DE10022631A1 - Exzenterschnecken-Faßpumpe - Google Patents

Abstract

Offenbart ist eine Exzenterschnecken-Faßpumpe, deren Pumpwerk über einen Schnellverschluß von einem Antriebsmotor abnehmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Exzenterschnecken-Faßpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Exzenterschnecken-Faßpumpen werden beispiels­ weise zum Umfüllen von mittel- bis hochviskosen Flüssigkei­ ten eingesetzt und haben in der Regel ein aus Stahl gefer­ tigtes Pumpwerk, in dem eine Exzenterschnecke mit Stator befestigt ist. Das Pumpwerk ist an einem Antriebsmotor be­ festigt. Aufgrund der hohen Viskosität der zu fördernden Flüssigkeiten muß der Antrieb mit vergleichsweise großer Leistung, beispielsweise von 0,75 bis 2 KW ausgeführt sein. Auch die Lagerung des Pumpwerkes und die Ankopplung der An­ triebswelle der Exzenterschnecke müssen massiv genug ausge­ führt werden, um die beim Umpumpen der hochviskosen Flüs­ sigkeiten auftretenden Kräfte übertragen zu können. Bei herkömmlichen Exzenterschnecken-Faßpumpen hat alleine der Motor je nach Leistung ein Gewicht von 12 bis 25 kg, wäh­ rend das Gewicht des Pumpwerks ca. 8 bis 10 kg beträgt. Da die Länge des Pumpwerkes bis zu einem Meter betragen kann, muß eine Bedienperson das Gesamtgewicht von nahezu 30 kg einen Meter nach oben stemmen, so daß häufig ein Hubwerk zu Hilfe genommen werden muß, um die Faßpumpe aus dem Behälter herauszuheben.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterschnecken-Faßpumpe zu schaffen, deren Handha­ bung gegenüber den eingangs beschriebenen Lösungen verein­ facht ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Exzenterschnecken-Faßpum­ pe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß läßt sich das die Exzenterschnecke ent­ haltende Hubwerk mit einem Gewicht von ca. 10 kg über einen Schnellverschluß sehr einfach von dem Motor trennen, so daß dieser ohne weiteres von einer Person vom Pumpwerk abnehm­ bar und abstellbar ist. Das Pumpwerk wird in einem folgen­ den Arbeitsgang aus dem Behälter (Faß) herausgezogen und abgestellt, so daß die Handhabung der Exzenterschnecken- Faßpumpe gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich ver­ einfacht ist.

Im Prinzip sind zwar Faßpumpen bekannt, bei denen das Pumpwerk über eine Überwurfmutter mit dem Motor verbunden ist, es handelt sich dabei um herkömmliche Faßpumpen zum Fördern niedrigviskoser Flüssigkeiten, bei denen die Ver­ bindungselemente zwischen Pumpwerk und Motor aus Kunststoff gefertigt sind. Derartige Verbindungselemente sind bei Ex­ zenterschnecken-Faßpumpen auftretenden Belastungen nicht gewachsen.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sowohl der Motor als auch das Pumpwerk mit Befesti­ gungsflanschen ausgeführt, die über eine Spanneinrichtung stirnseitig gegeneinander vorgespannt werden. Durch die stirnseitige Anlage der beiden Befestigungsflansche ist ei­ ne optimale Abstützung des Pumpwerks am Antriebsmotor ge­ währleistet, so daß die bei der Verarbeitung von hochvisko­ sen Flüssigkeiten auftretenden hohen Antriebsmomente über­ tragbar sind.

Die Spanneinrichtung wird vorteilhafter Weise durch ei­ nen Spannring gebildet, der die Umfangskanten der beiden stirnseitig aneinanderliegenden Befestigungsflansche um­ greift.

Die Handhabung des abgenommenen Antriebsmotors ist be­ sonders einfach, wenn die Stirnfläche des Befestigungsflan­ sches derart ausgebildet wird, daß sie als Auflagefläche für den Antriebsmotor wirkt. Der Antriebsmotor kann dann relativ kippsicher auf dem Befestigungsflansch abgestellt werden.

Das Gewicht des Antriebsmotors läßt sich weiter verrin­ gern, wenn der Spannring am Pumpwerk befestigt ist. Diese Variante hat den weiteren Vorteil, daß durch die ins Pump­ werk integrierte Ausgestaltung des Schnellverschlusses die Anzahl der losen Bauelemente verringert ist.

Die Verbindung zwischen einer Motorwelle des Antriebs­ motors und einer Pumpenwelle des Pumpwerks erfolgt vorteil­ hafter Weise über eine Klauenkupplung mit formschlüssig in­ einandergreifenden Kupplungselementen, so daß auch hohe Drehmomente übertragen werden können.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Lagerung der Pumpenwelle im Pumpwerk selbst erfolgt. Die beim För­ dern hochviskoser Flüssigkeiten auftretenden hohen Kräfte lassen sich besonders gut über zwei axial beabstandete Ku­ gellager auffangen, die allerdings nicht direkt an der Pum­ penwelle sondern an einer mit der Pumpenwelle verbundenen Lagerwelle angreifen.

Zur Abdichtung der Antriebseinheit kann oberhalb des Flüssigkeitsauslasses der Faßpumpe eine Dichtungsanordnung, beispielsweise eine Stopfbuchse oder eine Gleitringdichtung vorgesehen sein.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand der sonstigen Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Exzenterschnecken-Faßpumpe;

Fig. 1a den fußseitigen Teil einer Exzenterschnecken- Faßpumpe aus Fig. 1;

Fig. 2 die Exzenterschnecken-Faßpumpe aus Fig. 1 mit einem vom Antriebsmotor abgenommenen Pumpwerk;

Fig. 3, 4 Ansichten eines Spannrings der Exzenter­ schnecken-Faßpumpe aus Fig. 1 und

Fig. 5 eine Detaildarstellung der Lagerung einer Pum­ penwelle und zweier alternativ einsetzbarer Dichtungsanord­ nungen für eine Pumpenwelle des Pumpwerks.

Die in Fig. 1 dargestellte Exzenterschnecken-Faßpumpe 1 dient zum Fördern von hochviskosen Flüssigkeiten, bei­ spielsweise Rohstoffen zur Erzeugung von Lebensmitteln oder zähflüssigen Chemikalien und hat einen nur teilweise darge­ stellten Antriebsmotor 2, der über einen Schnellverschluß 4 mit einem Pumpwerk 6 verbunden ist. Letzteres ist in der Regel aus Edelstahl hergestellt und hat ein Gewicht von üb­ licherweise 10 kg. Der Antriebsmotor 2 kann je nach An­ triebsleistung ein Gewicht bis zu 18 kg aufweisen.

Der Antriebsmotor 2 hat eine gestrichelt angedeutete Motorwelle 8, die über eine Kupplung, beispielsweise eine herkömmliche Klauenkupplung 10 mit einer in Fig. 1 ledig­ lich angedeuteten exzentrisch drehenden Pumpenwelle 12 des Pumpwerks 6 verbunden ist. Gemäß Fig. 1a trägt die Pumpen­ welle 12 trägt in einem Pumpenfuß 14 des Pumpwerks 6 einen als Förderorgan wirkenden Rotor, im folgenden Exzenter­ schnecke 16 genannt, über die die zähflüssige Flüssigkeit durch Eintrittsöffnungen 18 hindurch in ein Pumpenrohr 20 des Pumpwerks 6 gefördert wird. Die eingängige Exzenter­ schnecke 16 ist fest oder gelenkig mit der Pumpenwelle 12 verbunden und wirkt mit einem Stator 17 zusammen, der einen zweigängigen Durchgang für die Exzenterschnecke 16 hat. Der Stator 17 kann gummielastisch oder aus Polyäthylen oder PTFE hergestellt sein.

Die Flüssigkeit wird entlang des Pumpenrohrs 20 in der Darstellung gemäß Fig. 1 nach oben gefördert und tritt über einem Anschlußstutzen 22 aus dem Pumpwerk 6 aus. An diesen Anschlußstutzen 22 können Rohr- oder Schlauchleitun­ gen angeschlossen sein.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 oberhalb des Anschluß­ stutzens 22 ist an das Pumpenrohr 20 eine sogenannte Later­ ne 24 über einen Flansch 26 befestigt, in deren Bereich die Lagerung für die Pumpenwelle 12 aufgenommen ist. Wie anhand von Fig. 5 noch näher erläutert wird, ist die beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel verwendete Lagerung durch zwei strichpunktiert angedeutete Kugellager 28, 30 gebildet. Die Länge des Pumpwerks liegt üblicherweise bei etwa 1 m bis 1.10 m.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schnellverschluß 4 durch einen Spannring 32 gebildet, nach dessen Öffnung der Antriebsmotor 2 vom Pumpwerk 6 nach oben hin abgenommen werden kann. Fig. 2 zeigt die Exzenter­ schnecken-Faßpumpe 1 bei geöffnetem Spannring 32 und vom Pumpwerk 6 abgehobenen Antriebsmotor 2.

Wie aus dieser Darstellung hervorgeht, hat der An­ triebsmotor eine Befestigungshülse 34, die die Motorwelle 8 und den motorseitigen Teil 36 der Klauenkupplung 10 um­ greift. An dem unteren Endabschnitt der Befestigungshülse 34 ist ein vorzugsweise radial vorspringender Befestigungs­ flansch 38 ausgebildet, der mit einem entsprechend ausge­ formten Befestigungsflansch 40 des Pumpwerks 6 zusammen­ wirkt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der pumpwerkseitige Befestigungsflansch 40 mit einem Axialvorsprung ausgeführt, der in die Innenbohrung der Befesti­ gungshülse 34 eintaucht und somit als Zentrierung für die beiden Befestigungsflansche 38, 40 dient.

Die in Fig. 2 unten liegende Stirnfläche 39 des an­ triebsmotorseitigen Befestigungsflansches 38 ist derart ausgebildet, daß sie als Standfläche für den Antriebsmotor 2 dienen kann, so daß dieser relativ kippsicher absetzbar ist. In der gegenüberliegenden Stirnfläche des pumpwerksei­ tigen Befestigungsflansches 40 ist ein axial vorstehender Zentrierstift 41 ausgebildet, der in eine entsprechende Zentrierbohrung (nicht dargestellt) des Befestigungsflan­ sches 38 eingreift, so daß eine vorbestimmte Drehwinkelpo­ sition des Pumpwerks 6 mit Bezug zum Antriebsmotor 2 fest­ gelegt ist.

Der pumpwerkseitige Teil 44 der Klauenkupplung 10 ragt nach oben (Ansicht nach Fig. 2) aus dem Befestigungs­ flansch 40 heraus und taucht in verbundenem Zustand in die Innenbohrung der Befestigungshülse 34 ein, wobei die Kupp­ lungsklauen 46 der Teile 36, 44 der Klauenkupplung 10 form­ schlüssig ineinandergreifen.

Der in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Spannring 32 hat eine sich in Radialrichtung nach außen hin verjüngende, um­ laufende Spannut 48, in die die Umfangskanten der Befesti­ gungsflansche 38, 40 bei auf das Pumpwerk 6 aufgesetztem Antriebsmotor 2 eintauchen.

Der Spannring 32 zur Verbindung des Pumpwerks 6 mit dem Antriebsmotors 2 ist in den Fig. 3 und 4 in Seitenan­ sicht und Draufsicht dargestellt. Demgemäß besteht der Spannring 32 aus zwei etwa halbkreisförmigen Spannschenkeln 50, 52, deren einer Endabschnitt jeweils verschwenkbar an einem Gelenkstück 54 angelenkt ist.

Der andere, vom Gelenkstück 54 entfernte Endabschnitt der beiden Spannschenkel 50, 52 ist jeweils mit einem in Radialrichtung vorspringenden geschlitzten Spannvorsprung 56 bzw. 58 versehen. In dem in Fig. 4 oben liegenden Spannvorsprung 56 ist ein Spannbolzen 60 verschwenkbar ge­ lagert, dessen freier Endabschnitt einen Schlitz 60 des in Fig. 4 unten liegenden Spannvorsprungs 58 durchsetzt. Auf den freien Endabschnitt des Spannbolzens 60 ist eine Spann­ mutter 62 aufgeschraubt, durch deren Anziehen die beiden Spannschenkel 50, 52 gegeneinander verspannbar sind.

An der Rückseite des Gelenkstücks 54 ist ein l-förmiger Befestigungsbügel befestigt, dessen freier Endabschnitt am Pumpwerk 6, im vorliegenden Fall an der Umfangswandung der Laterne 24 befestigt ist.

Im geschlossenen Zustand (Fig. 4) umgreift der Spann­ ring 32 die beiden Umfangskanten der Befestigungsflansche 38, 40, wobei durch die umlaufenden Keilflächen der Spannut 48 die beiden Befestigungsflansche 38, 40 stirnseitig an­ einander gepreßt werden, so daß eine hochfeste Verbindung zwischen Antriebsmotor 2 und Pumpwerk 6 gewährleistet ist.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Exzenter­ schnecken-Faßpumpe 1 im Bereich der Lagerung der Pumpen­ welle 12. Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist auf die Motorwelle 8 des Antriebsmotors 2 der motorseitige Teil 36 der Klauenkupplung 10 aufgesetzt, die bei angesetztem Pump­ werk 6 in Eingriff mit dem pumpwerkseitigen Teil 44 der Klauenkupplung 10 stehen.

Der Teil 44 der Klauenkupplung 10 ist - beispielsweise durch eine Bolzenverbindung - auf eine Lagerwelle 66 aufge­ setzt. Diese hat einen größeren Durchmesser als die Pumpen­ welle 8 und hat an ihrem unteren Endabschnitt eine Aufnah­ mebohrung 68 in die der Endabschnitt der Pumpenwelle 8 ein­ taucht. Die drehfeste Verbindung zwischen Pumpenwelle 8 und Lagerwelle 66 erfolgt über eine Kupplungsschraube 70. Al­ ternativ kann die Lagerwelle 66 auch gelenkig mit der Pum­ penwelle 8 verbunden sein, um die exentrische Rotation der Pumpenwelle 8 auszugleichen.

Die Abstützung der Lagerwelle 66 erfolgt über die bei­ den axial beabstandeten Kugellager 28, 30, die beispiels­ weise als Rillenkugellager ausgeführt sind. Die Axialposi­ tion der Kupplungsschraube 70 ist derart gewählt, daß sie zwischen den beiden Kugellagern 28, 30 liegt. Zur besseren Zugänglichkeit der Kupplungsschraube 70 sind in der Um­ fangswandung der Laterne 24 eine Vielzahl von Durchbrüchen 72 ausgebildet.

Die Abstützung der Kugellager 28, 30 in Axialrichtung erfolgt über Stützringe bzw. Schultern der Laterne 24, auf die hier nicht eingegangen werden soll.

Im Bereich des Flansches 26, d. h. im Übergangsbereich zwischen der Laterne 24 und dem Pumpenrohr 20 ist eine Dichtungsanordnung 74 vorgesehen, über die der Lagerbereich gegenüber dem Strömungspfad der zu pumpenden Flüssigkeit abgedichtet ist. Bei der in Fig. 5 rechts dargestellten Variante ist diese Dichtungsanordnung 74 als Stopfbuchse 76 ausgeführt, deren Ringpackung über eine Stopfbuchsenbrille 78 zusammengepreßt werden kann. Diese ist über einen weite­ ren Durchbruch 80 der Laterne 24 zugänglich. Alternativ zur Stopfbuchse 76 kann prinzipiell auch eine Gleitringdichtung 82 (links in Fig. 5) oder eine andere geeignete Dichtungs­ anordnung vorgesehen werden.

Wichtig bei der erfindungsgemäßen Exzenterschnecken- Faßpumpe ist, daß die Verbindung zwischen Antriebsmotor 2 und Pumpwerk 6 derart stabil ausgeführt ist, daß die hohen auftretenden Momente beim Pumpen der hochviskosen Flüssig­ keiten aufgefangen werden und eine zuverlässige Abstützung des Pumpwerks am Antriebsmotor gewährleistet ist.

Offenbart ist eine Exzenterschnecken-Faßpumpe, deren Pumpwerk über einen Schnellverschluß von einem Antriebsmo­ tor abnehmbar ist.

Bezugszeichenliste

1

Exzenterschnecken-Faßpumpe

2

Antriebsmotor

4

Schnellverschluß

6

Pumpwerk

8

Motorwelle

10

Klauenkupplung

12

Pumpenwelle

14

Pumpenfuß

16

Exzenterschnecke

18

Eintrittsöffnung

20

Pumperohr

22

Anschlußstutzen

24

Laterne

26

Flansch

28

Kugellager

32

Kugellager

32

Spannring

34

Befestigungshülse

36

motorseitiger Teil

38

Befestigungsflansch

39

Stirnfläche

40

Befestigungsflansch

41

Zentrierstift

42

Axialvorsprung

44

pumpenwerkseitiger Teil

46

Kupplungsklauen

48

Spannut

50

Spannschenkel

52

Spannschenkel

54

Gelenkstück

56

Spannvorsprung

58

Spannvorsprung

60

Spannbolzen

62

Spannmutter

64

Befestigungsbügel

66

Lagerwelle

68

Aufnahmebohrung

70

Kupplungsschraube

72

Durchbrüche

74

Dichtungsanordnung

76

Stopfbuchse

78

Stopfbuchsenbrille

80

weitere Durchbruch

Claims (10)

1. Exzenterschnecken-Faßpumpe mit einem Antriebsmotor (2) und einem Pumpwerk (6), in dem fußseitig eine Exzenter­ schnecke (16) zur Förderung von zähflüssiger Materiali­ en gelagert ist, gekennzeichnet durch einen Schnellver­ schluß (4) über den das Pumpwerk (6) vom Antriebsmotor (2) trennbar ist.

2. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach Patentanspruch 1, wobei der Antriebsmotor (2) und der von der Exzenterschnecke (16) entfernte Endabschnitt des Pumpwerks (6) jeweils mit einem Befestigungsflansch (38, 40) versehen sind, die über eine Spanneinrichtung, vorzugsweise einen Spannring (32) stirnseitig gegeneinander vorgespannt sind.

3. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach Patentanspruch 2, wobei die Spanneinrichtung ein Spannring (32) ist, der die Umfangskanten der Befestigungsflansche (38, 40) um­ greift.

4. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei die Stirnfläche (39) des dem Antriebsmotor zugeordneten Befestigungsflansches (38) als Standfläche ausgeführt ist.

5. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach Patentanspruch 3 oder 4, wobei der Spannring (32) am Pumpwerk (6) befestigt ist.

6. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach einem der vorhergehen­ den Patentansprüche, mit einer Kupplung, insbesondere eine Klauenkupplung (10) zur Verbindung einer Motorwel­ le (8) mit einer Pumpenwelle (12, 66) des Pumpwerks (6).

7. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, wobei im Bereich der Befe­ stigungsflansche (28, 30) eine Zentrierung (41, 42) ausgebildet ist.

8. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach einem der vorhergehen­ den Patentansprüche, wobei in dem von der Exzenter­ schnecke (16) entfernten Endabschnitt des Pumpwerkes (6) eine Lagerung (28, 30) für die Pumpenwelle (12, 66) angeordnet ist.

9. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach Patentanspruch 8, wobei die Lagerung zwei beabstandete Kugellager (28, 30) hat, über die eine mit der Pumpenwelle 812) verbundene La­ gerwelle (66) an einem Kopfteil (24) eines Pumpenrohrs (20) des Pumpwerks (6) abgestützt ist.

10. Exzenterschnecken-Faßpumpe nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei zwischen der Lagerung (28, 30) und einem An­ schlußstutzen (22) des Pumpwerks (6) eine Dichtungsan­ ordnung (74) vorgesehen ist.