DE102005014348B3

DE102005014348B3 - Pumpe mit Schneidlaufrad und Vorzerkleinerer

Info

Publication number: DE102005014348B3
Application number: DE102005014348A
Authority: DE
Inventors: Peter Wagner
Original assignee: Brinkmann Pumpen KH Brinkmann GmbH and Co KG
Current assignee: Brinkmann Pumpen KH Brinkmann GmbH and Co KG
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: WO2006099921A1; KR100897031B1; TWI394897B; KR20070117560A; US20080152481A1; JP4589411B2; CN100532857C; CA2599166C; EP1861624A1; ES2337392T3; BRPI0609398A2; US7811051B2; ATE455246T1; EP1861624B1; TW200634237A; DE602006011720D1; CN101142411A; BRPI0609398B1; MX2007011682A; JP2008530426A

Abstract

Pumpe mit einem Schneidlaufrad (38), zugehörigen Gegenmessern (40) und einem Vorzerkleinerer (48), der durch einen axial vom Schneidlaufrad (38) ausgehenden Wellenabschnitt (46) angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmesser (40) mindestens eine in Längsrichtung des Wellenabschnitts (46) verlaufende Schneide (52) tragen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Schneidlaufrad, zugehörigen Gegenmessern und einem Vorzerkleinerer, der durch einen axial vom Schneidlaufrad ausgehenden Wellenabschnitt angetrieben ist.
Aus der Praxis ist eine Pumpe dieser Art bekannt, die beispielsweise in Werkzeugmaschinen zum Fördern von mit Metallspänen verunreinigten Kühlschmierstoffemulsionen eingesetzt wird. Bei dieser Pumpe handelt es sich um eine Kreiselpumpe, die zusätzlich zum Radial-Laufrad ein vorgelagertes Axial-Laufrad aufweist, das als Schneidlaufrad ausgebildet ist und am stromaufwärtigen Ende Schneidkanten besitzt, die mit radial in der Ansaugöffnung angeordneten stationären Gegenmessern zusammenwirken, so daß angesaugte Späne und sonstige Verunreinigungen abgeschert und zerkleinert werden können. Durch den Vorzerkleinerer werden grobe Verunreinigungen zerhackt, bevor sie vom Axiallaufrad angesaugt und weiter zerkleinert werden.

Eine Pumpe der eingangs genannten Art ist auch aus DE 26 18 559 C3 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe der oben genannten Art zu schaffen, die weiter verbesserte Zerkleinerungseigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenmesser mindestens eine in Längsrichtung des Wellenabschnitts verlaufende Schneide tragen.

Diese Schneide dient insbesondere zum Zerkleinern von faserigem Material wie langen Metallspänen, Fäden von Putzlappen und dergleichen, die andernfalls die Tendenz hätten, sich fest um den Wellenabschnitt zu wickeln. Durch die vom Vorzerkleinerer bewirkte Verwirbelung des in den Ansaugstutzen einströmenden Mediums, durch die Sogwirkung des Axiallaufrades und durch die Scherwirkung des Schneidlaufrades und der Gegenmesser werden auf die Fasern solche Kräfte ausgeübt, daß sie fest gegen die Schneide gezogen und dann von der Schneide durchtrennt werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich die Fasern dauerhaft an dem rotierenden Wellenabschnitt festsetzen, und es wird so eine größere Robustheit der Pumpe bei bei Medien erreicht, die stark mit faserförmigem Material verunreinigt sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bevorzugt tragen die stationären Gegenmesser eine Hülse, die den rotierenden Wellenabschnitt umgibt und schützt und an deren äußerem Umfang die im wesentlichen axial verlaufende Schneide oder vorzugsweise mehrere solcher Schneiden ausgebildet sind.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Schneidkanten der Gegenmesser und/oder die entsprechenden Schneidkanten des Schneidlaufrades gezackt, so daß sie das zu zerkleinernde Material besser erfassen. Insbesondere haben gezackte Schneidkanten am Schneidlaufrad den Effekt, daß sie das faserförmige Material in Umfangsrichtung mitnehmen und es auf diese Weise fest gegen den Umfang der Hülse und damit gegen die Schneide ziehen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe; und
2 die Pumpe nach 1 in einer Ansicht von unten.
Die in 1 dargestellte Kreiselpumpe weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10 auf, das am unteren Ende mit einem angeflanschten Kopfstück 12 versehen ist und mit diesem Kopfstück 12 in ein nicht gezeigtes Flüssigkeitsbecken im Maschinenbett einer Werkzeugmaschine eintaucht. In dem Kopfstück 12 ist eine Pumpenkammer 14 ausgebildet, die ein Radial-Laufrad 16 aufnimmt. In dem Gehäuse 10 ist koaxial eine Welle 18 gelagert, deren oberes Ende mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor verbunden und in nicht gezeigten Festlagern gelagert ist. Diese bestimmen die axiale Position der Welle 18. Auf die Welle 18 ist das Radial-Laufrad 16 aufgekeilt. An einer Wand des Kopfstücks 12, die den unteren Bereich der Pumpenkammer 14 bildet, ist ein koaxial zu dem Laufrad 16 und der Welle 18 nach unten vorspringender Ansaugstutzen 20 ausgebildet, der von einen Einlauftrichter 22 umgeben ist.
Das Laufrad 16 ist ein halboffenes Laufrad, das mit nach unten offenen Flügeln 24 bestückt ist. Diese sind derart angestellt, daß die Flüssigkeit über den Ansaugstutzen 20 angesaugt wird (Pfeil A) und dann radial nach außen in eine Ringkammer 26 oberhalb des äußeren Umfangs der Pumpenkammer 14 gefördert wird. Aufgrund des so in der Ringkammer 26 erzeugten Flüssigkeitsdrucks strömt die Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles B in einem in dem Gehäuse 10 ausgebildeten Steigkanal 28 nach oben zu einem nicht gezeigten Pumpenauslaß.
An der inneren Seitenwand des Ansaugstutzens 20 stehen mehrere in der Wand des Ansaugstutzens 20 in Umfangsrichtung verteilte Entlüftungskanäle 30 mit der Pumpenkammer 14 in Verbindung. Am unteren Ende des Ansaugstutzens 20 ist eine Einlaßplatte 32 angeordnet, an deren Unterseite die Entlüftungskanäle 30 enden. Die Einlaßplatte 32 schließt die Pumpenkammer 24 nach unten ab und weist eine Einlaßöffnung 34 auf (2).
In dem Ansaugstutzen 20 ist auf der Welle 18 ein mit schraubenförmig ausgebildeten Flügeln 36 bestücktes, als Axial-Laufrad ausgebildetes Schneidlaufrad 38 angeordnet. Das Schneidlaufrad 38 fördert die Flüssigkeit vom unteren Ende des Ansaugstutzens 20 durch die Einlaßöffnung 34 axial nach oben in den inneren Bereich der Pumpenkammer 14. Auf diese Weise wird die Förderleistung der Pumpe stark erhöht.
2 zeigt die Pumpe in einer Ansicht von unten. In der Einlaßöffnung 34 erkennt man drei Flügel 36 des Schneidlaufrades. Die Einlaßplatte 32 bildet zwei radial von außen in die Einlaßöffnung 34 hineinragende Gegenmesser 40, die mit gezackten Schneidkanten 42 an den Flügeln 36 zusammenwirken. Die Gegenmesser 40 sind spiralförmig gebogen, wobei sie von innen nach außen von der radialen Richtung in Rotationsrichtung (Pfeil C) des Laufrades abweichen.
Da die Schneidkanten 42 des Schneidlaufrades im wesentlichen radial verlaufen, die Schneidkanten 44 der Gegenmesser jedoch spiralförmig, wirken bei Rotation des Schneidlaufrades 38 die Schneidkanten scherend zusammen. Dabei setzt sich die Scherwirkung zwischen den sich begegnenden Schneidkanten im wesentlichen radial von innen nach außen fort. Im äußeren Bereich verlaufen die Schneidkanten 44 jedoch entlang einer Krümmung entgegen der Laufrichtung (Pfeil C) des Schneidlaufrades 38.
Die Schneidkanten 42 erstrecken sich radial nach außen über den Öffnungsradius der Einlaßöffnung 34 hinaus, und die Schneidkanten 44 erstrecken sich nach innen bis in den Nabenbereich des Schneidlaufrades. Dadurch entsteht zwischen den Schneidkanten jeweils ein Fenster, das sich während des Schneidvorganges vollständig schließt. Dadurch werden Späne und sonstige Verunreinigungen zuverlässig durchtrennt.
Die Flügel 36 und die Gegenmesser 40 sind im Bereich der Schneidkanten beispielsweise aus gehärtetem Stahl mit einem Härtewert nach Rockwell von 60 HRC gefertigt. Die Härte und der axiale Abstand zwischen den Schneidkanten 42 und 44 ist je nach Einsatzzweck der Pumpe zu bestimmen. Denkbar ist auch ein schleifender Betrieb der Schneidfläche des Schneidlaufrades auf der Einlaßplatte 32. Der axiale Abstand zwischen den Schneidkanten 42, 44, kann mittels Distanzblechen eingestellt und variiert werden. Beispielsweise werden die Distanzbleche von außen zwischen der Einlaßplatte 32 und dem Kopfstück 12 eingefügt, so daß der Abstand zwischen der Einlaßplatte und den Schneidkanten 42 verändert wird.
Die gezackte Ausbildung der Schneidkanten 42 der Flügel 36 sorgt dafür, daß etwaige Späne durch die Zähne der Schneidkante erfaßt und mitgeführt werden, beim Schneidvorgang festgehalten werden und dann zertrennt werden. Dadurch wird verhindert, daß die Späne sich entlang der Schneidkante 42 nach radial außen verschieben. Die Zähne an der Schneidkante 42 können so geformt sein, daß sie jeweils rechtwinklig zu dem entsprechenden Abschnitt der gekrümmten Schneidkante 44 des Gegenmessers gerichtet sind (nicht gezeigt).
Die Zähne können alternativ oder zusätzlich auch an den Schneidkanten 44 der Gegenmesser 40 vorgesehen sein.
Wie aus 1 hervorgeht, ist die Welle 18 am unteren Ende durch einen dünneren Wellenabschnitt 46 verlängert, der über das Schneidlaufrad 38 hinaus nach unten durch den Einlauftrichter 22 in das anzusaugende Medium ragt und am unteren Ende einen mit zwei Flügeln bestückten Vorzerkleinerer 48 trägt. Der Vorzerkleinerer 48 bildet gemäß 2 zwei gebogene Schneidkanten, durch die grobes Material vorzerkleinert werden kann, wenn sich der Vorzerkleinerer 48 zusammen mit dem Schneidlaufrad 38 und dem Radial-Laufrad 16 dreht.
Der Wellenabschnitt 46 ist auf ganzer Länge von einer im wesentlichen zylindrischen, sich nach unten verjüngenden Hülse 50 umgeben, die mit ihrem oberen Ende an den radial inneren Enden der Gegenmesser 40 gehalten ist. Am äußeren Umfang der Hülse 50 sind zwei axial verlaufende Rippen ausgebildet, die an den äußeren Enden zwei im wesentlichen vertikale, gegen die Rotationsrichtung (Pfeil C) des Schneidlaufrades angestellte Schneiden 52 bilden.
Wenn sehr lange Späne oder anderes langfaseriges Material vom Schneidlaufrad 38 angesaugt wird, so hätten die Fasern normalerweise die Tendenz, sich eng um den Wellenabschnitt 46 zu wickeln, so daß sie nicht mehr in die Einlaßöffnung 34 angesaugt werden könnten. Dies wird durch die Hülse 50 verhindert, die die Fasern vom Wellenabschnitt 46 fernhält. Wenn die Fasern aufgrund der wirbelförmigen Strömung des Mediums schraubenförmig um die Hülse 50 gewickelt werden, so legen sie sich gegen die Schneidkanten 52. Wenn die oberen Faserenden von den gezackten Schneidkanten 42 erfaßt werden, wird ein zusätzlicher Zug auf die Fasern ausgeübt, so daß sie sich eng an die Schneidkanten 52 anlegen und von diesen in relativ kurze Stücke durchtrennt werden, die dann vom Schneidlaufrad 38 angesaugt und weiter zerkleinert werden können. Auf diese Weise ist ein störungsfreier Betrieb der Pumpe und eine hohe Zerkleinerungswirkung auch dann gewährleistet, wenn die Pumpe in Medien arbeitet, die mit langfaserigem Material verunreinigt sind.

Claims

Pumpe mit einem Schneidlaufrad (38), zugehörigen Gegenmessern (40) und einem Vorzerkleinerer (48), der durch einen axial vom Schneidlaufrad (38) ausgehenden Wellenabschnitt (46) angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmesser (40) mindestens eine in Längsrichtung des Wellenabschnitts (46) verlaufende Schneide (52) tragen.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (52) sich im wesentlichen über die gesamte axiale Länge des Wellenabschnitts (46) bis zum Vorzerkleinerer (48) erstreckt.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenabschnitt (46) von einer Hülse (50) umgeben ist, die drehfest an den Gegenmessern (40) gehalten ist und an deren äußerem Umfang die Schneide (52) ausgebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (50) mehrere in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnete Schneiden (52) trägt.
Pumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (52) durch eine Kante einer auf dem Umfang der Hülse (50) gebildeten Rippe mit gekrümmtem Querschnitt gebildet wird und gegen die Rotationsrichtung (C) des Schneidlaufrades (38) und des Vorzerkleinerers (48) angestellt ist.
Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schneidkanten (42) des Schneidlaufrades (38) gezackt sind.