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Die Erfindung betrifft eine Pumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine derartige Pumpe ist beispielsweise aus der
DE 33 40 295 A1 bekannt geworden.
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Pumpen werden häufig bei Werkzeugmaschinen zum Fördern von mit Metallspänen verunreinigten Kühlmitteln verwendet. Die Metallspäne bilden häufig Knäuel, die ein zuverlässiges Fördern des Kühlmittels behindern. Außerdem können sie die Pumpe negativ beeinträchtigen und diese blockieren. Aus diesem Grund ist es bekannt, Pumpen mit Schneidwerken zu kombinieren.
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Bei der aus der
DE 10 2008 031 842 B3 bekannten Pumpe sind ein Schneidlaufrad und ein Vorzerkleinerer vorgesehen, der durch einen axial vom Schneidlaufrad ausgehenden Wellenabschnitt angetrieben ist, wobei der Vorzerkleinerer von einem Ansaugstutzen der Pumpe umgeben ist, der zumindest auf einem Teil seiner Länge, in der Nähe des Vorzerkleinerers, einen nicht kreisförmigen Innenquerschnitt hat.
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Die bekannte Pumpe ist relativ aufwändig aufgebaut. Weiterhin führt das Zerkleinern von Metallspänen häufig zu Verschleiß, sodass der Vorzerkleinerer, der vorzugsweise aus gehärtetem Stahl mit einem Härtewert nach Rockwell von 60 HRC ausgebildet ist, häufig ausgetauscht werden muss, was sehr kostspielig ist.
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Aus der
DE 33 40 295 A1 ist eine Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, die mit stückigen Verunreinigungen durchsetzt sind, bekannt. Die Pumpe umfasst ein Pumpengehäuse, in dem ein Pumpenrad angeordnet ist. Vor einer Einlassöffnung ist ein Sieb angeordnet. Das Sieb ist konzentrisch zu einer Laufradwelle angeordnet. Die Welle ragt durch das Sieb hindurch und trägt ein Messer, welches in dichtem Abstand vor der Außenseite des Siebs rotiert.
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Aus der
DE 85 26 769 U1 ist eine Schmutzwasserpumpe mit einem Laufrad bekannt, welches in einem Pumpengehäuse angeordnet ist. Weiterhin sind mit dem Laufrad umlaufende Schneidmesser und ein feststehendes Gegenmesser, welches Durchgangsöffnungen aufweist, vorgesehen.
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Die
US 5,242,124 A offenbart eine Pumpe, die einen Stator aufweist, der außerhalb eines Laufrads angeordnet ist und Zähne aufweist. Durch Zusammenwirken des Laufrads mit dem Stator können Feststoffe in einer Flüssigkeit zerkleinert werden.
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Aus der
US 4,430,214 A ist eine Pumpe bekannt, die in einem Pumpengehäuse ein Laufrad aufweist. Auf der Laufradwelle ist außerhalb des Gehäuses vor einer Schneidplatte ein Schneidmesser vorgesehen.
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Die
US 2,245,035 A offenbart eine Pumpe mit einem Laufrad, welches eine spiralförmige Schneide mit einer Schneidkante aufweist. Ein Teil des Pumpengehäuses weist Gegenmesser auf, die mit dem Laufrad zusammenwirken.
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Aus der
GB 584 395 A ist eine Pumpe bekannt, die ein Schneidwerk umfassend einen Schneidwerkskörper mit Schneiden und eine Schneidplatte aufweist. In dem Pumpengehäuse ist ein Laufrad vorgesehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute Pumpe bereitzustellen, die die oben beschriebenen Nachteile vermeidet und zum Fördern von mit Metallspänen verunreinigten Kühlmitteln geeignet ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dadurch ist es möglich, bei Verschleiß lediglich eine Schneidplatte auszutauschen. Es muss nicht der gesamte Schneidwerkskörper bzw. das gesamte Schneidwerk ausgewechselt werden. Schneidplatten können wesentlich günstiger hergestellt werden als gesamte Schneidwerkskörper. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Pumpe ein Schneidwerkskörper verwendet werden, der aus kostengünstigerem Material hergestellt ist als die Schneidplatte. Stumpfe Schneidplatten können entnommen und nachgeschliffen und anschließend wieder verwendet werden. Da für die Schneidelatten ein relativ geringer Materialbedarf besteht, können die Schneidplatten aus einem sehr hochwertigen, verschleißfesten Material hergestellt werden. Der Schneidwerkskörper kann vorzugsweise zwei Flügel aufweisen, wobei an jedem Flügel eine Schneidplatte mit einer Schneidkante vorgesehen sein kann. Die Schneidplatten können vorzugsweise mit dem Schneidwerkskörper verschraubt sein.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Schneidwerkskörper zumindest an seiner dem Laufrad abgewandten Seite kanten- und/oder vorsprungsfrei ausgebildet ist. Dadurch kann vermieden werden, dass sich Späne verhaken. Das Blockieren des Schneidwerks kann dadurch verhindert werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Schneidwerkskörper mittels einer Schraube stirnseitig an dem Wellenabschnitt befestigt ist, wobei die Schraube vollständig im Schneidwerkskörper versenkt ist. Auch dadurch wird verhindert, dass sich Späne verhaken können und das Schneidwerk blockiert wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerk eine Schneidscheibe umfasst, die der Wellenabschnitt durchdringt und die mehrere Durchgangsöffnungen aufweist. Durch den Schneidwerkskörper mit daran befestigten Schneidplatten werden Späneknäuel (im Hammerprinzip) zerschlagen. Dadurch werden zu große Fremdteile von der eigentlichen Pumpe fern gehalten. Dadurch, dass der Schneidwerkskörper mit den Schneidplatten gegen die Schneidscheibe läuft, werden Späne geschnitten. Die Späne werden dann mit der Flüssigkeit durch die Durchgangsöffnungen der Schneidscheibe eingezogen oder eingesaugt und dabei gebrochen oder geschnitten.
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Eine besonders wirkungsvolle Zerkleinerung der Späne bzw. Spanknäuel ergibt sich, wenn zumindest einige Durchgangsöffnungen als Langloch oder rundes Loch ausgebildet sind. Dabei können die Langlöcher eine Breite ≤ 12 mm und die runden Löcher einen Durchmesser ≤ 12 mm aufweisen. Die Größe, Anzahl und Anordnung der Durchgangsöffnungen ist dabei so gewählt, dass eine Dosierung des in die Pumpe gelangenden Schneidgutes erfolgen kann. Weiterhin sind die Durchgangsöffnungen vorteilhafterweise so gewählt, dass das Pumpeninnere vor zu großen Teilen geschützt wird. Teile, wie z. B. abgebrochene Bohrer, können dadurch nicht in die Pumpe gelangen und das Laufrad, das vorzugsweise als offenes Laufrad ausgebildet ist, nicht beschädigen. Die Schneidscheibe ist vorzugsweise gehärtet und dadurch sehr verschleißfest.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Pumpe ein Pumpengehäuse aufweist, in dem das Laufrad angeordnet ist, und der Schneidwerkskörper außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch wird eine einstufige Kreiselpumpe in kompakter Blockbauform mit vorgebautem Schneidwerk realisiert. Das vorgesetzte Schneidwerk sitzt auf der verlängerten Pumpenwelle, zerschlägt Späneknäuel und schneidet die Späne. Dadurch können Späne vor dem Eintritt in die Pumpenhydraulik zerkleinert werden. Die Pumpe kann dadurch verstopfungsfrei arbeiten und gute Saugeigenschaften aufweisen.
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Es ist eine Verschleißplatte im Pumpengehäuse vorgesehen. Vorzugsweise ist die Verschleißplatte im Pumpengehäuse so angeordnet, dass das Laufrad gegen die Verschleißplatte läuft. Insbesondere kann die Verschleißplatte in Pumpenwellenrichtung gesehen zwischen dem Laufrad und dem Schneidwerk, also auf der dem Schneidwerk zugewandten Seite des Laufrads angeordnet sein. Bei Pumpen, die keine Verschleißplatten aufweisen, kommt es häufig zu einem erhöhten Verschleiß des Pumpengehäuses durch die mit dem Kühlmittel geförderten Späne. Wenn Verschleiß am Pumpengehäuse auftritt, führt dies dazu, dass die gesamte Pumpe ausgetauscht werden muss. Wird jedoch eine Verschleißplatte eingesetzt, insbesondere an einer Stelle, wo besonders viel Verschleiß auftritt, so ist es ausreichend, die Verschleißplatte auszutauschen. Es muss nicht die gesamte Pumpe getauscht werden, wenn Verschleiß auftritt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Verschleißplatte zumindest eine Brechkante oder zumindest eine Nut aufweist. Die Brechkanten und Nuten dienen zum Abkratzen der Späne von den Laufradschaufeln. Dadurch kann der Verschleiß am Laufrad reduziert werden. Weiterhin wird dadurch der blockierungsfreie Betrieb der Pumpe sichergestellt.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn ein wartungsfreies Gleitlager, insbesondere aus SiC, für die das Laufrad tragende Welle zur Lagerung der Welle im Pumpengehäuse vorgesehen ist. Dabei kann das Gleitlager mediumgeschmiert, also durch die zu fördernde Flüssigkeit, insbesondere Kühlmittel, geschmiert sein. Dadurch wird ein schockfreier Betrieb beim Schneidprozess sichergestellt. Ein wartungsfreies Gleitlager hat insbesondere dann Vorteile, wenn eine relativ lange Pumpenwelle eingesetzt wird, beispielsweise weil ein Antrieb der Welle relativ weit vom Laufrad entfernt angeordnet ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Pumpe als Tauchpumpe eingesetzt wird. Die erfindungsgemäße Pumpe kann insbesondere senkrecht als Tauchpumpe am Behälter eingebaut werden. Weiterhin ist es denkbar, die Pumpe waagrecht, als trocken aufgestellte Blockpumpe am Behälter, der die zu fördernde Flüssigkeit enthält, zu montieren.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe;
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2 eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Pumpe;
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3 ein Schneidwerk einer erfindungsgemäßen Pumpe;
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4 eine Ansicht von unten auf einen Schneidwerkskörper;
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5 eine weitere Ansicht des Schneidwerkskörpers;
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6 eine perspektivische Darstellung einer Verschleißplatte.
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Die 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe 1. Die Pumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 2 auf, in dem eine Verschleißplatte 3 angeordnet ist. Ein Laufrad 4 läuft gegen die Verschleißplatte 3. Das Laufrad 4, welches in der gezeigten Ausführungsform nicht als Schneidlaufrad ausgebildet ist, sondern als offenes Laufrad, ist im Pumpengehäuse 2 angeordnet. Es ist auf einer Pumpenwelle 5 drehfest angeordnet. Die Pumpenwelle 5 ist über ein Gleitlager 6 im Pumpengehäuse 2 gelagert. Dem Pumpengehäuse 2 vorgelagert ist ein Schneidwerk 7, wobei an einem von dem Laufrad 4 ausgehenden Wellenabschnitt 8 ein Schneidwerkskörper 9 vorgesehen ist, der gegen eine Schneidscheibe 10 läuft. Die Schneidscheibe 10 schließt das Pumpengehäuse 2 nach unten hin ab.
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Der Schneidwerkskörper 9 ist über eine Schraube 11 mit dem Wellenabschnitt 8 verbunden.
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Der Schnittdarstellung der 2 ist zu entnehmen, dass die Pumpe 1 in einem Behälter 15 angeordnet ist. In dem Behälter 15 ist eine Flüssigkeit, beispielsweise Kühlflüssigkeit, angeordnet, die durch die Pumpe 1 angesaugt und in Pfeilrichtung 16 aus dem Pumpengehäuse 2 gefördert wird. In der 2 ist deutlich zu erkennen, dass die Pumpenwelle 5 relativ lang ausgebildet sein kann. Ein entsprechender Antrieb für die Pumpenwelle 5 ist oberhalb des Behälters 15 angeordnet und hier nicht dargestellt. Späneknäuel 17 sind in der 2 nur angedeutet. Diese werden durch das Schneidwerk 7 zerschlagen, sodass Späne zusammen mit Flüssigkeit durch die Schneidscheibe 10 hindurch in den Innenraum 18 der Pumpe 1 gefördert werden. Insbesondere werden Flüssigkeit und Späne durch das Laufrad 4 angesaugt. Das Laufrad 4 weist einen geringen Abstand zur Verschleißplatte 3 auf. Ebenso weist der Schneidwerkskörper 9 einen geringen und einstellbaren Abstand zur Schneidscheibe 10 auf. Zu erkennen ist auch, dass die Pumpenwelle 5 über das Gleitlager 6 im Pumpengehäuse 2 gelagert ist. Die Schraube 11 ist vollständig im Schneidwerkskörper 9 versenkt.
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Die 3 zeigt eine Ansicht von unten des Schneidwerkskörpers 9. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Schneidwerkskörper 9 zwei Flügel 9.1, 9.2 auf, wobei an jedem Flügel 9.1, 9.2 eine Schneidplatte 20, 21 lösbar befestigt ist. Die Schneidplatten 20, 21 sind aus verschleißfesterem und härterem Material ausgebildet als der Schneidwerkskörper 9. Werden die Schneidkanten der Schneidplatten 20, 21 stumpf, so können diese ausgetauscht werden. Der Schneidwerkskörper 9 kann jedoch mit neuen oder geschliffenen Schneidplatten 20, 21 wieder verwendet werden. Vorzugsweise sind die Schneidplatten 20, 21 mit dem Schneidwerkskörper 9 verschraubt.
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Der Darstellung der 4 kann man entnehmen, dass die Schraube 11 vollständig im Schneidwerkskörper 9 versenkt ist, sodass sich keine Vorsprünge oder Kanten ergeben, an denen sich Späne verhaken könnten. Insbesondere ist der Schneidwerkskörper 9 weitestgehend kanten- und vorsprungsfrei ausgebildet.
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Die 5 zeigt nochmals eine Darstellung des Schneidwerks 7. Hier ist zu erkennen, dass die Schneidscheibe 10 mehrere Durchgangsöffnungen aufweist, wobei zumindest einige Durchgangsöffnungen 24 als Langlöcher und zumindest einige Durchgangsöffnungen 25 als runde Löcher ausgebildet sind. Die Anordnung, Anzahl und Größe der Durchgangsöffnungen 24, 25 ist so gewählt, dass eine Dosierung des Schneidgutes in die Pumpe 1 erfolgen kann. Außerdem sind sie so dimensioniert, dass das Pumpeninnere vor zu großen Teilen geschützt wird.
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Die 6 zeigt eine Verschleißplatte 3 in perspektivischer Darstellung. Die Verschleißplatte 3 wird im Pumpengehäuse 2 ortsfest angeordnet. Sie weist Brechkanten 26, 27 und Nuten 28, 29 auf, die dafür sorgen, dass Späne von den Laufradschaufeln abgekratzt werden und das Laufrad 4 nicht blockieren.
