-
Schneckenpumpe
-
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Schneckenpumpe gemäß Oberbegriff
des Hauptanspruches.
-
Eine derartige Schneckenpumpe ist aus der deutschen Patentschrift
34 95 23 bekannt. Obwohl diese bekannte Schneckenpumpe auch für dickflüssige Stoffe,
Schlämme, Wurstteig und dgl. geeignet sein soll, ergeben sich bei dieser Schneckenpumpe
Probleme, wenn es darum geht, Stoffe mit hoher Viskosität, insbesondere klebrige
Stoffe, zu fördern. Beispiele für. Massen, bei denen der Einsatz der bekannten Schneckenpumpe
problematisch ist, sind'Margarine-, Fett-, Butter- und Marzipanblöcke, insbesondere
wenn die fettartigen Massen bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise zwischen
+4 und +150C, verpreßt werden sollen Auch bei Schokoladeblöcken, die gewöhnlich
bei Temperaturen von wenigen Grad über Null verpumpt werden sollen, ist die bekannte
Schneckenpumpe unbefriedigend. Trotz der ineinandergreifenden Schnecken setzen sich
die Schneckengänge bei der bekannten Schneckenpumpe schnell zu, wenn die genannten
Massen gepumpt werden. sollen, und die hochviskösen Massen werden auch schlecht
von der Schneckenpumpe eingezogen. Auch ist es mit der bekannten Schneckenpumpe
schwierig, die erwünschten Förderminen pro Zeiteinheit zu erreichen. Eine hohe Fördermenge
pro Zeiteinheit' kann bei der bekannten Schneckenpumpe nur durch eine entsprechend
hohe Drehzahl der Schnecken erreicht werden, weil das Volumen zwischen den Schneckengängen
zu klein ist.
-
Andererseits ist aber eine hohe Drehzahl der Schnecken bei
diesen
Massen unerwünscht aus Gründen des damit verbundenen Energiebedarfs und, weil die
Konsistenz der verpumpten Massen durch hohe Drehzahlen bei den Schnecken nachteilig
beeinflußt wird.
-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenpumpe
unter weitgehender Vermeidung der erwähnten Nachteile zu schaffen, die die genannten
Massen mit hpher Viskosität bei verhältnismäßig geringer Drehzahl der Schnecken
und mit ausreichender Menge pro Zeiteinheit fördern kann.
-
Dazu ist die erfindungsgemäße Schneckenpumpe in der in dem EIauptanspruch
angegebenen Weise gekennzeichnet. Durch die Kombination einer dünnwandigen Schneckenwendel
auf der Förderschnecke und eines walzenartigen Schneckengangs auf der Hemmschnecke
wird erreicht, daß das Volumen zwischen den einzelnen Windungen der Schneckenwendel
vergrößert wird, und daß die Hemmschnecke das Volumen der Förderschnecke in einzelne
Kammern unterteilt, derart, daß die geförderte Masse nicht mehr in Rückwärtsrichtung
an den Schneckenwendeln der Förderschnecke zurückfließen kann. Aufgrund der dünnwandigen
Ausbildung der Schneckenwendel der Förderschnecke dringen die einzelnen Abschnitte
der Schneckenwendel wie Messer in die zu fördernde Masse ein, so daß die Masse mit
minimalem Widerstand in den Einzugsbereich der Förderschnecke nachrutschen kann.
-
Die weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Schneckenpumpe nach Anspruch
3 hat den Vorteil, daß die Zufuhr der zu verpumpenden Masse in den Einzugsbereich
der Förderschnecke erg leichtert und im darauffolgenden Druckbereich ein höherer
Druck erzeugt werden kann, der zum Verpressen der Masse am Ausgang der Schneckenpumpe
erforderlich sein kann.
-
Die weiteren Ausbildungen der erfindungsgemäßen Schneckenpumpe nach
den Ansprüchen 4 und 5 haben den Vorteil, daß handelsübliche Schneckenwendeln aus
Metallblech verwendet werden
können, um sowohl die Förderschnecke
als auch die Hemmschnecke zu bauen.
-
Bei den eingangs genannten Massen mit hoher Viskosität kann es auch
vorkommen, daß diese Massen im Zufuhrschacht oder im Zufuhrtrichter kleben oder
dort eine Brücke bilden, so daß die Materialzufuhr unbefriedigend ist. Zur Verbesserung
einer Schneckenpumpe in Bezug auf diesen Mangel ist eine erfindungsgefäße Schneckenpumpe
in der in Anspruch 6 angegebenen Weise gekennzeichnet. Durch die dort angegebene
Fördereinrichtung wird ein Festsetzen der zu pumpenden Masse am unteren Teil des
Zufuhrschachtes vermieden.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schnecken-' pumpen
sind in den restlichen Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Die praktische Erprobung der erfindungsgemäßen Schneckenpumpe hat
ergeben, daß Margarineblöcke mit einer Anfangstemperatur zwischen +4 und +150C durch
die Schneckenpumpe gefördert und durch eine entsprechende Düse am Ausgang der Pumpe
zu einem Margarineband in der Höhe von 1 - 18 mm und einer Breite von 40 - 50 cm
ohne Blasenbildung und ohne Pulsation kontinuierlich gefördert und ausgeformt werden
können. Solche Margarinebänder werden beispielsweise bei der Blätterteigherstellung
benötigt. Es ergibt sich ein kontinuierlicher Förderstrom, der gut dosiert werden
kann, und das ausgepreßte Band hat keine Löcher, die sich bei herkömmlichen Schneckenpumpen
durch Ansaugen von Luft ergeben.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der bei liegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die Schneckenanordnung eines Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Schneckenpumpe zum Teil im Schnitt und zum Teil in Draufsicht
von oben;
Fig. 2 eine abgewandelte Schneckenanordnung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schneckenpumpe zum Teil im Schnitt und
zum Teil in Draufsicht; Fig. 3 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schneckenpumpe mit einer Zufuhr-Fördereinrichtung in Form
einer Walze; und Fig. 4 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Schneckenpumpe mit einer abgewandelten Zufuhr-Fördereinrichtung.
-
Die Schneckenanordnung der Schneckenpumpe nach Fig. 1 weist eine Förderschnecke
2, eine Hemmschnecke 4 und ein die Schnecken umgebendes Gehäuse 6 mit einem Auslaßstutzen
8 auf. Die Aufnahmeöffnung (nicht gezeigt) legt auf der Oberseite des Gehäuses 6
über dem rechten Ende (Blickrichtung wie Fig.1) der Förderschnecke 2. Die Förderschnecke
2 besteht aus einer Achse 10 und einer Schneckenwendel 12 aus Metallblech, die auf
die Achse aufgeschweißt ist.
-
Die Achse 10 ist mit einer Antriebswelle 14 vcrbunden, die, ggfs.
über ein Getriebe, mit dem Antriebsmotor der Schneckenpumpe verbunden ist. Die Antriebswelle
ist in einer Kammer 16, die gegenüber dem Innenraum der Schneckenanordnung abgeschlossen
ist, mit einem Zahnrad 18 verbunden, welches in ein Zahnrad 20 eingreift, das mit
einer Welle 22 verbunden ist, die ihrerseits mit der Achse 24 der Hemmschnecke 4
verbunden ist.
-
Die Wellen 14 und 22 der beiden Schnecken dienen sowohl zum Antrieb
als auch zur Lagerung der Schnecken im Innenraum der Schneckenanordnung. Die Hemmschnecke
4 weist einen walzenartigen Schneckengang 26 auf, der den'Zwischenraum zwischen
den Schneckenwendeln 12 der Förderschnecke im Eingriffsbereich zwischen den beiden
Schnecken ausfüllt. Mit anderen Worten berührt der Schneckengang der Hemmschnecke
nahezu die Achse 10 der Förderschnecke 2, wobei zwischen den einzelnen Windungen
der Hemmschnecke gerade soviel Platz verbleibt, daß ein freier Durchgang der Schneckenwendel
12 der Förderschnecke 2 ermöglicht wird.
-
Der Schneckengang 36 der Hemmschnecke 4 kann aus Vollmaterial herausgeschnitten
oder -gefräst sein, wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 gezeigt ist, oder
er kann aus Blechen zusammengeschweißt sein, wie noch im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel
von Fig. 4 beschrieben wird.
-
Im Hinblick auf den Einsatz der Schneckenpumpe zum Fördern von Lebensmitteln,
wobei bakteriologische und Reinheitsgesichtspunkte eine große Rolle spielen, ist
von Bedeutung, daß die Lagerung, der Schnecken außerhalb des Innenraumes der Schneckenpumpe
und nur an dem Aufgabeende (rechts in Fig. 1) erfolgt, und daß auch das Antriebsaggregat
und die zugehörigen Zahnräder 18, 20 außerhalb des Innenraumes der Schneckenpumpe
liegen.
-
Mit anderen Worten sind die beiden Schnecken nur auf der Aufgabeseite
(rechts in Fig. 1), nicht jedoch auf der Abgabeseite (links in Fig. 1) in dem Gehäuse
6 gelagert. Dadurch wird einerseits das Eindringen von Schmutz vermieden und andererseits
die Reinigung der Pumpe erleichtert.
-
Die Ausführungsform von Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform
von Fig. 1 dadurch, daß die Schnecken entlang ihrer Achse zwei Abschnitte unterschiedlicher
Steigung aufweisen. Die Förderschnecke 32 hat eine Achse 34 und zwei Schneckenwendeln
36, 38 mit hoher Steigung im Bereich der Aufgabeöffnung. Die Steigung der Schneckenwendeln
36, 38 ist etwa doppelt so groß wie die Steigung einer weiteren Schneckenwendel
39, die im Druckbereich 40 der Schneckenpumpe liegt. Die Hemmschnecke 4 liat einen
Schneckengang 42 auf ihrer Achse 46, dessen Form der Schneckenwendel 36 der Förderschnecke
32 angepaßt ist.
-
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schneckenpumpe im Schnitt
mit einer Hemmschnecke 50, einer Förderschnecke 52, einer Zufuhrwalze 54 und einem
Gehäuse 56 mit Zufuhrschacht 58.
-
Die Hemmschnecke 50 hat einen Schneckengang 60, der aus Vollmaterial
herausgearbeitet ist. Die Förderschnecke 52 hat eine Schneckenwendel 62 aus einem
Metallblech, welches mit der Achse 64 der Förderschnecke 52 verschweißt ist. Die
Zufuhrwalze
besteht bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus
Vollmaterial und hat eine glatt Oberfläche, was aus Sau»erkeitsgrü'nden erwünscht
ist. Der'Zfuhrschacht 58 erstreckt sich in etwa von dem Eingriffsbereic.h zwischen
der Hemmschnecke 50 und der Förderschnecke 52 bis zu der von der Förderschnecke
52 abgewandten Seite der Zufuhrwalze 54. Wie durch die Prehrichtungspfeile an der
Förderschnecke 52 und der Zufuhrwalze 54 angedeutet ist, bewirkt die Zufuhrwalze,
daß das durch den Zufuhrschacht 58 ankommende Material in Richtung auf die Förderschnecke
52 bewegt wird, um Stockungen bei der Zufuhr des Matexials an die rörderschnecke
52 zu vermeiden. Das Gehäuse 56 umgibt die Hemmschnecke 5Q, die Förderschnecke 52
und die Zufuhrwalze 54 jeweils mit geringem Zwischenraum, so daß von der zu verpwnpenden
Masse sich möglichst wenig zwischen die umlauenden Teile der Schneckenpumpe und
dem Gehäuse fest, setzen kann.
-
Das A-usführungsbeispiel von Fig, 4 weist eine Hemmschnecke 70, eine
FOrderschnede 72, eine glatte Zufuhrwalze 74 und einen Zufuhr-Bandförderer 76 auf,
wobei diese Teile von einem Gehäuse 78 bzw. von einem Zufuhrschacht 80 umgeben sind.
Die Hemmschnecke 70 hat zwei walzenartige Schneckengänge 82, 84. Der Schneckengang
82 besteht aus zwei Schneckenwendeln 86, 88, die mit der Achse 90 verschweißt sind
und an deren Außenrändern ein Blech 92 angeschweißt ist, um den Schneckengang 82
zu vervollständigen. Der Schneckengang 84 ist entsprechend aufgebaut. Die Fördexschnecke
72 hat zwei Schneckenwendeln 94, 96, die mit der Achse 98 verschweißt sind, und
in der oben beschriebenen Weise in die Schneckengänge der Hemmschnecke 70 eingreifen.
Auf der einen Seite des Einzugsbereiches der Förderschnecke 72 oberhalb der Hemmschnecke
70 ist die Zufuhrwalze 74 angeordnet, und der Zufuhrförderer 76 liegt auf der anderen
Seite des Einzugsbexeiches der Förderschnecke 72. Der Förderer 76 besteht aus zwei
Walzen 100 und 102 mit einem glatten Förderband 104.
-
Das Förderband 104 verläuft in seinem Förderabschnitt 106 etwa tangential
zu dem UmEang der Förderschnecke 72 und in seinem
Rücklaufabschnitt
108 nahe bei einem eben ausgebildeten Abschnitt 110 des Zufuhrschachtes 80. Die
Zufuhrwalze 74 und der Förderer 76 bilden somit im unteren Teil des Zufuhrschachtes
80 bzw. am Einzugsbereich der Förderschnecke 72 sozusagen bewegliche Außenwände
im Zufuhrschacht, so daß sich in diesem Bereich des Zufuhrschachtes 80 kein Material
anstauen kann.
-
Vielmehr wird das Material kontinuierlich auf die Förderschnecke 72
aufgegeben. Auch in diesem Ausführungsbeispiel umschließen das Gehäuse 78 und die
angrenzenden Teile des Zufuhrschachtes 80 die beweglichen Teile der Schneckenpumpe
und der Zufuhr-Fördereinrichtung mit geringem Abstand, damit sich nur möglichst
wenig Material zwischen diesen Teilen festsetzen kann.
-
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 erstrecken sich die
Walzen 54 und 74 sowie der Förderer 76 parallel zu der Förderschnecke im wesentlichen
über die Länge der Aufgabeöffnung und grenzen auf den der Förderschnecke 52-bzw.
72 abgewandten Seite an das Gehäuse 56 bzw. an das Gehäuse 78 und den Zufuhrschacht
80 an. Die Fördereinrichtung der in Fig. 4 gezeigten Art kann auch so ausgebildet
sein, daß statt der Walze 74 ein Förderer wie der Förderer 76 vorgesehen ist. Wie
bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4, so erstreckt sich auch bei den Ausführungsbeispielen
der Fig. 1 und 2 die Aufnahmeöffnung in etwa von dem Eingriffsbereich zwischen der
Hemmschnecke und der Förderschnecke über die Breite der Förderschnecke.
-
Leerseite