CH678167A5

CH678167A5 -

Info

Publication number: CH678167A5
Application number: CH4145/88A
Authority: CH
Inventors: Dieter Heep; Paul Vogel; Manfred Frey; Joachim Schmalz
Original assignee: Waeschle Maschf Gmbh
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1991-08-15
Also published as: NL8802965A; GB2213879B; FR2624486A1; US5014885A; IT1227377B; JPH01197224A; DE3742519C2; GB2213879A; IT8822688A0; GB8827463D0; FR2624486B1; DE3742519C1

Description

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CH 678 167 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Eine derartige Zellenradschleuse ist aus der DE-PS 3 623 454 bekannt. Die mit der Verstellstange kraftschlüssig verbundene Versteilvorrichtung besteht aus einer in der Hohlwelle angeordneten Schraubendruckfeder, deren Vorspannung von aussen mittels einer Stellschraube einstellbar ist. Die von dieser Schraubendruckfeder aufgebrachte Kraft nimmt daher proportional zu dem Verstellweg, also in erster Näherung auch proportional zu dem fortschreitenden Verschleiss der Dichtleisten ab. In entsprechendem Masse verringert sich die Kraft, mit der die Dichtleisten gegen die Innenwand des Schleusengehäuses gedrückt werden. Da man aus Gründen einer möglichst langen Standzeit der Dichtleisten von z.B. mehr als einem Jahr die anfängliche Verstellkraft nicht grösser wählt als zu Erzielung der gewünschten Dichtwirkung insbesondere gegen Leckluftströmungen erforderlich, führt die allmähliche Abnahme der Verstellkraft zu einer ebenso allmählichen Verschlechterung der Abdichtung zwischen der Innenwand des Schleusengehäuses und den Dichtleisten der Zellenradstege, sofern die Vorspannung der Schraubendruckfeder nicht in regelmässigen, z.B. monatlichen Abständen durch manuelle Nachstellung wieder auf ihren Anfangswert gebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellenradschleuse der eingangs genannten Gattung zu schaffen, deren Dichtleisten unabhängig von ihrem Verschleisszustand mit einer im wesentlichen konstanten Kraft beaufschlagt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsge-mäss im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2,3 oder 4.

Diese drei Lösungen beruhen auf dem gemeinsamen Grundgedanken, die Versteilvorrichtung so auszugestalten, dass sie eine wegunabhängig-kon-stante, axialgerichtete Hattekraft erzeugt. Die Höhe dieser Haltekraft wird nur einmal, nämlich an der fabrikneuen Schleuse, auf ihren optimalen Wert eingestellt. Die Haltekraft muss - ebenso wie die Verstellkraft bei der Zellenradschleuse der eingangs genannten, bekannten Art - so hoch gewählt werden, dass auch nach längerer Betriebszeit der Schleuse und dementsprechend insbesondere durch Staub bedingter Zunahme der Reibungskräfte zwischen den Dichtleisten und ihren Aufnahmen in den Zellenradstegen noch eine ausreichende Anpresskraft auf die Dichtleisten ausgeübt wird. Da die Höhe dieser der Haltekraft entgegenwirkenden Reibungskräfte im vorhinein nicht genau bestimmbar ist, ist über den geschätzten Wert hinaus ein gewisser Sicherheitszuschlag erforderlich. In jedem Fall ist zumindest während der ersten Zeit des Betriebes der Schleuse die auf deren Dichtleisten ausgeübte Anpresskraft höher als zur Erzielung der gewünschten Abdichtung notwendig, mit der Folge, dass die Dichtleisten auch einem erhöhten Verschleiss unterliegen.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird eine Ausführungsform gemäss Anspruch 5 vorgeschlagen. Dabei soll die Verstellkraft nur vorübergehend, insbesondere kurzzeitig ausgeübt werden.

Diese Verstellkraft kann ohne weiteres so hoch bemessen werden, dass alle im Kraftübertragungsweg bis zu den Dichtleisten und an diesen selbst auftretenden Haftreibungskräfte mit Sicherheit überwunden werden, denn wenn die Verstellkraft nur kurzzeitig einwirkt, verursacht die dadurch bei nur geringen Haftreibungskräften entstehende, erhöhte Anpresskraft praktisch keinen vergrösser-ten Verschleiss.

Eine auf diesem Prinzip beruhende, besonders bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 6 angegeben.

In der Zeichnung ist die Zellenradschleuse nach der Erfindung in mehreren beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht im Längsschnitt dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform.

Die in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Zellenrad-schleusen entsprechen in Ihrem prinzipiellen Aufbau derjenigen nach der DE-PS 3 623 454. Sie umfassen jeweils ein Gehäuse 1, das ein Zellenrad 2 umschliesst und eine Einlauföffnung 3 sowie eine Auslauföffnung 4 hat. Das Zeilenrad 2 besteht aus einer in den Seitendeckeln 1 a und 1b des Gehäuses 1 drehbar und abgedichtet gelagerten Hohlwelle 5 mit radialen Zellenradstegen 6 aus Metallplatten, deren radiale Länge so bemessen ist, dass zwischen den radialen Stirnrändern und der von diesen überstri-chenen Innenwand des Gehäuses 1 ein kleiner, in den Figuren nicht sichtbarer Spalt verbleibt. Zur axialen Abdichtung des Zellenrades 2 in dem Gehäuse 1 dienen an den Innenseiten der jeweiligen Seitendeckel 1a und 1b angeordnete Druckplatten 8, in deren Umfang ein Dichtungsring 9 eingebettet ist, der gegen die äussere Seitenfläche von Druckringen 10 anliegt, die mit Seitenscheiben 11 verschraubt sind, die ihrerseits drehfest mit der Hohlwelle 5 des Zellenrades 2 verbunden sind.

Zur radialen Abdichtung enthalten die Zellenradstege 6 (oder zumindest jeder in Umfangsrichtung gesehen übernächste Zellenradsteg) eine Nut, in die jeweils ein Dichtleistenträger 15 und eine Dichtleiste 16 eingesetzt sind. Jede Dichtleiste 16, die z.B. aus PTFE bestehen kann, ist in der Nut des betreffenden Zellenradsteges 6 gegen das Eindringen von staubförmigem Schüttgut abgedichtet gehalten und geführt, z.B. mittels eines umlaufenden O-Rin-ges (nicht dargestellt). Jeder Dichtleistenträger 15 und somit auch die z.B. über eine Klauenverbindung (nicht dargestellt) mit ihm verbundene Dichtleiste 16 ist durch die angedeuteten Schraubendruckfedern 18 in Richtung auf die Hohlwelle 5 belastet. Dert Schraubendruckfedern 18 entgegen wirken zwei Schubstangen 20, die in entsprechenden Bohrungen in dem jeweiligen Zellenradsteg 6 geführt sind

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und mit ihren radial aussenlîegenden Enden gegen die der Hohlwelle 5 zugewandte Stirnfläche des betreffenden Dichtleistenträgers 15 drücken, mit ihren innenliegenden Enden hingegen auf zwei gleichen Kegelflächen 21a einer Verstellstange 21 aufsitzen. Durch Verschiebung dieser Verstellstange 21 in der Hohlwelle 5 werden dementsprechend alle Dichtleisten 16 in radialer Richtung verschoben. Auf diese Weise wird einerseits eine bestimmte Anpresskraft erzeugt, mit der die Dichtleiste 16 an der Innenfläche des Gehäuses 1 anliegt, andererseits der unvermeidbare Verschleiss dieser Dichtleisten durch Nachstellen kompensiert. Da der Nachstellweg der Dichtleisten durch die Schraubendruckfedern 18 begrenzt wird, kann der Auslaufquerschnitt sich - wie gezeichnet - über die volle Breite des Innenraums des Schleusengehäuses erstrecken, so dass jede Kammer vollständig entleert wird.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen verschiedene VerStellvorrichtungen, die die Verstellstange mit einer axialen Kraft belasten, die unabhängig von der Position der Verstellstange 21 und damit unabhängig vom Ver-schleisszustand der Dichtleisten 16 konstant bleibt.

Im Fall der Fig. 1 besteht diese Versteilvorrichtung aus einem in einem Drehpunkt 30 schwenkbar gelagerten Hebel mit einem langen Hebelarm 31a und einem kurzen Hebelarm 31b. Der lange Hebelarm 31a trägt ein Gewicht 32. Am Ende des kurzen Hebelarms 31b ist ein Zwischenglied 33 angelenkt, dessen anderes Ende gelenkig mit dem Ende eines Schubgliedes 34 verbunden ist, das in die Hohlwelle 5 eingreift und über ein Axiallager 35 auf das Ende der Verstellstange 21 drückt. Die Höhe der so erzeugten Haltekraft lässt sich durch Veränderung des Abstandes des Gewichtes 32 von dem Drehpunkt 30 leicht einstellen. Bei passender Wahl der Hebelarmlängen ändert sich die Winkelstellung des Hebelarmes 31a während des allmählichen Verschleisses der Dichtleisten 16 nur wenig, so dass die erzeugte Haltekraft mit für den vorliegenden Zweck hinreichender Genauigkeit als konstant angesehen werden kann.

Im Fall der Fig. 2 besteht die VerStelleinrichtung aus einem an das Schubglied 34 angebauten Tauchmagneten 36, dessen Tauchanker 37 sich im Magnetfeld der Spule 38 befindet, die aus einer Stromquelle 39 gespeist wird und die Haltekraft aufbringt.

Im Fall der Fig. 3 besteht die Verstellvorrichtung aus einem Arbeitszylinder 40, dessen Kolbenstange mit dem Versteilglied 34 verbunden ist. Im gezeichneten Beispiel handelt es sich um einen einfach wirkenden Arbeitszylinder, bei dem die Kolbenrückstellung z.B. mittels einer Feder (nicht dargestellt) erfolgen kann. Stattdessen kann natürlich auch ein doppelt wirkender Arbeitszylinder verwendet werden. Der Arbeitsraum des Arbeitszylinders 40 wird aus einer Druckquelle 41 über ein Druckminderventil 42 und den einen Anschluss eines pneumatischen ODER-Elements 43 mit dem Druckmedium versorgt. Der Druckregler 42 ist auf einen sogenannten Haitedruckwert pt eingestellt, also denjenigen Druckwert, bei dem der Arbeitszylinder die Verstellstange mit der Haltekraft belastet. Der andere Anschluss des Entweder/Oder-Ventils

43 ist über ein Magnetventil 44 mit einem zweiten Druckregler 45 verbunden, der auf einen höheren Druckwert pz eingestellt ist. Das Magnetventil 44 wird über eine elektrische Steuerung 46 in längeren Zeitabständen durch einen Stromimpuls für kurze Zeit geöffnet. Das ÖDER-EIement 43 schaltet dann um, so dass der Arbeitszylinder 40 mit dem höheren Druck pz beaufschlagt wird und eine entsprechend höhere Kraft, die sogenannte Verstellkraft, auf die Verstellstange 21 ausübt. Diese Verstellkraft ist hoch genug, um alle Reibungskräfte zu überwinden, die in der Kraftübertragung bis zu den Dichtleisten 16 auftreten können. Die Dichtleisten werden also gewissermassen losgebrochen und nach dem Zurückschalten des ODER-Elements 43 auf den Haltedruck pi wieder mit der vorgegebenen Anpresskraft gegen die Innenwand des Gehäuses 1 gedrückt. Durch die Aufteilung der Nachstellung in eine konstante Haltekraft und eine periodisch wiederkehrende, kurzzeitige Verstellkraft lässt sich eine erheblich längere Standzeit der Dichtleisten 16 erreichen, da die Haltekraft lediglich für den optimalen Wert der Anpresskraft bemessen zu werden braucht und die Verstellkraft zusätzlich dafür sorgt, dass die Dichtleisten 16 sich gleichmässig abnutzen, sich also nicht infolge einer ungleichmässi-gen Verteilung der Reibungskräfte aus ihrer zu der Hohlwelle 5 parallelen Lage entfernen und einseitig verschleissen können.

Das anhand der Fig. 3 beschriebene Prinzip der Aufteilung der Nachstellung in eine Haltekraft und in eine Verstellkraft kann sinngemäss auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 verwirklicht werden. Hierzu ist die Magnetspule 38 in vorzugsweise periodischen Abständen kurzzeitig an eine höhere Spannung zu legen.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, die Haltekraft mittels einer Druckfeder und lediglich die Verstellkraft mittels eines Arbeitszylinders zu erzeugen. Dies hat allerdings den Nachteil, dass die Haltekraft sich mit zunehmendem Verstellweg, also zunehmendem Verschleiss der Dichtleisten verringert, also auf einen entsprechend höheren Anfangswert eingestellt werden muss, sofern die geforderte Abdichtung bis an die Verschiiess-grenze der Dichtleisten erhalten bleiben soll.

Claims

Patentansprüche

1. Zellenradschleuse zum Dosieren von Schüttgut, bestehend aus einem ein Zellenrad (2) um-schliessenden Gehäuse (1) mit einer oberseitigen Einlauföffnung (3) und einer unterseitigen Auslauföffnung (4), wobei das Zellenrad (2) mehrere, radial auf einer waagerechten Hohlwelle (5) angeordnete Zellenradstege (6) umfasst, in deren Stirnrändern zu der Hohlwelle (5) parallele Dichtleisten (16) angeordnet sind, die gegen die Gehäuseinnenwand anliegen und mittels einer in der Hohlwelle (5) verschiebbaren Verstellstange (21) nachstellbar sind, die kraftschlüssig mit einer Verstellvorrichtung verbunden ist und wenigstens zwei axial voneinander beabstandete Kegelflächen (21a) aufweist, auf denen die Enden von Schubstangen (20) aufsitzen, die in Bohrungen der Zellenradstege geführt sind

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und mit ihren anderen Enden in kraftschlüssiger Verbindung mit den Dichtleisten (16) stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung Mittel (32; 36; 40) zum Erzeugen einer wegunabhängig-konstanten, axial auf die Verstellstange 5 (21) gerichteten Haltekraft aufweist

2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen ausserhalb des Gehäuses (1) angeordneten, an einem Drehpunkt (30) angelenkten Hebel (31a, 31b) aufweisen, 10 dessen freies Ende durch ein Gewicht (32) belastet ist und dessen anderes Ende über Zwischenglieder (33, 34, 35) mit der Verstellstange (21) verbunden ist

3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch 15 gekennzeichnet, dass die Mittel einen elektrischen Tauchmagneten (36) aufweisen, dessen Tauchanker (37) mit der Verstellstange (21 ) verbunden ist.

4. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen fluidbetätig- 20 baren Arbeitszylinder (40) aufweisen,

5. Zellenradschleuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung Steuermittel aufweist, um auf die Verstellstange (21) eine zeitlich konstante, einer 25 vorgegebenen Anpresskraft der Dichtleisten (16) an die Gehäuseinnenwand entsprechende Halte-kraft und in zeitlichen Abständen eine demgegenüberwesentlich höhere Verstellkraft auszuüben.

6. Zellenradschleuse nach den Ansprüchen 4 30 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder (40) mit dem Ausgang eines pneumatisch gesteuerten ODER-EIementes (43) verbunden ist,

an dessen einem Eingang ein der Haltekraft entsprechender Haltedruck (pi) dauernd anliegt, und 35 an dessen anderem Eingang über ein Magnetventil (44) vorübergehend ein der Verstellkraft entsprechender höherer Verstelldruck (p2) anlegbar ist.

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