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Die
Erfindung betrifft zwei alternative Verfahren und Zuschnitte zum
Herstellen eines Schneckenrohrförderers
in Form eines zylinderförmigen
Drehrohres mit innenliegender Schneckenwendel zum Fördern und
Durchmischen eines Schüttgutes. Schneckenrohrförderer werden
zur Behandlung von Schüttgut
insbesondere im Bereich der Pharmaindustrie oder der Lebensmittelindustrie
eingesetzt.
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Schneckenrohrförderer sind
im Stand der Technik grundsätzlich
bekannt und z.B. in der DIN 15 201 definiert. Neben der stetigen
Förderung
des Schüttgutes
dienen Schneckenrohrförderer
immer auch zur Durchmischung desselben; in vielen Fällen können sie
darüber
hinaus auch zur Oberflächengestaltung,
zur Oberflächenbeschichtung
oder zur Wärmebehandlung
des Schüttgutes
dienen. Im Unterschied zu sogenannten Schneckenförderern, die nicht Gegenstand
der Erfindung sind, sind Schneckenrohrförderer zur alleinigen Förderung
von Schüttgut
wenig effizient.
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Bei
der traditionellen Herstellung eines Schneckenrohrförderers
wird eine Schneckenwendel an die Innenseite eines zylinderförmigen Drehrohres gefügt, z.B.
verschweißt,
verlötet
etc., indem Personen, Schweißer,
in den Schneckenrohrförderer
hineinkriechen und dort die Fügearbeiten
am Übergang zwischen
Drehrohr und Schneckenwendel vornehmen.
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Die
Länge der
Fügungszone
zwischen Drehrohr und Schneckenwendel ist um ein Vielfaches länger als
die Gesamtlänge
des Schneckenrohrförderers.
Die Fügezone
ist traditionell durch eine sehr lange Schweißnaht, ggf. doppelseitig, gebildet, was
einen wesentlichen Kostenfaktor bei der Herstellung des Schneckenrohrförderers
darstellt.
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Damit
derartige Fügearbeiten überhaupt möglich sind,
müssen
sowohl der Außendurchmesser
sowie auch der lichte Innendurchmesser des Drehrohres gewisse Mindestwerte
aufweisen. Dabei wird der lichte Innendurchmesser des Drehrohres durch
die Höhe
bzw. Tiefe der Schneckenwendeln bestimmt. Auch darf die Schneckensteigung
nicht zu klein sein, um die Zugänglichkeit
der Fügungszone zwischen
Drehrohr und Schneckenwendel noch zu gewährleisten.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und einen Zuschnitt zum Herstellen eines Schneckenrohrförderers
bereitzustellen, welche sowohl den zeitlichen Aufwand wie auch die
Kosten für
die Herstellung des Schneckenrohrförderers bei dessen Herstellung
sehr deutlich reduzieren.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses
Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Herstellen eines einstückigen
Zuschnitts in Form eines grundsätzlich
parallelogrammförmigen
Basisabschnitts mit mindestens einer seitlichen Lasche, wobei der
grundsätzlich
parallelogrammförmige
Basisabschnitt durch ein erstes und ein zweites Paar von jeweils
gegenüberliegenden
parallelen Rändern
definiert wird, wobei auf dem Basisabschnitt Biegelinien zwischen
dem zweiten Paar von Rändern
und parallel zu diesen Rändern
verlaufend vorgesehen sind und wobei die mindestens eine Lasche
an mindestens einem der Ränder
des ersten Paares auf Höhe
zwischen zwei benachbarten der Biegelinien oder zwischen einem der
Ränder
des zweiten Paares und einer benachbarten Biegelinie einstückig mit
dem Basisabschnitt ausgebildet ist;
- b) Umknicken der Lasche um einen Laschenknickwinkel γ gegenüber dem
Basisabschnitt entlang desjenigen Randes an dem die Lasche einstückig mit
dem Basisabschnitt verbunden ist; und
- c) Knicken des Basisabschnitts entlang der Biegelinien jeweils
um einen Mantelknickwinkel δ so, dass
der Basisabschnitt einen helix- und polygonförmigen Mantelabschnitt des
Drehrohres und die zuvor umgeknickte Lasche am Segment der im Inneres
des Drehrohres angeordneten Schneckenwendel bildet.
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Durch
das beanspruchte einstückige
Ausbilden des Zuschnitts in Form des parallelogrammförmigen Basisabschnittes
mit einstückig
daran angeformten Laschen, die später als Segmente der Schneckenwendel
umgeknickt werden, wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein formschlüssiger Übergang zwischen
der Innenseite des Drehrohres und der Schneckenwendel gewährleistet,
ohne dass dafür, abgesehen
von dem Umknicken der Laschen, Fügearbeiten
zum Herstellen der Verbindung zwischen Drehrohr und Schneckenwendel
im Inneren des Schneckenrohrförderers
erforderlich wären.
Durch das Umknicken der Lasche gegenüber dem Basisabschnitt entsteht
ein nischenfreier Übergang
zwischen dem zylinderförmigen
Drehrohr und der Schneckenwendel, so dass sich vorteilhafterweise
auch kein Schüttgut
dazwischen festsetzen kann.
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Die
oben genannte Aufgabe wird gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
durch das in Patentanspruch 2 beanspruchte Verfahren gelöst, welches
durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- a)
Herstellen eines einstückigen
Zuschnitts umfassend einen Basisabschnitt 112' in Form eines konvexen
Vierecks, vorzugsweise in Form eines Parallelogramms, mit mindestens
einer seitlichen Lasche, wobei der grundsätzlich parallelogrammförmige Basisabschnitt
durch ein erstes und ein zweites Paar von jeweils gegenüberliegenden grundsätzlich parallelen
Rändern
definiert wird, wobei auf dem Basisabschnitt Biegelinien zwischen
dem zweiten Paar von Rändern
und parallel zu diesen Rändern
verlaufend vorgesehen sind, und wobei die mindestens eine Lasche
an mindestens einem der Ränder
des ersten Paares auf Höhe
zwischen zwei benachbarten der Biegelinien oder zwischen einem der
Ränder
des zweiten Paares und einer benachbarten Biegelinie einstückig mit
dem Basisabschnitt ausgebildet ist;
- b) Umknicken der Lasche um einen Laschenknickwinkel γ' gegenüber dem
Basisabschnitt entlang desjenigen Randes an dem die Lasche einstückig mit
dem Basisabschnitt verbunden ist;
- c) Knicken des Basisabschnitts entlang der Biegelinien jeweils
um einen Mantelknickwinkel δ' so, dass der Basisabschnitt
einen helixförmigen
Mantelabschnitt des Drehrohres und die zuvor umgeknickte Lasche
einen radial nach außen
stehenden Kamm auf dem helixförmigen
Mantelabschnitt bildet;
- d) Ineinanderschieben des helixförmigen Mantelabschnitts und
einer helixförmigen
Schraubenfläche
zu dem Schneckenrohrförderer
so, dass der Kamm die Schraubenfläche an ihrer Peripherie überlagert
und dass ein nicht von dem Kamm abgedeckter Teil der Schraubenfläche die
Schneckenwendel im Innern des Schneckenrohrförderers repräsentiert;
und
- e) Zusammenfügen
der Schraubenfläche
und des Kamms an den überlappenden
Bereichen zu dem Schneckenrohrförderer.
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Die
beiden beanspruchten Verfahren zum Herstellendes Schneckenrohrförderers
durch Umknicken der Laschen und Knicken des Basisabschnitts ermöglichen
vorteilhafterweise auch das Herstellen von relativ langen Schneckenrohrförderern
mit relativ kleinen lichten Durchmessern, weil, wie gesagt, Fügearbeiten
im Inneren des Schneckenrohrförderers zum
Verbinden der Schneckenwendel mit dem Drehrohr nicht mehr erforderlich
sind.
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Weil
bei beiden Verfahren der Schneckenförderer über eine gewünschte Gesamtlänge so hergestellt
wird, dass jeweils einzelne Gänge
bzw. Längsabschnitte
lediglich per Punktschweißen
zusammengefügt
werden, ist bei den so hergestellten Schneckenrohrförderern – anders
als den traditionell mit helixförmiger
Schweiß naht
hergestellten Schneckenrohrförderern – die Gefahr
eines Verzugs vorteilhafterweise deutlich geringer.
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Der
mit beiden beanspruchten Verfahren hergestellte Schneckenrohrförderer umfasst
ein Drehrohr mit polygonförmigem
Querschnitt aufgrund der mehrfach geknickten Manteloberfläche. Dies
hat den Vorteil, dass die Durchmischung des Schüttgutes beim Drehen des Schneckenrohrförderers
gegenüber
einem Drehrohr mit kreisförmigem
Querschnitt deutlich verbessert ist. Insbesondere kann dadurch von
dem Einbau zusätzlicher
Durchmischungselemente, wie Flügel,
Paddel, Pflugscharen etc. vorteilhafterweise abgesehen werden.
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Bei
beiden Ausführungsbeispielen
für das beanspruchte
Verfahren ist zwischen jeweils zwei benachbarten Laschen an dem
Basisabschnitt ein V-förmiger
Einschnitt mit einem Öffnungswinkel α zwischen
0° und 180° vorzusehen.
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Je
nachdem ob ein Mantelknickwinkel δ,
um den der Basisabschnitt entlang einer Biegelinie geknickt wird,
kleiner, gleich oder größer als
der Öffnungswinkel α ist, ergeben
sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel
im Inneren des Drehrohres folgende Konstellationen: Ist der Mantelknickwinkel δ gleich dem Öffnungswinkel α, so liegen
die beiden benachbarten Laschen bei dem nach dem beanspruchten Verfahren
hergestellten Schneckenrohrförderer "auf Stoss"; es findet dann
keine Überlappung
der beiden benachbarten Laschen statt. Wenn der Mantelknickwinkel δ kleiner
als der Öffnungswinkel α ist, verbleibt zwischen
den beiden benachbarten Laschen ein V-förmiger Einschnitt bzw. ein
Zwischenraum. Der erwähnte
Zwischenraum hat den Vorteil, das Schüttgut durch den Zwischenraum
hindurch von einem Gang in einen benachbarten Gang des Schneckenrohrförderers übertreten
kann, wodurch eine bessere Durchmischung des Schüttgutes erreicht wird. Wenn der
Mantelknickwinkel δ größer als
der Öffnungswinkel
ist, überlappen
die beiden benachbarten Laschen nach dem Umknicken entlang der Biegelinien.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist der Öffnungswinkel α erforderlich,
um ein Knicken des Basisabschnitts so zu ermöglichen, dass die Laschen radial
nach außen
stehen.
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Der
Laschenknickwinkel γ beträgt vorzugsweise
bei beiden Ausführungsbeispielen
90°; die Schneckenwendel
ist dann im Inneren des Schneckenrohrförderers senkrecht zur Mantelfläche des Drehrohres
ausgerichtet.
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Vorteilhafterweise
wird das Material bei beiden Ausführungsbeispielen für den Zuschnitt
zur Herstellung des Zuschnitts gestanzt, mit einem Laserstrahl zugeschnitten
oder ausgefräst.
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Die
oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch einen Zuschnitt zum Herstellen
des Schneckenrohrförderers
gelöst.
Die Vorteile dieses Zuschnitts entsprechen im Wesentlichen den oben
mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
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Darüber hinaus
ist es vorteilhaft, dass der Zuschnitt mit dem Basisabschnitt und
der mindestens einen Lasche zunächst
eben ausgebildet ist.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, dass für
den Zuschnitt und damit für
den Schneckenrohrförderer
Metallbleche mit einer Dicke von 0,3 bis 3 mm ausgewählt werden
können.
Derartig dünnes
Metallblech kann für
traditionell hergestellte Schneckenrohrförderer nicht verwendet werden,
weil es keine hohen Temperaturen, wie sie bei langen Schweißnähten auftreten,
zulässt.
Bei Schneckenrohrförderern,
die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt werden, ist es jedoch sehr wohl verwendbar, weil lange
Schweißnähte nicht
zwingend erforderlich sind; die Verwendung von solch dünnem Metallblech hat
den Vorteil, dass die Wärmekapazität des Schneckenrohrförderers
gering ist, und dass damit die Dauer von thermischen Ausgleichseffekten
zwischen Schüttgut
und Schneckenrohrförderer
beim Starten von Behandlungsprozessen so kurz wie möglich gehalten
werden kann.
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Wenn
mehrere Laschen an ein und demselben Rand des Basisabschnittes ausgebildet
sind, können
diese entweder benachbart oder nur vereinzelt im Sinne von nicht
benachbart dort ausgebildet sein. Sind zwei Laschen nicht benachbart,
so hat dies den Effekt, dass auch bei dem zusammengebauten Schneckenrohrförderer zwischen
diesen beiden Laschen ein Zwischenraum verbleibt. Dieser Zwischenraum
hat dann dieselbe vorteilhafte Wirkung, wie der oben bereits erwähnte V-förmige Zwischenraum
zwischen zwei benachbarten Laschen, der dann entsteht, wenn der
Mantelknickwinkel kleiner als der Öffnungswinkel zwischen den
beiden Laschen ist.
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Damit
alle benachbarten Laschen bzw. Segmente der Schneckenwendel im Inneren
des Schneckenrohrförderers "auf Stoß" aneinander liegen
und somit eine Schneckenwendel ohne Zwischenräume und ohne Überlappungen
ausbilden, ist es erforderlich, dass die Öffnungswinkel α der V-förmigen Einschnitte
zwischen jeweils zwei benachbarten Laschen und die beiden Begrenzungswinkel β1 und β2, die
jeweils zwischen den äußeren Laschen
und Lotlinien auf den Rand des Basisabschnitts hin gemessen werden,
so dimensioniert sind, dass αi + β1 + β2 zusammen 360° sind und dass, wie oben bereits
erwähnt,
die Mantelknickwinkel δi entsprechend den Öffnungswinkeln αi ausgebildet
sind. Ist die besagte Winkelsumme von αi + β1 und β2 kleiner
als 360° über eine
Länge des
Basisabschnitts gemessen, welche dem Umfang des Drehrohres entspricht,
so sind die benachbarten Laschen bei dem zusammengebauten Schneckenrohrförderer zumindest
teilweise überlappt.
Im anderen Fall, wenn die Winkelsumme größer als 360° ist, entstehen die besagten
Zwischenräume
zwischen den benachbarten Laschen.
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Das
Ausbilden der dem Basisabschnitt gegenüberliegenden Ränder der
trapezförmigen
Laschen in Form eines Kreisbogens hat den Vorteil, dass bei dem
erfindungsgemäß hergestellten
Schneckenrohrförderer
ein rohrförmiger
Durchbruch in Form eines kreisförmigen
Zylinders ausgebildet ist mit einem lichten Radius annähernd dem
Radius des Kreisbogens.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
können
die Laschen an zwei gegenüberliegenden
Rändern
des Basisabschnittes angeordnet sein. Nach dem Umknicken der Laschen
um den jeweiligen Laschenknickwinkel γ und dem anschließenden Knicken
des Basisabschnitts entlang der Biegelinien können die dann entstehenden
helixförmigen
Abschnitte des Schneckenrohrförderers
(Gänge)
je nach Ausbildung des parallelogrammförmigen Basisabschnittes, d.h.
je nach vorgesehener Steigerung für den Schneckenrohrförderer,
entweder unmittelbar benachbart, d.h. sich berührend, oder zueinander beabstandet
ausgebildet sein. Wenn die Gänge des Schneckenrohrförderers
bei geeigneter Steigung unmittelbar aneinander liegen, dann liegen
auch die zuvor umgeknickten Laschen der einzelnen Gänge zumindest
teilweise aneinander. Es ist dann empfehlenswert, diese aneinanderliegenden
umgeknickten Laschen z.B. durch eine Punkt-Schweißverbindung aneinander
zu fügen;
auf diese Weise wird der Schneckenrohrförderer wesentlich stabilisiert.
Im Unterschied zum Stand der Technik kann die Punktschweißung am
Rand des Durchbruchs, d.h. an der einfach zugänglichen Oberkante der Laschen
erfolgen; sie braucht nicht an der wesentlich schwerer zugänglichen Übergangszone
zwischen Drehrohr und Schneckenwendel zu erfolgen.
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Überhaupt
wird die Herstellung von Schneckenrohrförderern auch mit großer Gesamtlänge bei den
beiden erfindungsgemäßen Verfahren
ganz wesentlich dadurch vereinfacht, dass einzelne (Teil-)Längenabschnitte
vorgefertigt werden können und
später
nur noch zusammengefügt
werden müssen.
Das Zusammenfügen
erfolgt jeweils an den Rand- bzw. Verbindungsstellen zweier benachbarter (Teil-)Längenabschnitte
und ist dann besonders einfach, wenn der jeweils angesetzte Längsabschnitt seinerseits
nicht zu lang ist (so dass die Verbindungsstelle von dem gegenüberliegenden
Ende des Längsabschnitts
her zugänglich
ist) und wenn sein lichter Durchmesser bzw. Radius möglichst
groß ist.
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Grundsätzlich kann
der Schneckenrohrförderer
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
auch mit einem Zuschnitt hergestellt werden, bei dem die Laschen
lediglich an einem der Ränder
des parallelogrammförmigen
Basisabschnitts ausgebildet sind. Die Dicke der Schneckenwendel
wird dann lediglich durch die Dicke einer einzelnen Lasche, nicht
jedoch durch die Dicke von zwei aneinander liegenden Laschen, wie
im vorherigen Fall, gebildet. Außerdem ist es dann erforderlich,
dass die durch Knicken des Basisabschnittes gebildeten helixförmigen Mantelabschnitte
des Drehrohres durch eine helixförmige Schweißnaht zusammengefügt werden.
Die Manteloberfläche
des Drehrohres ist dann zwar einfach zugänglich, das Herstellen der
Schweißnaht
ist aber in diesem Fall aufgrund der relativ großen Länge der Schweißnaht dennoch
kostenintensiv, weshalb dieses Ausführungsbeispiel lediglich suboptimal
ist.
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Wenn
es gewünscht
ist, dass das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Drehrohr an mindestens einem seiner beiden Enden eben begrenzt ist,
zum Beispiel zur Montage eines Flansches, so ist es erforderlich,
dass die beiden gegenüberliegenden
Ränder
des ersten Paares von Rändern
an diesem Ende spitzwinklig zulaufend zugeschnitten sind.
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Schließlich wird
die oben genannte Aufgabe durch einen Schneckenrohrförderer gelöst. Der
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und dem erfindungsgemäßen Zuschnitt
hergestellte Schneckenrohrförderer
weist die oben mit Bezug auf das Verfahren und den Zuschnitt genannten
Vorteile auf.
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Es
ist von Vorteil, dass der Schneckenrohrförderer einen oder mehrere Gänge aufweisen
kann. Zur Erzielung einer gewünschten
größeren Gesamtlänge besteht
die Möglichkeit,
mehrere Längenabschnitte
des Schneckenrohrförderers
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorzufertigen und diese Längenabschnitte
dann zu dem Schneckenrohrförderer
in der gewünschten
Gesamtlänge
zusammenzufügen.
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Es
ist von Vorteil, wenn der Schneckenrohrförderer an mindestens einem
seiner Enden einen Flansch aufweist, welcher vorzugsweise an den
umgeknickten Laschen im Bereich eines Endes des Schneckenrohrförderers
befestigt, z.B. angeschweißt
ist. Der Flansch an einem Ende des Schneckenrohrförderers
kann z.B. in Form eines Zahnrades ausgebildet sein, welches zum
Drehen des Schneckenrohrförderers
mit einem, durch eine Antriebseinrichtung antreibbaren Ritzel in
Eingriff bringbar ist. An seinem anderen, ggf. dem Zahnrad gegenüber liegenden
Ende kann ein weiterer Flansch vorgesehen sein, der als Laufring
ausgebildet ist. Der Laufring dient dann zum drehbaren Lagern des Schneckenrohrförderers
auf vorzugsweise konisch ausgebildeten Laufrollen. Die konische
Ausbildung der Laufrollen dient zum Ausüben eines axialen Druckes auf
den Schneckenrohrförderer
auf ein vorhandenes Gegenlager.
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Schließlich ist
es von Vorteil, wenn der Schneckenrohrförderer im Inneren beschichtet,
vorzugsweise emailliert ist, weil dann mit der Beschichtung eventuell vorhandene
schmale Zwischenräume bzw.
Stoß-Spalte
zwischen zwei benachbarten Laschen der Schneckenwendel geschlossen
werden können.
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Der
Beschreibung sind insgesamt 12 Figuren beigefügt, wobei
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1 einen
erfindungsgemäß hergestellten Schneckenrohrförderer;
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2 einen
erfindungsgemäßen Zuschnitt zur
Herstellung des Schneckenrohrförderers;
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
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3 einen
Zuschnitt nach 2 mit umgeknickten Laschen;
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4 einen
Zuschnitt mit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
umgeknickten Laschen und mit teilweise geknicktem Basisabschnitt;
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5 einen
durch das erfindungsgemäße Knicken
der Laschen und des Basisabschnitts hergestellten ersten Gang des
Schneckenrohrförderers
mit einem Ansatz für
einen zweiten Gang, wobei die Laschen im Bereich des Ansatzes des
zweiten Ganges und die benachbarten Laschen des ersten Ganges zunächst noch
beabstandet zueinander sind;
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6 ein
Schneckenrohrförderer
nach 5, wobei die Laschen des Ansatzes des zweiten Ganges
und die benachbarten Laschen des ersten Ganges durch eine Punktschweißung miteinander verbunden
sind;
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7 einen
erfindungsgemäß gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
hergestellten Schneckenrohrförderer
mit Flanschen in Form eines Ritzels und in Form eines Laufringes;
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8 einen
Zuschnitt zur Herstellung des Schneckenrohrförderers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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9 einen
Zuschnitt mit gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
umgeknickten Laschen und mit teilweise umgeknicktem Basisabschnitt;
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10 eine
helixförmige
Schraubenfläche;
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11 einen
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zusammengebauten Schneckenrohrförderer;
und
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12 einen
Schneckenförderer
gemäß 11 mit
zylinderförmigem
Gehäuse
zeigt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In den einzelnen
Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Ein Bezugszeichen ohne Hochkommata bezieht sich auf
ein erstes Ausführungsbeispiel
während
sich ein Bezugszeichen mit Hochkommata auf ein zweites Ausführungsbeispiel
für das
erfindungsgemäße Verfahren zur
Herstellung eines Schneckenrohrförderers
bezieht.
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Die 1 und 8 beziehen
sich auf die Erfindung im Allgemeinen und betreffen alle Ausführungsbeispiele.
Demgegenüber
betreffen die 2–7 das erste
und die 9–12 das zweite
Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt
einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Schneckenrohrförderer 100.
Er umfasst ein zylinderförmiges
Drehrohr 110 mit innenliegender Schneckenwendel 120 zum Fördern und
Durchmischen eines Schüttgutes.
Das Schüttgut
wird an einem Ende des Schneckenrohrförderers über einen Einlass 180 in
den Schneckenrohrförderer 100 eingeführt und
es verlässt
diesen, nachdem es durch Drehen des Schneckenrohrförderers
in Transportrichtung R transportiert wurde, über einen Auslass 190.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen des in 1 gezeigten Schneckenrohrförderers
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 bis 8 näher beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
sieht in einem ersten Schritt das Herstellen eines einstückigen Zuschnitts
vor, aus dem der Schneckenrohrförderer später geformt
wird. Der Zuschnitt wird vorzugsweise aus ebenem Blech mit einer
Dicke von 0,3 bis 0,8 mm hergestellt, indem dieses Blech z.B. entsprechend der
Kontur des Zuschnitts ausgestanzt oder mit Hilfe einer Schneideinrichtung,
z.B. einer Laserstrahlquelle zugeschnitten wird.
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Der
Zuschnitt für
das erfindungsgemäße Verfahren
besteht, wie in 2 gezeigt, aus einem parallelogrammförmigen Basisabschnitt 112 mit
seitlich einstückig
daran angeformten Laschen 122. Der Basisabschnitt ist aufgrund
seiner parallelogrammförmigen
Ausbildung durch ein erstes Paar von gegenüberliegenden Rändern 1a, 1b und
durch ein zweites Paar von gegenüberliegenden
Rändern 2a und 2b definiert.
Auf dem Basisabschnitt sind Biegelinien 115i zwischen
dem zweiten Paar von Rändern 2a, 2b und
parallel zu diesen Rändern
verlaufend vorgesehen. Die seitlich an den Basisabschnitt einstückig angeformten
Laschen 122 sind jeweils zwischen zwei benachbarten der
Biegelinien oder zwischen einem der Ränder 2a, 2b des
zweiten Paares von Rändern
und einer jeweils benachbarten Biegelinie 115i=1 , 115i=9 an den Basisabschnitt angeformt.
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Die
Laschen 122 können
an beiden Rändern 1a und 1b des
ersten Paares von Rändern
oder auch nur an einem dieser Ränder
vorgesehen sein. Weiterhin können
die Laschen an einem dieser Ränder entweder
jeweils benachbart oder nur vereinzelt, im Sinne von nicht zueinander
benachbart vorgesehen sein. Für
den Fall, dass zwei benachbarte Laschen an einem der Ränder vorgesehen
sind, so ist zwischen diesen beiden Laschen ein V-förmiger Einschnitt 117 vorzusehen,
der jeweils auf die gemeinsam zugeordnete Biegelinie 115i hin ausgerichtet ist und die beiden
benachbarten Laschen voneinander separiert. Der Öffnungswinkel α zwischen
den beiden benachbarten Laschen kann zwischen 0° und 180° betragen. In 2 sind
die Laschen beispielhaft alle trapezförmig ausgebildet. Die Schenkel 122a und 126a der
an dem Basisabschnitt 112 versetzt – gegenüberliegenden tra pezförmigen Laschen 122, 126 liegen
auf einer Geraden g. Dies hat den Vorteil, dass ein Schnittwerkzeug
zum Zuschneiden der Schenkel 122a, 126a lediglich
zur Überbrückung des
Basisabschnittes abgehoben, nicht aber kurvenförmig geführt werden muss, wodurch die
Fertigung des Zuschnitts vereinfacht wird.
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Es
brauchen nicht alle Öffnungswinkel αi eines
Zuschnitts betraglich gleich zu sein. Dasselbe gilt für die Laschenknickwinkel γi und
die Mantelknickwinkel δi.
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Nach
dem soeben beschriebenen ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
d.h. dem Herstellen des in 2 gezeigten
Zuschnitts, wird dieser Zuschnitt in einem zweiten Verfahrensschritt, wie
in 3 gezeigt, dahingehend bearbeitet, dass die Laschen 122 jeweils
um einen Laschenknickwinkel γ gegenüber dem
Basisabschnitt 112 entlang desjenigen Randes 1a, 1b,
an dem die Lasche einstückig mit
dem Basisabschnitt verbunden ist, umgeknickt wird. Es entsteht dann
das in 3 gezeigte Gebilde.
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In
einem dritten Verfahrensschritt wird dann schließlich das in 3 gezeigte
Gebilde und insbesondere der Basisabschnitt 112 entlang
der besagten Biegelinien 115i jeweils
um einen Mantelknickwinkel δi geknickt.
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In 4 ist
der Basisabschnitt zunächst
lediglich zwei Mal geknickt, während
er in den 4 und 5 an allen
Biegelinien 115i geknickt dargestellt
ist. Wie in den 5 und 6 gezeigt,
bildet der ursprüngliche
Basisabschnitt des Zuschnitts dann einen helixförmigen Mantelabschnitt 111 des Drehrohres 110 und
die zuvor umgeknickten Laschen 122 bilden dann jeweils
Segmente der im Inneren des Drehrohres angeordneten Schneckenwendel 120.
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In
den 5 bis 7 wird deutlich, dass der Basisabschnitt 112 parallelogrammförmig ausgebildet
sein muss, wenn der erfindungsgemäß hergestellte Schneckenrohrförderer eine
Steigung > 0 haben
soll, wie in den 5 bis 7 gezeigt.
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In
den 5 und 6 ist weiterhin zu erkennen,
dass die einzelnen benachbarten und zuvor umgeknickten Laschen 122 nunmehr "auf Stoß" nebeneinander angeordnet
sind und so die Schneckenwendel 120 bilden. Damit die jeweils
benach barten Laschen auf Stoß aneinander
liegen, ist es erforderlich, dass die in den 3 und 4 gezeigten
einzelnen Mantelknickwinkel δi betraglich gleich den dort ebenfalls gezeigten Öffnungswinkeln α der V-förmigen Einschnitte 117 zwischen
jeweils zwei benachbarten Laschen sind. Weiterhin ist es erforderlich, dass,
wie in 2 veranschaulicht, die benachbarten Laschen an
einem der Ränder 1a, 1b des
Basisabschnitts 112 über
eine Länge
Lu, welche dem Umfang des Drehrohres 110 entspricht,
folgenden Bedingungen genügen:
Die Öffnungswinkel αi mit
i = 1–9
der V-förmigen
Einschnitte 117 zwischen jeweils zwei benachbarten Laschen
ergeben aufsummiert zusammen mit den beiden Begrenzungswinkeln β1 und β2 zusammen
360°. Dabei
werden die Begrenzungswinkel β1 und β2 jeweils zwischen den Schenkeln der äußeren Laschen
und den Lotlinien L1, L2,
die senkrecht auf den Rändern 1a, 1b des
Basisabschnitts 112 stehen, gemessen.
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Ist
die besagte Winkelsumme αi + β1 + β2 kleiner als 360° und sind aber die zugeordneten
Mantelknickwinkel δi an den zugehörigen Biegelinien 115i im Einzelfall größer als die jeweiligen Öffnungswinkel αi, so
kommt es in diesen Einzelfällen
zu einer Überlappung
von jeweils zwei benachbarten Laschen bei der Bildung des Schneckenrohrförderers
(nicht gezeigt).
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Alternativ
kann ein Mantelknickwinkel δi kleiner als ein zugehöriger Öffnungswinkel αi sein;
dies hat dann zur Folge, dass beim Herstellen des Schneckenrohrförderers
zwischen den beiden beteiligten Laschen ein Zwischenraum bzw. ein
V-förmiger Spalt verbleibt.
Durch den Spalt kann möglicherweise Schüttgut hindurchtreten,
was zu einer verbesserten Durchmischung des Schüttgutes beitragen kann. Ein derartiger
Spalt ist in 6 mit dem Bezugszeichen SP bezeichnet.
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Wenn
ein rohrförmiger
Durchbruch 130, wie in 6 gezeigt,
im Inneren des Schneckenrohrförderers
gewünscht
wird, müssen
die dem Basisabschnitt gegenüberliegenden
Ränder 124 der
trapezförmigen
Laschen 122 in Form eines Kreisbogens zugeschnitten sein.
Die Lage des Kreisbogens in Bezug auf den Basisabschnitt 112 und
der Radius r des Kreisbogens sind jeweils entsprechend geeignet
zu wählen.
Wenn der Schneckenrohrförderer
mehr als einen Gang aufweist, wie in den 5 bis 7 gezeigt,
dann ist es vorteilhaft, dass parallel zueinander und aneinander
liegende Laschen 122i=1 , 122i=10 zusammengefügt werden. Vorteil hafterweise
erfolgt dieses Zusammenfügen
in Form einer Punkt-Schweißverbindung 129.
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7 zeigt
einen erfindungsgemäß hergestellten
Schneckenrohrförderer
in einer Außenansicht.
Der dort gezeigte Schneckenrohrförderer 100 besteht
aus einer Mehrzahl von erfindungsgemäß hergestellten Längsabschnitten,
die jeweils an den Verbindungsstellen V1–V4 in axialer Richtung zusammengefügt sind.
Die einzelnen Längsabschnitte T1–T4 haben jeweils nur eine relativ kurze axiale
Ausdehnung, wodurch ein Zusammenfügen der einzelnen Gänge eines
Längsabschnitts
untereinander an den parallelen Laschen, z.B. durch die erwähnten Punkt-Schweißungen,
vereinfacht wird.
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Es
ist in 7 zu erkennen, dass bei den Endbereichen E des
Schneckenrohrförderers
die Ränder 1a, 1b des
Basisabschnittes 112, welcher nach dem Umknicken entlang
der Biegelinien die Mantelflächen
des Drehrohres 110 bildet, – in Abweichung von der grundsätzlichen
Parallelogrammform – spitzwinkelig
zulaufend zugeschnitten sind. Dadurch wird es möglich, dass das Drehrohr 110 in
einer Ebene senkrecht zur axialen Ausrichtung des Drehrohres abschließt. Dieser
ebene Abschluss an den beiden Enden des Schneckenrohrförderers 100 ermöglicht dort
das Anbringen eines Flansches, welcher vorzugsweise mit den dort
vorhandenen, sich ebenfalls in der besagten Ebene erstreckenden
Laschen verbindbar ist. Der Flansch 140 kann in Form eines
Zahnrades ausgebildet sein, wie dies für das linke Ende des in 7 gezeigten
Schneckenrohrförderers 100 gezeigt
ist. Dieses Zahnrad ist zum Drehen des Schneckenrohrförderers 100 mit
einem Ritzel 151 in Eingriff bringbar. Das Ritzel ist Bestandteil einer
Antriebseinrichtung 150 zum Antreiben des Schneckenrohrförderers 100.
Der Flansch 140 kann auch in Form eines Laufringes 142 ausgebildet
sein, wie dies für
das rechte Ende des in 7 gezeigten Schneckenrohrförderers 100 dargestellt
ist. Der Laufring dient dort zum drehbaren Lagern des Schneckenrohrförderers 100 auf
vorzugsweise konisch ausgebildeten Laufrollen 160. Das
Zahnrad und der Laufring sind vorzugsweise konzentrisch und koaxial mit
gleichem Radius ausgebildet.
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Nachfolgend
wird das zweite erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
zur Herstellung des Schneckenrohrförderers unter Bezugnahme auf
die 8–12 näher beschrieben.
Für die
Beschreibung der Figuren wird, soweit möglich, auf analoge Figuren,
das erste Ausführungsbeispiel
betreffend verwiesen, wobei gleiche technische Merkmale mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind mit dem einzigen Unterschied, dass die
Bezugszeichen für
die entsprechenden Elemente bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Hochkommata
aufweisen. Das Verfahren gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
umfasst folgende Schritte:
In einem ersten Schritt wird ein
einstückiger
Zuschnitt gemäß 8 hergestellt;
diesbezüglich
wird auf die 2 und die zugehörige Beschreibung
verwiesen. Der einzige Unterschied zwischen dem Zuschnitt gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
und dem Zuschnitt gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
besteht darin, dass die seitlichen Laschen 122' bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel
gegenüber
dem ersten Paar von Rändern 1a, 1b vorzugsweise
konvex in Form eines Kreisbogens ausgebildet sind, wie dies in 8 angedeutet
ist.
In einem zweiten Schritt werden dann die Laschen 122' um einen Laschenknickwinkel γ' gegenüber dem Basisabschnitt 112' vorzugsweise
um 90° geknickt.
In
einem dritten Verfahrensschritt wird dann der Basisabschnitt 112' entlang der
Biegelinien 115'i jeweils um einen Mantelknickwinkel δ' so geknickt, dass
der Basisabschnitt einen helixförmigen
Mantelabschnitt des Drehrohres 110' bildet, wie dies in 9 dargestellt
ist. Die zuvor umgeknickte mindestens eine Lasche 122' bildet dann
einen radial nach außen
stehenden Kamm 113' auf
dem helixförmigen
Mantelabschnitt 111'.
Durch dieses beschriebene Knicken des Basisabschnittes entsteht
mindestens ein Gang des Drehrohres 110'; es können jedoch auch eine Vielzahl
von parallel angeordneten Gängen
gebildet werden, wie dies in 11 dargestellt
ist.
In einem vierten Verfahrensschritt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
werden der helixförmige Mantelabschnitt 111' und eine in 10 dargestellte helixförmige Schraubenfläche 125' zum Herstellen des
Schneckenrohrförderers – wie er
in 11 dargestellt ist – ineinander geschoben. Der
Kamm 113' überdeckt
bzw. überlappt
dann die Schraubenfläche 125' an ihrer Peripherie
und kann dort mit dieser zusammengefügt, vorzugsweise punktverschweißt werden.
Gleichzeitig bildet derjenige Teil der helixförmigen Schraubenfläche 125', welcher nicht
von dem Kamm bedeckt wird, die Schneckenwendel 120' im Inneren
des Schneckenrohrförderers.
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Der
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
hergestellte Schneckenrohrförderer
bietet – im Vergleich
zu dem gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
hergestellten Schneckenrohrförderer – den Vorteil,
dass das Zusammenfügen
der Laschen bzw. des Kamms mit der Schraubenfläche 125' sehr leicht möglich ist, weil diese Bereiche
von außen
zugänglich
sind. Es können
deshalb bei gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
hergestellten Schneckenrohrförderern
gleichzeitig mehrere nebeneinander angeordnete Gänge des Schneckenrohrförderers
zusammengefügt
bzw. hergestellt werden, während
die Anzahl der in einem Arbeitsschritt zusammenfügbaren Gänge bei dem ersten Ausführungsbeispiel
begrenzt ist, wegen der dortigen nur eingeschränkten Zugänglichkeit der zu verbindenden
Laschen im Inneren des Schneckenrohrförderers.
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Aus
hygienischen Gründen
kann der Schneckenrohrförderer
gemäß 11 zum
Beispiel in ein zylinderförmiges
Gehäuse 170,
siehe 12 eingepackt werden, wodurch
der radial nach außen
stehende Kamm für
einen Betrachter bedeckt wird. Das Gehäuse 170 liegt auf
dem Kamm 113' auf
und ist vorzugsweise mit diesem zusammengefügt, z.B. verlötet. Dadurch
entsteht zwischen dem Gehäuse 170, dem
Kamm 113' und
dem Basisabschnitt 112' ein
helixförmiger
Hohlraum 172. Der Hohlraum 172 wird vorzugsweise
z.B. zu Isolierzwecken evakuiert; es ist dann eine thermische Behandlung
des Schüttgutes im
Inneren des Schneckenrohrförderers
effizienter möglich.
Der Kamm 113' stützt das
Gehäuse 170 gegen
den Basisabschnitt 112' ab,
auch bei durch das Vakuum bedingtem Unterdruck in dem Hohlraum 172.
Eventuell ist auch das Verlöten
des Gehäuses 170 mit
dem Kamm 113' unter
Vakuum einfach(er) möglich.
Auch an dem gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
hergestellten Schneckenförderer
können
die Flansche und das Ritzel montiert werden, wie dies in 7 beispielhaft
für den
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
hergestellten Schneckenrohrförderer
gezeigt ist.