DE19925770A1 - Schubrost zum Transport von Schüttgütern - Google Patents

Abstract

Bei der oszillierenden horizontalen Bewegung von Schubrosten ergeben sich bei auf Pendeln gelagerten Schubrahmen vertikale Höhenversätze, die in der Natur eines Pendels liegen und die bei der Rostplattenanordnung berücksichtigt werden müssen, was verfahrenstechnische Nachteile hat. DOLLAR A Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, den pendelnden Schubrahmen (12) an ein Linearpendelsystem (10) aufzuhängen, bestehend aus mehreren einander gegenüberliegenden Stützpendeln (13) und Hängependeln (14), die wechselweise mit ihren Totpunkten gegeneinander um 180 DEG gedreht angeordnet sind, so daß sich vertikale Verschiebungen gegenseitig kompensieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schubrost mit Linearbewegung zum Transport von Schüttgütern, insbesondere für Schubrostkühler zum Abkühlen von heißem Gut, z. B. von aus einem Drehrohrofen austre­ tenden Zementklinker, mit abwechselnd ortsfesten und in der Förder­ richtung des Rostes hin und her beweglichen Rostplattenträgern, wo­ bei die beweglichen Rostplattenträger auf mindestens einem längs­ beweglich auf Pendeln gelagerten Schubrahmen befestigt sind, der mit einem Oszillierantrieb verbunden ist.

Schubroste, bei denen die Schubrahmenbewegung und Lagerung ausschließlich durch Aufhängungen oder Abstützungen an Pendeln besteht, sind bekannt.

Herkömmliche Pendel bewirken bei ihrer horizontalen Auslenkung, beispielsweise bei der Schubrahmenbewegung eines Klinkerkühlers, auch einen vertikalen Höhenversatz, da sich die Pendel mit ihrem freien Ende bei der Pendelbewegung auf einem Kreisbogen um das ortsfeste Ende der Pendel bewegen. Dieser vertikale Höhenversatz muß bei der Rostplattenanordnung bekannter Schubroste berück­ sichtigt werden, was verfahrenstechnische Nachteile hat. Anderer­ seits bietet die Pendellagerung den Vorteil einer annähernd ver­ schleißfreien Aufhängung bzw. Abstützung.

So ist aus der DE-A-41 32 475 ein Schubrostkühler bekannt, bei dem der oder die hin- und herpendelnden Schubrahmen auf Lenkern ab­ gestützt sind, die mit ihren unteren Enden an ortsfesten Gelenken im Kühlergehäuseunterteil angelenkt sind. Schon bei einer Höhe der Lenker von z. B. 2,50 m entsteht eine kleine Vertikalbewegung von 1 bis 2 mm. Um auch diese kleine Vertikalbewegung noch zu kompen­ sieren, sind Lenker beispielsweise als Parallelogrammstützen mit vier Gelenken ausgebildet, wobei die einander gegenüberliegenden mittleren Gelenke durch eine gesteuerte und mit dem Oszillierantrieb des Schubrahmens gekoppelte Einrichtung wie z. B. Hydraulikzylin­ der mehr oder weniger weit gespreizt werden können. Bei einer an­ deren Ausführung ist in den mit seinem unteren Ende verschwenkbar gelagerten Lenker zur Veränderung von dessen Länge direkt ein Hy­ draulikzylinder eingeschaltet.

Aus der DE-C-38 44 493 ist ein Schubrost bekannt, der an Pendeln aufgehängt ist, wobei die als Zugelemente ausgebildeten Pendel zur senkrechten Rostlängsebene in einem Winkel von mehr als 3°, be­ vorzugt 15° angeordnet sind. Bei Abweichungen des Rostes aus der Mittellage entsteht ein ungleiches Kräftepaar, dessen resultierende Kraft als Zentrierkraft seitwärts gerichteten Störkräften aus der Schubbewegung entgegenwirkt. In einer Ausgestaltung des Schubro­ stes sind die schräg angestellten Zugelemente als fest eingespannte und quer zur Förderrichtung angeordnete Blattfedern ausgebildet. Trotz der zentrierenden Wirkung der schräg angestellten Zugele­ mente und der dadurch verschleißfrei wirkenden Seitenführung er­ geben sich noch Schubspalte von beispielsweise 2 mm.

Um den Höhenversatz eines Pendels bei seiner vertikalen Auslen­ kung in technisch vertretbaren Grenzen halten zu können, wurde bei bekannten Rostaufhängungen die freie Pendellänge im Verhältnis zur Pendelauslenkung sehr groß gehalten, z. B. bei einem horizontalen Hub von ca. 120 mm wurde eine Pendellänge von ca. 4 m gewählt. Dabei entsteht aber immer noch ein rechnerischer Höhenversatz von ca. 1 mm. Nachteilig ist der erforderliche Aufwand für die Pendel­ konstruktion außerhalb des Schubrostes. Es sind Bemühungen be­ kannt, die auf eine Verkürzung der Pendellänge abzielen, um ein Pendel innerhalb des Kühlerunterteils installieren zu können.

So wird in einem Firmenprospekt der BMH Claudius Peters AG, D - 21614 Buxtehude, Germany eine mit "Compact Swing" bezeichnete Lagerung des Rostes eines Klinkerkühlers beschrieben, bei der je­ weils zwei Pendel in Serie kaskadenähnlich so angeordnet sind, daß die über die allgemeinen Winkelfunktionen begründeten Höhenver­ sätze bei derart geteiltem Pendel zu insgesamt geringerem Höhen­ versatz führen. So kann mit einem derartigen Kaskaden-Pendel von 2mal 1 m Länge in Serie eine etwa gleiche vertikale Auslenkung wie mit einem einstufigen Pendel von ca. 4 m erreicht werden. Das so verbesserte Pendel erlaubt aber auch keine Linearbewegung, weil das herkömmliche Pendelprinzip weiterhin Basis dieser Schubrostla­ gerung ist.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen pendelnden Schubrost so weiter zu entwickeln, daß eine Linearbewegung gegeben ist, bei der bei der horizontalen Auslenkung des Schubrahmens von ca. 120 bis 200 mm kein verti­ kaler Höhenversatz am beweglichen (pendelnden) Maschinenteil ent­ steht und trotzdem die Pendel mit dem pendelnden Maschinenteil fest verbunden sind.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schubrost mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Maßnahme der Erfindung, Hängependel und Stützpendel miteinander in Wirkverbindung zu bringen, wird eine vollständige Kompensation der vertikalen Höhenversätze erzielt. Erreicht wird diese Kompensation durch das nachfolgend beschriebene Zusam­ menwirken, wobei die Anordnung des Schubrostes/Schubrahmens und des Pendelrahmens dabei gemäß der Erfindung auf unter­ schiedliche Weise erfolgen kann.

Eine Möglichkeit der Anordnung besteht darin, die Stützpendel an ei­ nem unteren statischen Maschinenteil des Schubrostes oder am Fun­ dament fest einzuspannen und die freien Enden der Stützpendel mit dem Pendelrahmen zu verbinden, so daß dieser auf den Stützpendeln pendelnd ruht. Bei einer Auslenkung der Stützpendel aus der Mittellage verschiebt sich dann der Pendelrahmen bogenförmig nach unten, da sich die freien Enden der Stützpendel in der Mittellage in ihrem oberen Totpunkt befinden.

Am Pendelrahmen sind nun die Hängependel aufgehängt, die an ih­ rem freien Ende den Schubrahmen tragen. In der Mittellage befinden sich die freien Enden der Hängependel in ihrem unteren Totpunkt, so daß bei einer Auslenkung der Hängependel sich diese freien Enden und somit der Schubrahmen bogenförmig nach oben verschiebt. Da bei gleich großer Auslenkung von Hängependel und Stützpendel in eine beliebige Richtung aus dieser Mittellage heraus sich die Beträge der vertikalen Verschiebung heraus kompensieren, verändert sich demnach auch nicht die vertikale Lage des Schubrahmens bei dieser Auslenkung.

Eine weitere Möglichkeit der Anordnung des Pendelsystems besteht darin, Stützpendel und Hängependel miteinander zu vertauschen, d. h. das Pendelsystem um 180° zu drehen. Bei dieser Anordnung hängt dann der Pendelrahmen mit Hängependel am Gehäuseteil des Schubrostes, während auf dem Pendelrahmen die Stützpendel ange­ ordnet sind, auf die dann der Schubrahmen ruht. Da auch bei dieser Anordnung die Totpunkte von Stützpendel und Hängependel gegen­ einander versetzt angeordnet sind, findet auch hier in gleicher Weise eine vollständige Kompensation der auftretenden vertikalen Ver­ schiebungen statt.

Damit sich diese Kompensation auch vollständig auswirken kann, ist es zwingend notwendig, daß die Auslenkungen beider gegensätzlich angeordneten Pendel (Hängependel und Stützpendel) gleich groß sind.

Die Krafteinleitung zur oszillierenden Schubrahmenbewegung erfolgt nur am Schubrahmen oder zusätzlich auch am Pendelrahmen. Bei der Krafteinleitung nur am Schubrahmen wird dieser horizontal aus­ gelenkt mit der Folge, daß eine gleich gerichtete und gleich große Kraft am Pendelrahmen, an dem der Schubrahmen aufgehängt ist, erzeugt wird und auch diesen mit gleichem Betrag horizontal aus­ lenkt.

Bei der Verwendung von Pendeln aus Federpaketen ist es deshalb notwendig, daß die Federkräfte der Pendel übereinstimmen, wobei unterschiedliche Federkonstanten durch entsprechend geänderte Pendellängen korrigiert werden können. Den Pendellängen sind dabei keine prinzipiellen Grenzen gesetzt. Diese sind nur von der Feder­ konstanten der Federpakete und den erforderlichen Biegekräften ab­ hängig, die noch akzeptiert werden können.

Dem dynamischen Verhalten der Federpakete entsprechend müssen Schwingungsdämpfer die evtl. auftretenden kritischen Schwingungen des Systems dämpfen.

Bei der Verwendung von Gelenkpendel mit Drehgelenken an ihren Enden wird zwar hinsichtlich der dynamischen Vorgänge der selbe Zweck erfüllt, Gelenkpendel bedürfen aber einer konstruktiv aufwen­ digeren technischen Lösung.

Bei der zusätzlichen Krafteinleitung am Pendelrahmen ist die Kraft­ einleitung am Schubrahmen und am Pendelrahmen getrennt aber gleich groß und gleichartig vorzunehmen, beispielsweise über ein hy­ draulisches Antriebssystem, da mit diesem Antriebssystem in einfa­ cher Weise der erforderliche doppelte Auslenkweg des Schubrah­ mens gegenüber dem Auslenkweg des Pendelrahmens zurückgelegt werden kann. Mit dieser Methode wird erreicht, daß beide Pendel, Stützpendel und Hängependel, immer genau die gleich großen hori­ zontalen Auslenkungen erfahren, wodurch die Abstimmung der Pen­ deleigenschaften wie bei Federpakete-Pendel nicht mehr so genau getroffen zu werden braucht. Die dann entstehenden Höhenversätze am Pendelrahmen müssen über Gleitflächen oder Drehgelenke an den entsprechenden Krafteinleitungseinrichtungen ausgeglichen wer­ den.

Gemäß der Erfindung sind Hängependel und Stützpendel so nah an­ einander angeordnet, daß die betrieblich bedingte Erwärmung der Pendel gleich groß ist. Die unterschiedliche Lage der freien Enden der beiden Pendelarten bzw. die um 180° versetzte Lage ihrer Tot­ punkte kompensiert dann auch die thermisch bedingten Längenände­ rungen ideal, so daß auch in diesem Fall die horizontale Lage des Schubrahmens unverändert bleibt.

Weiterhin können bei breiten Schubrosten im Sinne einer besseren Lastverteilung mehrere Pendelaufhängungen über die Rostbreite an­ geordnet sein.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in einer schematischen Zeichnungsfigur dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Das in der Figur dargestellte "stehende" Ausführungsbeispiel eines Linearpendelsystems 10 eines Schubrostes besteht aus einem ver­ steifenden Pendelrahmen 11, der auf als Doppelpendel wirkende Stützpendel 13 angeordnet ist. Diese Stützpendel 13 sind an ihrem unteren Ende fest mit einem statischen unteren Maschinenteil 15 des Schubrostes oder mit dem Fundament fest verbunden. Die Befesti­ gungspunkte 15' stellen somit auch Drehpunkte dar, um die die Pen­ del 13 oszillierend hin und her schwingen können. Da sich die freien Enden der Pendel 13 in der Mittellage des Pendelsystems 10 in ihrem oberen Totpunkt befinden, bewirkt eine Auslenkung der Pendel aus dieser Mittellage heraus - in beliebige Richtungen - eine Ver­ schiebung des auf den Pendeln 13 abgestützten Pendelrahmens 11 in Richtung zum Befestigungspunkt 15', in der Zeichnungsfigur also nach unten. Das am Pendelrahmen 11 aufgehängte Hängependel 14, an dessen unterem freien Ende der Schubrahmen 12 angeordnet ist, folgt dieser Bewegung nach unten, wodurch auch der Schubrahmen 12 sich nach unten bewegt. Da nun das freie Ende des Hängependels 14 mit dem Schubrahmen 12 sich in der Mittellage im unteren Totpunkt befindet, wird bei der gleich großen Auslenkung des Hängependels 14 wie beim Stützpendel 13 sich das freie Ende des Hängependels 14 in Richtung zu seinem Befestigungspunkt 16, der gleichzeitig auch Drehpunkt ist, in der Zeichnungsfigur also nach oben verschieben. Bei gleich großer Auslenkung von Stützpendel 13 und Hängependel 14 kompensieren sich somit die vertikalen Ver­ schiebungen von Stützpendel 13 und Hängependel 14 vollständig, so daß der am freien Ende des Hängependels 14 angeordnete Schubrahmen 12 sich in vertikaler Richtung nicht verschiebt. Das Re­ sultat ist eine oszillierende lineare Schubbewegung des Schubrah­ mens ohne vertikale Höhenveränderung.

In der Figur ist die Stellung des Pendelsystems 10 nach einer Ver­ schiebung nach rechts in Pfeilrichtung 22 in gestrichelter Form ein­ gezeichnet. Der Pendelrahmen 11 ist nach schräg unten in Stellung 11' verschoben, während der in Pfeilrichtung 20 in die Stellung 12' verschobene Schubrahmen 12 nur horizontal verschoben ist. Da es sich bei Stützpendel 13 und Hängependel 14 um Federpakete han­ delt, sind diese durch die Auslenkung entsprechend gebogen ausge­ bildet. Mögliche Biegungslinien sind mit 13' für die Stützpendel 13 und 14' für das Hängependel 14 eingezeichnet.

Die erfindungsgemäße Auslenkung des Pendelsystems 10 erfolgt durch Krafteinleitung in Pfeilrichtung 17 oszillierend über eine An­ triebsvorrichtung 21 am Schubrahmen 12, wobei sich bei gleicher Fe­ derkraft der Pendel eine gleichzeitige und gleich große Auslenkung sowohl am Schubrahmen 12 als auch am Pendelrahmen 11 einstellt.

Gemäß der Erfindung kann aber auch zusätzlich eine gleich große Krafteinleitung in Pfeilrichtung 18 oszillierend über eine Antriebsvor­ richtung 19 am Pendelrahmen 11 erfolgen, wodurch sichergestellt werden kann, daß auch bei unterschiedlichen Federkräften der Pen­ del stets eine gleich große Auslenkung von Stützpendel 13 und Hän­ gependel 14 gesichert ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, den Pendelrahmen 11 nicht auf Stützpendel anzuordnen, sondern am Hängependel an einem statischen Maschinenteil des Schubrostes, beispielsweise am Schubrostgehäuse, aufzuhängen. Die sich hier­ durch ergebenden Änderungen können gleichfalls der Zeichnungsfi­ gur entnommen werden, wenn die Zeichnungsfigur um 180° gedreht wird.

Der Pendelrahmen 11 befindet sich dann unten, aufgehängt an den ursprünglichen Stützpendeln 13. Auf dem Pendelrahmen 11 stützt sich dann das ursprüngliche Hängependel 14 ab und trägt den nun oben angeordneten Schubrahmen 12.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel be­ schränkt, sondern auf alle Schubroste mit linearer Schubrostbewe­ gung anwendbar, wobei die Vorrichtung für die lineare Schubrahmen­ bewegung ausschließlich aus hängenden und stützenden Pendeln besteht. Die Pendel können dabei mit einer Länge arbeiten, die sehr kurz ist und damit ihren Einbau in das Unterteil des Schubrostes er­ möglichen.

Mit Vorteil sind geringe Spalte zwischen den Rostplatten dauerhaft möglich, ohne die bisher üblichen Zuschläge für den vertikalen Hö­ henversatz herkömmlicher Pendel bei horizontaler Pendelauslenkung.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schubvorrichtung erge­ ben sich keine zusätzlichen verschleißenden Maschinenteile für die Schubrostlagerung. Weiterhin besteht keine Temperaturbegrenzung, da eine thermische Ausdehnung bei Temperaturzunahme im erfin­ dungsgemäßen Pendelsystem kompensiert wird.

Claims (9)

1. Schubrost mit Linearbewegung zum Transport von Schüttgütern, insbesondere für Schubrostkühler zum Abkühlen von heißem Gut, z. B. von aus einem Drehrohrofen austretenden Zementklinker, mit abwechselnd ortsfesten und in der Förderrichtung des Rostes hin und her beweglichen Rostplattenträgern, wobei die beweglichen Rost­ plattenträger auf mindestens einem längsbeweglich auf Pendeln ge­ lagerten Schubrahmen befestigt sind, der mit einem Oszillierantrieb verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der pendelnde Schubrahmen (12) an einem Linearpendelsystem (10) aufgehängt ist, bestehend aus meh­ reren einander gegenüberliegenden Stütz- bzw. Hängependeln (13) und Hänge- bzw. Stützpendel (14), die wechselweise mit ihren Tot­ punktlagen gegeneinander um 180° gedreht und über einen Pendel­ rahmen (11) so miteinander in Wirkverbindung stehen, daß sich wäh­ rend der Auslenkung der freien Pendelenden in beliebige Richtungen die horizontalen Pendelwege bei gleich großen horizontalen Pendel­ wegen addieren, die vertikalen Pendelwege dagegen vollständig kompensieren, wobei die Pendel (13) mit einem Ende fest mit einem statischen Maschinenteil des Schubrostes oder dem Fundament und mit dem freien Ende fest mit dem beweglichen Pendelrahmen (11) verbunden sind und die um 180° gedrehten Pendel (14) mit einem Ende fest mit dem beweglichen Pendelrahmen (11) und mit dem an­ deren Ende fest mit dem beweglichen Schubrahmen (12) verbunden sind.

2. Schubrost nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubrahmen (12) mit Hängepen­ del am Pendelrahmen (11) hängt, der sich mit Stützpendel (13) auf einem statischen unteren Maschinenteil des Schubrostes abstützt.

3. Schubrost nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelrahmen (11) mit Hängepen­ del an einem statischen Maschinenteil des Schubrostes, beispiels­ weise am Gehäuse, hängt und über Stützpendel den Schubrahmen (12) trägt.

4. Schubrost nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendel (13, 14) aus Federpaketen gebildet sind, die an ihren Enden fest mit einem Maschinenteil des Schubrostes verbunden sind.

5. Schubrost nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkräfte der Pendel (13, 14) so aufeinander abgestimmt sind, daß sie einander entsprechen, wobei unterschiedliche Federkonstanten durch unterschiedliche Pendellän­ gen korrigiert sind.

6. Schubrost nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendel als Gelenkpendel mit Dreh­ gelenken an ihren Enden ausgebildet sind.

7. Schubrost nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendel (13, 14) so nah aneinander angeordnet sind, daß die betrieblich bedingte Erwärmung benach­ barter Pendel (13, 14) gleich groß ist.

8. Schubrost nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubrahmen (12) oder zusätzlich auch der Pendelrahmen (11) mit einer Antriebsvorrichtung (19, 21) zur Erzeugung der Pendelbewegung verbunden ist.

9. Schubrost nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinleitung in den Pendelrah­ men (11) und in den Schubrahmen (12) getrennt, aber gleichartig und gleich groß erfolgt.