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Klinkenschaltwerk zum Drehen einer schweren Trommel Die Erfindung
bezieht sich auf ein Klinkenschaltwerk zum Drehen einer schweren horizontal odergeneigt
liegenden Trommel, wie sie, in verschiedenen Industriezweiaen zum Beheizen, Trocknen,
oder sonstigen Behandeln von Schüttgut benutzt wird, z. B. auch in der Mälzerei.
Beim Drehen der Trommel steigt das Gut in ihr auf der aufsteigenden, Seite, der
Trommelwand auf und rutscht von Zeit zu Zeit nach der absteigenden Seite ab. Diese
Bewegung des Gutes erschwert einerseits das Drehen der Trommel und ruft andererseits
plötzliche heftige Stöße auf ihren Antrieb hervor, so daß dieser bei schweren oder
großen Trommeln sehr starken Beanspruchungen ausgesetzt ist.
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Man kennt Schnecken- und Zahnradantriebe für langsam umlaufende Trommeln,
die aber bei großen, mit schwerem Gut gefällten Trommeln, den auftretenden Stößen
nicht gewachsen sind. Man kennt auch Klinkenschaltwerke zum Antrieb der TrommeIn,
die, aus einem die Trommel umgebenden Kranz sägezahnförmiger Schaltzähne und aus
einer in diese Schaltzähne eingreifenden Schaltklinke bestehen, die durcheine Feder
gegen die Schaltklinke gedrückt und durch einen hydraulischen oder pneumatischen
Kolben gehoben und gesenkt wird.
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Klinkenschaltwerke der bekannten Art sind jedoch den hier auftretenden
schweren und stoßartigen Belastungen nicht gewachsen oder müßten übermäßig kräftig
ausgeführt werden. Die zu lösende Aufgabe besteht darin, diese Mängel zu beseitigen.
Dies, geschieht in der Weise, daß die Kolbenstange des unmittelbar gegen das Fundament
gelenkig abgestützten Druckzylinders einen jochartigen Kopf trägt, in dem ein als
Schaltklinke auf die Schaltzähne des Zahnkranzes der Trommel wirkender Bolzen, schaukelartig
an zwei Stiften aufgehängt ist, die mit ihrem freien Ende in eine Ringnut des Zahnkranzes
eingreifen. Durch diese Ausgestaltung wird nicht nurdie Übertragung sehr erheblicher
Kräfte ermöglicht, sondern auch die, einwandfreie Zusammenarbeit zwischen Stoßstange
und Zahnkranz gesichert. Die Schaltklinke kann sichnicht von dem Zahnkranz entfernen
und braucht daher nur unter dem Druck einer sehr leichten Feder zu stehen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die bei Klinkenschaltwerken
bekannten, die Trommel gegen Rücklauf sichernden Halteklinken so ausgebildeti daß
die in den Zahnkranz eingreifenden Bolzen der Halteklingen durch Lenker schaukelartig
an Zapfen aufgehängt sind, die ebenfalls in die Ringnut des Zahnkranzes eingreifen
und über je eine Verbindungsstange beiderseits des Zahnkranzes mit dem federnd gegen
das Fundament abgestützten Zuganker gelenkig verbunden sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird an Stelle der die
Trommel gegen Rücklauf sichernden Haltevorrichtung ein zweites Klinkenschaltwerk
vorgesehen, das abwechselnd mitdern, ersten Klinkenschaltwerk betätigt wird, so
daß eine beinahe fortlaufende Drehung, der Trommel hervorgerufen wird.
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Die weiteren Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand der Zeichnungen
beschrieben werden. In diesen zeigt Fig. 1 eine Teilansicht, diedie Anordnung
der Vorrichtung an einer Trommel erkennen läßt, Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie
2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie 3-3 der
Fig. 1,
Fig. 4 eine Ansicht der Sperrklinken zum Sichern gegen Rück-lauf der
Trommel, Fig. 5 einen Querschnitt durch den Zahnkranz, Fig. 6 einen
Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 1,
Fig. 7 eine Teilansicht einer
abgeänderten Ausführun,gsform der Erfindung, die zwei Druckzylinder zum kontinuierlichen
Antrieb der Trommel benutzt.
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In den Zeichnungen ist die Trommel mit der Ziffer 11 bezeichnet;
sie trägt einen Zahnkranz 13,
der am Trommelumfang starr befestigt ist. Der
Zahnkranz besteht aus, Abschnitten, die mit der Trommel vernietet oder anderweitig
mit ihr verbunden sind.
Die Trommel wird im Uhrzeigersinn gedreht;
die Zähne 15 des Zahnkranzes haben steile Flanken 17, gegen die die Stoßrichtung
wirkt. Die Zähne haben ferner geneigte Flächen 19, über denen die Vorrichtung während
ihrer Rücklaufbewegung gleitet.
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Die Vorrichtung zum Drehen der Trommel besteht aus einem hydraulischen
Zylinder 21 (s. Fig. 1), dessen Kolben in der dargestellten Form doppeltwirkend
arbeitet, wobei Ein- und Auslaßrohre 23 und 25 an seinen gegenüberliegenden Enden
angeschlossen sind. Der Zylinder 21 wird durch einen Bolzen 27 gelenkig getragen,
der in einem Lager 28 ruht, das seinerseits auf dem Boden oder einer Tragkonstruktion
31 angeordnet ist. Der Kolben in dem Zylinder 21 dient m
zur Bewegung zur
Beegung eines Joches 33 (s. Fig. 6), dessen Arme 34 genügend weit auseinander stehen,
daß sie die gegenüberliegenden Seiten des Zahnkranzes 13 umfassen. Die, Arme des
ioches 33 tragen Gelenkstifte 35, an denen die Hebel 37 gelenkig befestigt sind.
Zwischen den Hebeln 37 liegt die Stoßstange 39, die gegen die steilen Flanken 17
der Zähne 15 stößt. Die Hebel 37 sind durch einen auf der gegenüberliegenden Seite
vorstehenden Arm 41 verbunden, der durch eine Zugfeder 43 mit einem Gegenlager 45
verbunden ist und von dem Joch 33 getragen wird (s. Fig. 1). Die Zugfeder 43 drückt
bei ihrer Einwirkung auf den Arm 41 die Stoßstange 39 gegen den Zahnkranz 13. Der
Zahnkranz 13 ist auf jeder Seite mit einer umlaufend sich erstreckenden Nut 47 (s.
Fig. 5) versehen, in die die, Stifte, 35 eingreifen, und so das Joch und die mit
ihm verbundenen Teile dauernd in richtiger Lage gegenüber dem Zahnkranz halten.
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Die Vorrichtung zum Anhalten der Trommel ist in dem unteren Teil der
Fig. 1 und in vergrößerter Teilansieht in Fig. 4 dargestellt. Eine Stoßstange 51
ist an der Stelle 53 gelenkig mit einer Gabel 55 verbunden. Eine federbelastete
Zugstange 57 (s. Fig. 1) tritt durch das Kreuzteil der Gabel und wird in geeigneter
Stellung durch die Mutter 59 gehalten. Der Kopf 61 der Zugstange 57 trägt eine Unterlegscheibe
63, die sich auf der einen Seite gegen eine Druckfeder 65 legt. Die Feder
65 umgibt die Zugstange, 57 und legt sich mit ihrem anderen
Ende gegen, einen herabhängenden Teil 67 des Gegenlagers 69, das dauernd
und fest mit der Grundkonstruktion verbunden ist.
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Die Stoßstange 51 ist durch Stifte, 71 mit den gebogenen Stangen 73
verbunden, die die Halter tragen. Das Joch 75 dient als eingeschweißtes, Kreuzglied
für die gebogenen Stangen 73. Die Stifte 71 greifen in die umlaufende Nut 47 ein,
wodurch die Kreuzglieder in geeigneter Stellung gegenüber dem Zalhnkranz gehalten
worden. Zusätzliche Joche 76, die im wesentlichen der Konstruktion des Joches 75
gleichen, sind als Tragglieder für die Halter vorgesehen und halten diese in geeigneter
Stellung gegenüber den Zähnen der Zahnstange. Jedes Joch 76 ist eine zusammengesetzte
Konstruktion, die ein querverlaufendes Bodenglied 77 und je zwei mit Abstand angeordnete
Innenwände 80 und Außenwände 78 enthält. Die Außenwände sind an dem Bodenglied,
die Innenwände, an der gebogenen Stange 73 anigeschweißt. Jedes Paar der Außen-und
Innenwände. ist auf der linken Seite durch eine Endwand 81 geschlossen. Jedes der
Joche 76 hat ein mit ihm verbundenes Paar von Lenkern 82, die zwischen den entsprechenden
Außen- und Innenwänden 78 und 80 des Joches angeordnet sind und, gelenkig mit diesem
Joch und der gebogenen Stange 73 durch die Stifte 83 verbunden sind, die
zusätzlich in die Nut 47 des Zahnkranzes eingreifen, wie dies deutlich aus Fig.
2 und 3 ersichtlich ist. Als Halter dienen Querstangen, die die Lenker verbinden,
wobei zur besonderen Bezeichnung die Querstangen der drei Joche die Ziffern 85,
86 und 87 tragen. Jedes Joch trägt außerdem eine Blattfeder 90, die in geeigneter
Weise an dem Bodenteil 77 ihres Joches durch Schrauben 91 befestigt ist, während
das freie Ende der Feder nachgiebig die Querstange 85 bzw. 86 oder 87 ihres Joches
berührt. Die Federn 90 haben die Aufgabe, die Querstangen zu einer federnden Auflage
mit den Zähnen 15 der Stange 13 zu bringen. Der Abstand zwischen den drei Querstangen
ist so bemessen, daß die Trommel mit dem Zahnkranz sich niemals entgegen der Uhrzeigerbewegung
mehr als ein Drittel des Zwischenraums zwischen benachbarten Zähnen bewegen kann.
Beim Betrieb der Vorrichtung wird dem Zylinder 21 Druckflüssigkeit an seinem unteren
Ende durch das Einlaßrohr 25 zugeführt. Der Kolben und dir, Kolbenstange drücken
dadurch das Joch 33 nach oben. Die Stoßstange 39 preßt gegen die anliegende
Flanke 17 des Zahnes 15 und dreht,die ganze Trommel im Uhrzeigersinn
um einen Abstand, der durch den Hub des Kolbens im Zylinder 21 bestimmt ist. Während
dieser Drehung der Trommel gleiten die Querstangen 85, 86 und 87 über
die Zähne 15, wobei sie gegen die Zähne durch die Feder 90 gehalten
werden, und schnappen jeweils hinter die Flanke 17 des
Zahnes, wenn sie über
ihn hinweggeglitten sind. Wenn die Drehung durch die Vollendung -des Stoßhubes des
Kolbens im Zylinder 21 beendet ist, wird der Kolben durch Ablassen der Flüssigkeit
aus der Leitung 25 zurückgezogen. Wenn ein doppeltwirkender Kolben benutzt wird,
kann Flüssigkeit durch die Leitung 23 in den Zylinder 21 eingeführt werden.
Sobald die Stoßstange 39 sich von dem Zahn 15,
gegen den sie gedrückt
hat, fortbewegt, hat die Trommel das Bestreben, sich entgegen dem Uhrzeigersinn
zu drehen. Dies wird durch :die Tatsache hervorgerufen, daß lockeres Gut der Trommel
durch die Drehung auf der linken Seite der Trommel in Fig. 1
nach oben mitgenommen
wird, so daß diese Seite schwerer wird. Die Gegendrehung der Trommel wird hingegen
schnell durch eine der Querstangen der Vorrichtung zum Anhalten der Trommel, z.
B. 85, 86
oder 87, aufgehalten, und zwar von derjenigen, die der Flanke
17 eines Zahnes am nächsten ist. Die Erschütterung oder der Stoß dieses Vorganges
wird durch die Feder 65 nachgiebig aufgefangen. Infolge des kleinen Abstandes
der Querstange kann eine Drohung nur auf einem sehr kurzen Weg auftreten.
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Das federnde Auffangen der Rückdrehung kann dadurch vervollständigt
oder unterstützt werden, daß man den Abfluß der hydraulischen Flüssigkeit unter
der Unterseite des Kolbens im Zylinder 21 drosselt, wenn das Joch 33 für
einen anderen Stoßvorgang zurückgezogen wird. Die Drosselung der Flüssigkeit braucht
nur für einen Weg wirksam zu sein, der kleiner ist als ein Zahn, und zwar entsprechend
dem Ab-
stand der Querstangen 85, 86 und 87 der Vorrichtung
zum An--halten der Trommel.
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Die gelenkig angeordneten Hebel 37 und die- Stoßstange
39 bilden eine, vorteilhafte konstruktive Kornbination. Ohne die, angelenkten
Hebel und die Stoßstange würde eine verhältnismäßig schwere Feder an
dem
oberen Ende des Zylinders angewendet werden müssen, um das Kolbenjoch 33 mit den
Zähnen des Zahnkranzes in Berührung zu halten, die dabei Biegungsbelastungen in
dem Kolbenjoch hervorrufen würde. Die Masse, der Teile würde so groß sein, daß sie
eine schnelle Bewegung verhindert. Die Hebel 37 und die Stoßstange 39 haben ein
verhältnismäßig geringes Gewicht und können sich dementsprechend schnell bewegen,
was für das Zurückgleiten und das Einklinken in die Zähne des Zahnkranzes wünschenswert
ist. Zudem wird die Größe der Feder vermindert, da eine kleine leichte Feder die
Stoßstange in Arbeitsstellung zu den Zähnen hält. Zusätzlich gleiten die Gelenkstifte,
35 für die Hebel in den Nuten, 37
und halten so das Kolbenjoch in Verbindung
zu der Zahnstange.
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In der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Trommel 111
mit einem Zahnkranz 113 versehen, der dauernd und fest auf der äußeren Peripherie
der Trommel angebracht ist und vorteilhaft aus mehreren Abschnitten besteht, von
denen jeder Zähne 115 hat. Diese Zähne haben, wie oben zu Fig. 1. beschrieben ist,
eine Flanke 117, gegen, die die Vorrichtung drückt, und eine geneigte Fläche 119,
über die, die Vorrichtung während ihrer Rückwärtsbewegung gleitet.
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In dieser Ausführungsform wird die Trommel 111 kontinuierlich im Uhrzeigersinn
gedreht; dementsprechend kann die Vorrichtung zum Anhaltender Trommel benutzt oder
fortgelassen werden. An Stelle eines Arbeitszylinders und der Vorrichtung zum, Anhalten
besteht die Vorrichtung zum Drehen der Trommel nach Fig. 7 aus zwei Zylindern, die
abwechselnd arbeiten und so gegenüber dem Zahnring der Trommel angeordnet sind,
daß sie eine kontinuierliche Drehung derselben in der gleichen Richtung hervorrufen,
z. B. im Uhrzeigersinn. Der hydraulische Arbeitszylinder 121 weist an seinen, entsprechenden
Enden Zuleitungsrohre 123 und 125 für den Ein- und Auslaß der Druckflüssigkeit auf,
um so eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens herbeizuführen und damit eine
entsprechende Bewegung des Joches 133 hervorzurufen. Der Zylinder 121 ist gelenkig
durch einen Bolzen 127 in einem Gegenlager 128 getragen, das auf dem Boden oder
einer entsprechenden Tragkonstruktion 131 gelagert ist. Das Joch ist an seinem oberen
Ende gabelförmig und besitzt zwei Arme 134 (ähnlich Fig. 6), die die Gelenkstifte
135 tragen. Erfindungsgemäß halten die Gellenkstifte die Hebel 137 in ihrer richtigen
Laue und greifen gleichzeitig in die umlaufende Nut 147 des Zahnkranzes, um so das
Joch und die damit verbundenen Teile in der richtige gen Lage gegenüber dem Zahnkranz
zu halten. Der Verbindungsarm 141 ist durch, eine Schraubenfeder 143 mit dem Auflager
145 verbunden, so daß die Stoßstange 139 mit Hilfe ihrer Hebel 137 nachgiebig in
Arbeitsstellung mit den Zähnen des Zahnkranzes gehalten wird.
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Der zweite Arbeitszylinder 151 ist mit den Leitungen, 153 und 155
an den entsprechenden Enden zum Ein- und Auslaß der Druckflüssigkeit verbunden,
die den Kolben des Zylinders betätigt und dem Joch 163 eine hin- und hergehende,
Bewegung verleiht. Der Zylinder 151 ist durch den Bolzen 157 gelenkig an dem Auflager
158 befestigt. Das Joch 163 ist an seinem oberen Ende gegabelt und hat zwei im Abstand
angeordnete Arme 164, die den im Abstand angeordneten Armen 34 (s. Fig. 6) entsprechen.
In gleicher Weise tragen die Arme gelenkig die. Hebel 167 mit Hilfe der Stifte 165,
während die, Hebel die Stoßstange 169 zur Berührung mit den Zähnen des Zahnkranzes
bringen. Mit den Hebeln 167 wird durch die Schraubenfeder 173 die Stoßstange 169
mit den Zähnen des Zahnkranzes in Berührung gehalten. Die Schraubenfeder ist an
einem Ende an dem die Hebel verbindenden Arm 171 und an ihrem anderen Ende an dem
Gegenlager 175 befestigt. Die Stifte 165 gleiten in der Ringnut 147.
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Die Kolben der Zylinder 121 und 151 wechseln sich bezüglich ihrer
Krafthübe ab, so daß ein Kolben die Trommel 111 dreht, während der andere Kolben
sein Joch in die Ausgangsstellung zurückzieht. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß der
Kolben des zweiten Zylinders 151 seinen Arbeitshub in einer nach außen verlaufenden
Richtung nach der linken Seite vollendet hat, was eine Drehung der Trommel im Uhrzeigersi,nn
bewirkte. Die Stoßstange, 169 ist in, Berührung mit den Flanken
117 des Zahnkranzes -, während mit den Gelenkstiften 165, die ihren
Platz in der Ringnut 147 haben, eine Kraft auf die Stoßstange ausgeübt wird, die
etwa eine gerade Linie entspredhend dem Winkelverhältnis aufweist, das der Arbeitszylinder
mit der Bodenseite der Trommel hat. Wenn der Kolben des zweit-an Zylinders
151 seinen Arbeitshub beendet, wird der Kolben des ersten Zylinders 121 für
seinen Arbeitshub bereit sein. Dann wird wieder eine Druckwirkung durch die Stoßstange
139 auf die Zähne des Zahnkranzes ausgeübt und die Drehung der Trommel im
Uhrzeigersinn fortgesetzt.
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Die Kolben der Zylinder arbeiten, dementsprechend unterbrochen, um
eine kontinuierliche Drehung der Trommel hervorzurufen; während der eine seinen
Arbeitshub ausübt, führt der andere seine Rückbewegung aus, um seine Stoßstange
in die Ausgangsstellung für einen Arbeitshub zu bringen. Wenn z. B., wie in Fig.
7, der Kolben des Zylinders 121 seinen Arbeitshub beginnt, indem er das Joch
und die Stoßstange nach oben bewegt, wird der Kolben des zweiten Zylinders
151 gleichzeitig betätigt, um sein Joch und seine Stoßstange in die Ausgangsstellung
zu bringen, so daß er wieder mit einer Bewegung nach links einen Arbeitshub durchführen
kann. Somit hat der Kolben des Zylinders 121 einen Krafthub in der Richtung nach
außen und oben und der Kolben des zweiten Zylinders 151 einen Krafthub in
einer Richtung nach außen und nach links gemäß der Anordnung, die die Zylinder zu
dem umlaufenden Zahnkranz der Trommel haben, von denen der eine dicht an der linken
Seite der Trommel und der andere an der Unterseite der Trommel angeordnet ist. Um
die gleiche kontinuierliche Drefibewegung der Trommel im Uhrzeigersinn hervorzurufen,
könnten beide Zylinder zur Zusammenarbeit mit dem Boden des umlaufenden Zahnkranzes
oder zum Zusammenwirken mitdem, Zahnkranz an der linken Seiteoder an der rechten
Seite der Trommel angeordnet werden.
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Die gezeichnete Vorrichtung soll nur ein Ausführungsbeispiel darstellen
und kann Veränderungen aufweisen, die unterschiedlichen Bedingungen und Anforderungen
Rechnung tragen. Derartige Änderu#ngen fallen unter den Sinn und den Umfang der
Patentansprüche.