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Title:
ECCENTRIC SCREW PUMP EQUIPPED WITH A ROTOR THAT IS EROSION-RESISTANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/021971
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an eccentric screw pump or an eccentric screw motor comprising a rotor (4) that is configured from a tubular jacket (19) with at least two layers. The outer layer (45) of the rotor jacket consists of a material that is abrasion- and/or corrosion-resistant.

Inventors:
KAECHELE BRUNO (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/009141
Publication Date:
March 10, 2005
Filing Date:
August 14, 2004
Export Citation:
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Assignee:
WILHELM KAECHELE GMBH (DE)
KAECHELE BRUNO (DE)
International Classes:
F04C2/107; (IPC1-7): F04C2/107
Foreign References:
DE19852380A12000-05-25
DE2918602A11980-11-20
DE1816462A11970-07-02
DE2240423A11974-03-07
Attorney, Agent or Firm:
RÜGER, BARTHELT & ABEL (Esslingen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor (1), mit einem Stator (3), der eine durchgehende Statorbohrung (20) enthält, die eine schraubenförmige Gestalt auf weist, mit einem an die Statorbohrung (20) angepassten schrauben förmigen Rotor (4), der ein schraubenförmig verformtes Rohr (34) aufweist, das sich aus einer inneren Lage (44) und wenigstens einer äußeren Lage (45) zusammen setzt, die gemeinsam zu der schraubenförmigen Gestalt umgeformt sind, wobei die äußere Lage (45) aus einem Material besteht, das sich von dem Material der inne ren Lage (44) unterscheidet, und mit einem Kupplungskopf (35), der mit dem Rotor (4) dreh fest verbunden ist.
2. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der äußeren Lage (45) abriebfester und/oder korro sionsfester ist als das Material der inneren Lage (44).
3. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Lage (44) aus einem nahtlosen Rohr (51) besteht.
4. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Lage (44) aus einem Stahl besteht.
5. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Lage (45) aus wenigstens einem Metallband (52) be steht.
6. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Metallband (52) der äußeren Lage (45) schraubenförmig auf die innere Lage (44) aufgewickelt ist.
7. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßstellen (54) zwischen benachbarten Windungen (53) des wenigstens einen aufgewickelten Metallbands (52) ver schweißt sind.
8. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßstellen (54) lasergeschweißt sind.
9. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der äußeren Lage (45) von einem korrosionsfesten und/oder hoch abriebfesten Stahl gebildet.
10. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl aus dem Materialien V2A, V4A ausgewählt ist.
11. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) ein Kernelement (33) enthält, das mit dem Rohr (34) reibund/oder formschlüssig verbunden ist.
12. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass. das Rohr (34) mit dem Kernelement (33) im Bereich der Gewinde täler (47) formschlüssig verbunden ist, indem das Kern element (33) lediglich im Bereich der Gewindetäler (47) des Rohrs (34) unter Bildung wenigstens einer schraubenförmig verlaufenden flachen Nut (48) eingedrückt ist.
13. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen dem Kernelement (33) und dem Rohr (34) wenigstens ein schraubenförmig verlaufender Zwischenraum (49) enthalten ist.
14. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (33) rohrförmig ist.
15. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (33) massiv ist.
16. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine schraubenförmig verlaufende Zwischenraum (49) mit einer Masse gefüllt ist.
17. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine schraubenförmig verlaufende Zwischenraum (49) leer ist.
18. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) eine Wandung (32) aufweist, die von einer elas tomeren Masse gebildet ist.
19. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) aus einem Mantel (19) mit einer elastomeren Aus kleidung (32) gebildet ist.
20. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elastomere Masse über einen großen Teil der Erstreckung des Stators (3) eine im Wesentlichen konstante Wandstärke auf weist.
21. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (19) eine schraubenförmige Gestalt aufweist, die der Statorbohrung (20) ähnlich ist.
22. Exzenterschneckenpumpe oder Exzenterschnecken motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (19) eine zylindrische Gestalt und die Auskleidung (32) eine zylindrische Außenumfangsfläche aufweist.
23. Verfahren zum Herstellen eines Rotors einer Ex zenterschneckenpumpe oder eines Exzenterschneckenmo tors mit einem Stator (3), der eine durchgehende Sta torbohrung (20) enthält, die eine schraubenförmige Gestalt aufweist, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören : es wird ein zylindrisches Rohr (51) bereit gestellt, das Rohr (51) wird mit einer Metallschicht (52) ummantelt, derart, dass sich eine doppelwandiges Gebilde (51,52) ergibt, das doppelwandige Gebilde (51,52) wird zu der schraubenför migen Gestalt des Rotors (4) umgeformt.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, dass das zylindrische Rohr (51) ein nahtloses Rohr ist.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich net, dass das zylindrische Rohr (51) eine metallische blan ke Außenumfangsfläche aufweist.
26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, dass die Metallschicht von wenigstens einem Metallband (52) gebildet ist.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich net, dass das Metallband (52) auf das innere Rohr (51) der art aufgewickelt ist, dass die Windungen (53) im Wesentli chen ohne Spalt aneinander anstoßen.
28. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, dass die Stoßstelle (54) zwischen benachbarten Windun gen (53) verschweißt ist.
29. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, dass das Metallband (52) vor dem Aufwickeln auf das Rohr (51) kontinuierlich erwärmt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, dass das doppelwandige Gebilde (51,52) kalt umgeformt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich net, dass vor der Kaltumformung in das doppelwandige Ge. bilde (51,52) ein Kernelement (33) eingefügt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich net, dass das Kernelement (33) Längsrippen aufweist.
Description:
Exzenterschneckenpumpe mit erosionsfestem Rotor Aus der DE 198 52 380 AI ist ein Rotor für eine Exzen- terschneckenpumpe oder ein Exzenterschneckenmotor bekannt, der durch Kaltumformung hergestellt ist.

Die Pumpe beziehungsweise der Motor weist einen Stator mit einer durchgehenden schraubenförmigen Öffnung auf, in der der Rotor sich beim Verdrängerbetrieb abwälzt. Den Sta- tor bildet ein zylindrisches Rohr, das mit einer elastome- ren Auskleidung versehen ist. Die elastomere Auskleidung selbst stellt die Wand der Durchgangsöffnung dar und wirkt als Abdichtung gegenüber dem Stator.

Der Stator setzt sich aus einem Kernelement und einem darum geformten Mantel zusammen. Der Mantel wird ausgehend von einem zylindrischen Rohr in die schraubenförmige Ge- stalt kalt umgeformt. Dadurch erhält das ursprünglich zy- lindrische Rohr nicht nur die schraubenförmige Gestalt, wie sie für den Rotor erforderlich ist, sondern das Rohr wird auf diese Weise auch fest mit dem Kernelement verbunden. Im endgültigen Zustand liegen die Gewindetäler des Mantels des Stators fest und reibschlüssig auf dem Kernelement auf. Zur Verbesserung der Mitnahmewirkung zwischen dem Kernelement und dem Mantel des Stators, kann das Trägerelement noch mit Längsrippen versehen sein.

Der bekannte Rotor ist kostengünstig in sehr großen Mengen herstellbar. Es können ohne weiteres Längen von bis zu 6 Metern erreicht werden, ohne das eine spangebende Nacharbeit der Oberfläche des Stators erforderlich ist. Die Oberfläche des Rotors ist sehr glatt und hinreichend maß- haltig.

Das in dem Mantel vorhandene Kernelement verhindert, dass sich der Rotor bei Druckbeaufschlagung ent- spiralisiert, was zu einem Steigungsfehler zwischen Stator und Rotor und der Folge entsprechender Undichtigkeiten füh- ren würde.

Das bislang für den bekannten Rotor verwendete Stahl- material ist für eine Reihe von Anwendungen nicht fest ge- nug hinsichtlich des auftretenden Abriebs und für einige Anwendungsfälle auch nicht hinreichend korrosionsfest. Mit anderen Worten, der bekannte Rotor zeichnet sich nicht durch eine ausreichende Erosionsfestigkeit aus. Dabei soll unter Erosion nicht nur der Abtrag durch Korrosion, sondern auch der Abtrag durch Gleitschleifen des geförderten Mate- rials an der Oberfläche verstanden werden.

Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, den Stator mit einem Mantel zu versehen, der ebenfalls eine schraubenförmige Gestalt ähnlich einer schraubenförmigen Gestalt der Durchgangsöffnung zeigt. Die elastomere Aus- kleidung, die wiederum als Dichtmaterial dient, weist in diesen Fällen praktisch eine nahezu konstante Wandstärke auf. Mit einem solchen Stator lassen sich größere Drücke erzeugen, beziehungsweise größere Drehmomente im Falle ei- nes Exzenterschneckenmotors.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung eine Exzenterschneckenpumpe oder einen Exzenterschneckenmotor zu schaffen, bei denen der Rotor sich durch eine bessere Ero- sionsfestigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Exzenter- schneckenmotor oder der Exzenterschneckenpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, um einen Rotor zu produzieren, der eine größere Erosionsfestigkeit zeigt.

Das Verfahren ist durch die Merkmale des Anspruchs 23 gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Exzenterschneckenpumpe be- ziehungsweise dem erfindungsgemäßen Exzenterschneckenmotor ist der Rotor sandwichartig aufgebaut. Er besteht aus einer radial inneren Lage und einer radial äußeren Lage, wobei die radial äußere Lage speziell an die höhere Erosionsfes- tigkeit angepasst ist. Sie kann abriebfester oder korro- sionsfester oder beides sein, als die radial innere Lage.

Da im Übrigen die korrosionsfestere Materialien sich bei größerer Wandstärke unter Umständen schlechter umformen lassen und/oder sehr viel teurer sind als die radial innere Lage, kann die radial innere Lage primär nach dem Gesichts- punkt der Festigkeit und der Kosten ausgewählt werden, so dass mit einer sehr dünnen radialen äußeren Lage das Aus- kommen gefunden wird.

Eine sehr homogene Struktur des Rotors lässt sich er- reichen, wenn das innere Rohr ein nahtloses Rohr ist. Inho- mogenitäten, wie sie sonst beim Schweißen auftreten würden, werden dadurch vermieden. Solche Inhomogenitäten könnten sich als Gestaltsfehler nach außen hin fortsetzen. Es ist jedoch auch möglich ein gewickeltes Rohr als inneres Rohr zu verwenden. An der schraubenförmigen Stoßfuge ist das Rohr vorzugsweise Laser geschweißt. Die Wendel sollte ge- genläufig zu der Wendel der äußeren Lage laufen.

Die innere Lage, beziehungsweise das innere Rohr, be- steht aus einem leicht umformbaren Stahl, der gut geeignet ist, die auftretenden Kräfte abzuleiten und der sich in brauchbarer Weise kalt umformen lässt.

Die äußere Schicht kann aus einem aufgesteckten Rohr bestehen. Eine solche Lösung eignet sich jedoch nur für Rotoren mit kurzer Baulänge. Bei Rotoren mit großer Baulän- ge ist es von Vorteil, wenn die äußere Lage von einem auf- gewickelten Metallband gebildet wird.

Das Metallband wird auf Stoß aufgewickelt derart, dass die einzelnen Windungen ohne Spalt aneinander angrenzen.

Eine besonders gute Anordnung wird erreicht, wenn vor dem Kaltumformen die schraubenförmig verlaufende Stoßstelle, an der die Windungen aneinander stoßen, verschweißt wird. Vor- zugsweise erfolgt das Verschweißen mit Hilfe von Laser.

Als äußeres Material kommen unter anderem Edelstähle V2A-, V4A-Stahl oder sonstige abriebfeste Stähle in Frage.

Da diese ein sehr viel höheres spezifisches Gewicht als normaler Stahl haben, bedeutet der zweilagige Aufbau auch eine Gewichtsersparnis, verglichen mit einem Rotor nur aus Edelstahl. Dies spielt bei Rotoren mit einer Länge bis zu 6 Metern durchaus eine Rolle.

Die'Festigkeit des Rotors kann verbessert werden, wenn er ein Kernelement aufweist. Der Rotor kann um das Kern- element herumgeformt sein, so dass sich eine gute Verbin- dung mit dem Kernelement ergibt. Das Kernelement verhindert bei großen Längen ein entspiralisieren des Rotors unter Last. Außerdem kann mit Hilfe des Kernelementes zusätzli- cher Drehmoment über die Länge des Rotors eingeleitet wer- den. Hierzu ist der im Wesentlichen rotationssymentrische und nicht schraubenförmig verformte Kern besser geeignet.

Das Kernelement kann selbst rohrförmig sein oder mas- siv.

Außerdem kann der Zwischenraum zwischen dem Rohr oder Mantel des Rotors und dem Kernelement entweder freigelassen werden oder mit einer Masse gefüllt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein zylindrisches Rohr bereit gestellt. Das Rohr wird mit einer Metallschicht ummantelt, so dass ein doppelwandiges Gebilde erhalten wird. Anschließend wird das doppelwandige Gebilde das nach wie vor zylindrisch ist, schraubenförmig umge- formt.

Die Beschichtung des zylindrischen Rohres mit der äu- ßeren Schicht ist sehr einfach und lässt sich wegen der einfachen geometrischen Gestalt des bereit gestellten Roh- res auch einfach bewerkstelligen.

Da die äußere Schicht nur mit einer geringeren Wand- stärke aufgetragen werden muss, denn die Stabilität des Rotors wird unter Umständen in erster Linie von dem inneren Rohr erzeugt, können für die äußere Lage auch Materialien verwendet werden, die bei großer Wandstärke nicht mehr kalt zu verformen wären.

Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Ver- fahren ein nahtloses Rohr verwendet.

Das nahtlose Rohr hat zweckmäßigerweise eine metal- lisch blanke Oberfläche, so dass die Verbindung der äußeren Lage mit dem Rohr durch das Kaltumformen nicht durch oxyd- rückstände behindert wird.

Die äußere Metallschicht besteht im einfachsten Falle aus einem Metallband, das auf das Rohr aufgewickelt wird.

Um die Spannung zu erhöhen, kann das Metallband vor dem Aufwickeln unmittelbar vor der Berührungsstelle erwärmt werden. Das nachfolgende Abkühlen sorgt für einen Schrump- fungsprozess, der das Metallband besonders fest auf der Oberfläche des Rohres hält.

Die Stoßfuge zwischen benachbarten Windungen ist zweckmäßigerweise verschweißt, um ein Eindringen von Parti- keln zu verhindern.

Das erhaltene doppelwandige Gebilde wird kalt umge- formt. Bei dem Umformvorgang verbindet sich, zumindest punktuell, die äußere Schicht mit dem inneren Rohr, ähnlich wie dies beim Blattieren auch der Fall ist. Die Verbindung ist dadurch besonders haltbar und wird sich auch bei Tempe- raturwechseln nicht öffnen.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, kann vor dem Umformen des beschichteten Rohres ein Kernelement ein- gefügt sein.

Im Übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegen- stand von Unteransprüchen. Beim Studium der Ausführungsbei- spiele wird auch klar, dass eine Reihe von Abwandlungen möglich sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge- genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Exzenterschneckenpumpe in einer perspektivi- schen Darstellung, teilweise geschnitten Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Stator der erfin- dungsgemäßen Exzenterschneckepumpe, Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Rotor der erfin- dungsgemäßen Exzenterschneckepumpe, Fig. 4 einen Querschnitt durch den Rotor nach Fig. 3, und Fig. 5 das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Rotors der Exzenterschneckenpumpe beziehungsweise des Exzenterschneckenmotors nach Figur 1 unter Versinnbildlichung der Verfahrensschritte Fig. 1 zeigt in einer schematisierten, perspektivi- schen Darstellung eine erfindungsgemäße Exzenterschnecken- pumpe 1. Zu der Exzenterschneckenpumpe 1 gehören ein Pum- penkopf 2, ein Stator 3, in dem sich ein in Fig. 2 abgebro- chen veranschaulichter Rotor 4 dreht, sowie ein Anschluss- kopf 5.

Der Pumpenkopf 2 weist ein im wesentlichen zylindri- sches Gehäuse 6 auf, das an einem Stirnende mit einem Ab- schlussdeckel 7 versehen ist, durch den abgedichtet eine Antriebswelle 8 nach außen geführt ist. In das Gehäuse 6 mündet radial ein Anschlussstutzen 9, der an einem Befesti- gungsflansch 11 endet. Im Inneren des Gehäuses 6 befindet sich, wie bei wie bei Exzenterschneckenpumpen üblich, ein Kupplungsstück, um die Antriebswelle 8, die an einen nicht dargestellten Antriebsmotor angeschlossen ist, mit dem Ro- tor 4 drehfest zu kuppeln.

Das von dem Deckel 7 abliegende Stirnende des Gehäuses 6 ist mit einem Spannflansch 12 versehen, dessen Durchmes- ser größer ist als der Durchmesser des im wesentlichen zy- lindrischen Gehäuses 6. Der Spannflansch 12 enthält eine Stufenbohrung 13, die mit dem Innenraum des Gehäuses 6 fluchtet. In der Stufenbohrung ist eine nicht erkennbare Anlageschulter ausgebildet, gegen die der Stator 3 mit ei- nem Ende angepresst wird.

Der Anschlusskopf 5 verfügt über einen mit dem Spann- flansch 12 zusammenwirkenden Spannflansch 14, der ebenfalls eine Stufenbohrung enthält, in der das andere Ende des Sta- tors 3 eingesetzt ist. Mit der Stufenbohrung fluchtet eine wegführende Rohrleitung 15.

Zwischen den beiden Spannflanschen 12 und 14 ist mit Hilfe von insgesamt 4 Zugankern 16 der Stator 3 abgedichtet festgespannt. Zur Aufnahme der insgesamt 4 Zuganker 16 sind die beiden Spannflansche 12 und 14 mit jeweils vier mitein- ander fluchtenden Bohrungen 17 versehen, die auf einem Teilkreis liegen, der größer ist als der Außendurchmesser des Gehäuses 6 bzw. des Rohres 15. Durch diese Bohrungen 17 führen die stangen-förmigen Zuganker 16 hindurch. Auf der von dem gegenüberliegenden Spannflansch 12 bzw. 14 ablie- genden Seite sind auf die Zuganker 16 Muttern 18 aufge- schraubt, mit deren Hilfe die beiden Spannflansche 12 und 14 aufeinander zu festgezogen werden.

Der Stator 3 besteht, wie Fig. 2 zeigt aus einen rohr- förmigen Mantel 19 mit konstanter Wandstärke, der einen Innenraum 20 umgibt. Der Mantel 19 besteht aus Stahl, einer Stahllegierung, Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegie- rung. Er ist so geformt, dass seine Innenwand 21 die Außen- gestalt einer mehrgängigen Schraube bekommt. Seine Außen- seite 22 hat eine entsprechend ähnliche Gestalt mit einem Durchmesser, der entsprechend der Wandstärke des Mantels 19 größer ist als der Durchmesser des Innenraums des Mantels 19.

Der Mantel 19 endet an seinen Stirnenden mit Stirnflä- chen 23 und 24, die bezüglich seiner Längsachse 25 recht- winklig verlaufen. Die Längsachse 25 ist die Achse des In- nenraums 20.

Im einfachsten Falle hat der Innenraum 20 die Gestalt einer zweigängigen Schraube. Somit hat auch der Quer- schnitt, der von der Außenfläche 22 umgeben ist, jeweils rechtwinklig zu der Längsachse 25 gesehen, die Gestalt ei- nes Ovals, ähnlich einer Rennbahn. Um diese jeweilige Geo- metrie an die Stufenbohrung 13 anzupassen, sitzen auf dem Mantel 19 auf jedem Stirnende ein Abschluss-oder Reduzier- ring 26. Alternativ können die Enden auch zu zylindrischen Rohren geformt sein. Der Abschlussring 26 enthält eine Durchgangsöffnung 27, die mit dem Verlauf der Außenfläche 22 über die Länge des Abschlussrings 26 übereinstimmt. Mit anderen Worten, der Abschlussring 26 wirkt im weitesten Sinne wie eine Mutter, die auf das Gewinde, das durch den Mantel 19 definiert ist, aufgeschraubt ist. Die Länge des Gewindes entspricht der Dicke des Abschlussrings 26.

Radial nach außen wird der Abschlussring 26 von einer Zylinderfläche 28 begrenzt, die in axialer Richtung in eine Planfläche 29 übergeht, die von dem Mantel 19 wegzeigt.

Auf der Innenseite 21 ist der Mantel 19 über seine gesamte Länge mit einer durchgehenden Auskleidung 32 verse- hen. Die Auskleidung 32 besteht aus einem elastisch nach- giebigen vorzugsweise elastomeren Material, beispielsweise Naturgummi oder synthetischem Material, und weist an jeder Stelle etwa dieselbe Wandstärke auf.

Wie Fig. 3 erkennen lässt, setzt sich der Rotor 4 aus einem Kernelement 33, einem Rotormantel 34 und einem Kupp- lungskopf 35 zusammen.

Das Kernelement 33 ist im gezeigten Ausführungsbei- spiel ein dickwandiges Stahlrohr mit einer zumindest ur- sprünglich zylindrischen Außenumfangsfläche 36 und einem durchgehenden zylindrischen Innenraum 37.

Das Kernelement 33 ist gerade und deswegen rohrförmig 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. 3 rechten Ende ist das Kernelement 33 mit einem Gewindezapfen 38 versehen. An dem gegenüber- liegenden Ende enthält das Kernelement 33 eine Gewindeboh- rung 39.

Der Mantel 34 des Rotors 4 ist ebenfalls ein Rohr mit einer Innenwand 40 und einer Außenfläche 41. Die Außen- fläche 41 bildet ein Gewinde, das sich über die gesamte axiale Länge des Mantels 34 fortsetzt. Es beginnt bei 42 und endet bei 43. Die Gangzahl des von der Außenfläche 41 gebildeten Gewindes ist um eins niedriger als die Gangzahl der Durchgangsöffnung 20 in dem Stator 3.

Wie der Querschnitt in Fig. 4 erkennen lässt, weist der Rotor 4 im gezeigten Ausführungsbeispiel ein viergän- giges Gewinde auf, d. h. längs dem Mantel 34 verlaufen schraubenförmig insgesamt vier Leisten. Da die Durchgangs- öffnung 20 dementsprechend fünfgängig ist, bildet das fünf- gängige Gewinde in der Durchgangsöffnung 20 insgesamt fünf schraubenförmig sich erstreckende Leisten aus Elastomerma- terial.

In Figur 4 ist der Querschnitt durch den Rotor 4 ge- zeigt. Der Rotormantel 34 ist zweilagig und besteht aus einer inneren Lage 44 und einer darauf befindlichen äußeren Lage 45. Die innere Lage 44 besteht aus einem ursprünglich zylindrischen Stahlrohr mit guter Verformbarkeit und einer für den Anwendungszweck geeigneten Festigkeit.

Die äußere Lage 45 hingegen besteht aus einem ero- sionsfesten Material, das heißt einem Material, dass durch das zu pumpende Medium wenig abgetragen oder abgeschliffen wird und/oder das von dem zu pumpenden Medium chemisch we- nig angegriffen wird. Ein geeignetes Material ist bei- spielsweise Edelstahl wie ein V2A oder ein V4A. Die Wand- stärke der inneren Schicht 44 beträgt zwischen 1 mm und 5 mm, während die Wandstärke der äußeren Lage 45 zwischen 1 mm und ebenfalls 5 mm liegen kann. Die Herstellung dieses Rotors 4 ist weiter unten anhand von Figur 5 erläutert.

Der Mantel 34 ist, wie bereits erwähnt, rohrförmig, weshalb die Innenfläche 40 der Außenfläche 41 im konstanten Abstand folgt.

Infolge der schraubenartigen Umformung des Mantels 34 bildet dessen Außenfläche 41 in Längsrichtung gesehen ab- wechselnd Gewindescheitel 46 und Gewindetäler 47. Zufolge der Mehrgängigkeit erscheinen die Gewindetäler 47 und die Gewindescheitel 46 nicht nur in Längsrichtung, sondern, wie der Querschnitt nach Fig. 4 zeigt, auch in jeder Schnitt- ebene in Umfangsrichtung gesehen.

Die Abmessungen des zylindrischen geraden Rohrs, aus dem der Mantel 34 kaltverformt wird, sind so gewählt, dass nach der endgültigen Verformung zu der schraubenartigen Gestalt der Mantel 34 mit seiner Innenumfangsfläche 40 im Bereich der Gewindetäler 47 (bezogen auf die äußere Kontur) die Außenumfangsfläche 36 des Kernelementes 33 zumindest berührt.

Bei entsprechend stärkerem Verformen ist es auch mög- lich, zusätzlich die Außenumfangsfläche 36 des Kernelemen- tes 33 geringfügig mit zu verformen, wodurch die Außenum- fangsfläche 36 flache Nuten 48 bekommt, die der Kontur der Gewindetäler 47 folgen. Wenn die Verformung in dieser Weise fortgesetzt wird, entsteht zwischen dem Mantel 34 und dem Kernelement 33 nicht nur eine reibschlüssige, sondern auch eine formschlüssige Verbindung im Bereich der sich zum In- neren des Mantels 34 vorwölbenden Gewindetäler 47 mit dem Kernelement 33. Darüber hinaus kann infolge der Verformung sogar ein Kaltschweißen zwischen dem Mantel 34 und dem Kernelement 33 an den Berührungsstellen erfolgen.

Da das Halbzeug, wie erwähnt, aus dem der Mantel 34 hergestellt ist, ein zylindrisches Rohr ist, dessen Durch- messer größer ist als der Außendurchmesser des Kernelemen- tes 33, entstehen zwischen dem Kernelement 33 und dem Man- tel 34 schraubenförmig verlaufende Zwischenräume 49. Die Anzahl dieser schraubenförmigen Zwischenräume 49 ist gleich der Anzahl von Gewindescheiteln 46, die im Querschnitt des Rotors 4 in Umfangsrichtung zu erkennen sind. Je nach An- wendungsfall können diese Zwischenräume 49 entweder leer bleiben oder mit einer Masse gefüllt werden. Diese Masse kann z. B. Kunstharz oder mit Leichtmetallpulver gefülltes Kunstharz sein.

Das Herstellungsverfahren des aus den Lagen 44 und 45 bestehenden Rotors 4, ist in den Figuren 5 bis 7 stark schematisiert veranschaulicht.

Es wird zunächst ein blank gezogenes, nahtloses Stahl- rohr 51 mit einer geeigneten Wandstärke und einer geeigne- ten Läge von mehreren Metern bereit gestellt. Das Stahlrohr 51 wird auf der Außenseite mit einem Metallband 52 bewi- ckelt, das später die äußere Lage 45 bildet. Das Metallb- Band 52 ist ein Band aus einem entsprechenden Edelstahl oder einem sonstigen Stahl. Das Band 42 wird, wie Figur 6 erkennen lässt, als eingängige Schraube auf die Außenseite des Stahlrohrs 51 aufgewickelt. Dabei bildet es nebenein- ander liegende Windungen 53, die durch jeweils eine schrau- benförmig verlaufende Stoßfuge 54 voneinander getrennt sind. Das Aufwickeln des Metallbandes 52 geschieht so, dass die Stoßfuge 54 möglichst geschlossen ist.

Die Stoßfuge 54 wird während des Aufwickelns oder in einem separaten Schritt mit Hilfe eines Laserstrahls 55 und Füllmaterial verschweißt, um eine glatte, homogene zylin- drische Oberfläche zu erreichen. Andere Schweißverfahren sind auch möglich. Dabei kann durchgeschweißt werden um das Band 52 im Bereich der Stoßfuge 54 mit dem Trägerrohr 51 stoffschlüssig zu verbinden.

Unmittelbar bevor das Metallband 52 auf das Rohr 51 auftrifft wird es, beispielsweise mittels einer Gasflamme 56 oder induktiv erwärmt. Dadurch wird erreicht, dass das Metallband 52 nach dem Aufwickeln auf das Rohr 51 und dem Erkalten eine erhebliche Spannung in Umfangsrichtung er- zeugt.

Nachdem das Band 52 über die gesamte Länge des Rohres 51 aufgewickelt und die Stoßfuge 54 ebenfalls über die ge- samte Länge verschweißt ist, wird gemäß Figur 7 das Kern- element 33 eingesteckt. Anschließend wird das Gebilde durch Kaltverformung beispielsweise Walzen mittels einer Vielzahl von Walzen, von denen lediglich eine bei 57 angedeutet ist, in die gewünschte Schraubenform gebracht.

Beim Walzen verbindet sich das Metallband 52 sehr in- nig mit der Außenfläche des darunter befindlichen Stahl- rohres 51.

Das Metallband 52 bildet, nachdem der Verfahrens- schritt nach Figur 6 abgeschlossen ist, auf dem Metall- stahlrohr 51 ein zweites, äußeres Rohr, das fest und unter Spannung in Umfangsrichtung reibschlüssig auf der Außen- umfangsfläche des Rohres 51 sitzt. Die beiden Rohre, näm- lich das durch Wickeln entstandene Rohr und das nahtlose, innere Stahlrohr sind so fest miteinander bereits nach dem Wickeln verbunden, dass sie nicht mehr voneinander zu tren- nen sind.

Der anschließende Walzvorgang gemäß Figur 7, sorgt für eine noch innigere Verbindung, die zumindest bis zu einem gewissen Grad dem Plattieren einer Metallschicht ähnelt.

Durch das Walzen, das an sich zu einem Strecken eines Metallstücks führt, trennt sich überraschenderweise das äußere, durch Wickeln hergestellte Rohr nicht von dem dar- unter befindlichen Rohr 51. Vielmehr werden beide gemeinsam in die gewünschte Schraubenform umgeformt, wobei gleich- zeitig auch noch die innige Verbindung mit dem Kernelement 33 hergestellt wird.

Anstelle von lediglich einem Metallband können auch mehrere Metallbänder als mehrgängige Schraube aufgewickelt werden. Ferner kann der Wickelvorgang wiederholt werden um mehrere Lagen übereinander zu erzeugen.

Die Erfindung wurde anhand einer Exzenterschneckenpum- pe erläutert. Für den Fachmann ist jedoch ohne weiteres sofort zu erkennen, dass die Erfindung keineswegs auf Ex- zenterschneckenpumpen beschränkt ist. Vielmehr können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend den Figuren 5 bis 7 auch Rotoren für Exzenterschneckenmotoren oder Mud- motoren hergestellt werden. Im Ergebnis wird jeweils eine Verdrängermaschine erhalten, die einen sehr widerstandfähi- gen Rotor enthält.

Eine Exzenterschneckenpumpe oder ein Exzenterschne- ckenmotor weist einen Rotor auf, der aus einem wenigstens zweilagigen rohrförmigen Mantel gebildet ist. Die äußere Schicht des Mantels besteht aus einem Material, das abrieb- und/oder korrosionsfest ist.