DE19518040C1

DE19518040C1 - Schaufelradkörper

Info

Publication number: DE19518040C1
Application number: DE19518040A
Authority: DE
Inventors: Aleksander Kubacki
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2015-05-18

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaufelradkörper, insbesondere für Tagebaugeräte, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Tragkörper, der auf der Schaufel radachse drehbar gelagert ist und an dessen radial äußeren Umfangsbereich ein Ringträger zur Aufnahme der Schaufeln angeordnet ist

Schaufelradkörper dieser Art sind an sich bekannt. Diese bestehen im tragenden Teil aus einer Konstruktion, die im wesentlichen aus mindestens zwei miteinan der verbundenen Mänteln unterschiedlicher Form gebildet wird. Mindestens einer dieser Mäntel ist als Kegelstumpf ausgebildet, so daß sich die Mantelflächen an der Berührungsstelle unter einem bestimmten Winkel treffen. In der betriebli chen Praxis wird eine solche Stelle auch als "Knickpunkt" bezeichnet.

Durch die DE-AS 14 84 716 ist ein Schaufelrad bekannt, dessen Körper im wesentlichen zwei Kegelstümpfen mit unterschiedlichen Neigungen besteht, die an ihren Berührungsstellen unter einem Winkel verbunden sind. Obwohl in der As nicht näher erläutert, ist diese Verbindungsart üblicherweise mittels Schweißung durchgeführt.

Die DE-PS 38 39 274 zeigt eine Verbindung bei der die Außenschale des Schaufel radkörpers so geformt ist, daß sie durch zwei Schweißnähte mit der Nabenscheibe verbunden werden kann.

Durch die DE-OS 38 22 235 ist ein Schaufelrad bekannt, das aus einer konischen inneren Schale sowie einen ebenfalls konischen äußeren Schaufelträger besteht, wobei die beiden Bauteile durch Schweißung in der Weise miteinander verbun den sind, daß die innere Schale unter einem stumpfen Winkel auf den äußeren Schaufelträger trifft und die verbindende Schweißnaht als Stegnaht ausgebildet ist.

Die Verbindung solcher "Knickpunkte" verursacht in der Praxis große Schwierig keiten, besonders bei größeren Durchmessern, wie sie z. B. bei Schaufelradkörpern für Tagebaugeräte mit bis zu 22 m anzutreffen sind. Die Notwendigkeit, diese Bereiche konstruktiv überarbeiten zu müssen, wurde schon frühzeitig erkannt (Vergl. BRAUNKOHLE 39 (1987), Heft 12, Seite 429-440). Bekannt sind aber auch Verbindungsarten, die dieser Tatsache Rechnung zu tragen versuchen und die als stumpf gestoßene Schweißverbindungen mit verstärkten Mantelflächen ausge führt sind. Eine typische Verbindung dieser Art ist aus BRAUNKOHLE 1-2/1995, Seite 4-6 bekannt.

Auch ist der Einsatz von Zwischenkegelschalen zur "Abmilderung" des Winkels und der angreifenden Kräfte anzutreffen. So zeigt die DE-PS 16 34 879 einen Schaufelradkörper vergleichbarer Art, der aus mehreren Schalen besteht, deren Übergänge teilweise durch eine Zwischenschale verstärkt sind.

Nachteilig am Stand der Technik ist, daß unter bestimmten Belastungen der Gesamtkonstruktion (Außenrandbelastung und Innenrandstützung) die Span nung im "Knickpunkt" der Mäntel größer ist als in anderen Bereichen (Vergl. BRAUNKOHLE 38 (1986), Heft 5, Seite 109-113). Ein vorzeitiger Ausfall dieser Verbindungsart ist trotz der Vielzahl von vorgeschlagenen Lösungen häufig fest zustellen. Obwohl die Beanspruchbarkeit eines Bauteils innerhalb des Einflußbe reiches von Schweißnähten kleiner ist als außerhalb, sind diese, wie im Fall der stumpf gestoßenen Schweißung, im Bereich der maximalen Spannung angeord net. Zwar hält der Einsatz von Zwischenkegelschalen und Verstärkungen das Spannungsniveau in gewissen Grenzen, macht sich aber durch den hohen Mate rialeinsatz (Gewichtserhöhung) und durch die schwierige und kostenintensive Fertigung negativ bemerkbar. So ist die exakte Ausrichtung der "weichen" noch nicht miteinander verbundenen und bei größeren Durchmessern aus mehreren Segmenten bestehenden Kegelschalen besonders bei Baustellenmontagen kaum durchführbar. Folglich entstehende Versatzfehler sorgen für eine weitere Herab setzung der Lebensdauer der Verbindung. Förderausfallzeiten und Reparaturko sten in erheblicher Höhe sind die Folgen.

Die im Stand der Technik aufgezeigten Konstruktionen bieten dem Fachmann also keine befriedigende Lösung des an sich bekannten Problems.

Ausgehend vom Stand der Technik nach der DE-AS 14 84 716 ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, einen Schaufelradkörper vorzuschlagen, bei dem in wirt schaftlicher Bauweise durch Verbesserung der Fertigungsmöglichkeiten von Bauteilen und durch Herabsetzung der Spannung in Schweißnähten eine Erhö hung der Standzeiten erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Verbindung der Schalen/Scheiben wird durch einen Ring hergestellt, welcher als Rundeisen oder dickwandiges Rohr ausgebildet ist und an dem die Schalen/Scheiben und even tuelle Verstärkungen angeschweißt sind. Überraschend für den Fachmann ist, daß infolge dieser Verbindungsart Spannungsspitzen am "Knickpunkt" der Seen um ein Vielfaches reduziert werden können. Sie treten darüber hinaus nicht mehr in der verbindenden Schweißnaht zwischen Ring und Schale sondern im Grund werkstoff des Ringes und seiner Stumpfverbindungen auf. Die Beanspruchung der Schweißnähte wird wesentlich kleiner als die des Ringes.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist auch das Ausrichten der Kegelscha len erleichtert. Ein größerer Spielraum in Bezug auf den Versatzfehler ist gegeben, weil sich die Mantellinien der Schalen/Scheiben nicht unbedingt in der Mitte des Ringes treffen müssen. Da dadurch auch bei der Fertigung keine größeren Pro bleme mehr auftreten, kann eine Erhöhung der Standzeit gewährleistet werden.

Weitere Vorteile der vorgeschlagenen Lösung liegen in der Möglichkeit, leicht zu beschaffende, handelsübliche Walzwerkerzeugnisse verwenden zu können, womit eine preiswerte Bauweise ermöglicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher be schrieben.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen in stark vereinfachter schematischer und nicht maßstäblicher Darstellung Ausführungsformen eines Schaufelradkörpers im Querschnitt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht der mittels einer Nabe 1 auf einer im übrigen nicht weiter gezeigten Schaufeiradachse 2 gelagerte Schaufelradkörper aus einer kegelstumpfförmigen Innenschale 3, die in ihrem mittleren Bereich mit der Nabe 1 fest verbunden ist, und einer kegelstumpfförmigen Außenschale 4, an deren äußerem Umfangsbereich ein Ringträger 5 zur Aufnahme der Schaufeln 6 angeordnet ist Innenschale 3 und Außenschale 4 sind im Bereich ihrer Berüh rungsstellen über einen ringförmigen Körper 7 mit kreisförmigem Querschnitt durch Schweißen verbunden.

Fig. 2 zeigt in abgewandelter Form zu Fig. 1 anstelle einer kegelstumpfförmi gen Außenschale eine zur Schaufeiradachse 2 senkrecht stehende Kreisringschei be 8, die ebenfalls wie in Fig. 1 mit dem ringförmigen Körper 7 durch Schweißen verbunden ist

Fig. 3 zeigt in abgewandelter Form zu Fig. 1 anstelle einer kegelstumpfförmi gen Innenschale eine zur Schaufelradachse 2 senkrecht stehende und mit der Nabe 1 fest verbundene Kreisringscheibe 9, die ebenfalls wie in Fig. 1 mit dem ringförmigen Körper 7 durch Schweißen verbunden ist.

Fig. 4 zeigt in abgewandelter Form zu Fig. 2 einen Schaufelradkörper, dem eine senkrecht zur Schaufelradachse 2 stehende Kreisringscheibe 10 zugeordnet ist, die in ihrem inneren Bereich mit der Nabe 1 und in ihrem äußeren Bereich mit dem Ringträger 5 fest verbunden ist. Zur Abstützung der Kreisringscheibe 10 dienen ein zylinderförmiger Körper 11 und ein kegelstumpfförmiger Körper 12, die jeweils zum einen mit der Kreisringscheibe 10 und zum anderen mit dem ringförmigen Körper 7 durch Schweißen verbunden sind.

Bezugszeichenliste

1 Nabe
2 Schaufelradachse
3 kegelstumpfförmige Innenschale
4 kegelstumpfförmige Außenschale
5 Ringträger
6 Schaufeln
7 ringförmiger Körper
8 Kreisringscheibe
9 Kreisringscheibe
10 Kreisringscheibe
11 zylinderförmiger Körper
12 kegelstumpfförmiger Körper

Claims

1. Schaufelradkörper, insbesondere für Tagebaugeräte, bestehend aus einem rotati onssymmetrischen Tragkörper, der auf der Schaufelradachse drehbar gelagert ist und an dessen radial äußeren Umfangsbereich ein Ringträger zur Aufnahme der Schaufeln angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper aus zwei oder mehreren Schalen besteht, wovon mindestens eine eine kegelstumpfförmige Form aufweist, die im Bereich ihrer Berührungsstellen durch einen ringförmigen Körper mit kreisförmiger oder kreisringförmiger Querschnittsfläche miteinander verbunden sind.

2. Schaufelradkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkör per aus einer kegelstumpfförmigen Innenschale und einer kegelstumpfförmigen Außenschale besteht, deren gedachte Kegelspitzen in gleiche oder entgegengesetz te Richtung zeigen können, wobei der größte Außendurchmesser der Innenschale kleiner ausgebildet ist als der kleinste Innendurchmesser der Außenschale.

3. Schaufelradkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schalen als Kreisringscheibe ausgeführt sein kann.

4. Schaufelradkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Schalen eine weitere senkrecht zur Schaufelradachse stehende Kreisring scheibe zugeordnet ist, die durch weitere kegelstumpfförmige und/oder zylinder förmige Körper am ringförmigen Körper abgestützt sein kann.