DE4214914A1 - Schlauchpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe mit in einem Pumpengehäuse angeordnetem, von außen zugängliche Anschlußenden aufweisendem Pumpschlauch mit elastisch verformbarer Wandung, der mit einem teilkreisförmig gebogenen Bereich um eine Welle eines Läufers der Schlauchpumpe sowie zu dieser in radialem Abstand in das Pumpengehäuse eingelegt und dessen Querschnitt durch radial vom Läufer abragende Druckrollen veränderbar ist, die den Pumpschlauch zumindest in seinem gebogenen Bereich unter Verminderung von dessen Innenvolumen gegen ein entsprechend gekrümmtes festes Widerlager drücken.

Eine derartige peristaltische Pumpe beschreibt die GB-PS 6 28 785 mit einem Pumpschlauch und einem Druckrollenpaar, das im Schlauchinnenraum einen durch zwei Quetschstellen abgeschlossenen Kammerabschnitt erzeugt. Beim Drehen des Läufers wälzen sich die Druckrollen an dem sich am Widerlager abstützenden festliegenden Pumpschlauch ab, und mit ihnen wandern jene Quetschstellen, wodurch die im Schlauchinnenraum vorhandene Flüssigkeit od. dgl. Fördergut vom Schlaucheingang zum Austrittsende des Pumpschlauches gefördert wird; die dem Schlaucheingang nahe Quetschstelle bewirkt dank der Rückstellkraft der Schlauchwandung eine Saugkraft auf das eintretende Fördergut, welches dann von dem oben beschriebenen Kammerabschnitt zum Austrittsende des Pumpschlauches transportiert wird.

Nach der GB-PS 6 28 785 ist der radiale Rollenabstand zur Welle des Läufers veränderbar, da die Rollenachsen von einem verschiebbaren Träger gehalten werden. Dieser wird parallel zur Welle bewegt sowie im Winkel zu einer Geraden durch die Mittelachse von Welle und Rollenachse. Eine solche Konstruktion ist vor allem dann ungünstig, wenn die Einstellung nicht durch einen Fachmann - also gegebenenfalls falsch - erfolgt; eine wechselnde Druckrollenanstellung ist schwer kontrollierbar und führt zu unterschiedlichen Pumpenleistungen je Druckrollenhub, zudem wird die Pulsation erhöht. Beim Stande der Technik ist durch Spiel zwischen Druckrollenträger und Läufer eine Schrägstellung der Druckrollenachse bzw. Druckrolle möglich mit der Folge erhöhter Belastung und Minderung der Lebensdauer des Pumpschlauches, hohen Fertigungsaufwandes und zunehmender Herstellungskosten. Insbesondere bei unsauberen oder aggressiven Medien kann das Platzen eines Pumpschlauches zu einer höchst unerwünschten Kontaminierung des Pumpenumfeldes führen.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine peristaltische Pumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher die erkannten Mängel behoben werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches; die Unteransprüche zeigen günstige Ausgestaltungen auf.

Dank der erfindungsgemäßen Maßgaben wird die Möglichkeit unterschiedlicher Druckrollenanstellung ausgeschlossen; letztere ist leicht durchführbar und einfach zu kontrollieren. Ungleichmäßige Pumpleistung je Druckrollenhub werden verhindert, auch wird eine Begrenzung der Pulsation erreicht. Aufgabengemäß wird die Reduzierung der Lebensdauer des Pumpschlauches wegen Schiefstellung der Druckrollen unterbunden, Fertigungsaufwand und Herstellungskosten vermindern sich erheblich.

Bei der erfindungsgemäßen Schlauchpumpe weist der Läufer selbst Lageraugen oder Bohrungen für die Rollenachse der Druckrolle auf, die austauschbar in einem fluchtenden Paar von Bohrungen parallel zur Welle des Läufers in diesem lagert.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die fluchtenden Paare von Bohrungen in zwei in axialem Abstand zueinander angeordneten Läuferplatten des Läufers untergebracht. Die Läuferplatten sind vorteilhafterweise mit einem die Welle aufnehmenden Mittelsteg des Läufers einstückig und bieten bevorzugt im Bereich der Bohrungen teilkreisförmige Außenkanten an, über welche ein Teil des Druckrollenquerschnittes radial hinausragt.

Jede der Läuferplatten ist mit mehreren nebeneinander auf jeweils einen Konstruktionskreis um die Welle liegenden Bohrungen versehen, wobei zwei Bohrungen jeder Läuferplatte auf einem gemeinsamen Konstruktionskreis liegen, und zudem erfindungsgemäß auf einem gemeinsamen Durchmesser.

Die Radien der Konstruktionskreise sind von unterschiedlichen Längen, auch nimmt die Länge der Radien in einer Richtung - bevorzugt um jeweils etwa 0,5 bis 1,5 mm - stufenweise zu, insbesondere gegen die Drehrichtung des Läufers.

Diese Maßnahme, die Rollenachsen-Lagerungen radial zu versetzen erlaubt auf einfache Weise eine unterschiedliche Druckrollenanstellung. Als Abstandsmaß der nahe den Außenkanten vorgesehenen Bohrungen voneinander kann der Winkel zwischen ihren Abstandsradien zur Wellenachse herangezogen werden, der zwischen 20° und 30° liegt, bevorzugt bei etwa 28°. Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Rollenachsen zweier Druckrollen durch einen gemeinsamen Achshalter fixiert, vorteilhafterweise durch einen starren Werkstoffstreifen mit zwei Flügelenden, der mittig in der Wellenachse der Pumpenwelle, beispielsweise durch eine Stirnschraube dieser Pumpenwelle, gehalten ist und mit seinen beiden Flügelenden an den Rollenachsen angreift. Wird der Achshalter an den Rollenachsen ebenfalls durch Stirnschrauben befestigt, ergibt sich eine Sicherung in nur einer Richtung. Deshalb ist von besonderer Bedeutung, daß die freien Enden des Achshalters als Raststege in seitliche Rastnuten der beiden Rollenachsen eingeschoben sind; dies gestattet sowohl eine radiale als auch eine axiale Festlegung und verhindert besonders effektiv eine unterschiedliche Druckrollenanordnung und -anstellung.

Bevorzugt greifen die Rastenden des Achshalters mit fluchtenden Rastkanten in die Rastnuten ein, können also von einer Seite in beide Rastnuten eingeführt werden. Die ihn im Läuferzentrum zusätzlich haltende - bereits genannte - Stirnschraube läßt eine Art Dreipunktfixierung entstehen und verhindert eine Falschmontage des Achshalters.

Der besseren Handhabung wegen sind die - in der gewählten Ausführung vier - Druckrollenanstellungen auf dem Läufer mit eingeschlagenen Ziffern oder Buchstaben gekennzeichnet.

Durch die direkte Lagerung der Druckrolle bzw. der Druckrollenachse im Läufer wird eine Schiefstellung der Druckrollen ausgeschlossen und dadurch eine Reduzierung der Lebensdauer des Pumpschlauches verhindert.

Erkennbar wird auch eine Verminderung der Anzahl der Bauteile sowie deren gestalterische und herstellungstechnische Vereinfachung erreicht, was zu einer Senkung des Fertigungsaufwandes und der Herstellkosten führt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1: die Draufsicht auf eine teilweise ge­ schnittene Pumpe;

Fig. 2: den Schnitt durch Fig. 1 nach deren Linie II-II;

Fig. 3: ein vergrößertes Detail der Fig. 2 in Schrägsicht.

Eine seitlich an einem in der Zeichnung nur angedeuteten Antrieb festgelegte Schlauchpumpe 10 zum Fördern von Flüssigkeit, Granulat od. dgl. Medium weist in einem schüsselartigen Pumpengehäuse 12 - eines Innendurchmessers d von etwa 320 mm und einer Innenhöhe h von etwa 100 mm - mit von einem Gehäuseboden 14 aufragender Gehäusewand 16 an einer Pumpenwelle 18 einen Läufer 20 auf. Die Gehäusewand 16 endet in einem nach außen abkragenden Flansch 22, auf den unter Zwischenschaltung einer Dichtung 24 ein Pumpendeckel 26 aufgeschraubt ist. Dieser schließt mit dem Pumpengehäuse 12 einen Pumpenraum 28 ein, der bei Naßläufern Gleit- oder Kühlmittel aufnehmen kann.

Insbesondere Fig. 1 läßt erkennen, daß an der Innenfläche der Gehäusewand 16 ein Pumpschlauch 30 in Draufsicht etwa U- förmig angeordnet ist, dessen freie Schlauchenden in zwei Wandstutzen 32 der Gehäusewand 16 einragen, die mittels jeweils einer angeschraubten Stopfbuchsenbrille 34 verschlossen sind. Jede Stopfbuchsenbrille 34 wird von einem festliegenden Pumpenrohrstutzen 36 - als Einlauf bzw. Auslauf für ein zu förderndes Medium - durchsetzt, der am Schlauchende in den Schlauchinnenraum 31 eingesetzt ist.

Die zueinander parallelen Wandstutzen 32 ragen etwa tangential von der Gehäusewand 16 ab und nehmen aus Gründen der Übersicht nicht dargestellte Packungsringe, Stopfbuchsgrundringe und dgl. auf.

Der scheibenartige Läufer 20 ist von I-artigem Querschnitt, wobei in dessen Mittelsteg 38 die Pumpenwelle 18 in einer zentrischen Lagerbohrung 40 des Läufers 20 sitzt. Diese Lagerbohrung 40 wird von einem flügelähnlichen Streifen als Achshalter 42 überspannt, an dessen Außenseite sich der Kopf einer Stirnschraube 44 der Pumpenwelle 18 abstützt. Die üblichen Schraubensicherungen werden hier nicht besonders erwähnt, die der Stirnschraube 44 ist mit 45 bezeichnet.

Von jenem Mittelsteg 38 ragen radial in einem Abstand i voneinander zwei mit ihm einstückige und parallele Läuferplatten 46, 47 ab, die gemäß Fig. 1 in Draufsicht jeweils zwei durch einen mittigen Stegabschnitt verbundene etwa ovale Bereiche aufweisen, die beidseits einer Symmetriegeraden G zwei teilkreisförmige Außenkanten 48 anbieten und im Stegbereich zwei einander gegenüberliegende Einbuchtungen 50 begrenzen.

Jeder der ovalen Bereiche ist mit - hier vier - Bohrungen 52 (in Fig. 1 numeriert mit "0" bis "3") eines Durchmessers e von etwa 25 mm auf unterschiedlichen Konstruktionskreisen K1 bis K4 ausgestattet; deren Radien r1 bis r4 sind jeweils um etwa 0,5 abgestuft, wobei Radius r1 hier etwa 80 mm mißt. Die gleichgroßen Abstandswinkel w zwischen Radiallinien benachbarter Bohrungen 52 betragen zwischen 26 und 28°.

Die beiden Bohrungen 52 mit der Bezifferung "1" nehmen im dargestellten Beispiel zur Pumpenwelle 18 parallele Rollenachsen 54 auf, die zwischen den Läuferplatten 46, 47 jeweils von einer Lagerbuchse 56 einer Druckrolle 58 umgeben sind. Diese lassen beidseits der Lagerbuchse 56 in Fig. 2 jeweils einen H-förmigen Profilquerschnitt erkennen.

Der Umfang 60 der auf einem gemeinsamen Durchmesser D liegenden beiden Druckrollen 58 wälzt sich beim Drehen der Pumpenwelle 18 auf dem sich - gegen die Innenfläche der Gehäusewand 16 stützenden - Pumpenschlauch 30 seitlich ab und quetscht dessen Querschnitt so zusammen, daß sich das Volumen des Schlauchinnenraumes 31 dem Wert null nähert, bis ein Verschließen des Schlauchinnenraumes 31 an der Quetschstelle erreicht ist. Der so entstandene Kammerabschnitt transportiert das zu fördernde Medium entsprechend der Läuferdrehung weiter.

Die beiden Rollenachsen 54 sind beidends unmittelbar im Läufer 20 gelagert, ihre Lagerbohrungen 52 liegen im gleichen Abstand zur Achse A der Pumpenwelle 18 in den Läuferplatten 46, 47, zudem - wie gesagt - auf gemeinsamem Durchmesser D. Die radiale und axiale Fixierung der Rollenachsen 54 erfolgt durch den flügelartigen Achshalter 42, dessen Rastenden 43 in radiale Umfangsschlitze oder Rastnuten 62 der Rollenachsen 54 eingreifen. Dieser Achshalter 42 ist, wie Fig. 1 verdeutlicht, an der Schraube 44 einerseits und in den Rastnuten 62 anderseits, also an drei Punkten, gelagert, und seine in die Rastnuten 62 einzusetzenden, miteinander fluchtenden Rastkanten 64 liegen auf einer gemeinsamen Seite des Achshalters 42.

Claims (15)

1. Schlauchpumpe mit in einem Pumpengehäuse angeordnetem, von außen zugängliche Anschlußenden aufweisendem Pumpschlauch mit elastisch verformbarer Wandung, der mit einem teilkreisförmig gebogenen Bereich um eine Welle eines Läufers der Schlauchpumpe sowie zu dieser in radialem Abstand in das Pumpengehäuse eingelegt und dessen Querschnitt durch radial vom Läufer abragende Druckrollen veränderbar ist, die den Pumpschlauch zumindest in seinem gebogenen Bereich unter Verminderung von dessen Innenvolumen gegen ein entsprechend gekrümmtes festes Widerlager drücken, dadurch gekennzeichnet,
daß der Läufer (20) selbst Lageraugen oder Bohrungen (52) für die Rollenachse (54) der Druckrolle (58) aufweist und diese austauschbar in einem fluchtenden Paar von Bohrungen parallel zur Welle (18) des Läufers in diesem gelagert ist.

2. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare von Bohrungen (52) auf einem gemeinsamen Durchmesser (D) des Läufers (20) liegen.

3. Schlauchpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Läufer (20) mehrere Bohrungen (52) nebeneinander auf jeweils einem Konstruktionskreis (K1 bis K4) um die Welle (18) liegen sowie zwei dieser Bohrungen auf einem gemeinsamen Durchmesser (D) und einem gemeinsamen Konstruktionskreis.

4. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien (n1 bis n4) der Konstruktionskreise (K1 bis K4) von unterschiedlichen Längen sind.

5. Schlauchpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Radien (r1 bis r4) in eine Richtung stufenweise zunimmt, bevorzugt um jeweils etwa 0,5 mm bis 1,5 mm.

6. Schlauchpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Radien (r1 bis r4) gegen die Drehrichtung des Läufers (20) zunimmt.

7. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet, durch einen Winkel (w) von 20° bis 30°, bevorzugt etwa 28°, als Abstandsmaß für benachbarte Bohrungen (52).

8. Schlauchpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei in axialem Abstand (i) zueinander angeordnete Läuferplatten (46, 47) des Läufers (20), deren jede jeweils eine Bohrung (52) der Paare fluchtender Bohrungen (52) aufweist.

9. Schlauchpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferplatten (46, 47) mit einem die Welle (18) in einer Lagerbohrung (40) aufnehmenden Mittelsteg (38) des Läufers (20) einstückig sind.

10. Schlauchpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferplatten (46, 47) im Bereich der Bohrungen (52) teilkreisförmige Außenkanten (48) aufweisen, über welche ein Teil des Druckrollenquerschnitts hinausragt.

11. Schlauchpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenachse (54) zwischen den beiden Läuferplatten (46, 47) von einer Lagerbuchse (56) umgeben ist.

12. Schlauchpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenachsen (54) zweier Druckrollen (58) durch einen gemeinsamen Achshalter (42) fixiert sind.

13. Schlauchpumpe nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen starren Werkstoffstreifen als Achshalter (42), der in der Wellenachse (A) der Pumpenwelle (18) gehalten ist und mit seinen beiden Enden (43) an den Rollenachsen (54) angreift.

14. Schlauchpumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (43) des Achshalters (42) flügelartig ausgebildet sowie als Raststege in seitliche Rastnuten (62) der beiden Rollenachsen (54) eingeschoben sind.

15. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastenden (43) des Achshalters (42) mit fluchtenden Rastkanten (64) in die Rastnuten (62) eingreifen.