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Die Erfindung betrifft eine Schneckenvorrichtung für ein Medium, insbesondere für eine Flüssigkeit, umfassend einen Rohrtrog, der einen Einlass für das Medium an einem ersten Ende des Rohrtrogs und einen Auslass für das Medium an einem zweiten Ende des Rohrtrogs aufweist, und einen in dem Rohrtrog rotierbaren Läufer, wobei der Läufer ein Mittelteil umfasst, an dem eine Schnecke angeordnet ist, wobei der Rohrtrog einen Rohrmantel aufweist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Kläranlage mit einer solchen Schneckenvorrichtung sowie ein Verfahren zum Fördern eines Mediums mit einer solchen Schneckenvorrichtung.
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Schneckenvorrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie werden einerseits zur Förderung von unterschiedlichen Medien, insbesondere von Flüssigkeiten, wie Wasser, aber auch von Schüttgut eingesetzt. Schneckenvorrichtungen werden darüber hinaus auch zur Stromerzeugung genutzt. In diesem Fall wird die Schneckenvorrichtung durch das Medium (insbesondere Wasser) angetrieben.
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Bei Schneckenvorrichtungen ist es bereits bekannt, einen Rohrtrog vorzusehen, der den Läufer umschließt. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass sich beim Betrieb Verunreinigungen an dem Läufer, insbesondere an der Schnecke anlagern können. Diese Verschmutzungen können so gravierend sein, dass der Betrieb der Schneckenvorrichtung zur manuellen Reinigung unterbrochen werden muss. Das ist insbesondere in solchen Anwendungen nachteilig, die einen ununterbrochenen Betrieb erfordern. Dies ist insbesondere im Bereich der Förderung von Abwasser der Fall.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Schneckenvorrichtung anzugeben, die im Betrieb besonders zuverlässig ist und die Anlagerung von Verschmutzungen reduziert.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist Schneckenvorrichtung für ein Medium vorgesehen, umfassend einen Rohrtrog, der einen Einlass für das Medium an einem ersten Ende des Rohrtrogs und einen Auslass für das Medium an einem zweiten Ende des Rohrtrogs aufweist, und einen in dem Rohrtrog rotierbaren Läufer, wobei der Läufer ein Mittelteil umfasst, an dem eine Schnecke angeordnet ist, wobei der Rohrtrog einen Rohrmantel aufweist, wobei der Rohrmantel eine Ausnehmung aufweist und wobei an einem Abschnitt des Randes der Ausnehmung eine Scherkante ausgebildet ist, um an der Schnecke haftende Verunreinigungen abzustreifen.
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Mit einer solchen Schneckenvorrichtung wird ein besonders zuverlässiger Betrieb ermöglicht. An der Schnecke anhaftende Verunreinigungen werden durch die Schnecke gegen die Scherkante bewegt und damit während des Betriebs abgestreift. Hierfür ist es nicht erforderlich, den Betrieb der Schneckenvorrichtung zu unterbrechen. Insbesondere können mit der Scherkante auch Verunreinigungen, die Fäden, Fasern und/oder Filamente aufweisen, zuverlässig gelöst und abgestreift werden. Derartige Verunreinigungen führen ansonsten nach einer gewissen Zeit zu sogenannten Verzopfungen. Diese beeinträchtigen zum Einen die Funktion der Schneckenvorrichtung, da sie den freien Querschnitt des Läufers einengen. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Schneckenvorrichtung erheblich gemindert werden. Sie können aber auch so groß werden, dass ein weiterer Betrieb der Schneckeneinrichtung nicht sinnvoll oder nicht möglich ist. Spätestens dann muss die Schneckenvorrichtung abgeschaltet und manuell gereinigt werden. Diese Gefahr wird mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung vermieden oder jedenfalls erheblich gemindert.
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Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass die Ausnehmung an dem Einlass angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, Verunreinigungen besonders effektiv von der Schnecke zu entfernen. Vorzugsweise ist die Ausnehmung unmittelbar am Einlass angeordnet.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ausnehmung an einer Oberseite des Rohrmantels angeordnet ist. Auf diese Weise können Verunreinigungen von der Schnecke besonders effektiv gelöst werden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Ausnehmung als Öffnung in dem Rohrmantel ausgebildet ist.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Ausnehmung eine erste Seite aufweist, an der die Scherkante ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist besonders bevorzugt, wenn die Ausnehmung eine zweite Seite aufweist, die mit der ersten Seite verbunden ist, wobei die zweite Seite mit einem Winkel zur ersten Seite angeordnet ist.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Ausnehmung eine dritte Seite aufweist, die mit der zweiten Seite verbunden ist, wobei die dritte Seite mit einem Winkel zur zweiten Seite angeordnet ist. Vorzugsweise ist die dritte Seite gegenüber von der ersten Seite angeordnet.
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In besonders bevorzugter Weise kann die Ausnehmung rechteckig ausgebildet sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Scherkante quer zu einer Umfangsrichtung des Rohrmantels angeordnet ist. Das trägt dazu bei, dass bei der Rotation der Schnecke in Drehrichtung Verunreinigungen besonders gut von der Schnecke abgestreift werden können.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Scherkante mit einem Winkel zwischen 10° und 170° zu der Umfangsrichtung des Rohrmantels angeordnet ist. Vorzugsweise beträgt der vorgenannte Winkel mehr als 45° und/oder weniger als 135°. Besonders bevorzugt beträgt der vorgenannte Winkel mehr als 75° und/oder weniger 105°. Das trägt dazu bei, dass bei der Rotation der Schnecke in Drehrichtung Verunreinigungen besonders gut von der Schnecke abgestreift werden können.
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Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass die Scherkante parallel zu einer Längsachse des Mittelteils des Läufers angeordnet ist. Das trägt dazu bei, dass bei der Rotation der Schnecke in Drehrichtung Verunreinigungen besonders effektiv von der Schnecke abgestreift werden können.
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Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass die Scherkante durch einen Abschnitt des Rohrmantels gebildet ist. Auf diese Weise können bei der Rotation der Schnecke in Drehrichtung Verunreinigungen besonders gut von der Schnecke abgestreift werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass an dem Rohrmantel ein separater Scherkörper angesetzt ist, der die Scherkante aufweist. Auf diese Weise können bei der Rotation der Schnecke in Drehrichtung Verunreinigungen besonders gut von der Schnecke abgestreift werden. Zudem ermöglicht diese Ausgestaltung einen leichten Austausch des Scherkörpers.
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Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Rohrtrog eine Stützvorrichtung aufweist, die an der Außenseite des Rohrmantels angeordnet ist und den Rohrmantel in einem zu der Ausnehmung benachbarten Bereich verstärkt. Das trägt zu einem zuverlässigen Betrieb bei und erlaubt, die Scherkante auch unter wechselnden Belastungen in der gewünschten Position zu halten.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Stützvorrichtung wenigstens einen ersten Stützkörper umfasst, der sich in Umfangsrichtung des Rohrmantels um wenigstens 5% des Umfangs des Rohrmantels erstreckt. Vorzugsweise sind zwei erste Stützkörper vorgesehen, wobei die zwei ersten Stützkörper an gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung angeordnet sind.
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Weiterhin kann in bevorzugter Weise vorgehen sein, dass die Stützvorrichtung wenigstens einen zweiten Stützkörper umfasst, der quer zu dem ersten Stützkörper angeordnet ist. Vorzugsweise weist der zweite Stützkörper eine Länge und eine Breite auf, wobei die Länge größer als die Breite ist und wobei die Länge in der Längsrichtung des Rohrmantels angeordnet ist. Vorzugsweise sind zwei zweite Stützkörper vorgesehen, wobei die zwei zweiten Stützkörper entlang der ersten und der dritten Seite der Ausnehmung angeordnet sind. Weiterhin ist bevorzugt, wenn die zwei zweiten Stützkörper parallel zueinander angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind der erste und der zweite Stützkörper an einer ersten Verbindungsstelle miteinander verbunden.
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Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Stützvorrichtung einen dritten Stützkörper umfasst. Vorzugsweise ist der dritte Stützkörper an der zweiten Seite der Ausnehmung angeordnet. Vorzugsweise ist der dritte Stützkörper mit dem zweiten Stützkörper (oder den zweiten Stützkörpern) verbunden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Rohrmantel einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Vorzugsweise weist der Rohrmantel eine zylindrische Grundform auf.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Rohrmantel aus Metall, insbesondere Stahl gefertigt ist.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Gesamtlänge des Rohrtrogs zwischen dem Einlass du dem Auslass wenigstens um den Faktor 2 größer als der Innendurchmesser des Rohrtrogs ist.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Schnecke eine ein- oder mehrgängige Helix mit einer Schneckensteigung aufweist.
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Vorzugsweise weist die Schnecke einen Außendurchmesser auf, der (abgesehen von dem üblichen Spiel) dem Innendurchmesser des Rohrtrogs entspricht.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Läufer mit einer Antriebseinheit verbunden ist.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Schneckenvorrichtung als Förderschnecke ausgebildet ist. Die Förderschnecke kann insbesondere zur Förderung von Flüssigkeiten, wie Wasser oder Abwasser, ausgebildet sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Antriebseinheit einen Motor umfasst. Der Motor kann vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet sein. Mit dem Motor kann der Läufer in Rotation versetzt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Schneckenvorrichtung als Wasserkraftschnecke ausgebildet ist.
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Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit einen elektrischen Generator umfasst. Durch die von dem Medium angetriebene Schnecke kann mit dem Generator Strom erzeugt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Schneckenvorrichtung in einen Kanal eingesetzt ist. Der Kanal kann einen Zulauf und einen Ablauf für das Medium bilden. Vorzugsweise weist der Kanal einen Kanalboden sowie zwei auf dem Boden angeordnete Kanalwände auf, wobei der Rohrtrog zwischen den Kanalwänden angeordnet ist. Der Kanalboden und die Kanalwände können vorzugsweise im Querschnitt U-förmig angeordnet sein.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kläranlage mit einer Schneckenvorrichtung der beschriebenen Art.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Fördern eines Mediums, insbesondere von Wasser oder Abwasser, von einem ersten Niveau auf ein zweites Niveau, wobei das zweite Niveau höher ist als das erste Niveau, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium durch eine Schneckenvorrichtung der beschriebenen Art gefördert wird,
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass Verunreinigungen, die an der Schnecke anhaften im Betrieb durch die Scherkante von der Schnecke abgestreift werden.
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen.
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Es zeigen:
- 1A: eine Schneckenvorrichtung in einem Kanal in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt;
- 1 B: eine Draufsicht von oben auf die Schneckenvorrichtung aus 1A;
- 1C: eine Ansicht von vorne auf die Schneckenvorrichtung aus 1A, teilweise im Schnitt;
- 2A: eine perspektivische Darstellung eines unteren Abschnitts des Rohrtrogs mit dem Läufer der Schneckenvorrichtung aus 1A;
- 2B: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 2A,
- 3A: eine perspektivische Darstellung des Rohrtrogs aus 2A;
- 3B: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 3A,
- 4A: eine perspektivische Darstellung des Läufers aus 2A;
- 4B: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 4A.
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Die 1A, 1B und 1C zeigen eine Schneckenvorrichtung 1, die in einem Kanal 2 angeordnet ist.
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Der Kanal 2 umfasst einen Kanalboden 3 sowie zwei an beiden Seiten des Kanalboden 3 angeordnete Kanalwände 4. Der Kanalboden 3 und die Kanalwände 4 sind derart angeordnet, dass der Kanal 2 im Querschnitt eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt hat. Der Kanal 2 bildet dabei einen Zulauf 5 und einen Ablauf 6 für die Schneckenvorrichtung 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ablauf 6 höher angeordnet als der Zulauf 5. Die Höhendifferenz wird durch die Schneckenvorrichtung 1 überwunden.
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Im Bereich des Zulaufs 5 und des Ablaufs 6 kann der Kanalboden 3 eben ausgebildet sein. In dem Bereich des Kanals 2, in dem die Schneckenvorrichtung 1 angeordnet ist, kann der Kanalboden 3 eine teilkreisförmige Ausnehmung 7 aufweisen, die an die äußere Kontur der Schneckenvorrichtung 1 angepasst ist.
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Die Schneckenvorrichtung 1 weist einen Rohrtrog 8 auf, der an einem ersten Ende 9 einen Einlass 10 und einen zweiten Ende 11 einen Auslass 12 für ein Medium bildet. Die dargestellte Ausführungsform eignet sich besonders für Flüssigkeiten, insbesondere Wasser oder Abwasser. Das Wasser kann über den Zulauf 5 der Schneckenvorrichtung 1 zugeleitet und über den Ablauf 6 von der Schneckenvorrichtung 1 abgeleitet werden.
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Die Schneckenvorrichtung 1 umfasst einen Läufer 13, der in dem Rohrtrog 8 angeordnet ist. Der Läufer 13 ist dabei rotierbar angeordnet. Hierzu weist die Schneckenvorrichtung 1 ein unteres Lager 14 und ein oberes Lager 15 zur drehbaren Lagerung des Läufers 13 auf.
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Der Läufer 13 ist mit einer Antriebseinheit 16 verbunden. Diese ist am oberen Ende des Läufers 13 angeordnet. Die Antriebseinheit 16 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Motor, der den Läufer 13 antreibt und in Rotation versetzt. Auf diese Weise kann mit der Schneckenvorrichtung 1 das Medium, insbesondere Wasser, von dem Zulauf 5 zu dem Ablauf 6 gefördert werden.
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Der Rohrtrog 8 weist Halterungen 17 auf, über die der Rohrtrog 8 in dem Kanal 2 gelagert ist. Die Halterungen 17 sind jeweils mit den Kanalwänden 4 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Halterungen 17 über die Länge des Rohrtrogs 8 verteilt vorgesehen.
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1C zeigt eine Ansicht von vorne auf die Schneckenvorrichtung 1 und zwar von schräg unten in Richtung der Längsachse 18 des Läufers 13. Mit einem Pfeil 19 ist dabei die Drehrichtung des Läufers angedeutet.
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Die 2A und 2B zeigen genauer den unteren Abschnitt der Schneckenvorrichtung 1 mit dem ersten Ende 9. Hier ist erkennbar, dass der in dem Rohrtrog 8 angeordnete Läufer 13 einen Mittelteil 20 umfasst, an dem eine Schnecke 21 angeordnet ist.
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Der Läufer 13 mit der Schnecke 21 ist in 4A und 4B ohne den Rohrtrog dargestellt. Hier ist gut zu erkennen, dass die Schnecke 21 eine mehrgängige Helix aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Schnecke 21 eine dreigängige Helix.
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Der Außendurchmesser der Schnecke 21 entspricht (abgesehen von einem kleinen Spiel) dem Innendurchmesser des Rohrtrogs 8, sodass ein Medium, insbesondere auch flüssige Medien wie Wasser durch die Schneckenvorrichtung transportiert werden können.
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Das Mittelteil 20 wird durch einen zylindrischen Hohlkörper gebildet. An dessen Außenseite ist die Schnecke 21 angeordnet.
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3A und 3B zeigen genauer den Rohrtrog 8 ohne den Läufer 13. Der Rohrtrog 8 weist einen Rohrmantel 22 auf, in dem eine Ausnehmung 23 ausgebildet ist. An einem Abschnitt des Randes der Ausnehmung 23 ist eine Scherkante 24 ausgebildet, um an der Schnecke 21 haftende Verunreinigungen abzustreifen.
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Die Ausnehmung 23 ist an dem Einlass 10 des Rohrtrogs 8 angeordnet. Wie dargestellt befindet sich die Ausnehmung 23 an der Oberseite des zylindrischen Rohrmantels 22.
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Die Ausnehmung 23 ist als eine Öffnung in dem Rohrmantel 22 ausgebildet. Verunreinigungen, die an der Außenseite der Schnecke 21 anhaften, werden im Betrieb von der rotierenden Schnecke 21 gegen die Scherkante 24 bewegt und können damit zuverlässig entfernt werden.
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Die Ausnehmung 23 weist eine erste Seite 25 auf, an der die Scherkante 24 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 23 weist eine zweite Seite 26 auf, die mit der ersten Seite verbunden ist, wobei die zweite Seite mit einem Winkel zur ersten Seite angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel 90 Grad. Die Ausnehmung 23 weist eine dritte Seite 27 auf, die mit der zweiten Seite 26 verbunden ist. Die dritte Seite ist mit einem Winkel zur zweiten Seite angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der vorgenannte Winkel 90 Grad.
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Die Ausnehmung 23 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckig ausgebildet.
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Die Scherkante 24 ist quer zu einer Umfangsrichtung des Rohrmantels 22 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Scherkante rechtwinklig zur Umfangsrichtung des Rohrmantels 22 angeordnet. Damit ist die Scherkante 24 parallel zur Längsachse 18 des Läufers 13 ausgerichtet.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Scherkante 24 an einem separaten Scherkörper 28 ausgebildet, der an dem Rohrmantel 22 angesetzt ist. Die Scherkante 24 kann jedoch auch durch den Rohrmantel 22 selbst gebildet sein.
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Der Rohrtrog 8 weist eine Stützvorrichtung 29 auf, die an der Außenseite des Rohrmantels 22 angeordnet ist und den Rohrmantel 22 im Bereich der Ausnehmung 23 verstärkt.
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Die Stützvorrichtung 29 weist einen ersten Stützkörper 30 auf, der sich in Umfangsrichtung des Rohrmantels 22 um wenigstens 5 % des Umfangs des Rohrmantels 22 erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei erste Stützkörper 30 vorgesehen, die an gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 23 angeordnet sind.
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Die Stützvorrichtung 29 weist weiterhin einen zweiten Stützkörper 31 auf, der quer zu dem ersten Stützkörper 30 angeordnet ist. Der zweite Stützkörper 31 weist dabei eine Länge und eine Breite auf, wobei die Länge größer als die Breite ist und wobei die Länge in einer Längsrichtung des Rohrmantels 22 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei zweite Stützkörper 31 vorgesehen, die an der ersten und der dritten Seite 25, 27 der Ausnehmung 23 angeordnet sind. Einer der zweiten Stützkörper 31 bildet dabei den Scherkörper 28. Wie dargestellt sind der erste und der zweite Stützkörper 30, 31 an einer Verbindungsstelle miteinander verbunden.
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Die Stützvorrichtung 29 weist weiterhin einen dritten Stützkörper 32 auf, der an der zweiten Seite 26 der Ausnehmung 23 angeordnet ist. Der dritte Stützkörper 32 ist mit den zweiten Stützkörpern 31 verbunden. Wie dargestellt kann der dritte Stützkörper auch ein Abschnitt der Halterung 17 sein.
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Die dargestellte Schneckenvorrichtung ist als ein Schneckenförderer 1 für Flüssigkeiten, insbesondere Wasser und Abwasser ausgebildet. Dabei bildet die Schneckenvorrichtung 1 eine Förderschnecke. Die Schneckenvorrichtung kann anders dargestellt auch als Wasserkraftschnecke ausgebildet sein. In diesem Fall ist als Antriebseinheit 16 ein Generator vorzusehen. Zudem ist in diesem Fall der Rohrtrog 8 so anzuordnen, dass der Zulauf und das erste Ende des Rohrtrogs auf dem höheren Niveau angeordnet sind.
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Die dargestellte Schneckenvorrichtung 1 kann insbesondere im Eingangsbereich einer Kläranlage eingesetzt werden, um das Abwasser von einem ersten Niveau auf ein zweites Niveau zu fördern.
