DE4026590A1 - Schaufelrad mit einem tragkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad mit einem als Innenschale ausgebil­ deten, einwandig konischen Tragkörper, der auf der Schaufelradachse drehbar gelagert ist sowie einer mit dem Tragkörper zusammenwirkenden Einrichtung zur Aufnahme der Schaufeln am äußeren Umfang des Schaufelrades.

Durch die DE-PS 23 14 241 ist ein zellenloses Schaufelrad mit einem konisch gestalteten Tragkörper vorbekannt, der auf der Schaufelradachse drehbar gelagert ist und an dem ein die Schaufeln tragender Ringträger befestigt ist. Der Tragkörper besteht aus einer einzigen Tragscheibe, die in Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist. Diese Ausbildungsform bietet den Vorteil einer sehr einfachen Bauform, wobei Schweißarbeiten innerhalb eines Raumkörpers entfallen können. Darüber hinaus weisen diese Schaufelräder noch die Vorteile auf, daß keine Unverträglichkeiten der Verformung am Anschluß Rad - Welle sowie keine Steifigkeitssprünge gegeben sind. Ferner sind keine bzw. kaum Flächen vorhanden, die ein Festsetzen von Schmutz ermöglichen. Da in Abhängigkeit vom Durchmesser der Schaufelräder die Tragkörper nicht aus einem Stück gefertigt werden können, müssen hier Segmente hergestellt werden, die beim späteren Zusammenschweißen zu Problemen bei den Bautoleranzen führen. Ferner besteht die Gefahr, daß sich die aus relativ dünnem Blech bestehende Scheibe beim Schweißen verformt und so dem Schrott zugeführt werden muß. Alternative Herstellungsverfahren, wie z. B. Tiefziehen eines Bleches, können diese Nachteile jedoch überwinden.

Der DE-AS 10 73 402 ist ein Schaufelrad für Bagger zu entnehmen. Die auf der Schaufelradachse mittels zweier Lagerstellen abgestütze Nabe ist konisch ausgebildet und mit ihrem verjüngten Ende auf der von der Austrags­ seite abgewandten Seite des Schaufelrades angeordnet. Ferner sind die Austragsschurren an dem erweiterten Ende der Nabe angeschlossen und mit dem verjüngten Ende der Nabe mittels Stützstreben verbunden. Der die Schaufeln tragende Kranz ist mit der Nabe durch nicht radial zur Schaufelradachse verlaufende Speichen verbunden, die vorzugsweise tangential zu dem verjüngten Ende der Nabe verlaufen. Diese als Speichenrad bekannte Ausführungsform weist den Nachteil auf, daß verhältnismäßig viele Schweißarbeiten im Bereich des Innen- und des Außenumfanges des Schaufelrades vorgenommen werden müssen. Darüber hinaus besteht hier die Gefahr, daß sich relativ schnell Schmutz in den Freiräumen zwischen den Speichen ansammeln kann und somit die Funktion des Schaufelrades in Frage gestellt wird. Der Schmutz kann im Hinblick auf die offene Bauweise zwar leicht eingesehen werden, es ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, diesen zu entfernen.

Durch die DE-OS 26 09 965 ist ein Schaufelrad zum Verladen oder Handhaben von Schüttgut bekannt. Das Schaufelrad ist mit Fächern (Zellen) zum Entleeren des Schüttgutes versehen, wobei Zwischenwände in der Gehäusekonstruktion die Fächer für die Schaufeln bilden, die wenigstens teilweise am Rand der Gehäusekonstruktion offen sind, um Fördergut von den Schaufeln aufzunehmen und sich diagonal einwärts und in eine Richtung entgegen der Drehrichtung des Schaufelrades vom Rand der Gehäusekonstruktion erstrecken. Die Fächer sind mit Ableitflächen versehen, die sich radial einwärts und in einem Winkel in Richtung der Schaufelraddrehung von einer Seitenfläche der Gehäusekonstruktion gegen eine Austrittskante von vergrößerter Länge in der zweiten Seitenfläche der Gehäusekonstruktion geneigt sind. Diese verhältnismäßig aufwendig bauende, auch als Zellenrad bekannte Ausbildungsform baut einerseits verhältnismäßig schwer und weist andererseits den Nachteil auf, daß unzählige Bleche und Steifen an den Seitenwänden des Schaufelrades vorgesehen werden müssen. Das Schaufelrad setzt sich aus einer Vielzahl von Kammern zusammen, wobei die Schweißnähte absolut unzugänglich sind. Es werden große Flächen gebildet, an denen sich Schmutz ansammeln kann. Auch hier sind zwei Lagerstellen notwendig, um die aufwendige Konstruktion abstützen zu können. Insbesondere bei Haldenräumgeräten (Schaufelrädern) ist der Vorteil gegeben, daß die geneigten Flächen der Zellen, die sich radial nach innen erstrecken, dem Materialablauf zuträglich sind und somit bei auftretenden schweren Brocken die sich innen anschließende Gutaufgabestelle (Förderband) geschont wird.

Die bisher im Einsatz befindlichen Schaufelräder setzen sich somit aus den sogenannten zellenlosen Schaufelrädern, den Speichenrädern sowie den Zellenschaufelrädern zusammen, wobei die robust ausgeführten Zellenräder auch für schwierigere Einsatzfälle verwendet werden können.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist, das im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruches beschriebene Schaufelrad dahingehend weiterzu­ bilden, daß ein Schaufelrad mit den Vorzügen eines einwandigen zellenlosen sowie eines Zellenschaufelrades konzipiert wird, wobei die Nachteile der Doppelwandigkeit eines Zellenrades vermieden werden sollen.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß in radial entgegengesetzter Fortführung des Tragkörpers in Richtung der Einrichtung eine äußere Schale nach Art eines Faltwerkes auf dem Tragkörper angeordnet ist, das in seinem radial äußeren Umfangsbereich mit Trennwänden zur Bildung von Zellen verse­ hen ist. Die Nachteile des Zellenrades (Zweiwandigkeit mit zwei Lagerstel­ len) werden zugunsten des einwandigen zellenlosen Rades vermieden, wobei die Vorteile des Zellenrades (guter Materialfluß) erhalten bleiben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Erfindungsgegenstand spiegelt somit ein einwandiges Zellenschaufelrad wider, wobei auf eine der beiden Seitenwände der herkömmlichen Zellenradausführung verzichtet werden kann und die Vorteile des zellenlosen Schaufelrades vollständig gewahrt bleiben. Es sind nach wie vor keine Hohlräume vorhanden, die sich mit Schmutz füllen und damit die Stabilität der Schaufelräder gefährden könnten. Ferner sind keine Steifigkeitssprünge (Stufen usw.) vorhanden, die zu Ermüdungsschäden führen. Darüberhinaus entstehen keine Schäden aus der Unverträglichkeit der Verformung am Anschluß Rad - Welle.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schaufelrades mit verschie­ denen Schnitten,

Fig. 2 Schnitt gemäß der Linie A-A durch das Schaufelrad gemäß Fig. 1,

Fig. 3 Schnitt gemäß der Linie B-B durch das Schaufelrad gemäß Fig. 1,

Fig. 4 Schnitt gemäß der Linie C-C durch das Schaufelrad gemäß Fig. 1,

Fig. 5 teilweise Abwicklung der äußeren Schale des Schaufelrades gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in der Seitenansicht das erfindungsgemäße Schaufelrad 1. Dargestellt ist die Nabe 2, mit welcher es drehbar auf einer nicht weiter dargestellten Antriebswelle befestigbar ist. Ausgehend von der Nabe 2 erstreckt sich im wesentlichen radial eine Innenschale 3 in Form eines Kegelstumpfmantels. Daran angeformt ist eine Außenschale 4 in Form eines Faltwerkes, wobei Innenschale 3 und Außenschale 4 durch Schweißen mitein­ ander verbunden sind. Das Faltwerk 4, das in den Fig. 4 und 5 näher behandelt wird, besteht aus einer Vielzahl gleichartiger trapezförmig ausgebildeter Bleche 5, die ebenfalls durch Schweißen fest miteinander verbunden sind und die Form eines polygonalen Kegelstumpfes aufweisen. Auf den Knicken 6 der ebenen Fläche der einzelnen Bleche 5 sind senkrecht dazu angeordnete Trennwände 7 vorgesehen. Aus Gründen der Steifigkeit können neben den Trennwänden 7 sogenannte Schottbleche 8 vorgesehen werden, die zusammen mit den Trennwänden 7 Kästen 9 bilden. Auf den geneigten Flächen 10 der Bleche 5 sind zum Zwecke des Schonens Schleißbleche 11 aufgeschweißt. Die äußere Umfangsfläche 12 des Schaufelrades 1 weist einen ebenfalls polygonalen Querschnitt auf. Im Bereich der äußeren Umfangsfläche 12 sind im Querschnitt etwa kastenförmige Einrichtungen 13 (Ringträger) vorgesehen, die einen ebenfalls polygonalen Querschnitt aufweisen und zur Aufnahme der nur angedeuteten Schaufeln 14 dienen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß Linie A-A. Erkennbar ist die Innenschale 3 samt Nabe 2, die Außenschale 4 sowie die Zellen 15. Ferner erkennbar sind die Kästen 16 der Einrichtungen 13 mit den hinteren Aufnahmeelementen 17 für die Schaufeln 14. Darüber hinaus sind die den Materialablauf fördernden Schleißbleche 11 dargestellt, die auf den geneigt verlaufenden Flächen der Bleche 5 mit geringem Abstand zueinander aufgeschweißt sind.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Schaufelrad gemäß Fig. 1 entsprechend der Linie B-B. Erkennbar ist die Nabe 2, die Innenschale 3, die Außenschale 4, die Kästen 16 sowie die vorderen Aufnahmeelemente 18 für die Schaufeln 14. Auf der geneigten Fläche der Außenschale 4 sind die bereits angesprochenen Schleißbleche 11 aufgeschweißt.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch Fig. 1 entsprechend der Linie C-C. Erkennbar sind die auf den Knicken 6 senkrecht stehenden Trennwände 7 und die daneben angeordneten Schottbleche 8. Die einzelnen Zellen 15 werden jeweils durch eine Trennwand 7 und ein Schottblech 8 gebildet.

Fig. 5 zeigt eine Teilabwicklung der äußeren Schale 4. Erkennbar sind die einzelnen trapezförmigen Bleche 5 mit den Knicken 6, den hervorgehobenen Trennwänden 7, den Schottblechen 8 sowie den Schleißblechen 11.

Claims (10)

1. Schaufelrad mit einem als Innenschale ausgebildeten, einwandig konischen Tragkörper, der auf der Schaufelradachse drehbar gelagert ist, sowie einer mit dem Tragkörper zusammenwirkenden Einrichtung zur Aufnahme der Schaufeln am äußeren Umfang des Schaufelrades, dadurch gekennzeichnet, daß in radial entgegengesetzter Fortführung des Tragkörpers (3) in Rich­ tung auf die Einrichtung (13) eine äußere Schale (4) nach Art eines Faltwerkes auf dem Tragkörper (3) angeordnet ist, welches in seinem radial äußeren Umfangsbereich mit Trennwänden (7) zur Bildung von Zellen (15) versehen ist.

2. Schaufelrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faltwerk der äußeren Schale (4), in radialer Richtung gesehen, aus einer Vielzahl von etwa trapezförmig ausgebildeten Blechen (5) geformt ist.

3. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (5) dergestalt durch Schweißen miteinander verbunden sind, daß ein Faltwerk nach Art eines polygonalen Kegelmantels mit einer Vielzahl von Knicken (6) gebildet wird.

4. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Knicken (6) der ebenen Flächen der Bleche (5) die Trennwände (7), im wesentlichen senkrecht dazu verlaufend, angeordnet sind.

5. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, in Umfangsrichtung gesehen, zumindest teilweise neben den Trennwänden (7) Schottbleche (8) zur Bildung von Kästen (9) auf den ebenen Flächen der Bleche (5), im wesentlichen senkrecht dazu verlaufend, angeordnet sind.

6. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (7) sowie die Schottbleche (8) in radialer Richtung so ange­ ordnet sind, daß sich ihr Abstand zueinander radial nach innen hin verringert.

7. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch im Bereich der trapzeförmigen Bleche (5) vorgesehene Schleißbleche (11).

8. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Innen- (3) und Außenschale (4) durch Schweißen miteinander verbunden sind, wobei im Bereich der Schweißstelle, in Umfangsrichtung gesehen, die Kegelmantelfläche der Innenschale (3) der Polygonfläche der Außenschale (4) oder umgekehrt einander angeglichen sind.

9. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (4) bzw. die am Außenumfang (12) vorgesehenen Zellen (15) zur Aufnahme der Schaufeln (14) dergestalt ausgebildet sind, daß die geometrische Form eines Polygons gebildet wird.

10. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schaufeln (14) aufnehmende Einrichtung (13) durch zwei stirnseitig an der äußeren Schale (4) angeformte, insbesondere als Kästen (16) ausgebildete Polygonringe gebildet ist.