EP2881585A1

EP2881585A1 - Vorrichtung zum Fördern einer fließfähigen Fördermasse, insbesondere einer Baustoffmischung wie Mörtel

Info

Publication number: EP2881585A1
Application number: EP14193898.5A
Authority: EP
Inventors: Josef Arnold; Alexander Breunig
Original assignee: Knauf Pft & Co KG GmbH
Current assignee: Knauf Pft & Co KG GmbH
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2015-06-10
Also published as: DE202013105512U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern einer fließfähigen Fördermasse, insbesondere einer Baustoffmischung wie Mörtel, umfassend a) eine Exzenterschneckenpumpe (1) mit einem Stator (3) und mit einem in dem Stator um eine Drehachse (A) exzentrisch rotierenden oder rotierbaren Rotor (2), der mit einer Antriebswelle eines Motors lösbar gekoppelt ist, wobei die Exzenterschneckenpumpe bei Rotation des Rotors in einem Förderdrehsinn (D) die Fördermasse (M) in einer Förderrichtung (FR) durch den Stator fördert und an einem ersten Ende (8) des Rotors einen Pumpdruck erzeugt und bei gegenläufiger Rotation in einem zum Förderdrehsinn (D) entgegengesetzten Rücklaufdrehsinn (R) an dem ersten Ende des Rotors einen Saugdruck erzeugt, b) umfassend ferner ein in Förderrichtung dem Stator der Exzenterschneckenpumpe nachgeschaltet angeordnetes Ausgangsteil (7) mit wenigstens einer in einer Wandung des Ausgangsteils vorgesehenen Auslassöffnung (11) zum Auslassen der Fördermasse aus dem Ausgangsteil zu einer Auslassvorrichtung (10), und c) ferner umfassend wenigstens ein im Ausgangsteil angeordnetes Abstützelement (9) mit einer Anlauffläche (14) für das erste Ende des Rotors bei einer Rotation des Rotors in dem Rücklaufdrehsinn, d) wobei das Abstützelement zentral im Bereich der Drehachse angeordnet ist, so dass die Drehachse durch die Anlauffläche verläuft und das erste Ende des Rotors auf der Anlauffläche während der Rotation im Rücklaufdrehsinn abgestützt ist und auf dieser gleitet und e) wobei das Abstützelement an der Wandung (W) des Ausgangsteils lösbar befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern einer fließfähigen Fördermasse, insbesondere einer Baustoffmischung wie Mörtel.
Derartige Fördervorrichtungen verwenden Exzenterschneckenpumpen. Diese umfassen einen feststehenden, schneckenförmig ausgebildeten Stator, der zumindest im Inneren aus einem elastischen Material besteht, und einem darin angeordneten, ebenfalls schneckenförmigen Rotor. Der Rotor wird über eine Verbindung mit Antriebselementen von einem Motor angetrieben und führt innerhalb des Stators eine exzentrisch rotierende Bewegung um seine Drehachse aus. Durch die Formgebung sind zwischen Rotor und Stator abgedichtete Hohlräume vorhanden, in denen sich Fördermasse ansammeln kann. Durch die exzentrische, axiale Bewegung des Rotors wird die Fördermasse in ein dem Rotor bzw. Stator nachgeschaltet angeordnetes Ausgangsteil befördert, welches Ausgangsöffnungen für die Fördermasse umfasst. An dem Ausgangsteil können Auslassvorrichtungen wie Hähne oder Schläuche angeschlossen sein, um die Fördermasse entsprechend des Einsatzzwecks auszubringen.
Rotiert der Rotor in einem Förderdrehsinn, üblicherweise im Uhrzeigersinn, wird an einem Ende des Rotors, nachfolgend als erstes Ende bezeichnet, ein Pumpdruck erzeugt, zur Förderung der Fördermasse. Es kann jedoch beispielsweise für Reinigungszwecke notwendig sein, den Rotor entgegengesetzt zum Förderdrehsinn, also gegen den Uhrzeigersinn, rotieren zu lassen. Durch diese rücklaufende Bewegung wird am ersten Ende des Rotors ein Saugdruck erzeugt und Material kann dadurch entfernt werden, das das Ausgangsteil verstopft. Bei dieser Bewegung im Rücklaufdrehsinn ist es allerdings möglich, dass der Rotor aufgrund der Reaktionskraft in axialer Richtung zu weit nach vorne oder unten in das Ausgangsteil läuft. Sind der Rotor und die Antriebselemente des Motors lösbar miteinander verbunden, beispielsweise über eine Kupplung, besteht die Gefahr, dass der Rotor sich aus dieser Verbindung trennt und/oder an der Wandung des Ausgangsteils Beschädigungen verursacht. Es ist daher wünschenswert, die axiale Verschiebbarkeit des Rotors zu begrenzen.
DE 20 2007 013 820 U1 offenbart eine Exzenterschneckenpumpe, insbesondere zum Fördern von faserhaltiger Masse. Die Schneckenpumpe umfasst einen Stator und einen Rotor, der um eine Drehachse rotiert, um Fördermasse hin zu einem Ausgangsteil zu fördern. Der Rotor weist an einem Ende ein Räumelement auf, insbesondere zum Räumen des Ausgangsteils von darin enthaltener Fördermasse. In einer Ausführungsvariante ist der Rotor mit einer Welle eines Motorantriebs lösbar verbunden oder verbindbar, beispielsweise über eine Kupplung. Wird der Rotor, beispielsweise zum Reinigen, in eine zur Drehachse entgegengesetzte Richtung in einem Rückwärtslauf gedreht, ist ein Lösen des Rotors aus der Kupplung mit der Welle möglich, da dessen axialer Verschiebeweg größer sein kann als ein maximaler axialer Eingriffsweg der lösbaren Verbindung. Um das zu verhindern, ist die maximale axiale Verschiebung des Rotors durch eine Stirnwandung des Ausgangsteils begrenzt. An dieser stützt sich das Räumelement ab und bewegt sich drehend daran entlang. Die Stirnwandung unterliegt folglich nach einiger Zeit einem Verschleiß. Durch die Ausbildung der Stirnwandung als Teil des Ausgangsteils gestaltet sich ein Austausch als aufwändig und verursacht weiterhin Mehrkosten, da das komplette Ausgangsteil ersetzt werden muss.
DE 199 43 107 C2 beschreibt weiterhin eine Exzenterschneckenpumpen-Anschlussvorrichtung, bestehend aus einem Rotor, der sich in einem Stator dreht. Der Rotor ist über eine Welle mit einem Antriebsmotor verbunden. Rotor und Welle können dabei über eine lösbare Kopplung verbunden sein. Um sicherzustellen, dass der Rotor bei einem Rückdrehen nicht aus der Vorrichtung herauslaufen kann und sich somit die Kopplung löst, ist ein Anschlag vorgesehen, der den axialen Verschiebeweg des Rotors begrenzt. Dieser Anschlag ist ein Querstift, der seitlich in eine Bohrung eingepresst wird. Durch die Pressung des Querstifts gestaltet sich ein Austausch dieses Teils im Verschleißfall als aufwändig.
In Anbetracht der genannten Nachteile ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Fördern einer fließfähigen Fördermasse, insbesondere einer Baustoffmischung wie Mörtel, vorzuschlagen, insbesondere mit einer verbesserten Abstützung für einen rückwärtslaufenden Rotor.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.
Eine Vorrichtung zum Fördern einer fließfähigen Fördermasse, insbesondere einer Baustoffmischung wie Mörtel, umfasst

a) eine Exzenterschneckenpumpe mit einem Stator und mit einem in dem Stator um eine Drehachse exzentrisch rotierenden oder rotierbaren Rotor, der mit einer Antriebswelle eines Motors lösbar gekoppelt ist, wobei die Exzenterschneckenpumpe bei Rotation des Rotors in einem Förderdrehsinn die Fördermasse in einer Förderrichtung durch den Stator fördert und an einem ersten Ende des Rotors einen Pumpdruck erzeugt und bei gegenläufiger Rotation in einem zum Förderdrehsinn entgegengesetzten Rücklaufdrehsinn an dem ersten Ende des Rotors einen Saugdruck erzeugt,
b) umfassend ferner ein in Förderrichtung dem Stator der Exzenterschneckenpumpe nachgeschaltet angeordnetes Ausgangsteil mit wenigstens einer in einer Wandung des Ausgangsteils vorgesehenen Auslassöffnung zum Auslassen der Fördermasse aus dem Ausgangsteil zu einer Auslassvorrichtung, und
c) ferner umfassend wenigstens ein im Ausgangsteil angeordnetes Abstützelement mit einer Anlauffläche für das erste Ende des Rotors bei einer Rotation des Rotors in dem Rücklaufdrehsinn,
d) wobei das Abstützelement zentral im Bereich der Drehachse angeordnet ist, so dass die Drehachse durch die Anlauffläche verläuft und das erste Ende des Rotors auf der Anlauffläche während der Rotation im Rücklaufdrehsinn abgestützt ist und auf dieser gleitet und
e) wobei das Abstützelement an der Wandung des Ausgangsteils lösbar befestigt ist.

Wird der Rotor beispielsweise zum Zwecke der Reinigung des Ausgangsteils in einem Rücklaufdrehsinn (also dem Förderdrehsinn entgegengesetzten, beispielsweise entgegen des Uhrzeigersinns) bewegt, entsteht durch die Umkehrung der Drehbewegungsrichtung an dessen ersten Ende ein Saugdruck, um beispielsweise Verstopfungen aus dem Ausgangsteil oder angeschlossenen Schläuchen entfernen zu können. Der Rotor ist mit einer Antriebswelle eines Motors lösbar verbunden, beispielsweise mittels einer Kupplung. Dadurch ist der Weg, den der Rotor zurücklegen kann, ohne dass sich diese Verbindung selbstständig löst, begrenzt. Der Rotor führt bei der Bewegung im Rücklaufdrehsinn jedoch eine axiale Bewegung in das Ausgangsteil aus. Um zu verhindern, dass der Rotor sich dabei axial zu weit bewegt, ist ein Abstützelement an der Wandung des Ausgangsteils vorgesehen. Das erste Ende des Rotors läuft axial gegen dieses Abstützelement, bzw. dessen Anlauffläche und verhindert somit ein Lösen der Verbindung zwischen Rotor und Antriebswelle.
Das Abstützelement ist hinsichtlich der Drehachse des Rotors derart angeordnet, dass die Drehachse zentral durch das Abstützelement, bzw. bevorzugt zentral durch die Anlauffläche verläuft. Das erste Ende des Rotors stützt sich auf der Anlauffläche im Rücklaufdrehsinn ab und gleitet auf dieser.
Das Abstützelement ist ferner gemäß der Erfindung lösbar an der Wandung befestigt. Das erleichtert im Verschleißfall den Austausch durch einfaches Lösen des Abstützelements. Weiterhin muss nicht das gesamte Ausgangsteil ausgetauscht werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Abstützelement einen Abstützkopf und insbesondere einen, vorzugsweise zylindrischen, Mittelabschnitt auf. Der Abstützkopf kann so ausgeformt sein, dass ein Werkzeug auf diesen eine Kraft aufbringen kann, um das Abstützelement von der Wandung zu lösen.
Das Abstützelement weist vorzugsweise eine Mittelachse auf, die mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt. Auch der Einsatz eines größeren oder kleineren Abstützelements für Rotoren mit kleineren oder größeren Durchmesser ist somit problemlos möglich, da durch die zusammenfallende Ausrichtung der Mittelachse des Abstützelements mit der Drehachse des Rotors stets eine bestmögliche Auflage des Rotors auf der Anlauffläche gewährleistet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Anlauffläche am Ende des Abstützkopfes in Richtung des Rotors angeordnet. Die Anlauffläche kann also am oberen Ende des Abstützelements am Abstützkopf angeordnet sein. Somit kann sich der Rotor mit seinem ersten Ende, bzw. seiner Unterseite im Rücklaufsinn auf der Anlauffläche abstützen und darauf gleiten.
Gemäß einer Ausführung ist die Anlauffläche des Abstützelements in Richtung des ersten Endes des Rotors abgerundet, bevorzugt konvex gekrümmt, ausgebildet. Eine derartig geformte Fläche verbessert die Zentrierung des Rotors auf dem Abstützelement.
Gemäß einer weiteren Ausführung weist die Anlauffläche einen Scheitelpunkt auf, der mit der Mittelachse zusammenfällt. Der Scheitelpunkt befindet sich somit auf der Drehachse des Rotors.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Anlauffläche des Abstützelements wärmebehandelt, insbesondere gehärtet. Beispielsweise kann die Oberfläche einsatzgehärtet oder nitriert sein, um die Oberflächenhärte zu erhöhen und damit die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Gemäß einer anderen Weiterbildung weist die Anlauffläche des Abstützelements eine verschleißfeste und korrosionsbeständige Beschichtung auf. Denkbar sind hierfür beispielsweise metallische Beschichtungen wie Verzinkungen, aber auch organische oder anorganische Überzüge.
Vorteilhaft weist das Abstützelement einen Gewindeabschnitt auf, der zumindest teilweise am Mittelabschnitt vorgesehen ist. Dieser Gewindeabschnitt kann am unteren Teil des Mittelabschnitts, also dem Teil, der dem Abstützkopf entgegengesetzt ist, angeordnet sein.
In vorteilhafter Weise umfasst der Gewindeabschnitt zumindest teilweise ein Gewinde, vorzugsweise ein Außengewinde. Dies kann ein üblicherweise verwendetes Gewinde sein, beispielsweise ein metrisches.
Vorzugsweise umfasst die Wandung des Ausgangsteils eine Öffnung. Diese Öffnung kann beispielsweise gebohrt oder mit einem anderen geeigneten Verfahren in die Wandung des Ausgangsteils eingebracht sein. Die Öffnung kann sich durch die komplette Wandstärke der Wandung des Ausgangsteils erstrecken, aber auch nur durch einen Teil der Wandung. Weiterhin umfasst die Öffnung zumindest teilweise ein Gegengewinde. Das Gegengewinde kann sich beispielsweise über die gesamte Öffnung erstrecken, um entsprechende Gewinde aufzunehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Abstützelements zumindest teilweise in die Öffnung einschraubbar und/oder kann zumindest teilweise eingeschraubt werden. Beispielsweise kann das Abstützelement im Inneren des Ausgangsteils festgeschraubt werden und/oder von außen mittels einer Kontermutter fixiert werden. Es ist auch denkbar, das Abstützelement von außen in das Ausgangsteils einzuschrauben. Vorteilhaft hieran ist, dass das Ausgangsteil bei einem Austausch des Abstützelements nicht abgenommen werden muss.
Bevorzugt weist der Mittelabschnitt des Abstützelements einen Anschlag auf und ist soweit in die Öffnung einschraubbar, bis der Anschlag an der Wandung aufliegt. Beispielsweise kann der Anschlag flächig um das Abstützelement herumlaufen. Durch den Anschlag ist die maximale Einschraubtiefe beschränkt. Durch entsprechende Gestaltung der Länge des Mittelabschnitts ist es weiterhin denkbar, den maximalen Weg für die Verschiebung des Rotors zu verkleinern oder zu vergrößern. Ferner ist durch den Anschlag eine Abstützfunktion für das Abstützelement an der Wandung des Ausgangsteils realisiert.
Vorteilhaft umfasst das Ausgangsteil einen Druckflansch. Dieser kann insbesondere Befestigungsgewinde für axiale Befestigungselemente aufweisen.
Weiterhin vorteilhaft ist der Druckflansch lösbar und dichtend mit der Exzenterschneckenpumpe mittels einer Auflage verbunden und/oder kann verbunden werden. Zu diesem Zweck kann der Druckflansch beispielsweise an die Schneckenpumpe angeschraubt sein. Das erlaubt beispielsweise, den Druckflansch bei Bedarf abzunehmen und das Abstützelement auszutauschen.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Ausgangsteil mehrere Abschnitte. Diese Abschnitte weisen verschiedene Formgebungen auf, die den Fluss der Fördermasse unterstützen und Verstopfungen des Ausgangsteils durch die Fördermasse mindern.
In bevorzugter Weise umfasst ein erster Abschnitt eine Trichterform. Dieser Abschnitt ist der Exzenterschneckenpumpe unmittelbar nachgeschaltet und erleichtert durch die trichterartige Formgebung das Einbringen der Fördermasse in das Ausgangsteil.
Insbesondere erstreckt sich ein zweiter Abschnitt entlang einer maximalen Höhe und weist zumindest teilweise eine asymmetrische Trichterform auf. Der zweite Abschnitt folgt dem zuvor beschriebenen ersten Abschnitt unmittelbar und erleichtert durch seine Gestaltung den weiteren Fluss der Fördermasse. Durch die bevorzugt asymmetrische Trichterform wird erreicht, dass beispielsweise die Fördermasse nicht zwischen Wandung und Abstützelement feststeckt und somit Verstopfungen durch die Fördermasse minimiert werden.
In weiterhin bevorzugter Weise weist ein dritter Abschnitt eine spitz zulaufende Form auf. Dieser dritte Abschnitt folgt dem zuvor beschriebenen zweiten Abschnitt unmittelbar. Durch die spitz zulaufende Form wird der Abfluss der Fördermasse in Richtung der Auslassvorrichtung begünstigt.
Weiterhin weist ein vierter Abschnitt eine bevorzugt zylindrische Form auf und steht mit der Auslassöffnung in Verbindung. Der vierte Abschnitt folgt dem zuvor beschriebenen dritten Abschnitt unmittelbar und kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass es ein Rohr oder einen Schlauch von der Auslassvorrichtung aufnimmt.
Ferner ist gemäß der Erfindung ein Abstützelement vorgesehen, geeignet und bestimmt zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend einen Abstützkopf, einen vorzugsweise zylindrischen Mittelabschnitt und einen Gewindeabschnitt, wobei das Abstützelement am Abstützkopf eine Anlauffläche aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittansicht,
Fig. 2: ein Abstützelement in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 3: ein Ausgangsteil mit dem Abstützelement in einer Draufsicht,
Fig. 4: das Ausgangsteil ohne das Abstützelement in einer Schnittansicht,
Fig. 5: das Ausgangsteil mit dem Abstützelement in einer Schnittansicht,

Einander entsprechende Teile und Größen sind in den Fig. 1 bis 5 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Exzenterschneckenpumpe 1 zum Fördern einer fließfähigen Fördermasse M, insbesondere einer Baustoffmischung wie Mörtel.
Die Exzenterschneckenpumpe 1 umfasst einen Stator 3 mit einem innerhalb angeordneten Rotor 2. Der Rotor 2 besteht üblicherweise aus abriebfestem, hartem Material wie beispielsweise Stahl, wohingegen der Stator 3 aus elastischem und nachgiebigem Material wie beispielsweise Gummi besteht. Der Stator 3 umfasst weiterhin eine Außenwandung 4 zum Schutz vor äußeren Einflüssen, die insbesondere aus einem harten Material wie Stahl gebildet ist.
Eine Fördermasse M, beispielsweise Mörtel, wird in einer Förderrichtung FR zu einem Ausgangsteil 7 befördert, das dem Rotor 2, bzw. dem Stator 3 unmittelbar nachgeschaltet angeordnet ist, wobei ein Druckflansch 6 vorgesehen ist, um das Ausgangsteil 7 dichtend an dem Stator 3 zu befestigen, beispielsweise über eine (nicht dargestellte) Schraubverbindung.
Im Ausgangsteil 7 fließt die Fördermasse M weiter zu einer Auslassöffnung 11, die mit einer Auslassvorrichtung 10 in Verbindung steht. Die Auslassvorrichtung 10 umfasst einen Druckprüfer 10a, ein Anschlussteil 10b, das in die Auslassöffnung 11 beispielweise eingeschraubt wird, zur unmittelbaren Austragung der Fördermasse M und ein Ventil 10c, an das ein Schlauch, Rohr, Hahn oder dergleichen angeschlossen werden kann, um die Fördermasse M entsprechend des Einsatzzwecks auszubringen.
Das Ausgangsteil 7 umfasst ferner eine Wandung W, in der eine Öffnung 12 eingebracht ist. Diese Öffnung 12 kann beispielsweise eine Bohrung sein und wird später genauer erläutert. Die Bohrung nimmt ein Abstützelement 9 auf, das in der Öffnung 12 befestigt ist. Das Abstützelement 9 umfasst eine Mittelachse MA, wobei das Abstützelement 9 so angeordnet ist, dass die Mittelachse MA mit der Drehachse A des Rotors 2 zusammenfällt.
Der Rotor 2 ist mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) über geeignete Mittel gekoppelt, um die Kraft eines Antriebs (nicht dargestellt) auf den Rotor 2 zu übertragen, wobei der Antrieb sowohl zu Rechts- als auch zu Linkslauf fähig ist. Die Kopplung von Rotor 2 und der nicht dargestellten Antriebswelle ist lösbar, beispielsweise über eine Kupplung.
Der so angetriebene Rotor 2 rotiert exzentrisch um eine Drehachse A des Rotors 2. Im Ausführungsbeispiel erzeugt eine Rotation dem Drehsinn D entsprechend (also im Uhrzeigersinn) einen Pumpdruck an einem ersten Ende 8 des Rotors 2, das in unmittelbarer Nähe des Ausgangsteils 7 angeordnet ist.
Durch die Formgebung von Rotor 2 und Stator 3 bilden sich bei Fortbewegung in Förderrichtung FR zwischen diesen fortlaufende, abgedichtete Hohlräume 5, in denen sich die Fördermasse M befindet. Somit wird ein schneckengangartiger Förderkanal gebildet, durch den die Fördermasse M in Richtung des Ausgangsteils 7 gepumpt wird.
Innerhalb des Ausgangsteils 7 kann es beispielsweise zu Verstopfungen der Fördermasse M kommen, beispielsweise wenn zu viel Fördermasse M in das Ausgangsteil 7 gepumpt wird, ohne über die Auslassvorrichtung 10 ausgebracht zu werden, oder Fördermasse M gegen das Abstützelement 9 läuft und sich dort anstaut. Um diese Verstopfungen zu entfernen, ist es möglich, den Rotor 2 entgegengesetzt zum Drehsinn D in einem Rücklaufdrehsinn R zu bewegen, so dass er exzentrisch rückwärtslaufend (im Ausführungsbeispiel also gegen den Uhrzeigersinn) um die Drehachse A rotiert. Dabei wird am ersten Ende 8 des Rotors 2 ein Saugdruck erzeugt, der die im Ausgangsteil 7 vorhandene Fördermasse M entgegengesetzt zur Förderrichtung F absaugen kann und damit Verstopfungen entfernen kann.
Problematisch daran ist, dass ein Lösen des Rotors 2 aus der lösbaren Verbindung mit der (nicht dargestellten) Antriebswelle möglich ist, da dessen axialer Verschiebeweg im Rücklaufdrehsinn R in das Ausgangsteil 7 hinein größer sein kann als ein maximaler axialer Eingriffsweg der lösbaren Verbindung. Mit anderen Worten läuft die Verbindung von Rotor 2 und der Antriebswelle Gefahr, sich zu lösen, was beispielsweise eine anschließende Wartung erfordert, um die Vorrichtung weiter nutzen zu können.
Um zu verhindern, dass der Rotor 2 im Rücklaufdrehsinn R zu weit nach unten läuft, ist das Abstützelement 9 als axiale Wegbegrenzung vorgesehen. Das Abstützelement 9 umfasst eine Anlauffläche 14, die bevorzugt konvex ausgebildet ist, wobei die Mittelachse MA des Abstützelements 9, bzw. die Drehachse A des Rotors 2 durch zumindest einen Teil der Anlauffläche 14 verläuft.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, läuft der Rotor 2 mit seinem ersten Ende 8, respektive mit seiner Unterseite, auf das Abstützelement 9. Der dargestellte Punkt P entspricht in etwa dem Mittelpunkt des ersten Endes 8, genauer gesagt der Hälfte eines Durchmesser d des ersten Endes 8 des Rotors 2. Der Punkt P befindet sich stets im Bereich der Anlauffläche 14 und bewegt sich auf dieser entlang, während der Rotor im Rücklaufdrehsinn R darauf gleitet. Während dieses Gleitens kann Fördermasse M weiterhin aus dem Ausgangsteil 7 abgesaugt werden, ohne dass der Rotor 2 Gefahr läuft, sich axial zu weit in das Ausgangsteil 7 zu bewegen.
Fig. 2 zeigt das Abstützelement 9 in einer perspektivischen Ansicht. Das Abstützelement 9 kann beispielsweise ein Schraubbolzen sein und umfasst einen Mittelabschnitt 16, der bevorzugt zylindrisch ausgeformt ist. Das Abstützelement 9 umfasst einen Abstützkopf 13, der an einem Ende des Mittelabschnitts 16 angeordnet ist. Der Abstützkopf 13 kann derart ausgebildet sein, dass ein Werkzeug diesen greifen kann, um damit das Abstützelement 9 aus der Wandung W des Druckflanschs 6 zu lösen oder wieder einzubringen. Beispielsweise ist der Abstützkopf 13 zu diesem Zweck als Außensechskantschraube geformt. Weiterhin umfasst das Abstützelement 9 einen Gewindeabschnitt 18, das an einem anderen Ende des Mittelabschnitts 16 angeordnet ist und ein Gewinde 18a umfassen kann. Die Erstreckung des Gewindeabschnitts 18 kann je nach Einsatzzweck und Wandstärke der Wandung W variabel sein, sich also sowohl über den gesamten Mittelabschnitt 16 erstrecken, als auch nur über einen Teilabschnitt dessen. Ein Anschlag 17 ist ferner am Abstützelement 9, bzw. am Mittelabschnitt 16 angeordnet, beispielsweise kann dieser Anschlag 17 eine abgedrehte Stufe des Mittelabschnitts 16 sein. Beim Befestigen des Abstützelements 9 in der Öffnung 12 liegt der Anschlag 17 auf der Wandung W auf und stützt somit das Abstützelement 9 ab. Durch dieses Abstützen wird eine Kraft F abgetragen, die durch das Auflaufen des Rotors 2 auf das Abstützelement 9 im Rücklaufdrehsinn R entsteht. Jedoch ist es auch denkbar, auf den Anschlag 17 zu verzichten. Beispielsweise kann ein Teil des Abstützelements 9 durch die Wandung W hindurchragen und auf der Außenseite beispielsweise über eine Kontermutter mittels des Gewindes 18a des Gewindeabschnitts 18 fixiert werden. Weiterhin sind verschiedene Größen, Durchmesser und Formen des Abstützelements 9 denkbar, um an verschiedene Rotorgrößen angepasst werden zu können.
In der gezeigten Ausführung ist das Abstützelement 9 jedoch im Inneren des Ausgangsteils 7 in der Öffnung 12 festgeschraubt. Zu diesem Zweck umfasst die Öffnung 12 ein Gegengewinde 18b (vgl. Fig. 5), in das das Abstützelement 9 mittels des Gewindes 18a des Gewindeabschnitts 18 eingeschraubt ist. Die Anlauffläche 14 des Abstützelements 9 kann mit der Zeit einem Verschleiß unterliegen, da der Rotor 2 im Rücklauf gegen diesen läuft und auf der Anlauffläche 14 gleitet und somit mit der Zeit beispielsweise ein Abrieb verursacht wird. Das Abstützelement 9 kann im Verschleißfall ausgetauscht werden, indem das Ausgangsteil 7 abgenommen und das Abstützelement 9 herausgeschraubt wird. Wie bereits angemerkt, kann das Abstützelement 9 auch von außen durch die Öffnung 12 der Wandung W durchgesteckt werden und von außerhalb fixiert sein. In diesem Fall ist es nicht nötig, das Ausgangsteil 7 abzunehmen.
Am Abstützkopf 13 ist ferner eine Anlauffläche 14 vorgesehen. Diese ist vorzugsweise abgerundet, insbesondere weist diese eine konvex gekrümmte Form mit einem Scheitelpunkt 15 auf. Die Anlauffläche 14 ist derart ausgeformt, dass der Scheitelpunkt 15 auf der Mittelachse MA angeordnet ist. Somit ist gewährleistet, dass das erste Ende 8 des Rotors 2 sich im Rücklaufdrehsinn R stets im Bereich der Anlauffläche 14 befindet.
Durch die konvexe Krümmung der Anlauffläche 14 ist also eine Zentrierung des Rotors 2 auf der Anlauffläche 14 gewährleistet. Das Abstützelement 9 dient somit als axiale Wegbeschränkung und verhindert weiterhin ein seitliches Ausbrechen des Rotors 2 beim Gleiten auf der Anlauffläche 14.
Die Anlauffläche 14 kann weiterhin wärmebehandelt sein, um Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Beispielsweise kann eine Einsatzhärtung vorgesehen sein. Auch ist es möglich, die Anlauffläche alternativ oder zusätzlich zu beschichten, beispielsweise mit einer Verzinkung oder einem organischen oder anorganischen Überzug.
Fig. 3 zeigt ein Ausgangsteil 7 mit dem Abstützelement 9 in einer Draufsicht. Das Abstützelement 9 ist also wie oben beschrieben im Ausgangsteil 7 befestigt. Es sind zwei Durchführungen 20 vorhanden, mit Hilfe derer das Ausgangsteil über eine nicht dargestellte Schraubverbindung mit dem Stator befestigt wird. Dabei liegt eine Auflage 22 an dem Stator 3 an, wobei ein Dichtflanschbereich 21 den Übergangsbereich zwischen Stator 3 und Ausgangsteil 7 abdichtet, damit keine Fördermasse M während des Pump- oder Saugvorgangs nach außen gelangt. Zwei Achsen I und II haben ihren Mittelpunkt 19 als Schnittpunkt auf dem Abstützelement 9, genauer gesagt auf dem Scheitelpunkt 15 der Anlauffläche 14. Wie bereits beschrieben, liegt der Scheitelpunkt 15 auf der Mittelachse MA des Abstützelements 9, die wiederum mit der Drehachse A des Rotors zusammenfällt. Somit wird in der dieser Darstellung noch einmal verdeutlicht, dass das Abstützelement 9 derart zentral im Ausgangsteil 7 angeordnet ist, dass der Rotor 2 im Rücklauf stets einen Punkt P als Mittelpunkt des Durchmessers d des ersten Endes 8 im Bereich der Anlauffläche hat und sich somit stets auf der Anlauffläche 14 befindet.
Verdeutlicht wird dies in Fig. 3 durch die Darstellung des ersten Endes 8 des Rotors 2 zu mehreren Zeitpunkten. Die dargestellten Kreise 8(t₀), 8(t₁) und 8(t₂) zeigen das erste Ende 8 des Rotors 2 im Rücklauf zum Zeitpunkt t₀, bzw. t₁, bzw. t₂, wobei gilt, dass t₂>t₁>t₀. Beispielsweise kann jeder Zeitpunkt ein Zeitraum von einer Sekunde sein, in der sich das erste Ende 8 des Rotors 2 im Rücklaufdrehsinn R gegen die Anlauffläche 14 bewegt, wobei der Zeitpunkt t₀ der Startzeitpunkt der Bewegung ist. Weiterhin ist der Punkt P als Mittelpunkt des ersten Endes 8, bzw. des Durchmessers d in Abhängigkeit der Zeit dargestellt. Die Punkte P(t₀), P(t₁) und P(t₂) stellen die Mittelpunkte der Kreise 8(t₀), 8(t₁) und 8(t₂) zu den gleichen Zeitpunkten dar. Hiermit wird verdeutlicht, dass sich zumindest der Mittelpunkt P des ersten Endes 8 des Rotors 2 zu jedem Zeitpunkt stets auf der Auflauffläche 14 des Abstützelements 9 befindet. Somit ist gewährleistet, dass bei Betrieb das erste Ende 8 des Rotors 2 auf der Anlauffläche 14 gleitet und somit nicht die Gefahr besteht, dass der Rotor 2 im Rücklaufdrehsinn R axial in das Ausgangsteil 7 hineinläuft.
Fig. 4 zeigt das Ausgangsteil 7 ohne das Abstützelement 9 in einer Schnittansicht. Zur besseren Veranschaulichung der inneren Formgebung des Ausgangsteils 7 fehlt in dieser Darstellung das Abstützelement 9. Wie beschrieben, liegt das Ausgangsteil mittels eines Druckflansches 6 an der Auflagefläche 22 auf, wobei der Dichtflanschbereich 21 den Bereich zwischen Stator und Ausgangsteil 7 abdichtet.
Das Ausgangsteil 7 umfasst in seinem Inneren eine Formgebung, die es ermöglicht, die Fördermasse M möglichst effektiv aufzunehmen und weiterzuleiten, um die Fördermasse M mittels der mit der Auslassöffnung 11 verbundenen Auslassvorrichtung 10 ausbringen zu können.
Das Ausgangssteil 7 kann in mehrere Abschnitte 7a bis 7d eingeteilt werden, die einander unmittelbar folgen und durch ihre jeweilige Formgebung den Fluss des Fördermaterials beeinflussen und Verstopfungen durch das Fördermaterial M hemmen.
Der erste Abschnitt 7a ist bevorzugt trichterförmig und erleichtert damit den Eintritt der Fördermasse M in das Ausgangsteil 7, der vom Rotor 2 im Förderdrehsinn D gepumpt wird.
Der zweite Abschnitt 7b erstreckt sich in einer maximalen Höhe h_max und weist zumindest teilweise eine asymmetrische Trichterform auf. Der zweite Abschnitt 7b folgt dem ersten Abschnitt 7a unmittelbar und erleichtert durch seine Gestaltung den weiteren Fluss der Fördermasse M. Durch die bevorzugt asymmetrische Trichterform ist wird erreicht, dass beispielsweise die Fördermasse nicht zwischen Wandung und Abstützelement feststeckt und somit Verstopfungen durch die Fördermasse M minimiert werden. Eine genaue Beschreibung der Form erfolgt weiter unten ausführlicher.
Der dritte Abschnitt 7c folgt dem zweiten Abschnitt 7b unmittelbar und weist bevorzugt eine spitz zulaufende Form auf. Dadurch wird der Abfluss der Fördermasse begünstigt, da durch den spitz zulaufenden Winkel die Fördermasse M einer Abwärtsbewegung in Richtung der Auslassöffnung 11 unterliegt.
Der vierte Abschnitt 7d folgt weiterhin dem dritten Abschnitt 7c ebenso unmittelbar und weist eine bevorzugt zylindrische Form auf. Beispielsweise ist der vierte Abschnitt 7d zumindest teilweise als Rohr ausgebildet. Der vierte Abschnitt 7d steht mit der Auslassöffnung 11 in Verbindung und enthält die Fördermasse M, die in die Richtung der Auslassöffnung 11 geleitet wird, die beispielsweise ein Rohr oder einen Schlauch der Auslassvorrichtung 10 aufnimmt, um die Fördermasse M auszubringen.
Fig. 5 zeigt das Ausgangsteil 7 mit dem Abstützelement 9 in einer Schnittansicht.
Wie bereits erläutert, ist das Innere des Ausgangsteils 7 in mehrere Abschnitte 7a bis 7d unterteilt. Zur besseren Veranschaulichung der Form des zweiten Abschnitts 7b ist dieser in Abhängigkeit der maximalen Höhe h_max des zweiten Abschnitts 7b in die Teilflächen a(h) und b(h) unterteilt. Anders ausgedrückt wird in Fig. 5 der zweite Abschnitt 7b von dem Abstützelement 9 in die Teilflächen a(h) und b(h) unterteilt. Analog zum Formverlauf des zweiten Abschnitts 7b lassen sich weiterhin Teilflächenabschnitte a₀, a₁ und b₀, b₁ definieren, mit den Teilhöhenabschnitten h₀ und h₁.
Hiermit lassen sich in Bezug auf die Darstellung in Fig. 5 folgende Zusammenhänge aufstellen:

Der Teilflächenabschnitt b₀ ist größer als der Teilflächenabschnitt a₀ in Bezug auf den Teilhöhenabschnitt h₀.

Weiterhin ist der Teilflächenabschnitt b₁ größer als der Teilflächenabschnitt a₁ in Bezug auf den Teilhöhenabschnitt h₁.
Daraus folgernd ist die Teilfläche b(h) des zweiten Abschnitts 7b stets größer als die Teilfläche a(h), bis die Höhe h der maximalen Höhe h_max entspricht.
Anders ausgedrückt legt die Fördermasse M auf der gesamten Teilfläche a(h) einen kürzeren Weg zurück, wenn diese zu der Auslassöffnung 11 und damit zur Auslassvorrichtung 10 geleitet wird. Wie ersichtlich ist, ergibt sich für die Fördermasse M im Bereich der Teilfläche a(h) auch kein entsprechendes Hindernis, das zu Verstopfungen führen könnte. Bei der Teilfläche b(h) stellt sich das Abstützelement 9 aber als ein derartiges Hindernis dar. Mit anderen Worten kann sich hinter dem Abstützelement 9, also der Seite, die nicht mit dem vierten Abschnitt 7d, bzw. der Auslassöffnung 11 in Verbindung steht, Fördermasse M ansammeln und folglich zu Verstopfungen führen. Dies wäre besonders dann der Fall, wenn eine konventionelle Formgebung des Inneren des Ausgangsteils 7 beispielsweise in Form eines Trichters vorgesehen wäre.
Durch diesen Umstand erklärt sich die besondere Formgebung des zweiten Abschnitts 7b mit den Teilflächen a(h) und b(h), wobei b(h) wie schon erläutert größer als a(h) ist, um verstopfende Ansammlungen von Fördermasse M hinter dem Abstützelement zu vermeiden und den Fluss der Fördermasse mittels Unterstützung des weiteren dritten Abschnitts 7c hin zu dem vierten Abschnitt 7d und der Auslassvorrichtung 10 vorteilhaft unterstützt. Es wird also durch das Verhältnis der Teilflächen a(h) und b(h) eine asymmetrische Trichterform erreicht, welche Fördermasse M, die hinter dem Abstützelement 9 liegt, vorteilhaft an diesem vorbei zu befördern.
Weiterhin ist in der Fig. 5 ersichtlich, dass in eine Wandung W des Ausgangsteils 7 eine Öffnung 12 vorgesehen ist. In dieser Darstellung ist die Öffnung 12 durchgängig, sie kann jedoch auch nur teilweise durchgehend sein. Beispielsweise ist die Öffnung 12 mittels einer Bohrung in die Wandung W eingebracht. Die Öffnung 12 umfasst das Gegengewinde 18b um das Abstützelement 9 aufzunehmen, indem es über das Gewinde 18a des Gewindeabschnitts 18 des Abstützelements 9 in die Öffnung 12, bzw. in das Gegengewinde 18b eingeschraubt wird.

Bezugszeichenliste

1: Exzenterschneckenpumpe
2: Rotor
3: Stator
4: Außenwandung
5: Hohlraum
6: Druckflansch
7: Ausgangsteil
7a: erster Abschnitt des Ausgangsteils
7b: zweiter Abschnitt des Ausgangsteils
7c: dritter Abschnitt des Ausgangsteils
7d: vierter Abschnitt des Ausgangsteils
8: erstes Ende des Rotors
9: Abstützelement
10: Auslassvorrichtung
10a: Druckprüfer
10b: Anschlussteil
10c: Ventil
11: Auslassöffnung
12: Öffnung
13: Abstützkopf
14: Anlauffläche
15: Scheitelpunkt
16: Mittelabschnitt
17: Anschlag
18: Gewindeabschnitt
18a: Gewinde
18b: Gegengewinde
19: Mittelpunkt
20: Durchführung
21: Dichtflanschbereich
22: Auflage
FR: Förderrichtung
M: Fördermasse
D: Förderdrehsinn
R: Rücklaufdrehsinn
A: Drehachse Rotor
W: Wandung
MA: Mittelachse
F: Kraft
d: Durchmesser Rotor
I: Achse 1
II: Achse 2
P(t₀): P zum Zeitpunkt t₀
P(t₁): P zum Zeitpunkt t₁
P(t₂): P zum Zeitpunkt t₂
8(t₀): erstes Ende des Rotors zum Zeitpunkt t₀
8(t₁): erstes Ende des Rotors zum Zeitpunkt t₁
8(t₂): erstes Ende des Rotors zum Zeitpunkt t₂
h_max: Maximale Höhe Abschnitts 7b im Ausgangsteil
h₀, h₁: Teilhöhenabschnitte
a(h): Teilfläche des Abschnitts 7b
a₀, a₁: Teilflächenabschnitte
b(h): Teilfläche des Abschnitts 7b
b₀, b₁: Teilflächenabschnitt

Claims

Vorrichtung zum Fördern einer fließfähigen Fördermasse, insbesondere einer Baustoffmischung wie Mörtel, umfassend
a) eine Exzenterschneckenpumpe (1) mit einem Stator (3) und mit einem in dem Stator um eine Drehachse (A) exzentrisch rotierenden oder rotierbaren Rotor (2), der mit einer Antriebswelle eines Motors lösbar gekoppelt ist, wobei die Exzenterschneckenpumpe bei Rotation des Rotors in einem Förderdrehsinn (D) die Fördermasse (M) in einer Förderrichtung (FR) durch den Stator fördert und an einem ersten Ende (8) des Rotors einen Pumpdruck erzeugt und bei gegenläufiger Rotation in einem zum Förderdrehsinn (D) entgegengesetzten Rücklaufdrehsinn (R) an dem ersten Ende des Rotors einen Saugdruck erzeugt,

b) umfassend ferner ein in Förderrichtung dem Stator der Exzenterschneckenpumpe nachgeschaltet angeordnetes Ausgangsteil (7) mit wenigstens einer in einer Wandung des Ausgangsteils vorgesehenen Auslassöffnung (11) zum Auslassen der Fördermasse aus dem Ausgangsteil zu einer Auslassvorrichtung (10), und

c) ferner umfassend wenigstens ein im Ausgangsteil angeordnetes Abstützelement (9) mit einer Anlauffläche (14) für das erste Ende des Rotors bei einer Rotation des Rotors in dem Rücklaufdrehsinn,

d) wobei das Abstützelement zentral im Bereich der Drehachse angeordnet ist, so dass die Drehachse durch die Anlauffläche verläuft und das erste Ende des Rotors auf der Anlauffläche während der Rotation im Rücklaufdrehsinn abgestützt ist und auf dieser gleitet und

e) wobei das Abstützelement an der Wandung (W) des Ausgangsteils lösbar befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Abstützelement (9) einen Abstützkopf (13) und insbesondere einen vorzugsweise zylindrischen Mittelabschnitt (16) aufweist, wobei vorzugsweise die Anlauffläche (14) am Ende des Abstützkopfes (13) in Richtung des Rotors (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das Abstützelement (9) eine Mittelachse (MA) aufweist, die mit der Drehachse (A) des Rotors (2) zusammenfällt und/oder bei der die Anlauffläche (14) des Abstützelements (9) in Richtung des ersten Endes (8) des Rotors (2) abgerundet, bevorzugt konvex gekrümmt, ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Anlauffläche (14) einen Scheitelpunkt (15) aufweist, der mit der Mittelachse (MA) zusammenfällt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Anlauffläche (14) des Abstützelements (9) wärmebehandelt, insbesondere gehärtet, ist und/oder bei der die Anlauffläche (14) des Abstützelements (9) eine verschleißfeste und korrosionsbeständige Beschichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der auf Anspruch 2 rückbezogenen Ansprüche, bei der das Abstützelement (9) einen Gewindeabschnitt (18) aufweist, der zumindest teilweise am Mittelabschnitt (16) vorgesehen ist, wobei insbesondere der Gewindeabschnitt (18) zumindest teilweise ein Gewinde (18a), vorzugsweise ein Außengewinde, umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Wandung (W) des Ausgangsteils (7) eine Öffnung (12) umfasst, wobei insbesondere die Öffnung (12) zumindest teilweise ein Gegengewinde (18b) umfasst und/oder wobei insbesondere das Abstützelement (9) zumindest teilweise in die Öffnung (12) bevorzugt einschraubbar ist und/oder eingeschraubt werden kann und/oder wobei insbesondere der Mittelabschnitt (16) des Abstützelements (9) einen Anschlag (17) aufweist und soweit in die Öffnung (12) einschraubbar ist, bis der Anschlag (17) an der Wandung (W) aufliegt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Ausgangsteil (7) einen Druckflansch (6) umfasst, wobei vorzugsweise der Druckflansch (6) lösbar und dichtend mit der Exzenterschneckenpumpe (1) mittels einer Auflage (22) verbunden ist und/oder verbunden werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Ausgangsteil (7) mehrere Abschnitte (7a, 7b, 7c, 7d) umfasst, wobei insbesondere ein erster Abschnitt (7a) bevorzugt eine Trichterform aufweist und/oder wobei insbesondere ein zweiter Abschnitt (7b) sich gemäß einer maximalen Höhe (h_max) erstreckt und/oder wobei insbesondere der zweite Abschnitt (7b) zumindest teilweise eine asymmetrische Trichterform aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der ein dritter Abschnitt (7c) eine bevorzugt spitz zulaufende Form aufweist und/oder bei der ein vierter Abschnitt (7d) eine bevorzugt zylindrische Form aufweist und mit der Auslassöffnung (11) in Verbindung steht.
Abstützelement, geeignet und bestimmt für eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Abstützkopf, einen, vorzugsweise zylindrischen, Abschnitt und einen Gewindeabschnitt, wobei das Abstützelement am Abstützkopf eine Anlauffläche aufweist.