DE19925346C1 - Schüttgutweiche - Google Patents
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Abstract
Eine Schüttgutweiche umfaßt ein Gehäuse (1) mit einem Eingangsanschluß (4) und mindestens zwei Abgangsanschlüssen (5), (6), die mittels eines in einer Gehäuseausnehmung (10) drehbar angeordneten Kükens (11) wahlweise mit dem Eingangsanschluß (4) verbindbar sind. Die zur Drehung des Kükens benötigte Antriebskraft ist durch Wirkung eines Druckfluids auf einen Kolben herbeiführbar. Der Kolben ist dabei als innerhalb der Gehäuseausnehmung (10) angeordneter Drehkolben (15) ausgebildet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schüttgutweiche, umfassend ein Gehäuse mit einem
Eingangsanschluß und mindestens zwei Abgangsanschlüssen, die mittels eines in
einer Gehäuseausnehmung drehbar angeordneten Kükens wahlweise mit dem
Eingangsanschluß verbindbar sind, wobei die zur Drehung des Kükens benötigte
Antriebskraft durch Wirkung eines Druckfluids auf einen Kolben herbeiführbar ist.
Eine gattungsgemäße Schüttgutweiche ist aus der Druckschrift DE-GM 91 04 817
bekannt. Das Gehäuse der Weiche umfaßt einen Grundkörper mit aufgesetzten
Seitendeckeln, die eine Gehäuseausnehmung begrenzen, in der ein
zylinderförmiges Küken drehbar angeordnet ist. Das Küken ist mit zwei parallelen,
die Mantelfläche des Zylinders durchbrechenden Durchgangskanälen versehen,
die je nach Drehstellung des Küken den Eingangsanschluß mit einem der beiden
Abgangsanschlüsse verbinden.
Die Antriebskraft zum Verstellen des Kükens wird durch einen außen an einem
Seitendeckel angeflanschten, pneumatischen Antrieb erzeugt. Der in zwei
Richtungen wirksame Kolben des Antriebs wird bei Beaufschlagung mit einem
Druckfluid linear verschoben. Die Linearbewegung wird mittels einer Kolbenstange
in eine auf dem Deckel befindliche Kammer übertragen und dort über einen mit
der Achse des Kükens drehfest verbundenen Hebel in eine Drehbewegung
umgesetzt.
Diese Anordnung weist den Vorteil auf, daß keine beweglichen Teile freiliegen
und die Seitendeckel zu Reinigungszwecken schnell und einfach entfernt werden
können. Diese Vorzüge sind allerdings mit einem relativ großen konstruktiven
Aufwand verbunden, ferner baut die Vorrichtung verhältnismäßig groß.
Weitere Schüttgutweichen, bei denen ein pneumatischer Antrieb auf der
Außenseite des Grundkörpers angeordnet ist, werden in den Druckschriften
DE 31 02 384 C2 und DE 40 04 388 A1 offenbart. Im ersten Fall werden die
Drehkräfte durch zwei Hebel erzeugt, die an beiden Enden der Achse des Kükens
befestigt sind und die Seitendeckel außen umgreifen. In der anderen Ausführung
ist eine gelenkige Verbindung der Kolbenstange mit einem Steg vorgesehen, der
in einer Aussparung des Kükens angeordnet ist.
Nachteilhaft sind in beiden Fällen erneut die Sperrigkeit und der große bauliche
Aufwand.
Aus der Offenlegungsschrift DE 29 47 953 A1 ist darüber hinaus bekannt, die
Linearbewegung des pneumatischen Antriebs mittels Zahnstange und Ritzel in
eine Drehbewegung des Kükens zu überführen, wodurch ein von der Drehstellung
des Kükens unabhängiges Drehmoment erzeugt werden kann. Die Konstruktion
ist jedoch sehr aufwendig und weist einen verschlechterten Wirkungsgrad auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine klein bauende
Schüttgutweiche mit einem einfachen und betriebssicheren Antrieb
bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben als innerhalb
der Gehäuseausnehmung angeordneter Drehkolben ausgebildet ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen
beansprucht.
Die Figuren stellen beispielhaft und schematisch verschiedene Ausführungen der
Erfindung dar.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schüttgutweiche
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Schüttgutweiche nach Fig. 1 entlang der
Schnittebene A-A in einer ersten Funktionsstellung
Fig. 3 den Längsschnitt nach Fig. 2 in einer anderen Funktionsstellung
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße
Schüttgutweiche
Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Schüttgutweiche nach Fig. 4 entlang der
Schnittebene A-A in einer ersten Funktionsstellung
Fig. 6 den Längsschnitt nach Fig. 5 in einer anderen Funktionsstellung
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Schüttgutweiche umfaßt ein Gehäuse 1
aus einem Grundkörper 2 und Seitendeckeln 3. Der Grundkörper 2 bildet einen
Eingangsanschluß 4, einen ersten, mit dem Eingangsanschluß 4 achsgleichen
Abgangsanschluß 5 sowie einen winklig abzweigenden zweiten Abgangsanschluß
6 aus, die jeweils mit kreisrunden Flanschen 7, 8, 9 versehen sind. Der
Grundkörper 2 und die Seitendeckel 3 umschließen eine zylinderförmige
Gehäuseausnehmung 10, in der ein Küken 11 mit ebenfalls zylinderförmiger
Gestalt über eine Achse 12 drehbar gelagert ist.
Das Küken 11 ist mit einen Durchgangskanal 13 versehen, der einen
kreisförmigen Querschnitt aufweist und in der in Fig. 1 und 2 abgebildeten ersten
Funktionsstellung des Kükens 11 den Eingangsanschluß 4 mit dem ersten,
achsgleichen Abgangsanschluß 5 verbindet, wobei der zweite Abgangsanschluß 6
von der Mantelfläche des Kükens 11 verschlossen wird.
Durch Drehung des Kükens 11 im Uhrzeigersinn um einen Winkel von etwa 130°
gemäß Fig. 3 wird der Durchgangskanal 13 in Überdeckung mit dem
Eingangsanschluß 4 und dem zweiten, winklig abzweigenden Abgangsanschluß 6
gebracht. Dabei wird der erste Abgangsanschluß 5 dichtend verschlossen. Eine
Drehung gegen den Uhrzeigersinn überführt das Küken 11 wieder in die
Ausgangsstellung.
Innerhalb der Gehäuseausnehmung 10 ist zwischen den Seitendeckeln 3', 3" und
den beiden Stirnflächen 14', 14" des Kükens 11 je ein in beiden Drehrichtungen
wirksamer Drehkolben 15', 15" angeordnet. Die Drehkolben 15', 15" liegen in
den Funktionsstellungen des Kükens 11 jeweils mit einer Wirkfläche 16 an einem
von der Gehäuseausnehmung 10 radial zur Achse 12 ragenden Steg 17 an.
Die Stege 17 sind als Teil der Seitendeckel 3 ausgebildet, um eine Demontage
des Kükens 11 nach dem Entfernen der Seitendeckel 3 zu ermöglichen, während
die Drehkolben 15 einstückig mit dem Küken 11 verbunden sind.
Über die Zuführöffnung 18a' kann dem Druckraum 19a' zwischen Drehkolben 15'
und dem Steg 17' mittels einer nicht dargestellten Ventilanordnung ein Druckfluid
zugeführt werden, das eine Druckkraft auf die Wirkfläche 16a' ausgeübt, welche
das Küken 11 im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Das Küken 11 dreht sich
dabei von der Funktionsstellung nach Fig. 1 und 2 in die Funktionsstellung nach
Fig. 3. Der Druckraum 19b' wird gleichzeitig über die Zuführöffnung 18b'
entlüftet, wobei die Drehbewegung des Küken 11 durch Steuerung des
austretenden Fluidstroms beeinflußbar ist. Entsprechendes gilt für die
gegenüberliegenden Druckräume 19a" und 19b".
Die gleiche Drehbewegung kann alternativ durch Anlegen eines Unterdrucks an
die Zuführöffnung 18b' bei gleichzeitiger Belüftung des Druckraums 19a' über die
Zuführöffnung 18a' herbeigeführt werden.
Die Druckräume 19 werden im Ausführungsbeispiel axial durch die inneren
Wandungen der Seitendeckel 3 und die Stirnflächen 14 des Kükens 11 räumlich
begrenzt. Die radiale Begrenzung erfolgt über die Wirkflächen 16 der Drehkolben
15, die Stege 17, die Achse 12 sowie die radial innenliegende Wandungen des
Gehäuses 1.
Das Zurückdrehen des Kükens 11 in die Ausgangsstellung wird sinngemäß durch
Umkehr der Druckverhältnisse vorgenommen.
Als Druckfluid wird bevorzugt ein Druckgas, beispielsweise Druckluft verwendet.
Grundsätzlich ist jedoch auch eine Druckflüssigkeit einsetzbar.
Die Welle 12 ist einseitig aus dem Seitendeckel 3" herausgeführt und endet in
einer von einer Haube 20 verschlossenen Kammer 21. In dieser Kammer 21
können beispielsweise nicht dargestellte Endlagendämpfer oder Stellungs
sensoren staubdicht untergebracht werden. Es ist jedoch grundsätzlich möglich,
diese auch innerhalb der Gehäuseausnehmung 10 anzuordnen.
Die Druckkräfte des Druckfluids wirken selbstverständlich nicht nur auf die
Wirkflächen 16 der Drehkolben 15, sondern auch auf die Seitendeckel 3, die
Stege 17 und die Stirnflächen 14 des Kükens 11. Die Seitendeckel 3 und die
Stege 17 sind so zu dimensionieren, daß sie dem Fluiddruck ohne unzulässig
hohe Verformung standhalten können. Eine axiale Verschiebung durch die auf die
Stirnflächen 14 des Kükens 11 wirkenden Druckkräfte tritt nicht auf, da sich die
Verschiebekräfte durch die beiderseits des Kükens 11 angeordneten Druckräume
19 aufheben.
Die Spalte zwischen den Drehkolben 15 und den Seitendeckeln 3 sowie zwischen
den Stegen 17 und den Stirnflächen 14 können beispielsweise mittels
aufblasbarer Dichtungen in den Funktionsstellungen vollständig und beim
Schaltvorgang unter Reduzierung des Aufblasdrucks weitgehend abgedichtet
werden. Bei ausreichend engen Spaltweiten kann jedoch gegebenenfalls auf eine
gesonderte Abdichtung, insbesondere im Bereich der Drehkolben 15 verzichtet
werden. Das über die Spalte austretende Druckfluid spült in diesem Fall den
Raum zwischen Gehäuseausnehmung 10 und Küken 11 und verhindert das
Eintreten von Partikeln aus dem Schüttgutstrom.
Es ist selbstverständlich möglich, den Antrieb nur einseitig am Küken 11
anzuordnen. In diesem Fall muß die Verschiebekraft durch eine Axiallagerung der
Achse 12 aufgefangen werden. Gleiches kann für Küken mit einer von der
Zylinderform abweichenden Gestalt sowie für den Fall gelten, das auf jeder
Stirnfläche 14 des Kükens 11 jeweils ein einfach wirkender Drehkolben 15
angeordnet ist.
In den Fig. 4 bis 6 ist eine Ausführung der Erfindung dargestellt, bei der axial
Verschiebekräfte auftreten.
Das Küken 11 umfaßt einen Zylinderabschnitt 22 mit einer ebene Leitfläche 23
und zwei Seitenscheiben 24. Durch Drehung des Kükens 11 um die Achse 12
lenkt die Leitfläche 23 den über den Eingangsanschluß 4 zugeführten
Schüttgutstrom wahlweise zum Abgangsanschluß 5, wie in Fig. 5 gezeigt, oder
zum Abgangsanschluß 6, gemäß Fig. 6.
Innerhalb der Gehäuseausnehmung 10 ist einseitig zwischen dem Seitendeckeln
3' und der Seitenscheiben 24' ein doppelt wirkender Drehkolben 15' mit zwei
Wirkflächen 16a', 16b' angeordnet. Der Wechsel von der Drehstellung nach Fig.
5 in die Stellung nach Fig. 6 und zurück erfolgt in der zuvor beschriebenen
Weise.
Da die Druckkraft des Druckfluids nur einseitig auf die Stirnfläche 14' des Kükens
11 einwirkt, entsteht eine axiale Verschiebekraft, die mittels einer schematisch
dargestellten Axiallageranordnung 25 auf den Seitendeckel 3" abgetragen wird.
1
Gehäuse
2
Grundkörper
3
Seitendeckel
4
Eingangsanschluß
5
,
6
Abgangsanschluß
7
,
8
,
9
Flansch
10
Gehäuseausnehmung
11
Küken
12
Achse
13
Durchgangskanal
14
Stirnfläche
15
Drehkolben
16
Wirkfläche
17
Steg
18
Zuführöffnung
19
Druckraum
20
Haube
21
Kammer
22
Zylinderabschnitt
23
Leitfläche
24
Seitenscheibe
25
Axiallageranordnung
Claims (7)
1. Schüttgutweiche, umfassend ein Gehäuse (1) mit einem Eingangsanschluß
(4) und mindestens zwei Abgangsanschlüssen (5), (6), die mittels eines in einer
Gehäuseausnehmung (10) drehbar angeordneten Kükens (11) wahlweise mit dem
Eingangsanschluß (4) verbindbar sind, wobei die zur Drehung des Kükens
benötigte Antriebskraft durch Wirkung eines Druckfluids auf einen Kolben
herbeiführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als innerhalb der
o Gehäuseausnehmung (10) angeordneter Drehkolben (15) ausgebildet ist.
2. Schüttgutweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehkolben (15) auf der Stirnfläche (14) des Kükens (11) angeordnet ist.
3. Schüttgutweiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder
Stirnfläche (14) des Kükens (11) ein Drehkolben (15) angeordnet ist.
4. Schüttgutweiche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Drehkolben (15) und Küken (11) einstückig ausgeführt sind.
5. Schüttgutweiche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß den Wirkflächen (16) der Drehkolben (15) korrespondie
rende, drehfeste Stege (17) zugeordnet sind.
6. Schüttgutweiche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege
(17) einstückig mit den Seitendeckeln (3) des Gehäuses (1) verbunden sind.
7. Schüttgutweiche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das aus den Druckräumen (19) entweichende Druckfluid
zum Spülen der Spalte zwischen Gehäuse (1) und Küken (11) verwendbar ist.
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