DE68917737T2 - Schneckenförderer. - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Material entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
STAND DER TECHNIK
• Innerhalb des Gebietes der Materialhandhabung werden Schraubenförderer verwendet, die ein Spiralgewinde (Schraubengewinde) aufweisen, das aus flachem gewalztem Stahl hergestellt ist, der auf seine Kante gestellt ist, d.h. eine Schraube ohne mechanische Mittelwelle, wobei die Schraube einem U-förmigen Weg folgt oder in einem Gehäuse angeordnet ist und um ihre geometrische Mittelachse gedreht wird. In der folgenden Beschreibung werden der Ausdruck "wellenloser Schraubenförderer", "wellenloses Schraubengewinde" und "wellenlose Schraube" häufig verwendet werden, um einen Schraubenförderer mit einem Spiralgewinde der obigen Konstruktion zu bezeichnen.
• US-A-4 091 693 zeigt ein Maschinenteil, das als eine Transporteinrichtung verwendet werden kann und aus zwei Komponenten besteht, die in der derselben Richtung gewickelt und in Radialrichtung aufeinander angeordnet sind. Die äußere Komponente ist in einer bogenförmigen Nut angeordnet, die auf der Oberfläche ausgebildet ist, die den äußeren Durchmesser der inneren Komponente bildet.
• Vorbekannte wellenlose Schraubenförderer haben viele Vorteile wie z.B. geringes Gewicht, einfache Konstruktion, niedrige Herstellungskosten, im allgemeinen hohe Förderkapazität, hohe Betriebszuverlässigkeit, kleines Risiko von Beschädigung usw.. Als Ergebnis gibt es viele Bestrebungen, das Anwendungsgebiet des wellenlosen Schraubenförderers zu erweitern, um so Materialien zu erfassen, die bisher nicht oder nur mit Schwierigkeiten (niedrige Kapazität, hohe Antriebsausgangsleistung, beträchtliche Abnutzung) mit Hilfe von wellenlosen Schraubenförderern gefördert worden sind.
• Beispiele solcher Materialien sind Materialien, die leicht kompaktiert werden und als Ergebnis hiervon eine komprimierte Materialschicht in dem Förderer zwischen der Schraube und dem Gehäuse bilden. In der folgenden Beschreibung wird der Ausdruck "dichte" Materialien für solche Materialien verwendet werden, die zum Beispiel aus Erde, Kompost, feinkörnigem Sand, Schlamm mit hohem TS-Gehalt (Anteil an Trockensubstanz), Flugasche usw. bestehen.
• Ein wellenloser Schraubenförderer ist bei vielen physikalischen Anwendungen nur an seinem einen Ende gelagert, dem Antriebsende, wo er auch mit einer Antriebseinheit verbunden ist. In der Regel wird die Antriebseinheit auch als Lager für die wellenlose Schraube verwendet. Sogar wenn die wellenlose Schraube eine verhältnismäßig große mechanische Stärke in ihrer axialen Richtung hat, ist sie in der Radialrichtung so elastisch, daß die Schraube in einem leeren Schraubenförderer gegen die untere innere Oberfläche des U-förmigen Weges oder Gehäuses schon nach einer Schraubenwindung oder wenigen Schraubenwindungen anliegt. Bei gewissen physischen Anwendungen sind solche Schraubenförderer extrem lang, wobei Längen von 30 bis 50 m nicht ungewöhnlich sind. Die Elastizität in Radialrichtung wird verwendet, um dem Schraubengewinde die Möglichkeit zu geben, in Radialrichtung ausgelenkt zu werden, wenn Materialstücke zwischen dem Gewinde und zum Beispiel der Wand des Gehäuses eingeklemmt werden. Hierdurch wird das Risiko beseitigt, daß die wellenlose Schraube durch eine langandauernde Deformation in Axial- und/oder Radialrichtung beschädigt wird.
• Bei der Konstruktion und Herstellung des wellenlosen Schraubenförderers werden Versuche gemacht, um ein Spiralgewinde oder Schneckengewinde zu realisieren, das in Radialrichtung flexibel ist, aber in Axialrichtung von der Anordnung her so stabil wie möglich ist. Versuche werden hierbei unternommen, dieses Ziel zu erreichen, indem mehr und mehr robuste - und vor allem - breitere Stahlabmessungen verwendet werden und so "harte" Qualitäten wie möglich zu verwenden. Vorbekannte übliche Stahlabmessungen sind 50 x 20, 60 x 25 und 80 x 25 mm. Die Verwendung eines "harten" Stahls ist auch vom Gesichtspunkt der Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung vorteilhaft. Ein einschränkender faktor ist jedoch, daß harte Stähle schwierig zu formen sind. Der Fachmann wird leicht verstehen, daß bei der Herstellung eines Spiralgewindes aus flachgewalztem Stahl die Härte und Abmessungen des Stahls und die Krümmungsradien des Spiralgewindes (innerer und äußerer) zusammen die einschränkenden Parameter bilden, innerhalb derer Konstrukteure und Hersteller aus technischen und ökonomischen Gründen bleiben müssen.
• Ein Schraubengewinde des oben erwähnten Typs leidet unter dem Nachteil, daß bei gewissen physischen Anwendungen - und insbesondere, wenn "dichte" oder schwere Materialien gefördert werden sollen - es durch das Material, das verschoben werden soll, angehoben wird, da das sich drehende Gewinde gegen das Material nur mit seinem eigenen Gewicht anliegt. Insbesondere bei physischen Anwendungen, bei denen das Schraubengewinde großen axial gerichteten Kräften ausgesetzt ist, zum Beispiel da es in einer Vorrichtung mit großer Verschiebungskapazität enthalten sein soll und/oder zum Verschieben schwerer Materialien ausgebildet ist, ist es notwendig, bei der Dimensionierung des Schraubengewindes dem Schraubengewinde eine so große mechanische Stärke zu geben, daß die Dicke des Schraubengewindeblattes, d.h. dessen Ausdehnung im wesentlichen im rechten Winkel zur Radialrichtung des Schraubengewindes, es mit sich bringt, daß die Anlageoberfläche des Schraubengewindes gegen das Substrat groß werden wird, wodurch der Anliegedruck des Schraubengewindes (Kraft pro Oberflächeneinheit) gegen das Substrat niedrig sein wird. Dies führt wiederum zu der Konsequenz, daß Schraubenförderer, die eine wellenlose Spirale enthalten, bei gewissen physischen Anwendungen nicht verwendet werden können, da das Schraubengewinde in nicht ausreichendem Maße nach unten in das Material eindringt, das verschoben werden soll. Die Natur des Materials selber beeinflußt die Tendenz der Schraube, sich darauf zu bewegen, und insbesondere, wenn das Material feinkörnig und schwer oder wenn es klebrig ist und die Tendenz hat am Boden des Förderweges oder Gehäuses anzuhaften, wird diese Tendenz, sich nach oben zu bewegen und sich darauf zu bewegen, verstärkt.
• Wie bereits erwähnt ist es von äußerster Wichtigkeit, daß das Spiralgewinde so ausgebildet ist, daß es in Axialrichtung anordnungsmäßig stabil ist. Die Ganghöhe des Schraubengewindes hat Einfluß auf die axiale Anordnungsstabilität, da bei einer kürzeren Ganghöhe das Schraubengewinde leichter elastisch nachgibt und kompressibler ist. Um eine annehmbare Stabilität in Axialrichtung zu erhalten, so findet eine Daumenregel Anwendung, daß die Ganghöhe des Schraubengewindes so ausgewählt wird, daß sie wenigstens gleich dem Durchmesser des Schraubengewindes ist. Damit die Transportkapazität nicht reduziert wird, ist es jedoch notwendig, in geneigten Installationen so kurze Gewindeganghöhen wie möglich zu verwenden. Wie bereits erwähnt bringt eine reduzierte Ganghöhe eine verringerte mechanische Anordnungsstabilität in Axialrichtung mit sich, d.h. das Schraubengewinde wird mehr federnd nachgiebig. Als Ergebnis, um die Anordnungsstabilität aufrechtzuerhalten, wird das Schraubengewinde dicker gemacht, was natürlich mit sich bringt, daß die Anlageoberfläche gegen die Unterlage anwächst. Wie dies oben erwähnt wurde, ist eine große Anlageoberfläche nachteilig und ist besonders empfindlich bei einem geneigten Förderer, da bei einer solchen Konstruktion es schon die Neigung alleine mit sich bringt, daß der Anlagedruck verringert wird, und als Ergebnis wird der Anhebeeffekt des Materials auf das Schraubengewinde vergrößert. Außerdem ist für optimale Verwendung der Transportkapazität des förderer ein hoher Füllgrad erforderlich, was weiter diesen Anhebeeffekt vergrößert. Die einander widersprechenden Ausbildungs- und Konstruktionserfordernisse führen zu einem ernsthaften Dilemma.
• In einem geneigten förderer ist häufig ein unerwünscht hoher Füllgrad in seinem unteren Bereich vorhanden, da zum Beispiel feinkörniges Material sich in einem gewissen Ausmaß nach rückwärts über die Blätter des Spiralgewindes bewegt. Hierdurch sammelt sich Material im unteren Bereich des Förderers, was weiter die Anhebewirkung auf das Schraubengewinde in diesem unteren Bereich verstärkt. Diese Schwierigkeiten sind bisher dadurch überwunden worden, daß Führungsflügel innerhalb des Gehäuses an Stellen oberhalb des Spiralgewindes angeschweißt worden sind, damit das Schraubengewinde nicht durch das geförderte Material hochgehoben wird. Solche Führungsflügel leiden jedoch unter dem Nachteil, daß sie die Reibung erhöhen, was zu erhöhter Abnutzung und zur Notwendigkeit einer größeren Antriebskraft führt, was natürlich zu erhöhten Kosten für die Anlage führt. Darüber verringern die Führungsflügel die Möglichkeit, daß das Schraubengewinde in Radialrichtung sich "wegschlängeln" kann, wenn Materialstücke zwischen dem Schraubengewinde und der Wand des Weges oder Gehäuses eingeklemmt werden. Als Ergebnis hiervon, wird das Schraubengewinde größeren mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, und das Risiko der Beschädigung des Schraubengewindes wächst an. Eine Vergrößerung der mechanischen Stärke des Schraubengewindes selbst ist keine Lösung dieser Probleme, da der Anhebeeffekt des geförderten Materials dadurch verstärkt wird und die Gefahr des Verklemmens und Blockierens noch mehr anwächst. Es können wieder miteinander in Konflikt stehende Entwurfs- und Konstruktionsbedingungen festgestellt werden.
• Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, in der die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Dies wird dadurch erreicht, daß das Spiralgewinde in Übereinstimmung mit dem ausgebildet ist, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 offenbart ist.
• Die vorliegende Erfindung realisiert die Kombination eines Spiralgewindes, das in Axialrichtung starr ist, einer kleinen Anlageoberfläche gegen die Unterlage und einer verhältnismäßig kleinen Gewindeganghöhe im Spiralgewinde. Die vorher erwähnte Gewindeganghöhe wird mit beibehaltener oder erhöhter Gewindeganghöhe in der zentralen Gewindespirale, die erfindungsgemäß verwendet wird, erreicht, d.h. beibehaltene oder erhöhte axiale mechanische Stärke derselben im Vergleich mit vorbekannten Spiralgewinden, während gleichzeitig die äußere Gewindespirale eine erhöhte Blatthöhe, d.h. Antriebsoberfläche für die zu fördernden Güter, in dem Transportschraubengewinde ergibt, das die beiden Schraubenspiralen aufweist. Da die äußere Schraubenspirale für die Anlageoberfläche des Transportschraubengewindes bestimmend ist, wird erfindungsgemäß auch eine angemessene Dimensionierung der mechanischen Stärke der zentralen Schraubenspirale und dadurch mechanische Stärke des Transportschraubengewindes erreicht. Das Transportschraubengewinde wird daher eine große Fähigkeit aufweisen, axial gerichtete Kräfte während des Betriebes aufzunehmen, ohne eine andauernde Deformierung zu erleiden. Die äußere Schraubenspirale verringert die Anlageoberfläche gegen die Unterlage des Transportschraubengewindes und wird bei vielen physischen Anwendungen verwendet, um die gesamte Antriebsoberfläche (Transportoberfläche) zu erhöhen, mit der das Transportschraubengewinde zur Abgabeöffnung der Vorrichtung gerichtet ist. Die beschriebene Erhöhung der Ganghöhe der zentralen Gewindespirale macht es möglich, im Vergleich zum Stand der Technik die axiale Anordnungsstabilität des gesamten Schraubengewindes zu erhöhen oder die Materialdicke in der mittigen Gewindespirale und dadurch den Materialverbrauch hierfür zu verringern.
• Ein weiterer Vorteil, der mit der Erfindung verbunden ist, besteht darin, daß es bei gewissen Ausführungsformen möglich ist, durch Anpassung der Orientierung der Anlageoberfläche der äußeren Gewindespirale gegen die Unterlage sicherzustellen, daß die äußere Gewindespirale und dadurch das Transportschraubengewinde eine Tendenz zeigt, sich nach unten in das Material einzuarbeiten (nach unten einzudringen in das Material), das gefördert wird, eine Eigenschaft, die im Falle von Material von besonderem Wert ist, das mächtige Anhebungseigenschaften in bezug auf das Transportschraubengewinde aufweist. Indem bei gewissen Ausführungsformen der Oberfläche der äußeren Gewindespirale, die von der Mittelachse weg zeigt, eine Orientierung gegeben wird, die von der Orientierung einer Gehäuseoberfläche eines imaginären Zylinders mit einer Mittelachse abweicht, die im wesentlichen mit derjenigen des Transportschraubengewindes zusammenfällt, wobei in diesem Falle bewirkt wird, daß die Oberfläche etwas nach außen zur inneren Oberfläche des Gehäuses in der Richtung zum Abgabeende des Transportschraubengewindes gerichtet ist, wird die Fähigkeit, nach unten in das geförderte Material einzudringen, verstärkt werden, und dadurch wird die Transportkapazität des Transportschraubengewindes erhöht.
• Bei gewissen physischen Anwendungen weist die erwähnte schräg geneigte Oberfläche nur einen Teil der Oberfläche der äußeren Gewindespirale auf, die von der Mittelachse weg zeigt, während der restliche Teil derselben im wesentlichen parallel in bezug auf das umgebende Gehäuse angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird die nach unten steuernde Tendenz der Anlagekräfte gegen die Unterlage kompensiert, die in Verbindung mit der Oberfläche auftritt, die im wesentlichen parallel zur Mittelachse angeordnet ist.
• Die vorliegende Erfindung besitzt auch einen beträchtlichen Vorteil vom Gesichtspunkt der Herstellung her, der zu verbesserten Eigenschaften des Transportschraubengewindes führt. Um notwendige mechanische Stärke der Transportgewindeschraube zu erreichen, wobei man aber doch vernünftige Herstellungskosten beibehält, wird der flachgewalzte Stahl kalt in die Gewindespiralen umgeformt, aus denen das Transportschraubengewinde aufgebaut ist. In diesem falle wird Gebrauch gemacht von einer Stahlqualität, die so hart und dauerhaft ist wie möglich. Das Kaltformen ist besonders schwierig bei großen Abmessungen des flachgewalzten Stahls, wenn dieser verwendet wird, um eine Gewindespirale zu erzeugen, deren innerer Durchmesser klein ist, und wobei der Unterschied zwischen den äußeren und inneren Durchmessern der Gewindespirale groß ist. Als Ergebnis der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kombination einer mittigen Gewindespirale und einer äußeren Gewindespirale, wird die Größe des Unterschiedes zwischen den äußeren und inneren Durchmessern jeder der Gewindespiralen verringert. Darüber hinaus sind der innere Durchmesser der äußeren Gewindespirale groß und im Zusammenhang damit die Durchmesserunterschiede der äußeren Gewindespirale klein, während diese gleichzeitig aus flachgewalztem Stahl von kleineren Abmessungen hergestellt ist, was es möglich macht, äußerst harten Stahl beim Kaltformen der äußeren Gewindespirale zu verwenden, wenn dies notwendig ist. Natürlich wird durch solche Mittel ein äußerst gutes Maß an Dauerhaftigkeit des Teils des Transportschraubengewindes erreicht, der gegen die Unterlage anliegt, und als Ergebnis hiervon eine lange Betriebsdauer für das Transportschraubengewinde.
• Zusätzliche zweckmäßige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
• Die vorliegende Erfindung und ihre Gesichtspunkte werden besser aufgrund der folgenden kurzen Beschreibung der beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
• In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Förderer;
• Fig. 1a einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1; und
• Fig. 2-5 teilweise Querschnitte durch alternative Ausführungsformen von Transportschraubengewinden gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigen Fig. 1 und 1a eine Ausführungsform einer Vorrichtung 1, die einen Förderer 3 einschließt, in dem ein Transportschraubengewinde 6 enthalten ist, das als ein Gewindeschraubenblatt 60 geformt ist, das als Spirale ausgebildet ist und keinerlei mechanische Mittelwelle aufweist. Das Transportschraubengewinde ist in einem Weg 30, zum Beispiel einem U-förmigen Weg oder einem Gehäuse angeordnet. Bei physischen Anwendungen, in denen der Weg ein Gehäuse bildet, umgibt dieses wenigstens teilweise das Transportschraubengewinde in dessen Umfangsrichtung. An dem einen Ende der Förderers ist eine Abgabeöffnung 2 angeordnet, und an seinem anderen Ende ist eine Zuführstation 4 zum Zuführen (Pfeil A) von Material (Transportgütern) 40 zum Förderer unter Zwischenschaltung einer Einfüllungseinrichtung 31, zum Beispiel einem Trichter, angeordnet. In Verbindung mit der Einfüllstation ist das Transportschraubengewinde mit einem Antriebsmittel 5 verbunden, das einen Motor 50 und eine Lager- und Getriebeeinheit 51 aufweist. Das Transportschraubengewinde 6 ist in der Getriebeeinheit und den Antriebsmitteln gelagert, um um seine geometrische Längsachse 15 gedreht zu werden.
• Das Transportschraubengewinde 6 weist eine innere zentrale Schraubenspirale 10 (siehe auch die Fig. 2 bis 5), das aus einem schnecken- oder schraubenförmigen flachgewalzten Stahl 11 gebildet ist, der auf seinen Rand gestellt ist, und eine äußere Gewindespirale 20 auf, die in Verbindung mit dem Rand 12 der mittigen Gewindespirale, der von der geometrischen Mittelachse 15 des Transportschraubengewindes 6 weg zeigt, angeordnet ist. Dieser Rand hat eine Oberfläche 16, die zum Gehäuse 30 gerichtet ist und sich im wesentlichen über die gesamte Länge der mittigen Schraubengewindespirale erstreckt. In der folgenden Beschreibung wird Verwendung gemacht werden von der Bezeichnung "Mittelachse 15", wenn die geometrische Mittelachse 15 des Transportschraubengewindes gemeint ist. Die äußere Gewindespirale hat eine Oberfläche 22, 22a, 22b, die von der Mittelachse 15 weg zeigt und in Axialrichtung des Transportgewindes eine geringere Ausdehnung hat als die Oberfläche 16 der mittleren Gewindespirale, die von der Mittelachse 15 weg zeigt, wobei zusätzlich die Oberfläche der äußeren Gewindespirale weiter weg von der Mittelachse 15 als die Oberfläche 16 der mittigen Gewindespirale angeordnet ist.
• In den Zeichnungen ist die Oberfläche der mittigen Gewindespirale, die zur Mittelachse 15 gerichtet ist, mit 13 bezeichnet, die Oberfläche, die zur Einfüllstation 4 gerichtet ist, ist mit 17 bezeichnet, und die Oberfläche, die zum Abgabebereich 2 gerichtet (die Antriebsoberfläche) hat die Bezugsziffer 14. für entsprechende Oberflächen der äußeren Gewindespirale wird von den Bezugsziffern 21, 21a; 25 bzw. 24 Gebrauch gemacht. In den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 5 bilden die Oberflächen 21, 21a der äußeren Gewindespirale 20, die zur Mittelachse 15 gerichtet sind, eine Schulter 26, 26a, die zwischen der Antriebsoberfläche 24 der äußeren Gewindespirale und der Antriebsoberfläche 14 der mittigen Gewindespirale ausgebildet ist. Bei gewissen Ausführungsformen ist die Oberfläche 21 der Schulter im wesentlichen im rechten Winkel zur Antriebsoberfläche 14 der mittigen Gewindespirale (siehe Fig. 2, 3 und 5) orientiert, während bei anderen Ausführungsformen (siehe Fig. 4) die Oberfläche 21a so gerichtet ist, daß ein stumpfer Winkel zwischen der Oberfläche und der Antriebsoberfläche 14 der mittigen Gewindespirale gebildet ist.
• Der innere Durchmesser der äußeren Gewindespirale 20 ist geringer als der äußere Durchmesser der mittigen Gewindespirale 10, wobei zusätzlich die äußere Gewindespirale mit einem Teil ihrer im wesentlichen radial gerichteten Oberflächen gegen eine der im wesentlichen radial gerichteten Oberflächen der mittigen Gewindespiralen anliegt. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die äußere Gewindespirale mit ihrer Oberfläche 25, die zur Einfüllstation 4 gerichtet ist, gegen die Oberfläche 14 an, die die mittige Gewindespirale zum Abgabebereich 2 wendet. Der äußere Durchmesser der äußeren Gewindespirale 20 ist größer als der äußere Durchmesser der mittigen Gewindespirale 10, was bedeutet, daß in einem schnecken- oder schraubenförmigen Bandbereich 23, der durch die Oberfläche 25 der äußeren Gewindespirale begrenzt ist, die zur Mittelachse 15 gerichtet ist, die äußere Gewindespirale die mittige Gewindespirale überlappt. Durch solche Mittel werden irgendwelche möglichen Probleme einer Durchmesserdiskrepanz der äußeren Gewindespirale und der mittigen Gewindespirale, die beim Verbinden der Spiralen (zum Beispiel durch Schweißen) aufgetreten sein könnten, beseitigt werden.
• Was die Oberfläche 22, 22a, 22b betrifft, die die äußere Gewindespirale von der Mittelachse 15 wegwendet, so hat diese Oberfläche bei gewissen Ausführungsformen eine Orientierung, die im wesentlichen parallel zu einem zylindrischen Gehäuse oder einer zylindrischen einhüllenden Oberfläche mit einer Mittelachse ist, die mit der Mittelachse 15 des Transportschraubengewindes zusammenfällt, während bei anderen Ausführungsformen die Oberfläche 22a, 22b eine Orientierung hat, die mit sich bringt, daß sie einen Winkel mit der Gehäuseoberfläche bildet. Bei gewissen Ausführungsformen ist die Oberfläche 22b nach außen zur inneren Oberfläche des Gehäuses in einer Richtung zum Abgabeende 7 des Transportschraubengewindes gerichtet (Fig. 5), und in anderen Ausführungsformen ist wenigstens ein Teil der Oberfläche 22a von der inneren Oberfläche des Gehäuses in einer Richtung zum Abgabeende des Transportschraubengewindes nach innen gerichtet (Fig. 4).
• Bei gewissen physischen Anwendungen sind die Antriebsoberflächen 24 und 14 der äußeren Gewindespirale und der mittigen Gewindespirale auf solche Weise angeordnet, daß sie im wesentlichen kontinuierlich ineinander übergehen.
• Bei Anwendungen, bei denen eine besonders kleine Anlageoberfläche des Transportschraubengewindes gegen die Unterlage verlangt wird, ist die äußere Gewindespirale, zumindest in einem Bereich 27, der der Oberfläche 22, 22a, 22b der äußeren Gewindespirale, die von der Mittelachse 15 weg zeigt, am nächsten ist, mit einem Querschnitt versehen, der sich mit wachsender Entfernung von der Mittelachse 15 verringert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der sich verringernde Querschnitt dadurch erreicht, daß die Oberfläche 25 der äußeren Gewindespirale, die zur Einfüllstation gerichtet ist, im Bereich 27 mit einer fase 28 oder entsprechender Ausbildung versehen ist, zum Beispiel einem Querschnitt, der dem Querschnitt eines Kegelstumpfes entspricht.
• In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die äußere Gewindespirale 20, zumindest in dem Bereich, der durch die von der Mittelachse 15 weg zeigende Oberfläche 22, 22a, 22b definiert ist, ein abnutzungsfestes Material auf.
• Material 40, das in die Vorrichtung 1 in Richtung des Pfeiles A über die Einfülleinrichtung 31 eingefüllt wird, fällt nach unten zum Bodenbereich des Weges 3 und wird bei Drehung des Transportschraubengewindes 6 von der Einfüllstation 4 der Vorrichtung und zu deren Abgabebereich 7 verschoben, um dort den Fördererweg zu verlassen. Die mittige Gewindespirale 10 hat eine solche Abmessung und eine solche Ganghöhe, die so ausgebildet sind, daß sie die mechanischen Beanspruchungen aufzunehmen vermag, für die berechnet wurde, daß das Transportschraubengewinde denselben im relevanten Anwendungsbereich ausgesetzt sein wird. Sogar bei einer großen Ganghöhe der mittigen Gewindespirale wird eine hohe Transportdurchsatzkapazität der Vorrichtung erhalten werden, dadurch daß die äußere Gewindespirale die Größe der Antriebsoberfläche des Transportschraubengewindes vergrößert, d.h. die Ausdehnung des Transportschraubengewindes in Radialrichtung und auch die Beziehung zwischen dem äußeren Durchmesser und der Ganghöhe des Schraubengewindes. Bei mechanischen Beanspruchungen, die auf das äußere Schraubengewinde wirken, werden diese zum größeren Teil zur mittigen Schraubenspirale geleitet und dadurch absorbiert.
• Es gibt daher eine beträchtliche freiheit der Wahl, was die Dicke der äußeren Gewindeschraube betrifft, d.h. deren Ausdehnung in Axialrichtung des Transportschraubengewindes 6. Außerdem gibt es eine beträchtliche Freiheit der Wahl in bezug auf die Form des Querschnitts der äußeren Gewindespirale und die Richtung der Oberfläche 22, 22a, 22b, die die äußere Gewindespirale von der Mittelachse 15 wegwendet. Hierbei wird es im allgemeinen immer möglich sein, die Anlageoberfläche 22, 22a, 22b des Transportschraubengewindes 6 an das Gewicht des Transportschraubengewindes und die Eigenschaften des Materials anzupassen, das in der Vorrichtung verschoben werden soll. Die Vergrößerung des Durchmessers des Transportschraubengewindes, die mit Hilfe der äußeren Gewindespirale erreicht wird, erleichtert auch die Optimierung der Beziehung zwischen dem Durchmesser des Transportschraubengewindes und der Ganghöhe des Transportschraubengewindes. Dies ist von besonderem Wert in geneigten förderern, für die die Transportdurchsatzkapazität des unteren Bereiches vollständig für die gesamte Kapazität des förderers bestimmend ist. Darüber hinaus hat die äußere Gewindespirale in der Regel eine Gesamtmasse, die beträchtlich geringer ist als die Masse der mittigen Gewindespirale sogar bei physischen Anwendungen, in denen beide Gewindespiralen eine im wesentlichen einander entsprechende radiale Blatthöhe haben. Als Ergebnis wird das Gesamtgewicht der Transportgewindeschraube in bezug auf vorbekannten Stand der Technik reduziert, bei dem das Transportschraubengewinde nicht in zwei getrennte Schraubengewindespiralen unterteilt ist, die zum Lösen von zwei im wesentlichen getrennten Unterproblemen in einer gemeinsamen Aufgabe für das Transportschraubengewinde ausgebildet und dimensioniert sind.
• Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 5, in denen die Schulter 26, 26a im Übergangsbereich zwischen den Antriebsoberflächen 14 und 24 der beiden Gewindespiralen gebildet ist, wird auch die Wirkung erreicht, daß bei Rotation des Transportschraubengewindes Material gegen die Oberfläche 21, 21a der Schulter angesammelt wird, was wesentlich ist zum Erhöhen des Anlagedrucks des Transportschraubengewindes gegen die Unterlage, d.h. das Material, das das Transportschraubengewinde verschiebt. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform tritt zwischen der schrägen Oberfläche 21a der Schulter 26a und dem Material 40, das durch das Transportschraubengewinde 6 während dessen Drehung gegen den Abgabebereich 2 des Förderers gedrückt wird, ein Wechselspiel von Kräften auf, das mit sich bringt, daß eine radiale resultierende Kraft in der Oberfläche 21a erzeugt wird, die von der Mittelachse 15 weggerichtet ist. Diese Resultierende trägt so dazu bei, den Anlagedruck des Transportschraubengewindes gegen die Unterlage zu erhöhen.
• Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die äußere Gewindespirale 20 mit einer Ausnehmung 29 in der Oberfläche 25 versehen ist, mit der die äußere Gewindespirale gegen die mittige Gewindespirale anliegt. Hierdurch wird eine unterstützende funktion der äußeren Gewindespirale erreicht, wenn diese - zum Beispiel bei Materialansammlung - radial gerichteten Kräften ausgesetzt ist. Die Ausführungsform macht es auch möglich, beim Punktschweißen der äußeren Gewindespirale an die mittige Gewindespirale die Schweißpunkte in größeren Entfernungen voneinander anzuordnen.
• Fig. 4 und 5 zeigen, wie die Oberfläche 22a, 22b der äußeren Gewindespirale, die von der Mittelachse 15 wegzeigt, eine "schräge" Orientierung hat. In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform hat die Oberfläche eine Orientierung, die es mit sich bringt, daß sie in Richtung zum Abgabebereich 2 des förderweges auch zur Mittelachse 15 gerichtet ist, während bei der Ausführungsform entsprechend Fig. 5 sie von der Mittelachse 15 in einer Richtung zum Abgabebereich 2 weggerichtet ist. Die erste dieser Ausführungsformen wird zum Beispiel ausgewählt, wenn - aus Gewichtsgründen - die Abmessungen des Transportschraubengewindes 6 und dadurch auch der äußeren Gewindespirale 20 minimalisiert werden sollen, und diese Minimalisierung bringt mit sich, daß die Ausdehnung der äußeren Gewindespirale in Axialrichtung des Transportschraubengewindes so klein sein wird, daß die Oberfläche 22a, die das äußere Schraubengewinde zur Unterlage wendet, viel zu leicht durch das Material hindurchdringen wird, das verschoben wird. Bei Drehung der Spirale würde ein solches Eindringen es mit sich bringen, daß die Anlageoberfläche des Transportschraubengewindes im wesentlichen in Anlage gegen die innere Grenzfläche des Förderweges selber kommt, wodurch ein unannehmbar schnelles Abnutzen des Transportschraubengewindes und/oder des Transportweges selbst auftreten würde. Als Ergebnis der oben erwähnten Orientierung und/oder Konstruktion der Oberfläche wird die Spirale in einem gewissen Ausmaß von der Unterlage nach oben geführt und kompensiert dafür, daß das geförderte Material das Transportschraubengewinde nicht "trägt". Das Material, das gefördert wird, bildet so eine die Abnutzung verringernde Schicht zwischen der Gewindespirale und der Unterlage. Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, daß die Größe Anhebeeffektes, den die schräge Orientierung der Oberfläche mit sich bringt, mittels der Orientierung der Oberfläche und/oder des Ausmaßes in Axialrichtung des Transportschraubengewindes geregelt wird. Es wird offensichtlich sein, daß bei gewissen physischen Anwendungen nur ein Teil der Oberfläche 22a der äußeren Gewindespirale 20, die von der Mittelachse 15 wegzeigt, in bezug auf die axiale Richtung des Transportschraubengewindes schräg angeordnet ist.
• Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Fähigkeit des Transportschraubengewindes, in das Material hinunter einzudringen, erhöht worden ist. Dies wird als Ergebnis der oben erwähnten Orientierung der Oberfläche 22b erreicht, was bedeutet, daß diese in einer Richtung zum Abgabebereich 2 von der Mittelachse 15 weggerichtet ist. Als Ergebnis der Verringerung der Ausdehnung der Gewindespirale 20 in Axialrichtung des Transportschraubengewindes im Bereich 27, der der Oberfläche des äußeren Schraubengewindes, die von der Mittelachse weg zeigt, am nächsten ist, wird der Anlagedruck und dadurch die Kapazität des Transportschraubengewindes, in das darunterliegende Material einzudringen, bei gewissen Ausführungsformen ebenfalls erhöht.
• Es sollte aus der obigen Beschreibung klar sein, daß durch die vorliegende Erfindung eine äußerst große Freiheit der Wahl bei der Dimensionierung des Transportschraubengewindes besteht. Betrachtete mechanische Stabilität, insbesondere in Axialrichtung des Transportschraubengewindes, und Optimierung der Beziehung zwischen der Ganghöhe und dem Durchmesser des Transportschraubengewindes wird zusammen mit der beabsichtigten Regulierung des Eindringens des Transportschraubengewindes in das geförderte Material in Abhängigkeit von der Natur des Materials erreicht werden. All dies führt zu einer verbesserten Transportdurchsatzkapazität und einer Ausdehnung des Anwendungsfeldes für Schraubenförderer mit wellenlosen Schrauben.

Claims (11)

1. Vorrichtung (1) zum Verschieben von Material (40), wobei das Material Komponenten verschiedener Größen, Dichte, Elastizität, Feuchtigkeitsgehalt usw. einschließt, wobei die Vorrichtung insbesondere zum Verschieben von dichtem Material wie zum Beispiel Flugasche, entwässertem Schlamm, Kompost, Erde, feinkörnigem Sand usw. ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung ein Transportschraubengewinde (6) einschließt, das als ein schnecken- oder schraubenförmiges Gewindeblatt (60) ohne eine mechanische Mittelachse ausgebildet und in einem Weg (3) angeordnet ist, der in der Regel als ein Gehäuse (30) ausgebildet ist, das das Transportschraubengewinde wenigstens teilweise in dessen Umfangsrichtung umgibt, wobei das Transportschraubengewinde eine äußere Gewindespirale (20) aufweist, die an einer mittigen Gewindespirale (10) befestigt ist, wobei die äußere Gewindespirale (20) eine Antriebsoberfläche (24), die zum Abgabeende (7) des Transportschraubengewindes gerichtet ist, und eine Oberfläche (22, 22a, 22b) aufweist, die von der geometrischen Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes weggerichtet ist, wobei die mittige Gewindespirale aus einem schnecken- oder schraubenförmigen flachgewalzten Stahl (11) besteht, der auf seine Kante gestellt ist und mit einer Antriebsoberfläche (14) zum Abgabeende (7) des Transportschraubengewindes gerichtet ist und mit einem äußeren Rand (12) von der geometrischen Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes weggerichtet ist, wobei eine Oberfläche (16) von der Mittelachse weggerichtet ist, wobei die mittige Gewindespirale einen äußeren Durchmesser hat, der größer ist als der innere Durchmesser der äußeren Gewindespirale, wobei die äußere Oberfläche (22, 22a, 22b) der von der geometrischen Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes wegzeigenden äußeren Gewindespirale (20) in Axialrichtung des Transportschraubengewindes (6) eine kürzere Ausdehnung hat als die äußere Oberfläche (16) der mittigen Gewindespirale, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile der von der geometrischen Mittelachse des Transportschraubengewindes (6) wegzeigenden äußeren Oberfläche (16) der mittigen Gewindespirale weiter entfernt sind von der Mittelachse als alle Teile der inneren Oberfläche (21, 21a) der äußeren Gewindespirale (20), und daß die Oberfläche (25) der äußeren Gewindespirale (20), die von dem Abgabeende (7) wegzeigt, in einem schrauben- oder schneckenförmigem Bandbereich (23) gegen die zum Abgabeende (7) gerichtete Oberfläche (14) der mittigen Gewindespirale (10) anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Gewindespirale (20) eine Schulter (26, 26a) mit der mittigen Gewindespirale (10) in dem Bereich bildet, wo die Antriebsoberfläche (24) der äußeren Gewindespirale und die Antriebsoberfläche (14) der mittigen Gewindespirale ineinander übergehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21a) der Schulter (26a), die zur Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes (6) gerichtet ist, während wenigstens eines Teils ihrer Ausdehnung in Axialrichtung der Spirale einen Winkel bildet in bezug auf eine zylindrische einhüllende Oberfläche mit einer Mittelachse, die im wesentlichen zusammenfällt mit der Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21a) der Schulter (26a), die zur Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes (6) gerichtet ist, wenigstens während eines Teils ihrer Ausdehnung in Axialrichtung des Transportschraubengewindes einen stumpfen Winkel mit der Antriebsoberfläche (14) der mittigen Gewindespirale bildet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsoberfläche (24) der äußeren Gewindespirale (20) einen im wesentlichen kontinuierlichen Übergang zur Antriebsoberfläche (14) der mittigen Gewindespirale (10) bildet.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der äußeren Gewindespirale (20) wenigstens in einem Bereich (27), der der Oberfläche (22, 22a, 22b) der äußeren Gewindespirale (20), die von der Mittelachse (14) des Transportschraubengewindes weggerichtet ist, am nächsten ist, mit wachsender Entfernung von der Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes abnimmt.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (22, 22a, 22b) der äußeren Gewindespirale (20), die von der Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes weggerichtet ist, im wesentlichen parallel mit einer zylindrischen einhüllenden Oberfläche mit einer Mittelachse ist, die im wesentlichen mit der Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes zusammenfällt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (22, 22a, 22b) der äußeren Gewindespirale (20), die von der Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes weggerichtet ist, wenigstens entlang eines Teils ihrer Ausdehnung in Axialrichtung des Transportschraubengewindes einen Winkel mit einer zylindrischen einhüllenden Oberfläche mit einer Mittelachse bildet, die mit der Mittelachse (15) des Transportschraubengewindes zusammenfällt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Gewindespirale (20) wenigstens in dem Bereich, der von der Oberfläche (22) der Mittelachse (15) der Transportgewindeschraube am weitesten entfernt ist, aus gegen Abnutzung widerstandsfähigem Material besteht.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Gewindespirale (20) aus einem Stahl besteht, der härter ist als der Stahl in der mittigen Gewindespirale (10).

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Gewindespirale (10) einen wesentlichen Bereich der äußeren Gewindespirale (20) überlappt.