DE102011111706A1 - Zellenradschleuse - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse (2) mit einem Gehäuse (4), einem Rotor (30) mit einer Rotorwelle (32), zumindest zwei Gehäusedeckeln (6, 8), wobei eine erste Seite (34) der Rotorwelle (32) an einem ersten Gehäusedeckel (6) gelagert ist und eine zweite Seite (36) der Rotorwelle an einem zweiten Gehäusedeckel (8) gelagert ist, und einer ersten Lagerbuchse (46) zum Aufnehmen der ersten Seite (34) der Rotorwelle. Erfindungsgemäß ist zwischen dem ersten Gehäusedeckel (6), dem Innenbereich (94) der axialen Stirnseite des Rotors und der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle eine erste Dichteinrichtung (90) angeordnet, wobei die erste Dichteinrichtung (90) eine am ersten Gehäusedeckel (6) ausgebildete Spülkammer (92) und eine an der Außenseite der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle gelagerte Dichtscheibe (96) aufweist, wobei die Dichtscheibe in oder an der Spülkammer angeordnet ist. Alternativ ist erfindungsgemäß die erste Lagerbuchse (46) drehbar am ersten Gehäusedeckel (6) gelagert, wobei zwischen der Innenseite der ersten Lagerbuchse (46) und der Außenseite der ersten Seite (6) der Rotorwelle eine erste Passung (52) und eine zweite Passung (50) ausgebildet ist, wobei die erste Passung (52) und die zweite Passung (50) in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, und wobei die an der ersten Seite (34) vom Rotor (30) weiter weg gelegene erste Passung (52) einen kleineren Durchmesser aufweist als die an der ersten Seite näher zum Rotor gelegene zweite Passung (50).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse, die auch als Austrags- und Dosierschleuse bezeichnet werden kann.
  • Aus der DE 201 02 807 U1 ist eine Zellenradschleuse bekannt, bei der der Rotor mit dem Zellenrad in einem Gehäuse angeordnet ist. Der Rotor wird von einer Rotorwelle getragen, deren beiden Enden jeweils in einem Gehäusedeckel zu beiden Seiten des Rotorgehäuses gelagert sind. Auf der einen Seite ist die Welle durch den Gehäusedeckel zur Außenseite hin durchgeführt und wird dort mittels eines steckbaren Mitnehmers mit einem Antrieb zum Antreiben des Rotors verbunden. Auf der anderen Seite des Gehäuses ist der Gehäusedeckel an zwei Schienen verfahrbar gelagert, wobei sich die Schienen parallel zur Rotorachse erstrecken. Zum Warten der Zellenradschleuse kann der dem Antrieb gegenüberliegende Gehäusedeckel vom Gehäuse der Zellenradschleuse gelöst und der Gehäusedeckel auf den Schienen vom Gehäuse weggezogen werden. Die Rotorwelle hat einen Wellenzapfen mit Außengewinde, auf dem eine Kontermutter und eine Führungsscheibe aufgeschraubt sind. Die Führungsscheibe ist zwischen Gleitscheiben im Gehäusedeckel gelagert, wobei die Führungsscheibe zwischen den beiden Gleitscheiben in axialer Richtung am Gehäusedeckel festgelegt ist. Daher wird beim Abnehmen des Gehäusedeckels vom Gehäuse der Zellenradschleuse der Rotor mitgenommen und aus dem Gehäuse herausgezogen. Auf der Antriebsseite ist die Rotorwelle in eine Gleitbuchse eingesteckt, innerhalb der sich die Rotorwelle dreht und durch die die Rotorwelle nach außen hindurchgeführt ist. Am ausziehbaren Gehäusedeckel ist die Gegenseite der Rotorwelle ebenfalls in einer Gleitbuchse gelagert und in diese drehbar eingesteckt. Zwischen der Innenseite der Gehäusedeckel und der inneren axialen Stirnseite des Rotors ist eine Gehäusetasche ausgebildet, an deren Unterseite ein Ablauf das in der Gehäusetasche aufgefangene Schüttgut in Richtung Austragsseite der Zellenradschleuse ableitet. Somit sammelt die Gehäusetasche Schüttgut, das sich zwischen Innenseite der Gehäusedeckel und axialer Stirnseite des Zellenrads in Richtung Lagerseite bewegt. Neben der Gehäusetasche, die einen Eintrag von Schüttgut zur Gleitbuchse verhindern soll, ist zusätzlich eine Wellendichtung in Form einer Dichtlippe vorgesehen, die ebenfalls eine Materialwanderung in Richtung Gleitlager verhindert.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zellenradschleuse vorzusehen, die eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit und/oder einfache Reinigbarkeit bietet, und insbesondere bei geringen Leckraten eine einfache Reinigbarkeit ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß Anspruch 1 ist eine Zellenradschleuse vorgesehen, bei der zwischen dem ersten Gehäusedeckel, dem Innenbereich der axialen Stirnseite des Rotors und der ersten Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle eine erste Dichteinrichtung angeordnet ist. Die erste Dichteinrichtung verhindert einen Materialaustrag vom inneren der Zellenradschleuse in Richtung Lager im oder am ersten Gehäusedeckel. Die erste Dichteinrichtung weist eine am ersten Gehäusedeckel ausgebildete Spülkammer und eine an der Außenseite (am Außenumfang) der ersten Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle gelagerte Dichtscheibe auf. Die Dichtscheibe ist in oder an der Spülkammer angeordnet und mittels eines in die Spülkammer zugeführten Spülmediums (siehe oben) wird ein Strom des Spülmediums zwischen Spülkammer und Dichtscheibe in Richtung Innenraum der Zellenradschleuse bewirkt. Dieser Spülmediumstrom ist entgegen eines Materialflusses von der Zellenradschleuseinnenseite in Richtung Lager gerichtet und verhindert so einen Transport von Material vom Zellenradschleuseninnenraum in Richtung Lager. Gleichzeitig wird durch diesen Spülstrom eine Ablagerung von Material in Toträumen der Zellenradschleuse verhindert, so dass bei einem Chargenwechsel oder Materialwechsel eine Verunreinigung des nächsten mittels der Zellenradschleuse auszutragenden Materials durch das zuvor benutzte Material verhindert wird. Die erste Dichteinrichtung dichtet einerseits zwischen erstem Gehäusedeckel und erster Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle und andererseits zwischen der Stirnseite des Rotors und der ersten Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle ab. Der Innenbereich der axialen Stirnseite ist die axiale Stirnseite des Rotors, der im Bereich um die Lagerwelle herum liegt.
  • Der am ersten Gehäusedeckel ausgebildeten Spülkammer ist vorzugsweise von der Außenseite des ersten Gehäusedeckels her ein Spülmedium (vergleiche oben) zuführbar ist. In der Spülkammer kann sich an der Rückseite der Dichtscheibe das Spülmedium innerhalb der Spülkammer verteilen, so dass die Dichtscheibe rückseitig mit leichtem Überdruck des Spülmediums beaufschlagt ist und eine Gegenströmung des Spülmediums einen Transport des Materials aus der Zellenradschleuse in Richtung Lager verhindert.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist zwischen der axialen Stirnseite des Rotors bzw. zwischen der Seite des Rotors und der dieser Stirnseite gegenüberliegenden Innenseite des ersten Gehäusedeckels eine Luftspaltdichtung ausgebildet, die vorzugsweise lagerseitig mittels eines Spülmediums beaufschlagt ist. Das Spülmedium ist vorzugsweise Luft, kann aber auch ein Inertgas und/oder Edelgas oder ein sonstiges Spülmedium sein, das kompatibel ist zu dem mittels der Zellenradschleuse zu dosierenden Materials. Bei der Reinigung der Zellenradschleuse, insbesondere bei einer CIP Reinigung (Cleaning In Place), kann anstelle oder zusätzlich zum Spülmedium ein Reinigungsmedium durch die Luftspaltdichtung durchgespült werden. Beispielsweise eine Reinigungsflüssigkeit, wie eine sauere, alkalische, alkoholische, tensidische oder sonstige Reinigungsflüssigkeit. Wenn im Folgenden auf das Spülmedium Bezug genommen wird, so kann beim Reinigungsprozess entsprechend ein (solches) Reinigungsmedium zum Einsatz kommen.
  • Die Luftspaltdichtung ist ein Abstand zwischen Stirnseite und Innenseite des ersten Gehäusedeckels mit vorgegebenen Spaltmaß, wobei das Spaltmaß vorzugsweise < 1/10, 1/20, 1/40, 1/60, 1/80, 1/100 mm ist und vorzugsweise > 1/100, 1/80 oder 1/60 mm ist. Insbesondere die Kombination von Anschlagselementen mit Justiereinrichtung mit der Luftspaltdichtung gewährleistet, dass eine Luftspaltdichtung mit präzise einstellbarem Spaltmaß vorgesehen werden kann. Vorzugsweise ist das Spaltmaß größer gleich 0,05, 0,1, 0,15, 0,20 oder 0,5 mm und/oder kleiner gleich 1 mm, 0,5 mm oder 0,1 mm.
  • Gemäß einer Ausgestaltung ist zwischen dem Rotor und dem oder den Lagern der ersten Lagerbuchse ein Kontrollkanal vorgesehen, der vom Lagerbereich bzw. von dem Zwischenbereich zwischen dem oder den Lagern und dem Rotor zur Außenseite des ersten Gehäusedeckels gerührt ist. Sollte beispielsweise das mittels der Zellenradschleuse ausgetragene Schüttgut zwischen Rotor und erstem Gehäusedeckel entlang der Rotorwelle bzw. entlang der ersten Lagerbuchse in Richtung Lager wandern, so ist es mittels des Kontrollkanals möglich, diese Verunreinigung festzustellen. Ebenso wird ein solcher unbeabsichtigter Austritt von Material daran gehindert, weiter Richtung Lager vorzudringen, indem es durch den Kontrollkanal zur Außenseite hin austritt. Der Kontrollkanal liegt axial gesehen zwischen dem Rotor und dem Lager der Lagerbuchse und verläuft vorzugsweise im Einbauzustand der Zellenradschleuse von der Rotorwelle bzw. Lagerbuchse nach unten weg, so dass ein automatischer Auswurf des fehlgeleiteten Materials erfolgt. Vorzugsweise umfasst der Kontrollkanal einen die Rotorwelle bzw. die Lagerbuchse an deren Außenumfang umschließenden Kanal, so dass rundum Material von der Lagerbuchse bzw. von der Rotorwelle weggeführt werden kann.
  • Vorzugsweise ist axial gesehen zumindest ein Dichtelement zwischen dem Eintritt des Kontrollkanals an der Lagerachse bzw. an der Rotorwelle und dem oder den Lagern der ersten Lagerbuchse vorgesehen. Das zumindest eine Dichtelement verhindert zusätzlich einen Eintrag von Material in das oder die Lager.
  • Vorteilhaft ist die Lagerbuchse am bzw. im Gehäuse mittels zumindest zweier Lager, insbesondere Kugellager, Wälzlager oder dergleichen, drehbar gelagert. Die zumindest zwei Lager sind vorzugsweise axial bezüglich der Achse der Rotorwelle voneinander beabstandet (einschließlich einer Nebeneinanderanordnung) und bewirken so, dass bei einem Biegemoment auf die Rotorwelle eine hohe Gegenkraft aufgebracht wird. Wie unten bezüglich der beiden Passungspaarungen beschrieben, wird damit einer Durchbiegung des Rotors entgegen gewirkt. Insbesondere ist die Lagerbuchse am oder im Gehäuse mittels eines spielfreien Doppellagers und/oder mittels eines spielfreien Schrägschulterlagers drehbar gelagert. Damit wird ein axiales Spiel der Lagerbuchse relativ zum ersten Gehäusedeckel minimiert bzw. ausgeschlossen.
  • Vorteilhaft ist zwischen der Außenseite der Dichtscheibe und der Innenseite der Spülkammer bzw. der Innenseite des ersten Gehäusedeckels ein Luftspalt ausgebildet, durch den das Spülmedium von der Spülkammer her in Richtung Innenraum der Zellenradschleuse ausgetragen wird. Aufgrund des Luftspalts wird eine direkte Anlage der Dichtscheibe an der Innenseite der Spülkammer bzw. der Innenseite des ersten Gehäusedeckels verhindert und es tritt kein Materialverschleiß der Dichtscheibe aufgrund schleifender Anlage bei Drehung des Rotors auf. Vorzugsweise beträgt das Spaltmaß zwischen Gehäusedeckel und Dichtscheibe minimal 0,05 mm, 0,1 mm, 0,15 mm, 0,2 mm oder 0,3 mm und/oder maximal 1 mm, 0,7 mm, 0,5 mm oder 0,3 mm.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der ersten Dichteinrichtung ist die Dichtscheibe mittels eines Klemm- und/oder Dichtelements an der ersten Lagerbuchse oder an der ersten Seite der Rotorwelle gelagert und/oder ist mittels eines Klemm- und/oder Dichtelements gegen die erste Lagerbuchse oder die erste Seite der Rotorwelle abgedichtet. Das heißt, die Dichtscheibe kann anstelle an der Lagerbuchse wie in der folgenden konkreten Ausgestaltung dargestellt, auch auf der ersten Seite der Rotorwelle gelagert sein. Das Klemmelement hält das Dichtelement auf der ersten Lagerbuchse oder auf der ersten Seite der Rotorwelle, so dass sich die Dichtscheibe bei der Drehung des Rotors mit der Lagerbuchse bzw. Rotorwelle dreht. Das Dichtelement verhindert einen Durchtritt von Material zwischen der Dichtscheibe und der ersten Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle. Alternativ oder zusätzlich ist zwischen der Dichtscheibe und der axialen Stirnfläche des Rotors ein Dichtelement angeordnet, insbesondere ein am Außenumfang der Dichtscheibe angeordnetes Dichtelement, das einen Materialtransport zwischen der Stirnseite des Rotors und der Dichtscheibe verhindert.
  • Vorteilhaft sind das Dichtelement und eine Ausnehmung in der Dichtscheibe derart ausgebildet, dass zwischen Dichtelement und Dichtscheibe ein in axialer Richtung wirkender Formschluss ausgebildet ist. Dieser Formschluss verhindert bei Wartungs- und Inspektionsarbeiten an der Zellenradschleuse ein Herausrutschen des Dichtelements aus der Ausnehmung in der Dichtscheibe. Vorzugsweise ist die Ausnehmung an der Dichtscheibe hinterschnitten und das Dichtelement weist einen vorzugsweise umlaufenden Vorsprung auf, die in die Hinterschneidung eingreift. Besonders vorteilhaft ist der umlaufende Vorsprung ein Sims oder ein Kranz, der sich in die Hinterschneidung einfügen lässt oder eingefügt ist.
  • Vorteilhaft ist das Klemm- und/oder Dichtelement so ausgelegt, dass eine axiale Verschiebung der Dichtscheibe auf der ersten Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle ermöglicht ist.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist zwischen der Dichtscheibe und der ersten Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle zumindest ein Federelement angeordnet, das die Dichtscheibe gegen die axiale Stirnseite des Rotors vorspannt. Insbesondere wird als Federelement eine Tellerfeder eingesetzt. Die axiale Vorspannung bzw. das axiale Anpressen der Dichtscheibe gegen die Stirnseite des Rotors verstärkt die Anpresskraft des Dichtelements zwischen Dichtscheibe und Rotorstirnseite und die Feder erlaubt ebenfalls axiale Verschiebungen der Dichtscheibe auf der ersten Lagerbuchse oder der ersten Seite der Rotorwelle. Dies ist von Vorteil, wenn die Rotorwelle innerhalb des ersten Gehäusedeckels axial justiert wird, so dass das das Federelement selbst bei axialer Verschiebung der Rotorwelle eine Anlage der Dichtscheibe an der Stirnseite des Rotors gewährleistet.
  • Die Dichtscheibe kann als wellennaher Dichtring ausgebildet sein, der beispielsweise einen Außendurchmesser aufweist entsprechend dem Durchmesser des Rotors oder des Zellrads. Durch den Dichtring werden beispielsweise die Zellen zwischen den Rotorflügeln noch nicht axial begrenzt (also ein Durchmesser, so dass radial die Rotorflügelansätze noch nicht überdeckt werden). Oder die Dichtscheibe ist als axialer Rotor- oder Zellradabschluss ausgebildet, so dass die Zellen axial durch die Dichtscheibe bzw. -platte verschlossen sind. In diesem Fall ist vorteilhaft der Durchmesser der Dichtscheibe ungefähr oder gleich dem Durchmesser des Zellrads. Hierbei ist die Leckrate eines Mediums von der Eintrittseite zur Austrittseite des mit dem Zellenrad zu dosierenden Materials erheblich vermindert.
  • Die Dichtscheibe kann aus einem Material hergestellt sein, das gegenüber dem Material des oder der Gehäusedeckel und/oder dem Material des Gehäuses eine verminderte Gleitreibung aufweist. Beispielsweise kann dies Kunststoff sein. Dadurch wird es ermöglicht, zur Abdichtung der Dichtscheibe gegen den Gehäusedeckel und/oder gegen das Gehäuse die Dichtscheibe am Gehäusedeckel und/oder am Gehäuse anliegen zu lassen, so dass sie bei Rotation des Rotors bei geringer Reibung gleitet. Und/oder Teile der Dichtscheibe können gegen den Gehäusedeckel und/oder das Gehäuse anliegen, um die Dichtscheibe mechanisch zu stabilisieren und/oder auszurichten.
  • Vorteilhaft weist die Dichtscheibe an einem am Außenumfang umlaufenden Außenring einen Durchmesser auf, der gleich oder minimal größer als ein Innendurchmesser einer Ausnehmung im Gehäusedeckel ist, so dass zwischen der Dichtscheibe und dem Gehäusedeckel durch eine Passung oder Presspassung eine Gleitdichtung entsteht. Alternativ oder zusätzlich weist die Dichtscheibe am Außenumfang einen umlaufenden Flächenbereich auf, an dem der Durchmesser minimal geringer ist als der Innendurchmesser einer Ausnehmung im Gehäusedeckel zur Aufnahme der Dichtscheibe, so dass bei in die Ausnehmung eingesetzter Dichtscheibe zwischen dieser und dem Gehäusedeckel eine Spaltdichtung entsteht, die z. B. mit Spülgas gegen eindringendes zu dosierendes Material gespült werden kann. Der Spaltdichtungs-Flächenbereich kann vorteilhaft einen helixförmigen Kanal aufweisen, der bei Spülmediumströmung den Rücktransport von Material in den Zellenraum unterstützt. Vorteilhaft ist zumindest der Außenring und/oder der Flächenbereich für die Spaltdichtung durch ein gleitreibungsreduziertes Material wie zuvor beschrieben ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der Außenring als Innenring und/oder der Flächenbereich nicht am Außenumfang der Dichtscheibe sondern am Innenumfang der Ausnehmung im Gehäusedeckel ausgebildet. Die vorgenannten Maßnahmen dienen der verschleißverminderten Dichtung bei minimalem Spülmedienfluss.
  • Im Vorangehenden wurde die Lagerung der ersten Seite der Rotorwelle im oder am ersten Gehäusedeckel und deren Ausgestaltung beschrieben. Die Lagerung ist entsprechend auf die zweite Lagerseite des Rotors anwendbar, wobei dann die zweite Seite der Rotorwelle im oder am zweiten Gehäusedeckel gelagert ist. Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen und Ausführungen sind uneingeschränkt für diese zweite Lagerseite ebenfalls anwendbar.
  • In Ausgestaltung der Anordnung an der ersten Lagerseite ist vorzugsweise bei der zweiten Lagerseite kein Anschlusselement und keine Justiervorrichtung vorgesehen, so dass das Justieren des Rotors innerhalb des Zellenradschleusengehäuses durch den Anschlag und die Justiereinrichtung an der ersten Lagerseite erfolgt. Vorzugsweise und in Abwandlung ist alternativ oder zusätzlich die zweite Seite der Rotorwelle und/oder die zweite Lagerbuchse durch den zweiten Gehäusedeckel zur Außenseite der Zellenradschleuse hin herausgeführt. Insbesondere ist ein Antrieb für den Rotor mit der zweiten Lagerbuchse oder der zweiten Seite der Rotorwelle verbunden oder verbindbar.
  • Vorzugsweise weist der Antrieb einen Motor auf, der vorteilhaft von der Lagerbuchse und/oder der zweiten Seite der Rotorwelle getragen ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Motor mittels einer Drehmomentstütze (Drehmomentsperre) gegen ein Verdrehen gegenüber dem Gehäuse der Zellenradschleuse gesichert ist. Dadurch ist kein Kupplungs- bzw. Kopplungselement zwischen Motorachse bzw. Abtriebwelle des Antriebs und Antriebswelle bzw. Lagerbuchse des Rotors erforderlich, die einen Wellenversatz (Parallel- und/oder Winkelversatz) ausgleichen muss.
  • In weiterer Ausgestaltung ist mittels Formschluss zwischen der zweiten Seite der Rotorwelle und der zweiten Lagerbuchse eine Mitnehmereinrichtung ausgebildet, die die Rotorwelle in der zweiten Lagerbuchse gegen Verdrehung sichert. Dabei ist die zweite Lagerbuchse durch den zweiten Gehäusedeckel herausgeführt und dient zum Antreiben des Rotors. Die Mitnehmereinrichtung verhindert dabei eine Verdrehung zwischen der zweiten Seite der Rotorwelle und der zweiten Lagerbuchse.
  • In vorteilhafter Weiterbildung (vgl. Anspruch 15) ist die erste Lagerbuchse ist drehbar am ersten Gehäusedeckel gelagert, wobei bei Betrieb vorzugsweise die erste Seite der Rotorwelle rotationsfrei in Bezug auf die erste Lagerbuchse in dieser angeordnet ist.
  • Zwischen der Innenseite der Lagerbuchse, also dort wo die erste Seite der Rotorwelle eingesteckt ist, und der Außenseite der ersten Seite der Rotorwelle sind (zumindest) eine erste und eine zweite Passung ausgebildet. Dabei bildet die Innenseite der Lagerbuchse und die Außenseite der ersten Seite der Rotorwelle eine Passungspaarung mit einer senkrecht zur Achse der Rotorwelle verlaufenden Querschnittspaarung der Lagerbuchseninnenseite und der Rotorwellenaußenseite. Die erste Passung und die zweite Passung sind in axialer Richtung bezüglich der Achse der Rotorwelle voneinander beabstandet. Durch geringe Maßtoleranzen bei der Fertigung bilden die beiden Passungspaare gleichzeitig die Zentriereinrichtung zum Zentrieren der Rotorwelle in der ersten Lagerbuchse. Zusätzliche Zentrierelemente oder -komponenten sind somit nicht erforderlich.
  • Durch die beabstandete Anordnung der Passungen wird eine Lagerung bereit gestellt, die einem Biegemoment, das zum Beispiel ansetzend am Rotor in radiale Richtung auf die Rotorwelle wirkt, eine hohe Haltekraft entgegensetzt. Das heißt, ein Verkippen oder Durchbiegen der Rotorwelle wird verhindert oder weitgehend vermieden. Insbesondere wenn die zweite Seite der Rotorwelle, die am zweiten Gehäusedeckel gegenüberliegend zum ersten Gehäusedeckel ebenfalls in einer Lagerbuchse mit zwei axial beabstandeten Passungspaarungen gelagert ist, wird auch bei einseitiger radialer Druckbeaufschlagung des Rotors ein Durchbiegen des Rotors bzw. der Rotorwelle weitgehend ausgeschlossen. Auch bei geringem Spaltmaß zwischen Gehäuseinnenseite der Zellenradschleuse und den Zellen- bzw. Rotorflügelspitzen kann kein gegenseitiger Kontakt auftreten. Verschleiß des Rotors oder der Gehäuseinnenseite und möglicherweise Fremdmaterialeintrag in das durch die Zellradschleuse zu dosierende Material wird dadurch verhindert.
  • Ganz besonders vorteilhaft hat die vom Rotor weiter weg gelegene erste Passung einen kleineren Durchmesser als die an der ersten Seite näher zum Rotor gelegene zweite Passung. Dadurch wird die Einführung der ersten Seite der Rotorwelle in die Lagerbuchse wesentlich vereinfacht, da beim Einführen der Rotorwelle die vordere erste Passungsfläche an der ersten Seite der Welle einen kleineren Durchmesser hat als die im Gehäuse innen liegende zweite Passung der ersten Buchse. Somit kann die erste Passung an der Welle leicht und ohne hohe Justieranforderung durch die zweite Passung an der Lagebuchse hindurchgeführt werden. Erst wenn die beiden Passungspaarungen also die erste Passungsfläche der Welle in die erste Passungsfläche der Lagerbuchse und die zweite Passungsfläche der Welle in die zweite Passungsfläche der Lagerbuchse eingeschoben wird, muss die Justiersorgfalt für eine kurze Einschiebstrecke aufgewendet werden. Damit verringern sich die Anforderungen bei der Wartung und Kontrolle der Zellenradschleuse, wenn zum Beispiel der erste Gehäusedeckel vom Gehäuse abgenommen wird und dann die erste Seite der Rotorwelle freiliegt oder wenn mittels des ersten Gehäusedeckels der Rotor zunächst aus dem Gehäuse gezogen wird und dann der Rotor aus dem ersten Gehäusedeckeln entnommen wird. Trotz hoher Lagerpräzision werden damit die Anforderungen an das Wartungs- und Servicepersonals und die Gefahr von Beschädigungen verringert.
  • In vorteilhafter Weiterbildung sind die beiden Passungspaarungen in axialer Richtung derart zueinander versetzt, dass beim Einschieben der Rotorwelle in die Lagerbuchse zunächst eine der beiden Passungspaarungen greift und erst bei weiterem Einschieben mit axialem Abstand die zweite der beiden Passungspaarungen greift. Beispielsweise beträgt dieser axiale Versatz des in-Eingriff-Kommens zwischen den beiden Passungspaarungen zwischen 0,2 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,3 und 1,7 mm, zwischen 0,5 und 1,5 mm, zwischen 0,8 und 1,3 mm oder um 1 mm. Vorteilhaft greift dabei die innere, näher zum Rotor gelegene Passungspaarung (zweite Passungspaarung) zuerst und nach dem axialen Versatz des in-Eingriff-Kommens die äußere, erste Passungspaarung.
  • Gemäß einer Ausgestaltung ist zwischen den beiden Passungen an der ersten Seite der Rotorwelle nach vollständigem Einschieben der Rotorwelle in die erste Lagerbuchse ein radialer Abstand zwischen der Außenseite der Rotorwelle und der Innenseite der ersten Lagerbuchse vorhanden. Damit wird das Einführen der ersten Seite der Rotorwelle in die erste Lagerbuchse noch weiter erleichtert, da gewährleistet ist, dass während des Einführens der ersten Seite der Rotorwelle über die gesamte Länge der ersten Seite genügend Spiel vorhanden ist, bis die beiden Passungspaarungen ineinander geschoben werden.
  • Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einführtiefe bzw. Einstecktiefe der ersten Seite der Rotorwelle in der ersten Lagerbuchse durch einen flächigen Anschlag festgelegt. Der Anschlag ist gebildet aus einer Stirnkante bzw. Anschlagsfläche an der ersten Seite der Rotorwelle und einer Anschlags(gegen-)fläche an einem an der ersten Lagerbuchse gelagerten Anschlagselement. Vorzugsweise sind die beiden Anschlagsflächen zueinander gepaart, so dass sich eine große Anlagefläche ergibt, die eine Verformung der Flächen ausschließt. Insbesondere sind dabei die aufeinander liegenden Anschlagsflächen der Rotorwelle und des Anschlagselements senkrecht zur Achse der Rotorwelle ausgebildet, so dass im Vergleich zu einem Konus beim axialen Fixieren der Stützfläche gegen die stirnseitige Stützfläche des Anschlagselements keine Verformungen beim Fixieren entstehen können. Selbst bei mehrfachem Aus- und Zusammenbau der Lagerung des Rotors am ersten Gehäusedeckel treten keine Verformungen und Unrundheiten auf. Die stirnseitige Stützfläche an der Rotorwelle und die entsprechende Stützfläche am Anschlagselement, deren Flächen senkrecht zur Achse stehen, können die gesamte Querschnittsfläche der Rotorwelle belegen oder nur einen Teil der Querschnittsfläche. Beispielsweise kann die Stützfläche an der Rotorwelle als ringförmiger Absatz an der Vorderseite der Rotorwelle oder axial zurückgesetzt an der Rotorwelle ausgebildet sein.
  • Vorteilhaft ist das Anschlagselement relativ zur ersten Lagerbuchse in axialer Richtung justierbar. Das Anschlagselement kann an der ersten Lagerbuchse selbst (bevorzugt) oder am ersten Gehäuse gelagert sein. Eine Justiervorrichtung ist vorgesehen, mittels der die axiale Endlage der ersten Seite der Rotorwelle in der ersten Lagerbuchse einstellbar und axial veränderbar bzw. justierbar ist. Insbesondere ist die axiale Lage des Anschlagselements bzw. dessen Anschlagsfläche relativ zur ersten Lagerbuchse mittels einer Arretiereinrichtung fixierbar oder feststellbar. Vorteilhaft ist die Arretiereinrichtung teil der Justiereinrichtung und/oder die Arretiereinrichtung arretiert das Anschlagselement bezüglich des ersten Gehäusedeckels und/oder bezüglich der ersten Lagerbuchse. Mittels der Justiereinrichtung ist somit die axiale Lage des Rotors bezüglich des ersten Gehäusedeckels und damit auch bezüglich des Schleusengehäuses festlegbar. Werkseitig kann damit durch einmaliges Einjustieren des Anschlagselements die exakte Lage des Rotors festgelegt werden. Bei weiteren Wartungs- und Servicearbeiten wird aufgrund der vorgegebenen axialen Lage des Anschlagselements eine reproduzierbare Endlage des Rotors innerhalb des Gehäuses gewährleistet. Es ist dabei nicht notwendig, bei jedem Zerlegungsvorgang der Zellenradschleuse eine Neujustierung des Rotors vorzunehmen. Damit können bei der Konstruktion der Zellenradschleuse viel geringere axiale Abstände (Spaltmaße) zwischen Rotor und den Gehäusedeckeln bzw. zwischen Rotor und Gehäuse (falls der Rotor zum Beispiel nur einseitig aus dem Gehäuse entnehmbar ist) eingehalten werden.
  • Gemäß Anspruch 15 ist eine Ausgestaltung der Zellenradschleuse vorgesehen, bei der in einem Gehäuse ein auf einer Rotorwelle gelagerter Rotor angeordnet ist. In Richtung Achse der Rotorwelle ist das Gehäuse durch vorzugsweise abnehmbare Gehäusedeckel verschlossen, wobei eine erste Seite der Rotorwelle an einem ersten Gehäusedeckel und eine zweite Seite der Rotorwelle an einem zweiten Gehäusedeckel gelagert ist. An einer Seite der Rotorwelle ist die Rotorwelle in einer ersten Lagerbuchse gelagert.
  • Vorzugsweise ist die zweite Seite der aus dem Rotor hervorspringen Rotorwelle ebenfalls in einer zweiten Lagerbuchse gelagert. Die erste Lagerbuchse ist drehbar am ersten Gehäusedeckel gelagert, wobei bei Betrieb vorzugsweise die erste Seite der Rotorwelle rotationsfrei in Bezug auf die erste Lagerbuchse in dieser angeordnet ist. Zwischen der Innenseite der Lagerbuchse, also dort wo die erste Seite der Rotorwelle eingesteckt ist, und der Außenseite der ersten Seite der Rotorwelle sind (zumindest) eine erste und eine zweite Passung ausgebildet. Dabei bildet die Innenseite der Lagerbuchse und die Außenseite der ersten Seite der Rotorwelle eine Passungspaarung mit einer senkrecht zur Achse der Rotorwelle verlaufenden Querschnittspaarung der Lagerbuchseninnenseite und der Rotorwellenaußenseite. Die erste Passung und die zweite Passung sind in axialer Richtung bezüglich der Achse der Rotorwelle voneinander beabstandet. Durch geringe Maßtoleranzen bei der Fertigung bilden die beiden Passungspaare gleichzeitig die Zentriereinrichtung zum Zentrieren der Rotorwelle in der ersten Lagerbuchse. Zusätzliche Zentnerelemente oder -komponenten sind somit nicht erforderlich.
  • Die Zellenradschleuse nach Anspruch 15 ist eine alternative Lösung zur zuvor beschriebenen Zellenradschleuse nach Anspruch 1. Alle Ausgestaltungen und Vorteile, die zuvor in Bezug auf Anspruch 1 beschrieben wurden, treffen hier ebenfalls zu, wobei beliebige Kombinationen und Unterkombinationen der zuvor beschriebenen Merkmale bei der Zellenradschleuse nach Anspruch 15 entsprechend zum Einsatz kommen können. Es wird daher voll umfänglich auf das zuvor gesagt Bezug genommen.
  • Gemäß einer Ausführungsform (vgl. Anspruch 15) ist eine Zellenradschleuse vorgesehen mit: einem Gehäuse (4), einem Rotor (30) mit einer Rotorwelle (32), zumindest zwei Gehäusedeckeln (6, 8), wobei eine erste Seite (34) der Rotorwelle (32) an einem ersten Gehäusedeckel (6) gelagert ist und eine zweite Seite (36) der Rotorwelle an einem zweiten Gehäusedeckel (8) gelagert ist, und einer ersten Lagerbuchse (46) zum Aufnehmen der ersten Seite (34) der Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerbuchse (46) drehbar am ersten Gehäusedeckel (6) gelagert ist, zwischen der Innenseite der ersten Lagerbuchse (46) und der Außenseite der ersten Seite (6) der Rotorwelle eine erste Passung (52) und eine zweite Passung (50) ausgebildet ist, die erste Passung (52) und die zweite Passung (50) in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, und die an der ersten Seite (34) vom Rotor (30) weiter weg gelegene erste Passung (52) einen kleineren Durchmesser aufweist als die an der ersten Seite näher zum Rotor gelegene zweite Passung (50).
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist bei in die erste Lagerbuchse (46) eingeschobener ersten Seite (34) der Rotorwelle, zwischen den beiden Passungen (50, 52) ein radialer Abstand zwischen der Außenseite der Rotorwelle und der Innenseite der ersten Lagerbuchse vorgesehen.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform liegt bei in die erste Lagerbuchse (46) eingeschobener ersten Seite (34) der Rotorwelle, eine Stirnkante der ersten Seite der Rotorwelle gegen eine Stützfläche (60) an, die an einem an der ersten Lagerbuchse (46) gelagerten Anschlagselement (58, 61) ausgebildet ist, wodurch insbesondere ein axialer Anschlag für die Rotorwelle an der ersten Lagerbuchse ausgebildet ist. Zusätzlich kann das Anschlagselement (58, 61) relativ zur ersten Lagerbuchse (46) in axialer Richtung justierbar sein, wobei das Anschlagselement insbesondere mittels einer Arretiereinrichtung (62) an der ersten Lagerbuchse fixierbar oder feststellbar ist. Zusätzlich oder alternative kann mittels des Anschlagselements (58, 61) der Abstand zwischen der axialen Stirnseite des Rotors (30) und der Innenseite des ersten Gehäusedeckels (6) einstellbar sein, insbesondere mit einer Einstellgenauigkeit im Bereich von 0,1 mm, vorzugsweise von 0,01 mm.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist zwischen der axialen Stirnseite des Rotors (30) und der gegenüberliegenden Innenseite des ersten Gehäusedeckels (6) eine Luftspaltdichtung (126) ausgebildet, die insbesondere lagerseitig mittels eines Spülmediums beaufschlagt oder beaufschlagbar ist.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform verläuft zwischen dem oder den Lager (68, 70) der ersten Lagerbuchse (46) und dem Rotor (30) ein Kontrollkanal (120, 122) vom Lagerbereich zur Außenseite des ersten Gehäusedeckels (6). Zusätzlich kann der Kontrollkanal (120, 122) zu dem oder den Lagern (68, 70) der ersten Lagerbuchse (46) hin mittels zumindest eines Dichtelements (113) abgedichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Kontrollkanal (120, 122) um die erste Lagerbuchse (46) umlaufend ausgebildet sein.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist die erste Lagerbuchse (46) im oder am ersten Gehäusedeckel (6) mittels zumindest zweier Lager (68, 70) drehbar gelagert, insbesondere mittels eines spielfreien Doppellagers und/oder mittels eines Schrägschulterlagers drehbar gelagert.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist zwischen dem ersten Gehäusedeckel (6), dem Innenbereich (94) der axialen Stirnseite des Rotors (30) und der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle eine erste Dichteinrichtung (90; 110–113) angeordnet. Zusätzlich kann die erste Dichteinrichtung (90) eine am ersten Gehäusedeckel (6) ausgebildete Spülkammer (92) aufweisen. Zusätzlich kann die erste Dichteinrichtung (90) eine an der Außenseite der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle gelagerte Dichtscheibe (96) aufweisen, wobei die Dichtscheibe in oder an der Spülkammer (92) angeordnet ist.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist eine zweite, am zweiten Gehäusedeckel (8) drehbar gelagerte Lagerbuchse (48) zum Aufnehmen der zweiten Seite (36) der Rotorwelle (32) vorgesehen. Zusätzlich kann zwischen der Innenseite der zweiten Lagerbuchse (48) und der Außenseite der zweiten Seite (36) der Rotorwelle einer dritte Passung (132) und eine vierte Passung (130) ausgebildet sein, die dritte Passung und die vierte Passung sind in axialer Richtung voneinander beabstandet, und die an der zweiten Seite (36) außen gelegene dritte Passung (132) kann einen kleineren Durchmesser aufweisen als die an der zweiten Seite näher zum Rotor (30) gelegene vierte Passung (130). Zusätzlich oder alternativ kann bei in die zweite Lagerbuchse (48) eingeschobener zweiten Seite (36) der Rotorwelle, zwischen der dritten und vierten Passung (130, 132) ein radialer Abstand zwischen der Außenseite der Rotorwelle und der Innenseite der zweiten Lagerbuchse vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Lagerbuchse (48) durch den zweiten Gehäusedeckel (8) zur Außenseite der Zellradschleuse (2) herausgeführt sein, wobei insbesondere ein Antrieb (14) für den Rotor mit der zweiten Lagerbuchse verbunden ist oder verbindbar ist. Zusätzlich kann der Antrieb (14) einen Motor (15) aufweisen, der von der zweiten Lagerbuchse (48) getragen ist, wobei insbesondere der Motor mittels einer Drehmomentsperre (20, 22) gegen eine Verdrehung gegenüber dem Gehäuse (4) der Zellradschleuse gesichert ist.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist die zweite Seite (36) der Rotorwelle in der zweiten Lagerbuchse (48) schwimmend gelagert, insbesondere in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist mittels Formschluss zwischen der zweiten Seite (36) der Rotorwelle und der zweiten Lagerbuchse (48) eine Mitnehmereinrichtung (44) ausgebildet, die die Rotorwelle (32) in der zweiten Lagerbuchse (48) gegen Verdrehung sichert, wobei insbesondere die Mitnehmereinrichtung am Außenumfang der zweiten Seite der Rotorwelle und/oder an der Innenseite der zweiten Lagerbuchse ausgebildet ist.
  • Bezüglich der Ausgestaltungen der Dichteinrichtung mit der Dichtscheibe gilt – auch unabhängig von einzelnen obigen Merkmalen:
    Zwischen der Außenseite der Dichtscheibe (96) und der Innenseite der Spülkammer (92) bzw. der Innenseite des ersten Gehäusedeckels (6) kann ein Luftspalt (106) ausgebildet sein, wobei insbesondere durch den Luftspalt eine berührungsfreie Dichtung ausgebildet ist, wobei insbesondere das Spaltmaß zwischen Gehäusedeckel und Dichtscheibe maximal 1/5 mm, 1/10 mm oder 1/20 mm beträgt. Alternativ oder zusätzlich kann der Spülkammer (92) von der Außenseite des ersten Gehäusedeckels (6) her ein Spülmedium zuführbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtscheibe (96) mittels eines Klemm- und/oder Dichtelements (100) an der ersten Lagerbuchse (46) oder an der ersten Seite (34) der Rotorwelle gelagert sein und/oder die Dichtscheibe mittels eines Klemm- und/oder Dichtelements gegen die erste Lagerbuchse oder die erste Seite der Rotorwelle abgedichtet sein.
  • In Ausgestaltung ist zwischen der Dichtscheibe (96) und der axialen Stirnfläche des Rotors ein Dichtelement (98) angeordnet, insbesondere ein am Außenumfang der Dichtscheibe angeordnetes Dichtelement.
  • In Ausgestaltung der Ausführungsform ist die Dichtscheibe (96) axial auf der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle verschiebbar.
  • In Ausgestaltung ist zwischen der Dichtscheibe (96) und der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle zumindest ein Federelement (102) angeordnet, das die Dichtscheibe gegen die axiale Stirnseite des Rotors vorspannt, wobei insbesondere das zumindest eine Federelement eine Tellerfeder ist oder umfasst.
  • In Ausgestaltung weist die erste Dichteinrichtung (90; 110–113) zumindest ein weiteres Dichtelement (110, 112) auf, das zwischen der Spülkammer und einem Kontrollkanal (120, 122) angeordnet ist.
  • Die oben beschriebenen Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination auch bei der Zellenradschleuse nach Anspruch 1 zur Anwendung kommen.
  • Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer Zellenradschleuse von Außen mit angekoppeltem Antrieb,
  • 2 eine seitliche Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Zellenradschleuse längs der Achsmitte der Rotorwelle,
  • 3 eine Detailansicht der in 2 rechts dargestellten Lagerung der Rotorwelle,
  • 4 eine Detailansicht der in 2 links dargestellten Lagerung der Rotorwelle,
  • 5 eine perspektivische Querschnittsansicht der Zellenradschleuse entsprechend 2,
  • 6 eine weiter vergrößerte Detailansicht der Lagerung des linken Wellenendes in der Lagerbuchse entsprechend einer Detailvergrößerung von 4,
  • 7 eine Detailansicht der Dichtung zwischen dem Schleusegehäuse und einem oberen Anschlussflansch,
  • 8 eine Ausgestaltung des ersten Lagerbereichs korrespondierend zu 3,
  • 9 eine Detailansicht D aus 9 im Bereich der Spaltdichtung,
  • 10 eine Detailansicht einer Ausgestaltung der Spaltdichtanordnung am Gehäusedeckel mit einer Dichtscheibe, die die axiale Stirnseite des Zellrads abdeckt, und
  • 11 eine Zellradschleuse mit an beiden Gehäusedeckeln vorgesehener Spaltdichtanordnung in der Ausführung nach 10.
  • 1 zeigt eine Zellenradschleuse 2 von der Seite im geschlossenen Zustand mit dem an die Zellenradschleuse 2 angekoppelten Antrieb 14. Am Gehäuse 4 der Zellenradschleuse 2 ist von der Oberseite ein oberer Flansch 10 angekoppelt und von der unteren Seite ein unterer Flansch 12. Bei Betrieb wird das durch die Zellenradschleuse 2 zu dosierende Schüttgut von der Oberseite her durch den oberen Flansch 10 zugeführt und wird dosiert durch den unteren Flansch 12 nach unten abgegeben. Der untere Flansch 12 ist beispielsweise mit einem Rohrleitungsfördersystem verbunden oder mündet direkt in ein Mischgefäß oder dergleichen. Die Vorder- und Rückseite der Zellenradschleuse 2 werden durch die Seitewände des Gehäuses 4 ausgebildet. Die in Richtung der Rotorachse liegenden Seitenflächen der Zellenradschleuse 2 werden auf der rechten Seite (wie in 1 dargestellt) durch einen ersten Gehäusedeckel 6 und auf der linken Seite durch einen zweiten Gehäusedeckel 8 abgeschlossen.
  • Der Antrieb 14 zum Antreiben des Rotors der Zellenradschleuse umfasst einen Elektromotor 15, der über ein Getriebe 16 mit einer Getriebewelle 42 (2) verbunden ist. Am zweiten Gehäusedeckel 8 ist eine Konsole 18 angeflanscht (oder an der zweiten Stirnplatte 144 (4) angeformt), an der ein Halter 20 angeordnet ist. Der Halter 20 ragt bezüglich der Achse der Rotorwelle radial heraus und nimmt einen mit dem Getriebe 16 verbunden Ausleger 22 auf. In der dargestellten Ausführung der Zellenradschleuse 2 ist der Antrieb 14 über die Getriebewelle 42 am zweiten Lager 40 (2) gelagert. Das beim Antreiben des Rotors auftretende Drehmoment wird vom Antrieb 14 über den Ausleger 22 und den Halter 20 auf den zweiten Gehäusedeckel 8 übertragen. Daher ist es nicht notwendig, eine Ausgleichskupplung zwischen der Welle 32 des Rotors und der aus dem Getriebe 16 herausführenden Getriebewelle 42 vorzusehen.
  • An der Konsole 18 sind weitere Einrichtungen zur Versorgung der Zellenradschleuse 2 bzw. Überwachungs- und Zufuhreinrichtungen zum Antrieb 14 gelagert. Beispielsweise eine Drucklufteinrichtung 24 mit einem Druckluftregler oder -steller und ein Luftmengenregler oder -steller. Am ersten und zweiten Gehäusedeckel 6, 8 ist jeweils ein Druckluftanschluss 26 vorgesehen, durch den von außen Druckluft als Spülmedium zum Freispülen des Dichtspalts (106 siehe unten) zugeführt wird. Beim Spülprozess wird hierüber ein Reinigungsmedium (vgl. oben) zugeführt.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht durch die Zellenradschleuse 2 wie in 1 dargestellt, wobei jedoch der erste Gehäusedeckel 6 vom Gehäuse 4 gelöst ist und mit dem ersten Gehäusedeckel 6 ein Rotor 30 teilweise aus dem Gehäuse 4 der Zellenradschleuse 2 herausgezogen ist. Am Rotor 30 sind aus axialer Richtung gesehen sternförmig radial nach außen verlaufende Rotor- bzw. Zellenflügel 31 vorgesehen, zwischen denen das von oben zugeführte Schüttgut durch Drehen des Rotors dosiert ausgetragen wird. Die Rotorflügel 31 lagern an einer Rotorwelle 32, die rechts und links der Rotorflügel 31 ein in 2 rechts dargestelltes erstes Wellenende 34 und ein links dargestelltes zweites Wellenende 36 aufweist. Das erste Wellenende 34 ist in einem ersten Lager 38 gelagert, das im ersten Gehäusedeckel angeordnet ist. Das zweite Wellenende 36 ist in einem zweiten Lager 40 gelagert, das im zweiten Gehäusedeckel 8 angeordnet ist. Durch Formschluss ist zwischen dem zweiten Wellenende 36 und dem in der Zellenradschleuse 2 gelegenen Ende der Getriebewelle 42 (vergleiche zweite Buchse 48) ein Mitnehmer 44 ausgebildet (vergleiche 5), der das zweite Wellenende 36 verdrehungssicher an die Getriebewelle 42 bzw. Buchse 48 koppelt. Die Getriebewelle 42 ist über einen Antriebsmitnehmer 43 an eine nicht dargestellte Steckbuchse im Getriebe an das Getriebe 16 gekoppelt.
  • Das erste Wellenende 34 ist im ersten Lager 38 in einer ersten Stecklagerbuchse 46 eingesteckt, wenn die Zellenradschleuse 2 zusammengebaut ist. Das zweite Wellenende 36 ist im zweiten Lager 40 in eine zweite Steckbuchse 48 eingesteckt, so dass die Rotorwelle 32 durch die beiden Buchsen 46, 48 getragen wird.
  • 3 zeigt eine Detailansicht im Querschnitt des ersten Lagers 38 im ersten Gehäusedeckel 6. Im dargestellten Zustand ist der erste Gehäusedeckel 6 auf das Gehäuse 4 aufgeschraubt und das erste Wellenende 34 vollständig in die erste Buchse 46 eingeschoben. Zwischen dem ersten Wellenende 34 und der ersten Buchse 46 sind zwei Passungspaarungen ausgebildet, wobei eine erste bzw. innere Passungspaarung 50 am ersten Wellenende näher zum Rotor 30 liegt, als eine zweite, äußere Passungspaarung 52. Eine Passungspaarung wird gebildet durch eine Flächenpaarung zwischen der Außenseite des ersten Wellenendes 34 und der Innenfläche der ersten Buchse 46. Jede der Passungspaarungen 50, 52 zentriert das erste Wellenende 34 bezüglich der ersten Buchse 46. Durch die axial beabstandete Anordnung der Passungspaarungen 50, 52 wirkt ein Halte- bzw. Hebelmoment gegen ein Durchbiegen bzw. ein Verkippen der Rotorwelle 32 entgegen.
  • Der Durchmesser der äußeren Passungspaarung 52 ist kleiner als der Durchmesser der inneren Passungspaarung 50. Weiterhin ist in einem Zwischenabschnitt 54, der zwischen den beiden Passungspaarungen 50, 52 gelegen ist, der Außendurchmesser des ersten Wellenendes 34 kleiner als der Innendurchmesser des entsprechenden Bereichs der ersten Buchse 46 (wenn das erste Wellenende 34 vollständig in die erste Buchse 46 eingeschoben ist). Jede dieser Maßnahmen und insbesondere diese Maßnahmen zusammen, erleichtern das Zusammen- und Auseinanderbauen der Zellenradschleuse 2 bei Wartungsarbeiten. Beim Zusammenbau kann das vordere Ende des ersten Wellenlagers 34 ohne Widerstand und ohne besondere Justier- und Ausrichterfordernisse leichtgängig in die erste Buchse 46 eingeschoben werden, bis zu einer axialen Tiefe, bei der dann die Außenfläche des ersten Wellenendes und die Innenfläche der ersten Buchse, die die äußere Passungspaarung 52 ausbilden, ineinander greifen.
  • Die Abstände zwischen den Passungspaarungen 50, 52 an der Buchse und am ersten Wellenende können so bemessen sein, dass ein Ineinanderschieben der Flächen der ersten Passungspaarung gleichzeitig die Flächen, die die äußere Passungspaarung 52 ausbilden, ineinander geschoben werden. Vorzugsweise sind jedoch die Abstände der Passungspaarungen 50, 52 so zueinander versetzt, dass beim Einstecken des ersten Wellenendes 34 in die erste Buchse 46 zuerst die Passflächen der inneren Passungspaarung 50 ineinander greifen und nach teilweisen ineinander schieben der Passflächen der innere Passungspaarung mit axialem Versatz die Passflächen der äußeren Passungspaarung 52 ineinander greifen. Der axiale Versatz des in Eingriff Kommens der Passungspaarungen 50, 52 liegt vorteilhaft um 1 mm. Weitere vorteilhafte axiale Versatzabstände sind oben im Einleitungsteil angegeben.
  • Vorzugsweise ist an der jeweiligen Stirnseite der Flächen für die innere Passungspaarung 50 und/oder der äußeren Passungspaarung 52 jeweils über eine kurze axiale Distanz eine Fase ausgebildet, die das Ineinanderführen der Passungspaarungsflächen erleichtert. Wie in 3 dargestellt, können diese Einführphasen auch nur am ersten Wellenende ausgebildet sein oder alternativ oder zusätzlich auch an den Übergangsbereichen zwischen den Durchmesserunterschieden an der Innenseite der ersten Buchse 46.
  • Zwischen den äußeren Endbereichen des ersten Wellenendes 34 und der ersten Buchse 46 ist eine Wellenjustiereinrichtung 55 vorgesehen. Das erste Wellenende 34 wird mittels einer Schraube 56 in der ersten Buchse 46 fixiert. Dabei zieht die Schraube 56 die Stirnseite des ersten Wellenendes 34 gegen eine an einem Anschlagselement 61 ausgebildete Anschlagsfläche 60. Bei der dargestellten Ausführung ist das Anschlagselement 61 gleichzeitig eine in der ersten Buchse gelagerte Justierschraube 58. Durch Verdrehen lässt sich die Justierschraube 58 in axialer Richtung relativ zur ersten Buchse 46 verstellen, so dass durch das Zusammenwirken der Anschlagssfläche 60 der Justierschraube 58 und der stirnseitigen Anschlagsfläche am ersten Wellenende 34 eine definierte, präzise vorgegebene Eindringtiefe des ersten Wellenendes 34 in der ersten Buchse 46 festgelegt ist, wobei diese wiederum mittels der Justierschraube 58 verstellbar ist. Selbst bei mehrfachem Auseinander- und Zusammenbau der Zellenradschleuse 2 ist somit gewährleistet, dass eine einmal vorgenommene axiale Justierung des Rotors 30 am ersten Gehäusedeckel 6 und damit bezüglich des Gehäuses 4 der Zellenradschleuse 2 reproduzierbar herstellbar ist. Damit eine einmal vorgenommene Justierung erhalten bleibt, ist zusätzlich eine Kontermutter 62 vorgesehen, mit der die Drehstellung der Justierschraube 58 innerhalb der ersten Buchse 46 fixiert wird.
  • Vorzugsweise sind die Anschlagsfläche 60 an der Justierschraube 58 bzw. am Anschlagselement 61 und die entsprechend gepaarte Anschlagsfläche an der Stirnseite des ersten Wellenendes 34 senkrecht verlaufend zur Achse der Rotorwelle 32, so dass keine seitlichen Deformationen oder Ausweitungen der Flächen auftreten. Die Justierschraube 58 hat ein Außengewinde, das mit einem Innengewindeabschnitt 64 am äußeren Ende der ersten Buchse 46 zusammenwirkt. Die äußere Stirnseite des ersten Gehäusedeckels 6 ist durch eine Stirnplatte 66 verschlossen, wobei der Justiervorgang zum axialen Justieren der Rotorwelle 32 bzw. des Rotors 30 im Gehäuse 40 nach Abnehmen der Stirnplatte 66 zur Einstellung frei liegt.
  • Die erst Buchse 46 ist drehbar innerhalb des ersten Gehäusedeckels 6 mittels eines ersten Kugellagers 68 und eines zweiten Kugellagers 70 gelagert. Das erste und zweite Kugellager 68, 70 bilden zusammen ein Schrägschulterlagerpaar aus und sind gegeneinander auf Anschlag verspannt, um ein axiales Spiel der ersten Lagerbuchse 46 innerhalb des ersten Gehäusedeckels 6 und damit ein axiales Spiel des Rotors 30 innerhalb des Zellenradschleusengehäuses 4 zu verhindern. Das erste Kugellager 68 liegt mit seinen inneren Stirnflächen am Außenumfang an einem ersten Anschlag 74 des Gehäusedeckels 6 und am Innenumfang an einem zweiten Anschlag 76 an der ersten Buchse 46 an. Eine Endkappe 78 wird mittels Schrauben in axiale Richtung gegen den ersten Gehäusedeckel gespannt. Die äußere Stirnseite des zweiten Kugellagers liegt am Außenumfang an einem innen liegenden Kranz 80 (dritter Anschlag) der Endkappe 78 an und an ihrem Innenumfang liegt eine Sicherungsscheibe 82 an. Die Sicherungsscheibe 82 wird mittels einer Spannmutter 84 so gegen den außen liegenden Innenumfang des zweiten Kugellagers 70 gespannt, dass das werksseitig im Schrägschulterlagerpaar vorgesehene axiale Spiel zwischen den gegenüberliegenden Innenumfangsringen der beiden Kugellager 68, 70 durch das Verspannen eliminiert wird und die beiden Kugellager 68, 70 auf Anschlag liegen. Dadurch ist das sonst üblicherweise bei einem Kugellager vorhandene axiale Lagerspiel eliminiert oder weitgehend reduziert. Am Außenumfang liegen die gegenüberliegenden Stirnseiten der Kugellager 68, 70 werksseitig spielfrei auf Anschlag durch die axiale Sicherung zwischen dem dritten Anschlag 80 der Endkappe 78, der gegen die äußere Schulter des zweiten Kugellagers 70 anliegt, und dem zweiten Anschlag 76, der gegen die äußere Schulter des ersten Kugellagers 68 anliegt.
  • Im Bereich zwischen Rotor 30, Innenseite des ersten Gehäusedeckels 6 und Außenseite der ersten Buchse 46 ist eine Spaltdichtanordnung 90 vorgesehen. Die Spaltdichtanordnung 90 wird gebildet durch einen teilweise im ersten Gehäusedeckel 6 ausgebildeten Spülraum 92, in dem sich ein Spülmedium (Druckluft wie zuvor erwähnt) ausbreiten kann. Der Spülraum 92 ist zur inneren Stirnfläche 94 des Rotors hin durch einen Dichtring 96 abgedichtet. Zwischen dem äußeren Umfang des Dichtrings 96 und der inneren Stirnfläche 94 des Rotors ist eine Dichtung 98 angeordnet. Die Dichtung 98 verhindert ein Eindringen von mittels der Zellenradschleuse 2 ausgetragenen Materials zwischen den Bereich zwischen innerer Stirnfläche 94 und Dichtring 96.
  • Der Dichtring 96 ist mittels einer Klemmdichtung 100 dichtend und mittels Klemmpressung an der Außenseite der ersten Buchse 46 gelagert, so dass sich der Dichtring 96 mit der ersten Buchse 46 und somit mit dem Rotor 30 dreht. Es tritt daher keine Relativbewegung an der Klemmdichtung 100 und an der Dichtung 98 auf, so dass dort kein Abrieb und Verschleiß stattfindet. Der Dichtring 96 wird mittels einer Scheibenfeder 102 bzw. Tellerfeder in axialer Richtung von der ersten Buchse 46 weg auf die innere Stirnfläche 94 des Rotors gedrückt. Dabei gewährleistet die Scheibenfeder 102 in Zusammenwirkung mit der Klemmdichtung 100, dass bei der Justierung mittels der Wellenjustiereinrichtung 55 der Dichtring 96 beim axialen Einjustieren trotz der axialen Verschiebung der Rotorwelle 32 relativ zur ersten Buchse und damit der Verschiebung des Rotors relativ zur ersten Buchse sicher gegen die innere Stirnfläche 94 gepresst wird.
  • Bei der Spaltdichtanordnung 90 wird die einzige Dichtung, bei der während der Rotation des Rotors 30 eine Relativbewegung der Dichtflächen zueinander auftritt, gebildet durch einen Ringspalt 106. Der Ringspalt 106 liegt zwischen einer Außenfläche des Dichtrings 96 und einer Innenfläche am ersten Gehäusedeckel 6, die sich an den Spülraum anschließt bzw. Teil des Spülraums ist (wenn der Dichtring 96 als innerhalb des Spülraums 92 liegend verstanden wird). Dabei wird eine Spaltseitenfläche 108 des Ringspalts 106 durch eine Innenfläche des ersten Gehäusedeckels 6 ausgebildet. Da der Ringspalt 106 eine Spülmedium durchspülte Spaltdichtung ausbildet, kommen keine aufeinander abgleitende Flächen zustande und ein Mindestabstand zwischen den relativ zueinander bewegten Flächen wird durch das Mindestspaltmaß gewährleistet. Das Mindestspaltmaß beträgt vorzugsweise mindestens 1/100 mm, ein 1/80 mm, 1/50 mm, 1/20 mm, 1/10 mm oder 1/5 mm.
  • Von der Außenseite des ersten Gehäusedeckels 6 her, wird durch den Druckluftanschluss 26 und den daran anschließenden Spülgaskanal 104 Druckluft in den Spülraum 92 zugeführt, so dass aufgrund des Überdrucks zwischen dem Spülraum 92 und dem Innenraum der Zellenradschleuse ein steter Gasstrom des Spülmediums fließt (von der Lagerseite her in Richtung Innenseite der Zellradschleuse 2). Dadurch wird ein Eindringen von Material in den Spülraum verhindert. Ein Materialtransport vom Innenraum der Zellenradschleuse in Richtung erstes Lager 38 wird verhindert. Durch das stete Spülen des Ringspalts 106 mit einem geeigneten Spülmedium ergibt sich ein mikrobiologisch unbedenklicher Spalt. Auch im Anschluss an den Ringspalt 106 der Spaltdichtanordnung ist noch ein scheibenartiger, radial verlaufender Ringspalt 126 ausgebildet. Dabei strömt das durch den Ringspalt 106 durchströmende Spülmedium zwischen der Gehäusedeckelinnenseite und der gegenüberliegenden axialen Stirnseite im Innenbereich des Rotors 30 durch einen Spalt nach Außen in Richtung Rotorzellen und Zellradschleuseninnenraum. Das Spaltmaß des radialen Ringspalts ergibt sich durch die aufgrund der Wellenjustiereinrichtung 55 ermöglichte, hochpräzise Justierung des Rotors 30 im Gehäuse 4, das die Verwendung minimaler axialer Abstände zwischen Rotorstirnseite und dem ersten Gehäusedeckel 6 erlaubt. Entsprechend ist zwischen zweitem Gehäusedeckel 8 und linker Stirnseite des Rotors ein radialer Ringspalt 126 ausgebildet (4), der sich ebenfalls mittels der Justiereinrichtung 55 am ersten Gehäusedeckel 6 einstellen lässt.
  • Im Spülraum 92 wird bei Betrieb mittels des Spülmediums ein leichter Überdruck eingestellt. Um ein Entweichen des Spülmediums (ggf. des Reinigungsmediums) in Richtung Lager 68, 70 zu verhindern, dichten Dichtlippenringe 110, 112 den Spülraum rückseitig (der Spaltdichtung gegenüberliegend) ab. Als weitere Maßnahme zur Kontrolle und/oder Verhinderung eines eventuell stattfindenden Materialtransports vom Zellenradschleuseninnenraum in Richtung Lager (Schrägschulterlagerpaar) ist um die erste Buchse 46 herumlaufend zwischen der Spaltdichtanordnung 90 und dem Schrägschulterlager 68, 70 ein Ringkanal 122 vorgesehen, der in einen Auswurfskanal 120 mündet. Der Auswurfkanal 120 führt von der Unterseite des Ringkanals 122 zur Außenseite des ersten Gehäusedeckels 6, so dass evtl. bis zum Ringkanal 122 transportiertes Material durch den Auswurfkanal 120 ausgeworfen wird.
  • Das Schrägschulterlagerpaar 68, 70 ist zwischen zwei Dichtlippenringen 113, 114 angeordnet. Die Dichtlippenringe 113, 114 bilden zwischen sich eine Fettkammer zum Zurückhalten eines Schmiermittels für die Lager 68, 70. Neben einer Verunreinigung durch Austritt von Schmiermittel aus den Lagern 68, 70 nach außen wird auch eine Verunreinigung der Lager 68, 70 durch Eindringen von Verunreinigungen von Außen in die Lager 68, 70 verhindert.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des zweiten Lagers 40 an der linken Lagerseite im zweiten Gehäusedeckel 8. Das zweite Wellenende 36 ist in der zweiten Buchse 48 gelagert, die durch den zweiten Gehäusedeckel 8 hindurch führend ausgebildet ist, wobei das äußere Ende der zweiten Buchse 48 die Getriebewelle 42 ausbildet, an die das Getriebe 16 angekoppelt wird. Wie beim ersten Lager 38 sind hier ebenfalls eine Spaltdichtanordnung 90 und eine Radialspaltdichtung 126 ausgebildet. Bezüglich Aufbau und Elemente der Spaltdichtanordnung 90 (126) im zweiten Gehäusedeckel 8 wird auf die Spaltdichtanordnung 90 (126) im ersten Gehäusedeckel 6 verwiesen. Gleiche und gleichwirkende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden (im Wesentlichen) hier nicht noch einmal beschrieben.
  • Entsprechend der inneren und äußeren Passungspaarung 50, 52 zwischen dem ersten Wellenende 34 und der ersten Buchse 46 ist am zweiten Wellenende 36 und der zweiten Buchse 48 ebenfalls eine innere Passungspaarung 130 und eine äußere Passungspaarung 132 ausgebildet. Zwischen diesen liegt wiederum ein Zwischenabschnitt 54, Ausgestaltung und Funktion der inneren und äußeren Passungspaarung 130, 132 und des Zwischenabschnitts 54 ist wie beim ersten Wellenende 34. Abweichend zum ersten Wellenende 34 ist am zweiten Wellenende 36 noch zusätzlich durch Formschluss der Mitnehmer 44 ausgebildet, wobei der Querschnitt 44a des zweiten Wellenendes 36 im Bereich des Mitnehmers 44 und der Querschnitt 44b der zweiten Buchse 48 im Bereich des Mitnehmers 44 jeweils im Schnitt senkrecht zur Wellenachse formschlüssig zueinander ausgebildet sind, so dass zwischen der zweiten Buchse 48 und der Rotorwelle 32 Drehschluss gewährleistet ist – vergleiche seitlich abgeflachter Außenumfang am zweiten Wellenende 36 im Bereich des Mitnehmers 44 wie in 5 dargestellt.
  • Wie im Falle des ersten Lagers 38 ist auch beim zweiten Lager 40 die zweite Buchse 48 mittels zweier Kugellager gelagert. Dabei bilden ein drittes Kugellager 140 und ein viertes Kugellager 142 zusammen ein Doppellager, wobei die Kugellager 140, 142 axial beabstandet voneinander angeordnet sind und gegeneinander gesichert sind. Eine Verspannung der Lager 140, 142 auf Anschlag wie bei dem Schrägschulterlagerpaar 68, 70 ist hier nicht notwendig, da das axiale Spiel des Rotors 30 durch die spielfreie Lagerung des ersten Wellenendes 34 im ersten Lager 38 gewährleistet ist. Zwischen den Kugellagern 140, 142 ist eine Distanzhülse 146 eingesetzt. Das vierte Kugellager 140 liegt an einem im zweiten Gehäusedeckel 8 ausgebildeten Anschlag bzw. Sims und einem an der Außenseite der zweiten Buchse 48 gebildeten Anschlag bzw. Sims an. Eine zweite Endkappe 144 fixiert die Außenschale des dritten Kugellagers 140, so dass das Doppellager zwischen zweitem Gehäusedeckel 8 und zweiter Endkappe 144 fixiert ist. Mittels einer zweiten Stirnplatte 148, die gegen die zweite Endkappe 144 gepresst wird, wird das vierte Kugellager 142 auf Anlage gegen das dritte Kugellager 140 gesichert. Dichtlippen, wie die Dichtlippen 113, 114 am ersten Lager 38 sind hier nicht erforderlich, da die Kugellager 140, 142 als geschlossene Lager selbstdichtend mit eigenem Schmiermittelreservoir ausgebildet sind.
  • Am zweiten Lager 40 sind zwischen der Spaltdichtanordnung 90 und dem Doppellager 140, 142 weitere Dichtlippenringe 116, 118 vorgesehen, die wiederum einen Verlust des Spülmediums aus dem Spülraum 92 verhindern. Wie beim ersten Lager 38 ist auch beim zweiten Lager 40 ein Ringkanal 122 und ein Auswurfkanal 120 vorgesehen, die Material, das die Spaltdichtanordnung 90 und die Dichtlippenringe 116 und 118 überwunden hat, sammelt und zur Außenseite hin abführt, so dass gleichzeitig auch eine Funktionskontrolle gewährleistet ist.
  • 5 zeigt in perspektivischer Seitenansicht den Querschnitt durch die Zellenradschleuse gemäß 2.
  • 6 zeigt eine weiter vergrößerte Detailansicht der 4, wobei in diesem Fall das zweite Wellenende 36 soweit aus der zweiten Buchse 48 herausgezogen ist (bzw. soweit in die zweite Buchse 48 hinein gesteckt ist), dass bei der inneren Passungspaarung 130 die Passungsflächen 130a, 130b gerade noch ineinander greifen, während an der Vorderseite der äußeren Passungspaarung 132 angeordnete Fase am zweiten Wellenende 36 gerade aus der äußeren Passungspaarung 132 heraus gleitet. Umgekehrt greifen beim Einführen des zweiten Wellenendes 36 in die zweite Buchse 48 zunächst zentrierend die Flächen 130a, 130b der inneren Passungspaarung 130 ineinander, bevor bei weiterem Einschieben die Flächen 132b, 132a der äußeren Paarung 132 ineinander greifen. Für den axialen Abstand der Versatzes des in Eingriff Kommens der Passungspaare 130, 132 gilt vorteilhaft das Entsprechende wie für die Passungspaare 50, 52 beim ersten Lager 38. Die gepaarten Flächen der inneren Passungspaarungen 130 sind hier bezeichnet mit der Innenfläche 130b an der zweiten Buchse 48 und der Außenfläche 130a am zweiten Wellenende 36. Die Flächenpaarung der äußeren Passungspaarung 132 ist angezeigt durch die Innenfläche 132b an der zweiten Buchse 48 und die Außenfläche 132a am zweiten Wellenende 36. Weiterhin ist in 6 die Drehschlusspaarung des Mitnehmers 44 gekennzeichnet durch die nicht rotationssymmetrisch ausgebildete Außenfläche 44a am zweiten Wellenende 36 und die dazu gepaarte Innenfläche 44b an der zweiten Buchse 48. Dabei liegt der Mitnehmer 44 zwischen den Passungspaarungen 130 und 132, wobei der Durchmesser der Flächen 44a, 44b kleiner ist als der Durchmesser der Flächen 130a, 130b.
  • 7 zeigt im Querschnitt eine Detailansicht der Verbindungs- bzw. Dichtfläche zwischen Oberseite des Gehäuses 4 und oberem Flansch 10. Eine Flanschdichtung 160 ist in eine Dichtungsnut 162 eingesetzt und dichtet die Verbindung zwischen oberem Flansch 10 und Gehäuse 4 zur Außenseite hin ab. Die Dichtungsnut 162 ist trapezförmig ausgebildet, wobei der Abstand der Dichtflächen zwischen Flansch 10 und Gehäuse 4 an der Innenkante der Flanschdichtung 160 kleiner ist, als an der Außenseite der Flanschdichtung 160. Dadurch wird die Flanschdichtung 160 beim Anziehen der Verbindungsstelle an der Innenseite stärker gequetscht und eine Ausdehnung von Dichtungsmaterial von der Innenseite zur Außenseite hin wird ermöglicht. Dadurch wird eine Auswölbung der Dichtung zum Innenraum hin vermieden, was wiederum Totraum oder schlecht zu reinigende Kanten vermeidet. Zusätzlich wird durch die asymmetrische Verpressung der Dichtung 160 deren Lebensdauer bei wiederholten Ein- und Ausbau verlängert.
  • 8 zeigt eine Ausgestaltung der Lagerung entsprechend der 3. Auf eine ausführliche Beschreibung wird hier verzichtet, weil die meisten Elemente identisch sind zu den in 3 dargestellten Elementen und gleichwirkend sind zu diesen. Abweichend vom in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Stirnplatte 66 ein becherförmiger Deckel 170 vorgesehen, der eine sich axial erstreckende Zylinderwand einschließt, wogegen die Endkappe 78 der 3 als axial verkürzte Endkappe 172 zum Einsatz kommt. Durch die axiale Verkürzung der Endkappe 78 ist bei Wartungs- und Einstellarbeiten der Zugang zur Kontermutter 62 vereinfacht, da diese nicht (so weit) vertieft in der Endkappe 78 wie bei 3 liegt.
  • 9 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Ausschnittes D von 8. Es ist zu erkennen, dass bei dieser Ausgestaltung in der Spaltdichtanordnung 90 anstelle der Dichtung 98 mit rechteckigem Querschnitt eine Dichtung 174 mit einem am Innenumfang angesetzten Sims 176 in den Dichtring 96 eingesetzt ist. Die Nut des Dichtrings 96 ist hinterschnitten und nimmt mit der Hinterschneidung den Sims 76 auf. Wird die Zellenradschleuse zu Wartungs- oder Inspektionsarbeiten zerlegt, so wird ein Herausfallen der Dichtung 174 aufgrund des in axiale Richtung wirkenden Formschlusses zwischen der Ausnehmung im Dichtring 96 für die Dichtung 174 und der Dichtung 174 verhindert. Ein versehentlicher Verlust der Dichtung 174 wird so effektiv verhindert.
  • 10 zeigt im Querschnitt einen gegenüber den vorherigen Ausführungsbeispielen modifizierten ersten Gehäusedeckel 6' mit einer modifizierten Spaltdichtanordnung 200 einer Zellenradschleuse 2' und einen Teil des Rotors 30 mit Welle 32. Bei diesem Ausführungsbeispiel kommen – soweit nicht anders erwähnt – alle Elemente und Komponenten der vorherigen Ausführungsbeispiele zur Anwendung, so dass die obige Beschreibung der Elemente, Kombinationen der Elemente einzeln und in jeweiliger Kombination, sowie deren Funktionen und Vorteile auch beim Ausführungsbeispiel der 10 und 11 zutreffen und daher nicht weiter im Detail beschrieben werden.
  • Bei der Spaltdichtanordnung 200 ist anstelle des Dichtrings 96 eine Dichtscheibe 202 vorgesehen, die die axiale Stirnseite des Zellenrads bzw. des Rotors 30 abschließt. Dadurch sind im zusammengebauten Zustand die Zellen zwischen den Rotorflügeln 31 seitlich abgeschlossen. Dies verringert die Leckrate von Druckluft oder des verwendeten Druckmediums von der Eintrittseite (oberer Flansch 10) zur Austrittseite (unterer Flansch 12) des von der Zellradschleuse 2' dosierten Schüttguts (oder die Leckrate in umgekehrte Richtung – je nach Druckabfall). Die Dichtscheibe 202 liegt nur lose bzw. unter Anpressdruck auf der axialen Stirnseite des Rotors 30 an. Wird die Zellradschleuse 2' zur Reinigung oder Wartung wie oben beschrieben zerlegt, so wird die Dichtscheibe von der Rotorwelle 32 und damit vom auf der Welle 32 verbleibenden Rotor 30 oder mit der Rotorwelle 32 vom Rotor 30 entfernt. Dadurch liegen die Zellen zwischen den Rotorflügeln 31 frei und eine Reinigung ist erheblich vereinfacht, da keine Taschen oder innenliegenden Kanten vorhanden sind (im Vergleich zu Zellrädern, bei denen die Zellen aufgrund der starr verbundenen Seitenwangen schwer reinigbare Vertiefungen aufweisen).
  • Zwischen der zum ersten Gehäusedeckel 6' weisenden Außenseite der Dichtscheibe 202 und der Innenseite des Gehäusedeckels 6' ist der von den vorherigen Beispielen bekannte Spülraum 92 erweitert und lässt sich unterteilen in drei Spülraumbereiche: Ein erster Bereich 92a, der unmittelbar an die Welle 32 bzw. an die erste Buchse 46 angrenzt und tiefer im Gehäusedeckel 6' ausgebildet ist als die anschließenden Spülbereiche. Ein zweiter Spülraumbereich 92b, der sich zwischen dem ersten Bereich 92a und einem Gleitring 212 zwischen der außenliegenden Stirnseite der Dichtscheibe 202 und der Innenseite des Gehäusedeckels 6' erstreckt. Und ein dritter Spülraumbereich 92c, der sich anschließend an den Gleitring 212 radial nach außenlaufend zwischen der außenliegenden Stirnseite der Dichtscheibe 202 und der Innenseite des Gehäusedeckels 6' erstreckt.
  • Die drei Spülraumbereiche 92a–c dienen zwar auch zur Erzeugung eines Gegenstroms gegen einen möglichen Materialtransport vom Schüttgut aus dem Zellenbereich in Richtung erstes Lager 38. Die Hauptfunktion dieser Spülbereiche ist es jedoch, auf der Außenseite der Dichtscheibe 202 während des Betriebs mittels des durch das Spülmedium aufgebauten Drucks die Dichtscheibe 202 gegen die axiale Stirnseite des Rotors 30 zu pressen, um den oben beschriebenen Leckstrom zu vermeiden und um ein Eindringen von zu dosierendem Gut zwischen den Rotor und die Dichtscheibe 202 zu verhindern. Dabei unterstützt die Teller- bzw. Scheibenfeder 102 das Anpressen der Dichtscheibe 202 gegen die Rotorstirnseite, wobei – wie zuvor – die Dichtscheibe 202 axial gegenüber der ersten Buchse 46 verschiebbar ist, um fertigungsbedingtes oder thermisch bedingtes Spiel auszugleichen. Der Gleitring 212 ist an der Außenseite der Dichtscheibe 202 ausgebildet und unterstützt ebenfalls durch leichte Kompression zwischen Dichtscheibe und erstem Gehäusedeckel 6' das Anpressen der Dichtscheibe gegen den Rotor 30.
  • Der erste Gehäusedeckel 6' weist an seiner Innenseite eine scheibenförmige Vertiefung auf, um die Dichtscheibe 202 darin aufzunehmen. Vorzugsweise ist die axiale Tiefe der Vertiefung so bemessen, dass die Dichtscheibe 202 bzgl. ihrer axialen Tiefe zumindest teilweise aufgenommen wird. Vorzugsweise ist die axiale Tiefe der Vertiefung so dimensioniert, dass die Dichtscheibe 202 vollständig aufgenommen werden kann, besonders bevorzugt so, dass diese mit einem Spiel (vorzugsweise entsprechend der axialen Tiefe der Spülraumbereiche 92b, 92c) aufgenommen werden kann. Der Durchmesser der Vertiefung ist so ausgelegt, dass die Dichtscheibe in radiale Richtung spielfrei aufgenommen wird. Dabei hat die Dichtscheibe 202 an ihrer radial nach außen liegenden Seite (am Außenumfang) in Richtung erster Gehäusedeckel 6' eine Gleitfläche 206, die gleitend am gegenüberliegenden Innenumfang der Vertiefung anliegt und so spaltfrei abdichtet. Weiterhin ist am Außenumfang der Dichtscheibe 202 (auf der dem Rotor 30 zugewandten Seite) eine Spülfläche 208 angeordnet, die zum gegenüberliegenden Innenumfang der Vertiefung eine Spaltdichtung 204 ausbildet. An der Spülfläche 208 ist zusätzlich ein helix- oder schraubenlinienförmig ausgebildeter Spülkanal 210 (Schraubenliniengang) vorgesehen. Fertigungstechnisch ist es einfacher, die Gleit- und Spülfläche 206, 208 mit dem außenliegenden Kanal 210 an der Dichtscheibe 202 vorzusehen. Diese können aber in Ausgestaltung alternativ oder zusätzlich auch an der Innenumfangsfläche der Vertiefung im Gehäusedeckel 6' vorgesehen sein.
  • Wie bei den Ausführungsbeispielen zuvor, ist auch am ersten Gehäusedeckel 6' ein Spülgasanschluss vorgesehen, der Spülgas durch einen Spülgaskanal 104 in den Spülraum einspeist. Hier mündet der Spülgaskanal 104 in den ersten und zweiten Spülraumbereich 92a, 92b. Das Spülgas oder -medium, das gegenüber dem Innendruck im Rotorraum (vorzugsweise Überdruck sowohl gegenüber dessen Eintritts- aus auch dessen Austrittsseite) einen Überdruck aufweist, im ersten Bereich 92b bis zum Gleitring 212 an. In der Dichtscheibe 202 ist ein Verteilerkanal 214 vorgesehen, durch den Spülgas vom zweiten Spülraumbereich 92b in den dritten Spülraumbereich 92c und in die Spaltdichtung 204 strömt. Alternativ kann der Verteilerkanal 104 zum Umströmen des Gleitrings 212 oder zumindest ein Teil des Verteilerkanals auch im ersten Gehäusedeckel 6' vorgesehen sein. Auch kann der Spülgaskanal 104 in den dritten Bereich 92c münden oder der Spülkanal 104 kann die Funktion des Verteilerkanals mit übernehmen und in allen drei Bereichen 92a–c und in der Spaltdichtung 204 münden.
  • Bei dem dargestellten Beispiel ist die Dichtscheibe 202 aus einem gleitreibungsmindernden Material ausgebildet, das die Gleitreibung gegenüber dem Material des ersten Gehäusedeckels 6' verringert. Auch ist der Gleitring 212 vorzugsweise einstückig mit der Dichtscheibe 202 ausgebildet. Alternativ ist der Gleitring als Anbauelement auf der Dichtscheibe 202 oder der axialen Innenfläche der Vertiefung im Deckel 6' angebracht. Die gleitreibungsmindernde Eigenschaft ist zwischen Gleitring 212 und Deckel 6' und zwischen Deckel und Gleitfläche 206 erforderlich. Anstelle eines monolithischen Aufbaus der Dichtscheibe aus gleitreibungsreduzierendem Material, kann auch das gleitreibungsreduzierende Material lediglich als Ring am Außenumfang der Dichtscheibe und/oder als Gleitring 212 vorgesehen sein, während der wesentliche Teil der Dichtscheibe 202 aus einem anderen Material ausgebildet ist, beispielsweise Edelstahl und/oder das Material der Deckel 6', 8' und/oder des Gehäuses 4. Das gleitreibungsreduzierende Material ist beispielsweise ein Kunststoff wie Teflon, Viton, Silikon oder dergleichen.
  • 11 zeigt die Zellenradschleuse 2' im Querschnitt, wobei zu erkennen ist, dass die Spaltdichtanordnung 200 mit der Dichtscheibe 202 und den weiteren Komponenten spiegelsymmetrisch (Spiegelebene senkrecht zur Rotationsachse) zur Ausbildung am bzw. im ersten Gehäusedeckel 6' auch am bzw. im zweiten Gehäusedeckel 8' vorgesehen ist oder sein kann. Wie erwähnt, sind die weiteren Elemente so ausgebildet wie für die Ausgestaltungen der 1 bis 9 beschrieben. Die Abwandlung mit den Dichtscheiben 202 mit dem Durchmesser des Rotors 30 reduziert eine Leckströmung des Fördermediums von der Eintrittseite zur Austrittsseite durch Umströmen der Seiten der Rotor- oder Zellradflügel 31 erheblich (hier höherer Mediendruck an der Eintrittseite gegenüber Austrittseite).
  • Bezugszeichenliste
    • 2, 2'
    Zellenradschleuse
    4
    Gehäuse
    6, 6'
    erster Gehäusedeckel
    8, 8'
    zweiter Gehäusedeckel
    10
    oberer Flansch
    12
    unterer Flansch
    14
    Antrieb
    15
    Elektromotor
    16
    Getriebe
    18
    Konsole
    20
    Halter
    22
    Ausleger
    24
    Drucklufteinrichtung
    26
    Druckluftanschluss
    30
    Rotor
    31
    Rotorflügel
    32
    Rotorwelle
    34
    erstes Wellenende
    36
    zweites Wellenende
    38
    erstes Lager
    40
    zweites Lager
    42
    Getriebewelle
    43
    Antriebsmitnehmer
    44
    Mitnehmer
    44a, b
    Formschlussflächen
    46
    erste Buchse
    48
    zweite Buchse
    50
    innere Passungspaarung
    52
    äußere Passungspaarung
    54
    Zwischenabschnitt
    55
    Wellenjustiereinrichtung
    56
    Schraube
    58
    Justierschraube
    60
    Anschlagsfläche
    61
    Anschlagselement
    62
    Kontermutter
    64
    Gewindeabschnitt Buchse
    66
    Stirnplatte
    68
    erstes Kugellager (Schrägschulterlager)
    70
    zweites Kugellager (Schrägschulterlager)
    74
    erster Anschlag
    76
    zweiter Anschlag
    78
    Endkappe
    80
    dritter Anschlag
    82
    Sicherungsscheibe
    84
    Spannmutter
    90
    Spaltdichtanordnung
    92, 92a, 92b, 92c
    Spülraum
    94
    innere Stirnfläche Rotor
    96
    Dichtung
    98
    Dichtung
    100
    Klemmdichtung
    102
    Scheibenfeder
    104
    Spülgaskanal
    106
    Ringspalt
    108
    Spaltseitenfläche
    110–118
    Dichtlippenring
    120
    Auswurfkanal
    122
    Ringkanal
    126
    scheibenartiger Ringspalt
    130
    innere Passungspaarung
    130a, b
    Passungsflächen
    132
    äußere Passungspaarung
    132a, b
    Passungsflächen
    140
    drittes Kugellager (Doppellager)
    142
    viertes Kugellager (Doppellager)
    144
    zweite Endkappe
    146
    Distanzhülse
    148
    zweite Stirnplatte
    160
    Flanschdichtung
    162
    Dichtungsnut
    170
    Deckel
    172
    Endkappe
    174
    Dichtung
    176
    Sims/Kranz
    200
    Spaltdichtanordnung
    202
    Dichtscheibe
    204
    Spaltdichtung
    206
    Gleitfläche
    208
    Spülfläche
    210
    Schraubenliniengang
    212
    Gleitring
    214
    Verteilerkanal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 20102807 U1 [0002]

Claims (15)

  1. Zellenradschleuse (2, 2') mit: einem Gehäuse (4), einem Rotor (30) mit einer Rotorwelle (32), zumindest zwei Gehäusedeckeln (6, 6'; 8, 8'), wobei eine erste Seite (34) der Rotorwelle an einem ersten Gehäusedeckel (6, 6') gelagert ist und eine zweite Seite (36) der Rotorwelle an einem zweiten Gehäusedeckel (8, 8') gelagert ist, und einer ersten Lagerbuchse (46) zum Aufnehmen der ersten Seite (34) der Rotorwelle, wobei die erste Lagerbuchse drehbar am ersten Gehäusedeckel gelagert ist, wobei zwischen dem ersten Gehäusedeckel (6, 6'), dem Innenbereich (94) der axialen Stirnseite des Rotors und der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle eine erste Dichteinrichtung (90, 200) angeordnet ist, und wobei die erste Dichteinrichtung (90, 200) eine am ersten Gehäusedeckel (6, 6') ausgebildete Spülkammer (92) und eine an der Außenseite der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle gelagerte Dichtscheibe (96, 202) aufweist, wobei die Dichtscheibe in oder an der Spülkammer angeordnet ist.
  2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, wobei zwischen der Außenseite oder radialen Außenfläche der Dichtscheibe (96, 202) und der Innenseite bzw. einer Innenfläche der Spülkammer (92) bzw. des ersten Gehäusedeckels (6, 6') ein Luftspalt (106, 204) ausgebildet ist, wobei insbesondere durch den Luftspalt eine berührungsfreie Dichtung ausgebildet ist, wobei insbesondere das Spaltmaß zwischen dem ersten Gehäusedeckel und der Dichtscheibe (96, 202) maximal 1/5 mm, 1/10 mm oder 1/20 mm beträgt.
  3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 3, wobei der Spülkammer (92) von der Außenseite des ersten Gehäusedeckels (6, 6') her ein Spülmedium zuführbar ist.
  4. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Dichtscheibe (96, 202) mittels eines Klemm- und/oder Dichtelements (100) an der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle gelagert ist und/oder wobei die Dichtscheibe (96, 202) mittels eines Klemm- und/oder Dichtelements (100) gegen die erste Lagerbuchse oder gegen die erste Seite der Rotorwelle abgedichtet ist.
  5. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Dichtscheibe (96, 202) und der axialen Stirnfläche des Rotors (30) ein Dichtelement (98) angeordnet ist, insbesondere ein am Außenumfang der Dichtscheibe (96, 202) angeordnetes Dichtelement.
  6. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtscheibe (96, 202) axial auf der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle verschiebbar ist.
  7. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Dichtscheibe (96, 202) und der ersten Lagerbuchse (46) oder der ersten Seite (34) der Rotorwelle zumindest ein Federelement (102) angeordnet ist, das die Dichtscheibe gegen die axiale Stirnseite des Rotors (30) vorspannt, wobei insbesondere das zumindest eine Federelement eine Tellerfeder ist oder umfasst.
  8. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Dichteinrichtung (90; 110–113; 200) zumindest ein weiteres Dichtelement (110–113) aufweist, das zwischen der Spülkammer (92) und einem Kontrollkanal (120, 122) angeordnet ist.
  9. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtscheibe als Dichtring (96) oder als axiale Zellenrad bzw. Rotorabschlussplatte (202) ausgebildet ist.
  10. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtscheibe (96, 202) oder ein oder mehrere Teile der Dichtscheibe aus einem Material mit gleitreibungsreduzierter Eigenschaft ausgebildet ist, wobei das Material insbesondere in Bezug auf das Material des Gehäuses (4) und/oder des Gehäusedeckels (6, 6'; 8, 8') gleitreibungsreduzierende Eigenschaft aufweist.
  11. Zellenradschleuse nach Anspruch 10, wobei am Außenumfang der Dichtscheibe (96, 202) ein radial vorspringender Außenring (206) angeordnet oder an dieser ausgebildet ist, der eine Gleitfläche zur Abdichtung gegen eine Innenfläche der Spülkammer (92) aufweist und der aus Material mit gleitreibungsreduzierender Eigenschaft ausgebildet ist, und/oder wobei ein an der Dichtscheibe (96, 202) stirnseitig umlaufender, insbesondere ein von der Scheibenfläche axial vorspringender, Steg oder Ring (212) angeordnet ist oder an dieser ausgebildet ist, der aus Material mit gleitreibungsreduzierender Eigenschaft ausgebildet ist, und/oder wobei die Dichtscheibe (96, 202) aus Kunststoff ausgebildet ist, insbesondere aus Teflon, einem teflonhaltigen Material oder PVC.
  12. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Dichtscheibe (202) gleich oder ungefähr gleich dem Durchmesser des Zellrads (30) ist.
  13. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die oder eine Spaltdichtung (204) zwischen dem Außenumfang der Dichtscheibe (96, 202) und der Spülkammer (92) eine Labyrinthdichtung oder ein helixförmiger Spülkanal (210) ausgebildet ist, und/oder wobei in der Dichtscheibe (96, 202) ein Spülmedium-Kanal (214) ausgebildet ist, der der oder einer Spaltdichtung (106, 204) Spülmedium zuführt.
  14. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Gehäusedeckel (6, 6'; 8, 8') zumindest eine vorzugsweise koaxial ausgerichtete, scheibenförmige, Ausnehmung ausgebildet ist, die Teil der Spülkammer (92) ist oder die Spülkammer ausbildet.
  15. Zellenradschleuse (2, 2'), insbesondere mit einem oder mehreren Merkmalen der vorhergehenden Ansprüche, mit: einem Gehäuse (4), einem Rotor (30) mit einer Rotorwelle (32), zumindest zwei Gehäusedeckeln (6, 6'; 8, 8'), wobei eine erste Seite (34) der Rotorwelle (32) an einem ersten Gehäusedeckel (6, 6') gelagert ist und eine zweite Seite (36) der Rotorwelle an einem zweiten Gehäusedeckel (8, 8') gelagert ist, und einer ersten Lagerbuchse (46) zum Aufnehmen der ersten Seite (34) der Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerbuchse (46) drehbar am ersten Gehäusedeckel (6, 6') gelagert ist, zwischen der Innenseite der ersten Lagerbuchse (46) und der Außenseite der ersten Seite (34) der Rotorwelle eine erste Passung (52) und eine zweite Passung (50) ausgebildet ist, die erste Passung (52) und die zweite Passung (50) in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, und die an der ersten Seite (34) vorn Rotor (30) weiter weg gelegene erste Passung (52) einen kleineren Durchmesser aufweist als die an der ersten Seite näher zum Rotor gelegene zweite Passung (50).
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