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Umlaufpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, wie Abwässern, Dickstoffen u. dgl.
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laufpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, wie Abwässern, Dickstoffen u. dgl.
Es sind Umlaufpumpen zur Förderung von
Abwässern, Dickstoffen u. dgl. bekannt ge- worden, bei denen der Pumpenkörper als schräg auf der Wellenachse angeordnete Schei- be ausgebildet ist, die innerhalb eines fest- stehenden Gehäuses umläuft, wobei der Zu- laufstutzen in der Achse des Gehäuses vor- gesehen ist, während der Druckstutzen an der Peripherie des Gehäuses liegt. Auch hatte man bereits vorgeschlagen, an der Peripherie des Pumpenkörpers Zähne, Zacken oder ähnliche Erhöhungen vorzusehen, um auf diese Weise einen Zerreisseffekt auf Verunreinigungen, insbesondere Textilien, auszuüben, die mit der zu fördernden Flüssigkeit mitgeführt werden.
Dadurch sollte ein Verstopfen der Pumpe vermieden werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese bekannten Pumpen den Anforderungen ; nicht immer in vollem Umfange entsprachen, insbesondere wenn es sich um sehr widerstandsfähige Verunreinigungen, wie Nylon- und Perlonlumpen, handelt. Erfindungsgemäss werden besonders. günstige Wirkungen erzielt, wenn man den Pumpenkörper derart als schräg auf der Wellenachse befestigte Scheibe ausbildet und am Umfang mit Zähnen, Zacken, Vorsprüngen oder Vertiefungen versieht, dass diese Zähne u. dgl. in am inneren Umfang des Pumpengehäuses angeordnete Rillen eingreifen.
Es ist zweckmässig, die Scheibe derart als Ellipse auszubilden, dass der lichte Abstand zwischen den Zähnen, Zacken, Vorsprüngen oder Vertiefungen am äusseren Umfang der Scheibe und den Rillen am inneren Umfang ; des Pumpengehäuses überall und in allen Stellungen der Scheibe der gleiche ist. Auch kann man diesen lichten Abstand gering halten und unter Umständen so weit reduzieren, dass die elliptische Scheibe mit ihren Zähnen/ Zacken, Vorsprüngen oder Vertiefungen mit allseitiger Berührung in dem zylindrischen Pumpengehäuse umläuft, so dass kein lichter Abstand mehr vorhnaden ist.
Aus herstellungstechnischen Gründen und aus Gründen der einfachen Montage kann es zweckmässig sein, die rillenförmigen Ver- tiefungen an der Innenfläche einer im Axialschnitt zweiteiligen Buchse vorzusehen, die in das einstückige Pumpengehäuse in Axialrichtung eingeschoben wird. Man kann die Scheibe ebenflächig oder räumlich gekrümmt ausführen oder schliesslich auch einen irgendwie anders gestalteten Pumpenkörpers verwenden, der jedoch so geformt sein muss, dass mindestens des Pumpenkörpers Taumel- bewegungen ausführen und Umfangsteile mit Zähnen, Zacken, Vorsprüngen oder Vertiefungen versehen sind, die in entsprechende Rillen am Gehäuseumfang eingreifen.
Schliesslich kann es zweckmässig sein, die elliptische Scheibe an den beiden Schmalseiten derart in Bezug auf die Scheibenfläche abzu- schneiden, dass jede Schnittfläche nach erfolgtem Einbau des Scheibenkörpers in das Pumpengehäuse gegenüber den Innenflächen der beiden Gehäusedeckel in allen Pumpenstellungen über die ganze Fläche den gleichen Abstand hat.
Diese Ausbildung des Scheibenkörpers hat einmal herstellungstechnische Vorteile, insofern, als die Verzahnung nur bis an diese Schnittflächen heran ausgeführt zu werden braucht. Wollte man nämlich die Verzahnung bei einer reinen Ellipse bis in den Bereich der grossen Ellipsenachse durchführen, dann würde man auf Schwierigkeiten stossen, weil die Zahnform eine nicht mehr ausführbare Gestalt erhalten müsste ;
zum andern hat das Abschneiden der Ellipse an den beiden Schmalseiten den Vorteil, dass man die Pumpenscheibe an den inneren Stirnflächen der beiden Gehäusedeckel mit einem überall gleichen Spiel nicht nur einbauen sondern auch umlaufen lassen kann, so dass-falls man dieses Spiel sehr klein ausführt oder gar bis auf Null herabsinken lässt-eine Abdichtung zwischen den abgeschnittenen Flächen des
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Pumpenkörpers und den Innenflächen der Gehäusedeckel erreicht wird.
Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn Abwässer gefördert werden sollen, die durch Textilien, wie insbesondere Nylonund Perlonlumpen, stark angereichert sind.
Ein derartiges Abwasser wird bei fliegend gelagerter schräger Pumpenscheibe auf der der Welle abgekehrten Seite durch den Einlaufstutzen in die Pumpe eingesaugt. Hiebei werden die im Abwasser enthaltenen Lumpen durch die Schneidwirkung zwischen den Zähnen des Pumpenkörpers und den Rillen des Pumpengehäuses weitgehend zerrissen und zerkleinert, um dann, zusammen mit dem Wasser, durch den Druckstutzen abgeführt zu werden. Die Abdichtung zwischen den abgeschnittenen Schrägflächen und den inneren Stirnflächen der Gehäusedeckel hat den Vorteil, dass von den Lumpen keine grösserer Teile in denjenigen Raum des Gehäuseinneren gelangen, in welchem sich die Welle befindet. Das ist deshalb von Bedeutung, weil diese Lumpen sich um die Welle herumwickeln und so die Pumpe verstopfen würden.
Statt einer einzigen Scheibe können auch mehrere im Winkel zueinander und schräg. zur Pumpenwelle auf dieser angeordnete Scheiben vorgesehen werden, die mit Erhöhungen, Vertiefungen oder Profilierungen versehen sind und in entsprechende Rillen am inneren Umfang des Gehäuses bzw. der Gehäusebuchse eingreifen.
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und teilweisen Aufriss, Fig. 2 einen vergrösserten teilweisen Axialschnitt durch die Pumpe an der Stelle des Eingriffs der Scheibenzähne in die Rillen des Pumpengehäuses, Fig. 3 den aus der Pumpe herausgenommenen und in ein Spannfutter einer Drehbank eingespannten Pumpenkörper zwecks Veranschaulichung der Herstellung der Verzahnung, Fig.
4 eine andere Ausführungsform der Pumpe mit räumlich gekrümmter Pumpenscheibe, Fig.
5 eine weitere Ausführungsform der Pumpe mit zwei sich kreuzenden Pumpenscheiben, Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Pumpe im Axialschnitt mit segmentartig abgeschnittenen Teilen an den beiden Schmalseiten des elliptischen Pumpenkörpers und Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des scheibenförmigen Pumpenkörpers der Fig. 6 in Draufsicht.
Nach der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 ist die Pumpenwelle 1 in einem Lager 2 fliegend gelagert und durch eine Stopfbüchse 3 nach aussen hin abgedichtet. Auf dem verstärkten Ende 4 der Pumpenwelle ist schräg die vorbeschriebene Pumpenscheibe 5 mittels versenkter Schrauben befestigt, so dass die
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Scheibe gewissermassen das Fördergut aus der Pumpe zum Druckstutzen 14 hin schaufel.
Durch den erwähnten Schub können zwar gewisse Verluste eintreten, sofern die Scheibe 5, in Richtung des Pfeiles A gesehen, nicht elliptisch, sondern kreisrund ausgeführt ist, wobei die Scheibe, in Richtung des Pfeiles B gesehen, dann als Ellipse erscheinen würde.
Diese Verluste würden dadurch entstehen, dass zwischen dem Umfang der Scheibe 5 und der Innenfläche des Gehäuses an der Stelle der kleinen Achse der Ellipse ein wesentlich grösserer Abstand entsteht als im Bereich der grossen Achse der Scheibenellipse. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, die Scheibe so zu gestalten, dass der Abstand zwischen ihrem Umfang und der Innenfläche des Gehäuses an allen Stellen der gleiche ist. Dies wird dat- durch erreicht, dass die Scheibe 5 in Richtung des Pfeiles A derart elliptisch ausgeführt wird, dass sie, in Richtung des Pfeiles B gesehen, kreisrund erscheint.
Für die Montage der Pumpe ist es erforderlich, die Büchse 8 im Axialschnitt zweiteilig auszuführen, so dass, wie die Fig. 1 zeigt, eine Teilfuge 19 entsteht. Die Montage wird dann wie folgt durchgeführt : Nach Einbau der Welle in das Lager 2 und nach Anflanschen des zylindrischen Gehäuseteiles 9 an den Deckel 17 am Maschinengestell 18 werden die beiden Hälften der Büchse 8 ausserhalb des Gehäuses um die Scheibe 5 gelegt und so die Scheibe zusammen mit den beiden Büchsenhälften 8 in) das Gehäuse 9 hineingeschoben, bis die Scheibe 5 auf das verstärkte Ende 4 der Welle 1 trifft. Nunmehr wird die Scheibe 5 mittels der Schrauben auf das verstärkte Wellenende 4 aufgeschraubt.
Dann werden die Schrauben 11 der Büchse festgeschraubt und schliesslich der Saugstutzen 15 an den Flansch 12 des Gehäuses angeschraubt.
Zur Herstellung der Verzahnung in der Scheibe 5 wird die Welle 1 der Pumpe mit aufgeschraubter Scheibe 5 in das Spannfutter 20 einer Drehbank eingespannt (Fig. 3) und mittels eines Stahles 21, dessen Profil dem Ausschnitt der herzustellenden Zähne entspricht, zunächst beginnend an dem einen Ende dtsr Scheibe, die erste Verzahnung mit entsprechendem Profil hergestellt.
Alsdann wird, entsprechend dem Abstand der Rillen innerhalb der Büchse 8 d er Pumpe, der Schneidstahl 21 in d) ie gestrichelte Stellung der Fig. 3 verstellt und es wird durch An-
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der Stahl 21 schrittweise über die ganze Breite der Scheibe verstellt uncb dadurch diese über den ganzen Umfang mit Verzahnungen versehen, die so geformt sind, dass sie nach Einbau in das Gehäuse in die entsprechenden Rillen der Büchse 8 eingreifen.
Der Vorteil der Erfindung besteht einmal darin, dass nicht nur die Scheibe zwecks Vermeidung unnötiger seitlicher Schubwirkungen und Wirbelungen elliptische Gestalt hat, und zum andern insbesondere darin, dass das in das Gehäuse hineinragende Ende der Welle 1 gut gegen den Saugstutzen 15 abgesperrt ist (Fig. 1). Dies hängt damit zusammen, dass die Zähne 6 der Scheibe 5 während der Drehungen dauernd im Eingriff mit den Nuten 7 der Büchse 8 stehen, so dass die durch den Einlassstutzen 15 in den linken Teil des Gehäuses mit dem Abwasser eintretenden textilen Verunreinigungen niemals in denjenigen Teil des Gehäuses eintreten können, in welchem sich ein Teil der Welle befindet, ohne dass diese Textilien nicht vorher durch die Verzahnung 6 der Scheibe fein zerrissen sind.
Dieses feine Zerreissen wird vor allen Dingen durch das' schneidenartige Zusammenwirken der Verzahnung 6 mit den Rillen 7 erreicht. Es kann daher niemals das bei den bekannten Pumpen oft beobachtete und unweigerlich zum Festfahren der Pumpe führende Umwickeln von Textilien um die Pumpenwelle eintreten.
Dessenungeachtet arbeitet aber auch die in bezug auf Fig. 1 rechte Seite der Scheibe 5 mit Schaufeleffekt... Denkt man sich die Scheibe um 1800 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Stellung verdreht, so erkennt man, dass der Druckstutzen 14 nunmehr mit der rechten Scheibenseite in Verbindung steht, d. h. auch diese Hälfte des Gehäuses füllt sich mit Fördergut, das zum Druckstutzen 14 hin weggeschaufelt wird.
Es ist zweckmässig, wenn auch nicht un- bedingt notwendig, zwischen den im Profil zahnförmigen Ringnuten 7 der Gehäusebüchse und den Scheibenzähnen 6 ein Spiel zu belassen, damit ein leichter Lauf der Pumpe gewährleistet ist. Versuche haben ergeben, dass die Zähne der Scheibe innerhalb der Rillen 8 auch bei Vorhandensein eines Spieles einwandfrei die Lumpen und Textilien zerreissen und zerkleinern. Vielfach soll dieses Spiel zwischen den Zahnungen 6 und 7 sogar gross gehalten werden, u. zw. insbesondere dann, wenn beispielsweise Rübenschnitzel von Zuckerrüben gepumpt werden sollen, bei denen eine allzu starke Zerkleinerung nicht erwünscht ist.
In Abwandlung des Erfindungsgedankens kann-entsprechend Fig. 4-die Scheibe 22 gewölbt ausgebildet werden. Im übrigen aber ist die Scheibe derart am Umfang elliptisch ausgeführt, dass in Richtung des Pfeiles C der Umfang der Scheibe kreisrund erscheint, so dass die Scheibenzähne in die Rillen der Büchse des Gehäuses eingreifen.
Nach der Ausführungsform der Fig. 5
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können zwei Scheiben 23, die sich kreuzen und einander durchdringen, schräg auf der Pumpenwelle befestigt sein. Jede Scheibe hat am Umfang Zähne, die in die Rillen der Gehäusebüchse eingreifen.
Die Pumpenkörper können durchgehende . Wölbungen oder Vertiefungen aufweisen, indem sie selbst in sich Erhöhungen haben oder aber der Pumpenkörper Schaufelungen oder andere Profilierungen aufweist, wobei es nur darauf ankommt, dass die Umfangsteile des Pumpenkörpers in die Nuten im Innern des Gehäuses eingreifen. Schliesslich kann man den Pumpenkörper mit Durchbrüchen versehen, um den Schub zu verkleinern, was insbesondere bei dickflüssigen Fördergütern von Vorteil ist.
Nach der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 ist die Pumpenscheibe 24 an den beiden Schmalseiten 29 abgeschnitten, so dass ebene Schnittflächen 30 entstehen. Diese Schnittflächen 30 sind derart zur Oberfläche der Pumpenkörperscheibe 24 gelegt, dass sie parallel zu den Innenflächen 31, 32 der beiden Gehäusedeckel 33,34 verlaufen. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, besteht zwischen den Flächen 30, 31 bzw. 30,32 ein Spiel 35.
Gegebenenfalls kann man dieses Spiel bis auf Null herabdrücken, so dass eine mehr oder weniger gute Abdichtung zwischen den Flächen 30 und den Innenflächen 31, 32 der beiden Deckel 33,34 des Pumpengehäuses gewährleistet ist.
Diese Abdichtung hat den Vorteil, dass bei stark mit Lumpen durchsetztem Wasser, das durch den Einlaufstutzen 44 in das Pumpeninnere eindringt, diese Lumpen durch die Zähne des Scheibenkörpers und die Rillen im Innern des Gehäuses weitgehend zerfetzt werden, ohne dass grössere Lumpenteile in denjenigen Teilraum des Gehäuses gelangd, ri können, in welchem sich die Welle 43 befindet, so dass auch nicht die Gefahr besteht, dass sich Lumpen um die Welle herumwickeln können.
Das in Fig. 6 weiss gezeichnete Feld 36 zeigt den Durchbruch in der Büchse, durch den die Flüssigkeit in den darüber erkennbaren Druckstutzen tritt.
Erfindungsgemäss ist es notwendig, die Scheibe 24 in einem solchen Winkel zur Pumpenwelle 43 anzuordnen, dass die beiden Schnittflächen 30 an den Schmalseiten 29 der
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diesem Fall ist das Abschneiden der Pumpenscheibe 24 an den beiden Schmalseiten 29 sinnvoll. Wollte man nämlich die Scheibe 24 in einem wesentlich steileren Winkel zur Welle 43 anordnen, dann würden die beiden Schnittflächen 30 nicht auf die Innenflächen 31, 32 der beiden Gehäusedeckel 33,34
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