AT504396A1

AT504396A1 - Rotationspumpe zur förderung abrasiver fördermedien

Info

Publication number: AT504396A1
Application number: AT17212006A
Authority: AT
Original assignee: Schwing Gmbh F
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-05-15
Also published as: AT504396B1

Description

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Schwing GmbH P 38402 AT
Rotationspumpe zur Förderung abrasiver F[delta]rdermedien
Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe zur Förderung abrasiver Medien mit einem Gehäuse und einem Rotor, wobei der Rotor und ein gehäusefestes Element die Begrenzungsflächen eines im Wesentlichen ringförmigen Förderkanals mit einem Förderkanalquerschnitt bilden, in dem wenigstens ein umlaufender Schwenkflügel , insbesondere aber mindestens zwei umlaufende Schwenkflügel angeordnet ist bzw. sind, der bzw. die um eine Schwenkachse drehbar gelagert, mit dem Rotor verbunden ist bzw. sind und in Ausschwenkrichtung in eine den Förderkanalquerschnitt verschliessende Arbeitsstellung und in Einschwenkrichtung in eine den Förderkanalquerschnitt zumindest teilweise freigebende Passierstellung verschwenkbar ist bzw.

sind, wobei Flügelenden des Schwenkflügels mit den Begrenzungsflächen korrespondieren.
Rotationspumpen dieser Art sind nach dem Verdrängungsprinzip arbeitende Pumpen, wobei in einem ringförmigen Förderkanal meist zwei bis vier Schwenkflügel mit dem Rotor verbunden in einer Förderrichtung umlaufen, wobei die Schwenkflügel in der Arbeitsstellung quer zur Förderrichtung ausgerichtet sind und beim Durchlaufen eines Sperrkörpers, der den Förderkanal druck- und saugseitig trennt, parallel zur Förderrichtung gedreht werden, um den Sperrkörper auszuweichen. In der Arbeitsstellung korrespondieren alle Flügelenden des Schwenkflügels mit den Begrenzungsflächen des Förderkanals wogegen beim Durchlaufen des Sperrkörpers insbesondere die Flächen der Schwenkflügel mit einem Spalt zwischen dem Sperrkörper und einer Begrenzungsfläche des Förderkanals korrespondieren.

Von derartigen Rotationspumpen sind bezüglich der Lage der Schwenkachse der umlaufen den Schwenkflügel zwei prinzipiell verschiedene Ausführungsformen bekannt. Bei der einen Ausführungsform der Rotationspumpen sind die Schwenkflügel um radial bzw. senkrecht zur Rotationsachse des Rotors liegende Schwenkachsen schwenkbar. Eine Rotationspumpe dieser Art ist beispielsweise in der DE 30 46 155 AI und in der DE 197 16 439 AI beschreiben. Bei der anderen Ausführungsform der Rotationspumpe sind die Schwenkachsen der Schwenkflügel parallel zur Rotationsachse ausgerichtet, wonach sie auch Axialschwenkflügelpumpe genannt wird. Eine solche Rotationspumpe ist z.B. in der DE 28 45 658 AI beschrieben. Die Steuerung der Schwenkbewegung ist hier in axialer Verlängerung der Schwenkachsen angeordnet.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Pumpenart liegt insbesondere darin, dass der radiale Raumbedarf der Rotationspumpe bei zumindest gleicher Förderleistung geringer ist.
Bei der Ausführung der Rotationspumpe nach der DE 30 46 155 AI ist der Förderkanalquerschnitt des ringförmigen Förderkanals 30 rechteckig, wobei die Begrenzungsflächen des Förderkanals 30 dreiseitig von dem feststehenden Gehäusebodenteil 22 und Gehäusedeckelteil 23 gebildet werden. Am Innenradius des Förderkanals wird dieser von dem umlaufenden Rotor 40,41 begrenzt, der die radial in den Förderraum ragenden Schwenkflügel 35 trägt. An der radial äusseren Begrenzungsfläche des Förderkanals sind Öffnungen vorgesehen, an die der Saugstutzen 31 und der Druckstutzen 32 angeflanscht ist.

Analog ist auch der Förderkanal nach der DE 197 16439 AI aufgebaut.
Auch die Ausführung der Axialschwenkflügelpumpe nach der DE 28 45 658 AI weist einen Förderkanal 14 mit rechteckigem Querschnitt auf, wobei in einer besonderen Ausführungsform der Axialschwenkflügelpumpe nach Fig. 12 bis 14 der DE 28 45 658 AI die Schwenkflügel in Ausnehmungen des Rotorläufers einschwenkbar sind, so dass sie vollständig aus dem Förderkanalquerschnitt heraus schwenkbar sind und der Sperrkörper ein den gesamten Förderkanalquerschnitt ausfüllende Trennung zwischen dem Saug- und Druckbereich herstellen kann, womit insbesondere eine Rückführung von Fördermedium auf die Saugseite vermieden wird.
Bei dieser Ausführung der Axialschwenkflügelpumpe 170 wird lediglich die radiale, äussere Begrenzungsfläche des Förderkanals 14.3 vom Gehäuse 11.4 gebildet.

Der den Förderkanal im Übrigen begrenzende Rotorläufer 178 und die am Rotorläufer angeflanschten Dichtplat ten 77.4, 77.5 rotieren mit den Schwenkflügeln 19.4 mit. Saugstutzen 12.3 und Druckstutzen 13.3 der Rotationspumpe 170 sind am Gehäuse 11.4 angeflanscht und münden in der radialen, äusseren Begrenzungsfläche des Förderkanals 14.3.
Beide Pumpenarten nach dem vorgenannten Stand der Technik sind für die Förderung von dickflüssigen, grobe Bestandteile enthaltende, abrasive Medien, wie zum Beispiel Beton oder Mörtel konzipiert.
Nachteilig ist an dieser bekannten Konzeption,

dass während der Rotation und des Schwenkern der Schwenkflügel im Förderkanal infolge der körnigen Bestandteile des Fördermediums in der Paarung mit den metallischen Bauelementen der Rotationspumpe insbesondere an den Kontaktflächen zwischen den Schwenkflügelenden und den dazu relativbewegten, gehäusefesten Begrenzungsflächen des Förderkanals bereits nach kurzer Betriebszeit erhebliche Abnutzung auftritt, die keine vollständige Abdichtung des Förderkanalquerschnittes mehr gewährleistet und somit die Druckdifferenz entlang des Förderkanal und respektive die Förderleistung mindert. Ausserdem werden die Schwenkflügel durch die Reibwiderstände an den Flügelenden erheblichen dynamischen Belastungen ausgesetzt, die zur frühzeitigen Abnutzung des Schwenkflügels bzw. der Schwenkflügellagerung führen.

Die Fugen zwischen den Bauelementen, die den Förderkanal bilden, können durch die elastische Verformung der Bauelemente infolge des Innendruckes im Förderkanal aufgeweitet werden. Elastische Dichtelemente in den Fugen können zwar das Austreten von dünnflüssigen Bestandteilen des Fördermediums verhindern, jedoch können sich in den entstehenden Spalten grobe Bestandteile des Fördermediums ablagern (Verklausung), die eine Rückbildung der Verformung zunehmend verhindern.

Der Förderquerschnitt wird gegenüber der wirksamen Fläche des Schwenkflügels und des Sperrkörpers aufgeweitet, was ebenfalls zur unvollständigen Abdichtung des Förderkanalquerschnittes führt und die Druckdifferenz entlang des Förderkanals und die Förderleistung mindert.
Zudem kann es durch Verklemmen von groben Bestandteilen zwischen den Kontaktflächen zu Störungen beim Rotieren und Verschwenken der Schwenkflügel bis hin zu Totalausfällen der Rotationspumpe kommen.

Das Risiko des Verschleisses und des Verklemmens ist bei der Ausfuhrung der Axialschwenkflügelpumpe nach Fig. 12-14 der DE 28 45 658 zwar geringer als bei der Ausführung nach der DE 30 46 155 AI, weil hierbei die Schwenkflügel .. ... ... ... .. . eine intensive Relativbewegung infolge der Rotation lediglich gegenüber einer einzigen gehäusefesten Begrenzungsfläche des Förderkanals vollziehen und Verschleiss hauptsächlich nur an dieser Begrenzungsfläche und dem dazu korrespondierenden Flügelende auftritt. Dennoch führen die auf diese Weise quantitativ eingeschränkten Verschleissstellen zu den vorgenannten unbefriedigenden Ergebnissen.

Insbesondere kommt beim Verschliessen des Förderquerschnitts durch den Schwenkflügel das in Schwenkrichtung weisende Flügelende unmittelbar vor jedem Kontakt mit der feststehenden radialen, äusseren Begrenzungsfläche wiederholt mit dem abrasiven Medium in Berührung und bewegt sich in einem spitzen Winkel auf diese Begrenzungsfläche zu, so dass die Schmirgelwirkung an den Kontaktflächen immer wieder erneuert wird und permanent eine Gefahr des Verkeilens von groben Bestandteilen des Fördermediums zwischen den relativbewegten Flächen besteht, die zum Blockieren der Rotationspumpe führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Eignung der gattungsgemässen Rotationspumpe zur Förderung abrasiver Fördermedien zu verbessern,

insbesondere die Standzeit der gattungsgemässen Rotationspumpe zu erhöhen und Fördermedium bedingte Betriebsstörungen zu mindern.
Die Aufgäbe wird erfindungsgemäss damit gelöst, dass die in Aus- und Einschwenkrichtung weisenden Flügelenden mit Begrenzungsflächen korrespondieren, die vom Rotor gebildet sind.
Diese vom Rotor gebildeten Begrenzungsflächen des Förderkanals laufen als Bestandteile des Rotors gemeinsam mit dem Schwenkflügel um. Konstruktiv bedingt ist die Begrenzungsfläche zur Lagerung des Schwenkflügels am Rotor ebenfalls vom Rotor gebildet. Somit ist die gehäusefeste Begrenzungsfläche des Förderkanals die einzige Fläche, an der ein Flügelende des Schwenkflügels, und zwar das in Richtung der Schwenkachse weisende, stirnseitige Flügelende, entlang der Förderrichtung gleitet.

Zu den vom Rotor gebildeten Begrenzungsflächen vollziehen die in Aus- und Einschwenkrichtung weisenden Flügelenden des Schwenkflügels keine Relativbewegung infolge der Rotation des Rotors, sondern lediglich eine Relativbewegung alleinig durch die Schwenkbewegung des Schwenkflügels, die jedoch wesentlich geringer intensiv ist. Insbesondere das zum Verschliessen des Förderquerschnitts in Ausschwenkrichtung auf die korrespondierende Begrenzungsfläche des För derkanals weisende Flügelende des Schwenkflügels vollführt gegenüber dem bekannten Stand der Technik keine rotationsbedingte Relativbewegung mehr gegenüber dieser Begrenzungsfläche.

Sich zwischenlagernde grobe Bestandteile des Fördermediums erzeugen somit keinen nennenswerten Verschleiss an dieser Dichtkante des Schwenkflügels und machen ein Blockieren der Pumpe unmöglich.
Da eine erforderüche feststehende Ein- und Austrittsöffhung für das Zu- und Abfördern des abrasiven Fördermediums konstruktiv bedingt der einzig verbleibenden gehäusefesten Begrenzungsfläche des Förderkanals zugeordnet sein muss, kommt der Schwenkflügel nur mit seinem stirnseitigen Flügelende und nicht mit seinen in Schwenkrichtung weisenden Flügelenden unmittelbar mit der zu fördernden abrasiven Masse in Berührung.

Durch die besondere Relativbewegung des Schwenkflügels zu der Ein- und Austrittsöffnung in der gehäusefesten Begrenzungsfläche, nämlich dass das stirnseitige Flügelende sich ausschliesslich planparallel zur feststehenden Begrenzungsfläche bewegt und teilweise auch an der Ein- und Austrittsöffhung vorbei bewegbar ist, kann das im Bereich der Ein- und Austrittsöffhung mit Fördermittel benetzte stirnseitige Flügelende vorzüglich an der nachfolgenden Begrenzungsfläche abgestriffen werden.
Konstruktiv günstig ist zudem, dass der Rotor, der die Begrenzungsflächen des ringförmigen Förderkanals bildet, einteilig ausgebildet ist. Der Rotor kann hierbei durch ein Gussteil mit einer ringförmigen Vertiefung leicht hergestellt werden.

Der Rotor umfasst somit, ausgenommen an den notwendigerweise vorhandenen Lagerbuchsen der Schwenkflügel, den Förderkanal fugenlos, so dass der Umfang an kritischer Fugen an den Verbindungsstellen zwischen verschiedenen Bauelementen, welche die nach dem Stand der Technik geschilderten Störungen verursachen können, erheblich reduziert ist.
Vorzugsweise ist die Schwenkachse des Schwenkkörpers im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Rotors angeordnet, was u. a. den konstruktiv bedingten Raumbedarf der Rotationspumpe deutlich in radialer Erstreckung verringert.

Ausserdem ist die einzige gehäusefeste Begrenzungsfläche des Förderkanals mit den Ein- und Ausrittsöffiiungen für den Anschluss eines Saug- und Druckstutzen somit im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse der Rotationspumpe ausgerichtet, so dass ein angeschlossener Einfülltrichter oder eine Saugleitung sowie die Druckleitung platzsparend einer Seite der Rotationspumpe zuordnet sind und die gegenüberliegende Seite frei von diversen Anschlüssen bleibt und als Basis zur Montage der Rotationspumpe dienen kann.
In einer konstruktiv günstigen Weiterbildung weist der ringförmige Förderkanal einen viereckigen Förderkanalquerschnitt auf, der dreiseitig vom Rotor umschlossen ist, wobei der Förderkanal von einer Mantelfläche eines zylindrischen Rotorkerns,

einer Innenfläche einer ringzylindrischen Rotorwand und einer ringförmigen Rotorbodenfläche begrenzt ist.
Folglich ist das gehäusefeste Element, das die vierte Begrenzungsfläche des Förderkanals stellt, ebenfalls konstruktiv günstig, als ein ringförmiger Förderkanaldeckel ausgebildet. Da es sich bei dieser Begrenzungsfläche um die hauptsächlich verschleissbelastete Fläche des ringförmigen Förderkanal handelt, ist eine leicht austauschbare Gestaltung des Förderkanaldeckels, in dem dieser lösbar mit einem Gehäusedeckel verbunden ist, von Vorteil.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ringförmigen Förderkanaldeckels weist dieser radiale Dichtflächen auf, die mit der Mantelfläche des zylindrischen Rotorkerns und/oder der Innenfläche der ringzylindrischen Rotorwand korrespondieren.

Damit bewirken Verformungsspannungen infolge des Förderdruckes, die auf Grund der starren Begrenzungsflächen des Rotors hauptsächlich in axiale Richtung gegen den Förderkanaldeckel wirken, keine Beeinträchtigung der Dichtwirkung des Förderkanaldeckels, da hiermit lediglich eine axiale Verformung des Förderkanaldeckels verbunden ist. Es entsteht insbesondere keine Dichtspaltaufweitung zwischen dem Förderkanaldeckel und den zylindrischen Wänden des Förderkanals, in die sich das körnige Fördergut absetzen kann.

Axial ausgerichtete Dichtflächen dagegen würden sofort zu einer Verklausung des Dichtspaltes fuhren und eine Rückverformung des Förderkanaldeckels in die Ursprungslage verhindern.
Ist an dem gehäusefesten Element eine Ein- und eine Austrittsöffhung für die Zu- und Abförderung des Fördermediums vorgesehen, die ausserhalb eines geometrisch begrenzten Bewegungsbereiches des umlaufenden Schwenkflügels angeordnet sind, wird ein unmittelbarer Kontakt des stirnseitigen Flügelendes mit dem Fördermedium im Bereich der Ein- und Austrittsöfmung gänzlich vermieden, so dass es insbesondere zwischen dem stirnseitigem Flügelende und der korrespondierenden gehäusefesten Begrenzungsfläche nicht zu Verklemmungen von Fördermaterial kommen kann.

Entsprechend der vorgegebenen Schwenkbewegung entlang der Umlaufbahn und der äusseren Kontur des Schwenkflügels ergeben
sich definierte Freiflächen auf der vom gehäusefesten Element gebildeten Begrenzungsfläche, die nicht vom Schwenkflügel überstrichen werden und für die Anordnung der Ein- und Austrittsöffhung gewählt werden können. Dabei kann zur Ausschöpfung dieser Freiflächen die Ein- und/oder die Austrittsöffiiung eng benachbart zu einem im Förderkanal feststehenden Sperrkörper angeordnet sein, weil infolge des Verschwenkens des Schwenkflügels in die Passierstellung zum Umlaufen dieses feststehenden Sperrkörpers diese Freiflächen in Förderrichtung vor und nach dem Sperrkörper am grössten sind.

In einer optimalen konstruktiven Anpassung an den ringförmigen Förderkanal und an die geometrische Bewegungslinie der äusseren Schwenkflügelkontur ist die Kontur der Ein- und der Austrittsöffiiung nierenförmig ausgebildet, um die zur Verfügung stehenden Freifläche maximal auszuschöpfen.
Für eine strömungsgünstige Ein- und Auströmung des abrasiven Mediums in bzw. aus der Rotationspumpe ist der hydraulische Durchmesser der Ein- und/oder der Austrittsöffiiung grösser als der hydraulische Durchmesser des Förderkanalquerschnittes.
Der hydraulische Durchmesser Dj, bezeichnet in der Strömungstechnik den gleichwertigen Durchmesser beliebiger, nicht kreisförmiger Strömungsquerschnittsformen zu einem Durchmesser eines kreisrunden Strömungsquerschnittes bei gleichem Reibungsdruckgefalle und gleicher Strömungsgeschwindigkeit.

Der hydraulische Durchmesser Dhist eine rechnerische Grösse und wird als Quotient aus dem vierfachen Strömungsquerschnitt A der beliebigen Querschnittsform und dem vom Medium benetzten Umfang U dieser Querschnittsform gebildet (Dh= 4*A/U). Er wird zur Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit und der Druckverluste nicht runder Querschnitte verwendet um sie strömungstechnisch vergleichbar zu machen. Da vorzugsweise sowohl der Strömungsquerschnitt der Ein- bzw. Austrittsöffnung als auch der Strömungsquerschnitt des Förderkanalquerschnittes nicht kreisrund sind, werden zum Zwecke eines strömungstechnischen Vergleiches ihre gleichwertigen Durchmesser D herangezogen.

Ist erfindungsgemäss der hydraulische Durchmesser der Ein- und insbesondere der Austrittsöffiiung grösser als der hydraulische Durchmesser des Förderkanalquerschnittes, bewirkt dies eine vorteilhafte Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Ein- bzw. Austrittsöffiiung. In diesem Bereich des Übergangs zwischen der Querschnittsform des Förderrohres und der Querschnittsform des Förderkanals über eine weitere Querschnittsform der Ein- bzw. Austrittsöffiiung vollführt die zu fördernde abrasive Masse zudem eine drastische Richtungsumlenkung, was sich für dieses Fördermedium kri tisch auswirkt.

Bei Querschnittsänderungen und gleichzeitigen Richtungsumlenkungen dieser Art wirken die insbesondere druckseitigen hohen dynamischen Drücke als Verwirbelungskräfte auf die abrasive Masse ein, die die Inhaltsstoffe der abrasiven Masse bis zum Verkeilen und Verstopfen des Strömungsquerschnittes verpressen können. Mit der Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in diesem kritischen Bereich werden die dynamische Drücke an dieser Stelle vermindert, so dass die unerwünschte Verpressung des Fördermediums vermieden werden.
Der Saug- bzw. Druckstutzen, der am Anschluss an die erfindungsgemässe Eintritts- bzw. Austrittsöffhung einen ebenfalls nicht kreisförmigen Querschnitt hat, wird üblicherweise als Übergangstück unter Anpassung auf den kreisrunden Querschnitt des jeweils anzuschliessenden Förderrohres ausgebildet.

Mit der erfindungsgemässen Massnahme, insbesondere den Druckstutzen so zu gestalten, dass der hydraulische Durchmesser Dhder Querschnittsform des Druckstutzen entlang der Strömungsrichtung des Mediums stetig abnimmt, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Fördermediums nach der Querschnittserweiterung im kritischen Bereich der Austrittsöffiiung allmählich wieder erhöht und damit der dynamische Förderdruck des Mediums im Förderrohr verlustarm wieder aufgebaut.
Zur ebenfalls möglichst druckverlustarmen Strömung der abrasiven Masse im Bereich des Überganges von der Ein- bzw. Austrittsöffiiung zum Förderkanal weist der zur Ein- bzw. Austrittsöffiiung eng benachbarte Sperrkörper eine der Eintrittsöffhung zugeordnete Einlauframpe und/oder eine der Austrittsöffiiung zugeordnete Auslauframpe auf. Damit wird ein stetiger Querschnittsübergang zwischen der Ein- bzw.

Austrittsöffiiung und dem Förderkanalquerschnitt verbunden mit einem druckverlustarmen Änderungsprofil der Strömungsgeschwindigkeit erzielt sowie verlustreiche "Stauzonen" entgegen der Förderrichtung und Verwirbelungen des Fördermediums, die zudem eine erhöhte Reibung an den beteiligten Förderkanalwänden erzeugen, vermieden.
Für eine hohe Förderleistung der Rotationspumpe ist es günstig, wenn der Förderquerschnitt in der Arbeitsstellung des Schwenkflügels vollständig und dicht verschliessbar ist. Dazu weist das in Aus- und/oder Einschwenkrichtung weisende Flügelende des Schwenkflügels eine Beschichtung aus elastischem Material auf.

Damit werden in der Arbeitsstellung sich gut anformende und damit gut schliessende Dichtkanten der Flügelenden gegenüber den kor respondierenden Begrenzungsflächen des Rotors gewährleistet, trotz evtl. zwischengelagerter körniger Bestandteile des Fördermediums.
Strömungstechnisch vorteilhaft ist es zudem, wenn der Schwenkflügel senkrecht zur Schwenkachse ein kreisringförmiges, parabelförmiges, elliptisches oder linsenförmiges oder dergleichen Profil aufweist.

Schwenkflügel mit einem derart kontinuierlich veränderlichen Profil begünstigen ein gleichmässiges Verschwenken des Schwenkflügels in die Arbeitsstellung bei günstigen Gleit- und Widerstandsverhältnissen gegenüber der Fördermasse und gewährleistet in der Passierstellung ein verklemmungsfreies Vorbeigleiten des Schwenkflügels am Sperrelement.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist eine vom Rotor gebildete Begrenzungsfläche des ringförmigen Förderkanals eine Ausnehmung mit einer entsprechend dem Profil des Schwenkflügels gestalteten Negativform auf, in die der Schwenkflügel in der Passierstellung bündig zur Begrenzungsfläche verschwenkbar ist.
Damit schwenkt der Schwenkflügel in der Passierstellung vollständig aus dem Förderkanalquerschnitt heraus und bildet eine sich gleichmässig fortsetzende Begrenzungsfläche des Förderkanals,

so dass die Kontur des Sperrkörpers auch spaltfrei zu dieser Begrenzungsfläche des Förderkanals ausgebildet sein kann. Folglich wird eine grösstmögliche Druckdifferenz zwischen der Saug- und Druckseite des Förderkanals und eine nahezu verlustfreie Förderleistung erzielt.
In einer bevorzugten Ausführungsform zur Steuerung der Schwenkbewegung des Schwenkflügels ist ein mit dem Schwenkflügel verbundener Schwenkkörper im Rotor drehbar gelagert, der einen exzentrisch zur Schwenkachse angeordneten Lagerzapfen aufweist, der mittels Gleit- oder Rollelement in einer gehäusefesten Steuerkurvenbahn geführt ist.
Im Rahmen der Aufgabe kommt es für das störungsfreie Pumpen von dickflüssigen, abrasiven Fördermedium auch auf ein auf die Pumpverhältnisse abgestimmte, geeignete Steuerung der Schwenkbewegung an,

wobei die erfindungsgemässe Steuerung herstellungstechnisch besonders einfach, platzsparend und mechanisch robust ist. Für eine montagefreundliche Austauschbarkeit der verschleissbehafteten Steuerkurvenbahn ist diese auf einer ringförmigen Grundplatte ausgebildet, die lösbar mit einem Gehäuseboden verbunden ist.
Besonders vorteilhaft steht der Schwenkflügel mittels einer Torsionsfeder mit der Steuerkurvenbahn in Wirkverbindung, so dass das in Aus- und/oder Einschwenkrichtung weisende Flügelende in der Arbeitsstellung federbelastet an der korrespondierenden Begrenzungsfläche anliegt. Dabei ist die Lage des Schwenkflügels gegenüber dem in der Steuerkurvenbahn gelagerten Lagerzapfen nicht starr, sondern ist um die Schwenkachse torsierbar gestaltet.

Beispielsweise wird konstruktiv die Anordnung des Lagerzapfens in der Steuerkurvenbahn gegenüber dem Schwenkflügel so gewählt, dass bei Anschlag des Schwenkflügels an der korrespondierenden Begrenzungsfläche der Lagerzapfen zwangsweise durch die Lagevorgabe in der Steuerkurvenbahn unter der Federspannung um einen Drehwinkel gegenüber dem Schwenkflügel versetzt wird und so ein Drehmoment auf den Schwenkflügel aufgebracht wird. Somit liegt der Schwenkflügel in der Arbeitsstellung unter einer von der Torsionsfeder erzeugten Druckkraft an der korrespondierenden Begrenzungsfläche an, was aus mehrerer Hinsicht günstig ist. Zum einen wird durch die Druckkraft der Torsionsfeder die Dichtung der Flügelenden gegenüber der korrespondierenden Förderkanalwand erhöht.

Andererseits stellt sich der Anschlag des Schwenkflügels an dieser korrespondierenden Förderkanalwand aufgrund der Federkraft selbsttätig nach, sofern ein nicht ganz auszuschliessender Verschleiss an den in Schwenkrichtung weisenden Flügelenden auftritt. Des Weiteren kann der federbelastete Anschlag des Schwenkflügels an der Förderkanalwand bei sich verklemmenden festen Bestandteilen des Fördermediums entgegen der Federkraft nachgeben, so dass eine Schwenkflügelbeschädigung oder eine Beschädigung an den mit dem Schwenkflügel verbundenen Bauteilen der Steuerungsmechanik vermieden wird.
Als Torsionsfeder findet in einer speziellen Ausführungsform ein zylindrischer Gurnmiring Verwendung, der gegenüber einem den Lagerzapfen aufweisenden Unterteil des Schwenkkörpers und einem den Schwenkflügel tragenden Oberteil des Schwenkkörpers verspannbar ist.

Dieser Gurnmiring, stimseitig einerseits mit dem Unterteil und andererseits mit dem Oberteil befestigt, wird bei einer Verdrehung des Unterteils gegenüber dem Oberteil auf Torsion beansprucht und vermittelt so ein Drehmoment auf den Schwenkflügel. Die kon struktiv einfache Lösung hat ausserdem den Vorzug geringer Störanfälligkeit und Korrosionsfestigkeit.
Sind mehrere im Förderkanal umlaufende Schwenkflügel vorgesehen, die gleichmässig um den Umfang des ringförmigen Förderkanals verteilt angeordnet sind, wird ein umso kontinuierlicher Pumpbetrieb mit gleichmässigen Förderstrom erzielt.
In einer konstruktiv günstigen Ausgestaltung der Rotationspumpe weist der Rotor einen umlaufenden Zahnkranz auf, der drehbar gelagert mit dem Gehäuseboden verbunden ist und mit einem Antriebsritzel zusammenwirkt.

Dieses Antriebssystem vermindert nicht nur die Bauhöhe der Rotationspumpe in Richtung der Rotationsachse, sondern nimmt unter hoher Laufgenauigkeit die Gewichtskraft des mit Fördermasse gefüllten Rotors und entsprechend der Rotation auftretende dynamischen Belastungen schwingungsarm und zuverlässig auf.
Weist der Rotor entlang der Rotationsachse der Rotor einen Achsbolzen auf, mit dem der Gehäusedeckel, der Rotor und der Gehäuseboden miteinander zentrisch verspannbar ist, kann zum einen der mit den Gehäusedeckel verbundene Förderkanaldeckel gegen den Förderdruck im Inneren des Förderkanals angepresst und so einer axialen Verformung des Förderkanaldeckel und des Gehäusedeckels entgegenwirkt werden.

Zum anderen wird auch der Rotor mit dem Gehäuseteilen verspannt, wodurch das Zahnkranzgetriebe von dynamischen Belastungen entlastet wird, und die Lebensdauer des Zahnkranzes unter Beibehaltung seiner Präzision zunimmt.
Die erfindungsgemässe Rotationspumpe wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in einer schematischen Darstellung in:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung A-A der erfindungsgemässen Rotationspumpe,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Rotationspumpe im geöffneten Zustand ohne Gehäusedeckel,
Fig. 3 eine halbseitige Schnittdarstellung B-B der erfindungsgemässen Rotationspumpe,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Einzelheit der erfindungsgemässen Rotationspumpe, nämlich des Flügelkörpers, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Einzelheit der erfindungsgemässen Rotationspumpe, nämlich des Rotorkörpers
Fig. 6 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Rotationspumpe im geschlossenen Zustand mit Gehäusedeckel.
Fig. 7 eine Schnittdarstellung C-C eines Details der erfindungsgemässen Rotationspumpe,
Fig. 8 eine Schnittdarstellung D- D eines Details der erfindungsgemässen
Rotationspumpe.
Fig.

1 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemässen Rotationspumpe nach dem Ausführungsbeispiel entlang einer Schnittlinie A-A, die in Fig. 2 und Fig. 6 eingezeichnet ist. Die Rotationspumpe hat einen Rotorkörper 1 aus einem metallischem Gussteil, der um eine Rotationsachse 2 dreht. Den Rotorkörper 1 umgibt ein Gehäuse, bestehend aus einem Gehäusedeckel 3 und einem Gehäuseboden 4, die mittels mehrerer Spannbolzen 5 - nur gestrichelt dargestellt-, miteinander verbunden sind. Die zugehörigen Gehäusewände sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Zusätzlich ist der Rotorkörper 1 mit einem entlang der Rotationsachse 2 gelagerten Achsbolzen 6 versehen, der den Gehäusedeckel 3, den Rotorkörper 1 und den Gehäuseboden 4 zentrisch verspannt.

Der Rotorkörper 1 ist mit einem Zahnkranz 7 verbunden, der auf einen am Gehäuseboden 4 fixierten Kugellagerring 8 drehbar gelagert ist, und mit einem motorgetriebenen Antriebsritzel 9 kämmt, wobei der Motor nicht dargestellt ist. Dadurch wird der Rotorkörper 1 um die Rotationsachse 2 angetrieben.
Der Rotorkörper 1, wie auch gut aus Fig. 5 ersichtlich, weist einen umlaufenden ringförmigen Förderkanal 10 auf, der zur Aufiiahme und Förderung von beispielsweise Beton dient. Der ringförmige Förderkanal 10 hat einen viereckigen Förderquerschnitt 11 und ist dreiseitig vom einteiUgen Rotorkörper 1 begrenzt. Die rotorseitigen Begrenzungsflächen 12,14,16 des Förderkanals 10 werden dabei von der Mantelfläche 12 des zylindrischen Rotorkerns 13, der Innenfläche 14 der ringzylindrischen Rotorwand 15 und von der ringförmigen Rotorbodenfläche 16 gebildet.

Die vierte Begrenzungsfläche 17 des Förderkanals 10 wird von der Innenfläche 17 eines ringförmigen Förderkanaldeckels 18 gebildet. Dieser ringförmige Förderkanaldeckel 18, als gehäusefestes Element, ist als einziges Verschleissteil des Förderkanals 10 lösbar und austauschbar mit dem Gehäusedeckel 3 verbunden.
Der Förderkanal 10 ist an seinen Fugen 19 gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Dazu weist der ringförmige Förderkanaldeckel 18 radiale, innere und äussere Dichtflächen 20,21 mit Radialdichtungen 22 auf, die den Förderkanaldeckel 18 gegenüber der Innenfläche 14 der ringzylindrischen Rotorwand 15 und gegenüber einer abgesetzten Mantelfläche 23 des Rotorkerns 13 abdichtet.

Eine Verklausung von Beton in den somit vorzugsweise axial ausgerichteten Fugen 19 ist weitestgehend vermieden, da die ausschliesslich gegen den Förderkanaldeckel 18 gerichtete Verformungsmöglichkeit des Förderkanals 10 infolge des Förderdruckes keine Spaltaufweitung an den Fugen 19 hinterlässt.
Durch den Förderkanaldeckel 18 und den Gehäusedeckel 3 hindurch gibt es eine Eintrittsöffhung 24 und eine Austrittsöffiiung 25, mit denen der Förderkanal 10 mit jeweils einem Saugstutzen 26 und einem Druckstutzen (nicht dargestellt) verbunden ist. Am Saugstutzen 26 kann beispielhaft ein Einfülltrichter 27 (getrichelt in Fig. 1 angedeutet) für die Zufuhr des Betons aus einem Fahrzeug befestigt sein.

Am Druckstutzen kann für die Abfuhr des Betons eine Betonförderleitung (nicht dargestellt) angeschlossen sein.
Aus Fig. 1 ist des Weiteren einer von drei Schwenkkörpern 28 mit jeweils einem Schwenkflügel 29 ersichtlich, wobei die Schwenkkörper 28 in kreisrunden Ausnehmungen 30 des Rotorkörpers 1 um eine Schwenkachse 31 drehbar gelagert sind und mit der Rotorbodenfläche 16 abschliessen. Die kreisrunden Ausnehmungen 30 im Gussteil des Rotorkörpers 1 für die Schwenkkörper 28 sind auch aus Fig. 5 ersichtlich.
Insgesamt sind drei Schwenkkörper 28 im gleichen Umfangsabstand im Förderkanal 10 verteilt vorgesehen, womit eine weitestgehend kontinuierliche, pulsierungsarme Betonförderung erfolgt.

Die Schwenkachsen 31 der Schwenkkörper 28 verlaufen parallel zur Rotationsachse 2, so dass die Schwenkkörper 28 mit den Schwenkflügeln 29 senkrecht orientiert in einer Förderrichtung 32 mit dem Rotorkörper 1 umlaufen. Wie auch aus Fig. 2 gut ersichtlich, ist der Schwenkflügel 29 exzentrisch zur Schwenkachse 31 mit dem Schwenkkörper 28 verbunden und weist zwei gewölbte Flügelflächen, beispielsweise aus Blech auf, die quer zur Schwenkachse 31 ein linsenförmiges Hohlprofil 33 ergeben.

Längserstreckt zur Schwenkachse 31 gesehen, ergeben die dreiseitigen Flügelenden 36,37,38 eine entsprechend dem rechteckigen Förderkanalquerschnitt 11 u-förmige, umlaufende Kontur.
In einer alternierenden Schwenkbewegung des Schwenkkörpers 28 wird jeder der Schwenkflügel 29 in wechselseitiger Aus- und Einschwenkrichtung 34,35 in eine den Förderkanalquerschnitt 11 verschliessenden Arbeitsstellung und in eine den Förderkanalquerschnitt 11 vollständig freigebende Passierstellung verschwenkt, wobei in der Arbeitsstellung das in Ausschwenkrichtung 34 weisende Flügelende 37 an der Innenfläche 14 der Rotorwand 15 und das in Einschwenkrichtung 35 weisende Flügelende 38 an der Mantelfläche 12 des Rotorkerns 13 dichtend anliegen,

während das stirnseitige Flügelende 36 permanent in jeder der Schwenkstellungen a p^Forderkanaldeckel 18 anliegt und in Förderrichtung 32 an dem feststehenden Förderkanaldeckel 18 entlang gleitet. Ein nennenswerter Verschleiss kann damit nur an dem stirnseitigen Flügelende 36 des Schwenkflügels 29 und an der Innenfläche 17 des Förderkanaldeckels 18 auftreten. Die Lage eines Schwenkflügels 29 in Arbeitsstellung wird auch aus Fig. 3 deutlich, die eine halbseitige Schnittdarstellung durch die Rotationspumpe entlang der Schnittlinie B-B zeigt.
Zur bündigen Aufnahme des Schwenkflügels 29 in der Passierstellung weist der Rotorkörper 1, explizit der Rotorkem 13, entsprechend dem linsenartigen Profil 33 des Schwenkflügels 29 angepasste Ausnehmungen 39 auf, wie sich gut aus Fig. 2 und 5 ergibt.

Damit kann der Schwenkflügel 29 einem nachfolgend noch näher beschriebenen und aus Fig. 6 ersichtlichen Sperrkörper 40 gänzlich ausweichen, der gehäusefest an einer bestimmten Stelle im Förderkanal 10 den Förderkanalquerschnitt 11 vollständig verschliesst. Ein Schwenkflügel 29, der sich gerade in der Passierstellung befindet, ist respektive aus der linken Hälfte der Schnittdarstellung A-A in Fig. 2 ersichtlich.
Der detaillierte Aufbau des Schwenkkörpers 28 ergibt sich besonders deutlich aus Fig. 4. Der Schwenkkörper 28 weist ein mit dem Schwenkflügel 29 verbundenes Oberteil 41, ein mit dem Oberteil 41 drehbar fixiertes Unterteil 42 und ein zwischengelagerten zylindrischen Gummiring 43, der als Torsionsfeder wirkt. Dazu ist der zylindrische Gummiring 43 beidseitig mit jeweils einer seinen Stirnseiten mit dem Oberteil 41 und dem Unterteil 42 verbunden.

Somit ist der Schwenkkörper 28 in sich auf Torsion beanspruchbar. Ober- und Unterteil 41, 42 werden durch einen nicht dargestellten Schraubbolzen längs der Schwenkachse 31 zueinander in Längsrichtung fixiert. Fig. 4 zeigt ausserdem, dass an dem Unterteil 42 des Schwenkkörpers 28 ein ebenfalls exzentrisch zur Schwenkachse 31 angeordneter Lagerzapfen 44 mit einer Rolle vorgesehen ist, der in einer Steuerkurvenbahn 45 einer Grundplatte 46 eingreift, die mit dem Gehäuseboden 4 verbunden ist. Der Verlauf der Steuerkurvenbahn 45 ist als gestrichelte Doppellinie in Fig. 2 erkennbar. Über den bei der Rotation des Rotorkörpers 1 um die Rotationsachse zwangsweise in der Steuerkurvenbahn 45 geführten Lagerzapfen 44 wird die alternierende Schwenkbewegung jedes der Schwenkkörper 28 mit dem Schwenkflügel 29 entlang ihrer Umlaufbahn in Förderrichtung 32 gesteuert.

Insbesondere veranlasst die Rotation des Rotorkörpers 1 in Zusammenspiel mit dem Verlauf der Steuerkurvenbahn 45, dass der Schwenkflügel 29 in Förderrichtung 32 vor dem Sperrkörper 40 in die Ausnehmung 39 des Rotorkerns 13 bündig einschwenkt und so am Sperrkörper 40 vorbeiläuft und nach dem Passieren des Sperrkörpers 40 wieder bis zur Arbeitsstellung ausschwenkt.

Die Grundplatte 46 mit der Steuerkurvenbahn 45 ist als Verschleissteil lösbar und austauschbar mit dem Gehäuseboden 4 verbunden.
Die Stellung des Lagerzapfens 44 am Unterteil 42 hat gegenüber dem Schwenkflügel 29 am Oberteil 41 des Schwenkkörpers 28 einen derartigen Drehwinkel- Versatz, dass in der Arbeitsstellung des Schwenkflügels 29 zwischen dem in der Steuerkurvenbahn 45 geführten Lagerzapfen 44 und der aktuellen Drehstellung des Schwenkflügels 29 eine Torsionsspannung auf den Gummiring 43 ausgeübt wird. Somit liegt in dieser Arbeitsstellung das in Ausschwenkrichtung 34 weisende Flügelende 37 unter einer Federkraft an der Innenfläche 14 der Rotorwand 15 dicht an, wobei beim Zurückdrehen des Schwenkkörpers 28 in die Passierstellung des Schwenkflügels 29 der Gummiring 43 wieder bis auf seine Vorspannung entlastet wird.

Den sich eventuell zwischen dem Flügelende 37 und der Innenfläche 14 der Rotorwand 15 verklemmenden festen Bestandteilen des zu fördernden Betons kann der Schwenkflügel 29 somit elastisch und zerstörungsfrei ausweichen. Ausserdem ist ein eventuell minimaler Verschleiss an diesem Flügelende 37 automatisch nachstellbar.
Der Schwenkkörper 28 selbst ist mittels Radialdichtungen 47 gegenüber der kreisrunden Ausnehmung 30 des Rotorkörpers 1 abgedichtet. Dadurch sind die Steuerelemente des Schwenkflügels 29 unterhalb der Rotorbodenfläche 16 wirksam gegenüber den im Förderkanal 10 befindlichen Beton geschützt. Mit dem feststehenden Förderkanaldeckel 18 ist der bereits erwähnte Sperrkörper 40 verbunden, der ortsfest in den Förderkanal 10 reicht und den Förderkanalquerschnitt 11 vollständig versperrt, um so den Förderkanal 10 saug- und druckseitig zu trennen.

Der Sperrkörper 40 ist in Fig. 6 in gestrichelter Darstellung gezeigt. Die Ein- und die Austrittsöffiiung 24,25 ist eng benachbart zum Sperrkörper 40 angeordnet, weil in diesem Bereich der Freiraum ausserhalb eines Bereiches der Schwenkflügelbewegung am grössten ist. Somit kommt der zu fördernde Beton weitgehend nicht mit dem stirnseitigen, verschleissbelasteten Flügelende 36 in Berührung, was eine zusätzliche Schmirgelwirkung zwischen dem stirnseitigen Flügelende 36 und dem Förderkanaldeckel 18 verhindert.

In optimaler konstruktiver Anpassung an den ringförmigen Förderkanal 10 und in Anpassung an die geometrische Kontur insbesondere der Bewegungslinie des in Ausschwenkrichtung 34 weisenden Flügelendes 37 beim Passieren des Sperrkörpers 40 ist die Kontur der Ein- und Austrittsöffiiung 24, 25 nierenförmig ausgebildet.
Der Sperrkörper 40 weist zur druckverlustarmen Ein- und Ausförderung des Betons beidseitig Förderrampen 48,49 auf. So ist der Eintrittsöffiiung 24 eine in Förderrichtung 32 schräg abfallende Einlauframpe 48 und der Austrittsöffiiung 25 eine in Förderrichtung 32 schräg ansteigende Auslauframpe 49 zugeordnet. Die seitliche, zur Mantelfläche 12 des Rotorkems 13 zugewandte Begrenzung der Förderrampen 48, 49 ist der geometrischen Bewegungslinie des in Ausschwenkrichtung 34 weisenden Flügelendes 37 des Schwenkflügels 29 beim Einbzw.

Ausschwenken in die Ausnehmung 39 des Rotorkerns 13 zum Passieren des Sperrkörpers 40 angepasst.
Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung C-C der auszugsweise dargestellten Rotorpumpe nach Fig. 8, aus der u. a. die strömungsgünstige Kontur der Auslauframpe 49 gut ersichtlich ist. Fig. 7 und 8 zeigen als Detaildarstellung der erfindungsgemässen Rotationspumpe lediglich die Kontur des Förderkanals 10 mit dem Förderkanaldeckel 18, an dem der Sperrkörper 40 befestigt ist und die Ein- und Austrittsöffhung 24,25 ausgebildet sind.

In Fig. 7 und 8 wird ausserdem -jeweils in geschnittener Ansicht- ein an der Austrittsöffhung 25 angeschlossener Druckstutzen 50 gezeigt, der einen Übergang bildet von einer nierenförmigen Querschnittsform, als Anpassung an die Austrittsöffiiung 25, auf eine kreisförmige Querschnittsform, als Anpassung an den Durchmesser ÜRohrdes an den Druckstutzen 50 anzuschliessenden Förderrohres (nicht dargestellt). Im Übergang vom Förderkanal 10 über den Druckstutzen 50 auf das Förderrohr erfahrt der Strömungsweg des Betons unter veränderlichen Querschnittsformen eine Richtungsumlenkung im Bereich der Austrittsöffiiung 25, die von der Förderrichtung 32 auf die Strömungsrichtung 51 im Druckstutzen 50 in einem Winkel von etwa 90[deg.] erfolgt.

Dabei sind in diesem Übergang die veränderlichen Querschnittsformen so gestaltet, dass der hydraulische Durchmesser D der Querschnittsform des Druckstutzens 50 entlang der Strömungsrichtung 51 des Betons stetig abnimmt bis hin zum Durchmesser ÜRohrdes anzuschliessenden Förderrohres. Zugleich ist der hydraulische Durchmesser der Austrittsöffnung 25 grösser als der hydraulische Durchmesser des Förderkanalquerschnittes bemessen.. Der hydraulische Durchmesser Dhist an jeder Querschnittsstelle des Strömungsweges - somit also an den entsprechenden Querschnittsstellen des Förderkanals 10, der Austrittsöffnung 25 und des Druckstutzen 50- als Quotient aus dem vierfachen Strömungsquerschnitt A und dem Umfang U (Dh= 4* A U) ermittelbar.

Dabei wird in der erfindungsgemässen Gestaltung des Querschnittsübergangs dieser Wert Dhin Strömungsrichtung 32, 51 des Betons ausgehend von einem Wert Dhdes Förderkanals 10 nach einer örtlichen Vergrösserung des Wertes in der Austrittsöffhung 25 entlang des Druckstutzens 50 stetig kleiner bis auf den Wert des Durchmessers des anzuschliessenden Förderrohres.
Mit diesen Massnahmen erhält die Strömungsgeschwindigkeit des Betons im Bereich der Querschnittsübergänge ein vorteilhaftes Geschwindigkeitsprofil entlang der Strömungsrichtung 32, 51 wodurch unerwünschte Ablagerungen des Betons insbesondere im Bereich der Austrittsöffhung 25 und des Druckstutzens 50 vermieden werden, die nach einiger Zeit abbinden und sukzessiv zu immer grösser werdenden Querschnittsverengungen führen können.
Funktion der Rotationspumpe:

Der zu fördernde Beton wird über den Einfülltrichter 27 von oben durch die Emtrittsöffiiung 24 und entlang der Einlauframpe 48 des Sperrkörpers 40 in den Förderkanal 10 eingebracht und wird nach der Emtrittsöffiiung 24 schaufelradartig durch die Schwenkflügel 29 erfasst, die nacheinander mittels der Schwenkflügelsteuerung des Lagerzapfens 44 in der Steuerkurvenbahn 45 aus der Ausnehmung 39 in Ausschwenkrichtung 34 bis zur gegenüberliegenden Begrenzungsfläche 14 des Förderkanals 10 herausschwenken und gleichzeitig in .
Förderrichtung 32 mit dem Rotorkörper 1 umlaufen.

Damit wird der Beton innerhalb des Förderkanals 10 in Förderrichtung 32 transportiert und über die Auslauframpe 49 des Sperrkörpers 40 durch die Austrittsöffhung 25 mit dem angeschlossenen strömungsgünstigen Druckstutzen 50 kontinuierlich herausgefördert, wobei vor Erreichen der Austrittsöffhung 25 die Schwenkflügel 29 nacheinander wieder stetig in die Ausnehmung 39 zurückverschwenken. Eine erfindungsgemässe Rotationspumpe nach dem Ausführungsbeispiel mit den vorbeschriebenen Eigenschaften und Vorteilen fördert den Beton kontinuierlich und nachhaltig störungsfrei.
FÜR D. ANMELDER(IN): 1 6. OKT. 2006
PATEN! AN WALTE
DIPL. ING. WILHELM CASATI DIPL ING.

PETER ITZE
Bezugszeichenliste
Rotor, Rotorkörper Rotationsachse Gehäusedeckel Gehäuseboden Spannbolzen Achsbolzen Zahnkranz Kugellagerring Antriebsritzel ringförmiger Förderkanal Förderkanalquerschnitt, viereckiger Förderquerschnitt Begrenzungsfläche des Förderkanals, Mantelfläche des zylindrischen Rotorkerns zylindrische Rotorkem Begrenzungsfläche des Förderkanals, Innenfläche der ringzylindrischen Rotorwand ringzylindrische Rotorwand Begrenzungsfläche des Förderkanals, ringförmige Rotorbodenfläche Begrenzungsfläche des Förderkanals, Innenfläche des ringförmigen Förderkanaldeckels gehäusefestes Element,

Förderkanaldeckel Fuge des Förderkanals innere radiale Dichtfläche des Förderkanaldeckels äussere radiale Dichtfläche des Förderkanaldeckels Radialdichtung abgesetzte Mantelfläche des Rotorkems Eintrittsöffhung Austrittsöffiiung Saugstutzen 27 Einfülltrichter
28 Schwenkkörper
29 Schwenkflügel
30 kreisrunde Ausnehmung des Rotorkörpers
31 Schwenkachse
32 Förderrichtung des Betons
33 linsenförmiges Hohlprofil
34 Ausschwenkrichtung
35 Einschwenkrichtung
36 stirnseitiges Flügelende
37 in Ausschwenkrichtung weisendes Flügelende
38 in Einschwenkrichtung weisendes Flügelende
39 Ausnehmung des Rotorkerns
40 Sperrkörper
41 Oberteil des Schwenkkörpers
42 Unterteil des Schwenkkörpers
43 Torsionsfeder, zylindrischer Gummiring
44 Lagerzapfen,

Rolle
45 Steuerkurvenbahn
46 Grundplatte
47 Radialdichtung
48 Einlauframpe
49 Auslauframpe
50 Druckstutzen
<EMI ID=20.1>
51 Strömungsrichtung des Betons im Druckstutzen
DRohrDurchmesser des anzuschliessenden Förderrohres
Dhhydraulischer Durchmesser des Strömungsquerschnittes

Claims

22 Patentansprüche

1. Rotationspumpe zur Förderung abrasiver Medien mit einem Gehäuse und einem Rotor, wobei der Rotor und ein gehäusefestes Element, welches eine Ein- und eine Austrittsöffiiung für die Zu- und Abführung des abrasiven Mediums aufweist, die Begrenzungsflächen eines im Wesentlichen ringförmigen Förderkanals mit einem Förderkanalquerschnitt bilden, in dem wenigstens ein umlaufender Schwenkflügel angeordnet ist, der, um eine Schwenkachse drehbar gelagert, mit dem Rotor verbunden ist und in Ausschwenkrichtung in eine den Förderkanalquerschnitt verschliessende Arbeitsstellung und in Einschwenkrichtung in eine den Förderkanalquerschnitt zumindest teilweise freigebende Passierstellung verschwenkbar ist, wobei Flügelenden des Schwenkflügels mit den Begrenzungsflächen korrespondieren, dadurch gekennzeichnet, dass die in Aus- und Einschwenkrichtung (34,35)

weisenden Flügelenden (37,38) mit Begrenzungsflächen (14,12) korrespondieren, die vom Rotor (1) gebildet sind, und ein in Richtung der Schwenkachse (31) weisendes Flügelende (36) mit einer Begrenzungsfläche (17) korrespondiert, die vom gehäusefesten Element (18) gebildet ist.

1. Rotationspumpe zur Förderung abrasiver Medien mit einem Gehäuse und einem Rotor, wobei der Rotor und ein gehäusefestes Element die Begrenzungsflächen eines im Wesentlichen ringförmigen Förderkanals mit einem Förderkanalquerschnitt bilden, in dem wenigstens ein umlaufender Schwenkflügel angeordnet ist, der, um eine Schwenkachse drehbar gelagert, mit dem Rotor verbunden ist und in Ausschwenkrichtung in eine den Förderkanalquerschnitt verschliessende Arbeitsstellung und in Einschwenkrichtung in eine den Förderkanalquerschnitt zumindest teilweise freigebende Passierstellung verschwenkbar ist, wobei Flügelenden des Schwenkflügels mit den Begrenzungsflächen korrespondieren, dadurch gekennzeichnet, dass die in Aus- und Einschwenkrichtung (34,35) weisenden Flügelenden (37,38) mit Begrenzungsflächen (14,12) korrespondieren, die vom Rotor (1) gebildet sind.

2. Rotationspumpe nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) einteilig ausgebildet ist.

3. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (31) im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse (2) des Rotors (1) angeordnet ist.

4. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Förderkanal (10) einen viereckigen Förderkanalquerschnitt (11) aufweist, der dreiseitig vom Rotor (1) und einseitig von einem ringförmigen För-

NACHGEREIQHT derkanaldeckel (18) des gehäusefesten Elementes (18) umschlossen ist, wobei der Förderkanal (10) von einer Mantelfläche (12) eines zylindrischen Rotorkerns (13), von einer Innenfläche (14) einer ringzylindrischen Rotorwand (15), von einer ringförmigen Rotorbodenfläche (16) und von einer Innenfläche (17) des ringförmigen Förderkanaldeckels (18) begrenzt ist.

4. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Förderkanal (10) einen viereckigen Förderkanalquerschnitt (11) aufweist, der dreiseitig vom Rotor (1) umschlossen ist, wobei der Förderkanal (10) von einer Mantelfläche (12) eines zylindrischen Rotorkems (13), einer Innenfläche (14) einer ringzylindrischen Rotorwand (15) und einer ringförmigen Rotorbodenfläche (16) begrenzt ist.

5. Rotationspumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Förderkanaldeckel (18) lösbar mit einem Gehäusedeckel (3) verbunden ist.

5. Rotationspumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäusefeste Element (18) als ringförmiger Förderkanaldeckel (18) ausgebildet ist, der lösbar mit einem Gehäusedeckel (3) verbunden ist.

6. Rotationspumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderkanaldeckel (18) radiale Dichtflächen (20,21) aufweist, die mit der Mantelfläche (12) des zylindrischen Rotorkems (13) und/oder der Innenfläche (14) der ringzylindrischen Rotorwand (15) korrespondieren.

6. Rotationspumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der För 23 derkanaldeckel (18) radiale Dichtflächen (20,21) aufweist, die mit der Mantelfläche (12) des zylindrischen Rotorkems (13) und/oder der Innenfläche (14) der ringzylindrischen Rotorwand (15) korrespondieren.

7. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und die Austrittsöf&iung (24,25) ausserhalb eines geometrisch begrenzten Bewegungsbereiches des umlaufenden Schwenkflügels (29) angeordnet sind.

7. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem gehäusefesten Element (18) eine Ein- und eine Austrittsöfmung (24, 25) für die Zu- und Abförderung des Fördermediums vorgesehen ist, die ausserhalb eines geometrisch begrenzten Bewegungsbereiches des umlaufenden Schwenkflügels (29) angeordnet sind.

8. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und/oder die Austrittsöffiiung (24,25) eng benachbart zu einem im Förderkanal (10) feststehenden Sperrkörper (40) angeordnet ist.

8. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und/oder die Austrittsöffhung (24, 25) eng benachbart zu einem im Förderkanal (10) feststehenden Sperrkörper (40) angeordnet ist.

9. Rotationspumpe nach Ansprach 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Ein- und/oder der Austrittsöffiiung (24,25) nierenförmig ausgebildet ist.

9. Rotationspumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Ein- und/oder der Austrittsöfmung (24,25) nierenförmig ausgebildet ist.

10. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Durchmesser der Ein- und/oder der Austrittsöffhung (24,25) grösser als der hydraulische Durchmesser Dhdes Förderkanalquerschnittes ist.

11. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ein- und Ausströmen des abrasiven Mediums die Emtrittsöffiiung (24) ein Saugstutzen und/oder die Austrittsöffiiung (25) ein Druckstutzen (50) aufweist, an dem jeweils ein Förderrohr anschliessbar ist, wobei entlang der Strömungsrichtung (51) des abrasiven Mediums der hydraulische Durchmesser D des Druckstutzens (50) im Wesentlichen stetig abnimmt.

NACHGEREICHT

11. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet. dass zum Ein- und Ausströmen des abrasiven Mediums die Emtrittsöffiiung (24) ein Saugstutzen und/oder die Austrittsöffhung (25) ein Druckstutzen (50) aufweist, an dem jeweils ein Förderrohr anschliessbar ist, wobei entlang der Strömungsrichtung (51) des abrasiven Mediums der hydraulische Durchmesser Dhdes Druckstutzens (50) im Wesentlichen stetig abnimmt.

12. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (40) eine der Emtrittsöffiiung (24) zugeordnete Einlauframpe (48) und/oder eine der Austrittsöfmung (25) zugeordnete Auslauframpe (49) aufweist.

12. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet. dass der Sperrkörper (40) eine der Emtrittsöffiiung (24) zugeordnete Einlauframpe (48) und/oder eine der Austrittsöffhung (25) zugeordnete Auslauframpe (49) aufweist.

13. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das in Aus- und/oder Einschwenkrichtung (34,35) weisende Flügelende (37,38) eine Beschichtung aus elastischem Material aufweist.

13. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in Aus- und/oder Einschwenkrichtung (34,35) weisende Flügelende (37,38) eine Beschichtung aus elastischem Material aufweist. 24

14. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkflügel (29) senkrecht zur Schwenkachse (31) ein kreisringf[delta]rmiges, parabelförmiges, elliptisches oder linsenförmiges Profil (33) aufweist.

14. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkflügel (29) senkrecht zur Schwenkachse (31) ein kreisringförmiges, parabelförmiges, elliptisches oder linsenförmiges oder dergleichen Profil (33) aufweist.

15. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine vom Rotor (1) gebildete Begrenzungsfläche (12) des ringförmigen Förderkanals (10) eine Ausnehmung (39) mit einer entsprechend dem Profil (33) des Schwenkflügels (29) gestalteten Negativform aufweist, in die der Schwenkflügel (29) in der Passierstellung bündig zu dieser Begrenzungsfläche (12) verschwenkbar ist.

15. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vom Rotor (1) gebildete Begrenzungsfläche (12) des ringförmigen Förderkanals (10) eine Ausnehmung (39) mit einer entsprechend dem Profil (33) des Schwenkflügels (29) gestalteten Negativform aufweist, in die der Schwenkflügel (29) in der Passierstellung bündig zu dieser Begrenzungsfläche (12) verschwenkbar ist.

16. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Schwenkbewegung des Schwenkflügels (29) ein mit dem Schwenkflügel (29) verbundener Schwenkkörper (28) im Rotor (1) drehbar gelagert ist, der einen exzentrisch zur Schwenkachse (31) angeordneten Lagerzapfen (44) aufweist, der mittels Gleit- oder Rollelement in einer gehäusefesten Steuerkurvenbahn (45) geführt ist.

16. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Schwenkbewegung des Schwenkflügels (29) ein mit dem Schwenkflügel (29) verbundener Schwenkkörper (28) im Rotor (1) drehbar gelagert ist, der einen exzentrisch zur Schwenkachse (31) angeordneten Lagerzapfen (44) aufweist, der mittels Gleit- oder Rollelement in einer gehäusefesten Steuerkurvenbahn (45) geführt ist.

17. Rotationspumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurvenbahn (45) auf einer ringförmigen Grundplatte (46) ausgebildet ist, die lösbar mit einem Gehäuseboden (4) verbunden ist.

17. Rotationspumpe nach Ansprach 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurvenbahn (45) auf einer ringförmigen Grundplatte (46) ausgebildet ist, die lösbar mit einem Gehäuseboden (4) verbunden ist.

18. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkflügel (29) mittels einer Torsionsfeder (43) mit der Steuerkurvenbahn (45) in Wirkverbindung steht, so dass das in Aus- und/oder Einsschwenkrichtung (34,35) weisende Flügelende (37,38) in der Arbeitsstellung federbelastet an der korrespondierenden Begrenzungsfläche (14,12) anliegt.

NACHGEREICHT

18. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet. dass der Schwenkflügel (29) mittels einer Torsionsfeder (43) mit der Steuerkurvenbahn (45) in Wirkverbindung steht, so dass das in Aus- und/oder Einsschwenkrichtung (34,35) weisende Flügelende (37,38) in der Arbeitsstellung federbelastet an der korrespondierenden Begrenzungsfläche (14,12) anliegt.

19. Rotationspumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (43) ein zylindrischer Gummiring (43) ist, der gegenüber einem den Lagerzapfen (44) aufweisenden Unterteil (42) des Schwenkkörpers (28) und einem den Schwenkflügel (29) tragenden Oberteil (41) des Schwenkkörpers (28) verspannbar ist.

19. Rotationspumpe nach Ansprach 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (43) ein zylindrischer Gummiring (43) ist, der gegenüber einem den Lagerzapfen (44) aufweisenden Unterteil (42) des Schwenkkörpers (28) und einem den Schwenkflügel (29) tragenden Oberteil (41) des Schwenkkörpers (28) verspannbar ist. 25

20. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schwenkflügel (29) vorgesehen sind, die gleichmässig um den Umfang des ringförmigen Förderkanals (10) verteilt angeordnet sind.

20. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schwenkflügel (29) vorgesehen sind, die gleichmässig um den Umfang des ringförmigen Förderkanals (10) verteilt angeordnet sind.

21. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) einen umlaufenden Zahnkranz (7) aufweist, der drehbar gelagert mit dem Gehäuseboden (4) verbunden ist und mit mindestens einem Antriebsritzel (9) zusammenwirkt.

21. Rotationspumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) einen umlaufenden Zahnkranz (7) aufweist, der drehbar gelagert mit dem Gehäuseboden (4) verbunden ist und mit mindestens einem Antriebsritzel (9) zusammenwirkt.

22. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Rotor einen Achsbolzen (6) aufweist, mit dem der Gehäusedeckel (3), der Rotor (1) und der Gehäuseboden (4) miteinander zentrisch verspannbar ist.

23. Rotationspumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe in ihrer Drehrichtung variierbar ist. <EMI ID=24.1>

* -

A 1721/2006 N0011146/I/Mz

Schwing GmbH

Geänderte Patentansprüche

22. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet. dass der Rotor einen Achsbolzen (6) aufweist, mit dem der Gehäusedeckel (3), der Rotor (1) und der Gehäuseboden (4) miteinander zentrisch verspannbar ist.

FÜR D. 2 5.

DIPL. INO..

DIPL;.'< <EMI ID=28.1> SA[Pi]

NACHGEREICHT