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Schaufelrad für Bagger oder Absetzer
Die bei Baggern oder Absetzern
als Grabwerkzeug verwendeten bekannten Schaufelräder sind in der Regel derart gestaltet,
daß zur Aufnahme des gelösten Baggergutes aus den Baggereimern ein Schaufelradinnenraum
gebildet ist, der durch gegebenenfalls in ihrer Gesamtheit einen Kegelstumpfkörper
bildende, ungefähr unter 600 gegen die Schaufelradachse geneigte Schurrenbleche
begrenzt ist, die in dem Schaufelrad fest eingebaut sind. Dabei ist der so gebildete
Auslaufraum durch ebenfalls fest in den Schaufelradkörper eingebaute, die Fortsetzung
der Baggereimerrückwände nach innen bildende radiale Querwände in Zellen unterteilt,
die das zugeführte Baggergut über die Schaufelradachse anheben und dem seitlich
angeordneten Abförderband zuführen und von denen je eine Zelle entweder jedem Baggereimer
oder auch je zwei Baggereimern zugeordnet ist. Hierbei rutscht das Baggergut aus
den Zellen unter Wirkung seines Eigengewichtes auf das Abförderband.
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Ferner ist ein Baggerschaufelrad bekannt, das unmittelbar innerhalb
seines mit den Baggereimern besetzten Umfangs einen Leitschaufelkranz enthält, der
an den Schaufelradkörper fest angebaut ist und aus zwei seitlichen kastenartigen
Blechringen und aus die innere Verlängerung der Baggereimerrückwände bildenden Leitschaufeln
besteht, die in der Drehrichtung des Schaufelrades nach vorn gekrümmt sind. Der
Leitschaufelkranz ist nach innen offen und derart einseitig am Schaufelradkörper
angebracht, daß zwischen den waagerechten Innenkanten der Leitschaufeln ein Innenraum
verbleibt, in den von der anderen Schaufelradseite her eine feststehende Abfallschurre
schräg hineinragt, durch die das in der oberen Hälfte des Drehbereiches aus den
Leitschaufeln herausfallende Baggergut auf das neben dem Schaufelrad angeordnete
Abförderband geleitet wird.
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Auch bei diesem Schaufelrad erfolgt somit ebenso wie bei der zuvor
erwähnten, allgemein üblichen
Ausführungsart eines Schaufelrades
die Entleerung des Radinnenraumes unter der Wirkung des Eigengewichtes des Baggergutes,
also nicht derart zwangläufig, daß eine Gewähr für ein einwandfreies Entleeren des
Radinnenraumes gegeben ist. Besonders beim Baggern von feuchtem, klebrigem Gut macht
sich der tbelstand bemerkbar, daß das Baggergut zum Teil an den Wänden des Schaufelradinnenraumes
haftenbleibt, zumal dieser Innenraum durch Querwände bzw. Leitschaufeln in Zellen
unterteilt ist, wodurch viele Ecken und Berührungsflächen geschaffen sind. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Schaufelräder ist der, daß sie auf ihrer offenen Seite in
der aufwärts drehenden Hälfte durch einen feststehenden Blechsektor abgeschlossen
werden müssen, um ein vorzeitiges seitliches Herausfallen des Baggergutes aus dem
Schaufelrad zu verhindern, und daß dieser Blechsektor durch das ständig an ihm vorbeistreichende
Baggergut einem starken Verschleiß unterliegt.
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Die Erfindung bedient sich eines bei einem zur Aufnahme und Förderung
des Gutes dienenden Förderring bekannten ununterbrochen durchlaufenden, rinnenförmigen
und nach einer Seite offenen Ringraumes, in dem das in einem unteren Bereich des
Förderringes aufgegebene Gut durch Fliehkraftwirkung zu einem oberen Bereich desselben
gefördert und dann mittels eines schräg von unten her in den Ringraum hineinragenden
Ausstreichers zwangläufig ausgetragen und auf ein seitlich des Förderringes angeordnetes
Abförderband geleitet wird. Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten
Schaufelräder dadurch, daß der Ringraum nach dem Inneren des Schaufelrades hin durch
eine mit umlaufende zylindrische oder annähernd zylindrische Mantelfläche begrenzt
ist und die Umfangsgeschwindigkeit des Schaufelrades so gewählt wird, daß im oberen
Bereich des Schaufelrades sowohl das in dem Ringraum als auch das in den Schaufeln
befindliche Baggergut durch Schwerkraftwirkung auf die zylindrische Mantelfläche
fällt und von dieser bis zum Auftreffen auf den Ausstreicher mitgenommen wird.
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Die seitliche Öffnung des Ringraumes braucht nur so groß bemessen
zu werden, daß sie in radialer Richtung von der den Ringraum nach innen begrenzenden
Mantelfläche aus ungefähr über drei Viertel der Höhe des Ringraumquerschnitts reicht.
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Hierbei verbleibt somit ein die Ringraumöffnung an ihrem äußeren Rand
umgebender Seitenwandteil, der zur Versteifung der Baggereimerbefestigung am Schaufelradkörper
beiträgt und außerdem ein seitliches Herausfallen des Baggergutes erschwert, das
im Schürfsektor bei genügend großer Drehzahl des Schaufelrades durch die Fliehkraft
von innen gegen die äußere Mantelfläche des Ringraumes gepreßt wird.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die seitliche
Ringraumöffnung teilweise durch eine Abschluß scheibe überdeckt ist, deren Durchmesser
ungefähr dem Mittelwert zwischen dem inneren und äußeren Durchmesser der Ringraumöffnung
entspricht und die gleichsinnig mit dem Schaufelrad umläuft, jedoch zu ihm derart
exzentrisch gelagert ist, daß sie die seitliche Ringraumöffnung im Schürfsektor
des Schaufelrades abschließt und im diametral gegenüberliegenden Eingriffsbereich
des Ausstreichers freigibt. Im Schürfsektor ist der Ringraum also vollkommen geschlossen
und wirkt hier wie ein Schlauchförderer, der bekanntlich auch steil bzw. senkrecht
hochgeführt werden kann, ohne daß das Fördergut in ihm zurückfällt, weil die Wandreibung
und das ständig von unten nachfolgende Fördergut das verhindern.
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Bei Verwendung einer Abschluß scheibe kann man demnach gegebenenfalls
die Drehzahl des Schaufelrades kleiner wählen als ohne Abschlußscheibe.
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Bei der Drehung des Schaufelrades wird die seitliche Ringraumöffnung
in der oberen Hälfte des Drehbereiches infolge der exzentrischen Relativbewegung
der Abschluß scheibe gegenüber dem Schaufelrad stetig zunehmend freigegeben, bis
schließlich in dem dem Schürfsektor diametral gegenüberliegenden Sektor der Außenrand
der Abschluß scheibe mit der Innenkante der seitlichen Ringraumöffnung bündig liegt
oder noch etwas weiter zurücktritt, so daß hier der Ausstreicher den Rand der Abschlußscheibe
tangierend bzw. dicht über ihn hinweg in den Ringraum eingreifen kann.
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Erfindungsgemäß ist ferner zwischen der Abschlußscheibe und dem Schaufelrad
ein die exzentrische Relativbewegung der Abschluß scheibe gegenüber dem Schaufelrad
zulassendes Kupplungsglied vorgesehen, durch das die Abschlußscheibe mit derselben
Drehzahl wie das Schaufelrad von dem in an sich bekannter Weise angetriebenen Schaufelrad
mitgenommen wird. Hierdurch ist eine sehr einfache Antriebsmöglichkeit für die Abschlußscheibe
geschaffen.
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Gegenüber den bekannten Schaufelrädern weist das Schaufelrad nach
der Erfindung erhebliche Vorteile auf. So wird einerseits durch die mittels des
Ausstreichers erzwungene restlose Entleerung des Schaufelradinnenraumes und durch
eine verhältnismäßig große Umlaufgeschwindigkeit des Schaufelrades auch beim Baggern
von feuchtem, klebrigem Gut eine unveränderlich hohe Baggerleistung erzielt. Andererseits
wird dadurch, daß der Entleerungsbereich des Schaufelrades nicht, wie bisher allgemein
üblich, oberhalb der Radachse, sondern in der dem Baggerstoß abgekehrten Schaufelradhälfte
liegt, ermöglicht, daß das seitlich angeordnete Abförderband auf dem Schaufelradausleger
nicht so weit nach vorn geführt zu werden braucht wie bei den -bekannten Schaufelrädern,
so daß infolge dieser Verkürzung das Freischneiden des Schaufelrades in Einschnitten
und an der Markscheide nicht behindert wird.
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Weitere Möglichkeiten einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung
sind nachfolgend bei der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
der Erfindung erläutert; es zeigt Abb. I einen senkrechten Längsschnitt durch das
vordere Ende des Schaufelradträgers und durch
das Abförderband nach
Linie I-I der Abb. 3 und eine Seitenansicht des Schaufelrades, Abb. 2 einen Schnitt
durch das Schaufelrad nach der Linie II-II der Abb. I, Abb. 3 einen Schnitt durch
den Schaufelradträger nach der Linie III-III der Abb. I, Abb. 4 einen Schnitt durch
den Schaufelradkranz nach der Linie IV-IV der Abb. I in vergrößertem Maßstab und
Abb. 5 eine perspektivische Ansicht des Schaufelrades.
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Am vorderen Ende des mit strichpunktierten Linien schematisch dargestellten
Schaufelradträgers I sind die Lager 2 für die Schaufelradachse 3 befestigt. Das
Schaufelrad 4 ist in üblicher Weise am Umfang mit den Baggereimern 5 besetzt.
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Gemäß der Erfindung ist zur Aufnahme des gelösten Baggergutes aus
den Baggereimern am Umfang des Schaufelrades 4 ein Ringraum 6 gebildet, der nach
innen durch eine zylindrische oder annähernd zylindrische Mantelfläche 7 begrenzt
ist und der auf der einen Seite offen ist. Wie Abb. 2 und 4 zeigen, reicht die seitliche
Öffnung 8 des Ringraumes 6 in radialer Richtung von der inneren Mantelfläche 7 des
Ringraumes 6 über den größeren Teil, z. B. über drei Viertel der Höhe des Ringraumquerschnitts.
Die Offnung 8 wird somit nach außen von einem Seitenwandteil g begrenzt, der zur
Versteifung der Baggereimerbefestigung am Schaufelradkörper beiträgt und außerdem
noch einen weiteren Zweck erfüllt, auf den später eingegangen wird. Dieser verbleibende
Seitenwandteil g ist in den Abb. I und 5 fortgelassen worden, um die Zeichnung übersichtlicher
und leichter verständlich zu machen.
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An der die Öffnung 8 des Ringraumes 6 enthaltenden Seite des Schaufelrades
4 ist eine Abschlußscheibe 10 angeordnet, deren Durchmesser ungefähr dem Mittelwert
zwischen dem inneren und äußeren Durchmesser der Öffnung 8 des Ringraumes 6 entspricht.
Die Abschlußscheibe 10 läuft in derselben Drehrichtung und mit derselben Drehzahl
wie das Schaufelrad 4 um, ist jedoch zu ihm um das Maß ioa derart exzentrisch gelagert,
daß sie die seitliche Ringraumöffnung 8 im Schürfsektor II des Schaufelrades abschließt
und im diametral gegenüberliegend vorgesehenen Entleerungsbereich frei läßt. In
Abb. 4 ist die Lage des seitlich vorspringenden Randes 12 der Abschlußscheibe 10
in bezug auf die Ringraumöffnung 8 mit ausgezogenen Linien bei vollständigem Abschluß
der Ringraumöffnung und mit strichpunktierten Linien bei vollständiger Freigabe
der Ringraumöffnung dargestellt. Der vollständige Abschluß erfolgt etwa dort, wo
in Abb. I der Schnitt IV-IV durch den Schaufelradkranz geführt ist, und die vollständige
Freigabe an der diametral gegenüberliegenden Stelle des Schaufelradkranzes. Zwischen
beiden Stellen findet ein allmähliches Öffnen bzw. Schließen der seitlichen Öffnung
8 des Ringraumes 6 statt, wie aus Abb. I ersichtlich ist.
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Die exzentrische Lagerung der Abschluß scheibe 10 in bezug auf das
Schaufelrad ist z. B. derart ausgebildet, daß die Abschlußscheibe 10 sich mit ihrer
Nabe I3 um eine Exzenterscheibe 14 dreht, die mit ihrer exzentrischen Bohrung auf
der Schaufelradachse 3 sitzt, aber an deren Drehung nicht teilnimmt, weil sie durch
einen Gelenkhebel 15 festgehalten wird, der an einem Tragarm I6 angelenkt ist. Der
Tragarm I6 ist an einem nicht eingezeichneten Teil des Schaufelradauslegers I befestigt.
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Das Schaufelrad 4 ist auf der Achse 3 fest aufgekeilt und wird in
üblicher Weise von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotor über
das Getriebe I7 angetrieben. Die Abschlußscheibe 10 wird mittels einer ihre exzentrische
Relativbewegung gegenüber dem Schaufelrad 4 zulassenden Schleppkurbel r8 vom Schaufelrad
mitgenommen und liegt unter der Wirkung einer Axialdruckfeder 19 kraftschlüssig
am Schaufelradkörper an. Statt dessen könnten jedoch auch feste Anschläge für die
Exzenterscheibe 14 auf der Schaufelradachse 3 vorgesehen sein, durch die die Abschlußscheibe
10 in axialer Richtung so festgelegt wird, daß zwischen ihr und dem Schaufelradkörper
4 ein sehr schmaler Spalt vorhanden ist, wodurch eine unmittelbare Berührung von
Abschluß scheibe und Schaufelrad vermieden wird.
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In dem dem Schürfsektor 1 1 gegenüberliegenden Sektor des Schaufelrades,
in dem sich der Rand I2 der Abschlußscheibe 10 von der mit den Baggereimern besetzten
Umfangsfläche des Schaufelrades 4 so weit entfernt hat, daß der Ringraum 6 seitlich
vollkommen offen ist, ragt ein Ausstreicher 20 schräg von unten her in den Ringraum
6 hinein.
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Zweckmäßig ist der Ausstreicher 20 als obere Verlängerung des seitlichen
Schurrenbleches 21 der Aufgabeschurre für das seitlich des Schaufelrades angeordnete
Abförderband 22 ausgebildet, wobei das obere Ende des Ausstreicherbleches 20 aus
der Ebene des geneigten Schurrenbleches 2I heraus etwas verwunden ist, so daß es
mit seiner ungefähr radial zur Schaufelradachse gerichteten Oberkante an der senkrechten,
geschlossenen Seitenwand des Ringraumes 6 anliegt, die in Abb. 2 und 4 mit 23 bezeichnet
ist.
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Das im Schürfsektor 1 1 durch die Baggereimer 5 in den in diesem
Bereich geschlossenen Ringraum 6 des Schaufelrades gelangende Baggergut wird bei
der Drehung des Schaufelrades nach oben mitgenommen, wo es sich zunächst auf die
innere Mantelfläche 7 des Ringraumes auflegt und dann durch das Ausstreicherblech
20 restlos aus dem Ringraum 6 ausgetragen wird, so daß es über das geneigte Schurrenblech
21 auf das Abförderband 22 rutscht.
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Um gegebenenfalls geringe Mengen des Baggergutes, die vorzeitig aus
dem in der oberen Schaufelradhälfte sich zunehmend öffnenden Ringraum 6 seitlich
austreten, auffangen und zum Abförderband 22 ableiten zu können, ist die Abschlußscheibe
10 mit einer durch den seitlich vorspringenden Rand 12 verbreiterten Umfangsfläche
24 versehen.
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Von dieser wird etwaiges Baggergut in den Entleerungsbereich mitgenommen,
wo es entweder auf das seitliche Schurrenblech 21 oder auf die zum
Baggerstoß
hin geneigte Rückwand 25 der Aufgabeschurre fällt und somit auf das Abförderband
22 gelangt. Die Schurrenrückwand 25 reicht seitlich mit ihrem unteren Teil an das
Schurrenblech 21 und mit ihrem oberen Teil unter Freilassung eines schmalen Spaltes
26 an die Abschlußscheibe IO heran. Damit kein Baggergut in den Spalt 26 fallen
kann, reicht die Oberkante der Schurrenrückwand 25 bis unter den seitlich vorspringenden
Rand 12 der Abschlußscheibe IO, wodurch der Spalt 26 überdeckt ist.
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Da der Entleerungsbereich des Ringraumes 6 erfindungsgemäß in der
dem Baggerstoß abgekehrten Schaufelradhälfte liegt, braucht auch das Abförderband
22 auf dem Schaufelradträger I nur bis hierher geführt zu werden, so daß die Umlenktrommel
27 des Abförderbandes verhältnismäßig weit vom Baggerstoß entfernt ist, was für
das Arbeiten des Schaufelrades vorteilhaft ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das in den Abbildungen dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
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So kann man z. B., wenn man das Schaufelrad 4 schnell genug umlaufen
läßt, die Abschlußscheibe Io ganz fortlassen. In diesem Falle ist der Ringraum 6
am ganzen Schaufelradumfang einseitig offen, also auch im Schürfsektor, und man
muß dem Schaufelrad durch entsprechende Einregulierung seiner Drehzahl eine solche
Umfangsgeschwindigkeit erteilen, daß das aufgenommene Baggergut durch den zwischen
ihm und der Ringraumwandung infolge der Fliehkraftwirkung entstehenden Anpreßdruck
aus dem Schürfsektor nach oben mitgenommen wird, wobei der die seitliche Ringraumöffnung
8 umgebende Seitenwandteil g (Abb. 2 und 4) ein seitliches Herausfallen von Baggergut
erschwert. Andererseits darf die Umfangsgeschwindigkeit des Schaufelrades nicht
zu groß gewählt werden, z. B. bei einem Schaufelrad von 4 m Durchmesser nicht größer
als 4 m/Sek., weil im oberen Bereich des Schaufelrades dieFliehkraftwirkung auf
das Baggergut kleiner als die Schwerkraftwirkung sein muß, so daß das Baggergut
hier von der äußeren auf die innere Mantelfläche des Ringraumes 6 fallen kann, von
der es weiter mitgenommen wird, bis es auf das Ausstreicherblech 20 auftrifft, durch
das es dann aus dem Ringraum 6 ausgetragen wird.