Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotor-Stator-System für eine Exzenterschneckenpumpe sowie eine Exzenterschneckenpumpe mit einem solchen Rotor-Stator- System.

Exzenterschneckenpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der deutschen Patentschrift 602 107 beschrieben. Sie dienen zur Förderung einer Vielzahl von Medien, insbesondere von dickflüssigen, hochviskosen und/oder abrasiven Medien, wie beispielsweise Schlämmen, chemischen Substanzen, Klebstoffen, Fetten und Erdöl.

Herkömmliche Exzenterschneckenpumpen umfassen ein mit einem Antrieb verbundenes Rotor-Stator-System, bei dem ein Rotor in einem Stator aufgenommen und exzentrisch relativ zum Stator drehbar ist. Durch eine schraubenförmige Ausführung des Rotors und die Ausbildung einer schraubengangförmigen Innenumfangsfiäche an dem zugehörigen Stator werden zwischen dem Rotor und dem Stator eine Reihe von Förderräumen gebildet, abhängig von der sogenannten Stufenzahl des Rotor-Stator- Systems. Mittels dieser Förderräume kann das zu fördernde Medium bei einem Drehen des Rotors kontinuierlich in Richtung einer Rotattonsache des Stators von einem Einlassbereich zu einem Auslassbereich des Rotor-Stator-Systems transportiert und unter Druck gesetzt werden. Exzenterschneckenpumpen sind selbstansaugend und können somit im Betrieb das zu fördernde Medium aus einer Zuführeinrichtung oder einem Zufuhrbehälter ansaugen.

Jedoch ist das Ansaugvermögen von Exzenterschneckenpumpen grundsätzlich begrenzt und darüber hinaus von verschiedenen Betriebsparametern abhängig, wie beispielsweise der Drehzahl des Rotors. Zur Verbesserung des Ansaugvermögens sind verschiedene konstruktive Maßnahmen bekannt.

Das Dokument EP 1 522 729 AI offenbart eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor-Stator-System, bei dem in dem Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems eine Aufweitung vorgesehen ist, um den Eintritt eines zu fördernden Mediums zu erleichtern. Das Dokument EP 2 532 833 AI schlägt eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Rotor-Stator-System vor, das ein erstes Fördervolumen und ein zweites Fördervolumen umfasst, wobei das erste Fördervolumen größer als das zweite Fördervolumen sein soll. Dadurch soll die erste Stufe des Rotor-Stator-Systems als ein„Booster" für die zweite Stufe wirken.

Ein solches Rotor-Stator-System ist jedoch nur schwierig und mit entsprechendem Kostenaufwand zu fertigen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Ansaugvermögen einer Exzenterschneckenpumpe auf möglichst einfache Art und Weise spürbar zu verbes ^¬ sern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Rotor-Stator-System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Exzenterschneckenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 14.

Bevorzugte Ausführungsformen in den Unteransprüchen 2 bis 13 sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben.

Das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System für eine Exzenterschneckenpumpe umfasst einen Stator, der eine Statorsteigung (deren Dimension eine Länge ist) und eine schraubengangförmige Innenumfangsfläche mit N+l Gewindegängen aufweist, und einen Rotor, der eine schraubenförmige Außenumfangsfläche mit N Gewindegängen aufweist, wobei der Rotor zumindest abschnittsweise in dem Stator aufgenommen ist. Ferner umfasst das Rotor-Stator-System einen Hauptabschnitt, in dem eine Dichtlinie zwischen dem Stator und dem Rotor vorhanden ist, und einen an den Hauptabschnitt angrenzenden, einlassseitigen Endabschnitt, in dem ein dichtlinienfreier Einlauftrichter zwischen dem Stator und dem Rotor entlang einer Trichterlänge ausgebildet ist, wobei die schraubengangförmige Innenumfangsfläche des Stators in dem Hauptabschnitt und in dem einlassseitigen Endabschnitt ausgebildet ist.

Obwohl im Rahmen der Erfindung die Begriffe Rotor und Stator verwendet werden, Ist das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System nicht auf einen antreibbaren Rotor beschränkt. Vielmehr bezieht sich die Erfindung auf Rotor-Stator-Systeme, bei denen der Rotor und/oder der Stator angetrieben werden können, um eine Relativbewegung zwischen diesen beiden zu erzeugen. Somit kann das erfindungsgemäße Rotor- Stator-System neben herkömmlichen Rohrstatoren auch Wobblestatoren, IFD- Statoren, Statoren mit gleichmäßiger Wandstärke sowie sonstige Statoren umfassen.

Die Innenumfangsfläche des Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems kann aus einem Elastomer gebildet sein, während der Rotor aus einem verschleißbeständigen Material, vorzugsweise Metall, gebildet sein kann.

Ferner kann die Statorsteigung des Stators doppelt so lang sein wie eine Rotorsteigung des Rotors. In diesem Zusammenhang sei nochmals erwähnt, dass der Fachmann unter den Begriffen Statorsteigung und Rotorsteigung jeweils eine

Längenangabe versteht und dieser Begriff im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechend verwendet wird.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erkannt, dass durch einen Einlauftrichter zwischen dem Stator und dem Rotor, der einerseits eine Fortsetzung der schrauben- gangförmigen Innenumfangsfläche des Stators umfasst und andererseits dichtlinien- frei Ist, vorteilhafte Strömungseffekte erzielt werden können. Insbesondere werden durch diese Maßnahmen die elnlaufseitJgen Strömungsdruckverluste deutlich herabgesetzt, was ein entsprechend verbessertes Ansaugvermögen zur Folge hat. Zur Erreichung dieses vorteilhaften Effekts kann bereits eine Trichterlänge ausreichen, die geringer als die Länge einer Stufe des zugehörigen Rotor-Stator-Systems ist. Beispielsweise können mit einem erfindungsgemäßen Einlauftrichter, der eine Trichterlänge von 10% einer Stufenlänge hat, spürbare strömungstechnische Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden. Durch die

schraubengangförmige Ausbildung der Innenumfangsfläche des Stators im Bereich des Einlauftrichters wird das zu fördernde Medium, bevor das Medium den Hauptabschnitt erreicht und ein abgeschlossenes Fördervolumen bildet, bereits in eine Bewegung versetzt, die im Wesentlichen seiner Bewegung in dem Hauptabschnitt des Rotor-Stator-Systems entspricht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rotor-Stator- Systemen mit Aufweitungen im Einlaufbereich können durch das Ausbilden eines erfindungsgemäßen Elnlauftrichters zwischen dem Stator und dem Rotor einlassselti- ge Strömungsverluste welter reduziert werden, was den Wirkungsgrad von Exzenterschneckenpumpen mit einem erfindungsgemäßen Rotor-Stator-System erhöht.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Einlauftrichter durch eine trichterförmige Aufweitung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche in dem einlasssei- tigen Endabschnitt gebildet. Somit setzt sich bei dieser Ausführungsform die schraubengangförmige Innenumfangsfläche des Stators, die in dem Hauptabschnitt ausgebildet ist, in der trichterförmigen Aufweitung des einlassseitigen Endabschnitts fort. Die Ausbildung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche in dem einlassseitigen Endabschnitt entspricht im Wesentlichen der Ausbildung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche in dem Hauptabschnitt, beispielsweise in Bezug auf die Drehrichtung und Steigung der Schraubengänge. Aufgrund der trichterförmigen Aufweitung in dem Endabschnitt unterscheiden sich die schraubengangförmlgen Innenumfangsflächen des Hauptabschnitts und des Endabschnitts in dieser Ausführungsform jedoch hinsichtlich ihrer Öffnungsquerschnitts. Die maximale Aufweitung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche ist an dem Einlass oder in der Nähe des Einlasses vorgesehen, wohingegen die minimale Aufweitung in einem an den Hauptabschnitt angrenzenden Bereich des Endabschnitts ausgebildet ist. Der Rotor kann in dieser Ausführungsform in dem Hauptabschnitt und dem einlassseitigen Endabschnitt eine konstante Querschnittsfläche aufweisen, jedoch ist im Einlauftrichter zwischen dem Stator und dem Rotor keine Dichtlinie vorhanden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Trichterlänge in einem Bereich von 1% bis 20%, vorzugsweise 2% bis 15% der Statorsteigung liegen. Solche Trichterlängen sind bereits ausreichend, um Strömungsverluste im Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems zu reduzieren.

Der Stator hat in dem Bereich des Einlauftrichters eine Eintrittsöffnung und eine der Eintrittsöffnung entgegengesetzte, an den Hauptabschnitt angrenzende Austrittsöffnung. Vorzugsweise entspricht eine Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung im Wesentlichen einer Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung, wobei die Lage der Eintrittsöffnung relativ zur Lage der Austrittsöffnung um eine Rotationsachse des Stators verdreht ist. Die an den Hauptabschnitt angrenzende Austrittsöffnung des Einlauftrichters des Stators kann in ihrer Lage und Querschnittsgeometrie der durch die Innenumfangsfläche des Stators gebildeten Öffnung des Hauptabschnitts gleich sein, die an diese Austrittsöffnung angrenzt. Es versteht sich, dass sich der Begriff der Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung auf die Form der jeweiligen Öffnung bezieht. Die jeweiligen Maße der Querschnittsgeometrien der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung können sich jedoch voneinander unterscheiden, beispielsweise im Falle einer trichterförmigen Aufweitung der schraubengangförmlgen Innenumfangsfläche in dem einlassseitigen Endabschnitt.

Wie zuvor beschrieben, ist in dieser Ausführungsform der Erfindung die Lage der Eintrittsöffnung relativ zu der Lage der Austrittsöffnung des Einlauftrichters um eine Rotationsachse des Stators verdreht. Der zugehörige Verdrehwinkel kann insbeson- dere in Abhängigkeit der Trichterlänge und der Statorsteigung gewählt werden. So kann für den Verdrehwinkel zwischen der Lage der Eintrittsöffnung und der Lage der Austrittsöffnung um eine Rotationsachse des Stators die Beziehung gelten: a _s = T / H _s x 360°, wobei äs der Verdrehwinkel zwischen der Lage der Eintrittsöffnung und der Lage der Austrittsöffnung um die Rotationsachse des Stators, T die Trichterlänge des Einlauftrichters und Hs die Statorsteigung ist.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hat die Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung die Form eines ersten Langlochs mit einer ersten Breite und einer ersten Länge, während die Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung die Form eines zweiten Langlochs mit einer zweiten Breite und einer zweiten Länge hat, wobei die zweite Breite größer als die erste Breite und die zweite Länge größer als die erste Länge ist. Eine solche Form der Querschnittsgeometrien der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung des Einlauftrichters kann vor allem bei 1-2-gängigen Rotor-Stator- Systemen vorgesehen sein, d.h. einem System mit einem 2-gängigen Stator und einem 1-gängigen Rotor. In diesem Fall kann der Rotor einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann für das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System die Beziehung gelten:

Wl = arctan ((B ₂ - Bi) / T), wobei Wi in einem Bereich von 5° bis 50° liegen kann, vorzugsweise In einem Bereich von 12° bis 40° und wobei B ₂ die zweite Breite des zweiten Langlochs, Bi die erste Breite des ersten Langlochs und T die Trichterlänge des Einlauftrichters ist.

Darüber hinaus oder alternativ dazu kann in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform für das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System die Beziehung gelten:

W ₂ = arctan ((H ₂ - H / T), wobei W ₂ in einem Bereich von 5 ^P bis 50° liegen kann, vorzugsweise in einem Bereich von 12° bis 14° und wobei H ₂ die zweite Länge des zweiten Langlochs, Hi die erste Länge des ersten Langlochs und T die Trichterlänge des Einlauftrichters ist. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hat die Querschnittsgeometrie der Austrittsöffnung Im Wesentlichen die Form eines ersten Dreiecks mit abgerundeten Ecken und die Querschnittsgeometrie der Eintrittsöffnung hat im Wesentlichen die Form eines zweiten Dreiecks mit abgerundeten Ecken. Das zweite Dreieck kann eine größere Fläche als das erste Dreieck aufweisen. Derartige Querschnittsgeometrien können insbesondere bei 2-3-gängigen Rotor-Stator-Systemen vorgesehen sein, d.h. einem System mit einem 3-gängigen Stator und einem

2-gängigen Rotor.

Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System weder auf 1-2- gängige noch auf 2-3-gängige Systeme beschränkt ist. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Rotor-Stator-System als beliebiges N-M-gängiges System ausgebildet sein. Für dieses N-M-gängige Rotor-Stator-System gilt die Beziehung:

M = IM + 1, wobei M die Anzahl der Gewindegänge des Stators und N die Anzahl der Gewindegänge des Rotors ist.

Erfindungsgemäß kann der Einlauftrichter zwischen dem Rotor und dem Stator auch durch eine im Wesentlichen umgekehrt trichterförmige Querschnittsverringerung des Rotors in dem einlassseitigen Endabschnitt gebildet sein. In diesem Fall kann der schraubengangförmige Stator in dem Hauptabschnitt und dem einlassseitigen Endabschnitt einen konstanten Öffnungsquerschnitt haben, wobei durch die umgekehrt trichterförmige Querschnittsverringerung des Rotors dennoch der gewünschte Einlauftrichter in dem einlassseitigen Endabschnitt zwischen dem Rotor und dem Stator gebildet ist. Beide Ausführungsformen können auch kombiniert werden, d.h. es kann zusätzlich zu der Querschnittsverringerung des Rotors eine Aufweitung (oder auch eine Verringerung) des schraubengangförmigen Statorquerschnitts Im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts ausgebildet sein. Unabhängig von der Ausbildung des schraubengangförmigen Stators im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts herrscht erfindungsgemäß jedoch stets eine Dichtlinienfreiheit zwischen dem Rotor und dem Stator im Bereich des Einlauftrichters. Eine maximale Querschnittsverringerung des Rotors kann insbesondere an der Einlassselte des Rotor-Stator-Systems ausgebildet sein, während eine minimale Querschnittsverringerung des Rotors in einem an den Hauptabschnitt angrenzenden Bereich des Endabschnitts des Rotor- Stator-Systems ausgebildet sein kann. Der Rotor des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems hat im Bereich des einlass- seitigen Endabschnitts einen eintrittsseitigen Querschnitt und einen dem eintrittssei- tigen Querschnitt entgegengesetzten, an den Hauptabschnitt des Rotor-Stator- Systems angrenzenden, austrittsseitigen Querschnitt. Vorzugsweise entspricht eine Geometrie des eintrittsseitigen Querschnitts im Wesentlichen einer Geometrie des austrittsseitigen Querschnitts, wobei der eintrittsseitige Querschnitt relativ zu dem austrittsseitigen Querschnitt um die Rotationsachse des Rotors verdreht ist. Die Rotationsache des Rotors beschreibt die Längsachse des Rotors, um die die schraubenförmige Außenumfangsfläche des Rotors gewendelt ist, d.h. die Längsachse, die durch den Mittelpunkt eines durch die schraubenförmige Außenumfangsfläche des Rotors gebildeten Hüllkreises verläuft. Auch hier versteht sich, dass sich der Begriff Geometrie auf die Form des eintrittsseitigen Querschnitts und des austrittsseitigen Querschnitts bezieht, wobei die Maße des eintrittsseitigen Querschnitts von den Maßen des austrittsseitigen Querschnitts abweichen können, beispielsweise aufgrund der umgekehrt trichterförmigen Querschnittsverringerung des Rotors. Der eintrittsseitige sowie der austrittsseltige Querschnitt können insbesondere kreisförmig sein. Ferner kann die Verdrehung des eintrittsseitigen Querschnitts relativ zu dem austrittsseitigen Querschnitt des Rotors um die Rotationsachse des Rotors in Abhängigkeit der zugehörigen Trichterlänge und der Rotorsteigung gewählt werden.

Insbesondere kann für den Verdrehwinkel zwischen dem austrittsseitigen Querschnitt und dem eintrittsseitigen Querschnitt des Rotors im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts die folgende Beziehung gelten: a _R = T / H _R x 360°, wobei a _R der Verdrehwinkel zwischen dem austrittsseitigen Querschnitt und dem eintrittsseitigen Querschnitt um die Rotationsachse des Rotors, T die Trichterlänge und H _R die Rotorsteigung ist.

Bei bevorzugten Ausführungsformen können der Einlauftrichter und eine daran angrenzende Umfangsfläche des Rotor-Stator-Systems im Wesentlichen kantenfrei ineinander übergehen. Anders ausgedrückt ist dann jede Stelle eines Übergangs zwischen dem Einlauftrichter und einer daran angrenzenden Umfangsfläche des Rotor-Stator-Systems differenzierbar. Abhängig davon, ob der Einlauftrichter durch eine Aufweitung des Stators und/oder eine Verringerung des Rotors gebildet ist, kann dieser differenzierbare Übergang an dem Stator und/oder dem Rotor ausgebildet sein. Ein kantenfreier bzw. differenzierbarer Übergang kann die Strömungsver- hältnisse im Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems weiter verbessern, indem Druckverluste herabgesetzt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann an einem elntrlttsseltlgen Ende des Einlauftrichters wenigstens ein abgerundeter Flächenabschnitt ausgebildet sein. Auch können mehrere abgerundete Flächenabschnitte an dem eintrittsseitigen Ende des Einlauftrichters ausgebildet sein, die einen strömungstechnisch möglichst verlustfreien Übergang zwischen einem Zuleitungsquerschnitt und dem Einlauftrichter sicherstellen. Ferner können diese abgerundeten Flächenabschnitte als ein

strömungstechnisch optimierter Übergang zu einer sich einlassseitig an den Einlauf ^¬ trichter anschließenden, herkömmlichen Aufweitung des Rotor-Stator-Systems ausgestaltet sein.

Die Erfindung betrifft auch eine Exzenterschneckenpumpe, die mit einem Rotor- Stator-System der vorstehend beschriebenen Art ausgerüstet ist. Die Exzenterschneckenpumpe kann ferner eine mit dem Rotor und/oder dem Stator verbundene Antriebseinrichtung, mittels der der Rotor und/oder der Stator in Rotation versetzbar ist, und eine einlassseitig mit dem Stator verbundenen Zuleitungseinrichtung umfassen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 eine Schnittansicht einer Exzenterschneckenpumpe mit einem erfindungsgemäßen Rotor-Stator-System;

Figur 2 eine Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer ersten Ausführungsform;

Figur 3 eine Draufsicht einer einlassseitlgen Stirnseite des erfindungsgemäßen

Rotor-Stator-Systems gemäß der ersten Ausführungsform;

Figur 4 eine Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Figur 5 eine Draufsicht einer einlassseitigen Stirnseite des erfindungsgemäßen

Rotor-Stator-Systems gemäß der zweiten Ausführungsform; Figur 6 eine Seitenansicht eines Rotors des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer dritten Ausführungsform;

Figur 7 eine Draufsicht einer einlassseitigen Stirnseite des Rotors aus Figur 6;

Figur 8 eine Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer vierten Ausführungsform;

Figur 9 eine Seitenansicht eines Rotors des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer fünften Ausführungsform;

Figur 10 eine perspektivische Schnittansicht eines Stators des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems gemäß einer sechsten Ausführungsform; und

Figur 11 eine Seitenansicht eines Rotors des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems gemäß einer siebten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Exzenterschneckenpumpe 10, die mit einem erfindungsgemäßen Rotor-Stator-System 12 ausgerüstet ist. Das Rotor-Stator-System 12 umfasst einen Stator 14 mit einer schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 16 aus einem elastischen Material und einer die Innenumfangsfläche umschließenden starren Ummantelung 17. Die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 des Stators 14 ist in Figur 1 mit zwei Gewindegängen dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Innenumfangsfläche 16 in weiteren Ausführungsformen der Erfindung eine beliebige Anzahl an Gewindegängen aufweisen kann. Weitere beispielhafte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Statoren mit einer definierten Anzahl an Gewindegängen sind in den weiteren Figuren dargestellt.

Das Rotor-Stator-System 12 umfasst ferner einen Rotor 18, der zum größten Teil in dem Stator 14 aufgenommen ist und eine schraubenförmige Außenumfangsfläche hat. Die schraubenförmige Außenumfangsfläche des Rotors 18 ist in Figur 1 mit einem Gewindegang dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass auch die Außenumfangsfläche des Rotors 18 in anderen Ausführungsformen der Erfindung mehr Gewindegänge aufweisen kann. Weitere beispielhafte Ausführungsformen

erfindungsgemäßer Rotoren mit einer definierten Anzahl an Gewindegängen sind ebenfalls in den weiteren Figuren zu finden. Das Rotor-Stator-System 12 hat einen Hauptabschnitt 20, In dem unabhängig von der Relativstellung des Rotors 18 zum Stator 14 eine Im Wesentlichen In Längsrichtung verlaufende Dichtlinie zwischen der Innenumfangsfiäche 16 des Stators und der Außenumfangsfläche des Rotors 18 vorhanden ist. Angrenzend an den Hauptabschnitt 20 befindet sich auf der Einlassseite des Rotor-Stator-Systems 12 ein einlass- seitiger Endabschnitt 22. In diesem einlassseitigen Endabschnitt 22 ist zwischen dem Stator 14 und dem Rotor 18 ein dichtlinienfreier Einlauftrichter 24 ausgebildet, d.h. unabhängig von der Relativstellung des Rotors 18 und des Stators 14 zueinander ist demnach in dem Bereich des Einlauftrichters 24 keine Dichtlinie zwischen Rotor 18 und Stator 14 vorhanden.

Der Rotor 18 ist axial außerhalb des Stators 14 über eine Gelenkwelle 26 mit einer Antriebswelle 28 einer Antriebseinrichtung 30 verbunden. Die Gelenkwelle 26 ist im Bereich einer Zuleitungseinrichtung 32 angeordnet, die eine Öffnung 34 zum Beschi ^¬ cken der Exzenterschneckenpumpe 10 umfasst. Austrittsseitig ist das Rotor-Stator- System 12 an eine nachgelagerte Einrichtung 36 angeschlossen, die in Fig. 1 nicht weiter dargestellt ist und beliebig ausgebildet sein kann.

Durch Drehen der Antriebswelle 28 der Antriebseinrichtung 30 wird der Rotor 18 mittels der Gelenkwelle 26 exzentrisch gegenüber dem Stator 14 bewegt. Aufgrund des Vorhandenseins der Dichtlinie zwischen Stator 14 und Rotor 18 im Hauptabschnitt 20 werden zwischen dem Rotor 18 und der Innenumfangsfiäche 16 des Stators 14 eingeschlossene Fördervolumina von einer Einlassseite 38 des Rotor-Stator- Systems 12 zu einer Auslassseite 40 des Rotor-Stator-Systems 12 transportiert. Dabei saugt die Exzenterschneckenpumpe 10 ein zu förderndes Medium an der Einlassseite 38 des Rotor-Stator-Systems 12 an und baut auslassseitig einen Druck in der nachgelagerten Einrichtung 36 auf. Der dichtlinienfrele Einlauftrichter 24, der einen Teil der schraubengangförmigen Innenumfangsfiäche 16 des Stators 14 umfasst verringert den Strömungsdruckverlust an der Einlassseite 38 des Rotor-Stator-Systems 12 und erhöht damit das Ansaugvermögen der Exzenterschneckenpumpe 10.

In den im Folgenden beschriebenen Figuren sind gleiche oder vergleichbare bzw. gleichwirkende Komponenten und Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Komponenten und Merkmale, die mit Bezug auf die weiteren Rguren nicht erneut beschrieben sind, ähneln in ihrer Ausbildung und Funktion den entsprechenden Komponenten und Merkmalen gemäß den jeweils zuvor beschriebenen Figuren. Erwähnt sei im Hinblick auf nachstehende Werteangaben, dass die Maßstäbe zwischen den verschiedenen Figuren variieren können.

Figur 2 zeigt einen Stator 14 des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems 12 einer ersten Ausführungsform, mit einer Statorrotationsachse Rs. In dem gezeigten Beispiel weist die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 zwei Gewindegänge auf, die sowohl im Bereich des Hauptabschnitts 20 als auch im Bereich des Endabschnitts 22 ausgebildet sind. Bei dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor- Stator-Systems handelt es sich demnach um ein sogenanntes 1-2-gängiges System, wobei der 1-gängige Rotor hier nicht dargestellt ist.

Wie in Figur 2 gut zu erkennen ist, ist die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 des Stators 14 in dem Endabschnitt 22 zur Einlassseite 38 hin näherungsweise trichterförmig erweitert und bildet so einen Einlauftrichter 24 zwischen dem Stator 14 und dem Rotor (nicht gezeigt). Die trichterförmige Aufweitung der Innenumfangsfläche 16 ist so gewählt, dass im Bereich des Endabschnitts 22 keine Dichtlinie zwischen dem Stator 14 bzw. der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 16 und dem Rotor (nicht gezeigt) existiert.

Wie ebenfalls aus Figur 2 zu erkennen ist, beträgt die Trichterlänge T des Einlauftrichters 24 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 6 % der Statorsteigung H _s , wobei der Fachmann unter den Begriffen Statorsteigung und Rotorsteigung jeweils eine Längenangabe versteht.

Figur 3 zeigt eine einlassseitige Stirnansicht des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems 12 gemäß der in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Gegensatz zu Figur 2 ist jedoch in Figur 3 neben dem Stator 14 auch der darin aufgenommene Rotor 18 in einer Schnittansicht dargestellt. Der Stator 14, genauer gesagt die schraubengangförmige Innenumfangsfläche 16 des Stators 14, hat eine Eintrittsöffnung 42 sowie eine Austrittsöffnung 44, die jeweils die Form eines Langlochs haben. Die Eintrittsöffnung 42 Ist in dem gezeigten Beispiel die an der Einlassseite des Rotor-Stator-Systems 12 ausgebildete Öffnung des Einlauftrichters 24. Die Austrittsöffnung 44 Ist der Eintrittsöffnung 42 entgegengesetzt angeordnet und stellt diejenige Öffnung des Einlauftrichters 24 dar, die an den Hauptabschnitt 20 des Rotor-Stator- Systems 12 angrenzt.

Der Einlauftrichter 24 erstreckt sich in Figur 3 von der Eintrittsöffnung 42 zu der Austrittsöffnung 44, wobei zu erkennen ist, dass die Schraubengangform der Innen- umfangsfläche 16 des Stators 14 in dem Bereich des Einlauftrichters 24 fortgeführt ist.

Die Austrittsöffnung 44 hat eine erste Breite Bi und eine erste Länge Hi, während die Eintrittsöffnung 42 eine zweite Breite B ₂ und eine zweite Länge H ₂ hat. Die zweite Breite B ₂ ist in der gezeigten Ausführungsform größer als die erste Breite Bi und die zweite Länge H ₂ ist in der gezeigten Ausführungsform größer als die erste Länge Hi. Ferner ist in Figur 3 zu erkennen, dass die Lage der Eintrittsöffnung 42 relativ zu der Lage der Austrittsöffnung 44 um eine Rotationsachse Rs des Stators 14 verdreht ist.

Ein Verdrehwinkel asi zwischen der Lage der Eintrittsöffnung 42 und der Lage der Austrittsöffnung 44 beträgt in der gezeigten Ausführungsform ca. 22°.

Ferner gilt für die Beziehung zwischen den Breiten der Eintrittsöffnung und der Aus- trittsöffnung in der hier gezeigten Ausführungsform:

Wi = arctan ((B ₂ - B / T) = 33°, wobei B ₂ die zweite Breite des Langlochs der Eintrittsöffnung 42, Bi die erste Breite des Langlochs der Austrittsöffnung 44 und T die Trichterlänge des Einlauftrichters 24 ist.

Des Weiteren gilt für die Beziehung zwischen den Längen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung in der hier gezeigten Ausführungsform:

W ₂ = arctan ((H ₂ - Hi) / T) = 33°, wobei H ₂ die zweite Länge des Langlochs der Eintrittsöffnung 42, Hi die erste Länge des Langlochs der Austrittsöffnung 44 und T die Trichterlänge des Einlauftrichters 24 ist.

Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Stators 114 des erfindungsgemäßen Rotor- Stator-Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei auch hier auf eine Darstellung des Rotors verzichtet wurde. Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform des Stators 14 hat der Stator 114 der zweiten Ausführungsform einen zusätzlichen dritten Gewindegang. Bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems handelt es sich demnach um ein sogenanntes 2-3-gängiges System. Die dreigängige schraubenförmige Innenumfangsfläche 116 des Stators 114 erstreckt sich über den Hauptabschnitt 120 hinaus auch in den Endabschnitt 122 des Rotor-Stator-Systems und ist somit auch im Bereich des Einlauftrichters 124 ausgebildet.

Analog zur ersten Ausführungsform ist der Einlauftrichter 124 auch in der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 4 durch eine näherungsweise trichterförmige Aufweitung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 116 in dem einlassseitigen Endabschnitt 122 zwischen dem Stator 114 und dem Rotor (nicht gezeigt) gebildet. Auch hier ist in allen Relativpositionen zwischen dem Rotor und dem Stator in dem Bereich des Einlauftrichters 124 niemals eine Dichtlinie zwischen dem Rotor und dem Stator vorhanden.

Die Trichterlänge T beträgt auch in der zweiten Ausführungsform etwa 6% der Statorsteigung H _s .

Figur 5 zeigt eine einlassseitige Stirnansicht des erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Systems 112 der zweiten Ausführungsform mit dem in Figur 4 dargestellten Stator 114 und einem darin aufgenommenen Rotor 118, der in einer Schnittansicht gezeigt ist. Die Eintrittsöffnung 142 und die Austrittsöffnung 144 des Stators 114 haben in dem gezeigten Beispiel jeweils eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsgeometrie mit abgerundeten Ecken. Aufgrund der trichterförmigen Aufweitung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 116 des Stators 114 im Bereich des

Einlauftrichters 124 ist die Eintrittsöffnung 142 größer als die Austrittsöffnung 144.

Ein Verdrehwinkel as2 zwischen der Lage der Eintrittsöffnung 142 und der Lage der Austrittsöffnung 144 beträgt in der gezeigten Ausführungsform wiederum ca. 22°.

In Figur 6 ist eine schematische Ansicht eines Rotors 218 des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems einer dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, der eine schraubenförmige Außenumfangsfläche aufweist. Der Rotor 218 hat eine Rotorachse RR. In dem einlassseitigen Endabschnitt 222 des Rotor-Stator-Systems ist an dem Rotor 218 eine In Strömungsrichtung umgekehrt trichterförmige Querschnittsverringerung ausgebildet. Genauer gesagt verringert sich der Querschnitt des Rotors 218 in dem einlassseitigen Endabschnitt 222 ausgehend von dem Hauptabschnitt 220 des Rotor-Stator-Systems 212 hin zu der Einlassseite 238 fortschreitend. Diese Verringerung des Querschnitts des Rotors 218 bildet damit in der gezeigten dritten Ausführungsform der Erfindung den Einlauftrichter 224 zwischen dem Rotor 218 und dem Stator (nicht gezeigt) aus. Somit ist es in dieser dritten Ausfuhrungsform der Erfindung möglich, einen Stator einzusetzen, der in dem einlassseitigen Endabschnitt 222 des Rotor-Stator-Systems keine Erweiterung der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche aufweist, sondern einen im Wesentlichen konstanten Innenumfang hat. Es versteht sich jedoch, dass unabhängig von der Wahl des mit dem Rotor 218 verwendeten Stators die Schraubengangform der Innenumfangsfläche des Stators auch im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts 222 und somit im Bereich des Einlauftrichters 224 ausgebildet ist.

Figur 7 zeigt eine einlassseitige Stirnansicht des in Figur 6 gezeigten Rotors 218 des Rotor-Stator-Systems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Rotor 218 hat im Bereich des einlassseitigen Endabschnitts 222 einen eintrittsseitigen Querschnitt 250 sowie einen dem eintrittsseitigen Querschnitt 250 entgegengesetzten austrittsseitigen Querschnitt 252, der an den Hauptabschnitt 220 des Rotor- Stator-Systems angrenzt. Zwischen dem eintrittsseitigen Querschnitt 250 und dem austrittsseitigen Querschnitt 252 erstreckt sich der Einlauftrichter 224. Ferner ist in Figur 7 ein Hüllkreis 254 des Rotors 218 dargestellt, der im Betrieb durch die exzentrische Bewegung des Rotors 218 von der Außenumfangsfläche des Rotors 218 erzeugt wird.

Sowohl der eintrittsseitige als auch der austrittsseitige Querschnitt des Rotors 218 ist in der gezeigten Ausführungsform kreisförmig, wobei der eintrittsseitige Querschnitt 250 aufgrund der umgekehrt trichterförmigen Querschnittsverringerung des Rotors 218 eine geringere Fläche als der austrittsseitige Querschnitt 252 hat.

Ferner sind der eintrittsseitige Querschnitt 250 und der austrittsseitige Querschnitt 252 relativ zueinander um eine Rotationsachse RR des Rotors 218 verdreht. Der Verdrehwinkel QR bestimmt sich aus dem Verhältnis der Trichterlänge T und der Rotorsteigung HR und beträgt in der gezeigten Ausführungsform ca. 60°.

In Figur 8 ist ein Stator 314 gemäß einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems in einer Schnittansicht gezeigt. Der Stator 314 entspricht dabei im Wesentlichen dem in Figur 2 gezeigten Stator 14 der ersten

Ausführungsform des Rotor-Stator-Systems 112. Zusätzlich zu den Merkmalen des Stators 14 der ersten Ausführungsform der Erfindung weist der Stator 314 der vierten Ausführungsform der Erfindung einen differenzierbaren Übergang der schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 316 im Bereich des Einlauftrichters 324 zu der daran angrenzenden, schraubengangförmigen Innenumfangsfläche 316 des Stators 314 im Bereich des Hauptabschnitts 320 auf. Mit anderen Worten gehen der Einlauftrichter 324, der in der gezeigten Ausführungsform durch die Aufweitung der Innenumfangsfläche 316 gebildet ist, und die daran angrenzende Innenumfangsfläche 316 des Stators 314 im Bereich des Hauptabschnitts 320 im Wesentlichen kantenfrei ineinander über. Ein solcher Übergang hat zusätzliche vorteilhafte Auswirkungen auf die Strömungsverhältnisse im Bereich des Einlauftrichters 324 und trägt zu einer weiteren Verbesserung des Ansaugvermögens einer zugehörigen Exzenterschneckenpumpe bei.

Ein Rotor 418 gemäß einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor- Stator-Systems ist In Rgur 9 gezeigt. Der Rotor 418 entspricht dabei im Wesentlichen dem in Figur 6 gezeigten Rotor der dritten Ausführungsform der Erfindung. Zusätzlich zu den Merkmalen des Rotors der dritten Ausführungsform weist der in Figur 9 gezeigte Rotor 418 gemäß der fünften Ausführungsform einen differenzierbaren Übergang im Bereich des Einlauftrichters 424 zwischen dem den Einlauftrichter 324 bildenden Abschnitt des Rotors 418 und dem daran angrenzenden Hauptabschnitt 420 des Rotors 418 auf. Mit anderen Worten geht der querschnittsverringerte Bereich des Rotors 418 im Wesentlichen kantenfrei in den Hauptabschnitt des Rotors 418 über. Auch in dieser fünften Ausführungsform kann der kantenfreie Übergang zwischen dem Einlauftrichter 424 und dem Hauptabschnitt 420 des Rotor-Stator- Systems die Strömungsdruckverluste in diesem Bereich zusätzlich verringern und somit das Ansaugvermögen einer zugehörigen Exzenterschneckenpumpe weiter erhöhen.

Figur 10 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Stators 514 gemäß einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems. Der Stator 514 der sechsten Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen dem in Figur 2 gezeigten Stator 14 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems 12. Zusätzlich zu den Merkmalen des Stators 14 der ersten Ausführungsform umfasst der Stator 514 gemäß der sechsten Ausführungsform einen strömungstechnisch optimierten Übergang an seinem einlassseitigen Ende, der an einen damit verbundenen Zuleitungsabschnitt (nicht gezeigt) angepasst ist.

Genauer gesagt weist der Stator 514 im Bereich des Einlauftrichters 524 an der Einlassseite 538 verschiedenartig ausgebildete, abgerundete Flächenabschnitte 556 auf. Durch das Ausbilden dieser abgerundeten Flächenabschnitte 556 kann ein gleichmäßiger Übergang zu dem Zuleitungsquerschnitt erreicht werden, der mit dem Rotor- Stator-System 512 verbunden ist, wodurch Strömungsdruckverluste im Einlassbereich des Rotor-Stator-Systems 512 weiter minimiert werden können.

Figur 11 zeigt einen Rotor 618 eines Rotor-Stator-Systems gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Der in Figur 11 gezeigte Rotor 618 ähnelt dem in Figur 6 gezeigten Rotor 218 des Rotor-Stator-Systems 212 der dritten Ausführungsform. Zusätzlich zu den technischen Merkmalen des Rotors 218 der dritten Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor 618 gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung an einem eintrittsseitigen Ende des durch den querschnittsverringerten Rotor 618 gebildeten Einlauftrichters 624 verschiedenartig ausgebildete, abgerundete Flächenabschnitte 656 auf. Diese abgerundeten Flächenabschnitte 656 sind in Abhängigkeit der Geometrie des Rotors 618 sowie der umliegenden Komponenten, wie beispielsweise dem zugehörigen Stator sowie einem mit dem Rotor-Stator-System verbundenen Zuleitungsquerschnitt angepasst. Durch eine geeignete strukturelle Anpassung verbessern die abgerundeten Flächenabschnitte 656 die Strömungsverhältnisse im Einlassbereich des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems. Dadurch kann das Ansaugvermögen der zugehörigen Exzenterschneckenpumpe durch diese siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Systems weiter verbessert werden.

Es versteht sich, dass die zuvor erläuterten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung nicht abschließend sind und den Gegenstand der Erfindung nicht beschränken. Insbesondere ist für den Fachmann ersichtlich, dass er die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombinieren kann und/oder verschiedene Merkmale der Ausführungsformen weglassen kann, ohne dabei vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen.