DE19613902A1 - Windsichter mit steifem Sichterradgrundkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windsichter mit einem entgegen seiner Schleuderrichtung von der Sichtluft von außen nach innen durchströmten rotierenden Sichtrad mit kranzförmig angeordneten, parallel zur Rotations­ achse verlaufenden Schaufeln, deren Enden in Ausnehmungen von gegenüberliegenden Kreisscheiben konzentrisch zu einer Sichterradnabe eingesetzt sind. Ein solches Sichtrad ist aus der DE-PS 35 08 889 bekannt und wird bevorzugt bei Windsichtern eingesetzt, deren Sichterradschaufeln aus einem anderen Werkstoff als der Sichterradkörper bestehen.

Um den Forderungen all eine wirtschaftliche Verarbeitung gerecht zu werden, müssen immer größere Mengen eines Produktes in kürzeren Zeiten gesichtet werden. Die Anwendung von Mehrradsichtern stößt aufgrund des erheblichen baulichen Aufwandes an die Grenze ihrer Wirtschaftlichkeit. Deshalb werden in ihrer Dimension immer größere Sichterräder erforderlich, um den nötigen Produktdurchsatz zu gewährleisten.

Ein wesentliches Problem von Sichträdern ist der hohe Verschleiß an den Sichterradschaufeln bei der Verarbeitung von stark abrasiven Stoffen. Trotz der höheren Standfestigkeit bei Verwendung von verschleißfesten Werkstoffen kann auf das Wechseln von abgenützten Sichterradschaufeln nicht vollständig verzichtet werden. Bei Sichträdern von sehr kleiner Bauweise (Durchmesser ca. 50-100 mm) ist der Austausch des kompletten Sichtrades sinnvoll.

Bei mittlerer Baugröße (Durchmesser ca. 100-350 mm) der Sichträder steigt aber der bauliche Aufwand und die Materialkosten, so daß der Austausch von einzelnen Sichterradschaufeln rentabel wird. Problematisch ist dabei der arbeits- und zeitintensive Montage- und Demontagevorgang. Solche Sichträder bestehen aus einer Vielzahl von Einzelteilen, die bei der Fertigung sehr kostenintensiv sind. Bei sehr großen Sichträdern (Durchmesser ca. 350 mm und darüber) ist der Montage- und Demontage­ vorgang sehr mühsam.

Die bekannten Sichterräder mit besonders verschleißgeschützten Sichterradschaufeln (z. B. nach der DE-OS 41 35 879) bestehen aus einer Nabe mit einer an ihr angeordneten Kreisscheibe und einer ringförmigen Deckscheibe mit dazwischen angeordneten Sichterradschaufeln. Die Deckscheibe zusammen mit der Kreisscheibe fixieren dabei die Sichterradschaufeln mit Hilfe von mehreren dazwischen angeordneten Distanzbolzen.

Es hat sich gezeigt, daß große Sichträder (Durchmesser größer 300 mm) von bekannter Bauart nicht stabil genug sind, um auch bei hohen Drehzahlen störungsfrei zu arbeiten. Dies liegt an der ungenügenden Befestigung der Distanzbolzen an den Kreis- oder Ringscheiben. Die zur Montage der Sichterradschaufeln erforderliche Lösbarkeit der Kreis- und Ringscheiben bedingt eine Verbindung von Distanzbolzen und Kreis- oder Ringscheiben, die in ihrer Steifigkeit stark geschwächt ist.

Um trotzdem eine ausreichende Steifigkeit des Sichterrades zu erhalten müssen die Querschnitte der Distanzbolzen wesentlich größer gestaltet sein als die Querschnitte der Sichterradschaufeln. Unabhängig davon, ob die Distanzbolzen dabei am gleichen Umfang zwischen zwei Sichterradschaufeln oder innerhalb des Sichterrades hinter den Schaufeln angeordnet sind, ergibt sich stets eine Beeinflussung der Sichtluftströmung und des zu sichtenden Feingutes. Produkt kann sich dabei auch im Bereich der Distanzbolzen ablagern oder die Distanzbolzen selber können verschleißen.

Bei Verschleißerscheinungen oder Ausbrüchen an einer begrenzten Zahl von Sichterradschaufeln können diese zudem nicht einzeln gegen neue Sicht er­ radschaufeln ausgetauscht werden. Der wirtschaftliche Umgang ist jedoch gerade bei großen Sichträdern mit teuren Sichterradschaufeln von großer Bedeutung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Windsichter der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die Sichterräder großer Bauweise eine erhöhte Steifigkeit aufweisen und die Sichterradschaufeln einzeln und unter geringem Aufwand austauschbar angebracht sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sichterradnabe zusammen mit den Endbegrenzungen einen steifen Sichterradgrundkörper bildet, in den die Sichterradschaufeln in ihrer gegenseitigen Lage fixiert einsetzbar sind.

Eine erste Variante des erfindungsgemäßen Sichterrades weist eine durchgehende massive Nabe auf, an der die gegenüberliegenden Kreis­ scheiben unmittelbar befestigt sind und in einem der Schaufelbreite entsprechenden Abstand gehalten werden können. Distanzbolzen wie bei Sichterrädern aus dem Stand der Technik werden somit nicht benötigt. Dadurch wird eine sehr steife Konstruktion erreicht, die gerade bei großen Sichterrädern von Bedeutung ist. So kann ein sicherer Betrieb des Sichter­ rades auch unter hohen Krafteinwirkungen gewährleistet werden.

Durch das erfindungsgemäße Sichterrad werden die beschriebenen Nachteile vermieden, da auf die Distanzbolzen ganz verzichtet werden kann. Das gesichtete Produkt kann mit der Sichtluft ohne Behinderung durch die Sichterradschaufeln in das Sichterradinnere eintreten und durch zumindest eine der beiden Kreisscheiben durch großdimensionierte Durchbrüche in der Kreisscheibe aus dem Inneren des Sichterrades seitlich austreten und anschließend abgezogen werden.

Bei einer zweiten vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Sichterrades ist der Sichterradgrundkörper, bestehend aus Sichterradnabe und den Endbegrenzungen mit den Ausnehmungen für die Aufnahme der Sichterrad­ schaufeln, ganz in einem Stück gefertigt und bildet somit ein eigen ständiges Bauteil.

Die Gestalt des Sichterradgrundkörpers ähnelt dabei der Form einer Kabeltrommel oder einer Garnspule. Durch diese Gestaltung ist eine hohe Steifigkeit der Konstruktion gewährleistet.

Der so gestaltete Sichterradgrundkörper weist Durchlässe in Form von axial verlaufenden Langlöchern in seinem zylindrischen Mittelteil auf, die das Abführen des gesichteten Feingutes und der Sichtluft nach Passieren der sichtenden Schaufeln aus dem Sichterradgrundkörper in den Feingutaustritt und das Austragsorgan (nicht dargestellt) ermöglichen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Querschnitt jeden Durchlasses größer ausgebildet, als die durch zwei benachbarte Sichterradschaufeln und den Endbegrenzungen des Sichterradgrundkörpers definierte Durchtrittsfläche.

Dieses Sichterrad besteht nur aus wenigen leicht zu montieren den Einzel­ teilen. Dies sind der steife Sichterradgrundkörper und die Sichterrad­ schaufeln.

Um die Sichterradschaufeln befestigen zu können weisen die beiden gegenüberliegenden Endbegrenzungen gleichmäßig am Umfang verteilte radiale Schlitze auf, die derart gestaltet sind, daß die Enden der Schaufeln paßgenau einsetzbar sind. Die Sichterradschaufeln können dann z. B. in den Sichterradgrundkörper eingeklebt werden.

Die Sichterradschaufeln bestehen bei einer bevorzugten Ausgestaltung aus flachen Stücken mit rechteckigen Querschnitten, die aus verschleißfestem keramischem Werkstoff hergestellt sind. Für Anwendungen bei geringer Beanspruchung können diese in kostengünstiger Weise auch aus üblichen Stahllegierungen gefertigt sein.

Für eine formschlüssige Befestigung der Sichterradschaufeln sind die auf einem zur Sichterradnabe konzentrischen Kreis angeordneten Ausnehmungen der Endbegrenzungen als radiale verlaufende Schlitze ausgebildet.

Die Schlitze in den sich gegenüberliegenden Endbegrenzungen können bei der Fertigung in einfacher Weise radial eingesägt oder eingefräst werden. Die Sichterradschaufeln werden wahlweise radial oder axial eingeschoben. Die radiale und axiale Fixierung der einzelnen Sichterradschaufeln erfolgt durch Halteringe, die vorzugsweise lösbar angebracht sind.

Jeder Haltering weist an seinem äußeren Umfang einen konzentrischen Kragen auf, der die radiale Fixierung aller Sichterradschaufeln durch diesen Kragen im Bereich der Schaufelenden ermöglicht. Die Sichterradschaufeln werden dabei von den zwei gegenüberliegenden Kragen im Bereich der Schaufelradenden an ihren, den äußeren Umfang des Sichterradkranzes bildenden Rändern auf einem zur Sichterradnabe konzentrischen Umfang formschlüssig gehalten.

Die axiale Fixierung der Sichterradschaufeln erfolgt durch die Abdeckung der Schlitze in den Kreisscheiben durch die flächendeckende Befestigung der Halteringe an den Außenflächen der geschlitzten Endbegrenzungen.

Die lösbare Befestigung der Halteringe erfolgt in einer bevorzugten Ausgestaltung durch mehrere am Umfang verteilte Verschraubungen.

Die günstigste Montage ergibt sich, wenn ein Haltering auf der ersten Endbegrenzung bereits zuvor angeschraubt wird. Die Sichterradschaufeln können dann in die durch diesen Haltering und die zugehörige geschlitzte Endbegrenzung entstandene Aussparung eingesteckt und sodann in die andere geschlitzte Endbegrenzung eingefügt werden.

Sind alle Sichterradschaufeln eingesteckt, werden diese durch die Befestigung des zweiten Halterings axial und radial fixiert. Bei Bedarf können zwischen den angrenzenden Flächen von Sichterradschaufeln, Endbegrenzungen und Halteringen Einlagen, insbesondere elastische, eingefügt werden, um eine spannungsfreie Befestigung der Sichterrad­ schaufeln zu erhalten.

Bei der Montage der Sichterradschaufeln mit einteiligem Sichterrad­ grundkörper werden diese durch axiales oder radiales Einstecken bestückt. Dies geschieht in eleganter Weise wie das Befüllen eines Trommelmagazins. Die Sichterradschaufeln müssen dabei nicht zwangsläufig lösbar befestigt sein, sondern können auch in üblicher Bauweise in den Sichterrad­ grundkörper je nach Werkstoffart eingeschweißt oder eingeklebt werden.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Sichterrades sind die Schlitze der Kreisscheiben als schwalbenschwanzförmige Einfräsungen ausgebildet und die zugehörigen Sichterradschaufeln haben trapezförmigen Querschnitt. Durch eine solche oder ähnliche Formgebung kann die radiale Fixierung bereits durch die Endbegrenzungen erfolgen, so daß die Halteringe nur noch die Funktion der axialen Fixierung haben.

Die Querschnitte der Schlitze und der Sichterradschaufeln können auch andere Variationen von Formen aufweisen, die die gleiche Funktion erfüllen. So z. B. auch kreisförmige, ovale oder eckige Querschnitte, die so angeordnet sind, daß die radiale Fixierung ermöglicht wird. Des weiteren müssen die Querschnittsformen der Sichterrad-Schaufelenden nicht in zwingender Weise die gleiche Querschnittsform aufweisen wie die Querschnitte im mittleren Schaufelbereich. So werden bei Sichterrad­ schaufeln mit strömungs- und sichtgünstigen Querschnittsformen die Endbereiche davon abweichende, vorzugsweise rechteckige Querschnitte aufweisen, damit die Endbegrenzungen und Halteringe weiterhin fertigungs- und montagetechnisch kostengünstig gestaltet sein können.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Sichterrades mit massiver Nabengestaltung und lösbar befestigten Endbegrenzungen;

Fig. 2 zeigt das Sichterrad nach Fig. 1 im Querschnitt und in der Draufsicht;

Fig. 3 zeigt das Sichterrad mit einem aus einem Teil gefertigten Sichterrad­ grundkörper im Längsschnitt;

Fig. 4 zeigt das Sichterrad nach Fig. 3 im Querschnitt und in der Draufsicht;

Fig. 5 zeigt eine Detailansicht der Durchlässe im Sichterradgrundkörper nach Fig. 3.

Das Sichterrad nach Fig. 1 besteht aus einem massiven Nabenkörper 1 mit einer zentralen Aufnahme zur Befestigung des Sichterrades an der Antriebswelle (nicht dargestellt). Der Nabenkörper 1 ermöglicht durch zwei konzentrische Absätze eine zentrierte und dynamisch stabile Aufnahme der beiden Endbegrenzungen 2 und 3. Die Endbegrenzungen 2 und 3 sind zwei Kreisscheiben, die durch lösbare Verbindungselemente 12 und 13 an dem Nabenkörper 1 verwindungssteif befestigt sind. Als lösbare Verbindungs­ elemente 12 und 13 werden hier mehrere am Umfang konzentrisch zur Nabe 1 angeordnete Schrauben verwendet.

Die Endbegrenzungen 2 und 3 weisen im wesentlichen radial gerichtete Schlitze auf, die kranzförmig und gleichmäßig an ihrem äußeren Umfang verteilt sind. Die Schlitze sind in ihrer Form und Größe den Querschnitten der Enden der Sichterradschaufeln 4 angepaßt. Die Endbegrenzungen 2 und 3 besitzen konzentrische Absätze, die eine Zentrierung der zugeordneten Halteringe 5 und 6 ermöglichen. Zwischen den Schlitzen der End­ begrenzungen 2 und 3 sind mehrere am Umfang verteilte Gewindebohrungen vorhanden, die eine lösbare Verbindung der Halteringe 5 und 6 durch Schrauben 10 und 11 ermöglicht.

Die einzelnen Sichterradschaufeln 4 weisen an ihren Endbereichen Querschnitte auf, die den Schlitzen in den Endbegrenzungen 2 und 3 entsprechen und somit paßgenau in diese eingreifen. Die lose eingefügten Sichterradschaufeln 4 werden durch die Halteringe 5 und 6 axial und radial durch ihre Verschraubung mit den Endbegrenzungen 2 und 3 fixiert. Die Halteringe 5 und 6 dienen somit zur Halterung der Sichterradschaufeln 4 und sind durch die Verschraubung 10 und 11 mit den Endbegrenzungen 2 und 3 lösbar verbunden. Durch Lösen eines Halterings 5 oder 6 kann jede einzelne Sichterradschaufel 4 unabhängig von anderen Sichterradschaufeln ausgetauscht werden.

Der Durchlässe 9 für Sicht gut und Sichtluft sind in einem oder wahlweise auch in beiden Endbegrenzungen 2 oder 3 angebracht. Die Durchlässe 9 sind dabei im Bereich zwischen dem Außenumfang der Nabe 1 und dem Innenumfang des Schaufelkranzes angeordnet und sind vorzugsweise aus mehreren Teilstücken eines Kreisringes gebildet. Sie können jedoch auch aus gleichmäßig über die Endbegrenzungen 2 oder 3 verteilte Bohrungen bestehen.

Das Sichterrad nach Fig. 3 weist einen Sichterradgrundkörper auf, der in einem Stück gefertigt ist. Er umfaßt die Sichterradnabe 1 und die Endbegrenzungen 2 und 3. Der Sichterradgrundkörper hat die Form einer Kabeltrommel oder Garnspule und weist an seinem zylindrischen Mittelteil Durchlässe 8 in Form von Langlöchern auf (Fig. 5). Der Querschnitt eines jeden Durchlasses 8 ist größer als die Durchtrittsfläche zwischen zwei benachbarten Sichterradschaufeln 4 (Fig. 4). In den Endbegrenzungen 2 und 3 sind die Ausnehmungen 14 und 15 als Schlitze ausgebildet. Die Sichterradschaufeln 4 sind in dieser Variante in gleicher Weise lösbar mit dem Sichterradgrundkörper verbunden wie bei der Variante nach Fig. 1 dargestellt.

Claims (16)

1. Windsichter mit einem entgegen seiner Schleuderrichtung von der Sichtluft von außen nach innen durchströmten rotierenden Sichtrad mit kranzförmig angeordneten, parallel zur Rotationsachse verlaufenden Schaufeln, deren Enden in Ausnehmungen von gegenüberliegenden Endbegrenzungen konzentrisch zu einer Sichterradnabe eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichterradnabe (1) zusammen mit den Endbegrenzungen (2, 3) einen Sichterradgrundkörper bildet, in den die Schaufeln (4) in ihrer gegenseitigen Lage fixiert einsetzbar sind.

2. Windsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbegrenzungen (2 , 3) mit der Sichterradnabe (1) durch Verbindungselemente (12, 13) lösbar verbunden sind.

3. Windsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichterradgrundkörper in einem Stück gefertigt ist.

4. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Sichterradgrundkörper Durchlässe (8, 9) für den Durchtritt der Sichtluft und des gesichteten Feingutes vorgesehen sind.

5. Windsichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (9) im Bereich zwischen dem Außenumfang der Nabe (1) und dem Innenumfang des Schaufelkranzes angeordnet sind.

6. Windsichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (9) aus mehreren Teilstücken eines Kreisringes gebildet sind.

7. Windsichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (9) kreisförmig sind.

8. Windsichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (8) im Bereich des zylindrischen Mittelteils des Sichterradgrundkörpers angeordnet sind.

9. Windsichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt eines jeden Durchlasses (8) größer ausgebildet ist, als die durch zwei benachbarte Sichterradschaufeln (4) und den Endbegrenzungen (2, 3) des Sichterradgrundkörpers definierte Durchtrittsfläche (7).

10. Windsichter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (8) Langlöcher sind.

11. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf einem zur Sichterradnabe (1) konzentrischen Kreis angeordneten Ausnehmungen (14, 15) der gegenüberliegenden End­ begrenzungen (2, 3) als radial verlaufende Schlitze ausgebildet sind.

12. Windsichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze der Endbegrenzungen (2, 3) in ihrer Form dem Querschnitt der Schaufeln (4) entsprechen.

13. Windsichter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Schlitzen angeordneten Sichterradschaufeln (4) durch zusätzliche Halteringe (5, 6) in ihrer axialen und/oder radialen Position fixiert sind.

14. Windsichter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (5, 6) durch lösbare Verbindungselemente (10, 11) mit den Endbegrenzungen (2, 3) verbunden sind.

15. Windsichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Verbindungselemente (10, 11) Schrauben sind.

16. Windsichter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichterradschaufeln (4) in die Schlitze eingeklebt sind.