DE7929198U1 - Exzenterschneckenpumpe - Google Patents

Description

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D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (083) 66 zo ji telegxamii: pxotectpatent telex: 524070

Beschreibung

Exzenterschneckenpumpe

Die Erfindung betrifft sine Ezenterschneckenpumpe, deren schneckenförmiger Rotor innerhalb eines Stators mit schneckenförmiger Innenfläche 'Irehbar angeordnet und mit einer ortsfest gelagerten Antriebswelle durch eine Kuppelstange verbunden ist, die sich durch einen dem Stator vorgeschalteter Beschickungstrog hindurcherstreckt und von einer mit ihr drehbaren Zubringerschnecke umgeben ist.

Solche Exzenterschneckenpumpen sind beispielsweise aus der DE-AS 2 3 31 585 bekannt. Sie werden vornehmlich für Fördergut verwendet, das nicht genügend Flüssigkeit enthält, um angesaugt zu werden. In den Beschickungstrog ι ießendes oder fallendes Fördergut soll von der Zubringerschnecke erfaßt und in den Raum zwischen Rotor und Stator gepreßt werden.

Es gibt indessen mancherlei Fördergut, das zwar von einer Exzenterschneckenpumpe gefördert werden kann, wenn es erst einmal in den Raum zwischen Stator und Rotor gelangt ist, das aber meist schon nach kurzem Förderbetrieb im Beschickungstrog hängenbleibt und ihn verstopft. Für Fördergut, bei dem dies darauf beruht, daß es dazu neigt, im Beschickungstrog über der Zubringerschnecke eine Brücke zu bilden, ist gemäß der

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DE-AS 23 31 585 dadurch Abhilfe geschaffen worden, daß der Beschickungstrog über die dem Durchmesser der Zubringerschnecke entsprechende Breite hinaus erweitert ist und eine zumindest annähernd achsparallel zur Zubringerschnecke und außerhalb der nach oben gerichteten Projektion der Zubringerschnecke angeordnete, mit Flügeln versehene Querförderwalzie aufnimmt.

Dies hilft jedoch nicht bei solchem Fördergut, das den •Beschickungstrog nicht durch Brückenbildung, sondern einfach deshalb verstopft, weil es auf der Zubringerschnecke liegen bleibt. Für solches, vorwiegend filzartiges, relativ trockenes Fördergut ist eine betriebssichere Möglichkeit zur Förderung mit einer Exzenterschneckenpumpe bisher nicht bekannt geworden, obwohl einerseits solches Fördergut häufig vorkommt und andererseits Exzenterschneckenpumpen mit Zubringerschnecke seit langem bekannt sind, wie sich beispielsweise auch aus der FR-PS 1 361 840 ergibt. Deshalb war man bisher gezwungen, solches Fördergut, wenn man es überhaupt mit einer Exzenterschneckenpumpe fördern wollte, auf dem Weg zum Beschickungstrog mit Flüssigkeit zu versetzen. Dies ist jedoch wenig sinnvoll, wenn man das Fördergut zuvor mit dem Ziel aufbereitet hat, es von Flüssigkeit möglichst weitgehend zu befreien, wie dies beispielsweise für die bei Filterpressen anfallenden Filterrückstände, die sogenannten Filterkuchen, gilt.

Aus der DE-AS 12 22 428 ist eine Schneckenmaschine bekannt, bei der am Boden eines Beschickungstroges der Anfang einer zentrisch umlaufenden Förderschnecke oder einer Gruppe solcher Schnecken angeordnet ist und oberhalb davon auf einer waagerechten, in bezug auf die Schnecke oder Gruppe von Schnecken querliegenden, drehantreibbaren Welie*befestigt ist. Das Einspeiserad kann in der Art einer Kreissäge gestaltet sein. Auch damit gelingt es indessen nicht_f filzartiges_f verhältnismäßig trockenes Fördergut zuverlässig in dia Zwischenräume zwischen den Schneckenwendeln zu bringen, damit es von diesen weitergefördert werden kann. Derartiges Fördergut neigt vielmehr dazu,

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mehrfach mit dem Einspeiserad umzulaufen und schließlich doch auf der Förderschnecke oder Gruppe von Förderschnacken liegen z» bleiben. Zudem bedingt das Einspeiserad zusätzlichen Bauaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterschneckenpumpe der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, mit der sich auch schwieriges Fördergut wie beispielsweise Filterkuchen zuverlässig fördern läßt.

Die Auf- abe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zubringerschnecke an ihrem radial äußeren Rand eine Sägenverzahnung aufweist.

Es läge nahe anzunehmen, filzartiges und ähnliches Fördergut würde von der erfindungsgemäß verzahnten Zubringerschnecke ähnlich wie von dem bekannten kreissägeartigen Einspeiserad nur in eine Umlaufbewegung versetzt ohne von der Schnecke in deren Achsrichtung mitgenommen zu werden. Tatsächlich ergibt sich aber eine unerwartete Wechselwirkung zwischen dem Bestreben jedes einzelnen Zahns der Zubringerschnecke, das Fördergut in einer bestimmten achsnormalen Ebene herumzudrehen und dem Bestreben der bzw. jeder vorderen, dem Stator und Rotor der Exzenterschneckenpumpe zugewandten Flanke der Zubringerschnecke, das Fördergut in axialer Richtung vorwärtszuschieben. Dadurch gelangt bestimmtes, vorallem filzartiges Fördergut rasch in die Zwischenräume zwischen den Schneckenflanken und von dort ebenso rasch in den Hohlraum zwischen Rotor und Stator der eigentlichen Exzenterschneckenpumpe.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei einer Exzenterschneckenpumpe anwendbar, bei der zwischen Stator und Beschickungstrog ein Stopfraum angeordnet ist, der von einer die Zubringerschnecke mit geringem radialen Abstand umschließenden Gehäuseinnenwand begrenzt ist. Bei solchen Exzenterschneckenpumpen wird die Erfindung vorzugsweise derart ausgeführt, daß

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die Zubringer schnecke nur außerhalb des Stopfraumes vt. zahnt ist. Damit wird erreicht, daß innerhalb des Stopiraumes die Flankenflächss der Zubringerschnecke entsprechend dereri Außen- und Kerndurchmesser vollständig erhalten bleibt, so daß die größtmögliche Stopfwirkung erzielt wird.

Unabhängig davon, ob sich die Zubringerschnecke in einen Stopfraum hineinerstreckt oder nicht, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Zubringerschnecke nur in einem vom Rotor entfernten Bereich des Beschickungstroges verzahnt ist. Diese sich nur über einen Teil der Länge der Zubringerschnecke erstreckende Verzahnung genügt im allgemeinen, um das Fördergut zunächst in Drehrichtung und dann in Achsrichtung der Zubringerschnecke mitzunehmen/ während der nichtverzahnte Teil der Zubringerschnecke seine axiale Schubwirkung ungeschmälert beibehält. Der Bereich, in dem die Zubringerschnecke verzahnt ist, erstreckt sich zweckmäßigerweise über 60 bis 90%, vorzugsweise 70 bis 80% der Länge des Beschickungstroges .

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig.1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Exzenters chrie ckenpumpe,

Fig.2 den Teilschnitt II-II in Fig.1 und Fig.3 einen senkrechten Längsschnitt einer gegenüber Fig.1 abgewandelten Exzenterschneckenpumpe.

Die wesentlichen Baugruppen der in Fig.1 dargestellten Exzenterschneckenpumpe sind eine Antriebsvorrichtung 12, eine Beschickungs vorrichtung 14, eine Pumpvorrichtung 16 und ein Auslaß 18.

Die Antriebsvorrichtung 12 weist ein Lagergehäuse 20 mit Kugellagern 22 auf, in denen eine Antriebswelle 24 gelagert ist. Die Antriebswelle 24 ragt nach beiden Seiten aus dam Lagergehäuse 20 heraus; sie weist an der in Fig.1 rechten Seite des

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Lagergehäuses 20 einen Wellenstumpf 26 auf, der sich mit einem nicht dargestellten Motor kuppeln läßt. Am in Fig.1 linken Ende des Lagergehäuses 20 erstreckt sich die Antriebswelle durch eine Wellendichtung 28 hindurch zur Beschickungsvorrichtung 14.

Die Beschickungsvorrichtung 14 weist einen mit dem Lagergehäuse 20 verschraubten Beschickungstrog 32 auf, in dem eine Kuppeistange 34 im wesentlichen waagerecht angeordnet ist. Die Kuppelstange 34 ist durch eine Gelenkkupplung 36 mit der Antriebswelle 34 verbunden und bildet den Kern einer Zubringerschnecke 38.

Die eigentliche Pumpvorrichtung 16 weist einen rohrförmigen Statormantel 40 auf, der mit Zugankern 42 zwischen einem am Beschickungstrog 32 ausgebildeten Rohrstutzen 44 und einem Flansch 46 des Auslasses 18 eingespannt ist. Der Statormantel 40 besteht aus Stahlblech und weist eine Auskleidung 48 aus einem Elastomer auf. An der Innenfläche der Auskleidung 48, die als zweigängige Hohlschnecke ausgebildet ist, liegt ein eingängig schneckenförmiger Rotor 50 längs eir><er ununterbrochenen Berührungslinie dicht an. Der Rotor 50 ist über eine zweite Gelenkkupplung 36 mit der Gelenkwelle 34 verbunden.

Gemäß Fig.2 weist die Zubringerschnecke 38 an ihrem radial äußeren Rand eine Sägenverzahnung 52 auf, die je nach Art des Fördergutes, wie angedeutet, entweder symmetrische gerade Zähne oder asymmetrische gerade Zähne mit steiler Vorderflanke oder auch hakenartig vorwärtsgekrümmte Zähne aufweisen kann, wobei sich der Ausdruck "vorwärts" jeweils auf die mit einem Pfeil 54 angedeutete Betriebsdrehrichtung der Zubringerschnecke 38 bezieht.

Die in Fig.3 dargestellte Exzenterschneckenpumpe unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig.1 in folgenden Merkmalen:

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Die Antriebswelle 24 ist aus drei Bauteilen zusammengesetzt, nämlich dem beschriebenen Wellenstumpf 26 als einzigem massiven Bauteilr einem damit verschweißten rohrförmigen Mittelstück 56 und einer damit verschraubten rohrförmigen Verlängerung 58, die hier den Kern der Zubringerschnecke 38 bildet. Die Zubringerschnecke 38 selbst unterscheidet sich von der in Fig.1 dargestellten nur dadurch, daß ihr Kerndurchmesser gemäß Fig.3 im Verhältnis zu ihrem Außendurchmesser größer ist und ihr mit der Verzahnung 58 versehener Bereich kürzer ist.

Die in Fig.1 vorgesehenen Gelenke 36 sind gemäß Fig.3 fortgelassen; die Antriebswelle 24 ist durch eine unmittelbar an ihrem Welienstumpf 26 befestigte Kuppeistange 60 mit dem Rotor 50 verbunden. Die Kuppelstange 60 ist als langer, schlanker Biegestab ausgebildet und erstreckt sich durch das rohrförmige Mittelstück 56 und die ebenfalls rohrförmige Verlängerung 58 der Antriebswelle 24 sowie durch eine elastische Muffe 62 hindurch, die das rotorseitige Ende der Verlängerung 58 mit dem Rotor 50 abdichtend verbindet. Das rotorseitige Ende der Zubringerschnecke 38 und die Muffe 62 erstrecken sich durch einen Stopfraum 64 hindurch, der von einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuseteil 66 umgrenzt ist.

Bei beiden Exzenterschneckenpumpen gemäß Fig.1 einerseits und Fig.3 andererseits führt die Kuppelstange 34 bzw. 60 taumelnde Bewegungen aus, wenn die Antriebswelle 24 sich dreht; dabei beschreibt die geometrische Achse der Kuppelstange eine Kegelmantelfläche. Gemäß Fig.1 nimmt die Zubringerschnecke 38 an den taumelnden Bewegungen der Kuppelstange 34 teil; gemäß Fig.3 läuft die Zubringerschnecke 38 dagegen zentrisch um.

Dementsprechend hat die Zubringerschnecke 38 selbst sowie ihre Verzahnung 52 bei den beiden verschiedenen Exzenterschneckenpumpen unterschiedliche Wirkungen. Die Zubringer-

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schnecke 38 in Fig.1 übt eine Rührwirkung auf das Fördergut aus um es auf diese Weise zu erfassen und zum Rotor 50 hiln zu verschieben ohne dabei selbst schon eine Drucksteigerung im Fördergut zu bewirken. Gemäß Fig.3 ist es gerade umgekehrt; dort fehlt eine Rührwirkung, dafür ist aber der von der Zubringerschnecke 38 erzeugte Schub in axialer Richtung umso größer und im Stopfraum 64 wird das Fördergut, das dort nicht mehr nach oben ausweichen kann, von der Zubringerschnecke gestopft und mit erhöhtem Druck in den Hohlraum zwischen dem Statormantel 40 und dem Rotor 50 hineingepreßt.

Entsprechend dem unterschiedlichen Verhalten der Zubringerschnecke 38 in Fig.1 einerseits und Fig.3 andererseits erstreckt sich die Verzahnung 52 gemäß Fig.1 über die gesamte Länge der Zubringerschnecke 38, gemäß Fig.3 dagegen nur über etwa drei Viertel von deren Länge, wobei das dem Rotor 50 zugewandte Viertel der Zubringerschnecke unverzahnt bleibt.

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1. Exzenterschneckenpumpe, deren schneckenförmiger Rotor innerhalb eines Stators mit schneckenförmiger Innenfläche drehbar angeordnet und mit einer ortsfest gelagerten Antriebswelle durch eine Kuppelstange verbunden ist, die sich durch einen dem Stator vorgeschalteten Beschickungstrog hindurcherstreckt und von einer mit ihr drehbaren Zubringerschnecke umgeben ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Zubringerschnecke (38) an ihrem radial äußeren Rand eine Sägenverzahnung (52) aufweist.

2. Exzenterschneckenpumpe- veh Anspruch 1, bei der zwischen Stator und Beschickungstrog ein Stopfraum angeordnet ist, der von einer die Zubringerschnecke mit geringem radialen Abstand umschließenden Gehäuseinnenwand begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubringerschnecke (38) nur außerhalb des Stopfraumes (64) verzahnt ist.

3. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubringerschnecke (38) nur in einem vom Stator (40,48) entfernten Bereich dos Beschickungstroges (32) verzahnt ist.

4. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, in dem die Zubringerschnecke (38) verzahnt ist, sich über 60 bis 90%, vorzugsweise 70 bis 80%, der Länge des Beschickungstroges (32) erstreckt.

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