DE3633892A1 - Lagerungssystem fuer die trommel einer ofenanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lagerungssystem für die Trommel einer Ofenanlage, das am Ein- und/oder Auslauf der Anlage angeordnet ist und ein an der Trommel angebrachtes Tragsystem umfaßt, das mit einem Außenring in Verbindung steht.

Bei Ofenanlagen, die eine Metalltrommel aufweisen, sind der­ artige Lagerungssysteme so ausgebildet, daß die Tragsysteme über Laschen, Flansche, Speichen mit der Trommel verschweißt sind. Es sind auch bereits Systeme entwickelt worden, bei de­ nen eine hydraulische Einspannung der Trommel erfolgt.

Die hier in Rede stehenden Lagersysteme betreffen sowohl den Fall, bei dem der Antrieb der entsprechenden Trommel der Ofen­ anlage über das Lagersystem erfolgt, als auch den Fall, bei dem das Lagersystem eine reine Lagerungsfunktion der Trommel besitzt. Die in Rede stehenden Lagersysteme können ferner am Ein- und Auslauf der Ofenanlage oder nur am Ein- oder Auslauf derselben angeordnet sein, wobei im letztgenannten Fall die weitere Lagerung der Trommel über andere Möglich­ keiten erfolgen kann.

Bei den vorstehend erwähnten Metalltrommeln bereitet es keine Schwierigkeiten, ein entsprechendes Lager- bzw. Tragsystem vorzusehen, da hierbei die einzelnen Teile der Konstruktion und das Tragsystem mit der Trommel verschweißt werden können. Auch kann mit einer vorstehend erwähnten hydraulischen Ein­ spannung der Trommel gearbeitet werden, da die Trommel als solche hohen Drücken ausgesetzt werden kann, ohne dabei be­ schädigt zu werden. Anders liegen die Dinge jedoch bei Trommeln, die aus nichtmetallischen Werkstoffen bestehen, wie beispielsweise aus Keramik, Glas, Quarz, Si-Karbid etc. Derartige Trommeln sind weit weniger belastbar und können an den entsprechenden Lagerstellen nur begrenzt Kräften aus­ gesetzt sein. Darüberhinaus lassen sich bei solchen Trommeln nicht die bei metallischen Materialien möglichen Ver­ bindungsarten, wie beispielsweise Schweißen, anwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lagersystem der angegebenen Art zu schaffen, das für besonders empfind­ liche Trommeln geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Lagerungssystem der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Tragsystem mindestens zwei mit der Trommelaußenfläche in Reibkontakt stehende Klemmbacken und ein in Umfangsrichtung der Trommel elastisch am Außenring gelagertes Rahmenelement umfaßt, das über ein eine Radialbewegung der Trommel in eine Drehbewegung des Rahmenelementes umwandelndes Gestänge mit jedem Klemmbacken verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich somit im wesentlichen durch zwei Aspekte aus. Zum ersten erfolgt die Verbindung zwischen der Trommel und dem Tragsystem über Reibkontakt, wobei die entsprechende Kontaktpressung so bemessen ist, daß bei einer Drehbewegung des Außenringes, die über das Trag­ system der Trommel mitgeteilt wird, eine Mitnahme der Trom­ mel über die Klemmbacken erreicht wird, d.h. im wesentlichen keine Relativverschiebung zwischen der Trommeloberfläche und den Klemmbacken auftritt. Zum zweiten ist das gesamte Tragsystem elastisch gelagert, so daß Ausdehnungen und Kontraktionen der Trommel in Radialrichtung vom Tragsystem selbst kompensiert werden, ohne daß Verspannungen im Lagerungssystem auftreten, die entsprechende Beanspruchungen der Trommel hervorrufen und zu Beschädigungen derselben führen können. Erfindungsgemäß wird diese elastische Lagerung dadurch verwirklicht, daß die erwähnte Radialbe­ wegung der Trommel, beispielsweise durch Temperaturänderungen hervorgerufen, über ein entsprechend ausgebildetes Gestänge in eine Drehbewegung bzw. Umfangsbewegung umgesetzt wird, welche dann elastisch in den Außenring eingeleitet wird. Durch diese elastische Aufnahmemöglichkeit erfolgt eine Verschiebung des Rahmenelementes relativ zum Außenring in Umfangsrichtung bzw. Drehrichtung, so daß die von den Klemmbacken auf die Trommeloberfläche ausgeübte Kontakt­ pressung im wesentlichen konstant bleibt und keine erhöh­ ten Beanspruchungen der Trommel an den Lagerstellen resul­ tieren.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann jeder Klemmbacke ein Rahmenelement zugeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch eine Lösung, bei der ein einziges Rahmenelement für mehrere Klemmbacken vorgesehen ist, da hierdurch eine weitere Ver­ gleichmäßigung der auftretenden Belastungen sowie eine noch bessere Kompensation von Trommelverformungen im Lagerungs­ system erreicht wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist das den Klemmbacken mit dem Rahmenelement verbindende Gestänge als Winkelelement ausgebildet, das in seinem Winkelpunkt drehbar an einem am Außenring befestigten Element gelagert ist und dessen Enden mit dem Rahmenelement und den Klemmbacken gelenkig verbunden sind. Bei dieser Lösung wird somit bei einer Ausdehnung der Trommel in Radialrichtung das Winkelelement um seinen Drehpunkt verschwenkt, wobei diese Schwenkbe­ wegung dem Rahmenelement mitgeteilt wird, das hierdurch - je nach seiner Ausgestaltung - etwa in Umfangsrichtung der Trommel um ein dem Schwenkgrad des Winkelelementes ent­ sprechendes Maß bewegt wird. Wie erwähnt, wird diese gering­ fügige Bewegung des Rahmenelementes durch dessen elastische Lagerung am Außenring kompensiert, so daß der Außenring im wesentlichen nicht mit entsprechenden Kräften beaufschlagt wird. Die elastische Lagerung kann beispielsweise durch Kompression bzw. Elongation einer Feder erfolgen, wie später noch im einzelnen erläutert werden wird.

Das zur Lagerung des Winkelelementes dienende, am Außenring befestigte Element kann beispielsweise als radial einwärts verlaufende Platte ausgebildet sein, die mit dem Außenring verschweißt ist. Je nach der Zahl der vorhandenen Klemmbacken und diesen zugeordneten Winkelelementen können mehrere von derartigen Platten am Außenring angeordnet sein. Diese Platten übernehmen somit auch die Tragefunktion für das entsprechende Rahmenelement.

Die elastische Lagerung des Rahmenelementes erfolgt zweck­ mäßigerweise über eine zwischen einem Flansch des Rahmen­ elementes und einem Radialflansch des Außenringes angeordnete Feder. Die Zahl der elastischen Lagerpunkte und somit der Federn ist variabel und hängt im wesentlichen von der Form des Rahmenelementes und der Zahl der Klemmbacken bzw. Winkelelemente ab. Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Zahl der Lagerpunkte des Rahmenelementes mit der Zahl der Klemmbacken übereinstimmt, so daß jedem Klemmbacken ein elastischer Lagerpunkt zuge­ ordnet ist. Die Feder ist vorzugsweise als auf einer Führungs­ stang angeordnete Schraubenfeder ausgebildet, die zwischen dem Flansch des Rahmenelementes und einer Kontermutter ge­ spannt ist. Das bedeutet, daß bei einer Drehbewegung des Rahmenelementes im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeiger­ sinn die Feder entweder weiter zusammengepreßt oder entspannt wird. Im Normalfall, d.h. im spannungsfreien Zustand der Trommel, sollte die Feder so unter Vorspannung stehen, daß die Klemmbacken mit einem zum Mitnehmen der Trommel aus­ reichenden Druck gegen die Trommeloberfläche gepreßt werden. Es versteht sich, daß dieser Anpreßdruck durch Verstellen der Kontermutter variiert werden kann. Bei einer Anordnung von mehreren Lagerpunkten für das Rahmenelement kann man eine solche Ausführungsform verwirklichen, bei der nur eine Kontermutter angezogen ist, während die anderen Kontermuttern mit Spiel arbeiten. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die entsprechenden Einstellvorgänge lediglich an einem Lagerpunkt durchgeführt werden müssen. Diese Ausführungsform erweist sich auch dann von Vorteil, wenn die entsprechenden Reib­ beläge der Klemmbacken ausgetauscht werden müssen, da hierbei der Montageaufwand verringert wird.

Der Klemmbacken selbst weist zweckmäßigerweise einen mit seiner Innenfläche an die Krümmung der Trommeloberfläche angepaßten flachen Klemmteil und einen im Rücken des Klemm­ teiles angeordneten Lagerteil zur Verbindung mit dem Ge­ stänge auf. Die Innenfläche des Klemmteiles, die die ent­ sprechende Reibfläche für den Kontakt mit der Trommelober­ fläche (Mitnehmerfunktion) bildet, kann in irgendeiner be­ kannten Weise den erforderlichen Reibungskoeffizienten erhalten, beispielsweise über die Anordnung von ent­ sprechenden Reibbelägen, ein Anrauhen der Kontaktfläche etc. Um ein Verkanten der Klemmbacken zu verhindern, wird vorzugsweise eine Zweipunktauflage gewählt, bei der die Innenfläche des Klemmteiles zwei im Abstand angeordnete Reibflächen aufweist, die mit der Trommeloberfläche in Kontakt treten. Als Material zum Belegen der Innenfläche des Klemmteiles kommt ein solches mit hohem Reibungs­ koeffizienten in Frage, das, je nach dem Anwendungszweck der Ofenanlage, entsprechend temperaturbeständig ist. Bei­ spielsweise Feuerfestfilz, die bei Kraftfahrzeugen ver­ wendeten Bremsbeläge etc.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß jeweils zwei Klemmbacken benachbart zuein­ ander angeordnet und über ein Bügelelement (Prinzip Waage­ balken) miteinander verbunden sind, an dem das die Ver­ bindung mit dem Rahmenelement herstellende Gestänge ange­ bracht ist. Diese Ausführungsform bietet die Möglichkeit, bei einer relativ geringen Zahl von Lagerpunkten am Rahmen­ element eine relativ große Zahl von Kontaktstellen mit der Trommel vorzusehen.

Was die Zahl der Klemmbacken und der Lagerpunkte am Rahmen­ element anbetrifft, so hat sich eine Ausführungsform der Er­ findung als besonders geeignet erwiesen, bei der das Trag­ werk drei Klemmbacken aufweist und über eine Dreipunkt­ lagerung am Außenring befestigt ist. Es versteht sich, daß hierbei die Klemmbacken in gleichen Abständen um die Trommeloberfläche herum angeordnet sind. Sie sind je­ weils über ein Winkelelement mit einem etwa dreieckförmigen Rahmenelement verbunden. Die jeweiligen Dreiecksspitzen des Rahmenelementes sind vorzugsweise über einen etwa parallel zum Außenring verlaufenden Abschnitt abgeflacht, wobei die Winkelelemente etwa mittig gelenkig mit diesen Ab­ schnitten verbunden sind. Die Lagerpunkte des Rahmenele­ mentes, d.h. die entsprechenden Rahmenflansche, sind hier­ bei an den Dreiecksseiten des Rahmenelementes angeordnet, wobei die jeweilige Feder mit Führungsstange sich etwa parallel zur jeweiligen Dreiecksseite erstreckt und am entsprechenden Radialflansch des Außenringes, der gegenüber dem Flansch des Rahmenelementes versetzt angeordnet ist, befestigt ist.

Wie die vorstehenden Ausführungen zeigen, läßt sich somit durch die erfindungsgemäße Lösung ein Lagerungssystem (Mitnehmersystem) für die Trommel einer Ofenanlage verwirk­ lichen, mit dem besonders empfindliche Trommeln, beispiels­ weise aus Keramik etc., beschädigungsfrei gelagert werden können. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Lagerungs­ system stellt eine elastische Lagerung der Trommel zur Verfügung, mit der Formänderungen der Trommel, insbesondere durch Temperaturschwankungen, kompensiert werden können, ohne daß dabei Spannungen im Lagerungssystem auftreten. Ferner kann hierdurch ein Losschlagen der Trommel in der Lagerung in wirksamer Weise verhindert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Lagerungssystems für die Trommel einer Ofenanlage; und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lagerungssystem 1 umfaßt ein Tragsystem für die Trommel 17 einer Ofenanlage, das mit einem Außenring 2 in Verbindung steht. Ein der­ artiges Lagerungssystem 1 ist in der Regel am Einlauf bzw. Auslauf der Ofenanlage angeordnet und kann sowohl als Mit­ nehmer fungieren, bei dem eine Antriebskraft über das Lagerungssystem auf die Trommel übertragen wird, um diese in Drehungen zu versetzen, oder als reines Lagerungssystem, bei dem das System selbst nicht angetrieben wird.

Fig. 1 zeigt den Aufbau des Tragsystems, das ein etwa drei­ eckförmiges Rahmenelement 18 umfaßt, welches im Inneren des Außenringes 2 angeordnet ist. Das Rahmenelement 18 besitzt gleich lange Schenkel 10 und gleichlange kurze Schenkel 9. Die jeweiligen Schenkel sind mit einander verschweißt, so daß sich ein starres Gesamtgebilde ergibt.

An den drei kurzen Schenkeln 9 des Rahmenelementes 18 ist jeweils ein Winkelelement 19 gelenkig gelagert. Das Winkel­ element 19 besteht aus einem langen Schenkel 8 und einem kurzen Schenkel 7. Der kurze Schenkel 7 ist gelenkig am Lagerteil 5 eines Klemmbackens 20 gelagert, dessen flacher, gekrümmt ausgebildeter, plattenförmiger Klemmteil 4 mit der Oberfläche der Trommel 17 der Ofenanlage in Kontakt steht. Das Winkelelement ist in seinem Winkelpunkt 21 schwenkbar an einem mit dem Außenring 2 verschweißten, von diesem radial einwärts verlaufenden Plattenelement 3 gelagert. Es sind insgesamt drei Klemmbacken 20 vorgesehen, die in gleichen Ab­ ständen um die Trommeloberfläche herum angeordnet sind. Je­ der Klemmbacken 20 ist über ein zugehöriges Winkelelement 19 am Rahmenelement 18 gelagert.

Wie Fig. 1 zeigt, weist der Klemmteil 4 eines jeden Klemm­ backens 20 auf seiner Innenfläche an zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen Reibbeläge 6 auf, die bei­ spielsweise aus feuerfestem Filz bestehen können. Diese Reib­ beläge stellen sicher, daß eine gute Kontaktpressung zwischen den Klemmbacken und der Trommel stattfindet, so daß das La­ gerungssystem seine Mitnehmerfunktion ausüben kann.

Die Trommel 17 selbst besteht bei dem hier dargestellten Aus­ führungsbeispiel aus Keramik, so daß sich herkömmliche Lagerungsformen über angeschweißte Tragsysteme nicht verwirk­ lichen lassen. Das dargestellte Lagerungssystem sieht eine elastische Trommellagerung vor, so daß entsprechende Form­ änderungen der Trommel ohne den Aufbau von Spannungen kom­ pensiert werden können.

Die Lagerung des Rahmenelementes 18 am Außenring 2 erfolgt in elastischer Weise über eine Schraubenfeder 15, die auf einer Führungsstange 14 sitzt. Diese Führungsstange 14 er­ streckt sich zwischen einem Radialflansch 11, der sich vom Außenring 2 einwärts erstreckt, und einem Flansch 13, der sich von der längeren Seite des dreiecksförmigen Rahmenele­ mentes nach außen erstreckt. Die Führungsstange 14 ist durch in den beiden Flanschen angeordnete Löcher geführt. Die Schraubenfeder 15 stützt sich mit einem Ende am Flansch 13 des Rahmenelementes 18 ab, während das andere Federende durch eine mit der Führungsstange 14 verschraubte Konter­ mutter 16 fixiert wird. Die Kontermutter 16 kann mehr oder weniger angezogen werden, so daß auf diese Weise die von der Feder auf den Flansch 13 ausgeübte Vorspannung reguliert werden kann.

Der in Fig. 2 gezeigte Schnitt verdeutlicht die Verbindung des Klemmbackens 20 mit dem Rahmenelement 18. Der Klemm­ backen 20 (im Schnitt tritt nur der Klemmteil 4 in Er­ scheinung) ist gelenkig mit dem kurzen Schenkel 7 des Winkelelementes 19 verbunden. Der kurze Schenkel 7 geht in den langen Schenkel 8 (zwei im Abstand voneinander ange­ ordnete Schenkelteile) über, wobei das Winkelelement am Winkelpunkt 21 über einen Drehzapfen am Plattenelement 3 gelagert ist, welches mit dem Außenring 2 verschweißt ist. Am oberen Ende des längeren Schenkels des Winkelementes 20 ist dieses gelenkig an der kurzen Seite 9 des dreieck­ förmigen Rahmenelementes 18 gelagert.

Das vorstehend beschriebene Lagerungssystem funktioniert in der folgenden Weise. Wenn die Ofenanlage nicht in Betrieb ist, d.h. die Trommel 17 keinen erhöhten Temperaturen ausge­ setzt ist, ist die Feder 15 über die Kontermutter 16 so ein­ gestellt, daß die Klemmteile 4 der Klemmelemente 20 einen ausreichenden Reibungskontakt mit der Trommeloberfläche aufweisen, so daß bei einer Drehung des Außenringes 2 die Trommel 17 über die Klemmbacken mitgenommen wird. Befindet sich die Ofenanlage im Betrieb und erfährt die Trommel auf­ grund der vorhandenen erhöhten Temperaturen eine radiale Ausdehnung, so werden die jeweiligen Klemmbacken 20 eben­ falls radial nach außen bewegt. Die zugehörigen Winkelele­ mente 19 werden dadurch um den Punkt 21 verschwenkt, so daß das Rahmenelement 18 geringfügig gedreht wird. Diese Dreh­ bewegung des Rahmenelementes wird durch die jeweiligen Fe­ dern 15, die dadurch weiter zusammengepreßt werden, kompensiert. Hierdurch wird auch im verformten Zustand der Trommel eine spannungsfreie Lagerung derselben erreicht. Zieht sich die Trommel wieder zusammen, erfolgt ein Rückwärtsschwenken der Winkelelemente 19, so daß sich die jeweiligen Federn 15 wie­ der entspannen.

Abschließend sei noch bemerkt, daß die Verbindung des Winkel­ elementes 19 mit dem Rahmenelement 18 über ein Gelenk er­ folgt, daß eine beschränkte Radialbewegung des Winkelele­ mentes relativ zum Rahmen zuläßt. Wenn nämlich das Winkel­ element 19 um seinen Drehpunkt gedreht wird, führt sein Befestigungspunkt am Rahmenelement 18 eine Drehbewegung um den Drehpunkt aus und keine Bewegung, die exakt paral­ lel zum Außenring 2 verläuft. Um eine solche Radialbewe­ gung des entsprechenden Gelenkpunktes zu ermöglichen, be­ sitzt das Winkelelement vorzugsweise ein Langloch bzw. einen Schlitz, in das bzw. den ein am Rahmenelement ange­ ordneter Bolzen vorsteht. Da die hier beschriebenen Bewe­ gungen keine großen Strecken umfassen, kann die entsprechen­ de Länge des Langloches bzw. Schlitzes relativ gering sein.

Claims (9)

1. Lagerungssystem für die Trommel einer Ofenanlage, das am Ein- und/oder Auslauf der Anlage angeordnet ist und ein an der Trommel angebrachtes Tragsystem umfaßt, das mit einem Außenring in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragsystem mindestens zwei mit der Trommelaußenfläche in Reibkontakt stehende Klemmbacken (20) und ein im Umfangsrichtung der Trommel (17) elastisch am Außenring (2) gelagertes Rahmenele­ ment (18) aufweist, das über ein eine Radialbewegung der Trommel (17) in eine Drehbewegung des Rahmenelementes (18) umwandelndes Gestänge mit jedem Klemmbacken (20) verbunden ist.

2. Lagerungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das den Klemmbacken (20) mit dem Rahmenelement (18) verbindende Gestänge als Winkelelement (19) ausgebildet ist, das in seinem Winkel­ punkt drehbar an einem am Außenring (2) befestigten Element gelagert ist und dessen Enden mit dem Rahmen­ element (18) und dem Klemmbacken (20) gelenkig verbunden sind.

3. Lagerungssystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das am Außenring (2) be­ festigte Element als radial einwärts verlaufendes Platten­ element (3) ausgebildet ist.

4. Lagerungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmen­ element (18) über eine zwischen einem Flansch (13) des Rahmenelementes und einem Radialflansch (11) des Außen­ ringes (2) angeordnete Feder elastisch gelagert ist.

5. Lagerungssystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Feder als auf einer Führungsstange (14) angeordnete Schraubenfeder (15) aus­ gebildet ist, die zwischen dem Flansch (13) des Rahmen­ elementes (18) und einer Kontermutter (16) gespannt ist.

6. Lagerungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbacken (20) einen mit seiner Innenfläche an die Krümmung der Trommeloberfläche angepaßten flachen Klemm­ teil (4) und einen im Rücken des Klemmteiles (4) ange­ ordneten Lagerteil (5) zur Verbindung mit dem Gestänge aufweist.

7. Lagerungssystem nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenfläche des Klemm­ teiles (4) zwei im Abstand angeordnete Reibflächen (6) aufweist.

8. Lagerungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Klemmbacken benachbart zueinander angeordnet und über ein Bügelelement miteinander verbunden sind, an dem das die Verbindung mit dem Rahmenelement herstellende Gestänge angebracht ist.

9. Lagerelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß es drei Klemmbacken (20) aufweist, die in gleichen Abständen um die Trommeloberfläche herum angeordnet und jeweils über ein Winkelelement (19) mit einem etwa dreieckförmigen Rahmenelement (18) verbunden sind.