DE4229607A1 - Verfahren zum ankoppeln eines aggregates an mindestens einen anschluss einer zahnradpumpe und zahnradpumpen sowie verwendung des verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, weiter eine Zahnrad­ pumpe nach Anspruch 5, eine Zahnradpumpe mit minde­ stens einem an mindestens einer ihrer Anschlußöffnungen angekoppelten Aggregat nach Anspruch 8 sowie deren Verwendung.

Beim anzuschließenden Aggregat handelt es sich vor­ zugsweise saugseitig der Pumpe um einen Plastifizier­ extruder bzw. Schneckenförderer, vorzugsweise druck­ seitig um ein Extrusionswerkzeug. Gegebenenfalls kön­ nen aber auch andere Aggregate der Pumpe vor- und oder nachgeschaltet werden.

Zahnradpumpen weisen üblicherweise eine Axiallänge ihrer Anschlüsse von Anschlußöffnung bis Zahnradkam­ mer auf, die wesentlich über dem Durchmesser ihrer Anschlüsse liegt; dies sowohl am saugseitigen wie auch am druckseitigen Anschluß. Die Länge der mithin durch das Pumpengehäuse führenden Anschlußleitung ist einerseits, was die aktive Wirkung eines ange­ schalteten Aggregates anbelangt, verloren und führt zu einer der axialen Anschlußlänge entsprechenden Platzverschwendung. Dies ist insbesondere dann von ausschlaggebender Bedeutung, wenn für hintereinander geschaltete Aggregate mit einer solchen Pumpe höchste Kompaktheit gefordert ist.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, diesen Nachteil zu beheben.

Zu diesem Zweck zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren eingangs genannter Art nach dem kennzeich­ nenden Teil von Anspruch 1 aus.

Dadurch, daß das anzuschließende Aggregat minde­ stens teilweise in das Gehäuse der Pumpe hineinge­ führt wird, wird die erwähnte Axiallänge der Pumpe optimal ausgenützt. Dies kann saugseitig beispiels­ weise die Schnecke eines Schneckenförderers sein oder dessen Wandungszylinder, bevorzugterweise beides.

Dabei ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Werkstoffe, vom Gehäuse der Pumpe bzw. Pumpenanschluß einerseits und vom in dieses eingeführte Ag­ gregatteil, was ihre jeweilige thermische Ausdehnung anbelangt, aufeinander abgestimmt sind, derart, daß die Funktion und Wirkung des Aggregates auch am Teil gewährleistet ist bzw. keine unzulässigen Thermospan­ nungen entstehen.

Üblicherweise werden die Anschlüsse von Zahnradpum­ pen, was ihre Dimensionierung anbelangt, auf jeweils anzuschließende Aggregate hin maßgeschneidert. Dies bedingt, daß bei ein und denselben Pumpen unter­ schiedliche Anschlüsse gefertigt werden müssen, so­ fern nicht die anzuschließenden Aggregate ihrerseits an bestehende Pumpenanschlüsse angepaßt werden. Das Anpassen der entsprechenden aggregat- bzw. pumpensei­ tigen Anschlüsse, was ihre geometrische Auslegung an­ belangt, ist aufwendig, und es bleibt das Problem be­ stehen, daß nur in den seltensten Fällen das Pumpen­ gehäuse und mithin die Wandung des Anschlusses pum­ penseitig optimal auf die Leitungswandung des anzuschließenden Aggregates angepaßt ist, was z. B. Werkstoff und Oberflächenbeschaffenheit anbelangt.

Es ergibt sich mithin am Pumpenanschluß eine bis an­ hin in Kauf genommene Unstetigkeitsstelle entlang des Materialförderweges, dort, wo das Material vom ange­ schlossenen Aggregat in die Pumpe eintritt oder, um­ gekehrt, von der Pumpe in ein daran angeschlossenes Aggregat austritt bzw. beidenorts.

Indem nun, gemäß vorliegender Erfindung, das Aggre­ gat mindestens teilweise in das Gehäuse der Pumpe hineingeführt wird und insbesondere auch, beispiels­ weise bei einem Schneckenförderer, der Aggregat-För­ derkanal, wie ein Außenzylinder, ergibt sich die Möglichkeit, dies so vorzunehmen, daß bei einer be­ stehenden Auslegung des Pumpenanschlusses den unter­ schiedlichsten Bedürfnissen seitens der anzuschließenden Aggregate Rechnung getragen werden kann, sei dies nun bezüglich Leitungsquerschnittsgeometrie oder bezüglich Werkstoffwahl oder Beschaffenheit der Lei­ tungswandungsoberfläche.

Dies wird nun, dem Wortlaut von Anspruch 2 folgend, dadurch auf höchst einfache Art und Weise gelöst, daß ein bestehender Pumpenanschluß mittels eines Adapterrohres im erwähnten Anschluß der Pumpe an das Aggregat angepaßt wird.

Somit wird das Adapterrohr innen an das anzuschlie­ ßende Aggregat angepaßt, was Leitungsgeometrie anbe­ langt und/oder Wandungswerkstoff und/oder Oberflä­ chenbeschaffenheit der Leitung, außen an einen "standardisierten" Pumpenanschluß, womit pumpensei­ tig für eine weite Palette anzuschließender Aggrega­ te die gleichen Pumpenanschlüsse vorgesehen werden können.

Dem Wortlaut von Anspruch 3 folgend, wird mithin be­ vorzugterweise für den Anschluß eines Aggregates mit Außenrohr, wie z. B. eines Schneckenförderers, dieses über ein Adapterrohr in das Pumpengehäuse hinein fortgesetzt.

Gemäß Wortlaut von Anspruch 4 können nun am Adapter­ rohr auch Signalgeber oder -nehmer, z. B. in Form von Sensoren und/oder Kühl- und/oder Heizorganen, vorge­ sehen werden, womit ohne wesentlichen Fertigungsmehr­ aufwand derartige Organe bis unmittelbar vor die Zahnradkammer der Pumpe geführt werden können und wo­ mit durch einfaches Auswechseln des erwähnten Adap­ terrohres, dann praktisch als Meßadapter, gezielt unterschiedliche Sensoren eingebaut werden können.

Ist am anzuschließenden Aggregat, wie beispielsweise bei einem Schneckenförderer in dessen Zylinder, ein Kühl- und/oder Heizsystem vorgesehen, so ist es ohne weiteres möglich, dieses bis unmittelbar vor die er­ wähnte Zahnradkammer im Adapterrohr weiterzuführen.

Auf diese Art und Weise ist es ohne wesentlichen Fer­ tigungsmehraufwand möglich, dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 folgend, das anzuschlie­ ßende Aggregat und insbesondere auch dessen Zylinder­ wandung bis weit in das Gehäuse der Pumpe hineinzu­ führen.

Eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe zeichnet sich nach dem Wortlaut von Anspruch 5 aus. Dadurch, daß mindestens eine ihrer Anschlüsse ein Adapterrohr umfaßt, welches den Pumpenanschluß an ein anzuschließendes Aggregat anpaßt, wird es möglich, an Zahnradpumpen mit ein und denselben Anschlüssen un­ terschiedliche Aggregate anzuschließen, indem je­ weils unterschiedliche Adapterrohre in dieselben An­ schlüsse der Pumpe eingelassen werden.

Dem Wortlaut von Anspruch 6 folgend, werden dabei die erwähnten Adapterrohre form- und/oder kraftschlüssig im Pumpenanschluß angebracht.

Wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt, wird weiter, dem Wortlaut von Anspruch 7 folgend, vorgeschlagen, daß am Adap­ terrohr Meßfühler und/oder Heiz- und/oder Kühlorgane vorgesehen sind, gegebenenfalls als Fortsetzung von Heiz- und/oder Kühlorganen des bzw. der anzuschließenden Aggregate.

Eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe mit mindestens einem an einem ihrer Anschlüsse angekoppelten Aggre­ gat zeichnet sich, dem Wortlaut von Anspruch 8 fol­ gend, dadurch aus, daß das Aggregat, über ein Adap­ terrohr im Anschluß der Zahnradpumpe, in deren Ge­ häuse hineingeführt ist.

Die Erfindung wird anschließend beispielsweise an­ hand von Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch, im Querschnitt, ein Zahnradpum­ pengehäuse mit erfindungsgemäß teilweise in das Gehäuse hineingeführtem, angeschlossenem Aggregat, nämlich in Form einer hineingeführ­ ten Förderschnecke eines Schneckenförderers,

Fig. 2 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 das Hin­ einführen des Außenrohres eines angeschlos­ senen Aggregates in das Gehäuse der Pumpe, dargestellt anhand der Zylinderwandung eines Schneckenförderers,

Fig. 3 an einer Darstellung gemäß den Fig. 1 und 2 den Anschluß eines Aggregates an eine Zahn­ radpumpe im wesentlichen beliebigen Anschlus­ ses, der mittels eines Adapterrohres an die Verhältnisse des anzuschließenden Aggregates angepaßt ist.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Zahnradpumpe ein Gehäuse 1 mit Zahnradkammer 3, einem saugseitigen Anschluß 5 und einem druckseitigen 7. Damit erfindungsgemäß die Axiallänge l der Anschlüsse 5 bzw. 7 ausgenützt wird, welche, entsprechend der Massivität des Pumpengehäu­ ses 1, relativ groß ist, wird, wie in Fig. 1 darge­ stellt, ein anzuschließendes Aggregat, wie hier ein Schneckenförderer 9, mindestens teilweise, wie hier mit dessen Schnecke 11, in den jeweiligen Anschluß, hier den Sauganschluß 5, der Pumpe 1 hineingeführt.

Damit wird ,die Axiallänge l des Pumpenanschlusses 5 bzw. 7 bis praktisch hin zur Zahnradkammer 3 - bzw. unmittelbar ab der Zahnradkammer 3 bei druckseitig entsprechend angeschlossenen Aggregat - aktiv ausge­ nützt: der dargestellte Schneckenförderer kragt um die Länge l weniger aus, bei gleichbleibender Förder­ länge.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann dieses Vorgehen in gewissen Fällen deshalb nachteilig sein, weil im End­ abschnitt des vorgeschalteten Aggregates, hier des Schneckenförderers 9, die Materialförderleitung durch den Anschluß 5 der Pumpe 1 gebildet ist, mithin aus dem Pumpengehäusewerkstoff besteht, wobei die Ober­ flächenbeschaffenheit dieses Anschlusses, und analog des Druckanschlusses 7, nur in Grenzen derjenigen ei­ nes aus einem anderen Werkstoff gefertigten Anschlus­ ses eines anzuschließenden Aggregats angepaßt wer­ den kann.

Deshalb wird in einer weiteren, bevorzugten Ausfüh­ rungsvariante gemäß Fig. 2, wiederum anhand eines Schneckenförderers als anzuschließendes Aggregat dargestellt, vorgezogen, nicht nur die Schnecke 11 des Schneckenförderers axial entsprechend der Axial­ länge l in das Gehäuse 1 der Pumpe bis nahezu hin zur Pumpenkammer 3 zu führen, sondern auch den Förderzy­ linder des Aggregates 13. Damit können die Beschaf­ fenheitsanforderungen an Werkstoff und Oberflächenbe­ schaffenheit des Förderzylinders bis unmittelbar vor die Pumpenkammer 3 gewährleistet werden. Es ergibt sich keine Unstetigkeitsstelle zwischen Oberfläche des aggregatseitigen Förderzylinders bis hin unmit­ telbar vor die Zahnradkammer 3.

Dieses Vorgehen ist bezüglich Kompaktheit und Behand­ lungskontinuität des geförderten Materials entlang des vorgeschalteten Aggregates, bis hin zum eigentli­ chen, aktiven Zahnradpaar in der Zahnradkammer 3, op­ timal und, analog, bei entsprechendem Vorgehen auch pumpendruckseitig.

Allerdings ist das dargestellte Vorgehen gemäß Fig. 2, wo das anzukoppelnde, eingangsseitige und/oder, analog, ausgangsseitige Aggregat bis unmittelbar hin zur Pumpenkammer geführt wird bzw. unmittelbar nach der Pumpenkammer beginnt, deshalb nachteilig, weil die Anschlüsse 5 bzw. 7 im Pumpengehäuse aufwendig angepaßt werden müssen, je nach Einsatzzweck, um auf die jeweiligen Aggregate, die angeschlossen werden sollen, angepaßt zu werden.

Dieser Nachteil wird beim Vorgehen gemäß Fig. 3 in höchst einfacher Art und Weise gelöst.

Demnach wird am Pumpengehäuse 1 eine im wesentlichen standardisierte Konfiguration von Anschlüssen 5a bzw. 7a vorgesehen. Wie in Fig. 3 am Beispiel des saugsei­ tigen Anschlusses dargestellt, wird nun, angepaßt an das jeweils anzuschließende Aggregat, mit Förderzy­ linder 13a, ein Adapterrohr 15, welches außen an den jeweiligen Pumpenanschluß 5a bzw. 7a, innen dem anzuschließenden Aggregat, angepaßt ist, in den ent­ sprechenden pumpenseitigen Anschluß 5a bzw. 7a ein­ gelassen und dort form- und/oder kraftschlüssig befe­ stigt, wie verkeilt, verpreßt, verschraubt etc.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann nun durch entspre­ chende Auslegung der Innenbohrung des Adapterrohres 15 eine Anpassung an in weiten Grenzen unterschiedli­ che Erfordernisse des anzuschließenden Förderzylin­ ders 13a vorgenommen werden. Dies gilt insbesondere, was die Werkstoffwahl anbelangt: Es kann für das Ad­ apterrohr 15 derselbe Werkstoff gewählt werden wie für den Förderzylinder 13a des Aggregates, und es kann auch die Oberfläche der Innenbohrung des Adap­ terrohres 15 exakt gleich ausgebildet werden wie die­ jenige der Innenwandung des Förderzylinders 13a, d. h. mit gleicher Rauheit, gegebenenfalls identisch be­ schichtet etc.

Wie in Fig. 3 dargestellt, sind im Förderrohr 13a des angeschlossenen Aggregates, beispielsweise eines Schneckenförderers, Kanäle 17 für ein Kühlmedium vor­ gesehen. Es ist nun ohne weiteres möglich, wie bei 19 dargestellt, dieses Leitungssystem im Adapterrohr 15 fortzusetzen. Müßte ein solches Leitungssystem im Gehäuse der Pumpe selbst vorgesehen werden, so wäre hierzu ein sehr großer Fertigungsaufwand nötig. Ge­ gebenenfalls kann das Adapterrohr 15 thermisch gegen das Gehäuse 1 der Pumpe isoliert werden.

Ebenso kann, wie schematisch dargestellt, eine Anord­ nung von Sensoren 21 im Adapterrohr 15 vorgesehen sein, wie für Temperatur- und Druckmessungen, wobei durch einfaches Auswechseln des Adapterrohres 15 un­ terschiedliche Sensoren eingesetzt werden können.

Mithin ist es möglich, im erfindungsgemäß vorgesehe­ nen Adapterrohr im weitesten Sinne Signalgeber und/ oder Signalnehmer vorzusehen, um bis hin zur Zahnrad­ kammer 3 bzw., in Analogie, unmittelbar ab der Zahn­ radkammer 3 für entsprechendes druckseitiges Anschließen auf das geförderte Medium Einfluß zu neh­ men bzw. dessen Parameter zu erfassen.

Das angekoppelte Aggregat wird mit dem vorgesehenen Adapterrohr 15 und/oder mit dem Gehäuse 1 der Pumpe beispielsweise verschraubt. Es sei nochmals wieder­ holt, daß die in den Fig. 1 bis 3 saugseitig der Pumpe erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorkehrungen sich mit gleichen Vorteilen zusätzlich oder gegebe­ nenfalls allein druckseitig realisieren lassen.

Mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen Adapter­ rohres 15 wird die Realisation des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich das Aggregat mindestens teilweise in das Gehäuse der Pumpe hineinzuführen, insbesondere was dessen Förderzylinder anbelangt, ideal einfach gelöst.

Von ausschlaggebender Wichtigkeit ist grundsätzlich, daß die Werkstoffe von Pumpengehäuse einerseits, Ad­ apterrohr und/oder eingeführtem Aggregatteil ander­ seits, was ihre thermische Ausdehnung anbelangt, auf­ einander abgestimmt sind, damit einerseits die Wir­ kung des angeschlossenen Aggregates bis in das Pum­ pengehäuse gewährleistet bleibt und im Betrieb keine unzulässigen, thermisch bedingte Spannungen entste­ hen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Ankoppeln eines Aggregates an minde­ stens einen Anschluß einer Zahnradpumpe, saug- und/ oder druckseitig, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat (9, 11, 13, 13a, 15) mindestens teilweise in das Gehäuse (1) der Pumpe hineingeführt wird und die Werkstoffe des Gehäuses sowie des Aggregatteils, was die thermische Ausdehnung anbelangt, aufeinander ab­ gestimmt werden.

2. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein bestehender Pumpenanschluß (5a, 7a) mittels eines Adapterrohres (15) im Anschluß (5a, 7a) an das Aggregat (13a) angepaßt wird.

3. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, für den Anschluß eines Aggregates mit Außenrohr (13a), insbesondere eines Schneckenförderers saugseitig bzw. eines Extrusionswerkzeuges druckseitig, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Außenrohr über ein Adapter­ rohr (15) im wesentlichen kontinuierlich in das Pum­ pengehäuse (1) fortgesetzt wird.

4. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß am Adapterrohr (15) Si­ gnalgeber und/oder Signalnehmer, wie Sensoren (21) und/oder Kühl- und/oder Heizorgane, vorgesehen wer­ den.

5. Zahnradpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens einer ihrer Anschlüsse (5a, 7a) ein Innenrohr (15) umfaßt, welches den Pumpenanschluß (5a) an ein anzuschließendes Aggregat (13a) anpaßt.

6. Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Adapterrohr (15) form- und/oder kraftschlüssig im Pumpenanschluß (5a) angebracht ist.

7. Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Adapterrohr (15) Si­ gnalgeber und/oder Signalnehmer vorgesehen sind, wie Meßfühler (21) und/oder Heiz- und/oder Kühlorgane, letztere gegebenenfalls als Fortsetzung (19) von ent­ sprechenden Organen am anzuschließenden Aggregat (13a).

8. Zahnradpumpe mit mindestens einem an mindestens einer ihrer Anschlußöffnungen (5a, 7a) angekoppelten Aggregat (13a), dadurch gekennzeichnet, daß letzte­ res an den mittels eines Adapterrohres (15) angepaßten Anschluß (5a) der Pumpe angeschlossen ist.

9. Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung des Ad­ apterrohres (15), was Wandungswerkstoff und Oberflä­ chenbeschaffenheit anbelangt, mindestens im wesentli­ chen gleich dem Anschluß eines angekoppelten Aggre­ gates ist.

10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4 bzw. der Zahnradpumpe nach einem der An­ spruche 5 bis 9 zum Anschließen eines Schneckenför­ derers saugseitig der Pumpe und/oder eines Extru­ sionswerkzeuges druckseitig.