DE102020004383B4

DE102020004383B4 - Förderschnecke

Info

Publication number: DE102020004383B4
Application number: DE102020004383.6A
Authority: DE
Inventors: Frank Metzger; Dietmar Metzger
Original assignee: Fdm GmbH
Current assignee: Fdm GmbH
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2040-07-22
Also published as: DE102020004383A1

Abstract

Gekühlte Förderschnecke (1) mit einem ersten Lagerzapfen (7) eines mit einer Wendel (3) versehenen Tragrohrs (2), der innerhalb des Tragrohrs (2) einen Ringraum (15) ausbildet, in den durch eine axiale Kernbohrung (11) des ersten Lagerzapfens (7) und durch eine radiale Bohrung (14) ein Kühlmittel eintritt und von dort durch eine Durchbrechung (20) in der Wand (21) des Tragrohrs (2) in eine Kühlmittelleitung (19) in der Wendel (3) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (15) des ersten Lagerzapfens (7) durch eine radiale Trennwand (25) in zwei Abschnitte (26,27) geteilt ist, dass das Kühlmittel dem in Transportrichtung (4) hinteren Abschnitt (27) zugeführt wird, dass das Kühlmittel an dem Ende der Kühlmittelleitung (19) durch eine weitere Durchbrechung (22) in der Wand (21) des Tragrohrs (2) in dessen freien Innenraum (23) eintritt und von dort durch wenigstens ein Rohr (28,29), das eine den Innenraum (23) begrenzende Innenwand (16) des ersten Lagerzapfens (7) und die Trennwand (25) abdichtend durchsetzt, dem in Transportrichtung (4) vorderen Abschnitt (26) zu- und von dort abgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Förderschnecke, bei der ein Kühlmittel axial durch einen ersten Lagerzapfen in ein mit einer Wendel versehenes Tragrohr eintritt.
Eine derartige Förderschnecke ist aus der DE 10 2004 042 921 A1 bekannt. Dort tritt das Kühlmittel, beispielsweise Wasser, in das Tragrohr einer Wendel ein, durchströmt das Tragrohr und tritt axial an einem zweiten Lagerzapfen wieder aus. Ein weiterer Kühlkreislauf ist für das Gehäuse der Förderschnecke noch vorgesehen. Eine effektive Kühlung der Wendel ist allerdings bei einer derartigen Ausgestaltung nur dann gegeben, wenn die Höhe der Wendel über dem Tragrohr gering bemessen ist. Bei Förderschnecken für einen hohen Massendurchsatz gilt es, die Kühlung insbesondere auch der mechanisch belasteten Wendel zu verbessern.
Dies erfolgt bei den aus der US 2010 / 0 051 233 A1 der WO 2018/ 218 131 A1 und der US 2008 / 0 295 356 A1 bekannten, gekühlten Förderschnecke durch die Maßnahmen, dass durch den Lagerzapfen innerhalb des Tragrohrs ein Ringraum ausgebildet wird, dass der Lagerzapfen eine radiale Bohrung aufweist, dass das Kühlmittel durch die Bohrung in den Ringraum und durch eine Durchbrechung in der Wand des Tragrohrs in eine Kühlmittelleitung in der Wendel eintritt.
Bei diesen Förderschnecke durchströmt damit das Kühlmittel die Wendel in einer Kühlmittelleitung, womit dieser mechanisch hochbelastete Bauteil effektiv gekühlt wird.
Konstruktive Verbesserungen dieser bekannten Förderschnecken werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden ferner in den Unteransprüche erläutert.
So ist in konstruktiver Ausgestaltung weiter vorgesehen, dass die Wendel durch eine in Förderrichtung vorn liegende Schneckenwendel und eine dahinter angeordnete Stützwendel ausgebildet ist, dass der Anschluss der Schnecken- und der Stützwendel auf der Außenseite des Tragrohrs axial beabstandet erfolgt und dass durch den Freiraum zwischen der Schnecken-, der Stützwendel und der Außenseite des Tragrohrs die Kühlmittelleitung ausgebildet wird.
Durch diese Maßnahmen wird zunächst eine äußerst stabile, hochbelastbare Wendel zur Verfügung gestellt. Insbesondere wird darüber hinaus in einfacher Weise auch eine Kühlmittelleitung ausgebildet, die eine vergleichsweise große Fläche für eine gute Wärmeabfuhr aufweist.
Weitere Maßnahmen bestehen darin, dass ein dem ersten Lagerzapfen axial gegenüberliegender zweiter Lagerzapfen vorgesehen ist, dass der zweite Lagerzapfen das Tragrohr flüssigkeitsdicht abschließt und dass dort am Ende der Kühlmittelleitung das Kühlmittel durch eine Durchbrechung in der Wand des Tragrohrs in dieses eintritt.
Damit wird das Kühlmittel gezwungen, das Tragrohr in Richtung des ersten Lagerzapfens zu durchströmen.
Dies ist auch dann möglich, wenn in dem freien Innenraum des Tragrohrs zwischen den Lagerzapfen ein zentrales Stützrohr angeordnet ist, das mit scheibenartigen, das Tragrohr zumindest abschnittsweise radial abstützenden Segmenten versehen ist, da diese mit Bezug auf das Tragrohr axial orientierte Durchtrittsöffnungen für das Kühlmittel aufweisen und/oder belassen.
Bei der Förderschnecke nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ringraum des ersten Lagerzapfens durch eine radiale Trennwand in zwei Abschnitte geteilt ist.
Diese Maßnahme erlaubt es, dass wenigstens ein Rohr von dem freien Innenraum des Tragrohrs eine den Innenraum begrenzende Innenwand des ersten Lagerzapfens und die Trennwand abgedichtet durchsetzend bis in den in Transportrichtung vorderen Abschnitt reichend vorgesehen ist.
Um einen Austritt des Kühlmittels aus dem vorderen Abschnitt zu ermöglichen, weist der erste Lagerzapfen eine zentrale, axiale Kernbohrung auf, die mit dem vorderen Abschnitt durch eine Radialbohrung verbunden ist, so dass durch die Kernbohrung das Kühlmittel aus der Förderschnecke austreten kann.
Für das Einbringen des Kühlmittels in die Förderschnecke nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Lagerzapfen eine zentrale, axiale Kernbohrung aufweist und dass in der Kernbohrung radial beabstandet eine bis zu dem in Transportrichtung hinteren Abschnitt reichende Rohrleitung für einen Zufluss des Kühlmittels vorgesehen ist.
Als weitere Maßnahme ist vorgesehen, dass die Rohrleitung endseitig von einem Halter gegen die Kernbohrung abgedichtet gehalten ist und dass das Kühlmittel aus einem zwischen der Innenwand des ersten Lagerzapfens und dem Halter verbleibenden Abschnitts der Kernbohrung durch die radiale Bohrung in den hinteren Abschnitt des Ringraums gelangt
Infolge dieser konstruktiven Maßnahmen erfolgt der Zu- und der Abfluss des Kühlmittels an einem Ende der Förderschnecke nach der Erfindung. An dem anderen Ende bedarf es damit lediglich einer einfachen Lagerung des Lagerzapfens.
Die Förderschnecke nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:

1: teileweise gebrochen eine Seitenansicht einer Förderschnecke,
2: einen ersten Längsschnitt,
3: einen gegenüber 2 um 90° gedrehten Längsschnitt,
4: ausschnittsweise eine vergrößerte Darstellung des ersten Lagerzapfens und
5: eine entsprechende Darstellung des ersten Lagerzapfens gemäß 3.

Die in der Zeichnung dargestellte Förderschnecke 1 weist auf einem Tragrohr 2 eine Wendel 3 auf. Die Wendel 3 wird durch eine in Transportrichtung gemäß Pfeil 4 vorn liegende Schneckenwendel 5 und eine dahinter liegende Stützwendel 6 ausgebildet. Endseitig des Tragrohrs 2 angeordnete Lagerzapfen 7,8 erlauben eine drehbare Lagerung der Förderschnecke 1.
Eine axial angeordnete Rohrleitung 10 erlaubt das Einbringen eines vorzugsweise flüssigen Kühlmittels in die Förderschnecke 1. Die Rohrleitung 10 durchsetzt eine zentrale, axiale Kernbohrung 11 des ersten Lagerzapfens 7. Die Rohrleitung 10 von geringerem Durchmesser als der der Kernbohrung 11 ist in dieser radial beabstandet in einer Passung 12 drehbar gelagert, die die Kernbohrung 11 in Transportrichtung 4 abdichtet. Damit kann die Kühlflüssigkeit in einen kleinen Abschnitt 13 der Kernbohrung 11 eintreten und gelangt von dort durch eine radiale Bohrung 14 in einen Ringraum 15 zwischen einer Innenwand 16 und einer Außenwand 17 des ersten Lagerzapfens 7.
Da der Anschluss der Schneckenwendel 5 und der Stützwendel 6 auf der Außenseite 18 des Tragrohrs 2 axial beabstandet erfolgt, wird zwischen der Schneckenwendel 5, der Stützwendel 6 und der Außenseite 18 des Tragrohrs 2 eine Kühlmittelleitung 19 in der Wendel 3 ausgebildet. In diese Kühlmittelleitung 19 gelangt das Kühlmittel aus dem Ringraum 15 durch eine radiale Durchbrechung 20 in der Wand 21 des Tragrohrs 2.
Eine weitere Durchbrechung 22 in der Wand 21 des Tragrohrs 2 ist an dem Ende der Kühlmittelleitung 19 vorgesehen, so dass das Kühlmittel in den freien Innenraum 23 des Tragrohrs 2 eintreten kann, vergleiche 3.
Der im wesentlichen mit dem ersten Lagerzapfen 7 baugleiche Lagerzapfen 8 schließt an diesem Ende den Innenraum 23 flüssigkeitsdicht ab. Es erfolgt dort kein Austritt des Kühlmittels. Dieser erfolgt wie der Zufluss axial durch den ersten Lagerzapfen 7.
Hierzu ist der Ringraum 15 durch eine radiale Trennwand 25 in einen in Transportrichtung 4 vorderen Abschnitt 26 und einen hinteren Abschnitt 27 geteilt, vgl. 2 und 4. Während der hintere Abschnitt 27 der Zufuhr des Kühlmittels dient, durchsetzen zwei Rohre 28,29 abgedichtet die Trennwand 25 und die Innenwand 16 des ersten Lagerzapfen 7 sowie den hinteren Abschnitt 27 und stellen damit eine Verbindung zwischen dem Innenraum 23 des Tragrohrs 2 und dem vorderen Abschnitt 26 her. Der vordere Abschnitt 26 ist über eine weitere Radialbohrung 30 mit der Kernbohrung 11 verbunden. Durch den in der Kernbohrung 11 verbliebenen Ringspalt kann dann das Kühlmittel über eine nicht mitrotierende Drehverschraubung oder einen Dichtkopf 31 abgeführt werden.
In dem Innenraum 23 des Tragrohrs 2 ist ein zentrales Stützrohr 35 zwischen den Lagerzapfen 7,8 angeordnet. Das Stützrohr 35 ist mit einer Vielzahl von Segmenten 36 versehen, die an das Tragrohr 2 hier radial abschnittsweise anschließen. Hierdurch verbleiben Durchtrittsöffnungen 37 in axialer Richtung für einen Durchtritt des Kühlmittels, dass aufgrund dieser Maßnahme eine turbulente, gut Wärme ableitende Strömung ausbildet.
Bezugszeichenliste:

1: Förderschnecke
2: Tragrohr
3: Wendel
4: Transportrichtung
5: Schneckenwendel
6: Stützwendel
7: erster Lagerzapfen
8: zweiter Lagerzapfen
9 10: Rohrleitung
11: Kernbohrung
12: Passung
13: Abschnitt
14: Bohrung
15: Ringraum
16: Innenwand
17: Außenwand
18: Außenseite
19: Kühlmittelleitung
20: Durchbrechung
21: Wand
22: Durchbrechung
23: Innenraum
24 25: Trennwand
26: vorderer Abschnitt
27: hinterer Abschnitt
28: Rohr
29: Rohr
30: Radialbohrung
31: Dichtkopf
32 33 34 35: Stützrohr
36: Segment
37: Durchtrittsöffnung

Claims

Gekühlte Förderschnecke (1) mit einem ersten Lagerzapfen (7) eines mit einer Wendel (3) versehenen Tragrohrs (2), der innerhalb des Tragrohrs (2) einen Ringraum (15) ausbildet, in den durch eine axiale Kernbohrung (11) des ersten Lagerzapfens (7) und durch eine radiale Bohrung (14) ein Kühlmittel eintritt und von dort durch eine Durchbrechung (20) in der Wand (21) des Tragrohrs (2) in eine Kühlmittelleitung (19) in der Wendel (3) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (15) des ersten Lagerzapfens (7) durch eine radiale Trennwand (25) in zwei Abschnitte (26,27) geteilt ist, dass das Kühlmittel dem in Transportrichtung (4) hinteren Abschnitt (27) zugeführt wird, dass das Kühlmittel an dem Ende der Kühlmittelleitung (19) durch eine weitere Durchbrechung (22) in der Wand (21) des Tragrohrs (2) in dessen freien Innenraum (23) eintritt und von dort durch wenigstens ein Rohr (28,29), das eine den Innenraum (23) begrenzende Innenwand (16) des ersten Lagerzapfens (7) und die Trennwand (25) abdichtend durchsetzt, dem in Transportrichtung (4) vorderen Abschnitt (26) zu- und von dort abgeführt wird.
Förderschnecke (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel (3) durch eine in Förderrichtung (4) vorn liegende Schneckenwendel (5) und eine dahinter angeordnete Stützwendel (6) ausgebildet ist, dass der Anschluss der Schnecken- (5) und der Stützwendel (6) auf der Außenseite (18) des Tragrohrs (2) axial beabstandet erfolgt und dass durch den Freiraum zwischen der Schnecken- (5), der Stützwendel (6) und der Außenseite (18) des Tragrohrs (2) die Kühlmittelleitung (19) ausgebildet wird.
Förderschnecke (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem ersten Lagerzapfen (7) axial gegenüber liegender zweiter Lagerzapfen (8) vorgesehen ist, dass der zweite Lagerzapfen (8) das Tragrohr (2) flüssigkeitsdicht abschließt und dass dort am Ende der Kühlmittelleitung (19) das Kühlmittel durch eine Durchbrechung (22) in der Wand (21) des Tragrohrs (2) in dieses eintritt.
Förderschnecke (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem freien Innenraum (23) des Tragrohrs (2) zwischen den Lagerzapfen (7,8) ein zentrales Stützrohr (35) angeordnet ist, das mit scheibenartigen, an das Tragrohr (2) zumindest abschnittsweise radial anschließenden Segmenten (36) versehen ist, die mit Bezug auf das Tragrohr (2) axial orientierte Durchtrittsöffnungen (37) für das Kühlmittel aufweisen und/oder belassen.
Förderschnecke (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerzapfen (7) eine zentrale, axiale Kernbohrung (11) aufweist, dass der vordere Abschnitt (26) durch eine Radialbohrung (30) mit der Kernbohrung (11) verbunden ist und dass durch die Kernbohrung (11) das Kühlmittel aus der Förderschnecke (1) austritt.
Förderschnecke (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerzapfen (7) eine zentrale, axiale Kernbohrung (11) aufweist und dass in der Kernbohrung (11) radial beabstandet eine bis zu dem in Transportrichtung (4) hinteren Abschnitt (27) reichende Rohrleitung (10) für einen Zufluss des Kühlmittels vorgesehen ist.
Förderschnecke (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (10) endseitig von einem Halter (12) gegen die Kernbohrung (11) abgedichtet gehalten ist und dass das Kühlmittel aus einem zwischen der Innenwand (16) des ersten Lagerzapfens (7) und dem Halter (12) verbleibenden Abschnitts (13) der Kernbohrung (11) durch die radiale Bohrung (14) in den hinteren Abschnitt (27) des Ringraums (15) gelangt.