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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmetrommel für Förderzinken an einer Pick- up, mit dem Emtegute aufgenommen und einem nachgelagerten Förderer zugeführt wird. An der Aufnahmetrommel sind die Förderzinken befestigt. Diese können auf dem Trommelmantel oder auch in der Trommel angebracht sein. Es gibt Lösungen, wo die Förderzinken starr angebracht sind oder solche, wo die Förderzinken gesteuert werden. Hierzu ist aber ein Mechanismus in der Trommel erforderlich.
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Schwierig ist es, die Aufnahmetrommeln für die Förderzinken so herzustellen, dass diese maßhaltig sind und kostendeckend in die Pick- up eingebaut werden können. Besonders kritisch ist es, den Rundlauf herzustellen, damit nachgelagerte Bauteile wie beispielsweise Abstreifer nicht mit der Aufnahmetrommel kollidieren.
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Eine bekannte Aufnahmevorrichtung dieser Art nach der
DE 102016009007 zeigt eine Pickup mit einem Stachelrotor, wo der Trommelmantel einstückig aus einem Rohr bzw. einem gewalzten Blechkorpus besteht, der nach dem Walzen mit einer Längsnaht zu einem Rohr verschweißt wird. Beim Schweißen der Längsnaht entsteht hoher Verzug, da die Wärme einseitig in den Trommelmantel eingebracht wird. Denkbar sind auch Rohre zu verwenden, die es in den benötigten Abmessungen mit geringer Blechstärke nur als Sonderanfertigung gibt. Solche gekauften Rohre mit den benötigten Form- und Lage Toleranzen sind relativ teuer und können auch nur in großen Mengen eingekauft werden.
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Eine Herstellung derartiger Trommeln aus gewalztem Blech ist problematisch, da fürs Walzen die Enden der Bleche zunächst angekantet werden müssen. Auch das Walzen der Bleche, die mit Bohrungen oder fensterartigen Öffnungen versehen sind ist schwierig, da die Blechstärken mit einer gewissen Toleranz versehen sind. Im Bereich der Fenster oder Bohrungen wird sich das Blech beim Walzen anders verhalten als in dem Bereich, wo keine Ausbrüche im Blechzuschnitt vorhanden sind. Das Ergebnis nach dem Walzen ist eine nicht runde Trommel. Die erforderliche Nacharbeit ist daher mit viel Aufwand verbunden und deswegen relativ teuer. Bei der gezeigten Aufnahmetrommel können die erforderlichen Form- und Lagetoleranzen nur sehr schwer eingehalten werden, da der Trommelmantel zwischen den Seiten keinerlei Rippen,Streben oder Stützen haben kann.
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Eine weitere Aufnahmevorrichtung wird mit der
DE202019104058 offenbart, wo die Trommel für die Zinkenbefestigung aus einer Vielzahl von unterschiedlich langen Trommelstücken besteht. Die einzelnen Trommelstücke bestehen aus zwei gekanteten Halbschalen, die mittels 2 Ronden verschlossen werden. Auf den unterschiedlichen Trommelstücken sind noch Haltebelche für die Förderzinken angebracht. Wenn auch viele Gleichteile vorhanden sind, so ist die Herstellung doch recht aufwändig, da die Trommel letztendlich aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Teilen besteht. Auch bei der recht großen Anzahl von Einzeltrommeln kann es in der Fertigung zu Längenänderungen kommen, da bei der Vielzahl einzelner Trommelstücke sich die Toleranzen summieren werden. Des Weiteren bedeuten viele Einzelteile immer hohe Transport und Logistikkosten.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Aufnahmetrommel zu entwickeln, bei der die genannten Nachteile in der Trommelfertigung nicht auftreten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Aufnahmetrommel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, bei der
- - Mehrere Trommelsegmente den Trommelmantel bilden
- - Der Durchmesser der Aufnahmetrommel durch Stützscheiben festgelegt wird
- - Die Stützscheiben die Trommelsegmente axial bei der Montage fixieren
- - Durch Verbinden der Bauteile z.B. durch Schweißen eine verwindungssteife Trommel entsteht, die keine Durchbiegung zulässt.
- - Die Antriebswelle koinzident mit den Aufnahmebohrungen der Stützscheiben ist
- - Mit wenigen Bauteilen die Aufnahmetrommel hergestellt werden kann
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Da Pick- up's bekannt sind und zum Stand der Technik bei Aufnahmeeinrichtungen gehören, wird diese nicht näher beschrieben.
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Bei der vorliegenden neuen Aufnahmetrommel handelt es sich um einen Trommelartigen Zylinder, der an einer Seite mit einem Antriebsstummel versehen ist, auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Lagerstummel bestückt ist. Denkbar ist auch, eine Seitenwand der Trommel mit einer nach innen versetzten Glocke auszuführen, in der ausreichender Freiraum für Hydraulische Antriebe ist. Bei der mechanischen Lösung wird eine Antriebswelle vorgeschlagen, die aus einem Rohr oder Profilrohr bestehen kann, wo die Antriebs- und Lagerzapfen eingeschoben und verschweißt werden. Denkbar ist auch eine Welle aus einem gezogenen Rundstahl mit entsprechender Anarbeitung der Lagerstellen.
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Der Trommelmantel hat eine Vielzahl von fensterartigen Öffnungen, in denen die Förderzinken eingesetzt und vorteilhafterweise ortsfest verspannt werden. Auch besteht die Möglichkeit, die Förderzinken in einer nicht näher gezeigten Weise im Trommelmantel zu befestigen, wo die Schenkel der Förderzinken durch die Fenster nach außen ragen. Hierzu sind dann Bohrungen im Trommelmantel erforderlich.
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Die Förderzinken können aus Stahl als Doppelfederzinken ausgebildet sein, oder aus 2 Zinkenstegen die in einem Gehäuse gehalten werden. Auch können die Förderzinken aus einem elastischen Material bestehen. Ausgehend von den gewählten Zinken und der Zinkenform sind die Befestigungselemente der Förderzinken mit den im Trommelmantel eingebrachten Ausnehmungen oder Bohrungen aufeinander abzustimmen.
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Die Zinkenreihen können geradlinig oder Helixförmig über ein Trommelsegment, welches einen Teil eines Trommelmantels darstellt, verlaufen. Vorteilhafterweise sind in einem Trommelsegment bei einer Dreierteilung des Trommelmantels zwei Reihen Förderzinken vorzusehen. Denkbar sind natürlich auch statt der vorgeschlagenen Dreierteilung eine Teilung mit weniger oder auch mehr Trommelsegmenten.
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Die Trommelsegmente werden aus Blechtafeln ausgelasert, gewalzt und anschließend mit einer oder zwei Kantungen versehen, in denen Zentrierschlitze zur Aufnahme von Stützscheiben eingearbeitet sind.
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Beim Einbringen der Fensterartigen Öffnungen spielt es nur eine untergeordnete Rolle, ob diese vorm Walzen in den Trommelsegmenten oder nach dem Walzen und Kanten mit einem 3D Laser eingebracht werden. Letztere Fertigungsvariante ist zu bevorzugen, da dann das Trommelsegment mit den Fenstern maßhaltiger und die Form der Fenster genauer ist. Die Fenster können auch als letzten Arbeitsschritt durch Stanzen in die Trommelsegmente eingebracht werden.
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Werden die Fenster vorm Walzen eingebracht, kann es je nach Materialgüte vorkommen, dass die Stege zwischen den Fenstern einen geringfügig anderen Radius aufweisen als an anderen Stellen. Da die Trommelsegmente relativ schmal sind, ist die Abweichung jedoch sehr gering. Außerdem wird vorgeschlagen, die Trommelsegmente beim Zusammenfügen der Aufnahmetrommel auf den Außendurchmesser sogenannter Stützscheiben zu fixieren. Hierdurch wird die Abweichung der Radien wieder weitgehend kompensiert. Würde man die Anzahl der Stützscheiben erhöhen, verringert sich folglich die Abweichung zwischen den fensterartigen Öffnungen.
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In den Kantungen der Trommelsegmente sind an der Außenseite Zentrierschlitze eingearbeitet, die zur Aufnahme von Stützscheiben dienen. Die Zentrierschlitze sind etwas breiter als die Materialstärke der Stützscheiben. Die Tiefe ist so gewählt, dass nach der Montage der Stützscheiben Luft zwischen den Bauteilen sowohl in der Breite als auch stimseitige vorhanden ist. Der Abstand und die Anzahl der Zentrierschlitze legen fest, wieviel Stützscheiben in welchem Abstand eingesetzt werden können.
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Um die komplette Aufnahmetrommel mit wenig Aufwand für die Montage aller Komponenten zusammenzustecken wird vorgeschlagen, zunächst 2 Trommelsegmente in einer Hilfsvorrichtung so einzulegen, dass diese nach oben soweit offen sind, dass ein oder mehrere Stützscheiben von oben in die Zentrierschlitze, die in den Kantungen der Trommelsegmente eingearbeitet sind, eingeschoben werden können.
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Zunächst setzen dabei Fixiernuten, die in Kegelförmigen Ausnehmungen der Stützscheiben eingearbeitet sind, unten in die Zentrierschlitze der Trommelsegmente auf. Werden die Stützscheiben mit leichtem Druck weiter eingeschoben, klappen die 2 Trommelsegmente zusammen und legen sich an den Außendurchmesser der Stützscheiben an.
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Da zwischen der Stirnseite der Fixiernuten und dem Nutgrund der Zentrierschlitze die in den Kantungen eingebracht sind, ein geringes Spiel vorhanden ist, legen sich die Außendurchmesser der Stützscheinen immer komplett in die Innendurchmesser der Trommelsegmente an. Somit ist gewährleistet, dass der Rundlauf vom Trommelmantel gegeben ist.
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Als nächster Arbeitsgang wird die Antriebswelle in die mittig angeordnete Aufnahmebohrung der Stützscheiben von einer Seite eingeschoben. Der Durchmesser der Antriebswelle ist mit den Bohrungen in den Stützscheiben so aufeinander abgestimmt, dass die Welle mit leichtem Druck axial noch verschiebbar ist. Ob Profilrohr oder kreisrunde Antriebswelle ist für die Fertigung unerheblich, da die Aufnahmebohrungen in den Stützscheiben mit einem Laser eingebracht werden und somit kostengünstig mit der erforderlichen Toleranz herzustellen sind.
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Im nächsten Fertigungsschritt werden die zwei Endbleche über die Antriebswelle in Richtung Aufnahmetrommel geschoben. Auch hier sind die Toleranzen der Bauteile so gewählt, dass ein leichtes Verschieben der Endbleche noch möglich ist. Die Kantungen der Trommelsegmente sind um ein Maß x kürzer und dienen somit als Anlagefläche für die Endbleche.
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Im dritten Montageschritt wird das obere Trommelsegment von oben auf die Stützscheiben und Endbleche aufgesetzt. Da die Endbleche und Stützscheiben den gleichen Außendurchmesser haben, wird das Trommelsegment schon beim Auflegen seine gewollte Endlage erreichen. Nun wird noch die Antriebswelle axial ausgerichtet.
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Da die Trommelsegmente durch das Walzen und Kanten von der gewollten Geometrie abweichen können, wird vorgeschlagen, eine Spannvorrichtung am Außendurchmesser der Aufnahmetrommel anzusetzen und die Trommelsegmente auf den äußeren Durchmesser der Stützscheiben und Endbleche zu drücken und diese verspannen. Dies könnte im einfachsten Fall ein einfaches Spanngurt sein, welches soweit angezogen wird, dass sich die gewalzten Trommelsegmente ganz an die Stützscheiben und Endbleche anlegen. Denkbar ist auch eine mechanische oder hydraulische Vorrichtung mit der die Trommelsegmente angedrückt werden.
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Da in den Stützscheiben und Endblechen die Aufnahmebohrungen mit der Antriebswelle koinzident sind und die Abweichung der koaxialität der Bohrungen mit den Außendurchmessern durch geeignete Fertigungsverfahren gering ist, kann die geforderte Form und Lagetoleranz für die kpl. Aufnahmetrommel nach dem Zusammenfügen gewährleistet werden.
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Mit modernen Laser- und Kantmaschinen sind die erforderlichen Toleranzen aller Bauteile in jedem Fall einzuhalten. Das Zusammenfügen der Bauteile kann weitgehend ohne Vorrichtung erfolgen, was die Werkzeugkosten erheblich minimiert. Bis auf das axiale Einmessen der Antriebswelle kann auf kostenintensive Messverfahren verzichtet werden. Dies senkt die Herstellkosten erheblich gegenüber anderen Trommelsystemen.
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Die Aufnahmetrommel kann nach dem Spannen der Bauteile verschweißt werden. Denkbar ist auch eine Lösung, wo alle Bauteile miteinander verschraubt werden. Eine geschraubte Lösung ist in der Herstellung etwas teurer. Vorteil einer geschraubten Lösung wäre aber ein Austauschen einzelner Bauteile wie zum Beispiel die Antriebswelle. Auch könnte man einige Bauteile wie Trommelsegment aus nichtrostendem Stahl herstellen.
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Die bereits erwähnten Kantungen an den Trommelsegmenten dienen einerseits als Verstärkung für die Aufnahmetrommel, andererseits auch als Aufnahme für Stützscheiben und Endbleche. Die Materialstärke der Trommelbleche kann durch die Kantungen geringgehalten werden, womit das Gewicht der kompletten Aufnahmetrommel gesenkt wird.
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Stützscheiben und Endbleche haben am Außendurchmesser noch Ausnehmungen die einerseits der Gewichtsreduzierung dienen, zum anderen als Ablauf für die Farbgebung erforderlich sind. Vorteilhaft ist es, wenn mittig noch Entlastungsbohrungen eingebracht werden, die zur weiteren Gewichtsreduzierung dienen.
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Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft beschrieben und in den Figuren dargestellt.
- 1 zeigt die Aufnahmetrommel 1 in einer perspektivischen Ansicht.
- 2 zeigt einen Schnitt durch die Aufnahmetrommel 1
- 3 zeigt eine Detailansicht A aus 1
- 4 zeigt eine Detailansicht B aus 1
- 5 zeigt die Aufnahmetrommel 1 in Seitenansicht im ersten Montageschritt
- 6 zeigt eine Detailansicht C aus 5
- 7 zeigt die Aufnahmetrommel 1 in Seitenansicht im zweiten Montageschritt
- 8 zeigt Detail D aus 7
- 9 zeigt die Aufnahmetrommel 1 nach dem Aufsetzen des dritten Trommelsegmentes
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Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sein. Femer enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht näher beschriebenen Kombinationen zusammengeführt werden können.
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1 zeigt perspektivisch eine Aufnahmetrommel 1 für nicht näher dargestellte Förderzinken, die in den Fensterartigen Öffnungen 3 geklemmt oder verschraubt werden. Links und rechts sind der Lagerzapfen 21 und Antriebszapfen 20 zu sehen, die in der Antriebswelle 19 umlaufend und zusätzlich mit einer Lochschweißung verbunden sind. Die Antriebswelle 19, die aus einem Präzisionsrohr besteht, stellt die Verbindung zwischen beiden Zapfen 20/21 her. Der Außendurchmesser ist dabei mit den Aufnahmebohrungen 9 der Endbleche 8 und Stützscheiben 13 so abgestimmt, dass die Antriebswelle mit wenig Spiel aber noch leicht verschiebbar eingeschoben werden kann.
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Der Trommelmantel 2 besteht vorzugsweise aus drei Trommelsegmenten 4, die auf die Außendurchmesser 11 der Endbleche 8 und Außendurchmesser 14 der Stützscheiben 13 aufgespannt und verschweißt sind. Die drei Trommelsegmente 4 bilden somit den Trommelmantel 2 der Aufnahmetrommel 1.
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2 ist ein Schnitt durch die Aufnahmetrommel 1. Die Endbleche 8 werden jeweils nach dem Einschieben der Antriebswelle 19 durch die Aufnahmebohrungen 9 der Stützscheiben 13 von außen über die Antriebswelle 19 in die Aufnahmetrommel 1 soweit zur Trommelmitte geschoben, bis die Endbleche 8 an die Anlageflächen 6 der Kantungen 5, die an den Trommelsegmenten 4 angebracht sind, anschlagen. Dies ist möglich, da bei diesem Montageschritt die Trommelsegmente 4 noch nicht verspannt sind, sondern nur lose auf die Außendurchmesser 14 der Stützscheiben 13 aufliegen.
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3 ist Detail A aus 2 und zeigt nochmal ein Endblech 8, in seiner Endlage an die Anlagefläche 6 einer Kantung 5 angelegt. Ebenfalls ist zu erkennen, dass am Außendurchmesser 11 vom Endblech 8 das Trommelsegment 3 fast spielfrei aufliegt. In diesem Beispiel wird das Endblech 8 mit dem Trommelsegment 4 nach dem Verspannen der Trommelsegmente 4 mit einer Schweißnaht 25 verbunden. Denkbar ist auch eine geschraubte Lösung.
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4 ist Detail B aus 2 und verdeutlicht die Aufnahme der Stützscheiben 13 in die Zentrierschlitze 7 der Kantungen 5 von den Trommelsegmenten 4. Vorteilhaft ist es, wenn die Zentrierschlitze 7 dabei mit einem Radius 24 an beiden Seiten der Zentrierschlitze 7 versehen sind. Statt Radien 24 können aber auch Fasen oder Schrägen angebracht werden. Wichtig ist, dass zwischen dem Zentrierschlitz 7 und Fixiemute 16 bei der Montage noch Spiel 27 vorhanden ist. Die Stützscheiben 13 dienen zunächst als reine axiale Fixierung in den Zentrierschlitzen 7.
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5 verdeutlicht den ersten Montageschritt nämlich das Ansetzen zweier Trommelsegmente 4 in eine nicht näher dargestellten Hilfsvorrichtung. Nachdem die Trommelbleche 4 angelegt sind, werden ein oder mehrere Stützscheiben 13 senkrecht in die Zentrierschlitze 7 eingeschoben. Hilfreich ist dabei die Kegelförmige Ausnehmung 15 der Stützscheiben 13. Die Schrägen sind so gewählt, dass die Fixiernuten 16 im Zahngrund der Kegelförmigen Ausnehmungen 15 sich automatisch in die gewollte Position verdrehen, wenn die Stützscheiben 13 nicht genau eingeführt werden.
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6 zeigt Detail C aus 5. Die Breite B 17 der Fixiernuten 16 muss größer sein als die Breite b 18 der Kantungen 5, wenn die Trommelsegmente 4 in der genannten Hilfsvorrichtung angelegt sind. Werden die Stützscheiben 13 nun mit leichtem Druck senkrecht nach unten gedrückt, klappen die Trommelsegmente 4 zusammen, bis die Innendurchmesser 26 der Trommelsegmente 4 an die Außendurchmesser 14 der Stützscheiben 13 anliegen.
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7. Hier wird der dritte Montageschritt dargestellt. Nachdem die beiden unteren Trommelsegmente 4 angestellt sind, wird wie in 2 dargestellt, zunächst die Antriebswelle eingeschoben. Nun kann das dritte Trommelsegment 4 von oben auf die Stützscheiben 13 aufgelegt werden.
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8 zeigt Detail D aus 7. Zu sehen ist die obere Kantung 5 des Trommelsegmentes 4. Hier wird nochmal verdeutlicht, dass die Kegelförmige Ausnehmung 15 so groß ist, dass das Trommelsegmente 4 von oben aufgesetzt werden kann. Die Zentrierschlitze 7 rutschen dabei durch die Kegelförmige Ausnehmung 15 bis in die Fixiernute 16.
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9 zeigt schematisch die Aufnahmetrommel 1 mit den drei Trommelsegmenten 4, die an den Stützscheiben 13 anliegen. Die Abmessungen der Bauteile sind so gewählt, dass die Kantungen 5 von zwei benachbarten Trommelsegmenten 4 fast anliegen. Es kann vorteilhaft sein, wenn zwischen den Kantungen 5 ein kleiner Spalt verbleibt. Dadurch ist gewährleistet, dass der Innendurchmesser 26 der Stützscheiben 13, die sich komplett an die Außendurchmesser 11/14 der Stützscheiben 13 und Endbleche 8 anlegt, immer fix ist und die geforderten Form- und Lagetoleranzen eingehalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahmetrommel
- 2
- Trommelmantel
- 3
- Fensterartige Öffnung
- 4
- Trommelsegment
- 5
- Kanntung
- 6
- Anlagefläche
- 7
- Zentrierschlitze
- 8
- Endblech
- 9
- Aufnahmebohrung für Antriebswelle
- 10
- Ausnehmungen
- 11
- Außendurchmesser Endblech
- 12
- Entlastungsbohrung
- 13
- Stützscheiben
- 14
- Außenduruchmesser Stützscheiben
- 15
- Kegelförmige Ausnehmung
- 16
- Fixiernute
- 17
- Breite B
- 18
- Breite b
- 19
- Antriebswelle
- 20
- Antriebszapfen
- 21
- Lagerzapfen
- X
- Betrag
- 23
- Außendurchmesser Aufnahmetrommel
- 24
- Radius
- 25
- Schweißnaht
- 26
- Innendurchmesser
- 27
- Spiel
- 28
- Spalt
- A
- Detail aus 2
- B
- Detail aus 2
- C
- Detail aus 5
- D
- Detail aus 7
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016009007 [0003]
- DE 202019104058 [0005]
