DE19802788A1

DE19802788A1 - Verschleißschutzhülse für Zellenradschleuse und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19802788A1
Application number: DE1998102788
Authority: DE
Inventors: Kurt Pfeifer; Ewald Koenig
Original assignee: Waeschle GmbH
Current assignee: Waeschle GmbH
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-08-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von Schüttgut in eine pneumatische Förderleitung, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zulaufschacht, einem Auslaufschacht und einem in einer Gehäusebohrung drehbar gelagerten Zellenrad, wobei im Gehäuse eine runde Verschleißschutzhülse mit im wesentlichen gleichmäßiger Wanddicke angeordnet ist, welche mit Durchbrechungen im Bereich des Zulauf- und Auslaufschachts versehen ist sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Stand der Technik

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der Patentschrift DE 37 22 913 C2 bekannt. Die bekannte Verschleißschutzhülse besteht aus zwei Zylindermantelschalensegmenten, die mittels aufspreizbarer Spannringe verdrehsicher in der Gehäusebohrung gehalten werden. Die Zylindermantelschalensegment weisen keine gemeinsamen Stoßstellen auf, sondern sind im Bereich von Zulauf- und Auslaufschacht über ihre gesamte Breite voneinander beabstandet.

Die in diesem Dokument offenbarte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß zur Fixierung der Zylinderschalensegmente in der Gehäusebohrung ein aufwendiger Befestigungsmechanismus erforderlich ist. Die Zylinderschalensegmente, die beispielsweise aus keramischen Werkstoffen bestehen können, sind nicht aus handelsüblichen Halbzeugen gefertigt und entsprechend teuer.

Aus der Patentschrift US 3,231,105 ist eine flexible Auskleidung für die Gehäusebohrung einer Zellenradschleuse mit weitgehend gleicher Wanddicke bekannt, die über eine Verstelleinrichtung an die radialen Oberflächen der Zellenradstege gepreßt wird, um eine Abdichtung zwischen Stegen und Auskleidung zu erzielen. Die verstellbare Auskleidung ist zweiteilig ausgeführt, wobei jedes Segment der Auskleidung im Bereich des Zulaufschachts über durch eine Abkantung des Segments geführte Verschraubungen befestigt ist. Die Auskleidungssegmente weisen bevorzugt eine verschleißbeständige Oberfläche auf.

Die bekannte Vorrichtung ist mit dem Nachteil behaftet, daß die Segmente der Auskleidung einzeln im Gehäuse der Zellenradschleuse durch Verschraubungen fixiert werden müssen und entsprechend aufwendig zu montieren sind. Die Segmente sind ferner mehrfach abgekantet, wodurch ein zusätzlicher Aufwand bei der Fertigung betrieben werden muß. Eine Auskleidung im Bereich von Zulauf und Auslaufschacht ist prinzipbedingt nicht möglich, weshalb Zulauf- und Auslaufschacht nahezu über die gesamte Breite der Gehäusebohrung verlaufen.

Die Patentanmeldung DE 44 11 811 A1 offenbart eine Zellenradschleuse, deren Gehäusebohrung im Bereich zwischen Zulauf- und Auslaufschacht mit einer Auskleidung versehen ist, deren Innenform als Vieleck mit geraden oder gebogenen Seiten ausgebildet ist. Das Vieleck kann beispielsweise aus einer Vielzahl einzelner, auf Stoß gesetzter keramischer Kacheln bestehen.

Die eckige Ausführung der Auskleidung hat den Nachteil, daß sich der Abstand zwischen Auskleidung und radialer Oberfläche der Zellenradstege bei Drehung des Zellenrads laufend ändert und die Auskleidung eine sehr hohe Zahl an Ecken aufweisen muß, um diese Schwankung in vertretbaren Grenzen zu halten. Die Kacheln sind ferner, da die Gehäusebohrung nicht vollumfänglich ausgekleidet ist, nicht gegeneinander verspannt, so daß die Stöße zwischen den Kacheln mit Klebstoff ausgefüllt werden müssen, um das Eindringen von Staub zu verhindern. Im Bereich des Zulauf- und Auslaufschachts sind die Kacheln durch Anbringen zusätzlicher Kantenschutzleisten zu schützen, wodurch sich der Fertigungsaufwand erhöht.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zellenradschleuse derart weiterzuentwickeln, daß die Verschleißschutzhülse mit geringem Aufwand aus einem handelsüblichen Halbzeug gefertigt und auf einfache Weise in der Gehäusebohrung fixiert werden kann.

Lösung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verschleißschutzhülse die Gehäusebohrung vollumfänglich auskleidet und mindestens einen Stoß aufweist, der oberflächenbündig zur zellenradseitigen Mantelfläche der Verschleißschutzhülse verläuft.

Unter einem Stoß ist erfindungsgemäß das zumindest punktförmige, gegebenenfalls aber auch linienförmige oder bevorzugt ganzflächige Aufeinandertreffen der Stirnflächen von Segmenten der Verschleißschutzhülse zu verstehen, wobei die Stirnflächen aus den Kanten des ursprünglichen Halbzeugs oder Schnittflächen aus der Bearbeitung des Halbzeugs gebildet werden können.

Die Mantelfläche der Verschleißschutzhülse kann als Zylindermantelfläche ausgebildet werden, jedoch sind auch verschiedene andere, beispielsweise kegelstumpfförmige Gehäusebohrungen, mit einer entsprechenden Verschleißschutzhülse versehbar. Im letzten Fall muß im Bereich der Basis des Kegelstumpfes eine axiale Verschiebesicherung für die Verschleißschutzhülse vorgesehen werden.

Die Verschleißschutzhülse besteht aus einem oder mehreren Stücken eines bevorzugt ebenen Halbzeugs mit weitgehend gleichmäßiger Wanddicke, beispielsweise einem Blech, das im Bereich der Zulauf- und Auslauföffnung mit Durchbrechungen versehen wird. Der Zuschnitt des Halbzeugs kann durch Plasma-, Wasserstrahl- oder Laserschneiden mit hoher Präzision erfolgen.

Das auf diese Weise vorbereitete Halbzeug wird, in Abhängigkeit von seiner Biegesteifigkeit manuell oder maschinell, gebogen und so in die Gehäusebohrung eingesetzt, daß die Verschleißschutzschale die Gehäusebohrung vollumfänglich auskleidet. Bei paßgenauem Zuschnitt des Halbzeugs stoßen diejenigen äußeren Schnittflächen, welche nicht die axialen Ränder der Verschleißschutzschale bilden, in der Art aufeinander, daß alle Stöße spaltfrei und oberflächenbündig zur zellenradseitigen Zylindermantelfläche der Verschleißschutzhülse verlaufen.

Selbstverständlich ist beim Einsetzen der Verschleißschutzhülse darauf zu achten, daß die Durchbrechungen in der Verschleißschutzhülse genau mit der Lage von Zulauf- und Auslaufschacht übereinstimmen. In Einzelfällen kann es hilfreich sein, die Lage der Verschleißschutzhülse in der Gehäusebohrung an mindestens einem Ort formschlüssig, beispielsweise durch Paßstifte festzulegen.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Verschleißschutzhülse zur Vereinfachung der Montage einstückig ausgeführt, besteht also aus einem einzigen Blechteil, aus dem die notwendigen Durchbrechungen herausgeschnitten wurden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung verlaufen die Stöße der Verschleißschutzhülse im von den Stegen des Zellenrads zuletzt und/oder zuerst überstrichenen Bereich der Durchbrechungen. Im Bereich der Durchbrechungen besteht die Verschleißschutzhülse nur noch aus relativ schmalen Bändern. Durch die beanspruchte Stoßführung treffen die Schnittflächen dieser schmalen Bänder auf Schnittflächen, die über die gesamte Breite der Verschleißschutzhülse verlaufen. Die Stöße sind somit relativ kurz und vergleichsweise leicht ausrichtbar.

Um die Ausrichtung der Schnittflächen im Stoßbereich nochmals zu erleichtern, können die Stöße zumindest partiell einen von der Richtung der Einhüllenden der Mantelfläche der Verschleißschutzhülse abweichenden Verlauf aufweisen, so daß sich die Stöße bei der Montage selbständig axial ausrichten. Geeignet ist beispielsweise ein im wesentlichen pfeilförmiger Verlauf der Stöße, wobei ein bereichsweise gerade, in Richtung der Einhüllenden der Mantelfläche der Verschleißschutzhülse verlaufender, beispielsweise zapfenförmig vorspringender Stoß die Montage vereinfacht.

Die Verschleißschutzhülse ist bevorzugt kraftschlüssig, also unter Vorspannung verdreh- und verschiebesicher in die Gehäusebohrung einzupassen. Sie muß in diesem Fall gegenüber der Gehäusebohrung ein gewisses Übermaß aufweisen.

Die Vorspannung kann in konventioneller Weise durch Einschrumpfen der für die Montage gekühlten Verschleißschutzhülse in das erwärmte Gehäuse der Zellenradschleuse erzeugt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Verschleißschutzhülse bei der Montage partiell in einer der Wölbung der Gehäusebohrung entgegengesetzter Weise zu biegen, die stoßbildenden Schnittflächen in Deckung zu bringen und durch Einwirkung äußerer Kräfte die Krümmung der Verschleißschutzschale in ganzem Umfang der Gehäusebohrung anzupassen. Der zuvor entgegengesetzt gebogene Teil der Verschleißschutzhülse springt bei diesem Vorgang über einen Zustand höchster Vorspannung hinaus in eine stabile Endlage.

Sollte die kraftschlüssige Verbindung nicht ausreichen, um die Lage der Verschleißschutzhülse in der Gehäusebohrung dauerhaft festzulegen, kann alternativ oder zusätzlich eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Klebeverbindung vorgesehen werden.

Als Halbzeug für die Herstellung der Verschleißschutzhülse eignen sich besonders handelsübliche hochlegierte, insbesondere chrom- und nickelhaltige Bandstähle, die neben einer ausreichenden Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Konstanz der Wanddicke auch eine hohe Flexibilität aufweisen und sich auf jede der zuvor beschrieben Arten in der Gehäusebohrung montieren lassen. Ein Nachbearbeiten, beispielsweise Ausschleifen der zellenradseitigen Oberfläche der eingesetzten Verschleißschutzhülse ist bei Verwendung derartiger Halbzeuge nicht erforderlich.

Die Wanddicke der Bandstähle liegt, abhängig vom Durchmesser der Zellenradschleuse und dem zu erwartenden Verschleiß, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm. Bandstähle in diesem Dickenbereich sind ausreichend dimensioniert, um zu vermeiden, daß die Schnittstellen im Stoßbereich aufgrund zu geringer Überdeckung aneinander vorbeigleiten, andererseits können derartige Bandstähle noch mit vertretbarem Kraftaufwand auf die notwendige Krümmung gebogen werden.

Figuren

In den Figuren werden beispielhaft Ausführungen der erfindungsgemäßen Zellenradschleuse dargestellt. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Medianschnitt durch eine erfindungsgemäße Zellenradschleuse mit eingesetzter Verschleißschutzhülse,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Zulaufschacht dieser Zellenradschleuse aus Richtung des Zellenrads,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines kraftschlüssigen Einfügens der Verschleißschutzhülse in die Gehäusebohrung,

Fig. 4 eine Aufsicht auf den Zulaufschacht einer weiteren erfindungsgemäßen Zellenradschleuse aus Richtung des Zellenrads.

Die in Fig. 1 dargestellte Zellenradschleuse umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Zulaufschacht 2 für die Zufuhr des Schüttguts und einem Auslaufschacht 3 für den Austrag des Schüttguts. In der Gehäusebohrung 4, die eine zylindrische Gestalt aufweist, ist das Zellenrad 5 in Richtung des Pfeiles 6 drehbar angeordnet. Das Zellenrad 5 besteht aus einer Welle 7 und einer Anzahl mit dieser verbundener Stege 8, welche die Kammern 9 bilden. Die Seitendeckel des Gehäuses 1 und der Antrieb des Zellenrads 5 sind in den Figuren nicht abgebildet.

Die Oberfläche der Gehäusebohrung 4 ist mit einer einstückigen Verschleißschutzhülse 10 ausgekleidet, die im Bereich von Zulauf- und Auslaufschacht mit Durchbrechungen 11a, 11b versehen ist. Die Verschleißschutzhülse 10 weist im von den Stegen 8 des Zellenrads 5 zuerst überstrichenen Bereich der Durchbrechungen 11a, 11b Stöße 12 auf, deren genaue Lage aus Fig. 2 ersichtlich wird. Im Bereich der Stöße 12 ist das Material der Verschleißschutzschale 10 unterbrochen. Aufgrund der konstanten Wanddicke des verwendeten Halbzeugs ist sichergestellt, daß die Verschleißschutzhülse 10 an diesem Ort keinen radialen Versatz aufweist, der Stoß also oberflächenbündig zur zellenradseitigen Mantelfläche der Verschleißschutzschale verläuft. Durch paßgenauen Zuschnitt werden Spalte vermieden, die die Reinigung der Zellenradschleuse erschweren.

Fig. 3 zeigt einen wesentlichen Verfahrensschritt bei der Montage der Verschleißschutzhülse 10 in die Gehäusebohrung 4. Nachdem die zugeschnittene und in Richtung der Krümmung der Gehäusebohrung 4 vorgebogene Verschleißschutzhülse 10 in die Gehäusebohrung 4 eingeführt worden ist, wird sie dort in der Weise ausgerichtet, daß ihrer äußeren Schnittfläche 13a im Bereich des späteren Stoßes 12 an der Wandung der Gehäusebohrung 4 anliegt.

Die gegenüberliegende Schnittfläche 13b wird auf den von der Gehäusebohrung 4 und der Schnittfläche 13a gebildeten Winkel aufgesetzt, wozu der an die Schnittfläche 13b angrenzende Bereich 14 der Verschleißschutzhülse 10 entgegen der Krümmung der Gehäusebohrung 4 gebogen wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Schnittflächen 13a und 13b ganzflächig aufeinanderzusetzen, wenn die Verschleißschutzhülse in einem anderen Bereich, beispielsweise in einem dem Stoß gegenüberliegenden Bereich entgegen der Krümmung der Gehäusebohrung 4 gebogen wird. Unter der Einwirkung äußerer Kräfte F, beispielsweise durch Hammerschläge, springt die Verschleißschutzhülse 10 in die in Fig. 1 dargestellte Endlage. Sinngemäß ist bei mehrstückigen Verschleißschutzschalen zu verfahren, wobei bei der Montage je nach Art der Segmentierung vorzugsweise ein komplettes Segment entgegen der Krümmung der Gehäusebohrung 4 gebogen wird.

In Fig. 4 ist eine Verschleißschutzhülse 10 dargestellt, bei der ein einziger Stoß 12 im wesentlichen pfeilförmig ausgebildet ist, also einen von der Richtung der Einhüllenden der Mantelfläche der Verschleißschutzhülse 10 abweichenden Verlauf zeigt. Im Bereich der Spitze des Pfeils weist er einen zapfenförmigen Vorsprung 15 auf, dessen Basis 16 in Richtung der Einhüllenden der Mantelfläche der Verschleißschutzhülse 10 verläuft. Die Basis 16 erleichtert das Aufsetzen der korrespondierenden Schnittflächen 13a und 13b.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Zulaufschacht

3

Auslaufschacht

4

Gehäusebohrung

5

Zellenrad

6

Pfeil (Drehrichtung)

7

Welle

8

Steg

9

Kammer

10

Verschleißschutzhülse

11

Durchbrechung

12

Stoß

13

Schnittfläche

14

entgegen der Krümmung der Gehäusebohrung zu biegender Bereich der Verschleißschutzhülse

15

zapfenförmiger Vorsprung

16

Basis

Claims

1. Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von Schüttgut in eine pneumatische Förderleitung, bestehend aus einem Gehäuse (1) mit einem Zulaufschacht (2), einem Auslaufschacht (3) und einem in einer Gehäusebohrung (4) drehbar gelagerten Zellenrad (5), wobei im Gehäuse eine runde Verschleißschutzhülse (10) mit im wesentlichen gleichmäßiger Wanddicke angeordnet ist, welche mit Durchbrechungen (11a, 11b) im Bereich des Zulauf- und Auslaufschachts versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülse die Gehäusebohrung vollumfänglich auskleidet und mindestens einen Stoß (12) aufweist, der oberflächenbündig zur zellenradseitigen Mantelfläche der Verschleißschutzhülse verläuft.

2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülse (10) einstückig ausgebildet ist.

3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stöße (12) im von den Stegen des Zellenrads zuerst und/oder zuletzt überstrichenen Bereich der Durchbrechungen (11a, 11b) verlaufen.

4. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Stöße (12) zumindest partiell einen von der Richtung der Einhüllenden der Mantelfläche der Verschleißschutzhülse (10) abweichenden Verlauf aufweisen.

5. Zellenradschleuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Stöße (12) pfeilförmig verlaufen.

6. Zellenradschleuse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Stöße (12) mit mindestens einem zapfenförmigen Vorsprung (15) versehen sind, dessen Basis (16) in Richtung der Einhüllenden der Mantelfläche der Verschleißschutzhülse (10) verläuft.

7. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülse (10) kraftschlüssig in die Gehäusebohrung (4) eingefügt ist.

8. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülse (10) stoffschlüssig mit der Gehäusebohrung (4) verbunden ist.

9. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülse (10) aus einem chrom- und/oder nickelhaltigen Bandstahl besteht.

10. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Verschleißschutzhülse (10) 0,5 mm bis 3 mm beträgt.

11. Verfahren zum Herstellen einer Zellenradschleuse mit einer Verschleißschutzhülse (10), mit den Arbeitsschritten

- Zuschneiden eines Halbzeugs mit im wesentlichen gleicher Wanddicke zu einem oder mehreren Segmenten
- manuelles oder maschinelles Biegen der Segmente in Richtung der Krümmung der Gehäusebohrung (4)
- Einsetzen der vorgebogenen Segmente in die Gehäusebohrung (4)
- Ausrichten der Schnittflächen (13a) in der Gehäusebohrung (10)
- Biegen eines Bereichs (14) der Segmente der Verschleißschutzhülse (10) entgegen der Krümmung der Gehäusebohrung (4)
- Aufsetzen der korrespondierenden Schnittfläche(n) (13b) auf die Schnittfläche (13a)
- Aufbringen einer äußeren Kraft (F) auf den Bereich (14), wobei die Kraft (F) ausreichend ist, den Bereich (14) in eine der Krümmung der Gehäusebohrung (4) angepaßte Endlage zu überführen.