper 241 kann aber auch aus einem magneti­ sierbaren Elastomer bestehen.

In bezug auf die Fig. 22 und 23 wird nun ein weiteres Aus­ führungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Pumpe weist einen aus Elastomermaterial bestehenden Stator 301 auf, der im Querschnitt gesehen, die gleiche Form besitzt wie der Stator 20 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Im Stator ist ein Rotor 302 vorgesehen, der, in entspre­ chender Weise wie der Rotor 21 im Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 1 bis 4, im Abschnitt 302a als eingängiges Rund­ gewinde ausgebildet ist. Der Abschnitt 302b ist zylin­ drisch ausgebildet und mit der Antriebswelle eines (nicht im einzelnen dargestellten) Motors 304 verbunden.

Der Stator 301 wird von einem dritten rohrartigen Körper 306 umgeben, der einen durchgehenden Hohlraum 307 auf­ weist, der im Querschnitt rechteckförmig gestaltet ist. Die innere Länge der ersten Seitenwand 308 des Hohlraumes entspricht in etwa der äußeren Länge der Seitenwand 310 des Stators 301. Die Länge der zweiten Seitenwand 309 des Hohlraums 306 entspricht im wesentlichen der Länge der äußeren Stirnseite 311 des Querschnitts des Stators zuzüg­ lich der doppelten Exzentrizität des Rotors 302.

Im dritten rohrartigen Körper 306 ist eine erste Flansch­ öffnung 315 vorgesehen, durch welche ein Fluid angesaugt werden kann, sowie eine zweite Flanschöffnung 317, 318, durch die das unter Druck stehende Fluid aus der Pumpe austreten kann.

Eine Trennwand 320 ist im saugseitigen Teil des dritten rohrartigen Körpers vorgesehen und bewirkt, daß das einge­ saugte Fluid den Kammern zwischen dem dritten rohrartigen Teil und dem Stator zugeführt werden kann.

Die Funktion dieser Pumpe ist wie folgt:
Durch die Verformung des Stators 301 bilden sich zwischen Stator 301 und dem dritten Körper Kammern 325, 325′ aus, die durch die Seitenwände des dritten Körpers und den äu­ ßeren Seitenwänden des Stators begrenzt sind.

Wie sich aus der Darstellung der Fig. 22 ergibt, wird das angesaugte Fluid durch die Öffnungen 321, 322 der Trenn­ wand 320 den Kammern 325 und 325′ zugeführt. Wenn sich der Rotor dreht, verlagern sich diese Kammern von der Druck­ seite zur Saugseite in Richtung des Pfeiles 326 und bewir­ ken somit die Förderung des Fluids von der Saugseite zur Druckseite.

Dieses Ausführungsbeispiel hat eine ganze Reihe von Vor­ teilen. Da der Rotor selbst nicht mit dem zu fördernden Fluid in Berührung kommt, kann die Materialwahl des Rotors und die Materialkombination Rotor/Stator unabhängig von den Eigenschaften des zu verwendenden Fluid gewählt wer­ den. Wie vorstehend ausgeführt, muß bei der Auslegung dar­ auf geachtet werden, daß der Verschleiß zwischen dem Rotor 302 und den Seitenwänden des Hohlraumes 305 im Stator nicht zu hoch wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann in den Stator ein Schmiermittel eingefüllt werden, welches die Reibung und den Verschleiß zwischen Rotor und Stator mindert. In diesem Zusammenhang wird darauf verwiesen, daß im Unterschied zur Gestaltung gemäß den Fig. 1 bis 4 die Länge des Hohlraumes im Stator parallel zur Seitenwand 308 länger gestaltet werden kann, als es dem Durchmesser des Rotors zuzüglich dem Zweifachen der Exzentrizität ent­ spricht. Dadurch verbleibt auch bei höchster Auslenkung des Rotors an beiden Stirnwänden des Hohlraumes im Stator ein Spalt, so daß bezüglich eines in den Hohlraum 305 ein­ gefüllten Schmiermittels keine Verdrängungswirkung ent­ steht.

Die Materialkombination zwischen Stator 301 und drittem rohrartigen Körper 306 kann in Abhängigkeit des zu för­ dernden Fluids gewählt werden. So können beide Teile bei­ spielsweise aus Kunststoff bestehen, oder ein Teil aus Kunststoff und ein Teil aus Metall. Dadurch ist es mög­ lich, auf der einen Seite Fluide zu pumpen, die gegen Ver­ schmutzungen sehr empfindlich sind, beispielsweise Fluide im Lebensmittel- oder pharmazeutischen Bereich, auf der anderen Seite ist es möglich, Fluide zu pumpen, die z. B. aggressiv gegen Metall sind.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 22 und 23 ist der Außenquerschnitt des Stators 301 rechteckig, wie beim Sta­ tor 21 gemäß Fig. 1. In entsprechender Weise ist der In­ nenquerschnitts des dritten rohrförmigen Querschnitts, des Stators 306 rechteckig gestaltet. Abweichend von dieser Gestaltung ist es auch möglich, daß der Stator 301 kreis­ ringförmig gestaltet ist, wobei sich die Form des Hohlrau­ mes 305 dabei jedoch nicht ändert und daß der Innenquer­ schnitt des Stators 306 dann so gestaltet ist, wie der Innenquerschnitt des Stators 20 in den Querschnittsdar­ stellungen der Fig. 3a bis 3d.

Bei einer weiteren alternativen Ausführung des Ausfüh­ rungsbeispiels gemäß Fig. 22 und Fig. 23 wird auch der Hohlraum 305 zwischen Stator 301 und 302 zur Fluidförde­ rung eingesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Trennwand 320 so gestaltet, daß weitere (in der Zeichnung nicht dargestellte) Öffnungen vorgesehen sind, durch die das Fluid in die zu beiden Seiten des Rotors 302 gebildete Kammern 328, 328′ (siehe Fig. 23) einströmen kann.

Diese Gestaltung hat den Vorteil, daß das Fördervolumen der Pumpe insgesamt vergrößert wird, ohne daß sich die Baugröße oder der Bauaufwand der Pumpe verändern.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 22 und 23, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist eine separate Zuleitung vorgesehen, durch welche ein Fluid in den Hohlraum 305 zwischen Rotor 302 und Stator 301 zugeführt werden kann. In entsprechender Weise sind Fluidabströmöffnungen auf der Druckseite der Pumpe vorge­ sehen, durch welche das Fluid ausgebracht wird.

Bei dieser Gestaltung kann in der zwischen Rotor und Sta­ tor ausgebildeten Pumpstrecke ein anderes Fluid gefördert werden, als zwischen Stator und drittem rohrartigen Kör­ per.

Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, daß die Fördervo­ lumina der Fluide, wenn diese inkompressibel sind, durch die Geometrie der Pumpe festgelegt sind und nicht von der Drehzahl des Motors abhängt. Eine derart ausgebildete Pum­ pe ist deshalb besonders vorteilhaft zu verwenden, wenn zwei Fluide gefördert werden müssen, die in einem bestimm­ ten Mischungsverhältnis zueinander stehen, wie dies in der chemischen Industrie häufig der Fall ist. Durch eine Ände­ rung der Drehzahl des Motors 304 ändert sich das Fördervo­ lumen beider Fluide in gleicher Proportionalität, so daß das Verhältnis der Volumenströme konstant bleibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nun in bezug auf die Fig. 24 und 25 beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein wiederum als Sta­ tor bezeichneter erster rohrartiger Körper 351 verwendet, der aus einem Elastomer besteht und der einen rechteckigen Außenquerschnitt aufweist. Der im Stator ausgebildete Hohlraum 352 entspricht in seiner Gestaltung dem Hohlraum, wie er beim Stator 20 in den Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Innerhalb des Hohlraumes 352 ist der zweite Körper, der Rotor 354 ausgebildet. Der Rotor 354 weist einen Gewinde­ bereich 354a auf, der als eingängiges Rundgewinde ausge­ bildet ist, wie beim Rotor gemäß den Fig. 1 bis 4, sowie einen zylindrischen Abschnitt 354b. Im Unterschied zum Rotor gemäß den Fig. 1 bis 4 ist der Rotor hohl und weist einen durchgehenden Hohlraum 356 mit im wesentlichen kon­ stantem Querschnitt auf.

Der Stator 351 ist in einem dritten rohrartigen Körper 360 angeordnet, der genauso aufgebaut ist, wie der dritte rohrartige Körper im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 22 und 23.

Die insgesamt mit 350 bezeichnete Pumpe ist im Druckbe­ reich, d. h. in Fig. 24 auf der linken Seite, so gestaltet, daß der Hohlraum 352 zwischen Rotor und Stator mit den jeweiligen Kammern 362 und 362′ über eine Nut 365 mit dem Hohlraum 356 des Rotors 354 in Strömungsverbindung steht. An der Saugseite der Pumpe ist der zylindrische Abschnitt 354b in seinem Endbereich von einem Zylinder 367 umgeben, der in Strömungsverbindung mit einem Ringraum 368, der den zylindrischen Abschnitt 334b um den Rotor 354 umgibt, steht. Das durch die Pumpe geförderte Fluid tritt durch einen Sauganschluß 370 in die Pumpe ein und wird durch die Drucköffnungen 372, 373 aus der Pumpe ausgebracht.

Der Zylinder 367 ist insgesamt durch eine Abdeckung 375 abgedichtet, die zur Umgebung hin strömungsdicht gestaltet ist. Weiterhin ist der Zylinder 367 so gestaltet, daß er über eine magnetische Kopplung durch einen Zylinder 378 in Drehung versetzt werden kann. Insbesondere bei größeren Ausführungen dieser Pumpe können Wälzlager vorgesehen sein.

Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels ist wie folgt: Im Betrieb wird, in gleicher Weise wie beim Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 22, 23, das zu fördernde Fluid durch den Sauganschluß 370 angesaugt und durch die sich zwischen dem Stator und dem dritten rohrartigen Körper bildenden Kam­ mern 382, 382′ zur Druckseite gefördert. Eine im Hohlraum 362 des Stators 351 befindliche Flüssigkeit wird bei der Umdrehung des Rotors zur Druckseite hin gefördert und kann von dort über den Spalt 372 in das Innere des Rotors ein­ dringen. Von dort fließt dieses Fluid über den Ringraum zwischen Zylinder 367 und dem Rotor in den Hohlraum 362 zwischen Rotor und Stator zurück.

Bei dieser Ausführungsform wird das zweite, im Hohlraum des Stators fließende Fluid vorzugsweise dazu eingesetzt, den Stator und die Pumpe insgesamt zu temperieren und, gegebenenfalls, um den Kontakt zwischen Rotor und Stator zu schmieren.

Claims (21)

1. Pumpe zur Förderung von Fluiden mit:
einem länglichen, rohrartigen ersten Körper, welcher einen in Längsrichtung durchgehenden Hohlraum auf­ weist, der von vier, sich in Längsrichtung erstrec­ kenden Wandflächen begrenzt ist, nämlich einer ersten Seitenwand, die einer zweiten Seitenwand gegenüber­ liegt, sowie einer ersten Stirnwand, die einer zwei­ ten Stirnwand gegenüber liegt, wobei die erste und die zweite Stirnwand jeweils diese erste und diese zweite Seitenwand miteinander verbinden,
wenigstens einem mit dem Hohlraum des ersten Körpers in Strömungsverbindung stehenden Fluideinlaß, der in einem ersten Endbereich des ersten Körpers angeordnet ist, und durch den ein zu förderndes Fluid angesaugt wird,
wenigstens einem mit dem Hohlraum des ersten Körpers in Verbindung stehenden Fluidauslaß, der in einem zweiten Endbereich des ersten Körpers angeordnet ist und durch den das unter Druck stehende Fluid aus der Pumpe gefördert wird,
einem zweiten länglichen Körper, der innerhalb des Hohlraums des ersten Körpers angeordnet ist, wobei die Querschnittsfläche des zweiten Körpers immer kleiner ist, als die Querschnittsfläche des Hohlrau­ mes des ersten Körpers an der entsprechenden Stelle,
und wobei zumindest innerhalb eines Förderabschnittes dieser Pumpe die Kontur des Querschnittes des Hohl­ raumes des ersten Körpers und die Kontur des Quer­ schnittes des zweiten Körpers so gestaltet sind, daß in jedem Querschnitt zwei Kontaktbereiche gebildet werden, an denen sich der erste Körper und der zweite Körper einander berühren oder unter Bildung eines kleinen Spaltes zueinander benachbart sind, wodurch wenigstens eine erste Kammer gebildet wird, die durch diesen zweiten Körper, diese erste Seitenwand, diese zweite Seitenwand und diese erste Stirnwand begrenzt ist, sowie wenigstens eine zweite Kammer, welche durch diesen zweiten Körper, diese erste Seitenwand, diese zweite Seitenwand und diese zweite Stirnwand begrenzt ist, und
wobei zumindest einer dieser beiden Körper verformbar ist, und
wobei eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, welche eine Kraft auf zumindest einen der beiden Körper aus­ übt, wodurch sich in jedem Querschnitt des Förderab­ schnittes der erste Körper und der zweite Körper re­ lativ zueinander bewegen, und wobei die Wirkung die­ ser Kraft so gesteuert ist, daß sich diese erste Kam­ mer und diese zweite Kammer in Längsrichtung inner­ halb des Förderabschnittes vom ersten zum zweiten Endbereich verlagern.

2. Pumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest innerhalb des Förderabschnittes alle be­ nachbarten Querschnitte des Hohlraumes des ersten Körpers die gleiche Kontur aufweisen.

3. Pumpe gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenkontur jedes Querschnittes durch diesen Hohlraum des ersten Körpers eine Symmetrie­ längsachse aufweist, welche von dieser ersten Seiten­ wand und von dieser zweiten Seitenwand den gleichen Abstand aufweist, sowie eine Symmetriequerachse, wel­ che den gleichen Abstand von dieser ersten Stirnwand und dieser zweiten Stirnwand aufweist und daß die Schnittpunkte der Symmetrielängsachse aller Quer­ schnitte innerhalb dieses Förderabschnittes mit den Stirnwänden des entsprechenden Querschnittes jeweils auf einer Ebene liegen.

4. Pumpe gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Seiten­ wände in jedem Querschnitt entlang einer Geraden er­ strecken, während die beiden Stirnwände im Quer­ schnitt halbkreisförmig ausgebildet sind.

5. Pumpe gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper aus ei­ nem verformbaren Material gefertigt ist.

6. Pumpe gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper zumin­ dest innerhalb des Förderabschnittes in jedem Quer­ schnitt kreisförmig gebildet ist.

7. Pumpe gemäß Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich erster Körper und zweiter Körper relativ zueinander drehen.

8. Pumpe gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Förderabschnitt des zweiten Körpers als Rundgewinde ausgebildet ist.

9. Pumpe gemäß mindestens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des er­ sten Körpers im Querschnitt rechteckförmig ausgebil­ det ist, wobei die beiden Seitenwände parallel zur Symmetrielängsachse des entsprechenden Hohlraumquer­ schnittes ist und die Stirnwände parallel zur Symme­ triequerachse jedes Hohlraumquerschnittes.

10. Pumpe gemäß mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper eine Vielzahl von Verstärkungselementen aufweist, welche aus einem steifen Material bestehen und in Längsrich­ tung voneinander beabstandet sind.

11. Pumpe gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein seitliches Füh­ rungselement angeordnet ist, welches eine ebene Kon­ taktfläche aufweist, die im Kontakt mit einer dieser Stirnwände der Außenkontur des zweiten Körpers steht.

12. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter, sich in Längsrichtung erstreckender rohrartiger Körper vorgesehen ist, der einen Hohlraum aufweist, in dem dieser erste längliche Körper und dieser zweite Kör­ per angeordnet sind, wobei die Innenkontur jedes Querschnittes dieses dritten Körpers innerhalb eines Förderabschnittes rechteckig ist, wenn die Außenkon­ tur des ersten Körpers rechteckig ist bzw. oval, wenn die Außenkontur des ersten Körpers rund ist.

13. Pumpe gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Endbereich und in einem zweiten End­ bereich dieses dritten Körpers jeweils mindestens ein Fluideinlaß und ein Fluidauslaß vorgesehen sind.

14. Pumpe gemäß Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper innerhalb des Förderabschnittes zylindrisch ausgebildet ist, und daß diese Antriebs­ einrichtung bewirkt, daß der erste Körper innerhalb dieses Förderabschnittes verformt wird.

15. Pumpe gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des ersten Körpers durch einen mit einem Rundgewinde versehenen Rotor bewirkt wird, der parallel zur Längsachse des zweiten Körpers und au­ ßerhalb dieses Hohlraumes angeordnet ist.

16. Pumpe gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des ersten Körpers durch Walzen be­ wirkt wird, welche im gleichen Abstand voneinander parallel zur Längsachse dieses ersten Körpers geführt werden, und zwar im Kontakt mit den Außenwänden des ersten Körpers im Bereich der ersten und der zweiten Stirnwand des Hohlraumes des ersten Körpers.

17. Pumpe gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen, welche jeweils an einer Außenwand des ersten Körpers angreifen, zu einer Rollenkette zusam­ mengefügt sind.

18. Pumpe gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper im wesentlichen zylindrisch und verformbar ausgebildet ist, daß im Bereich der ersten und der zweiten Stirnwand des Hohlraumes des ersten Körpers an dessen Außenseite Elektromagnete vorgese­ hen sind, die über eine Steuereinrichtung mit einer Spannung beaufschlagt werden und daß im zweiten Kör­ per eine Vielzahl von magnetisch aktivierbaren Ele­ menten parallel zueinander in benachbarten Quer­ schnitten vorgesehen sind.

19. Pumpe gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch aktivierbaren Elemente Permanentmagne­ te sind, und daß in einer Vielzahl von Querschnitts­ abschnitten des Rotors zwei zu dessen Längsachse sym­ metrisch angeordnete Magnete vorgesehen sind.

20. Pumpe gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper einen in Längsrichtung durchgehenden Hohlraum aufweist, welcher mit einem Fluideinlaß und einem Fluidauslaß in Verbindung steht.

21. Pumpe gemäß Anspruch 20 und Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der im Endbereich des zweiten Kör­ pers angeordnete Fluidauslaß mit einem Fluideinlaß des Rotors in Strömungsverbindung steht.