DE10130256A1 - Becherwerk - Google Patents

Abstract

Becherwerk, umfassend einen endlosen angetriebenen Förderstrang mit um eine Achse quer zur Förderrichtung gelenkig beweglichen Bechern, wobei jeweils zwei aufeinander folgende Becher (1) über wenigstens ein Gelenk (2) ohne zusätzliche Zugmittel unmittelbar miteinander gekoppelt sind.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Becherwerk umfassend einen endlosen angetriebenen Förderstrang mit um eine Achse quer zur Förderrichtung gelenkig beweglichen Bechern.
• Becherwerke der genannten Art werden vorzugsweise eingesetzt für den senkrechten Transport von Schüttgut. Bei den herkömmlichen Becherwerken wird ein endloser Förderstrang verwendet, der einerseits das Tragmittel in Form eines Bechers und andererseits ein Zugmittel, z. B. einen Gurt oder eine Kette umfasst, die über Verbindungselemente wie z. B. Kettenbügel, Klemmen usw. verbunden sind. Es gibt beispielsweise Förderstränge aus Bolzen-Laschen-Ketten, die ein- oder zweisträngig ausgeführt sein können oder aus in der Regel zweisträngigen Rundstahlgliederketten. Die Zugkräfte werden dabei kraftschlüssig über Trommeln bzw. Rollen oder formschlüssig über Räder eingeleitet.
• Die DE 35 45 634 A1 beschreibt ein Becherwerk der eingangs genannten Gattung, bei dem eine Kette als Zugmittel dient und die Becher an Winkelelementen verschraubt sind, die wiederum an der Kette befestigt sind.
• Ein anderes Becherwerk, welches aus der DE 27 33 489 A1 bekannt ist, verwendet Becher, die mit ihren Seitenwangen mit den Laschen jedes zweiten Kettengliedes fest verbunden sind. Die Laschen der Kette sind mit endseitigen Augen sowie darin eingesetzten Büchsen ausgeführt, in die Gelenkbolzen eingreifen.
• Aus der DE 26 41 089 A1 ist ein Becherwerk bekannt, bei dem als Zugmittel ein Gurt verwendet wird, wobei die Becher an der dem Gurt zugewandten Unterseite im wesentlichen flache Platten aufweisen und mit dem Gurt verschraubt sind.
• Die aus dem Stand der Technik bekannten Becherwerke der genannten Art weisen Nachteile auf. Die als Zugmittel verwendeten Gurte erzwingen den Trommelumlauf über Werkstoffdeformationen. Aufgrund der Verwendung von Gummi bzw. Kunststoffen besteht eine hohe Empfindlichkeit gegenüber thermischen und/oder abrasiven Medien. Die Verwendung von Gurten als Zugmittel führt zu Festigkeitsreduzierungen aufgrund der Verringerung der tragenden Querschnitte bzw. der Kerbwirkung durch die Becherfestigung und Materialermüdungen aus den Schwellenbelastungen des Trommelumlaufs. Bei der Verwendung von Ketten als Zugmittel ergeben sich Nachteile aus der konzentrierten Einleitung von Kräften in eine oder zwei Gelenkstellen und der Verwendung von Verbindungselementen, die mit der Kombination Becher und Kette ein mehrgelenkiges verformungsweiches Tragwerk erzeugen.
• Mit Ausnahme der Seitenbefestigung von Bechern ist der Abstand von Becherschwerpunkt und Strang stets so, dass die Kippneigung der Becher hoch ist und damit die Strangabschnitte zusätzlich belastet werden. Die Seitenbefestigung der Becher fördert die Versetzungsneigung der hier benötigten zwei Kettenstränge und auch hier findet die Zugkraftübertragung außerhalb des Bechers statt.
• Aus der Kippbewegung ergeben sich zusätzliche Gelenkbewegungen unter Last, die den Gelenkverschleiß verstärken. Aufgrund der geneigten oder Senkrechtförderung baut sich im Strang mit zunehmender Höhe eine Belastung aus der Eigenmasse des Stranges auf, die an der Antriebstrommel ihr Maximum erreicht und die Zugkräfte im Strang aus der Bewegung überlagert. Diese Eigenbelastung ist bei bestehenden Systemen hoch, da Verbindungselemente eingesetzt werden und der Becher für die Zugkraftübertragung nicht genutzt wird. Die Verteilung der Zugkräfte auf einen bzw. zwei Stränge erzeugt große lokale Kräfte im Zugmittelverbund mit großen Pressungen in den Gelenken. Da die maximale Auslenkung im Bereich der größten Belastung stattfindet, müssen große Bauteilquerschnitte vorliegen, die das genannte Eigenbelastungsproblem verstärken. Die punktuelle oder linienförmige Auflage der Ketten auf den Rädern oder Rollen ergeben deutliche Pressungen an den Laufseiten der Ketten, die mit entsprechenden Werkstofffestigkeiten und Bauteilquerschnitten abgefangen werden müssen.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein kompaktes Zug- und Tragmittelsystem zu schaffen, welches ohne zusätzliche Verbindungselemente auskommt und bei dem unter Beibehaltung einer definierten Drehbeweglichkeit die in das Bauteil Becher eingeleiteten Kräfte über die Becherbreite so verteilt werden, dass die Bauteilbelastung niedrig ist und die Kraftleitung so geführt wird, dass die Kippneigung der Becher deutlich reduziert ist.
• Die Lösung der Aufgabe liefert ein Becherwerk der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Die Erfindung sieht vor, jeweils zwei aufeinanderfolgende Becher über wenigstens ein Gelenk ohne zusätzliches Zugmittel unmittelbar miteinander zu koppeln. Vorzugsweise weisen dabei die Becher eine wenigstens abschnittsweise entsprechend der Krümmung einer für den Antrieb verwendeten Trommel gekrümmte Rückwand auf, die eine Auflagefläche an der Trommel bildet. Die Becher weisen weiter vorzugsweise jeweils an einer Wand starr angebrachte Gelenklaschen auf, vorzugsweise jeweils an zwei Wänden, die sich an beiden Seiten an die gekrümmte Rückwand anschließen und in einem Winkel zu der Rückwand stehen. Dadurch, dass an diesen abgewinkelten Wänden die Gelenke angeordnet sind, wird die Drehbeweglichkeit hergestellt und die Aufnahme und Weiterleitung aller im Transportvorgang auftretenden Kräfte gesichert. Vorzugsweise sind die Gelenke so angeordnet, dass sich die Linie der Zugkraftübertragung innerhalb des Bechers befindet.
• Vorzugsweise verfügt ein Becher über mehr als zwei Gelenke zur Zugkraftübertragung. Der Einsatz einer mehrschnittigen Gelenkverbindung hat den Vorteil, dass der Becher über eine größere Breite getragen wird und auch asymmetrische Belastungen gut aufgenommen werden. Weiterhin wird die Einzelbelastung einer Gelenkstelle gesenkt und die Verschleißneigung damit gemindert sowie eine hohe Verformungssteifigkeit erreicht.
• Durch Auflage der gekrümmten Rückwand des Bechers auf einer Trommel möglichst über die gesamte Fläche des gekrümmten Rückwandabschnittes werden die Antriebskräfte vielfach verteilt eingeleitet. Pressungen aus der Becherauflage werden ebenfalls reduziert.
• Im Vergleich zu konventionellen Systemen beträgt die Masseeinsparung bei gleichem realisierten Volumenstrom und gleicher Lastaufnahmefähigkeit im Regelfall mindestens etwa 20%. Die Eigenbelastung des Systems wird dadurch deutlich reduziert. Bei dem erfindungsgemäßen Becherwerk kann der Becher sowohl für die Fliehkraft- als auch für die Schwerkraftentleerung eingesetzt werden.
• Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
• Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zweier miteinander verbundener Becher eines erfindungsgemäßen Becherwerks;
• Fig. 2a eine perspektivische Ansicht eines einzelnen Bechers gemäß einer möglichen Variante der Erfindung;
• Fig. 2b eine entsprechende Seitenansicht des Bechers von Fig. 2a;
• Fig. 2c eine Ansicht des Bechers von vorn;
• Fig. 3a eine perspektivische Detailansicht im Bereich des Gelenks zwischen zwei Bechern;
• Fig. 3b eine entsprechende Seitenansicht des Gelenks;
• Fig. 3c eine Schnittansicht im Bereich des Gelenks;
• Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Bechers gemäß einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung;
• Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Becherwerk im Bereich der Antriebstrommel.
• Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Es ist ein Ausschnitt aus einem endlosen Förderstrang gemäß der Erfindung mit zwei Bechern 1 dargestellt, die über Gelenke 2 drehbeweglich unmittelbar miteinander verbunden sind.
• Die Fig. 2a bis 2c zeigen einen einzelnen Becher gemäß der Erfindung. Der Becher 1 bildet im Prinzip ein trogförmiges Behältnis mit einer gekrümmten Rückwand 3, zwei sich an die gekrümmte Rückwand oben und unten anschließenden Wänden 6 und 7, die jeweils in einem stumpfen Winkel zur gekrümmten Rückwand 3 abgewinkelt sind, einem Becherboden 5, der an die eine gekrümmte Wand 7 anschließt und zwei in Querrichtung verlaufenden Stirnseitenwänden 4, die mit dem Boden 5 und der gekrümmten Rückwand 3 sowie den beiden Wänden 6 und 7 verbunden sind und mit diesen zusammen das Behältnis des Bechers 1 bilden. Darüber hinaus können Streben 17 zur Aussteifung zwischen den Wänden 6 und 7 vorhanden sein, wie man in Fig. 2a erkennt.
• Die Gelenke des Bechers 1 werden über die Gelenklaschen 8, 9 gebildet, die jeweils an den Wänden 6 einerseits und 7 andererseits angebracht sind und die den in den Fig. 2a bis c dargestellten Becher mit dem vorlaufenden bzw. nachlaufenden Becher verbinden. Die Laschen 8 bzw. 9 der Gelenke weisen jeweils Augen 10 bzw. 11 auf, die unterschiedlich breit sind und deren Anordnung man in Fig. 2c erkennen kann. Wie man sieht, sind beispielsweise sechs Laschen 8 mit schmaleren Augen 10 an der Wand 6 angeformt und vier Laschen 9 mit breiteren Augen 11 an der Wand 7. Die Breite zweier breiterer Augen 11 entspricht dabei der Breite des Zwischenraums zwischen zwei beabstandeten Augen 10 des benachbarten Bechers, wenn die Augen 10, 11 zweier Becher miteinander in Flucht gebracht werden, um die beiden Becher gelenkig miteinander zu verbinden. Eine solche Gelenkverbindung kann man besser anhand der Fig. 3a, 3c erkennen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird.
• Wie man sieht, sind die beiden Augen 11 des vorlaufenden Bechers jeweils in den Zwischenräumen zwischen je zwei Augen 10 einer Anordnung von drei Augen des nachlaufenden Bechers aufgenommen, wobei alle fünf Augen 10, 11 miteinander fluchten und ein Gelenkbolzen 13 vorhanden ist, der diese durchsetzt. Um diesen Gelenkbolzen 13 axial zu sichern, sind stirnseitig an den äußeren Augen 10 Seitenbleche 14 angeordnet. Diese Seitenbleche können mit dem Bolzen 13verbunden werden, z. B. durch Verschrauben. Außerdem können die Seitenbleche 14 mit den Augen 10 verstiftet werden, wie dies in Abb. 3c dargestellt ist. Es findet dann eine Drehbewegung nur zwischen Bolzen 13 und Augen 11 des anderen Bechers statt im Bereich der im Vergleich zur Lasche 8, an der sich die Augen 10 befinden, geringeren Pressung. Auf diese Weise werden jeweils die Laschen 9 und die Augen 11 des vorlaufenden Bechers mit den Laschen 8 und den Augen 10 des nachlaufenden Bechers über die Bolzen 13 verbunden, bis ein endloser Strang erhalten wird.
• In dem Bestreben, eine Kraftübertragung bei minimaler Gelenkmasse und geringster Gelenkbelastung zu erzielen, ist es von Vorteil, die Gelenkschnittigkeit zu erhöhen, so wie dies in dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 dargestellt ist. Diese Zeichnung zeigt einen Becher gemäß einer Alternative der Erfindung, der insgesamt mit 15 bezeichnet ist. Wie man sieht, sind an der einen Seite des Bechers insgesamt acht der Laschen 8 mit den schmaleren Augen 10 und auf der gegenüberliegenden Seite insgesamt 7 der Laschen 9 mit den breiteren Augen 11 vorhanden.
• Der Antrieb der so gelenkig miteinander zu einem endlosen Strang verbundenen Becher kann beispielsweise über eine Trommel 16 erfolgen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die Becher liegen mit ihrer gekrümmten Auflagefläche 12 der Rückwand 3 an der Trommel an, so dass die flächige Einleitung der Antriebskräfte in die Rückwand 3 der Becher gegeben ist. Gekrümmte Auflagefläche 12 des Bechers und Oberfläche der Trommel 16 müssen dabei den gleichen Krümmungsradius aufweisen. Die Trommel 16 sollte einen kreisförmigen Querschnitt haben. Der Antrieb erfolgt also im Prinzip durch einen Reibschluss der Becher an der Trommel 16.
• Um eine Anpassung an verschiedene Volumenströme bei einem erfindungsgemäßen Becherwerk zu schaffen, variiert man vorzugsweise die Becherbreite.

Claims (16)

1. Becherwerk umfassend einen endlosen angetriebenen Förderstrang mit um eine Achse quer zur Förderrichtung gelenkig beweglichen Bechern, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei aufeinander folgende Becher (1) über wenigstens ein Gelenk (2) ohne zusätzliches Zugmittel unmittelbar miteinander gekoppelt sind.

2. Becherwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb über eine Trommel (16), vorzugsweise durch Reibschluss, erfolgt und die Becher (1) eine Rückwand (3) aufweisen, die wenigstens abschnittsweise entsprechend der Krümmung der Trommel (16) gekrümmt ist und eine Auflagefläche (12) an der Trommel bildet.

3. Becherwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Becher (1) jeweils an einer Wand (6, 7) starr angebrachte Gelenklaschen (8, 9) aufweisen.

4. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Becher (1) jeweils an zwei gegenüberliegenden Wänden (6, 7) jeweils wenigstens eine Gelenklasche (8, 9) aufweist, wobei die Wände (6, 7) sich jeweils an beiden Seiten an die gekrümmte Rückwand (3) anschließen.

5. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Gelenklaschen (8, 9) jeweils Augen (10, 11) angebracht sind.

6. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Augen (11) an der einen Wand (7) des Bechers jeweils eine in Achsrichtung breitere Ausdehnung aufweisen, als die Augen (10) an der anderen Wand (6) des Bechers.

7. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (6, 7) jeweils in einem Winkel, vorzugsweise in einem stumpfen Winkel zur gekrümmten Rückwand (3) abgewinkelt sind.

8. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Becher jeweils einen Boden (5) aufweisen, der sich an der der gekrümmten Rückwand (3) abgewandten Seite an die Wand (7) anschließt.

9. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Becher quer zum Boden (5) verlaufende Stirnseitenwände (4) aufweisen, die zusammen mit dem Boden (5), den Wänden (6, 7) und der Rückwand (3) das Behältnis des Bechers bilden.

10. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (2) jeweils die Laschen (9) und Augen (11) eines vorlaufenden Bechers und die Laschen (8) und Augen (10) eines nachlaufenden Bechers durchsetzende Bolzen (13) aufweisen.

11. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (13) der Gelenke durch Seitenbleche (14) stirnseitig gesichert sind.

12. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenbleche (14) mit den Bolzen (13) verbunden, vorzugsweise verschraubt sind.

13. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenbleche (14) mit den Augen (10) verbunden, vorzugsweise verstiftet sind.

14. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Becher (1) an jeder der Wände (6, 7) mindestens zwei Gelenke (2) aufweist.

15. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Becher (1) an einer Wand (6) mindestens vier, vorzugsweise mindestens sechs Laschen (8) und an der Wand (7) mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier Laschen (9) aufweist.

16. Becherwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aussteifung zwischen den Wänden (6, 7) Streben (17) vorgesehen sind.