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Die
Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer dem Pumpenlaufrad
vorgeschalteten Zerkleinerungseinrichtung für faserige
oder stückige Beimengungen in der Förderflüssigkeit,
wobei die Zerkleinerungseinrichtung durch einen mit dem Pumpenlaufrad
umlaufenden, mit mehreren Schneidkanten versehenen Schneidkopf und
einen mit dem Schneidkopf zusammenwirkenden, im Gehäuse
der Kreiselpumpe feststehend angeordneten Schneideinsatz gebildet
wird, wobei der Schneidkopf mit mehreren, im wesentlichen axial
verlaufenden, durch Stege begrenzten Ausnehmungen versehen ist,
wobei an der saugseitigen Stirnseite des Schneidkopfes ein oder
mehrere Schaufeln angeordnet sind.
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Eine
derartige Kreiselpumpe ist bekannt durch die
EP 1 344 944 B1 . Die dort
gelehrte Pumpe besitzt einen Schneidkopf, dessen mit Schneidkanten
ausgestatteten Stege die Eintrittskanten der Schaufeln des Laufrades
abdecken und einen stufenlosen Übergang zu der Kontur der
Schaufeln besitzen, während die Ausnehmungen einen stufenlosen Übergang
zu den Kanälen des Laufrades besitzen. Zur Vermeidung einer
Ablagerung von Beimengungen der Förderflüssigkeit
am Behälterboden, ist der Schneidkopf an seiner Stirnseite
mit ein oder mehreren rippenförmigen Schaufeln ausgestattet. Diese
Rippen am Schneidkopf erzeugen eine Teilströmung, die in
Richtung des Behälterbodens wirkt und dort ein Aufwirbeln
sich absetzender Beimengungen verursacht. Die Beimengungen werden
dadurch von der zum Laufrad gerichteten Hauptströmung erfasst
und schließlich der im wesentlichen durch den Schneidkopf
und den Schneideinsatz gebildeten Zerkleinerungs- oder Schneideinrichtung
zugeführt, dort zerkleinert und von den Schaufeln des Laufrades
gefördert.
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Die
senkrecht auf dem Schneidkopf stehenden Rippen erzielen nur in Verbindung
mit dem Schneidkopf und dessen Anordnung seiner Stege und seinen
konkaven Ausnehmungen zu den Schaufelkanälen ihre gewünschte
Wirkung. Die Gestaltung der Schaufeln als Rippen verursacht ein
Verfangen oder Verspinnen von langfaserigen Förderbestandteilen
am Schneidkopf. Dies führt zu einer massiven Beeinträchtigung
des Schneid- und Fördervorganges, was unter Umständen
zur Verstopfung und einem damit verbundenen Ausfall der Pumpanlage führt.
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Der
Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Kreiselpumpe der eingangs
genannten Art zu schaffen, deren Schneideinrichtung das Förderverhalten
einer Kreiselpumpe verbessert und insbesondere bei langfaserigen
Förderbestandteilen ein Verstopfen wirksam verhindert.
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Die
Lösung des Problems sieht vor, dass an der saugseitigen
Stirnseite des Schneidkopfes ein Aufsatz angeordnet ist, der Aufsatz
einen rotationssymmetrischen Grundkörper aufweist, von
dem ausgehend die Schaufeln ausgebildet sind, wobei mindestens eine
Schaufel als ein profilierter Flügel gestaltet ist.
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Die
Schaufeln oder Flügel erheben sich aus einem Grundkörper,
der beispielsweise zylindrisch, kegelstumpfartig und/oder pilzförmig
gestaltet oder eine Kombination aus diesen sein kann, womit eine Vielzahl
an einfach herzustellenden und robusten Flügelaufsätzen
oder -vorsätzen gestaltbar ist. Die Schaufeln oder Flügel
erstrecken sich ausgehend vom Grundkörper bis zum Außendurchmesser
des Auf- oder Vorsatzes in radialer Richtung. Die profilierten Flügel
bestehen aus einem in Drehrichtung des Aufsatzes betrachtet voreilenden,
also drehrichtungszugewandten, vorderen und einem in Drehrichtung
des Aufsatzes betrachtet nacheilenden, also drehrichtungsabgewandten,
hinteren Flügelabschnitt. Durch deren unterschiedliche
strömungstechnische Gestaltung oder Ausbildung steht eine Vielzahl
an entstehenden Profilierungen zur Verfügung.
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Durch
die profilierten Flügel gelingt es, die Strömung
durch den Vorsatz nur insoweit zu beeinflussen wie es für
einen jeweiligen Schneidkopf und/oder Anwendungsfall erforderlich
ist. Dadurch ist eine Optimierung zwischen einer in eine Strömung einzubrin gende
Wirkung einerseits und einer unerwünschten Beeinflussung
der Hauptströmung andererseits gegeben. Eine solche Schaufelgestaltung wirkt
sich günstig auf die Leistungsbilanz der Kreiselpumpe aus.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt zumindest die Profilstärke
eines drehrichtungszugewandten Flügelabschnittes des mindestens
einen Flügels radial nach außen hin ab. Dadurch,
dass die Profilierung des in Drehrichtung betrachtet voreilenden
Flügelabschnittes oder der vorderen Flügelseite
nach außen hin abnimmt, ist durch die Außenkontur
des Vorsatzes oder des Flügelaufsatzes eine geeignete Strömungsbeeinflussung
erreicht. Dadurch wird ein Anhaften eines langfaserigen Förderbestandteils,
wie ein Lappen, oder von zu einem Verzopfen neigenden Beimengungen
wirksam verhindert.
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Durch
einen – in der Draufsicht eines Aufsatzes betrachtet – geringer
werdenden Abstand der Flügelkontur des der Drehrichtung
zugewandten Flügelabschnitts oder -seite von einer Normalen
auf die Drehachse des Aufsatzes, die den Flügel an dessen Außendurchmesser
mittig teilt, nachfolgend Flügelnormale genannt, wird die
Strömungsbeeinflussung des Flügels von dessen
Erhebung aus dem Grundkörper bis zum Aussendurchmesser
des Aufsatzes vergleichmäßigt. Abrupte Übergänge,
die zu einem Anhaften oder Aufspießen eines lappenartigen
Fördergutes führen könnten, sind somit
vermieden. Vielmehr werden solche Beimengungen vorm Passieren der
Schneideinrichtung immer wieder durch die Flügelform und
die resultierende Strömungsbeinflussung entzopft und/oder
vor der Schneideinrichtung aufgerichtet, um deren Eintritt in die
Schneideinrichtung und deren Zuführung zu der Schneideinrichtung zu
verbessern.
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Versuche
haben gezeigt, dass es besonders zweckmäßig ist,
wenn – in der Draufsicht betrachtet – die Tangenten
an die Flügelkontur zumindest des drehrichtungszugewandten
Flügelabschnitts mit der Flügelnormalen mindestens
einen minimalen Winkel einschließen. Der minimale Winkel
kann vom Verhältnis des Radius des Aufsatzes zum Radius
des Grundkörpers und/oder von der Profilstärke
des Flügels am Außendurchmesser des Aufsatzes
abhängig sein. Es hat sich darüber hinaus als
zweckmäßig erwiesen, wenn die Tangenten an die
Flügelkontur zumindest des drehrichtungszuge wandten Flügelabschnitts
mit der Flügelnormalen einen Winkel von mindestens 10 Grad
einschließen.
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Vorteilhafterweise
erfolgt der Übergang der drehrichtungszugewandten Flügelkontur
auf den Grundkörper des Vorsatzes tangential.
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Dabei
kann die drehrichtungszugewandte Flügelkontur gerade verlaufen
und/oder die drehrichtungszugewandte Flügelkontur kann
einen Krümmungsradius aufweisen. Dieser kann vom Radius des
Grundkörpers abhängig sein.
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Von
Vorteil ist es, dass – in der Draufsicht betrachtet – ein
Radialstrahl von dem Mittelpunkt des Aufsatzes durch einen Ansatzpunkt
des Flügels am Grundkörper mit einem Radialstrahl
von dem Mittelpunkt des Aufsatzes durch einen äußersten
der Drehrichtung zugewandten Flügelkonturpunkt einen minimalen
Winkel einschließt, wobei der minimale Winkel vom Verhältnis
des Radius des Aufsatzes zum Radius des Grundkörpers abhängig
ist.
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Eine
für besondere Zwecke vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor,
die Außenkontur des Aufsatzes mit seinen Flügeln
an den Schneidkopf anzupassen. Obwohl auch nicht angepasste Aufsätze
zufriedenstellende Ergebnisse erzielen, ist es im Hinblick auf eine
gute Wirkung von Vorteil, einen Aufsatz auf eine verwendete Schneidkopfkontur
anzupassen. Beispielsweise kann ein Aufsatz einem Schneidkopf mit konkaven
Ausnehmungen oder einem Schneidkopf mit konvexen und/oder konkav-konvexen
Ausnehmungen entsprechend gestaltet sein.
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Nach
einer anderen Ausgestaltung weist die Flügelkontur eines
drehrichtungsabgewandten Flügelabschnittes eine Abreißkante
und/oder eine Hinterschneidung auf. Dadurch erzeugt der Aufsatz
bei dessen Rotation Wirbel, die sich von der Abreißkante und/oder
einer Hinterschneidkante ablösen. Die Wirbelbildung unterstützt
zusätzlich das Lösen von eventuell entstandenen
Verzopfungen.
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Dies
wird zusätzlich begünstigt, wenn die Flügel
zum Außendurchmesser des Aufsatzes oder des Schneidkopfes
hin einen abfallenden Verlauf mit einer stärker werdenden
Krümmung und/oder ein oder mehreren senkrecht verlaufenden
Abschnitten aufweisen.
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Es
hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Flügelstärke
am Außendurchmesser des Aufsatzes gleich oder kleiner der
Breite der Stege des Schneidkopfes auf dessen Stirnseite ist.
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Ebenfalls
ist vorgesehen, dass der Aufsatz mit seinen Flügeln derart
auf dem Schneidkopf angeordnet ist, dass die Flügel in
etwa deckungsgleich zu ein oder mehreren Schneidkopfstegen angeordnet sind,
wobei die Flügel die Schneidkanten nicht abdecken. Die
Schneidkanten werden so in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt – bei
gleichzeitig guter Wirksamkeit der Flügel.
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Vorteilhafterweise
sind die Kanten und/oder Übergänge, insbesondere
auf der drehrichtungszugewandten Seite der Flügel abgerundet
und/oder mit Übergangsradien versehen.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Flügelkontur
des drehrichtungsabgewandten Flügelabschnitts einen Ansatz
aufweist. Ein solcher Ansatz kann auf verschiedene Arten gestaltet sein.
Vorgesehen ist beispielsweise ein Ansatz der nur in einem äußeren
Bereich eines Flügels angesetzt ist. Der Ansatz kann ebenfalls
mit scharfkantigen Abreißkanten ausgeführt sein
und eine lokale Wirbelbildung hervorrufen.
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Der
Ansatz kann sich auch über einen größeren
Abschnitt entlang eines Aufsatzes erstrecken und so einen mehr oder
weniger großen Durchtrittsquerschnitt zwischen Schneidkopf
und Schneidring abdecken. Weiterhin ist vorgesehen, dass ein oder
mehrere Durchtrittskanäle zwischen Schneidkopf und Schneidring
komplett abgedeckt werden, beispielsweise können zwei gegenüberliegende,
zwischen jeweils zwei Stegen des Schneidkopfes ausgebildete Durchtrittskanäle
von Ansätzen überdeckt werden. Die Abdeckung des
wirksamen Durchtrittsquerschnittes führt zu einer Verschiebung
der För derkennlinie der Pumpe. Der Aufsatz kann also gleichermaßen zur
Beeinflussung einer Pumpenkennlinie benutzt werden.
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Erfindungsgemäß ist
es ebenfalls vorgesehen, dass die Schaufeln an einem Aufsatz ausgebildet
sind, wobei die Schaufeln gegebenenfalls als profilierte Flügel
gestaltet sind, wobei der Aufsatz mit dem Schneidkopf formschlüssig
in Eingriff bringbar ist und mit dem Schneidkopf verbindbar ist.
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Idealerweise
ist dabei der Aufsatz auswechselbar gestaltet. Damit ergibt sich
der zusätzliche Vorteil einer einfachen Austauschbarkeit
eines Aufsatzes durch einen anderen Aufsatz mit unterschiedlicher
Wirkcharakteristik. Des Weiteren kann der Aufsatz unabhängig
vom Schneidkopf hergestellt werden. Der Aufsatz kann aus einem anderen
Material gefertigt sein, das im Vergleich zum Material des Schneidkopfes
geringere Anforderungen, beispielsweise an die Werkstoffhärte,
hat. Ein weiterer Vorteil ist die Wiederverwendbarkeit des Aufsatzes über
die Lebensdauer eines Schneidwerkes hinaus. Der Schneidkopf ist
ein Verschleißteil und kann unabhängig vom Aufsatz
getauscht werden.
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Für
unterschiedliche Einsatzzwecke können unterschiedliche
Aufsätze verwendet werden. Aufsätze, die eine
gute Lappenförderbarkeit durch eine lokale Entzopfungswirkung
erreichen, können beispielsweise mit Aufsätzen
gewechselt werden, die eher eine saugseitige Behälterdurchmischung
fördern und/oder einer Schwimmdeckenbildung entgegenwirken.
Bei einer Änderung der Betriebsbedingungen kann durch einfaches
Aufsetzen oder Austauschen eines Aufsatzes eine Anpassung der Wirkcharakteristik
erfolgen.
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Ein
entscheidender Vorteil ist die flexible Nachrüstbarkeit
von bestehenden Kreiselpumpen mit Zerkleinerungseinrichtung mit
einem erfindungsgemäßen Aufsatz.
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In
einer Doppel- und/oder Mehrpumpenanlage kann sogar mit verschiedenen
Aufsätzen ein – insbesondere intermittierender – Betrieb
mit verschiedenen Wirkcharakteristiken durchgeführt werden.
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Nach
einer Ausgestaltung weist der Aufsatz einen mit einer Bohrung versehenen
Grundkörper auf, ist der Aufsatz auf dessen Unterseite
der stirnseitigen Kontur des Schneidkopfes angepasst, und/oder weist
einen Zapfen auf, der in eine Aufnahme am Schneidkopf einpassbar
ist.
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Mittels
eines Verbindungsmittels, welches in die Bohrung des Grundkörpers
und/oder durch eine Bohrung am Schneidkopf einbringbar ist, kann
der Aufsatz am Schneidkopf bzw. können der Aufsatz und
der Schneidkopf an einer Laufradtragscheibe befestigt werden. Somit
ist der Vor- oder Aufsatz in einfacher Art und Weise mit dem Schneidkopf
verbindbar. Das Verbindungsmittel kann dazu schraub- oder steckbar
gestaltet sein. Alternativ ist es vorgesehen, den Aufsatz auf den
Schneidkopf zu kleben und/oder den Aufsatz mittels magnetischer
Kräfte an den Schneidkopf zu koppeln.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
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1 eine
erfindungsgemäße Kreiselpumpe in Schnittdarstellung;
die
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2, 3 eine
perspektivische Darstellung eines Schneidkopfes mit einem Flügelaufsatz
in aufgesetzter Position und getrennt; die
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4 einen
anderen, zweiflügligen Aufsatz in perspektivischer Darstellung;
die
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5, 6 den
zweiflügligen Aufsatz in dessen Draufsicht und dessen Schnittdarstellung;
die
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7 einen
anderen Flügelaufsatz mit asymmetrisch gestalteten Flügeln
in perspektivischer Darstellung; die
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8, 9 denselben
Flügelaufsatz in dessen Draufsicht und dessen Schnittdarstellung;
die
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10 einen
weiteren, vierflügligen, asymmetrisch gestalteten Aufsatz
in perspektivischer Darstellung und die
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11 eine
Abwandlung dieses Aufsatzes in der Draufsicht.
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Die
durch einen Elektromotor 1 angetriebene Kreiselpumpe 2 der 1 besitzt
ein in einem Gehäuse 3 auf einer Welle 4 angeordnetes
Laufrad 5. Saugseitig zum Laufrad 5 ist eine Zerkleinerungseinrichtung,
bestehend aus einem Schneidkopf 6 und einem Schneideinsatz 7,
angeordnet. Der Schneideinsatz 7 ist über Schrauben 8 mit
dem Gehäuse 3 verbunden. An der saugseitigen Stirnseite
des Schneidkopfes 6 ist ein Vorsatz oder Aufsatz 9 angeordnet, von
dem ausgehend Schaufeln 10 ausgebildet sind. Sowohl der
Aufsatz 9 als auch der Schneidkopf 6 weisen zentrale
Bohrungen 12 und 13 auf. Mittels eines Verbindungsmittels 14,
hier als eine Schraube dargestellt, sind der Aufsatz 9 und
der Schneidkopf 6 mit dem Laufrad 5 verbunden
bzw. an diesem befestigt.
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2 zeigt
den Schneidkopf 6 und den auf diesem angeordneten Flügelaufsatz 9 in
perspektivischer Darstellung. Der Schneidkopf 6 weist zwischen seinen
Stegen 21 konvexartige Ausnehmungen 22 auf. Diese
bilden mit dem – hier nicht dargestellten – Schneideinsatz 7 ringförmige
Segmente aus, die Durchtrittskanäle für ein mit
faserigen oder stückigen Beimengungen versehenem Fördermedium
darstellen. Der Flügelaufsatz 9 weist einen rotationssymmetrischen
Grundkörper 23, der hier aus einer Kombination
eines Kegelstumpfs 24 und eines Zylinders 25 gebildet
ist, auf. Der Aufsatz 9 weist mehrere symmetrische Schaufeln
auf, die als profilierte Flügel 10 gestaltet sind
und sich ausgehend von dem Grundkörper 23 in radialer
Richtung erstrecken. Die Profilstärke der Flügel 10 nimmt
radial zum Außendurchmesser des Aufsatzes 9 hin
ab.
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Flügelkonturen 29 und 31 sind
gegenüber den Flügelnormalen angeschrägt
ausgeführt. Dabei sind die Flügelnormalen Normalen
auf die Drehachse des Aufsatzes, die die Flügel an deren
Außendurchmesser mittig durchlaufen. Durch die profilierten
Flügel 10 gelingt es, die Strömung durch
den Vorsatz 9 bei dessen Rotation mit dem Schneidkopf in
Pfeilrichtung nur in so weit zu beeinflussen, wie es für
eine einzubringende Wirkung erforderlich ist. Die Flügel 10 des
Schneidkopfes 6 weisen einen zum Außendurchmesser
des Schneidkopfes 6 hin abfallenden Verlauf auf, der am
Ende senkrecht verlaufende Abschnitte 27 aufweist. Die
Außenkontur des Aufsatzes 9 ist in dieser Darstellung
an den Schneidkopf 6 angepasst. Die Flügelstärke
am Außendurchmesser des Aufsatzes 9 entspricht
in etwa der Breite der Stege 21 des Schneidkopfes an dessen
Stirnseite. Die Flügel sind in etwa deckungsgleich zu ein
oder mehreren Schneidkopfstegen 21 mit deren Schneidkanten 28 angeordnet.
Entscheidend ist, dass die Flügel 10 die Schneidkanten 28 bei
einem Betrieb der Kreiselpumpe nicht abdecken. Bei diesem Ausführungsbeispiel
weisen sowohl die drehrichtungszugewandte Flügelkontur 29,
also die Flügelkontur eines der Drehrichtung zugewandten
Flügelabschnitts 30 als auch die drehrichtungsabgewandte
Flügelkontur 31 einen Krümmungsradius 32 auf.
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Ein – hier
nicht dargestelltes – Verbindungsmittel kann in die Bohrung 12 eingebracht
werden, um den Aufsatz 9 und den Schneidkopf 6 am
Laufrad 5 zu befestigen.
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3 zeigt
den Schneidkopf 6 und den Aufsatz 9 voneinander
getrennt, wodurch der Aufsatz 9 in perspektivischer Unteransicht
sichtbar ist. Die Unterseite des Aufsatzes 9 ist an die
saugseitige Kontur des Schneidkopfes 6 angepasst. Ein Zapfen 33 dient zum
Einpassen in eine Aufnahme 34 am Schneidkopf 6.
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4 zeigt
einen anderen, zweiflügligen Flügelaufsatz 41 in
perspektivischer Darstellung. Der Flügelaufsatz 41 weist
einen ähnlich dem Grundkörper 23 der 2 gestalteten
kegelstumpf-/zylinderförmigen Grundkörper 42 auf,
von dem ausgehend zwei Flügel 43 ausgebildet sind.
Wiederum weist der Aufsatz 41 eine Bohrung 12 auf
und dessen Unterseite ist der stirnseitigen Kontur eines Schneidkopfes angepasst.
Außerdem weist der Flügelaufsatz 41 einen
Zapfen 33 auf, der in eine – hier nicht dargestellte Aufnahme – eines
Schneidkopfes einpassbar ist.
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5 zeigt
den gleichen Flügelaufsatz 41 in der Draufsicht.
Hier ist der Grundkörper 42 durch eine Kreislinie 44 verdeutlicht.
Die Flügelstärke der Flügel 43 nimmt
in radialer Richtung nach außen hin ab. Der Flügelaufsatz 41 ist
symmetrisch gestaltet. Der Übergang der Flügelkonturen 45, 46 auf
den Grundkörper 42 des Aufsatzes 41 erfolgt
tangential dergestalt, dass die Flügelkonturen 45, 46 vom Grundkörper 42 bis
zum Außendurchmesser gerade verlaufen. Durch einen geringer
werdenden Abstand der Flügelkontur von einer Flügelnormalen 47 wird die
Strömungsbeeinflussung eines Flügels 43 von dessen
Erhebung aus dem Grundkörper 42 bis zum Außendurchmesser
des Aufsatzes 41 vergleichmäßigt. Beimengungen
werden durch den Aufsatz 41 vorm Passieren der Schneideinrichtung
immer wieder entzopft und/oder vor der Schneideinrichtung aufgerichtet,
um deren Eintritt in die Schneideinrichtung bzw. deren Zuführung
zu der Schneideinrichtung zu verbessern.
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In
der Draufsicht der 5 ist ebenfalls erkennbar, dass
die Tangenten an die Flügelkonturen 45, 46 mit
der Flügelnormalen 47 des Aufsatzes 41 jeweils
Winkel 48 einschließen, die gleich oder größer
als ein minimaler Winkel sind. Der minimale Winkel kann vom Verhältnis
des Radius des Aufsatzes 41 zum Radius des Grundkörpers 42 und/oder
von der Profilstärke der Flügel 43 am
Außendurchmesser des Aufsatzes 41 abhängig
sein. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, dass die
Tangenten an die Flügelkonturen 45, 46 mit
der Flügelnormalen 47 einen Winkel von mindestens
10 Grad einschließen.
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In 6 ist
der Flügelaufsatz 41 in Schnittdarstellung gezeigt.
Durch die zentrale Bohrung 12 des Grundkörpers 42 beziehungsweise
des Aufsatzes 41 ist in einfacher Art und Weise eine Möglichkeit geschaffen,
den Aufsatz 41 und einen Schneidkopf an einem Laufrad beziehungsweise
einer Laufradtragscheibe zu befestigen. Dazu ist der Aufsatz 41 auf dessen
Unterseite 49 der stirnseitigen Kontur eines Schneidkopfes
angepasst und weist einen Zapfen 33 auf, der in eine Aufnahme
am Schneidkopf einpassbar ist.
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7 zeigt
einen anderen Flügelaufsatz 51 mit asymmetrisch
gestalteten Flügeln 52 in perspektivischer Darstellung.
Der Aufsatz 51 weist einen pilzförmigen Grundkörper 57 auf.
Der Aufsatz 51 ist mit Flügeln 52 ausgestattet,
die jeweils einen der Drehrichtung zugewandten Flügelabschnitt 53 und
einen der Drehrichtung abgewandten Flügelabschnitt 54 aufweisen.
Der Aufsatz 51 besitzt in Übergangsbereichen seiner
Konturen zum Teil abgerundete Kanten 59.
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8 zeigt
den Flügelaufsatz 51 in der Draufsicht. Die Flügel 52 des
Flügelaufsatzes 51 sind erfindungsgemäß profiliert
gestaltet. Im Unterschied zu den anderen Ausführungsformen
nimmt die Profilstärke im wesentlichen nur beim drehrichtungszugewandten
Flügelabschnitt 53 radial nach außen
hin ab. Wiederum schließen die Tangenten an die Flügelkontur 55 des
drehrichtungszugewandten Flügelabschnitts 53 mit
der Flügelnormalen 47 einen Winkel größer
oder gleich einem minimalen Winkel ein. Der Übergang der
drehrichtungszugewandten Flügelkontur 55 auf den
Grundkörper 57 des Aufsatzes 51 erfolgt
tangential mit einer zum Außendurchmesser des Aufsatzes 51 gerade
verlaufenden Flügelkontur 55. Statt einer gerade
verlaufenden Flügelkontur kann die Flügelkontur
auch einen Krümmungsradius aufweisen. Zusätzlich
weist die Flügelkontur 55 im Bereich des Außendurchmessers
des Aufsatzes 51 einen Abrundradius 60 auf.
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Im
Gegensatz dazu weist eine Flügelkontur 56 des
drehrichtungsabgewandten Flügelabschnittes 54 eine
Abreißkante 58, die hier gerade verläuft,
auf. Gegenüber einer ursprünglichen Flügelform,
die sich aus dem Grundkörper 57 zum Außendurchmesser des
Aufsatzes 51 hin tangential erstreckt, ergibt sich die
Flügelform des drehrichtungsabgewandten Flügelabschnitts 54 durch
eine Ausnehmung. Durch die Abreißkante 58, die
auch in abgewandelter Form als Hinterschneidung ausgeführt
sein kann, erzeugt der Aufsatz 51 bei dessen Rotation Wirbel,
die sich von der Abreißkante 58 und/oder einer
Hinterschneidkante ablösen. Die Wirbelbildung unterstützt
das Lösen von entstandenen Verzopfungen.
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Dies
wird zusätzlich durch die besondere Gestaltung der Flügel 52 unterstützt,
was aus der Schnittdarstellung des Aufsatzes 51 in 9 ersichtlich
ist. Der Grundkörper 56 des Aufsatzes 51 ist
pilzförmig ausgebildet. Die Flügel 52 weisen
einen zum Außendurchmesser des Aufsatzes 51 hin
abfallenden Verlauf mit einer stärker werdenden Krüm mung auf,
der im Bereich des Außendurchmessers in einen senkrecht
verlaufenden Abschnitt 27 mündet.
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10 zeigt
einen aus dem Aufsatz 51 ableitbaren, vierflügligen
Aufsatz 61 mit asymmetrisch gestalteten Flügeln 62 in
perspektivischer Darstellung.
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11 zeigt
in der Draufsicht als eine weitere Abwandlung einen Aufsatz 65,
der aus dem Aufsatz 61 dadurch entsteht, dass bei zwei
gegenüberliegenden Flügeln 63 die drehrichtungsabgewandten Flügelabschnitte
jeweils mit einem Ansatz 64 versehen sind. Ein solcher
Ansatz kann in verschiedener Art und Weise gestaltet sein kann.
Vorgesehen ist beispielsweise ein Ansatz, der nur in einem äußeren Bereich
eines Flügels angesetzt ist. Dieser kann ebenfalls mit
scharfkantigen Abreißkanten ausgeführt sein und
eine lokale Wirbelbildung unterstützen. Zur Beeinflussung
einer Pumpenkennlinie ist es sinnvoll, den Ansatz über
einen größeren Abschnitt entlang des Aufsatzes
zu erstrecken. Dadurch wird ein mehr oder weniger großer
Durchtrittsquerschnitt zwischen Schneidkopf und Schneidring abgedeckt.
Eine Abdeckung des wirksamen Durchtrittsquerschnittes führt
zu einer Veränderung der Förderkennlinie der Pumpe.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Aufsätze
jeweils auswechselbar gestaltet. Daraus ergeben sich die bereits
genannten Vorteile. Die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt, sondern
schließt auch mit dem Schneidkopf stoffschlüssig
verbundene Aufsätze ein.
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Durch
Kombinationen und Abwandlungen der beschriebenen Flügelaufsätze
sind weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen
ableitbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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