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Drehtrommel
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Die Erfindung betrifft eine Drehtrommel gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
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Bei Drehtrommeln der genannten Art dient der auf dem Trommelmantel
drehfest angeordnete Zahnkranz dazu, einen Drehantrieb von wenigstens einem Antriebszahnritzel,
mit dem der Zahnkranz in Eingriff steht, auf die Drehtrommel zu übertragen. Bei
diesen Drehtrommeln handelt es sich vor allem um solche, bei denen zumindest der
Trommelmantel beträchtlichen Wärmebeanspruchungen ausgesetzt ist, so daß er sich
während des Betriebes in radialer Richtung entsprechend ausdehnt,wodurch die Befestigung
zwischen Trommelmantel und Zahnkranz nicht nur der üblichen mechanischen Belastung,
sondern auch zusätzlichen, durch Wärmeausdehnungen verursachten Beanspruchungen
ausgesetzt ist.
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Bei einer Drehtrommel der vorliegenden Art sollte daher die Befestigung
zwischen Trommelmantel und Zahnkranz folgende Anforderungen erfüllen: - Ubertragung
des Drehmomentes vom Zahnkranz auf Trommelmantel durch in Umfangsrichtung angreifende
Kräfte; - Kompensation von Durchmesseränderungen des Trommelmantels (bei wärmebedingten
Durchmesseränderungen des Mantels und nahezu konstant bleibendem Durchmesser des
Zahnkranzes);
- exakte Axial- und Radialführung des Zahnkranzes
für eine genaue Kontrolle des Taumelschlages und Höhenschlages des Zahnkranzes (Rundlaufmessung);
- elastisch nachgiebige Befestigung des Zahnkranzes auf dem Trommelmantel zur Erzielung
eines optimalen Tragbildes an den Zahnflanken von Zahnkranz und Antriebsritzel;
- Vermeidung übermäßiger Wärmespannungen innerhalb der Zahnkranzbefestigung selbst
sowie - Ausrichtung des Zahnkranzes mit vertretbarem, relativ niedrigem Konstruktionsaufwand.
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Aus der Praxis sind verschiedene Drehrohr-Ausführungsformen bekannt,
die zwar die eine oder andere der obengenannten Anforderungen erfüllen,dazu jedoch
meist einen verhältnismäßig großen Bauaufwand erfordern. So ist es beispielsweise
bekannt, die Brückenplatten zur Abstützung des Zahnkranzes auf dem Trommelmantel
auf den Halterungsböcken aufzuschweißen, während der Zahnkranz sich auf dem mittleren
Bereich der Brückenplatten abstützt, wo er mit diesen Brückenplatten verschraubt
ist. Wenn bei dieser bekannten Ausführungsform größere radiale Wärmeausdehnungen
des Trommelmantels gegenüber dem Zahnkranz auftreten, dann kommt es zu unerwünschten
Durchbiegungen und Verformungen der mit den Halterungsböcken fest verbundenen Brückenplatten.
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Ferner ist zu beachten, daß jede Brückenplatte einen radialen Abstand
vom Trommelmantel aufweist und sich
daher nicht so stark erwärmt
wie der Trommelmantel, so daß der Trommelmantel sich in axialer Richtung stärker
ausdehnt als die Brückenplatten. Diese unterschiedlichen Wärmeausdehnungen führen
zu weiteren unerwünschten Beanspruchungen der Brückenplatten, der Halterungsböcke
sowie der Verbindungsschweißnähte.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehtrommel der
im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art zu schaffen, die die eingangs
erwähnten Anforderungen an die Befestigung zwischen Zahnkranz und Trommelmantel
mit verhältnismäßig einfachen konstruktiven Mitteln erfüllt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches
1 angeführten Merkmale gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Drehtrommel ergibt sich durch die Ausbildung
der Halterungsböcke einerseits eine formschlüssige Führung und Halterung der Brückenbleche
und somit des Zahnkranzes in Umfangsrichtung bzw. in tangentialer Richtung des Trommelmantels,
während durch das Zusammenwirken der Brückenplatten mit den axialen Anschlägen eine
formschlüssige axiale Führung und Halterung der Brückenbleche auf den Halterungsböcken
und somit des Zahnkranzes auf dem Trommelmantel gewährleistet ist. Da bei dieser
formschlüssigen Verbindung zwischen Halterungsböcken und Brückenplatten keine Befestigungen
mit Hilfe von Schrauben, Schweißnähten und dgl. vorhanden sind, besteht innerhalb
ausreichender Grenzen
ein genügendes Spiel sowohl in axialer als
auch in radialer Richtung, um entsprechende Wärmedehnungen insbesondere des Trommelmantels
kompensieren zu können; wegen des Fehlens von Schraub-, Schweiß-oder ähnlichen festen
Verbindungen zwischen den Halterungsböcken und den Brückenplatten werden Eigenspannungen
in den verschiedenen Halterungsteilen von vornherein vermieden, ohne daß dadurch
die zuverlässige, sichere und elastische Halterung des Zahnkranzes auf dem Trommelmantel
beeinträchtigt wird. Diese vorteilhafte Ausbildung der formschlüssigen Halterung
bzw. Befestigung des Zahnkranzes auf dem Trommelmantel bedingt - im Vergleich zu
bekannten Ausführungen - nur einen relativ niedrigen Konstruktionsaufwand.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter
Ausführungsbeispiele. Es zeigen Fig.1 eine Teil-Querschnittsansicht durch eine Drehtrommel
im Bereich eines auf dem Trommelmantel angeordneten Zahnkranzes; Fig.2 eine Aufsicht
auf eine Brückenplatte mit zugehörigen Halterungsböcken; Fig.3 eine Seitenansicht
der aus Brückenplatte und Halterungsböcken bestehenden formschlüssigen Verbindung
(entsprechend Fig.2);
Fig. 4 einen L&ngsschnitt cntlang der
T,inie IV-IV in Fig. 2 zur Darstellung des Kaltzustandes dieser Verbindungsstelle;
Fig. 5 eine gleiche Längsschnittansicht wie Fig.4, jedoch zur Veranschaulichung
des - warmen -Betriebszustandes der Verbindungsstelle gemäß Fig. 2; Fig. 6,7 zwei
Längsansichten (zum Teil geschnitten) von zwei verschiedenen weiteren Ausführungsbeispielen
einer formschlüssigen Verbindungsstelle; Fig. 8 eine Aufsicht auf die in Fig. 7
gezeigte Ausführungsform; Fig. 9 eine zum Teil geschnittene Längsansicht einer anderen
Ausführungsform der Verbindungsstelle.
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In Fig. 1 ist die erfindungsemäß ausgebildete Drehtrommel 1 nur zum
Teil veranschaulicht. Sie besitzt einen Trommelmantel 2, auf dem ein Zahnkranz 3
üblicher Ausführung so angeordnet ist, daß sein Innenumfang einen radialen Abstand
der Außenseite des Trommelmantels 2 aufweist.
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Durch seinen Innenumfang 3a wird der Zahnkranz 3 auf dem Trommelmantel
2 über eine Anzahl von in Umfangsrichtung verteilten, formschlüssigen Verbindungsstellen
4 abgestützt, die gleiche Umfangsabstände voneinander besitzen.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in den Fig. 2 bis 5 veranschaulicht
ist, besitzt jede Ver-
bindungsstelle 4 eine sich in axialer Richtung
erstreckende, im wesentlichen rechteckige Brückenplatte 5, auf deren mittlerem Abschnitt
sich der Zahnkranz 3 abstützt und damit in üblicher Weise verschraubt ist, sowie
zwei die beiden axialen Enden jeder Brückenplatte 5 halternde, mit entsprechendem
Abstand in Trommelachsrichtung auf dem Trommelmantel 2 befestigte Halterungsböcke
6. Die Halterung der Brückenplatten 5 mittels der Halterungsböcke 6 erfolgt so,
daß die Brückenplatten 5 und daher auch der Innenumfang 3a des Zahnkranzes 3 einen
ausreichenden Abstand vom Trommelmantel 2 aufweist, wobei sich durch die Abstützung
des Zahnkranzes 3 auf dem Mittelabschnitt der Brückenplatten 5 eine so elastische
Halterung ergibt, daß stets ein möglichst optimales Tragbild zwischen den Zahnflanken
dieses Zahnkranzes 3 und eines - nicht näher veranschaulichten - Antriebszahnritzels
gewährleistet ist.
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Die Halterungsböcke 6 sind alle gleichartig ausgebildet und enthalten
(vgl. insbesondere Fig.3) je zwei Seitenschenkel 7, 8, die an beiden Längsseiten
5a, 5b der zugehörigen Brückenplatte 5 lose anliegen und gegenüber dieser Brückenplatte
in radialer Richtung nach außen vorstehen. Ferner enthält jeder Halterungsbock 6
einen die beiden Seitenschenkel 7, 8 fest verbindenden Tragsteg 9. Jeder Halterungsbock
könnte somit grundsätzlich aus einem einzigen Metallstück hergestellt bzw. herausgearbeitet
sein. Es wird jedoch vorgezogen, die Halterungsböcke 6 jeweils bügelartig auszubilden,
wobei die Seitenschenkel 7, 8 mit ihren radial inneren Enden auf dem
Trommelmantel
2 befestigt sind und der Tragsteg 9 gegenüber den äußeren freien Enden 7a, 8a der
beiden zugehörigen Seitenschenkel 7, 8 um ein Maß radial nach innen versetzt ist,
das etwas größer ist als die Dicke der zugehörigen Brückenplatte 5; die Seitenschenkel
7, 8 und der Tragsteg 9 sind fest miteinander verschweißt, und auch die Verbindung
zwischen Seitenschenkel 7, 8 und Trommelmantel 2 erfolgt durch Verschweißen. Es
ergibt sich auf diese Weise eine äußerst stabile und zuverlässige Ausführungsform
für die Halterungsböcke 6, ohne daß dabei jedoch eine zu starke Wärmeleitung vom
Trommelmantel 2 in Richtung Brückenplatte 5/ Zahnkranz 3 gegeben ist.
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.Die Brückenplatten 5 besitzen im Bereich jedes ihrer axialen Enden
5c, 5d einen mit dem zugehörigen Halterungsbock 6 in losen Abstützeingriff kommenden
axialen Anschlag, der bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen an der Unterseite
dieser Brückenplatte 5 befestigten Anschlagklotz 10 gebildet wird.
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Die hier in Frage stehenden Ausführungsformen der Drehtrommel 1 werden
bevorzugt als Drehrohröfen, Trocken- oder Kühltrommeln, Trommelmühlen und dergleichen,
also für Fälle eingesetzt, in denen vor allem der Trommelmantel 2 während des Betriebes
im allgemeinen großen Wärmeausdehnungen ausgesetzt ist.
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Aus diesem Grunde wird der Zahnkranz 3 auch mit entsprechendem radialen
Abstand vom Trommelmantel formschlüssig gehaltert. Die formschlüssigen Verbindungen
zwischen jeder Brückenplatte 5 und den beiden zugehörigen Halterungsböcken 6 müssen
daher
den maximal möglichen Wärmeausdehnungen des Trommelmantels
2 und den dadurch möglichen unterschiedlichen Relativbewegungen dieser Halterungselemente
sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung Rechnung tragen.
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Aus den zuletzt genannten Gründen wird daher bei der Montage insbesondere
der Verbindungsstellen 4 zweckmäßig so vorgegangen, daß im kalten Trommelzustand,
wie er in Fig.4 gezeigt ist, die Anschlagklötze 10 jeweils an den einander zugewandten
Stirnseiten 6a, 6b zweier zu einer Brückenplatte 5 gehörenden Halterungsböcke 6
spielfrei anliegen; die entsprechende Brückenplatte 5 soll dagegen im Kaltzustand
der Drehtrommel 1 bzw. des Trommelmantels 2 ein radiales Spiel SR gegenüber ihren
zugehörigen Tragstegen 9 aufweisen (vgl. Fig.4), und zwar sollte dieses radiale
Spiel SR so groß bemessen sein, daß die Brückenplattenenden 5c, 5d erst bei der
maximal möglichen radialen Wärmeausdehnung des Trommelmantels 2 auf den zugehörigen
Halterungsbock-Tragstegen 9 aufliegen. Der zuletzt genannte warme Betriebszustand
des Trommelmantels 2 ist in Fig.5 veranschaulicht, in dem nicht nur die genannte
radiale Wärmeausdehnung, sondern auch eine axiale Wärmeausdehnung des Trommelmantels
2 erfolgt, so daß dann die durch die Anschlagklötze 10 gebildeten axialen -Anschläge
ein axiales Spiel SA gegenüber den ihnen zugewandten Stirnseiten 6a, 6b der entsprechenden
Halterungsböcke 6 aufweisen.
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In Fig.6 ist eine Abwandlung der anhand der Fig.2 bis 5 erläuterten
Ausführungsform einer Verbindungs-
stelle veranschaulicht; gleichartig
ausgebildete Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Beifügung eines Striches
versehen, so daß sich deren nochmalige Erläuterung erübrigt.
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In diesem Beispiel gemäß Fig.6 wird die Brückenplatte 5' jeder formschlüssigen
Verbindungsstelle 4' wiederum mit ihren beiden axialen Enden 5c', 5d' von gleichartigen
Halterungsböcken 6' gehaltert. An der Unterseite der Brückenplatte 5' ist in diesem
Falle eine Anschlagplatte 11 befestigt, deren beide axialen Stirnenden 11a, 11b
bis zu den axialen Endbereichen der Brückenplatte 5' reichen und die axialen Anschläge
bilden, die sich an denselben Stellen befinden, wie es insbesondere anhand der Fig.4
und 5 (Anschlagklötze 10) geschildert worden ist.
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Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit für die axialen Anschläge ist
in den Fig.7 und 8 veranschaulicht.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die Brückenplatten 5" sowie
die jeweils zugehörigen beiden Halterungsböcke 6" gleichartig zu denen der vorhergehenden
Beispiele ausgebildet sein, so daß der Grundaufbau jeder formschlüssigen Verbindungsstelle
4" nicht nochmals erläutert werden muß.
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Das Besondere dieses Ausführungsbeispieles ist wiederum in der Ausbildung
und Anordnung der an jeder Brückenplatte 5" vorgesehenen axialen Anschläge zu sehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeder axiale Anschlag in Form eines hochkant
an der Unterseite, und zwar im Bereich jedes axia-
len Brückenplattenendes
5c", 5d", der Brückenplatte 5" befestigten Anschlagwinkels 12 ausgebildet. Hierbei
bildet jeweils der eine Schenkel 12a des Anschlagwinkels 12 den axialen Anschlag,
der mit der ihm zugewandten Stirnseite 6a" bzw. 6b" in losen Abstützeingriff kommt,
während der andere Winkelschenkel 12b in Richtung des zugehörigen axialen Plattenendes
5c", 5d" weist und parallel dazu verläuft; so daß er den zugehörigen Tragsteg 9"
des Halterungsbockes 6" mit einem Spiel untergreift, das dem weiter oben anhand
von Fig.4 geschilderten maximalen Radialspiel 5R zwischen Brückenplatte 5 und Halterungsbock
6 entspricht. Auf diese Weise ergibt sich zusätzlich und mit einfachen konstruktiven
Mitteln eine Sicherung der erzielten Halterung und Abstützung.
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Ein viertes Ausführungsbeispiel für die konstruktive Ausführung der
Verbindungsstellen zeigt Fig. 9. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel für eine Verbindungsstelle
4''' kann hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Brückenplatte 5''' und der
Halterungsböcke 6''' weitgehend auf die Erläuterungen der entsprechenden Elemente
(gleiche Bezugszahlen ohne Beistrich) verwiesen werden.
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Der wesentliche Unterschied dieses vierten Ausführungsbeispieles (Fig.
9) gegenüber den vorhergehenden ist vor allem in der Anordnung der Anschläge 1 3
zur axialen Begrenzung der Brückenplatten 5''' zu sehen. In diesem Falle sind nämlich
an den einander abgewandten axialen Stirnseiten 6'''c und 6'''d
der
beiden je einer Brückenplatte 5''' zugeordneten Halterungsböcke 6''' die axialen
Anschläge 13 befestigt, vorzugsweise angeschweißt. Jeder dieser axialen Anschläge
13 kann - ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 2 bis 5) - in Form eines
Anschlagklotzes ausgebildet sein; er ist dabei etwa in der radialen Höhe der zugehörigen
Brückenplatte 5''' fest angebracht, so daß er mit der zugehörigen axialen Stirnfläche
5'''e bzw.
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5lllf der Brückenplatte 5''' zusammenwirken kann.
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Die Brückenplatte 5"' selbst kann in diesem Falle als einfache flache
oder leicht gewölbte (in Anpassung an den Innendurchmesser des Zahnkranzes) Stahlplatte
ausgebildet sein.
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Eine Drehtrommel, der die Verbindungsstellen 4''' gemäß Fig. 9 zugeordnet
werden, kann in der gleichen Weise, wie es im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel
gemäß den Fig. 2 bis 5 im einzelnen erläutert worden ist, eingesetzt werden, also
insbesondere für Fälle, in denen die Drehtrommel während des Betriebes Wärmedehnungen
unterworfen wird, so daß vor allem der Trommelmantel beträchtlichen Wärmeausdehnungen
ausgesetzt ist. Fig. 9 zeigt dabei den warmen Betriebszustand des nicht näher veranschaulichten
Trommelmantels entsprechend der Erläuterung zu Fig. 5. Dies bedeutet, daß im kalten
Trommelzustand die axialen Stirnflächen 5''je, 5'''f der Brückenplatten 5"' an den
zugehörigen axialen Anschlägen 13 spielfrei anliegen, während die Brückenplatten
5' " ein radiales Spiel gegenüber ihren zugehörigen Halterungsbock-Tragstegen 9"'
aufweisen
(entsprechend den obigen Erläuterungen zur Fig.4).
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In Fig. 9 ist daher zu erkennen, daß im warmen Trommelmantelzustand
das radiale Spiel zwischen Brückenplatte 5''' und den Halterungsbock-Tragstegen
9''' weitgehend aufgehoben ist (durch eine entsprechende radiale Ausdehnung des
Trommelmantels), während dann durch die axiale Dehnung des Trommelmantels ein axiales
Spiel SA zwischen den Anschlagklötzen 13 und den ihnen zugewandten axialen Stirnflächen
5'''e bzw. 5'''f der Brückenplatte 5'' vorhanden ist.
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Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele zeigen somit deutlich, daß
die zwischen den Brückenplatten und den Halterungsböcken als axiale Begrenzungen
wirkenden Anschläge wahlweise sowohl an den Brückenplatten als auch an den Stirnseiten
der Halterungsböcke befestigt sein können.