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"Hochleistungsbecher für Becherwerke"
Erfindung betrifft
einen Becher für Becherwerke, Elevatoren, sowie auch Schöpfwerke zur Vertikalförderung
oder Schrägförderung für Schüttgut in granulierter Form, landwirtschaftliche Produkte
wie Körnerfrüchte, pulvrige Sboffe und ähnliches Gut, der aber auch in gleicher
Weise für grobkörniges Material geeignet iste Bekannt sind Becher für Becherwerke
und Elevatoren in viel fältiger Form, um das Fassungsvermögen möglichst rationell
zu gestalten und damit die Gesamtleistung zu erhöhen. Auf Grund der Erfahrungen
aus der Praxis hat sich dann eine Norm ergeben, deren Volumen in einem bestimmten
Verhal'tnis zur Fördergeschwindigkeit steht Es sind auch bereits Becherformen nach
der logarithmischen Spirale vorgeschlagen woren, wobei die Böschungsfläche mit der
Niveauflache einen gleichbleibenden Winkel bil@et. Eoenso sind für die Ausbildung
der Bechersohle andere Formen, wie Spiralen verschiedener Art, Parabeln, oder solche
mit stark bauchiger Ausbil dung des Bodenble-ches beschrieben worden, die dazu dienen
sollten, die Leistung bei schnellerem Umlauf zu steigern.
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Nachteilig ist nun, daß das Fassungsvermögen und die Fördergeschwindigkeit
nicht willkürlich erhöht werden können, chne die Wirtschaftlichkeit ungünstig zu
beeinflussen. In den letzten Jahren wurden besonders bei der Förderung von landwirtschaftlichen
Produkten, z. B. Mischfutterkomponenten ein einer höher werdender Bedarf an Becherwerken
mit großer För.
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dorleistung erforderlich Die Erhöhung der Förderleistung war
bisher
nur durch drei Maßnahmen möglich, nämlich: Vergrößerung der Becherbreite, Verringerung
der Becherabstände und Erhöhung der Geschwindigkeit. Der Vergrößerung der Becher
und Verringerung ihrer Abstände sind jedoch gewisse konstruktive Grenzen gesetzt,
hingegen konnte die maximale Geschwindigkeit der bisher bekannten Becher erhöht
werden. Versuche die Geschwindigkeit über ein bestimmtes als Maximum bekanntes Limit
hinaus zu steigern, ergaben, daß ich bei zunehmender Geschwindigkeit der Füllfaktor
in den Bechern verringert Dies hat seine Ursache darin, daß der Becher, infolge
der hohen Geschwindigkeit und bei größerer Anhäufung von Fördergut im Becherwerksfuß,
fast mit seiner gesamten Qffnung gleichzeitig in das Fördergut eintaucht Dadurch
wird die darin befindliche Luft komprimiert, solange sich der Becher im Fördergut
befindet. Wenn der Becher aus dem Aufgabebereich im Becherwerksfuß herausgetreten
ist, drückt die komprimierte Luft, indem sie sich entspannt, einen großen Anteil
des Fördergutes aus den Bechern wieder heraus. Je weniger Luft also aus dem Becher
während der Füllung entweichen kann, d.h. je höher die GeschwindigkDit des Förderstranges
ist, umso geringer wird der Füllfakor. Es ist ferner bekannt, daß zur Verbesserung
des beschriebenen Zustandes die Becher in der Seitenwand und im Bodenblech mit Perforierungen
versehen werden. Es wurde damit jedoch nur ein Teilerf olg erzielt, da die Entlüftungsbohrungen
nur klein sein dürfen, um Verluste zu xermeiaen und d.e Luft wiederum gar nicht
so schnell entweichen kann, wie die Füllung des Bechers erfolgt; zudem besteht noch
die Gefahr der Verstopfung,
Der Vorschlag, Becher in Form einer
logarithmischen Spirale zw fertigen, war bisher nicht realisierbar, da andere Voraussetzungen
zur Erhöhung der Geschwindigkeit und des Füllungsgrades fehlten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Becher so zu gestalten,
daß dessen Eingriff in das Fördergut beim Becherwerksbetrieb derart erfolgt, daß
bei erhöhter Bechern werksgeschwindigkeit eine größere Becherfüllung gewihrlei stet
ist, bei welcher Hohlraumbiidungen ausgeschlossen sind und ein Rückfall des Fördergutes
vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das : Bodenblech
in seiner Kurvenform einer logarithmischen Spirale entspricht und in Verbindung
zu dieser die Schneidkante, in Draufsicht betrachtet, einen Halbkreis darstellt.
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Das Bodenblech ist über die Seitenwände hinaus verlangertt wobei die
Verlängerung in der konstruktiven Ausbildung eine Fortsetzung der logarithmischen
Spirale darstellt5 Als scb1uß ZU diesem verlängerten Bodenblech sind die Seitenbleche
mit einem kurzen schrägen oder kurvenförmigen Verbindungsstück versehen, welches
in der gleichen Höhe mit dem Bodenblech abschließt und dazu bei trägt, den Füllungsgrad
zu erhöhen. Damit wird erreicht, daß die Vorderkante des Bechers zuerst in das To.rdergut
eintaucht und dieses, indem es über die Vorderkante hìnwegrollt. die Luft von hinten
aus dem Becher verdrängt. In weiterer J.sbildung des Erfindungsgedankens ist eine
Variante vorgesehen mit den an sich bekannten Perforierungen in den Seitenwänden,
womit ein noch schnelleres Entweichen der Luft erreicht wird. Je nach Verwendungszweck
sind die fnungen zum Entweichen der Luft entweder rund oder schlitzförmig ausgebildet,
Für die Pörderung von Materialien verschiedener Korngröße bis zu pulverigen Stoffen
sind regulierbare und verschließbare Offnungen mit an sich bekannten Verstellvorrichtungen,
wie Stellschrauben od, dgl. vorgesehen.
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Die sich daraus ergebenden Vorteile sind erheblich. Währand bisher
mit seitlich perforierten Bechern mit nicht verstellbaren Öffnungen für die genannten
Fördergüter maximale Geschwindigkeiten von 3,5 bis 4,0 m/s erreicht viurden, konnten
mit dem erfindungsgemäßen Becher die Geschwindigkeiten von 6 bis 7 m/s gesteigert
werde, ohne daß das aufgenommene Gut zurückfallen kann. Für die Entleerung des Fördergutes
aus den Bechern ist der Polabstand "a grundlegend, Dieser Polabstand errechnet sich
aus der Beziehung a = 895 n2 Liegt der Polabstand außerhalb des Durchmessers der
Antriebsscheibe, se ergibt sich eine Schwerkraftentleerung. Liegt der Polabstand
innerhalb des Durchmessers der Antriebsscheibe, so handelt es sich um eine Fliehkraftentleerung,
Auf Grund der für den erfindungsgemäßen Becher vorliegenden hohen Ge schwindigkeit
ist die Fliehkraftentleerung entscheidend.
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Die Erfindung wiu anhand einer Zeichnung schematisch als Mittelschnitt
durch den Becher dargestellte Ein Bodenblech 1 ist nach einer logarithmischen Spirale
2°in bekannter Weise ausgebildet Ausgehend von dem Pol 0 beginnt die Spirale 2 theoretisch
in Richtung gegen Schneidkante 1 a@ H@@a im Punkt 3 beginnt dann die eigentliche
Form des aufnehmenden Teiles in Weiterbildung der logarithmischen Form. In entgegengesetzter
Richtung vom Punkt 3 geh die logarithmische Spirale 2 in eine Gerade über, welche
das Rückoublech 4 bildet,
Die festlegung des Punktes 3 ist abhängig
von der Größe des Bechers, die Höhe des Rückenbleches 4 muß so gewählt sein, daß
eine ausreichende Stabilität gewährleistet ist und keine Verformung des Bechers
eintreten kann. Das Bodenblech 1 ist über die normale obere Kante der Seitenbleche
5 hinaus verlängert Um einen festen Anschluß an die Seitenbleche 5 zu erreichen,
sind diese mit einem kurzen schrägen oder kurvenförmig ausgebildeten Verbindungsstück
5a versehen, welches über die Oberkante der Seitenbleche 5 hinausragt und mit dem
verlängerten Bodenblech 1 in Höhe der Schneidkante 1 a abschließt. Dieses Verbindungsstück
5 a dient einmal zur Versteifung des Bechers, sowie auch dazu, daß die Enülüftung
über die tiefer liewenden Kanten der Seitenbleche 5 schneller erfolgt, da die Verbindungsstücke
5 a eine größere Füllung ermöglichen und das im Becher zurückfallende Gut infolge
des größeren Vo lu@ens die Luft mit optimales Sicherheit auspreßt. Gegebenen -ls
können die Seitenbleche 5 zusätzlich mit Perforierungen 6 zum noch schnelleren und
restlosen Entweichen der Luft versehen werden. Für universelle Verwendung, beispielsweise
auf großen Umschlagplätzen und Hafenanlagen, sind die Perforierungen im Dtirchlaß
verstellbar ausgebildet oder sie könren verschlossen werden.
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Die Funktion auf Basis einer erhöhten Förderleistung begründet sich
darauf, daß das Bodenblech 1 des Bechers infolge seiner logarithmischen Spiralform
d Fördergut wie eine oge über die
Kurvenform gleiten läßt, wobei
das Gut nicht nur die im Becher vorhandene Luft vor sich her schiebt und in einem
sich bildenden Wirbel nach außen drückt, sondern das Gut, dessen Bewegung innerhalb
des Bechers auf der logarithmischen Spirale eingeleitet wird, setzt diese Bewegung
fort in dem Bestreben, etwa beim Pol O zu enden und bremst dann automatisch ab,
indem der Schwerpunkt der Masse in Nähe des Rückenbleches 4 gebildet wird. Untersuchungen
haben ergeben, daß die Oberfläche des Fördergutes beim Umlauf um die Antriebsscheibe
des Becherwerkes eine Form annimmt, die ebenfalls einer logarithmischen Spirale
2 entspricht und die ihren Ausgangspunkt im Pol hatte Dvrch Ausbildung des Bodenbleches
in Form dieser logarithmischen Spirale 2 wird auch erreicht, daß das Fördergut an
einer ganz bestimmten Stelle den Becher verläßt, die von de.r Masse urd Geschwindigkeit
abhängt. Dieser Vorgang wird noch verstärkt, indem die Vorderkante des Bechers nicht
mehr gerade, sondern als Kreisfunktion ausgebildet wird.
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Die Vorteile dieser Becherform sind übertragbar au9 Geräte mit Grabwerkzeugen,
wie Bagger sowohl Raupenkettenbagger und Schaufelradbagger, ferner Grabenfräsen
und ähnliche GQ, räte des Tagebaues, des Bauwesens und der Melioration. Mit jedem
dieser Geräte kann eine Leistungssteigerung durch Anwendung der logarithmischen
Spirale in Verbindung mit den teilweise erhöhten und perforierten Seitenblechen
erzielt werden, sowie in Kombination mit einer je nach dem zu fördernden Material
regulierbaren Umlaufgeschwindigkeit.