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Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern von abbindendem Material, insbesondere zum Fördern einer zunächst trockenen oder rieselfähigen, mit Flüssigkeit angemachten Baustoffmischung wie Mörtel, Estrich, Putz, Beton oder dergleichen oder einer feuchten Mischung wie Kalkmilch, mit einem rotierenden, in axialer Richtung wirkenden Pumpenkörper und mit einer diesen Pumpenkörper in Drehung versetzenden Pumpenwelle, die mit einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors drehfest verbunden ist.
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In der Regel handelt es sich dabei um Exzenterschneckenpumpen, mit denen entsprechende angemachte Baustoffmischungen von einem Fertigungsbereich auch in höher Stockwerke transportiert werden können.
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Je höher die Förderleistung ist und je dickflüssiger die Mischung ist, oder je höher die Drehzahl und damit wiederum die Förderleistung sein muss, um so größere axiale Reaktionskräfte gehen von dem in axialer Richtung wirkenden Pumpenkörper auf die Pumpenwelle und die Abtriebswelle des Antriebs oder eines zwischen Antrieb und Pumpenwelle befindlichen Getriebes und der dort vorhandenen Lagerung über, wobei es zu Überlastungen kommen kann. Diese axiale Belastung kann noch dadurch gesteigert sein, dass das zu pumpende Material einen hohen Reibungswiderstand hat und demgemäss einen großen Pumpwiderstand bewirkt.
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Entsprechend frühzeitig kommt es zu einer Schädigung der Lagerung der Abtriebswelle oder des zwischen Antriebsmotor und Pumpenwelle befindlichen Getriebes und der dort vorhandenen Lagerung.
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Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Pumpe der eingangsdefinierten Art zu schaffen, bei welcher die Lagerung der Abtriebswelle oder des zwischen Antriebsmotor und Abtriebswelle vorgesehenen Getriebes gegen vorzeitigen Verschleiß und vorzeitige Zerstörung durch axiale Überlastung geschützt sind.
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Zur Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe ist die eingangs definierte Pumpe dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenwelle im Bereich ihrer drehfesten Kupplung mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors oder eines zwischen Antriebsmotor und Abtriebswelle angeordneten Getriebes ein von der Lagerung der Abtriebswelle unabhängiges zusätzliches Axiallager aufweist.
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Sowohl im Falle einer unmittelbar von dem Antriebsmotor abgehenden Abtriebswelle als auch einer Abtriebswelle, die von einem mit dem Antriebsmotor verbundenen Getriebe ausgeht, erhält also die Pumpenwelle ein zusätzliches unabhängiges Axiallager, wodurch es möglich ist, die axialen Reaktionskräfte von dem Pumpenkörper und der Pumpenwelle von dem Antriebsmotor und/oder einem zwischen Antriebsmotor und Abtriebswelle angeordneten Getriebe sowie von der Abtriebswelle und deren Lagerung selbst fernzuhalten. Durch den scheinbaren zusätzlichen Aufwand, ein unabhängiges Axiallager zwischen Pumpenwelle und Abtriebswelle vorzusehen, kann also die Pumpleistung erheblich vergrößert werden, ohne dass es zu vorzeitigen Zerstörungen oder zu vorzeitigem Verschleiß durch axiale Überlastung an der Lagerung der Abtriebswelle kommt. Entsprechende Reparatur- oder Ersatzarbeiten können eingespart werden. Dies ist vor allen auch günstig, wenn, wie in der Mehrzahl der Fälle vorgesehen, die Abtriebswelle aus einem Getriebe kommt, das an den Antriebsmotor angekuppelt ist und durch das zusätzliche unabhängige Axiallager ebenfalls vor Überlastungen geschützt wird.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass die Pumpenwelle im Bereich des zusätzlichen Axiallagers unterteilt ist und dass durch diese Unterteilung eine zwischen dem Abtrieb und der Pumpenwelle angeordnete Zwischenwelle vorgesehen ist, die mit der Abtriebswelle und mit der Pumpenwelle drehfest verbunden ist. Dies erleichtert die Montage, weil die Zwischenwelle mit dem zusätzlichen Axiallager gelagert werden kann, die außerdem mit der Abtriebswelle und mit der eigentlichen Pumpenwelle in Gebrauchsstellung drehfest verbunden ist.
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Dabei ist es besonders günstig, wenn die Zwischenwelle in axialer Richtung an der Pumpenwelle axiale Kräfte übertragend angreift und wenn das Axiallager die Zwischenwelle aufnimmt und drehbar lagert. Dies erlaubt es zusätzlich in vorteilhafter Weise, der Pumpenwelle eine gewisse Bewegungsfreiheit in Schwenkrichtung zu geben und dadurch Biegebelastungen zu vermeiden.
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Das zusätzliche Axiallager kann insbesondere von einem Gehäuse oder deren Wandung umschlossen und mit dem Gehäuse der Pumpe direkt oder über Zwischenstücke, Streben oder Schwenkarme indirekt verbunden oder verbindbar sein. Dadurch kann das zusätzliche Axiallager gut geschützt werden und gleichzeitig die Axialkräfte auf entsprechend stabile Gehäuseteile übertragen.
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Eine konstruktiv einfache und für die axiale Kraftübertragung zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die Pumpenwelle oder die Zwischenwelle einen Bund oder radialen Vorsprung aufweist, der in axialer Richtung an dem drehbaren Teil des Axiallagers anliegt, und dass der nicht drehbare Teil des Axiallagers in dem es aufnehmenden Gehäuse und/oder einer Wandung abgestützt ist. Somit können die von der Pumpenwelle direkt oder über die Zwischenwelle auf das Axiallager wirkenden Kräfte gut in axialer Richtung aufgenommen werden, wobei aber die Pumpenwelle und/oder die Zwischenwelle durch das Axiallager leichtgängig drehbar bleiben.
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Das Gehäuse für das Axiallager kann mit dem Gehäuse des Antriebsmotors oder des zwischen Antriebsmotor und Abtrieb befindlichen Getriebes verbunden und abgedichtet und zusätzlich gegenüber der Zwischenwelle abgedichtet sein. Dies erlaubt einen Schutz des zusätzlichen Axiallagers gegen Verschmutzung und außerdem die Durchführung einer wirkungsvollen Schmierung.
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Beispielsweise ist es möglich, dass das Gehäuse für das zusätzliche Axiallager mit Fett gefüllt ist. Dieses Fett kann einerseits als Schmierfett dienen und andererseits den Zutritt von Verunreinigungen oder Staub in den Bereich des Axiallagers verhindern.
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Das Gehäuse für das zusätzliche Axiallager kann wenigstens einen Schmiernippel zum Einbringen von Fett in das Gehäuse und zum Nachfüllen von Fett aufweisen. Somit kann dieses Fett mit relativ hohem Druck in das Gehäuse eingebracht und gelegentlich nachgefüllt werden.
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Das antriebsseitige Ende der Pumpenwelle kann kugelkalottenförmig sein und eine dazu passende Aufnahme oder Ausnehmung an der Zwischenwelle kann eine teilkugelartige Höhlung aufweisen, sodass die Pumpenwelle und die Zwischenwelle an ihrer gegenseitigen kugelflächigen Berührstelle relativ zueinander schwenkbar sind. Dabei sind keine großen Schwenkbewegungen zu erwarten, jedoch können durch die Pumpbewegung auftretende Querkräfte, die zu einer Verbiegung der Pumpenwelle führen könnten, welche für das Axiallager ungünstig wären, vermieden und von der Zwischenwelle ferngehalten werden. Ungewollte Biegungen an der Pumpenwelle können also zumindest vermindert oder gar verhindert werden.
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Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe kann vorsehen, dass zwischen dem Pumpenkörper und der Lagerung der Pumpenwelle, insbesondere dem zusätzlichen Axiallager, ein Mischraum vorgesehen ist, in welchem das zu pumpende Material mit Flüssigkeit angemacht und/oder gemischt wird. Auf diese Weise ergibt sich beispielsweise eine Gesamtanordnung etwa gemäß
EP 1 065 033 B1 mit einer Kombination von Mischraum und Pumpe. Die von dem Pumpenkörper und der Pumpenwelle in diesem Falle ausgehenden axialen Reaktionskräfte können dann über eine Mischerwelle auf das erfindungsgemäße zusätzliche Axiallager übertragen werden.
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Das zusätzliche Axiallager kann ein Wälzlager, insbesondere ein Tonnen- oder Rollen- oder Kugellager oder ein Gleitlager sein. Entsprechend große axiale Kräfte können aufgenommen und in ein Gehäuse abgeleitet werden.
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Es sei noch erwähnt, dass auch eine Ausführungsform möglich ist, bei welcher das zusätzliche Axiallager in eine dem Antriebsmotor oder dessen Getriebe benachbarte Gehäusewand und eine in dieser Gehäusewand befindliche, ein Lagergehäuse bildende Höhlung eingesetzt ist. Dass das zusätzliche Axiallager umschließende und vorzugsweise mit Fett gefüllte Gehäuse kann also seinerseits durch eine derartige Höhlung einer entsprechend dick bemessenen Gehäusewand gebildet sein, die die eigentliche Pumpe oder den Mischraum auf der dem Antriebsmotor zugewandten Seite abschließt.
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Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich die Möglichkeit, erhebliche Axialkräfte, die durch Schneckenpumpen oder sonstige in axialer Richtung wirkende Pumpenkörper hervorgerufen werden, aufzunehmen, ohne dass der Antriebsmotor oder sein Getriebe durch solche erhöhten Axialkräfte beschädigt oder vorzeitig unbrauchbar werden. Durch ein zusätzliches, selbst in axialer Richtung durch Gehäuseteile oder dergleichen abgestütztes Axiallager können solche axialen Belastungen von dem Antriebsmotor und einem an dessen Abtrieb vorzugsweise vorgesehenen Getriebe ferngehalten werden. Dadurch ist es möglich, derartige Getriebe in üblicher Baugröße und mit üblicher Leistungsfähigkeit und ihrer normalen Lagerung zu verwenden, auch wenn über deren Belastbarkeit hinausgehende Axialbelastungen auftreten.
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Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:
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1 eine erfindungsgemäße Pumpe, deren Pumpenkörper in Gebrauchsstellung vertikal abwärts gerichtet ist und wirkt und eine aufwärts gerichtete axiale Reaktionskraft bewirkt, die sie über eine Mischervorrichtung auf ein zusätzliches unabhängiges Axiallager im Bereich der Abtriebswelle eines Antriebsmotors mit Getriebe überträgt, wobei zu pumpendes Material durch eine seitliche Fördereinrichtung zuführbar ist,
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2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe, deren Pumpenkörper in Gebrauchsstellung horizontal orientiert ist und deren axiale Reaktionskraft über eine Mischvorrichtung auf ein erfindungsgemäß vorgesehenes unabhängiges zusätzliches Axiallager wirkt, das zwischen der Pumpen- oder Mischerwelle und einem Antriebsmotor mit Getriebe und Abtrieb angeordnet ist,
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3 in vergrößertem Maßstab das zusätzliche Axiallager, in welchem eine mit der Pumpenwelle oder einer Mischerwelle verbundene Zwischenwelle angeordnet ist, die drehfest mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors oder von dessen Getriebe verbunden ist, wobei das zusätzliche Axiallager in einem Gehäuse angeordnet und abgedichtet ist, das zwischen Pumpen- oder Mischergehäuse und Getriebegehäuse angeordnet ist, sowie
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4 eine 3 entsprechende Schnittdarstellung der Anordnung des zusätzlichen Axiallagers in einer als sein Gehäuse dienenden Höhlung einer Gehäusewand der Pumpe eingesetzt ist.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Teile auch bei abweichender Ausgestaltung übereinstimmende Bezugszahlen.
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Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Pumpe dient zum Fördern von abbindendem Material, insbesondere zum Fördern einer zunächst trockenen oder rieselfähigen, aber dann mit Flüssigkeit angemachten Baustoffmischung wie Mörtel, Estrich, Putz, Beton oder dergleichen oder zur Förderung einer feuchten Mischung wie Kalkmilch.
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Bei allen Ausführungsbeispielen ist dabei vorgesehen, dass die Pumpe 1 einen rotierenden, in axialer Richtung wirkenden Pumpenkörper 2 und eine diesen Pumpenkörper 2 in Drehung versetzende Pumpenwelle 3 aufweist, wobei die Pumpenwelle 3 in noch zu beschreibender Weise mit einer Abtriebswelle 4 eines Antriebsmotors 5 oder eines mit diesem Antriebsmotor 5 verbundenen Getriebes 6 drehfest verbunden ist.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Pumpe 1 zunächst abwärtsfördernd ausgebildet, wobei der Pumpenkörper 2 das beförderte Material in eine Leitung 7 drückt. Die Pumpenwelle 3 verläuft dabei wie im Ausführungsbeispiel nach 2 in einem Mischraum 8 und bildet dort eine Mischerwelle und ist koaxial zu der Abtriebswelle 4 angeordnet.
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1 zeigt dabei, dass das zu pumpende Material zunächst in einem seitliche angeordneten ansteigenden Mischer 9 angemacht und vorgemischt werden kann, bevor es in den vertikalen Mischraum 8 gelangt. Im Ausführungsbeispiel nach 2 wird das zu pumpende Material in dem in axialer Richtung in Förderrichtung vor dem Pumpenkörper 2 angeordneten Mischraum 8 angemacht.
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In den 3 und 4 erkennt man, was in den 1 und 2 nur schematisiert angedeutet ist, dass nämlich die Pumpenwelle 3 im Bereich ihrer drehfesten Kupplung mit der Abtriebswelle 4, die unmittelbar aus einem Antriebsmotor 5 kommen könnte, im Ausführungsbeispiel aber aus einem mit dem Antriebsmotor 5 verbundenen Getriebe 6 vorsteht, ein von der Lagerung dieser Abtriebswelle 4 unabhängiges zusätzliches Axiallager 10 aufweist. Somit können auch beträchtliche axiale Reaktionskräfte des Pumpenkörpers 2 von der Abtriebswelle 4 und vor allem von dem Getriebe 6 und dessen Lagerung sowie von dem Antriebsmotor 5 ferngehalten werden.
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Für eine gute Aufnahme und Übertragung dieser axialen Kräfte ist die Pumpenwelle 3 im Bereich des zusätzlichen Axiallagers 10 unterteilt und durch diese Unterteilung ist eine zwischen der Abtriebswelle 4 und der Pumpenwelle 3 – in axialer Fortsetzung oder Richtung – angeordnete Zwischenwelle 11 vorgesehen, die mit der Abtriebswelle 4 und mit der Pumpenwelle 3 jeweils drehfest verbunden ist, in axialer Richtung aber ein Spiel in Form eines stirnseitigen Abstands 12 an der Abtriebswelle 4, welches sie radial umgreift, aufweist. Andererseits endet die Zwischenwelle 11 wiederum mit einem Abstand oder Spiel 13 vor dem Austritt der Abtriebswelle 4, sodass die Zwischenwelle 11 in axialer Richtung um diese Abstände 12 und 13 verschiebbar wäre, an einer derartigen Verschiebung aber durch das eingefügte Axiallager 10 gehindert ist.
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Man erkennt in den 3 und 4 deutlich, dass die Zwischenwelle 11 in axialer Richtung an der Pumpenwelle 3 axiale Kräfte übertragend und aufnehmend angreift und dass das Axiallager 10 die Zwischenwelle 11 aufnimmt, drehbar lagert und wiederum in axialer Richtung abstützt.
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Dabei ist das zusätzliche Axiallager 10 von einem Gehäuse oder einer Höhlung umschlossen und man erkennt im Ausführungsbeispiel nach 3 die Außenbegrenzung 14 dieses Gehäuses, welches mit dem Pumpengehäuse oder Mischergehäuse direkt oder gegebenenfalls auch über Zwischenstücke verbunden werden kann. Im Ausführungsbeispiel nach 3 ist dieses Gehäuse mit seiner Wandung 14 zwischen das Pumpen- oder Mischergehäuse und das Gehäuse des Getriebes 6 eingefügt und mittels Schrauben befestigt und abgedichtet.
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In beiden Ausführungsbeispielen erkennt man, dass die Zwischenwelle 11 einen radial überstehenden Bund 15 oder Vorsprung aufweist, der in axialer Richtung an dem drehbaren Teil des Axiallagers 10 anliegt oder abgestützt ist, und dass der nicht drehbare Teil des Axiallagers 10 in dem Gehäuse beziehungsweise der dieses Axiallagers 10 aufnehmenden Höhlung an einer Anlagefläche 16 abgestützt ist. Somit können von der Pumpenwelle 3 über gegebenenfalls eine Mischerwelle und über die Zwischenwelle 11 auf das Axiallager 10 ausgeübte axiale Kräfte über das Axiallager 10 in das jenige Bauteil übertragen werden, welches diese Anlagefläche 16 aufweist, beispielsweise ein stabiles oder wiederstandfähiges Gehäuseteil.
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Die Abtriebswelle 4 wird hingegen aufgrund der Abstände 12 und 13 in axialer Richtung nicht belastet, sodass das Axiallager 10 nicht nur zusätzliche oder erhöhte, sondern alle von dem Pumpenkörper 2 oder der Pumpenwelle 3 ausgehenden axialen Kräften aufnehmen kann.
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Das Gehäuse 14 beziehungsweise die Aufnahme-Höhlung für das Axiallager 10 ist gemäß 3 und auch gemäß 4 mit dem Getriebe 6 verbunden und über eine Dichtung 17 dagegen abgedichtet und zusätzlich gegenüber der Zwischenwelle 11 mit einer Dichtung 18 abgedichtet. Somit entsteht ein dichter Innenraum, in welchem das zusätzliche Axiallager 10 angeordnet ist, der mit Fett gefüllt sein kann, um das Eindringen von Staub zu verhindern und eine gute Schmierung des Axiallagers 10 zu ermöglichen.
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Man erkennt in beiden Ausführungsbeispielen einen Schmiernippel 19, womit das Gehäuse oder die Innenhöhlung für das Axiallager 10 mit Fett gefüllt und nachgefüllt werden kann.
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Wiederum gemäß den 3 und 4 erkennt man, dass das antriebsseitige Ende 3a der Pumpenwelle oder Mischerwelle 3 kugelkalottenförmig gestaltet ist und dass eine dazu passende Aufnahme an der Zwischenwelle 11 eine dazu passende teilkugelartige Höhlung 11a aufweist und dass die Pumpenwelle 3 und die Zwischenwelle 11 an ihren gegenseitigen kugelflächigen Berührstellen relativ zueinander zumindest geringfügig schwenkbar sind, sodass Querkräfte oder Auslenkungen des Pumpenkörpers 2 nicht zu einer Biegung der Pumpenwelle 3 und einer entsprechenden Belastung des Axiallagers 10 führen.
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Dabei ist in beiden Ausführungsbeispielen vorgesehen, das zwischen dem Pumpenkörper 2 und der Lagerung der Pumpenwelle beziehungsweise dem zusätzlichen Axiallager 10 ein Mischraum 8 vorgesehen ist, in welchem das zu pumpende Material angemacht und/oder gemischt werden kann. Es ist aber auch möglich, dass die Pumpenwelle 3 nicht noch zusätzlich in einem Mischraum 8 eine entsprechende Mischvorrichtung betreibt, sondern die Pumpenwelle 3 mit der Pumpe 2 unmittelbar an dem zusätzlichen Axiallager 4 angeschlossen ist, wenn in die Pumpe 1 schon angemachtes Material eingefüllt werden kann. Es sei noch erwähnt, dass in 4 eine konstruktive Abwandlung für die Unterbringung des zusätzlichen Axiallagers 10 dargestellt ist, wonach dieses Axiallager 10 in eine dem Antriebsmotor 5 und/oder dessen Getriebe 6 benachbarte Gehäusewand 20 und eine in dieser Gehäusewand 20 befindliche, das Lagergehäuse bildende Höhlung eingesetzt ist, wobei diese Gehäusewand 20 beispielsweise den Pumpenraum oder den Mischraum 8 an der dem Antriebsmotor 5 zugewandten Seite begrenzen kann. Auf diese Weise kann die zusätzliche Gehäusebegrenzung 14 eingespart werden, jedoch wird dann eine entsprechend dicke Gehäusewand 20 benötigt.
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Die Pumpe oder Mischpumpe 1 dient zum Fördern von abbindendem Material wie zum Beispiel von angemachten Baustoffmischungen oder von feuchten Mischungen wie zum Beispiel Kalkmilch. Sie weist einen Pumpenkörper 2 und eine diesen in Rotation oder Drehung versetzende Pumpenwelle 3 auf, die unmittelbar oder über eine mit ihr zum Beispiel einstückig verbundene Mischerwelle mit einer Abtriebswelle 4 eines Antriebsmotors 5 oder eines von dem Antriebsmotor 5 angetriebenen Getriebes 6 drehfest verbunden ist. Im Bereich der drehfesten Kupplung mit der Abtriebswelle 4 hat die Pumpenwelle 3 ein unabhängiges zusätzliches Axiallager 10, welches bevorzugt auf einer zu der Pumpenwelle 3 gehörenden, von dieser aber axial abgeteilten Zwischenwelle 11 angeordnet ist, welche Zwischenwelle 11 mit der Pumpenwelle 3 und mit der Abtriebswelle 4 jeweils drehfest, aber in axialer Richtung mit Spiel oder Abstand verbunden ist. Von dem Pumpenkörper 2 und seiner Welle 3 und gegebenenfalls einer Mischvorrichtung ausgehende Axialkräfte können auf diese Weise von der Abtriebswelle 4 und damit von dem Antriebsmotor 5 oder einem gegebenenfalls vorgesehenen Getriebe 6 ferngehalten werden. Entsprechend hohe axiale Reaktionskräfte des Pumpenkörpers 2 sind praktisch schadlos möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1065033 B1 [0002, 0017]
- DE 202008016904 U1 [0002]
