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Die
Erfindung betrifft eine Förderrohrweiche nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Förderrohrweiche
ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Die Förderrohrweiche
kann natürlich
auch so betrieben werden, dass der Eingang und die mindestens zwei
Ausgänge
ihre Funktion vertauschen, sodass die Förderrohrweiche nicht zur Verteilung
eines Förderguts
auf zwei der Weiche nachgelagerte, verschiedene Förderwege
dient, sondern zur Zusammenführung
des von verschiedenen Förderwegen
herkommenden Förderguts
hin zu einem gemeinsamen, der Förderweiche nachfolgenden
Förderweg.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Standfestigkeit
der bekannten Förderrohrweiche
zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Förderrohrweiche
mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass bestimmte Betriebssituationen entscheidenden Einfluss auf
die Standfestigkeit der Förderrohrweiche
haben. Hierzu gehören
das Abscheren bzw. Schneiden von Fördergut beim Umstellen des
Drehkükens
zwischen den beiden Drehstellungen sowie der Aufprall von Fördergut
gegen das Drehküken
insbesondere dann, wenn dieses eine abgewinkelte Förderverbindung vorgibt.
Durch die erfindungsgemäße Kraftbeaufschlagungseinrichtung
kann jedem dieser Betriebszustände
ein geeignetes Drehumstell-Kraftniveau zugeordnet werden. Die Kraftbeaufschlagungseinrichtung
kann beispielsweise so ausgeführt
sein, dass bei einer Drehverstellung im Bereich der Scher- bzw. Schneidpunkte
des Drehkükens
eine Schwergängigkeit
der Drehverstellung erreicht wird, sodass sich Zusatzkräfte, die
durch das Schneiden bzw. das Scheren des Schüttguts durch das Drehküken hervorgerufen
werden, nicht störend
auswirken. Damit sich Aufprallkräfte
des Förderguts
auf das Drehküken,
wenn dieses beispielsweise eine abgewinkelte Förderverbindung vorgibt, nicht übermäßig belastend auf
die mechanische Struktur der Förderrohrweiche auswirken,
kann die Kraftbeaufschlagungseinrichtung so ausgeführt sein,
dass das Drehküken
einen derartigen Aufprall mit einer Ausweich-Drehbewegung beantworten kann, sodass
der Impulsübertrag des
Fördergutes
verringert ist. Aufprallkräfte
können dann
bei gegebener mechanischer Auslegung der Förderrohrweiche nicht zu einem
Schaden führen. Insgesamt
erhöht
die Kraftbeaufschlagungseinrichtung daher die Standfestigkeit der
Förderrohrweiche.
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Eine
Dämpfungseinrichtung
nach Anspruch 2 stellt eine bevorzugte Variante der Kraftbeaufschlagungseinrichtung
dar. Die Dämpfungseinrichtung kann
ein Medium aufweisen, das zwischen zwei Arbeitsräumen eines Behälters, die
von einem Hubkolben unterteilt werden, überströmen kann.
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Ein
Drehantrieb nach Anspruch 3 hat sich aufgrund seines robusten Aufbaus
bewährt.
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Eine
Ausgestaltung nach Anspruch 4 erlaubt die Vorgabe verschiedener
Umstellkraftniveaus.
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Eine
einstellbare Drossel nach Anspruch 5 erlaubt eine Anpassung des
insbesondere höheren Umstell-Kraftniveaus.
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Ein
Rückschlagventil
nach Anspruch 6 ermöglicht
eine Kontrolle des Flusses des Hydraulikmediums.
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Zwei
Leichtgang-Überströmverbindungen nach
Anspruch 7 ermöglichen
eine bereichsweise Leichtgangverstellung des Drehkükens in
beiden Verstellrichtungen.
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Ein
gemeinsamer Strömungsweg
nach Anspruch 8 vereinfacht den hydraulischen Aufbau der Dämpfungseinrichtung.
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Ein
Axiallager nach Anspruch 9 stellt eine Variante zur Vorgabe eines
Leichtgang-Verstellweges bei der Verstellung des Drehkükens dar.
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Eine
Ausgestaltung des Axiallagers nach Anspruch 10 ist dabei konstruktiv
einfach. Die bevorzugt vorgesehenen Anschlagsfedern verhindern ein
hartes Anschlagen des Hubkolbens. Die Anschlagsfedern können beispielsweise
als Tellerfedern ausgeführt
sein.
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Eine
Ausgestaltung nach Anspruch 11 ermöglicht einen weichen Übergang
zwischen den mindestens zwei durch die Kraftbeaufschlagungseinrichtung
vorgegebenen Kraftniveaus. Die Membran kann im Gasspeicher über Druckluft
vorgespannt sein. Dies ermöglicht
eine Beeinflussung bzw. Einstellung des Dämpfungsgrades, der über diese
Ausgestaltung zur Verfügung
gestellt werden kann.
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Eine
Einstelleinrichtung nach Anspruch 12 stellt eine alternativ oder
zusätzlich
vorhandene Einstellmöglichkeit
für den
Dämpfungsgrad
dar.
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Abgerundete
Kanten nach Anspruch 13 verringern den Verschleiß insbesondere einer Hubkolbendichtung
und können
zudem für
einen weicheren Übergang
beim Umstellen zwischen den mindestens zwei Kraftniveaus dienen.
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Entsprechende
Vorteile hat ein rampenförmiger
Einmündungs-Bereich
nach Anspruch 14. Durch die Erstreckung der Rampe längs des
Verlagerungsweges des Hubkolbens, durch den Rampenwinkel und durch
die Breite der Rampe kann der Übergangsbereich
zwischen den beiden Kraftniveaus beeinflusst werden.
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Eine
asymmetrische Ausführung
nach Anspruch 15 sorgt drehrichtungsabhängig für einen vorgegebenen Übergang
zwischen den Kraftniveaus.
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Anschlagsdämpfer nach
Anspruch 16 stellen eine Schwergang-Drehverstellung in den Endbereichen
der Antriebsstangenverlagerung zur Verfügung. Zwischen diesen Endbereichen
kann dann ein Leichtgang-Verstellbereich vorliegen.
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Eine
Ausgestaltung nach Anspruch 17 kann je nach der geometrischen Ausführung der
Förderrohrweiche
an die dort jeweils vorliegenden Kraftbeaufschlagungsverhältnisse
auf das Drehküken
angepasst werden. Bevorzugt ist, wenn für das zur Umstellung des Drehkükens höhere Kraftniveau,
also eine Umstellung des Drehkükens
von der leichtgängigen
auf die schwergängige
Umstellung, im Bereich zwischen 5% und 60%, insbesondere zwischen
30% und 45%, des gesamten Winkel-Verstellbereichs zwischen den beiden
Freigabe-Drehstellungen erfolgt.
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Eine
Ausführung
der Kraftbeaufschlagungseinrichtung nach Anspruch 18 stellt sicher,
dass am Scher- bzw. Schneidpunkt des Drehkükens eine schwergängige Drehverstellung
erfolgt. Die Umstellung kann auch 5° oder 1° vor dem Schneidpunkt, direkt
am Schneidpunkt oder auch 1° oder
5° nach
dem Schneidpunkt erfolgen.
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Die
größte Belastung
des Drehantriebs für das
Drehküken
entsteht, wie erfindungsgemäß erkannt
wurde, dann, wenn das Drehküken
nach einem Schneid- bzw. Schervorgang an einer Endposition oder
einem Endanschlag anschlägt.
Dies kann, soweit die erfindungsgemäße Kraftbeaufschlagungseinrichtung
nicht vorgesehen ist, dann erfolgen, wenn das Drehküken nach
dem Überwinden
sehr großer
Schneidkräfte
aufgrund des danach fehlenden Widerstandes des zu schneidenden Schüttguts sehr
stark beschleunigt wird und dann einen großen Impuls beim Anschlagen überträgt. Daher
kann es ausreichen, wenn die Umstellung in eine schwergängige Drehverstellung
erst nach dem Schneid- bzw. Scherpunkt erfolgt. Es kann ausreichen,
wenn die Umstellung hin zur schwergängigen Drehverstellung kurz
vor dem Erreichen einer Endposition bzw. eines Endanschlages des
Drehkükens
erfolgt. Beispielsweise kann die Umstellung hin zur schwergängigen Drehverstellung
5% vor dem Erreichen der Endstellung erfolgen. Das Einsetzen der
Dämpfung
zum Erreichen der schwergängigen
Drehverstellung kann im Bereich von 5% nach Beginn eines Verdrehens des
Drehkükens
bis 5% vor Erreichen der Endstellung wählbar sein.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 oben
im Längsschnitt
Drehantriebskomponenten und unten im Längsschnitt Förderkomponenten
einer Förderrohrweiche
in einer ersten Drehstellung eines Drehkükens;
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2 bis 6 in
einer zur 1 ähnlichen Darstellung die Förderrohrweiche
in anderen Drehstellungen des Drehkükens;
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7 in
einer gebrochenen Schnittdarstellung eine weitere Ausführung einer
Dämpfungseinrichtung
für den
Drehantrieb der Förderrohrweiche;
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8 bis 10 jeweils
eine Ausschnittsvergrößerung im
Bereich einer Einmündung
einer Überströmverbindung
des Drehantriebs;
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11 in
einer zur 7 ähnlichen Darstellung eine weitere
Ausführung
einer Dämpfungseinrichtung
des Drehantriebs;
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12 ebenfalls
in einer gebrochenen Schnittdarstellung eine weitere Ausführung des Drehantriebs
mit gefederten Endanschlägen;
und
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13 eine
weitere Ausführung
der Dämpfungseinrichtung
des Drehantriebs mit zwei Paaren von Anschlagsdämpfern.
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Eine
Förderweiche 1 ist
in den 1 bis 6 geteilt dargestellt. In diesen
Figuren sind unten die Förderkomponenten 2 und
oben die Antriebskomponenten für
einen Drehantrieb 3 der Förderrohrweiche dargestellt.
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Die
Förderkomponenten 2 umfassen
einen Eingang 4 und zwei Ausgänge 5, 6.
Zwischen dem Eingang 4 und dem Ausgang 5 verläuft ein
erster, geradliniger Förderweg
für das
Fördergut,
beispielsweise für
Schüttgut.
Zwischen dem Eingang 4 und dem Ausgang 6 verläuft ein
weiterer, um 135° abgewinkelter
Förderweg.
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Die
Förderrohrweiche 1 hat
ein Drehküken 7, das
mit Hilfe der Antriebskomponenten, also mit Hilfe eines Drehantriebs 3 verlagerbar
ist. In einer ersten Drehstellung, die in der 6 dargestellt
ist, gibt das Drehküken 7 eine
erste Förderverbindung 8 zwischen
dem Eingang 4 und dem Ausgang 5 frei. In einer
weiteren Drehstellung, die in der 3 dargestellt
ist, gibt das Drehküken 7 eine
weitere Förderverbindung 9 zwischen
dem Eingang 4 und dem weiteren Ausgang 6 frei.
In der ersten Drehstellung nach 6 ist die
Förderverbindung 8 zwischen
dem Eingang 4 und dem weiteren Ausgang 6 durch
das Drehküken 7 dicht
verschlossen. In der weiteren Drehstellung nach 3 ist
die Förderverbindung 9 zwischen dem
Eingang 4 und dem Ausgang 5 durch das Drehküken 7 dicht
verschlossen.
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Zwischen
der Drehstellung nach 6 und der Drehstellung nach 3 wird
das Drehküken 7 durch
Drehverlagerung um 135° verlagert,
wobei diese Drehverlagerung in den 1 bis 3 entgegen dem
Uhrzeigersinn und in den 4 bis 6 im Uhrzeigersinn
erfolgt.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine Abfolge der Umstellung des Drehkükens 7 von der ersten
Drehstellung nach 6 in die zweite Drehstellung
nach 3. Die 4 bis 6 zeigen
Momentanaufnahmen einer Umstellung des Drehkükens bei der Umstellung im
Uhrzeigersinn zwischen der zweiten Drehstellung nach 3 und
der ersten Drehstellung nach 6.
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Das
Drehküken 7 ist
drehfest, wie in den 1 bis 6 durch
eine strichpunktierte Linie 10 angedeutet, mit einem Ritzel 11 einer
Antriebswelle verbunden. Dieses kämmt mit zwei gegenüberliegenden
Zahnstangen, die einstückig
mit zwei Kolben 13 verbunden sind, die in einem Antriebsgehäuse 14 laufen.
Die Zahnstangen/Kolbenanordnung 12, 13, die in
in der Zeichnung nicht dargestellter Weise pneumatisch angetrieben
ist, ist um eine Drehachse 15 punktsymmetrisch, die senkrecht
auf der Zeichenebene nach den 1 bis 6 steht.
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Der
Drehantrieb 3 hat eine Kraftbeaufschlagungseinrichtung 16,
die derart ausgeführt
ist, dass sie drehstellungsabhängig
und drehrichtungsabhängig
zwei Drehkraftniveaus zur Drehverstellung des Drehkükens 7 vorgibt.
Die Kraftbeaufschlagungseinrichtung 16 ist als Dämpfungseinrichtung
ausgeführt. Diese
hat als Hydraulikbehälter
einen Hydraulikzylinder 17, in den ein Hydraulikmedium 18,
beispielsweise ein Hydrauliköl,
gefüllt
ist. Im Hydraulikzylinder 17 läuft ein Hubkolben 19.
Der Hubkolben 19 unterteilt den Hydraulikzylinder 17 in
zwei Arbeitsräume 20 und 21.
Der Arbeitsraum 20 ist in der 1 links
vom Hubkolben 19 dargestellt, der Arbeitsraum 21 rechts vom
Hubkolben 19. Zwischen den Arbeitsräumen 20, 21 sind
je nach Hubstellung des Hubkolbens 19 verschiedene Überströmverbindungen
möglich.
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Der
Hubkolben 19 steht über
eine Verbindungsstange 22 mit dem in der 1 rechts
dargestellten Kolben 13 im Antriebsgehäuse 14 in Schub- und Zugverbindung.
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Die 1 zeigt
die Momentanstellung des Drehkükens 7 bei
der Umstellung zwischen der Drehstellung nach 6 in
die Drehrichtung nach 3 nach einer Winkelverdrehung
um etwa 6° entgegen dem
Uhrzeiger sinn. In dieser Stellung ist der Hubkolben 19 nur
gering gegenüber
seiner ganz nach rechts ausgelegten ersten Endstellung (vgl. 6)
in der 1 nach links verlagert. Im Bereich der Drehstellung
des Drehkükens 7 nach 1 ist
eine erste Überströmverbindung 23 wirksam,
die eine Strömungsverbindung 24 zwischen
den Arbeitsräumen 20 und 21 liefert,
wobei dieser ersten Strömungsverbindung
ein erstes, niedriges Drehumstell-Kraftniveau für eine leichtgängige Drehverstellung
des Drehkükens 7 zugeordnet
ist. Die erste Überströmverbindung 23 hat
einen Mittel-Leitungsabschnitt 25, der
im Bereich der Mitte des Hydraulikzylinders 17 zwischen
den beiden Endstellungen des Hubkolbens 19 in den Hydraulikbehälter 17 einmündet. Ferner
hat die erste Überströmverbindung 23 einen
End-Leitungsabschnitt 26, der stirnseitig vom in der 1 rechten
Ende her in den Arbeitsraum 21 einmündet. Die beiden Leitungsabschnitte 25, 26 sind über ein Rückschlagventil 27 miteinander
verbunden. Das Rückschlagventil 27 sperrt
eine Strömung
des Hydraulikmediums 18 entgegen der ersten Strömungsverbindung 24,
sperrt also ein Strömen
des Hydraulikmediums 18 vom Arbeitsraum 21 über die
erste Überströmverbindung 23 in
den Arbeitsraum 20. Die im Drehbereich des Drehkükens 7 nach 1 wirksame
erste Überströmverbindung 23 sorgt
dafür, dass
der Hubkolben 19 im Hydraulikzylinder 17 sich mit
geringer Kraft nach links verlagern lässt, sodass das Drehküken den
Drehantrieb 3 eine erste, geringe Umstellkraft entgegenbringt.
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2 zeigt
die Situation bei einer weiteren Verdrehung des Drehkükens 7 zwischen
den Drehstellungen nach den 6 und 3 verdreht
um 70° entgegen
dem Uhrzeigersinn im Vergleich zur Drehstellung nach 6.
In dieser Drehstellung nach 2 wird die
erste Förderverbindung 8 erstmals
vollständig
verschlossen. Gegebenenfalls in der Förderrohrweiche 1 bei
der Umstellung von dieser verbleibendes Fördergut kann in der Dreh stellung des
Drehkükens 7 nach 2 zwischen
einer Außenwand 28 des
Drehkükens 7 und
einer Außenwand 29 eines
ortsfesten Förderweichen-Gehäuseabschnitts 29a,
der zum Ausgang 5 gehört,
abgeschert werden. Ein entsprechender Scher- bzw. Schneidpunkt ist
in der 2 bei 30 angedeutet.
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In
der Drehstellung nach 2 ist der Hubkolben 19 bis
in die Mitte des Hydraulikzylinders 17, also mittig zwischen
seinen beiden Endstellungen verlagert. Der Hubkolben 19 hat
dabei die Einmündung
des Mittel-Leitungsabschnitts 25 der
ersten Überströmverbindung 23 passiert,
sodass die erste Überströmverbindung 23 nunmehr
nicht mehr wirksam ist. Ab dem Bereich der Drehstellung des Drehkükens nach 2 ist
eine zweite Überströmverbindung 31 der
Dämpfungseinrichtung 16 wirksam.
Diese hat einen weiteren End-Leitungsabschnitt 33, der stirnseitig
in den 1 bis 6 von links her in den Hydraulikzylinder 17 einmündet. Der
End-Leitungsabschnitt 32 ist über eine
einstellbare Drossel 33 mit dem End-Leitungsabschnitt 26 der ersten Überströmverbindung 23 verbunden.
Das Rückschlagventil 27 in
der ersten Überströmverbindung 23 verhindert, das
Hydraulikmedium vom End-Leitungsabschnitt 32 in den Mittel-Leitungsabschnitt 25 der
ersten Überströmverbindung 23 fließen kann.
Die zweite Überströmverbindung 31 liefert
in einem Schwergang-Drehverstellbereich eine Schwergang-Strömungsverbindung 34 zwischen
dem Arbeitsraum 20 und dem Arbeitsraum 21 des
Hydraulikzylinders 17. Dieser Schwergang-Strömungsverbindung 34 ist
ein zweites Drehumstell-Kraftniveau zugeordnet, das höher ist
als das erste Drehumstell-Kraftniveau, das der ersten Strömungsverbindung 24 zugeordnet
ist. Es resultiert im Drehstellungsbereich nach 2 des Drehkükens 7 eine
schwergängigere
und hoch gedämpfte
Umstellung. Zusatzkräfte
auf das Drehküken 7,
die durch ein Abscheren des Förderguts
am Scherpunkt 30 hervorgerufen werden können, wirken sich aufgrund
der Schwergängigkeit
und der hohen Dämpfung
in diesem Drehbereich und in dieser Drehrichtung nicht störend aus.
Wenn das Drehküken 7 nach
dem Abscheren von Fördergut
am Scherpunkt 30 schlagartig freikommen sollte, wirkt die
Schwergängigkeit
der Umstellung und die hohe Dämpfung der
Umstellung derart, dass ein Anschlagen von Antriebskomponenten gegeneinander
vermindert oder vermieden ist, sodass keine hohen Aufprallkräfte erzeugt
werden, die zu einem Schaden am Drehantrieb 3 führen können.
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4 zeigt
die Momentanstellung der Förderrohrweiche 1 bei
der Umstellung von der Drehstellung nach 3 hin zur
Drehstellung nach 6 im Uhrzeigersinn kurz, nämlich etwa
12°, nach
dem Verlassen der Drehstellung nach 3. Bei der
Drehstellung und der Drehbewegung des Drehkükens 7 nach 4 befindet
sich der Hubkolben 19 nahe seiner linken Endstellung im
Hydraulikzylinder 17 (vgl. 3) und wird über den
Drehantrieb 3 im Hydraulikzylinder 17 in der 4 nach
rechts verlagert. Dabei ist eine dritte Überströmverbindung 35 wirksam,
die eine Strömungsverbindung 36 zwischen
dem Arbeitsraum 21 und dem Arbeitsraum 20 liefert.
Dieser dritten Strömungsverbindung 36 ist
wiederum ein geringes Drehumstell-Kraftniveau zugeordnet, weswegen
die dritte Strömungsverbindung 36 auch
als Leichtgang-Strömungsverbindung
bezeichnet ist. Die dritte Überströmverbindung 35 hat
einen weiteren Mittel-Leitungsabschnitt 37,
der benachbart zum Mittel-Leitungsabschnitt 25 der ersten Überströmverbindung 23 in
den Hydraulikzylinder 17 einmündet. Über ein weiteres Rückschlagventil 38 ist
der Mittel-Leitungsabschnitt 37 mit dem End-Leitungsabschnitt 32 der
zweiten Überströmverbindung 31 verbunden. Das
Rückschlagventil 38 sperrt
eine Strömung
des Hydraulikmediums 18 gegen den Strömungsweg der Strömungsverbindung 36,
also ein Strömen
des Hydraulikmediums 18 vom End-Leitungsabschnitt 32 in den
Mittel-Leitungsabschnitt 37.
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5 zeigt
eine weitere Momentanstellung des Drehkükens 7 bei der Drehverstellung
zwischen der Drehstellung nach 3 und der
Drehstellung nach 6. Die Drehstellung nach 5 ist
im Uhrzeigersinn um 65° im
Uhrzeigersinn, ausgehend von der Drehstellung nach 3 verdreht.
In der Drehstellung des Drehkükens 7 nach 5 kann
es an einem Scherpunkt 39 wiederum zum Abscheren von Fördergut
zwischen der Außenwand 28 des
Drehkükens 7 und
einer Innenwand 40 eines ortsfesten Gehäuseabschnitts 40a kommen,
der dem Ausgang 6 zugeordnet ist.
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Im
Bereich der Drehverstellung des Drehkükens 7 nach 5 hat
der Hubkolben 19 wiederum die schon in der 2 dargestellte
Mittelstellung erreicht, wird nun allerdings in der 5 nach
rechts ausgeschoben. In dieser Mittelstellung hat der Hubkolben 19 die
Einmündung
des Mittel-Leitungsabschnitts 37 der
dritten Überströmverbindung 35 passiert,
so dass die dritte Überströmverbindung 35 nun wirkungslos
ist. Es wirkt nun ausschließlich
wieder die zweite Überströmverbindung 31 mit
der Langsam-Strömungsverbindung 34 über die
einstellbare Drossel 33. Bei der Drehverstellung nach 5 wird die
Langsam-Strömungsverbindung 34 vom
Hydraulikmedium 18 in Gegenrichtung zur Drehverstellung nach 2 durchströmt. Die
Langsam-Strömungsverbindung 34 stellt
auch bei der Drehverstellung nach 5, also
im Drehverstellungsbereich um den Scherpunkt 39 bei der
Verdrehung im Uhrzeigersinn, sicher, dass dort eine hohe Drehumstell-Kraft
sowie eine hohe Dämpfung
einer Drehverlagerung des Drehkükens 7 vorliegt.
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Das
Rückschlagventil 38 stellt
bei der Drehverstellung des Drehkükens kurz vor dem Erreichen der
Drehstellung nach 3 sicher, dass das Hydraulikmedium 18 nicht
vom End-Leitungsabschnitt 32 in den Mittel-Leitungsabschnitt 37 leichtgängig strömen kann.
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Wenn
in der Stellung des Drehkükens
nach 3, bei der diese die abgewinkelte Förderverbindung 9 vorgibt,
beispielsweise ein schwereres Fördergut-Agglomerat
gegen die Außenwand 28 des Drehkükens 7 stößt, kann
das Drehküken,
da es dann in Richtung der Leichtgang-Verstellung, nämlich ausgehend
von der Stellung nach 3 im Uhrzeigersinn, beaufschlagt
wird, einem solchen Stoß durch
eine leichte Winkelverlagerung ausweichen, ohne dass dies zu die
Struktur der Förderweiche
belastenden großen
Kräften
führt.
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7 zeigt
eine weitere Ausführung
der Kraftbeaufschlagungs-Dämpfungseinrichtung 16,
bei der die beiden Mittel-Leitungsabschnitte 25 und 37 zu einem
gemeinsamen Mittel-Strömungsweg 41 verbunden
sind. Die Funktion der Dämpfungseinrichtung 16 nach 7 entspricht
derjenigen, die vorstehend in Zusammenhang mit den 1 bis 6 erläutert wurde.
Unabhängig
von der Drehrichtung des Drehkükens 7 erfolgt
die Umstellung von der Leichtgang-Drehverstellung in die Schwergang-Drehverstellung an
der gleichen Drehwinkelposition.
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8 zeigt
einen Ausschnitt einer Mantelwand 42 des Hydraulikzylinders 17 im
Bereich einer Einmündung
eines der Mittel-Leitungsabschnitte, beispielsweise im Bereich des
Mittel-Strömungswegs 41 der
Ausführung
nach 7. Diese Einmündung hat
bei der Ausführung
nach 8 abgerundete Kanten 43. Diese abgerundeten
Kanten stellen sicher, dass bei der Drehverstellung des Drehkükens 7 beispielsweise
beim Übergang
zwi schen den Drehstellungen nach den 1 und 2 oder
beim Übergang
zwischen den Drehstellungen nach den 4 und 5 ein
Wechsel der Kraft- bzw. Dämpfungsniveaus
der Drehumstellung für
den Drehantrieb 3 nicht abrupt, sondern mit einem weichen Übergang erfolgt.
Die abgerundeten Kanten 43 ermöglichen ein teilweises Überströmen des
Hubkolbens 19 im Bereich eines dieser Einmündung zugewandten
Abschnitts eines O-Dichtringes 44,
der in Umfangsrichtung um den Hubkolben 19 in eine Umfangsnut
von diesem eingelegt ist. Zudem mindern die abgerundeten Kanten 43 einen
Verschleiß des
O-Dichtrings 44 bei einer Hubverlagerung des Hubkolbens 19.
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9 zeigt
eine weitere Ausführung
einer Einmündung
eines Mittel-Leitungsabschnitts,
ebenfalls am Beispiel des Mittelströmungswegs 41. Dort hat
die Einmündung
einen rampenförmigen
Einmündungs-Übergangsbereich 45.
Der rampenförmige Einmündungs-Übergangsbereich 45 ist
in einer in Verlagerungsrichtung des Hubkolbens 19 verlaufenden
Nut in der Mantelwand 42 des Hydraulikzylinders 17 ausgeführt. Die
Funktion dieses Übergangsbereichs 45 entspricht
derjenigen der abgerundeten Kanten 43 bei der Ausführung nach 8.
Allerdings ist bei der Ausführung
des Übergangsbereichs 45 nach 9 der
Hubwegbereich des Hubkolbens 19, über den aufgrund eines kontrollierten Überströmens des
Hubkolbens 19 ein weicher Übergang zwischen den beiden
Kraftniveaus beim Wechsel zwischen einer Leichtgang- und einer Schwergang-Strömungsverbindung
erfolgt, deutlich vergrößert.
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10 zeigt
eine Ausführung
der Einmündung
der Mittel-Leitungsabschnitte 25, 37. Diese Einmündungen
sind bei der Ausführung
nach 10 asymmetrisch ausgeführt. Die Einmündung des
Mittel-Leitungsabschnitts 37 weist in der 10 nach links
hin einen rampenförmigen Übergangsbereich 46 und
nach rechts hin eine abgerundete Kante 47 auf. Die Einmündung des
Mittel-Leitungsabschnitts 25 weist spiegelsymmetrisch hierzu
nach links hin eine abgerundete Kante 47 und nach rechts
hin einen rampenförmigen Übergangsbereich 46 auf.
Hierdurch kann eine Charakteristik des Übergangs zwischen einem Leichtgang-
und einem Schwergang-Kraftniveau abhängig vom Drehsinn einer Verstellung
des Drehkükens 7 fein
beeinflusst werden.
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11 zeigt
eine Erweiterung der Ausführung
der Kraftbeaufschlagungs-Dämpfungseinrichtung 16 nach 7,
bei der ebenfalls ein weicher Übergang
zwischen einer Leichtgang- und einer Schwergang-Drehverstellung
des Drehkükens
gewährleistet
ist. Die zweite Überströmverbindung 31 ist
bei der Ausführung
nach 11 zu beiden Seiten der einstellbaren Drossel 33 über Speicher-Leitungsabschnitte 48, 49 mit
Speicherbehältern 50, 51 verbunden.
Ein erster Teilraum der Speicherbehälter 50, 51 kommuniziert
direkt mit den Speicher-Leitungsabschnitten 48, 49 und
wird daher als Hydraulikmediumraum 52 bezeichnet. Ein zweiter
Teilraum 53 in den Speicherbehältern 50, 51 ist
vom Hydraulikmediumraum 52 ebenfalls über eine für das Hydraulikmedium 18 undurchlässige, flexible
Membran 54 getrennt. Dieser zweite Teilraum 53 kann
jeweils über einem
Absperrventil 55 mit einer Gasquelle 56 bzw. einem
Gasspeicher in Verbindung stehen.
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Über das
Absperrventil 55, das als Druckminderungsventil ausgeführt sein
kann, ist eine Einstellung des Gasdruckes im Teilraum 53 möglich, der daher
auch als Gasraum bezeichnet ist. Über den Gasdruck im Gasraum 53 kann
eine Vorspannkraft vorgegeben werden, die die Membran 54 auf
den Hydraulikmediumraum 52 ausübt. Alternativ zu einer Einstellung
des Gas drucks im Teilraum 53 können die Speicherbehälter 50, 51 auch
mit einem fest eingestellten Druck auf der Gasseite ausgeführt sein.
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Bei
der Umstellung von der Leichtgang- auf die Schwergang-Strömungsverbindung
kann Hydraulikmedium zunächst
einem Fluss durch die Schwergang-Strömungsverbindung 34 in
den zugeordneten Hydraulikmediumraum 52 ausweichen, bis die
Gegenkraft auf das Hydraulikmedium im jeweiligen Speicherbehälter 50, 51 über die
Membran 54 und den Gasdruck im Gasraum 53 so groß ist, dass der
Strömungswiderstand über die
einstellbare Drossel 33 vom Hydraulikmedium überwunden
werden kann. Dieser Umweg des Hydraulikmediums über eine zwischenzeitliche
Füllung
des Hydraulikmediumraums 52 sorgt ebenfalls dafür, dass
kein abrupter Übergang
zwischen einer Leichtgang- und einer Schwergang-Drehverstellung
stattfindet.
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12 zeigt
eine weitere Ausführung
des Drehantriebs 3. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 bereits
erläutert
wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im
Einzelnen erläutert.
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Die
Dämpfungseinrichtung 16 hat
beim Drehantrieb 3 nach 12 als
einzige Überströmverbindung
die zweite Überströmverbindung 31 der
Ausführung
nach den 1 bis 6 mit der
Schwergang-Strömungsverbindung 34,
der einstellbaren Drossel 33 und den beiden End-Leitungsabschnitten 26 und 32.
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Der
Hubkolben 19 ist mit dem ihm benachbarten Kolben 13 im
Antriebsgehäuse 14 und
damit mit der zugeordneten Zahnstange 12 über die
Verbindungsstange 22 und ein Axiallager 56 verbunden. Die
Verbindung der Verbindungsstange 22 mit dem Kolben 13 ist
nicht, wie bei der Ausführung
der 1 bis 6, spielfrei schub- und zugfest,
sondern hat über
das Axiallager 56 sowohl in Schub- als auch in Zugrichtung
ein Axialspiel. Dieses Axialspiel wird durch zwei Endanschläge 57, 58 begrenzt,
die als Umfangsbunde fest mit der Verbindungsstange 22 verbunden
sind. Der in der 12 links dargestellte Endanschlag 57 ist
dabei der Zug-Endanschlag und der in der 12 rechts
dargestellte Endanschlag 58 ist der Schub-Endanschlag.
Zwischen dem Zug-Endanschlag 57 und dem Kolben 13 ist
ein Zugtellerfederpaket 59 und zwischen dem Schub-Endanschlag 58 und
dem Kolben 13 ist ein Schub-Tellerfederpaket 60 angeordnet.
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12 zeigt
eine Momentanstellung des Hubkolbens 19, die der Drehstellung
des Drehkükens 7 nach 6 entspricht.
Im Bereich dieser Drehstellung und auch in einem Drehwinkel im Bereich
vor dem Erreichen dieser Drehstellung ist die Drehverstellung des
Drehkükens 7 schwergängig, da,
wie in der 12 dargestellt, das Tellerfederpaket 60 vollständig eingefedert
ist, die Schwergang-Strömungsverbindung 34 also
einer Verlagerung der Zahnstange 12 in Schubrichtung, also
in der 12 nach rechts, entgegenwirkt.
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Beim
Rückstellen
des Drehkükens
von der Drehstellung nach 12, also
der Stellung, die in der 6 unten dargestellt ist, in
die Drehstellung nach 3, kann sich der Kolben 13 und
damit auch die Zugstange 12 nach links verlagern, ohne
dass sich hierbei die Verbindungsstange 22 ebenfalls nach links
verlagern muss. Dies gilt so lange, bis der Federweg das Zug-Tellerfederpaket 59 verbraucht
ist. Während
dieses Federwegs des Zug-Tellerfederpakets 59 liegt eine
Leichtgang-Drehverstellung des Drehkükens vor. Anschließend kommt
wiederum die Dämpfung über die
Schwergang-Strömungsverbindung 34 zum
Einsatz. Über
den Federweg des Tellerfederpakets 59, 60 lässt sich
die Drehwinkelstellung des Drehkükens 7 vorgeben,
bei der ein Übergang von
der Leichtgang- zur Schwergang-Verstellung erfolgt.
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Ansonsten
entspricht die Funktion des Drehantriebs 3 nach 12 derjenigen,
die vorstehend in Zusammenhang mit den Ausführungen der Drehantriebe nach 1 bis 11 bereits
erläutert
wurde.
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13 zeigt
eine weitere Ausführung
einer Kraftbeaufschlagungs-/Dämpfungseinrichtung 16. Komponenten,
die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme der 1 bis 12 bereits
erläutert
wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals
im Einzelnen diskutiert.
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Anstelle
des Hydraulikzylinders ist bei der Kraftbeaufschlagungs-/Dämpfungseinrichtung 16 nach 13 ein
Dämpfungsgehäuse 61 vorhanden. In
diesem läuft
wiederum der Hubkolben 19, der über die Verbindungsstange 22 und
den Kolben 13 mit der Zahnstange 12 im Antriebsgehäuse 14 verbunden ist.
Der Hubkolben 19 kann in einem Leichtgang-Verlagerungsbereich
zwischen zwei Paaren 62, 63 von Anschlagdämpfern verlagert
werden, ohne mit diesen Anschlagsdämpfern 64 in Kontakt
zu kommen. Die Anschlagsdämpfer 64 weisen
jeweils eine interne Feder 65 auf. Die Anschlagsdämpfer 64 können auch mit
Stoßdämpfern ausgerüstet sein.
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In
den Endbereichen der Verlagerung des Hubkolbens 19, also
einerseits im Schub-Endbereich, der in der 13 dargestellt
ist und der Drehstellung des Drehkükens 7 nach 6 entspricht, und
andererseits im Zug-Endbereich,
der einer in der 13 linken Hubstellung des Hubkolbens 19 und der
Drehstellung des Drehkükens 7 nach 3 entspricht,
wirken einerseits die Anschlagsdämpfer 64 des
Dämpferpaars 63 und
andererseits die Anschlagsdämpfer 64 des
Dämpferpaars 62 auf
den Hubkolben 19 und sorgen in diesen Endbereichen für eine Schwergang-Verlagerung
des Hubkolbens 19 und damit des Drehkükens 7.
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Die
Funktion der Kraftbeaufschlagungs-/Dämpfungseinrichtung 16 entspricht
ansonsten derjenigen, die vorstehend in Bezug auf die Ausführungen
nach den 1 bis 12 bereits
erläutert
wurde.
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Je
nach Ausführung
der Förderrohrweiche 1 kann
die Umstellung zwischen dem Leichtgang- und dem Schwergang-Verstellbereich
beispielsweise 15° in
Umfangsrichtung des Verstellweges des Drehkükens 7 vor dem jeweiligen
Scher- bzw. Schneidpunkt 30, 39 erfolgen. Die
Umstellung kann beispielsweise auch 5° vor dem Erreichen des Schneidpunktes 30, 39,
1° vor dem
Erreichen des Schneidpunktes 30, 39, direkt beim
Erreichen des Schneidpunktes 30, 39 oder auch
1° nach
dem Erreichen des Schneidpunktes 30, 39 oder auch
5° nach
dem Erreichen des Schneidpunktes 30, 39 erfolgen.
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Unabhängig von
der genauen Auslegung und der Dimensionierung der Förderweiche 1 ist
festzuhalten, dass jede derartige, ein Drehküken 7 aufweisende
Förderweiche
mindestens zwei Drehstellungen des Drehkükens 7 aufweist, bei
dem jeweils eine der mehreren vorhandenen Förderverbindungen 8, 9 vollständig freigegeben
wird. Zwischen diesen beiden Drehstellungen liegt ein Verstellwinkel vor,
der bei der in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungen
135° beträgt. Unabhängig von
der genauen Auslegung und Dimensionierung der Förderweiche 1 wird
die Kraftbeaufschlagungseinrichtung 16 so ausgeführt, dass
das Schwergang-Kraftniveau zur Umstellung des Drehkükens 7 frühestens
nach dem Durchlaufen von 5% bis 95% des gesamten Winkel-Verstellbereichs
zwischen zwei benachbarten Freigabe-Drehstellungen beginnt. Dies
stellt sicher, dass zumindest während
eines nicht zu vernachlässigenden
Anfangs-Winkelbereichs der Drehverstellung eine Leichtgang-Verstellung
vorliegt.