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Die
Erfindung betrifft eine Pumpe mit wenigstens einem Laufrad und mit
einem Rotationselement, das vor dem Laufrad angeordnet ist und das
durch einen axial von dem Laufrad ausgehenden Wellenabschnitt angetrieben
ist. Bei dem Rotationselement kann es sich beispielsweise um einen
Zerkleinerer handeln.
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Eine
Pumpe dieser Art ist aus
DE 10 2005 014 348 B3 bekannt und dient beispielsweise
in Werkzeugmaschinen zum Fördern von mit Metallspänen
verunreinigten Kühlschmierstoffemulsionen. Bei dieser Pumpe
handelt es sich um eine Kreiselpumpe, die zusätzlich zum
Radial-Laufrad ein vorgelagertes Axial-Laufrad aufweist. Dem Saugmund
der Pumpe ist wiederum ein Vorzerkleinerer vorgelagert. Durch den
Vorzerkleinerer werden grobe Verunreinigungen zerschlagen, bevor
sie vom Axiallaufrad angesaugt werden. Wenn sehr lange Späne
oder anderes langfaseriges Material vom Axial-Laufrad angesaugt
werden, so haben solche Fasern die Tendenz, sich eng um den Wellenabschnitt
zwischen Vorzerkleinerer und Axial-Laufrad zu wickeln, so daß sie nicht
mehr in die Einlaßöffnung der Pumpe angesaugt
werden können.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen,
die weiter verbesserte Förderungseigenschaften beim Einsatz in
mit langfaserigen Spänen verunreinigtem Fördermaterial
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Pumpe einen radial neben dem Wellenabschnitt angeordneten
Spanbrecher aufweist, der mit dem Wellenabschnitt einen Spalt bildet. Insbesondere
wirkt vorzugsweise der Spanbrecher so mit dem Wellenabschnitt zusammen,
daß sich an dem Wellenabschnitt befindende Späne
gebrochen werden können. Der Wellenabschnitt kann einstückig oder
einteilig mit einer Antriebswelle des Laufrads gebildet sein.
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Die
in Werkzeugmaschinen entstehenden Späne haben typischerweise
eine spiralförmige Gestalt und können relativ
große Längen aufweisen. Insbesondere zähe
Späne, beispielsweise aus Metall, etwa Aluminium, oder
aus Kunststoff, neigen dazu, sich um eine rotierende Welle zu wickeln
und können daher nur schlecht von der Pumpe erfaßt
werden. Der Spanbrecher der erfindungsgemäßen
Pumpe hat die Aufgabe, an dem Wellenabschnitt anliegende Späne
zu brechen oder zumindest von dem Wellenabschnitt zu lösen,
so daß die Späne in den Bereich des Laufrades
der Pumpe transportiert werden können.
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Durch
die Anordnung des Spanbrechers radial neben dem freiliegenden, rotierenden
Wellenabschnitt kann somit verhindert werden, daß sich
langfaserige Späne um den Wellenabschnitt wickeln und zu
einem Verstopfen des Saugbereiches der Pumpe führen. Eine
Verminderung der Saugleistung kann somit verhindert werden, und
auf eine Hülse um den Wellenabschnitt herum kann verzichtet
werden. Zudem können durch die spanbrechende Wirkung die Zerkleinerungseigenschaften
der Pumpe verbessert werden.
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In
den Spalt zwischen dem rotierenden Wellenabschnitt und dem Spanbrecher
geratende Späne können beispielsweise gebrochen
werden, indem sie im Spalt festgehalten und vom Laufrad und/oder
dem beispielsweise als Zerkleinerer ausgeführten Rotationselement
erfaßt werden. Zudem wird durch den Spanbrecher wirksam
verhindert, daß sich Späne außerhalb
des Erfassungsbereiches des Laufrades und des Erfassungsbereiches
des Rotationselements ungestört um den Wellenabschnitt
wickeln.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Vorzugsweise
erstreckt sich der Spalt in axialer Richtung entlang des Wellenabschnitts.
Besonders bevorzugt erstreckt sich der Spalt im wesentlichen über
die gesamte axiale Länge des Wellenabschnitts. Dadurch
können Späne an jeder Stelle des Wellenabschnitts
vom Spanbrecher erfaßt werden.
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Vorzugsweise
ist der Spanbrecher stationär, beispielsweise fest mit
einem Pumpengehäuse verbunden. Dadurch ist lediglich ein
Drehantrieb für die Pumpenwelle erforderlich.
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Vorzugsweise
weist der Spanbrecher eine sich in axialer Richtung erstreckende
Kante auf, die den Spalt in Rotationsrichtung des Wellenabschnitts eingangsseitig
begrenzt. Dadurch können Späne an der Kante festgehalten
oder gebrochen werden.
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Vorzugsweise
weist der Spanbrecher eine dem Umfang des Wellenabschnitts zugewandte Stirnfläche
auf. Beispielsweise ist der Spalt zwischen der Stirnfläche
und dem Umfang des Wellenabschnitts gebildet. Die Stirnfläche
grenzt beispielsweise an die besagte Kante an.
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Beispielsweise
weist der Spalt einen sich in Umfangsrichtung des Wellenabschnitts
erstreckenden Abschnitt auf, der sich in Rotationsrichtung des Wellenabschnitts
erweitert. Beispielsweise weist die Stirnfläche des Spanbrechers
wenigstens einen Abschnitt auf, der mit dem Wellenabschnitt einen
sich in Rotationsrichtung des Wellenabschnitts erweiternden Abschnitt
des Spalts bildet. Dadurch wird ein Zusetzen des Spalts mit sehr
kleinen Spänen oder dergleichen verhindert.
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Vorzugsweise
erstreckt sich der Spalt hauptsächlich in axialer Richtung
entlang des Umfangs des Wellenabschnitts. Insbesondere erstreckt
sich vorzugsweise der Spalt lediglich über einen kleinen
Abschnitt in Umfangsrichtung des Wellenabschnitts.
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Vorzugsweise
weist der Spanbrecher eine sich axial und annähernd radial
zum Wellenabschnitt erstreckende Prallfläche auf. Diese
grenzt beispielsweise an die Kante bzw. die Stirnfläche
an. Beispielsweise ist die Kante zwischen der Prallfläche
und der Stirnfläche gebildet. Insbesondere erstreckt sich
beispielsweise die Prallfläche rechtwinklig zur Stirnfläche.
Durch die Prallfläche wird unter anderem ein loses Umwickeln
des Wellenabschnitts durch längere Späne verhindert.
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Im
folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
axialen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen
Pumpe;
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2 u. 3 verschiedene
Ansichten eines Zerkleinerers der Pumpe; und
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4 einen
schematischen Schnitt durch einen Wellenabschnitt und einen Spanbrecher
längs der Linie IV-IV in 1.
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Die
in 1 dargestellte Kreiselpumpe weist ein im wesentlichen
zylindrisches Gehäuse 10 auf, das am unteren Ende
mit einem angeflanschten Kopfstück 12 versehen
ist und mit diesem Kopfstück 12 in ein nicht gezeigtes
Flüssigkeitsbecken im Maschinenbett einer Werkzeugmaschine
eintaucht. In dem Kopfstück 12 ist eine Pumpenkammer 14 ausgebildet,
die ein Radial-Laufrad 16 aufnimmt. In dem Gehäuse 10 ist
koaxial eine Welle 18 gelagert, deren oberes Ende mit einem
nicht gezeigten Antriebsmotor verbunden und in nicht gezeigten Festlagern
gelagert ist. Diese bestimmen die axiale Position der Welle 18.
Auf die Welle 18 ist das Radial-Laufrad 16 aufgekeilt.
An einer Wand des Kopfstücks 12, die den unteren
Bereich der Pumpenkammer 14 bildet, ist ein koaxial zu
dem Laufrad 16 und der Welle 18 nach unten vorspringender
Ansaugstutzen 20 ausgebildet.
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Das
Laufrad 16 ist ein halboffenes Laufrad, das mit nach unten
offenen Flügeln 24 bestückt ist. Diese
sind derart angestellt, daß die Flüssigkeit über den
Ansaugstutzen 20 angesaugt wird (Pfeil A) und dann radial
nach außen in eine Ringkammer 26 oberhalb des äußeren
Umfangs der Pumpenkammer 14 gefördert wird. Aufgrund
des so in der Ringkammer 26 erzeugten Flüssigkeitsdrucks
strömt die Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles
B in einem in dem Gehäuse 10 ausgebildeten Steigkanal 28 nach
oben zu einem nicht gezeigten Pumpenauslaß.
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An
der inneren Seitenwand des Ansaugstutzens 20 stehen mehrere
in der Wand des Ansaugstutzens 20 in Umfangsrichtung verteilte
Entlüftungskanäle 30 mit dem Pumpenkammer 14 in
Verbindung.
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In
dem Ansaugstutzen 20 ist auf der Welle 18 ein
mit schraubenförmig ausgebildeten Flügeln 36 bestücktes
Axial-Laufrad 38 angeordnet. Das Axial-Laufrad 38 fördert
die Flüssigkeit vom unteren Ende des Ansaugstutzens 20 axial
nach oben in den inneren Bereich der Pumpenkammer 14. Auf
diese Weise wird die Förderleistung der Pumpe stark erhöht.
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Die
Welle 18 ist am unteren, stromaufwärtigen Ende
durch einen Wellenabschnitt 46 verlängert, der über
das Axial-Laufrad 38 nach unten aus dem Ansaugstutzen 20 hinausragt
und am unteren Ende ein Rotationselement 50 in Form eines
mit zwei Flügeln 48 bestückten Zerkleinerers
trägt. In 1 ist der Zerkleinerer im Schnitt
dargestellt, wobei die Schnittebene durch einen der gebogenen Flügel 48 geht,
so daß dieser vom Hauptteil des Zerkleinerers getrennt
erscheint.
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Der
Zerkleinerer, der auch als Schiffsschraube bezeichnet wird, ist
in 2 und 3 näher dargestellt. 2 zeigt
den Zerkleinerer in einer axialen Ansicht. Man erkennt, daß die
Flügel 48 zusammen die Form eines S bilden. Wie
deutlicher aus 3 hervorgeht, sind die Flügel
an den freien Enden 52 jedoch aus der Ebene des Zerkleinerers
heraus angewinkelt, und zwar derart, daß die Flügel ähnlich
wie Propeller den Transport des flüssigen Mediums in Richtung
auf den Ansaugstutzen 20 unterstützen.
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Wenn
Späne den Zerkleinerer passiert haben, können
sie durch eine Einlaßöffnung in den Ansaugstutzen 20 gelangen.
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Wie
aus 1 hervorgeht, ist seitlich neben dem unteren Wellenabschnitt 46 ein
Spanbrecher 60 in geringem Abstand vom Umfang des Wellenabschnitts 46 angeordnet.
Der Spanbrecher 60 ist über einen Halter 62 fest
mit dem Kopfstück 12 der Pumpe verbunden. Er ist
beispielsweise einstückig mit dem Halter 62 aus
einem Stahlblech mit einer Stärke von beispielsweise 10
mm hergestellt.
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Der
Spanbrecher 60 erstreckt sich in Längsrichtung
in axialer Richtung entlang des Wellenabschnitts 46 und
hat beispielsweise im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt.
Der Spanbrecher 60 erstreckt im wesentlichen über
die gesamte axiale Länge des Wellenabschnitts 46 zwischen
dem Axiallaufrad 38 und dem Zerkleinerer. Dabei ist zwischen einer
dem Umfang des Wellenabschnitts 46 zugewandten Stirnfläche
des Spanbrechers 60 und dem Umfang des Wellenabschnitts 46 ein
Spalt 64 gebildet.
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Wie
aus 4 hervorgeht, ist der Spanbrecher 60 radial
außerhalb des Wellenabschnitts 46 so angeordnet,
daß sich der Spalt zwischen der geraden Stirnfläche
und der Umfangswand des Wellenabschnitts 46 ausgehend von
einer eingangsseitigen minimalen Spaltbreite von beispielsweise
0,5 mm in Rotationsrichtung des Wellenabschnitts 46 erweitert. Die
minimale Spaltbreite beträgt vorzugsweise maximal 2 mm,
besonders bevorzugt maximal 1 mm. Eingangsseitig wird der Spalt
durch eine Kante zwischen der Stirnfläche und einer seitlichen
Prallfläche 66 des Spanbrechers 60 begrenzt.
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Die
Anordnung des Spanbrechers 60 in derart geringem Abstand
zum Umfang des Wellenabschnitts 46 verhindert, daß sich
längere Späne um den Wellenabschnitt 46 wickeln.
Außerdem wird so ermöglicht, sich am Wellenabschnitt 46 befindende Späne
zu brechen, indem beispielsweise die Späne im Spalt 64 oder
an der Prallfläche 66 gehalten werden, so daß das
Rotationselement 50 (Zerkleinerer), der Wellenabschnitt 46 und
das Axial-Laufrad 38 relativ zu den gehaltenen Spänen
rotieren. Dadurch können die Späne am Spanbrecher 60 gebrochen werden.
Ein Verstopfen des Ansaugbereiches vor dem Ansaugstutzen 20 der
Pumpe wird dadurch verhindert.
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Das
Axial-Laufrad
38 kann beispielsweise mit Schneidkanten
versehen sein. Beispielsweise kann das Axial-Laufrad
38 als
Schneidlaufrad ausgebildet sein, und es können beispielsweise
stationäre Gegenmesser zu Schneidkanten des Axial-Laufrades
38 am
unteren Ende des Ansaugstutzens
20 vorgesehen sein, wie
es beispielsweise aus
DE
10 2005 014 348 B3 bekannt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005014348
B3 [0002, 0032]
