DE2215476C3 - Exzenter-Schneckenpumpe - Google Patents

Description

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kung ^ale'^ne^^u F^enter-Schneckenpumpen die Ex-

^lerdingv , des ttotore imPrinzip beliebig klein gewählt zentnzuat des Rowrs im ^^ ^ ^ ^

dem sia" gebiSen beim Umlauf des Rotors in des-η Ksrichtung wandernden Kammern entspre-^S! α mZv werden und ein stärkeres Zerquetschen chend schlank werden _u ^ verhältnismäßig

^VOn Z Körpern wie Trauben od. dgl. ermöglichen. ^eTverringeie Exzentrizität des Rotors vermindert Kn ieaoch unter sonst gleichen Bedingungen die Forderung der Exzenter-Schneckenpumpe, wahrend sich gleichzeitig die Gefahr des Verstopfens vergro-

^ß Gefahr des Verstopfens durch faserige Bestandim Fördergut wird bei einer bekannten

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mit einem spiraligen, pg Vlesser ausgebildet ist und mit einem am Puitipengenluse beSgten Schneidring zusammenwirkt, dessen öffnung Se gezahnte oder gewellte Schneidkante aufwe s" Die äußere Mantelfläche des Schneidrades .st zy-Hndrisch und hat von der ebenfalls zyl.ndrischen Innenwand des Pumpengehäuses einen Mindestabstand, der erheblich kleiner als die Exzentrizität des Rotors ist. Fine nennenswerte Quetschwirkung kann jedoch im R ngräum zw Sen dem Schneidrad und dem Pumpen-Ringraurrizw Bestandteile des Fördergutes

Abt werden dulses im wesentlichen durch die öffnung des Schneidrades strömt und das Schne.drad

Die Erfindung betrifft eine Exzenter-Schneckenpumpe mit einem hohlschneckenförmigen Stator und einem in bezug auf die Statorachse exzentrisch angeordneten, schneckenförmigen Rotor, der einen Gewindegang weniger aufweist als der Stator und in diesem eine Drehbewegung um die Rotorachse und gleichzeitig eine gegenläufige Kreisbewegung der Rotorachse um die Statorachse ausführt, an der ein gleichachsig mit dem Rotor in einem vom Fördergut durchströmten Pumpengehäusc angeordneter Rotationskörper teilnimmt, der zwischen sich und dem Innenraum des Pumpengehäuses einen Ringraum freiläßt, dessen radiale Tiefe an der engsten Stelle kleiner als die Exzentrizität und an der ^r^er^:=^

lle mit einer antriebswellense.t.gen Gelenk-SLp und einer rotorseitigen Gelenkkupplung an-Seben wird, weist die rotorseitige Gelenkkupplung dnen gleichachsig am Rotor befestigten Rotationskor per J der mit einem gleichachsig an der Gelenkwell« be esigten Rotationskörper durch eine Manschette au Hnem Elastomer verbunden ist. Der erste Rotations körper, der im Gegensatz zu dem zweiten unu üc. v« lenkwelle genau dieselbe Bewegung wie der Rotor aus föhrHäßt zwischen sich und der Innenwand des Pum pengehäuses ebenfalls einen Ringraum frei, dessen rs

diale Tiefe an der engsten Stelle kleiner als die l-'wentrizität und an der weitesten Stelle kleiner als das Dreifache der Exzentrizität ist. Die Lange des am Rotor befestigten Rotationskörpers ist auch hier gering im Vergleich mit dem Weg, den das Fördermedium bei ' jeder Umdrehung des Rotors zurücklegt; das Fördergut strömt deshalb im wesentlichen unbehindert an diesem Rotationskörper vorbei.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Exzenter-Schneckenpumpe derart weiterzubilden, daß sie i> zum Anquetschcn von im Fördergut enthaltenen weichen Festkörpern, insbesondere Trauben, geeignet, dabei aber nicht der Gefahr des Verstopfens ausgesetzt ist und die für Exzenter-Schneckenpumpen kennzeichnende Eigenart beibehält, das Fördergut schonend, ι ohne übermäßige Quetschwirkung, zu fördern.

Diese Aufgabe ist bei einer Exzenter-Sehiieekenpumpe der eingangs beschriebenen Art iwindungsyemäß dadurch gelöst, daß der Rotationskörper eine Quetschwalze ist, deren Länge zumindest ebenso groß : wie die Ganghöhe des Rotorgewindes ist, und das Pumpengehäuse sich über die Länge der Quetschwalze erstreckt.

Der Rotor wird, während er sich um seine eigene Achse dreht, vom Stator genau in einer Kreisbahn geführt, so daß die mit dem Rotor verbundene Quetschwalze ebenfalls eine genaue Kreis- oder Planetenbeweeung um die Verlängerung der Statorachse ausführt und da^ei den vorgegebenen Abstand von der Innenwand des Pumpengehäuses auch nach langer Betriebsdauer verhältnismäßig genau einhält. Dieser Abstand läßt sich durch Bemessung des Innendurchmessers des Pumpengehäuses und des Außendurchmessers der Quetschwalze so festlegen, daß im Fördergut enthaltene weiche Festkörper in einem für die Entsaftung oder sonstiee Aufbereitung erforderlichen Maß angequetscht, nicht aber völlig zerquetscht werden. Die Quetschwalze ist im Gegensatz zu bekannten, gleichachsig mit dem Rotor verbundenen Rotationskörpern lang genug, um im Fördergut enthaltene Festkörper, insbesondere Weintrauben, nicht nur zufällig, sondern systematisch zu erfassen und anzuquetschen.

Die erfindungsgemäße Exzenter-Schneckenpumpe ist bei druckseitiger Anordnung der Quetschwalze zum Fördern und sanften Anquetschen unentrappter Weintrauben besonders geeignet, da die Rappen während des Durchgangs durch den Stator im wesentlichen parallel zu dessen Achse orientiert werden und in dieser Orientierung beim anschließenden Durchgang durch den Ringraum zwischen der Quetschwalze und der Innenwand des Pumpengehäuses weniger stark geknickt und gequetscht werden als in einer üblichen Sternwalzenmühle, in die sie ohne jede Vororientierung gelangen.

Es ist zweckmäßig, wenn die Quetschwalze und/oaer die Innenwand des Gehäuses Längsrippen aufweist. Die Längsrippen verhindern, daß glatte, annähernd kugelförmige Körper wie Weintrauben. Johannisbeeren oder andere Früchte der Quetschwalze in Richtung ihrer Kreisbewegung ausweichen.

Die Längsrippen brauchen nicht genau achsparallel zu sein: es kann zweckmäßig sein, wenn sie wendelförmig angeordnet sind Die aus dem Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor in das Pumpengehäuse austretende Strömung des Fördergutes hat einen bestimmten, von der Kreisbewegung des Rotors hervorgerufenen Drall. Wenn die Längsrippen diesem Drall entgegengerichtet sind, dann haben sie die Wirkung.

den Drall und damit auch die Stromungsgeschwindigkeit des Fördergutes im Ringraum zwischen der Quetschwalze und dem Pumpengehäuse zu vermindern, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß sämtliche losen Festkörper an die schmälste Stelle des Ringraumes gelangen und dort in der gewünschten Weise angequetscht werden. Dies ist vor allem für enirappte Trauben von Bedeutung. Beim Verarbeiten unentrappter Trauben kann es indessen zweckmäßiger sein, wenn die Steigungsrichiung der Längsrippen so gewählt ist. daß sie mit der Strömungsrichtung des aus dem Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor in das Pumpengehäuse austretenden Fördergutes übereinstimmt. Die im genannten Zwischenraum vor-

orientierten Rappen liegen dann in der Strömung im wesentlichen parallel zu den Längsrippen der Quetschwalze und sind demzufolge der bei gegebenem Außendurchmesser der Quetschwalze und Innendurchmesser des Pumpengehäuses geringstmöglichen Quetschwir-

kung ausgesetzt, w ährend die Trauben selber noch hinreichend angequetschi werden.

Die Längsrippen des Rotors können ein Sägezahnprofil mit in Drehrichtung des Rotors weisenden Steuer. Flanken aufweisen: hierdurch sind sie noch besser geeignet, die im Fördergut enthaltenen Körper, die angequetscht werden sollen, zu erfassen und an die engste Stelle des Ringraumes zwischen der Quetschwalze und dem Pumpengehäuse zu bringen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die ic Quetschwalze am druckseitigen Ende des Rotors frei drehbar gelagert und weist eine Außenverzahnung auf. die in eine entsprechende Innenverzahnung des Pumpengehäuses eingreift. Bei dieser Ausführungsform ist die Gefahr von Verstopfungen besonders gering: beim Ji Verarbeiten unentrappier Trauben besteht trotzdem nicht die Gefahr, daß die Rappen zwischen den Verzahnungen der Quetschwalze und des Pumpengehäuses übermäßig gequetscht werden, da die Rappen in der beschriebenen Weise voroneniiert sind. Die Innenverzahnung des Gehäuses ist zweckmäßigerweise an einer im Gehäuse auswechselbar befestigten Buchse ausgebildet

Die Quetschwalze und/oder die Buchse besteht vorzugsweise aus einem Elastomer.

Die Erfindung \» ird im folgenden an Hand schemauscher Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In den Zeichnungen

zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Axialschnitt durch eine Exzenter-Schneckenpumpe.

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1. F i g. 3 einen ähnlichen Ausschnitt bei einer zweiten ■\usfuhrungsform,
F i g. 4 einen Querschnitt in der senkrechten Ebene

55 IV-IV in F i g. 3.

F i g. 5 einen der F i g. 2 ähnlichen Ausschnitt bei einer dritten Ausführungsform.

F i g. 6 einen Querschnitt in der senkrechten Ebene VI-VHn Fig. 5.

60 Die in Fig.! und 2 dargestellte Exzenter-Schnekkenpumpe hat einen schnecken- oder wendeiförmigen Rotor 12. der sich in einem hohlschneckenförmigen Stator 14 um seine eigene Achse 16 dreht und außerdem eine gegenläufige Kreisbewegung um die zur Ro-

ti? lorachse Ί6 parallele Achse i8 des Stators ausführt. Das Fördergut wird infolge dieser Bewegung des Rotors durch einen Saugstutzen 20 angesaugt und an ein rohrförmiges Pumpengehäuse 22 abgegeben, das einen

Druckstutzen 20' aufweist.

Der Rotor 12 erhält seine Drehbewegung um die Rotorachse 16 von einer Antriebswelle 24, die in einem Lagergehäuse 26 koaxial zum Stator 14 gelagert und mit dem Rotor durch eine erste Gelenkkupplung 28. eine Gelenkwelle 30 und eine zweite Gelenkkupplung 28' verbunden ist.

Der Stator 14 weist ein Innengewinde 32 auf, das zum Rotor 12 paßt, aber aus zwei Gewindegängen besteht, während der Rotor nur einen Gewindegang aufweist. Das Innengewinde 32 ist an einer außen zylindrischen Hülse 34 aus einem Elastomer ausgebildet und führt den Rotor 12 bei seiner Drehung um die Rotorachse 16 derart, daß er zugleich eine gegenläufige Kreisbewegung um die Statorachse 18 ausführt. Die Hülse 34 ist unter radialer Vorspannung in ein zylindrisches Metallrohr 36 eingesetzt.

Das Pumpengehäuse 22 ist einerseits mit dem Lagergehäuse 26 und andererseits mit dem Metaltrohr 36 verschraubt und bildet somit eine starre Verbindung zwischen beiden. An das Lagergehäuse 26 kann ein nicht dargestellter Untersetzungsgetriebemotor, der die Antriebswelle 24 antreibt, unmittelbar angeflanscht sein. Am Metallrohr 36 ist ein Tragbügel 38 befestigt, der bei der dargestellten waagerechten Anordnung der Pumpe in Verbindung mit einem am Pumpengehäuse 26 ausgebildeten Fuß 40 auch als Fuß dienen kann.

Von der Gelenkkupplung 28 ist in F i g. 2 nur ein Gehäuse sichtbar, das mit einem am druckseitigen Ende des Rotors 12 ausgebildeten Flansch 42 verschraubt ist. Auf das außenzylindrische Gehäuse der Gelenkkupplung 28 ist gemäß F i g. 2 eine hohle Quetschwalze 44 spielfrei aufgeschoben. Die im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 außen zylindrische Quetschwalze 44 umschließt die Gelenkkupplung 28 auf ihrer gesamten 3s Länge und erstreckt sich bis in den Bereich des Auslaßstutzens 20', so daß sie auch einen Abschnitt der Gelenkwelle 30 mit dem im Hinblick auf die Bewegungen der Gelenkwelle erforderlichen radialen Spiel umschließt. An der Innenseite der insgesamt im wesentlichen rohrförmigen Quetschwalze 44 ist ein Flansch 46 ausgebildet, der mit achsparallelen Schrauben 48 an der vom Rotor 12 abgewandten Stirnseite des Gehäuses der Gelenkkupplung 28 auswechselbar befestigt ist.

Der Rotor 12 ist in den Zeichnungen jeweils im obersten Punkt der von der Rotorachse 16 um die Statorachse 18 beschriebenen Kreisbahn dargestellt; der als Exzentrizität e bezeichnete Abstand der Rotorachse 16 von der Statorachse 18 ist somit auch in den Axialschnitt/.eichnungen in voller Größe sichtbar. In dieser Stellung ist der zwischen der Innenwand des Pumpengehäuses 22 und der Quetschwalze 44 freibleibende exzentrische Ringraum im Bereich der obersten Mantcllinic der Quetschwalze am engsten; bei der Kreisbewegung des Rotors 12, an der die Quetschwalze 44 teilnimmt, wandert diese Engstelle ebenfalls kreisförmig, so daß in jeder Drchwinkelstellung des Rotors eine andere Mantellinie der Innenwand des Pumpengehäuses 22 mit einer anderen Mantellinie der Quetschwalze die engste Stelle des Ringraumes bildet. Die Breite des f,₀ Ringraumes ist an der engsten Stelle kleiner als - im Beispiel gemäß F i g. 2 etwa halb so groß wie - die Exzentrizität e. Die in jeder Winkelstellung des Rotors 12 größte radiale Breite des Ringraumes zweischen der Quetschwalze 44 und der Innenwand des Pumpengehäuses 22 ist kleiner als das Dreifache der Exzentrizität c und beträgt im Beispiel gemäß F ig. 2 etwa das Zweieinhalbfache von e.

Die in F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in F i g. 1 und 2 dargestellten nur dadurch, daß an Stelle der außen glatten, zylindrischen Quetschwalze 44 eine Quetschwalze 44' vorgesehen ist, die an ihrer Außenseite steilgängig gewcndelte Längsrippen 50 aufweist Die Steigungsrichtung der Längsrippen 50 ist der Richtung des in F i g. 3 mit einem Pfeil 52 bezeichneten Dralls der vom Rotor 12 erzeugten Fördergutströmung entgegengerichtet, so daß die Längsrippen bestrebt sind, den Drall dieser Strömung zu beseitigen und in der Strömung enthaltene Körper in den Bereich des geringsten Abstands zwischen der Quetschwalze 44' und der Innenwand des Gehäuses 22 zu ziehen. Dieses Bestreben wird dadurch unterstützt, daß die Längsrippen 50 gemäß F i g. 4 ein sägezahnartiges Profil aufweisen, dessen steile, im wesentlichen radiale Flanke in der mit einem Pfeil 54 bezeichneten Drehrichtung des Rotors 12 nach vorn weist. Die erstrebte Wirkung, daß die im Fördergut enthaltenen Körper wie Weintrauben od. dgl. zwischen der Quetschwalze und der Innenwand des Pumpengehäuses 22 angequetscht werden, wird noch dadurch gefördert, daß die Richtung der Kreisbewegung der Rotorachse 16 um die Statorachse 18, wie in Fig.4 mit einem Pfeil 56 angedeutet, der Drehrichtung 54 des Rotors entgegengesetzt ist.

Bei der in F i g. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist eine Quetschwalze 44" vorgesehen, die sich von der Quetschwalze 44 in F i g. 1 und 2 dadurch unterscheidet, daß sie nicht am Gehäuse der Gelenkkupplung 28 befestigt, sondern auf diesem frei drehbar gelagert ist und eine Außenverzahnung 50' aufweist. Das Gehäuse der Gelenkkupplung 28 ist von einer Büchse 58 aus einem Werkstoff mit guten Lagereigenschaften, beispielsweise Poliamid oder einem Sinterwerkstoff umschlossen; auf dieser Büchse 58 ist die Quetschwalze 44" mit ihrem dem Rotor 12 zugewandten Teil gelagert. An der vom Rotor 12 abgewandten Stirnseite des Gehäuses der Gelenkkupplung 28 ist eine Nabe 60 befestigt, die ebenfalls eine Büchse 62 mit guten Lagereigenschaften trägt, auf der die Quetschwalze 44" mit ihrem vom Rotor 12 abgewandten Teil gelagert ist. Auf die Nabe 60 ist ein Ring 64 aufgeschraubt, der zusammen mit einem Bund 65 der Nabe 60 die Quetschwalze 44" gegen axiale Verschiebung sichert.

Die Außenverzahnung 50' der Quetschwalze 44" kämmt mit einer Innenverzahnung 66, die an einer ir das Pumpengehäuse 22 mit Preßsitz eingesetzten Buch se 68 ausgebildet ist. Die Buchse 68 ist durch eine radia in das Pumpengehäuse 22 eingeschraubte Schraube 7( daran gehindert, sich zu drehen oder axial zu verschic ben. Die Quetschwalze 44" wälzt sich deshalb wie eil Planetenzahnrad an der Innenverzahnung 66 der Buch se 68 ab.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Exzenter-Schneckenpumpe mit einem hohlschneckenförmigen Stator und einem in bezug auf die Statorachse exzentrisch angeordneten, schnekkenförmigen Rotor, der einen Gewindegang weniger aufweist als der Stator und in diesem eine Drehbewegung um die Rotorachse und gleichzeitig eine gegenläufige Kreisbewegung der Rotorachse um die Statorachse ausführt, an der ein gleichachsig mit dem Rotor in einem vom Fördergut durchströmten Pumpengehäuse angeordneter Rotationskörper teilnimmt, der zwischen sich und der Innenwand des Pumpengeiiäuses einen Ringraum freiläßt, dessen radiale Tiefe an der engsten Stelle kleiner als die Exzentrizität und an der weitesten Stelle kleiner als das Dreifache der Exzentrizität des Rotors ist, d a durch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper eine Quetschwalze (44, 44'; 44") ist, deren 2c Länge zumindest ebenso groß wie die Ganghöhe des Rotorgewindes ist, und das Pumpengehäuse (22) sich über die Länge der Quetschwalze erstreckt.

2. Exzenter-Schneckenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschwalze (44'; 44") und/oder die Innenwand des Pumpengehäuses (22) als Längsrippen (50; 50') aufweist.

3. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (50) wendelförmig angeordnet sind.

4. Exzenter-Schneckenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (50) der Quetschwalze (44'; 44") ein Sägezahnprofil mit in Drehrichtung (54) des Rotors (12) weisenden stellen Flanken aufweisen.

5. Exzenter-Schneckenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschwalze (44") am druckseitigen Ende des Rotors (12) frei drehbar gelagert ist und eine Außenverzahnung (50') aufweist, die in eine entsprechende Innenverzahnung (66) des Pumpengehäuses (22) eingreift.

6. Exzenter-Schneckenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung (66) des Pumpengehäuses (22) an einer im Pumpengehäuse auswechselbar befestigten Buchse (68) ausgebildet ist.

7. Exzenter-Schneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschwalze (44; 44'; 44") und/oder die Buchse (68) aus einem Elastomer besteht.

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