EP3282086B1 - Pumpe, insbesondere zahnradpumpe, zum fördern von verarbeitungshilfsstoffen - Google Patents

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EP3282086B1
EP3282086B1 EP16183589.7A EP16183589A EP3282086B1 EP 3282086 B1 EP3282086 B1 EP 3282086B1 EP 16183589 A EP16183589 A EP 16183589A EP 3282086 B1 EP3282086 B1 EP 3282086B1
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EP
European Patent Office
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pump
unit
coupling part
processing additive
drive unit
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EP3282086A1 (de
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Bernhard Köppel
Michael Rux
Alexander Löckert
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Groeneveld Beka GmbH
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Groeneveld Beka GmbH
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    • F04C2280/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion

Definitions

  • the invention relates to a pump, in particular a gear pump, for conveying a processing aid, in particular a liquid product, preferably for use in the food industry, chemical industry and/or pharmaceutical industry, and to a method for conveying a processing aid, in particular a liquid product, preferably for use in the food industry, chemical industry and/or pharmaceutical industry.
  • Gear pumps for conveying (liquid) substances are generally well known.
  • the substance to be conveyed is transported in spaces between teeth and a wall surrounding the teeth.
  • the use of such gear pumps or similar pumps for conveying substances in the food industry is not without problems, as high hygiene standards must be met there. High purity and/or hygiene standards must also often be met in the chemical and pharmaceutical industries.
  • a pump system which comprises a pump which is removably attached to a motor.
  • An annular connecting flange is provided at one end of the motor housing and a cooperating annular connecting flange is provided at one end of the pump housing.
  • the connection flanges have opposing, touching end surfaces that are flush with each other.
  • the pump system has a drive unit comprising an eccentric drive element and a pump unit comprising a housing with a cylindrical inner peripheral wall.
  • a pumping system in particular for food, is also proposed.
  • This document is primarily concerned with a detachable connection of individual parts of the pumping unit of the pumping system.
  • the pumping system extends to a pump that can be mounted at any suitable angle of rotation that is substantially coaxial with the drive shaft.
  • document EN 15 53 115 A1 relates to a sanitary pump, in particular rotary pumps, for liquid foodstuffs and the like.
  • the proposed rotary pump is to be made of an unusual combination of materials and to have a pump housing made of stainless steel and also a pump impeller made of a special wear-resistant metal alloy.
  • document US 5 725 632 A relates to a pump assembly comprising a propeller head driven by a rotor which in turn is located in a housing to which the pump head is attached.
  • the pump head includes a drive gear and an output gear.
  • US 2006/140793 A1 A magnetically driven gear pump head is known which has a housing, a magnetic cup and a pump drive wheel.
  • the housing has a pump axis and defines a pump cavity.
  • the object is achieved by a pump, in particular a gear pump according to independent claim 1.
  • a basic idea of the invention is therefore to design the drive unit and pump unit in such a way that they (each in their entirety) can be connected to or detached from one another in a simple manner, in particular without the use of a tool.
  • the pump unit does not have to be disassembled into individual parts to be detached from the drive unit, but can be removed from the drive unit in its entirety (if necessary after loosening corresponding connecting devices, such as clamps).
  • the drive unit and pump unit can be designed as modules that can be connected to one another. By separating it from the drive unit, the pump unit can be cleaned in a particularly simple manner (for example in a dishwasher). This means that even high hygiene requirements can be met in a simple manner.
  • a key idea here is that the (liquid) substance flows through and/or around a gear element and/or a coupling part. This means that there is a constant exchange of substances in the area of flow through or around the substance, so that the (liquid) substance does not remain in one particular section for a long time. This prevents the formation of germs and similar things, such as mold, in a simple and reliable way. This also means that hygiene requirements are met in a reliable and simple way. In particular, dead spaces that usually occur, into which the substance to be conveyed penetrates but from which it is not discharged again, can be reduced or even completely avoided.
  • a pump in particular a gear pump, is proposed in which no dead spaces are formed, in particular in the region of gear elements and/or coupling parts, wherein the pump unit is constructed (at least substantially) free of dead spaces and/or dead spaces can be continuously flushed during operation.
  • a “flow through” is to be understood in particular as meaning that during use of the pump (at least a small part) of the substance flows continuously through the respective part, i.e. enters at a first end of the part and exits at a second end.
  • a “flow around” is to be understood in particular as a flow that flows along an element or part that is referred to from a first end to a second end (during use of the pump). In particular, this does not mean any inflow or seepage. into a dead space, whereby the (liquid) substance does not flow away.
  • the "flow through” or “flow around” therefore refers in particular to the stationary state and not to a state in which the pump takes in the (liquid) substance for the first time.
  • the drive unit and pump unit are or can be connected to one another by a plug connection.
  • a coupling part (in particular a magnetic coupling part) of the pump unit is plugged into a coupling part (in particular a magnetic coupling part) of the drive unit.
  • the drive unit and pump unit can be mounted on one another and/or dismounted from one another by an axial relative movement to one another.
  • the drive unit and pump unit are plugged into one another by an axial relative movement.
  • an end of the pump unit facing the drive unit for example a corresponding coupling part (e.g. a magnetic coupling part), can be plugged into the drive unit.
  • At least one (detachable, in particular manually operable) locking device is provided. At least one such locking device locks the pump unit and drive unit together. According to the invention, at least one such locking device is provided in order to lock individual elements of the pump unit (and/or individual elements of the drive unit) together.
  • the locking device comprises a clamping device, such as a clamp device and/or a tri-clamp device or generally an articulated clamping device (articulated clamp), e.g. a single and/or double-articulated clamping device (two-, three- or multi-part). This allows the pump unit and drive unit or elements of the pump unit (or drive unit) to be reliably connected to one another. Nevertheless, quick and reliable assembly and disassembly is guaranteed.
  • the clamping device is provided to lock a wall element and a main body together.
  • other elements of the pump unit (and/or the drive unit) can be connected or connectable to one another in a detachable manner, in particular without tools.
  • Such a connection can comprise a plug connection and/or be made by an axial relative movement of the elements to one another.
  • a locking device can be provided, as already described in the previous section.
  • an "axial relative movement” is to be understood as a movement along the main axis of the drive unit, which is usually defined by a rotation axis of a rotating drive.
  • a “main body” is to be understood in particular as all elements of the pump unit (possibly apart from a wall or base or cover element).
  • the pump comprises a (contactless) coupling, more preferably a magnetic coupling, so that a driving force of the drive unit can be transmitted to the pump unit.
  • the drive unit can have a magnetic coupling part and the pump unit a corresponding magnetic coupling part.
  • the magnetic coupling part of the drive unit can be bell-shaped or pot-shaped, in which case the magnetic coupling part of the pump unit is accommodated in the magnetic coupling part of the drive unit.
  • the relationships can also be reversed, i.e. in particular the magnetic coupling part of the drive unit can be accommodated or receivable in the magnetic coupling part of the pump unit.
  • the drive unit can comprise an electric motor, in particular a (preferably brushless) direct current motor. Furthermore, the drive unit can have a control device, for example with integrated speed control. Overall, a compact design is achieved.
  • the pump unit can be made (at least essentially) of steel, in particular stainless steel, and/or plastic (if necessary apart from seals, in particular sealing rings and/or sealing lips). According to a general idea, the (entire) pump unit is made of dishwasher-safe material (if necessary also seals, such as sealing rings and/or sealing lips).
  • a drive shaft of a gear can be hollow in sections.
  • the driven gear (as part of the gear pump) can be hollow in sections at least.
  • the drive shaft and/or gear are hollow in such a way that a fluid connection can be established between the gear and a coupling part, in particular the magnetic coupling part of the pump unit.
  • both the gear and the drive shaft have an (axial) bore that is connected to one another, in particular so that a fluid connection is established between an end surface of the gear facing away from the coupling part and an end of the drive shaft facing the coupling part (up to the coupling part). This allows (liquid) material to reach the opposite end of the gear (and thus also to the end of the gear or "under” the gear), so that (liquid) material can also flow through or around these sections. This reliably avoids dead spaces with corresponding hygiene problems.
  • a (pressure-side) line for discharging the (liquid) substance can be connected to a connecting line that branches off from the (pressure-side) line.
  • the connecting line can be designed in such a way that it conveys a portion of the (liquid) substance to at least one gear and/or coupling part, in particular a magnetic coupling part.
  • the (liquid) substance can then be conveyed from the coupling part to one of the gears (of the gear pump), for example as described above.
  • the (liquid) substance can be conveyed through a drive shaft of the gear and/or the gear itself and/or along a circumferential surface of the drive shaft (up to the gear).
  • a circuit can therefore be formed from one of the gears back to the gear, the circuit comprising a section of a (pressure-side) line for discharging the (liquid) substance, a connecting line to the coupling part and connections along and/or through the drive shaft and/or the gear. Overall, this reliably avoids dead spaces.
  • the (liquid) substance can be icing, (vegetable or animal) oil, an emulsion, a fat, in particular fluid fat, or the like.
  • Fig.1 shows a first embodiment of the gear pump according to the invention in an oblique view.
  • Fig. 2 shows the gear pump according to Fig.1 in a view from above.
  • Fig. 3 and Fig. 4 show sectional views of the gear pump according to Fig.1 .
  • the gear pump according to the Fig. 1-4 has a drive unit 10 and a pump unit 11.
  • the drive unit 10 comprises a (brushless) DC motor 12 and a first coupling part 13 (specifically a clutch bell) which is driven (set in rotation) by the DC motor 12.
  • the first coupling part 13 is a Magnetic coupling part.
  • the rotary motion of the first coupling part 13 is transmitted to a second coupling part 14 (magnetic coupling part) via magnetic interaction.
  • the second coupling part 14 is part of the pump unit 11.
  • the rotary motion of the second coupling part 14 is transmitted to a first gear 16 of the pump unit 11 via a shaft 15 (see Fig.4 ).
  • the first gear 16 (see also Fig.4 ) transmits its rotational movement to the second gear 17, which is mounted on a corresponding (second) shaft.
  • a pump inlet 18 and a pump outlet 19 of the pump unit 11 can be seen.
  • a (liquid) substance is fed to the gears 16, 17 via a suction-side line 20.
  • the (liquid) substance is conveyed by the gears 16, 17 in the direction of the pump outlet 19 via a pressure-side line 21.
  • a connecting line 22 branches off from the pressure-side line 21, which connects the pressure-side line 21 to a section 23 in which the second coupling part 14 is arranged.
  • a diameter of the connecting line 22 is (significantly) smaller than a diameter of the pressure-side line 21 (for example, smaller by a factor of at least 2 or at least 4).
  • the (liquid) substance can be fed through an axial bore 24 (see Fig.4 ), which leads through the shaft 15 and the first gear 16, to an end 25 of the first gear 16, which faces away from the second coupling part 14.
  • the (liquid) substance can flow along an outer circumferential surface of the shaft 15. This (completely) avoids dead spaces, particularly in the area of rotating parts of the pump unit. This substance does not "stand still” in any section of the pump unit that could come into contact with the (liquid) substance, particularly due to surfaces sliding past one another.
  • the pump unit 11 also has a cover element 26 (see Fig. 3 and 4 ) and a main body 27 (to which the second coupling part 14 can also be assigned in another view).
  • the gears 16, 17 and the lines 20, 21 are arranged in the main body 27.
  • Main body 27 (including second coupling part 14) can be connected to the cover element 26 by a clamping device 28 (Tri-Clamp system).
  • a clamping device 28 Tri-Clamp system
  • the cover element 26 is placed on the main body 27.
  • the cover element 26 and the main body 27 form an annular
  • the clamping device 28 is actuated by a manually operable actuating element 34 (see Fig.1 ) so that the cover element 26 can be removed from the main body 27 or mounted on it.
  • a sealing ring 30 is arranged between the cover element 26 and the main body 27 (in the area of the annular elevation 29).
  • the pump unit 11 can be plugged in (in the assembled state of the pump unit 11 or in its "entirety"). Specifically, the second coupling part 14 is plugged into the first coupling part 13. After this plug connection has been formed, an annular elevation 31, which is formed jointly by the pump unit 11 and the drive unit 10, can be used to lock the pump unit 11 to the drive unit 10. For this purpose, a second clamping device 32 (tri-clamp system) can be provided, which can be designed in the same way as the first clamping device 28.
  • a sealing ring (second sealing ring) 33 can also be formed between the pump unit 11 and the drive unit 10 (in the region of the second annular elevation 31).
  • Fig. 5 and 6 show a second embodiment of the gear pump, which does not fall within the scope of the claims.
  • This embodiment corresponds to the first embodiment, the differences from the first embodiment being explained below.
  • the first clamp device is omitted in the second embodiment.
  • the main body 27 is (at least partially) in the cover element 26 of the second embodiment (see Fig.6 ).
  • the cover element 26 according to the second embodiment is (in contrast to the first embodiment) not (essentially) designed as a plate, but rather as a pot-shaped element.
  • the main body 27 can thus be inserted (in sections) into the cover element 26.
  • the annular elevation 31 is not by main body 27 and drive unit 10, but by cover element 26 and drive unit 10. Overall, a comparatively simple structure is achieved in the second embodiment, which requires only one locking device, namely the second clamping device 32.

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  • Rotary Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, zum Fördern eines Verarbeitungshilfsstoffes, insbesondere flüssigen Produktes, vorzugsweise für die Anwendung in der Nahrungsmittelindustrie, chemischen Industrie und/oder pharmazeutischen Industrie sowie ein Verfahren zum Fördern eines Verarbeitungshilfsstoffes, insbesondere flüssigen Produktes, vorzugsweise für die Anwendung in der Nahrungsmittelindustrie, chemischen Industrie und/oder pharmazeutischen Industrie.
  • Zahnradpumpen zum Fördern von (flüssigen) Stoffen sind grundsätzlich bekannt. Dabei wird der zu fördernde Stoff in Räumen zwischen Zähnen und einer die Zähne umgebenden Wandung transportiert. Die Verwendung von derartigen Zahnradpumpen oder ähnlichen Pumpen zur Förderung von Stoffen für die Nahrungsmittelindustrie ist jedoch nicht unproblematisch, da dort hohe Hygienestandards erfüllt werden müssen. Auch in der chemischen bzw. pharmazeutischen Industrie müssen oftmals hohe Reinheits- und/oder Hygienestandards erfüllt werden.
  • Aus der US 2003/129068 A1 ist ein Pumpensystem, welches eine Pumpe umfasst, die entfernbar an einem Motor angebracht ist, bekannt. Ein ringförmiger Verbindungsflansch ist an einem Ende des Motorgehäuses vorgesehen und ein zusammenwirkender ringförmiger Verbindungsflansch ist an einem Ende des Pumpengehäuses vorgesehen. Die Anschlussflansche haben gegenüberliegende, sich berührende Endflächen, die bündig zueinanderstehen.
  • Dokument GB 2 402 975 A betrifft konkret Pumpensysteme zum Pumpen inter alia von Lebensmitteln. Insbesondere liegt der Fokus dieses Dokuments auf einem sauberen Arbeiten. Das Pumpensystem weist eine Antriebseinheit, die ein exzentrisches Antriebselement umfasst, und eine Pumpeneinheit, die ein Gehäuse mit einer zylindrischen inneren Umfangswand umfasst, auf.
  • In der US 7 309 218 B1 wird ebenfalls ein Pumpensystem, insbesondere für Lebensmittel, vorgeschlagen. In diesem Dokument geht es in erster Linie um eine lösbare Verbindung von einzelnen Teilen der Pumpeneinheit des Pumpensystems. Insbesondere erstreckt sich das Pumpensystem auf eine Pumpe, die in einem beliebigen geeigneten Drehwinkel montiert werden kann, der im Wesentlichen koaxial mit der Antriebswelle ist.
  • Dokument DE 15 53 115 A1 betrifft eine sanitäre Pumpe, insbesondere Rotationspumpen, für flüssige Nahrungsmittel und dergleichen. Die vorgeschlagene Rotationspumpe soll aus einer ungewöhnlichen Kombination von Materialien hergestellt werden und ein Pumpengehäuse aufweisen, welches aus rostfreiem Stahl besteht sowie auch ein Pumpenrad aufweisen, das aus einer besonderen abnutzungsfesten Metalllegierung gebildet ist.
  • Dokument US 5 725 632 A betrifft eine Pumpenbaugruppe, die einen Propellerkopf umfasst, der von einem Rotor angetrieben wird, der sich wiederum in einem Gehäuse befindet, an dem der Pumpenkopf befestigt ist. Der Pumpenkopf umfasst ein Antriebszahnrad und ein Abtriebszahnrad.
  • Schließlich ist aus US 2006/140793 A1 ein magnetisch angetriebener Zahnradpumpenkopf, welcher ein Gehäuse, einen Magnetbecher und ein Pumpenantriebsrad aufweist, bekannt. Das Gehäuse hat eine Pumpenachse und definiert einen Pumpenhohlraum.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, vorzuschlagen, die auf einfache Art und Weise ein sauberes Pumpen des Verarbeitungshilfsstoffes ermöglicht und insbesondere hohen hygienischen Anforderungen genügt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Fördern des Verarbeitungshilfsstoffes vorzuschlagen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, zum Fördern des Verarbeitungshilfsstoffes, wobei hohe hygienische Standards auf einfache Art und Weise erfüllt werden sollen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Ein Grundgedanke der Erfindung liegt also darin, die Antriebseinheit und Pumpeneinheit so auszubilden, dass diese (jeweils in ihrer Gesamtheit) auf einfache Art und Weise, insbesondere ohne Verwendung eines Werkzeuges, miteinander verbunden bzw. voneinander gelöst werden können. Vorzugsweise muss die Pumpeneinheit zum Lösen von der Antriebseinheit nicht in Einzelteile zerlegt werden, sondern kann in ihrer Gesamtheit (ggf. nach dem Lösen von entsprechenden Verbindungseinrichtungen, wie z.B. Schellen) von der Antriebseinheit entfernt werden. Insbesondere können Antriebseinheit und Pumpeneinheit als Module ausgebildet sein, die miteinander verbunden werden können. Durch das Trennen von der Antriebseinheit kann die Pumpeneinheit auf besonders einfache Art und Weise (beispielsweise in einer Spülmaschine) gereinigt werden. Dadurch können auch hohe Hygieneanforderungen auf einfache Weise erfüllt werden.
  • Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin, gemäß einer optionalen Ausführung durch eine Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe gemäß dem abhängigen Anspruch 2 gelöst.
  • Ein Kerngedanke liegt hier darin, dass ein Getriebeelement und/oder ein Kupplungsteil von dem (flüssigen) Stoff durch- und/oder umströmt wird. Das bedeutet, dass im Bereich der Durch- bzw. Umströmung, ein stetiger Stoffaustausch stattfindet, so dass der (flüssige) Stoff nicht für längere Zeit an einem bestimmten Abschnitt verweilt. Dies verhindert auf einfache Weise und zuverlässig die Entstehung von Keimen und Ähnlichem, wie beispielsweise Schimmelbildung. Auch dadurch werden also die Hygieneanforderungen auf zuverlässige und einfache Art und Weise erfüllt. Insbesondere können üblicherweise anfallende Toträume, in die der zu fördernde Stoff zwar eindringt, aus denen er jedoch nicht wieder abgeführt wird, reduziert oder sogar vollständig vermieden werden.
  • Gemäß einer optionalen Ausführung, die nicht explizit in den Ansprüchen vorhanden ist, wird eine Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, vorgeschlagen, bei der keine Toträume, insbesondere im Bereich von Getriebeelementen und/oder Kupplungsteilen, ausgebildet sind, wobei die Pumpeneinheit (zumindest im Wesentlichen) totraumfrei konstruiert ist und/oder Toträume im Betrieb kontinuierlich umspülbar sind.
  • Unter einer "Durchströmung" soll insbesondere verstanden werden, dass während des Gebrauchs der Pumpe stetig (zumindest ein kleiner Teil) des Stoffes durch das jeweilige Teil strömt, also an einem ersten Ende des Teils eintritt und an einem zweiten Ende austritt. Eine "Umströmung" soll insbesondere eine Strömung sein, die entlang eines Elementes oder Teils, das in Bezug genommen ist, von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende hin strömt (während des Gebrauchs der Pumpe). Es soll darunter also insbesondere kein Einströmen oder Einsickern in einen Totraum verstanden werden, wobei der (flüssige) Stoff nicht abströmt. Das "Durchströmen" bzw. "Umströmen" betrifft also insbesondere den stationären Zustand und nicht einen Zustand in dem die Pumpe erstmalig den (flüssigen) Stoff aufnimmt.
  • Gemäß einer nicht in den Ansprüchen genannten Ausführungsform sind Antriebseinheit und Pumpeneinheit durch eine Steckverbindung miteinander verbunden oder verbindbar. Vorzugsweise wird dabei ein Kupplungsteil (insbesondere Magnetkupplungsteil) der Pumpeneinheit in ein Kupplungsteil (insbesondere Magnetkupplungsteil) der Antriebseinheit gesteckt. Alternativ oder zusätzlich können Antriebseinheit und Pumpeneinheit durch eine axiale Relativbewegung zueinander aneinander montier- und/oder voneinander demontierbar sein. Vorzugsweise werden Antriebseinheit und Pumpeneinheit durch eine axiale Relativbewegung aneinander gesteckt. Beispielsweise kann ein der Antriebseinheit zugewandtes Ende der Pumpeneinheit, beispielsweise ein entsprechendes Kupplungsteil (z.B. Magnetkupplungsteil) in die Antriebseinheit eingesteckt werden. Dadurch können Antriebs- und Pumpeneinheit auf einfache Art und Weise miteinander verbunden oder voneinander gelöst werden. Insbesondere kann die Pumpeneinheit in ihrer Gesamteinheit an die Antriebseinheit (in ihrer Gesamtheit) auf einfache Art und Weise befestigt werden.
  • Erfindungsgemäß ist mindestens eine (lösbare, insbesondere handbetätigbare) Arretierungseinrichtung vorgesehen. Mindestens eine derartige Arretierungseinrichtung arretiert Pumpeneinheit und Antriebseinheit aneinander. Erfindungsgemäß ist mindestens eine derartige Arretierungseinrichtung vorgesehen, um einzelne Elemente der Pumpeneinheit (und/oder einzelne Elemente der Antriebseinheit) aneinander zu arretieren. Erfindungsgemäß ist die Arretierungseinrichtung eine Klemmeinrichtung, wie beispielsweise eine Schelleneinrichtung und/oder eine Tri-Clamp-Einrichtung oder allgemein Gelenkklemmeinrichtung (Gelenkklammer), z.B. Ein- und/oder Zweigelenkklemmeinrichtung (zwei-, drei-, oder mehrteilig), umfassen. Dadurch können Pumpeneinheit und Antriebseinheit oder Elemente der Pumpeneinheit (bzw. Antriebseinheit) zuverlässig miteinander verbunden werden. Dennoch wird eine schnelle und zuverlässige Montage bzw. Demontage gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß ist die Klemmeinrichtung vorgesehen, um ein Wandelement und einen Hauptkörper aneinander zu arretieren. Grundsätzlich können weitere Elemente der Pumpeneinheit (und/oder der Antriebseinheit) lösbar, insbesondere werkzeuglos, miteinander verbunden oder verbindbar sein. Eine derartige Verbindung kann eine Steckverbindung umfassen und/oder durch eine axiale Relativbewegung der Elemente zueinander erfolgen. Weiterhin kann eine Arretierungseinrichtung vorgesehen sein, wie sie bereits im vorangehenden Abschnitt beschrieben wurde. Im Allgemeinen ist unter einer "axialen Relativbewegung" eine Bewegung entlang der Hauptachse der Antriebseinheit zu verstehen, die üblicherweise durch eine Rotationsachse eines rotierenden Antriebs definiert wird. Unter einem "Hauptkörper" sind insbesondere sämtliche Elemente der Pumpeneinheit (ggf. abgesehen von einem Wand- bzw. Boden- bzw. Deckelelement) zu verstehen.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Pumpe eine (berührungslose) Kupplung, weiter vorzugsweise Magnetkupplung, so dass eine Antriebskraft der Antriebseinheit an die Pumpeneinheit übertragbar ist. In einer konkreten Ausführungsform kann die Antriebseinheit ein Magnetkupplungsteil aufweisen und die Pumpeneinheit ein korrespondierendes Magnetkupplungsteil. Beispielsweise kann das Magnetkupplungsteil der Antriebseinheit glockenförmig oder topfförmig ausgebildet sein, wobei dann das Magnetkupplungsteil der Pumpeneinheit in dem Magnetkupplungsteil der Antriebseinheit aufgenommen ist. Alternativ können die Verhältnisse auch umgekehrt sein, also insbesondere das Magnetkupplungsteil der Antriebseinheit in dem Magnetkupplungsteil der Pumpeneinheit aufgenommen oder aufnehmbar sein.
  • Die Antriebseinheit kann einen Elektromotor, insbesondere einen (vorzugsweise bürstenlosen) Gleichstrommotor umfassen. Weiterhin kann die Antriebseinheit eine Steuerungseinrichtung, beispielsweise mit integrierter Drehzahlregelung, aufweisen. Insgesamt wird eine kompakte Bauweise erreicht.
  • Die Pumpeneinheit kann (zumindest im Wesentlichen) aus Stahl, insbesondere Edelstahl, und/oder Kunststoff, gefertigt sein (ggf. abgesehen von Dichtungen, insbesondere Dichtringen und/oder Dichtlippen). Gemäß einem allgemeinen Gedanken ist die (gesamte) Pumpeneinheit aus spülmaschinenfestem Material gebildet (ggf. also auch Dichtungen, wie beispielsweise Dichtringe und/oder Dichtlippen).
  • Eine Antriebswelle eines Zahnrades (als Bestandteil der Zahnradpumpe) kann abschnittsweise hohl ausgebildet sein. Weiterhin kann das angetriebene Zahnrad (als Bestandteil der Zahnradpumpe) zumindest abschnittsweise hohl ausgebildet sein. Insbesondere sind Antriebswelle und/oder Zahnrad derart hohl ausgebildet, dass eine Fluidverbindung zwischen dem Zahnrad und einem Kupplungsteil, insbesondere Magnetkupplungsteil der Pumpeneinheit hergestellt werden kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen sowohl Zahnrad als auch Antriebswelle eine miteinander in Verbindung stehende (axiale) Bohrung auf, insbesondere so dass eine Fluidverbindung zwischen einer dem Kupplungsteil abgewandten Endfläche des Zahnrades und einem dem Kupplungsteil zugewandten Ende der Antriebswelle (bis zum Kupplungsteil) realisiert ist. Dadurch kann (flüssiger) Stoff von dem Kupplungsteil bis an das abgewandte Ende des Zahnrades (und damit auch an das Ende des Zahnrades bzw. "unter" das Zahnrad) gelangen, so dass auch diese Abschnitte von (flüssigen) Stoff durch- oder umströmt werden. Dadurch werden Toträume mit entsprechenden hygienischen Problemen zuverlässig vermieden.
  • Eine (druckseitige) Leitung zum Abführen des (flüssigen) Stoffes (insbesondere von den Zahnrädern der Zahnradpumpe) kann mit einer Verbindungsleitung verbunden sein, die von der (druckseitigen) Leitung abzweigt. Die Verbindungsleitung kann so ausgebildet sein, dass sie einen Teil des (flüssigen) Stoffes zu zumindest einem Getriebe- und/oder Kupplungsteil, insbesondere einem Magnetkupplungsteil fördert. Von dem Kupplungsteil kann dann ggf. der (flüssige) Stoff zu einem der Zahnräder (der Zahnradpumpe), beispielsweise wie oben beschrieben, gefördert werden. Insbesondere kann dazu der (flüssige) Stoff durch eine Antriebswelle des Zahnrades und/oder das Zahnrad selbst gefördert werden und/oder entlang einer Umfangsfläche der Antriebswelle (bis zum Zahnrad). Insgesamt kann also ein Kreislauf von einem der Zahnräder zurück zu dem Zahnrad gebildet werden, wobei der Kreislauf einen Abschnitt einer (druckseitigen) Leitung zum Abführen des (flüssigen) Stoffes, eine Verbindungsleitung zu dem Kupplungsteil sowie Verbindungen entlang und/oder durch die Antriebswelle und/oder das Zahnrad umfasst. Insgesamt werden damit auf zuverlässige Weise Toträume vermieden.
  • Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung einer Pumpe, wie in Anspruch 9 definiert.
  • Weiterhin wird die obengenannte Aufgabe durch ein Verfahren zum Fördern eines Verarbeitungshilfsstoffes gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Weiterhin wird die obengenannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Pumpe gemäß Anspruch 12 gelöst.
  • Bei dem (flüssigen) Stoff (Fördermedium) kann es sich um Zuckerguss, (pflanzliches oder tierisches) Öl, eine Emulsion, ein Fett, insbesondere Fließfett,oder dergleichen handeln.
  • Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden.
  • Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    eine Schrägansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe;
    Fig. 2
    die Zahnradpumpe gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben;
    Fig. 3
    einen Schnitt entlang Linie B-B aus Fig. 2;
    Fig. 4
    einen Schnitt entlang Linie A-A gemäß Fig. 2;
    Fig. 5
    eine Schrägansicht einer zweiten Ausführungsform, die nicht in den Umfang der Ansprüche fällt; und
    Fig. 6
    einen Schnitt der Ausführungsform gemäß Fig. 5 analog Fig. 4.
  • In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
  • Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe in einer Schrägansicht. Fig. 2 zeigt die Zahnradpumpe gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Schnittansichten der Zahnradpumpe gemäß Fig. 1. Die Zahnradpumpe gemäß den Fig. 1-4 weist eine Antriebseinheit 10 sowie eine Pumpeneinheit 11 auf. Die Antriebseinheit 10 umfasst einen (bürstenlosen) Gleichstrommotor 12 sowie ein erstes Kupplungsteil 13 (konkret eine Kupplungsglocke), das von dem Gleichstrommotor 12 angetrieben (in Rotation versetzt) wird. Bei dem ersten Kupplungsteil 13 handelt es sich um ein Magnetkupplungsteil. Die Drehbewegung des ersten Kupplungsteiles 13 wird über magnetische Wechselwirkung auf ein zweites Kupplungsteil 14 (Magnetkupplungsteil) übertragen. Das zweite Kupplungsteil 14 ist Bestandteil der Pumpeneinheit 11.
  • Über eine Welle 15 wird die Drehbewegung des zweiten Kupplungsteils 14 auf ein erstes Zahnrad 16 der Pumpeneinheit 11 übertragen (siehe Fig. 4). Das erste Zahnrad 16 wiederum (siehe ebenfalls Fig. 4) überträgt seine Drehbewegung auf das zweite Zahnrad 17, das auf einer entsprechenden (zweiten) Welle gelagert ist.
  • In Fig. 3 ist ein Pumpeneingang 18 sowie ein Pumpenausgang 19 der Pumpeneinheit 11 erkennbar. Über eine saugseitige Leitung 20 wird den Zahnrädern 16, 17 ein (flüssiger) Stoff zugeführt. Über eine druckseitige Leitung 21 wird der (flüssige) Stoff von den Zahnrädern 16, 17 in Richtung des Pumpenausganges 19 gefördert. Von der druckseitigen Leitung 21 zweigt eine Verbindungsleitung 22 ab, die die druckseitige Leitung 21 mit einem Abschnitt 23, in dem das zweite Kupplungsteil 14 angeordnet ist, verbindet. Ein Durchmesser der Verbindungsleitung 22 ist dabei (deutlich) kleiner als ein Durchmesser der druckseitigen Leitung 21 (beispielsweise um einen Faktor von mindestens 2 oder mindestens 4 kleiner). Von dem Abschnitt 23, in das zweite Kupplungsteil 14 aufgenommen ist, kann der (flüssige) Stoff einerseits durch eine axiale Bohrung 24 (siehe Fig. 4), die durch die Welle 15 sowie das erste Zahnrad 16 führt, bis zu einem Ende 25 des ersten Zahnrades 16, das dem zweiten Kupplungsteil 14 abgewandt ist, strömen. Andererseits kann der (flüssige) Stoff an einer Außenumfangsfläche der Welle 15 strömen. Dadurch werden Toträume (vollständig), insbesondere im Bereich von drehenden Teilen der Pumpeneinheit vermieden. An keinem Abschnitt der Pumpeneinheit, der insbesondere aufgrund aneinander vorbei gleitender Flächen in Kontakt mit dem (flüssigen) Stoff kommen kann, bleibt dieser Stoff "stehen".
  • Neben dem zweiten Kupplungsteil 14 weist die Pumpeneinheit 11 noch ein Deckelelement 26 auf (siehe Fig. 3 und 4) sowie einen Hauptkörper 27 (zu dem auch in einer anderen Betrachtungsweise das zweite Kupplungsteil 14 zugeordnet werden kann) auf. In dem Hauptkörper 27 sind die Zahnräder 16, 17 sowie die Leitungen 20, 21 angeordnet.
  • Hauptkörper 27 (einschließlich zweitem Kupplungsteil 14) kann mit dem Deckelelement 26 durch eine Klemmeinrichtung 28 (Tri-Clamp-System) verbunden werden. Dazu wird das Deckelelement 26 an den Hauptkörper 27 angelegt. Gemeinsam bilden Deckelelement 26 und Hauptkörper 27 eine ringförmige
  • Erhebung 29 aus, die von der Klemmeinrichtung 28 fixiert wird. Die Schelleneinrichtung 28 ist über ein handbetätigbares Betätigungselement 34 (siehe Fig. 1) lösbar, so dass das Deckelelement 26 von dem Hauptkörper 27 entfernt oder an diesem montiert werden kann. Zwischen Deckelelement 26 und Hauptkörper 27 sind (im Bereich der ringförmigen Erhebung 29) ein Dichtring 30 angeordnet.
  • Die Pumpeneinheit 11 kann eingesteckt werden (und zwar im zusammengebauten Zustand der Pumpeneinheit 11 bzw. in ihrer "Gesamtheit"). Konkret wird das zweite Kupplungsteil 14 in das erste Kupplungsteil 13 gesteckt. Nach dem Ausbilden dieser Steckverbindung kann eine ringförmige Erhebung 31, die durch Pumpeneinheit 11 und Antriebseinheit 10 gemeinsam ausgebildet wird, eine Arretierung der Pumpeneinheit 11 an der Antriebseinheit 10 erfolgen. Dazu kann eine zweite Klemmeinrichtung 32 (Tri-Clamp-System) vorgesehen sein, die genauso wie die erste Klemmeinrichtung 28 ausgebildet sein kann.
  • Auch zwischen Pumpeneinheit 11 und Antriebseinheit 10 kann (im Bereich der zweiten ringförmigen Erhebung 31) ein Dichtring (zweiter Dichtring) 33 ausgebildet sein.
  • Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Zahnradpumpe, die nicht in den Umfang der Ansprüche fällt.
  • Diese Ausführungsform entspricht der ersten Ausführungsform, wobei die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform nachfolgend erläutert werden.
  • Im Unterschied zur ersten Ausführungsform entfällt bei der zweiten Ausführungsform die erste Schelleneinrichtung. Weiterhin ist der Hauptkörper 27 (zumindest teilweise) in dem Deckelelement 26 der zweiten Ausführungsform (siehe Fig. 6) aufgenommen. Das Deckelelement 26 gemäß der zweiten Ausführungsform ist (im Unterschied zur ersten Ausführungsform) nicht (im Wesentlichen) als Platte, sondern topfförmig ausgebildet. Im Allgemeinen kann der Hauptkörper 27 damit (abschnittweise) in das Deckelelement 26 eingesteckt werden. Die ringförmige Erhebung 31 wird in der zweiten Ausführungsform nicht durch Hauptkörper 27 und Antriebseinheit 10 gebildet, sondern durch Deckelelement 26 und Antriebseinheit 10. Insgesamt wird in der zweiten Ausführungsform eine vergleichsweise einfache Struktur erreicht, die mit nur einer Arretierungseinrichtung, nämlich der zweiten Klemmeinrichtung 32 auskommt.
    • Bezuaszeichenliste
    • 10
    Antriebseinheit
    11
    Pumpeneinheit
    12
    Gleichstrommotor
    13
    Erstes Kupplungsteil
    14
    Zweites Kupplungsteil
    15
    Welle
    16
    Erstes Zahnrad
    17
    Zweites Zahnrad
    18
    Pumpeneingang
    19
    Pumpenausgang
    20
    (Saugseitige) Leitung
    21
    (Druckseitige) Leitung
    22
    Verbindungsleitung
    23
    Abschnitt
    24
    Axiale Bohrung
    25
    Ende
    26
    Deckelelement
    27
    Hauptkörper
    28
    Schelleneinrichtung
    29
    Ringförmige Erhebung
    30
    Dichtring
    31
    Ringförmige Erhebung
    32
    Zweite Schelleneinrichtung
    33
    Dichtring
    34
    Betätigungseinrichtung

Claims (12)

  1. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, zum Fördern eines Verarbeitungshilfsstoffes, insbesondere flüssigen Produktes, für die Anwendung in der Nahrungsmittelindustrie, chemischen Industrie und/oder pharmazeutischen Industrie, umfassend eine Antriebseinheit (10) mit einem Antrieb zur Bereitstellung einer Kraft und/oder eines Drehmomentes zum Pumpen des Verarbeitungshilfsstoffes sowie eine Pumpeneinheit (11), in der der Verarbeitungshilfsstoff pumpbar ist, wobei die Antriebseinheit (10) und die Pumpeneinheit (11) werkzeuglos lösbar miteinander verbunden oder verbindbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    einzelne Elemente der Pumpeneinheit (11), nämlich ein Wandelement (26) und ein Hauptkörper (27), werkzeuglos lösbar miteinander verbunden oder verbindbar sind,
    wobei mindestens eine lösbare Arretierungseinrichtung vorgesehen ist, um die Pumpeneinheit und die Antriebseinheit aneinander zu arretieren, wobei die Arretierungseinrichtung eine Klemmeinrichtung (32) umfasst und
    wobei zusätzlich mindestens eine derartige Arretierungseinrichtung umfassend eine Klemmeinrichtung (28) vorgesehen ist, um das Wandelement (26) und den Hauptkörper (27) aneinander zu arretieren,
    wobei eine Antriebskraft der Antriebseinheit (10) über eine berührungslose Kupplung (13, 14) an die Pumpeneinheit (11) übertragbar ist,
    wobei mindestens ein Getriebeelement, das der Übertragung der Antriebskraft der Antriebseinheit (10) dient, von dem Verarbeitungshilfsstoff durch- und/oder umströmbar ist.
  2. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine Welle (15) und/oder ein Kupplungsteil (14) der Pumpeneinheit (11) von dem Verarbeitungshilfsstoff durch- und/oder umströmbar ist.
  3. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Arretierungseinrichtung eine Schelleneinrichtung und/oder eine Tri-Clamp-Einrichtung umfasst.
  4. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Antriebskraft der Antriebseinheit (10) über eine Magnetkupplung an die Pumpeneinheit (11) übertragbar ist.
  5. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antriebseinheit (10) einen Elektromotor, insbesondere einen vorzugsweise bürstenlosen Gleichstrommotor umfasst.
  6. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Pumpeneinheit (11) zumindest im Wesentlichen aus Stahl, insbesondere Edelstahl, und/oder aus Kunststoff gefertigt ist.
  7. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Antriebswelle (15) eines Zahnrades (16) und/oder das angetriebene Zahnrad (16) selbst zumindest abschnittsweise hohl ausgebildet ist, insbesondere derart, dass eine Fluidverbindung zwischen Zahnrad (16) und einem Kupplungsteil (14), insbesondere Magnetkupplungsteil der Pumpeneinheit (11) hergestellt ist.
  8. Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine druckseitige Leitung (21) zum Abführen des Verarbeitungshilfsstoffes sowie eine von dieser druckseitige Leitung (21) abzweigende Verbindungsleitung vorgesehen sind, wobei die Verbindungsleitung einen Teil des Verarbeitungshilfsstoffes zu mindesten einem Getriebe- und/oder Kupplungsteil (14), insbesondere einem Magnetkupplungsteil fördert.
  9. Verwendung einer Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Fördern eines flüssigen Stoffes für die Herstellung von Nahrungsmitteln.
  10. Verfahren zum Fördern eines Verarbeitungshilfsstoffes, insbesondere eines flüssigen Produktes, für die Anwendung in der Nahrungsmittelindustrie, chemischen Industrie und/oder pharmazeutischen Industrie, wobei der Verarbeitungshilfsstoff mit einer Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 gefördert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine Welle (15) und/oder ein Kupplungsteil (14) der Pumpeneinheit (10) von dem Verarbeitungshilfsstoff durch- und/oder umströmt wird, wobei dazu vorzugsweise aus einer druckseitigen Leitung (21) ein Teil des Verarbeitungshilfsstoffes abgezweigt und zu dem Getriebeelement und/oder dem Kupplungsteil (14) geführt wird.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Antriebseinheit (10) und die Pumpeneinheit (11) aneinander geklemmt werden und wobei einzelne Elemente der Pumpeneinheit (11), nämlich ein Wandelement (26) und ein Hauptkörper (27), aneinander geklemmt werden.
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