EP4263958A1

EP4263958A1 - Schneckenwellen-separatorschaufel und -siebvorrichtung

Info

Publication number: EP4263958A1
Application number: EP21844187.1A
Authority: EP
Inventors: Clemens Rickert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-10-25
Also published as: WO2022127993A1; EP4263957A1; WO2022127994A1

Abstract

Separatorschaufel umfassend zwei Seitenwangen, einen zwischen den Seitenwangen angeordneten Schaufelboden, einen zwischen den Seitenwangen angeordneten und sich an den Schaufelboden anschließenden Schaufelrücken und eine Antriebsvorrichtung, wobei der Schaufelboden und/oder der Schaufelrücken eine Siebfläche aufweist, die eine Vielzahl von zueinander beabstandeter und durch die Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbarer Schneckenwellen umfasst.

Description

Schneckenwellen-: und

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Separatorschaufel zum Anbau an Arbeitsgeräte, wie Bagger, Radlader oder ähnliche Geräte. Eine Separatorschaufel kann verwendet werden, um grobes von feinem Erdmaterial zu trennen. Während das grobe Erdmaterial in der Schaufel zurückgehalten wird, kann das feine Erdmaterial durch eine Vielzahl von Öffnungen aus der Schaufel rieseln.

Bekannt sind Separatorschaufeln, die vorne eine Ladeöffnung und hinten einen zur Ladeöffnung im Wesentlichen parallelen Schaufelrücken aufweisen, der als Siebfläche ausgebildet ist und zwei oder drei drehsymmetrisch rotierbare Siebwellen/Siebtrommeln umfasst.

Nachteilig bei den bekannten Separatorschaufeln ist, dass sich häufig Material zwischen den Siebwellen bzw. zwischen Siebwellen und Seitenwangen verklemmt und dass die Schaufeln eine nur geringe Siebleistung aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Separatorschaufel bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet. Somit kann insbesondere die Aufgabe darin gesehen werden, eine Separatorschaufel bereitzustellen, die ein Verklemmen des Materials zwischen den Siebwellen bzw. zwischen Siebwellen und Seitenwangen verhindert. Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden, eine Schaufel mit einer erhöhten Siebleistung bereitzustellen.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine Separatorschaufel vorgesehen, umfassend zwei Seitenwangen, einen zwischen den Seitenwangen angeordneten Schaufelboden, einen zwischen den Seitenwangen angeordneten und sich an den Schaufelboden anschließenden Schaufelrücken und eine Antriebsvorrichtung, wobei der Schaufelboden und/oder der Schaufelrücken eine Siebfläche aufweist, die eine Vielzahl von zueinander beabstandeter und durch die Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbarer Schneckenwellen umfasst.

Durch die rotierenden Schneckenwellen wird das in der Schaufel befindliche Material derart bewegt, dass das feine Material durch die zwischen den Wellen vorhandenen Öffnungen rieseln kann. Hierbei vollzieht das Material nicht nur eine im Wesentlichen zweidimensionale Bewegung, wie bspw. bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schaufelseparatoren, sondern wird ebenso entlang der Schneckenwellen gefördert bzw. bewegt und vollzieht somit eine dreidimensionale Bewegung. Dies geht einher mit einer erhöhten Sieb- bzw. Trennleistung sowie einer Reduzierung der Gefahr, dass sich Material verklemmt.

Eine Schneckenwelle ist eine Welle mit einer spiralförmig umlaufenden Schneckenwendei. Schneckenwellen umfassen somit eine Schneckenwendei, die sich in der Regel als gewundenes Blech außenseitig um eine zylinderförmige bzw. rohrförmige Schneckennabe erstreckt. Vorzugsweise ist jede der Wellen der Siebfläche als Schneckenwelle ausgebildet. Neben diesen klassischen Schneckenwellen können erfindungsgemäß als Schneckenwellen ebenso Wellen mit einer Vielzahl von schräg zur Drehachse der Wellen angeordneter und zueinander beabstandeter Scheiben verstanden werden, die die Welle umfangsmäßig umgeben. Die Winkel zwischen den Scheiben und den Wellennaben, auf denen die Scheiben angeordnet sind, sind vorzugsweise über die gesamte Siebfläche gleich groß und liegen vorzugsweise im Bereich von 20°-70°. Bei benachbarten Wellen, die gegenläufig angetriebenen sind, wird das Material bei diesen Wellen mit den schräg angeordneten Scheiben nicht in eine Richtung transportiert, sondern verzieht vielmehr eine links-rechts-Rüttelbewegung.

Der Schaufelboden kann eine ebene und/oder eine nach oben gekrümmte Fläche ausbilden. Die nach oben gekrümmte Fläche des Schaufelsbodens kann unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen. Vorzugsweise weist der Schaufelboden eine ebene Fläche, die vorzugsweise tangential an der Schneide anliegt, auf, wobei die ebene Fläche in eine nach oben gekrümmte Fläche übergeht. Als Schaufelboden wird erfindungsgemäß die Fläche definiert, die in einer durch die Schneide aufgespannten Ebene liegt und die Fläche, die an die Schneide angrenzt und deren Tangenten des zum jeweiligen Berührungspunkt zugehörigen Krümmungskreises einen Winkel von weniger als 90° zu der durch die Schneide aufgespannten Ebene ausbilden. Bei einem größeren Winkel wird die Fläche als Schaufelrücken definiert.

Der Schaufelboden kann eine durch zueinander beabstandeter Schneckenwellen ausgebildete Siebfläche umfassen. Der Schaufelrücken kann eine durch zueinander beabstandeter Schneckenwellen ausgebildete Siebfläche umfassen. Vorzugsweise umfassen sowohl der Schaufelboden als auch der Schaufelrücken jeweils eine Siebfläche. Vorzugsweise weist die Schaufel einen unten liegenden und kontinuierlich nach oben verlaufenden Löffelboden auf, wobei der Löffelboden unmittelbar in den Löffelrücken übergeht. Eine Separatorschaufel, bei der der Schaufelboden eine Siebfläche umfasst, ermöglicht eine Trennung des Aushubmaterials bereits während des Schaufelvorganges. Vorzugsweise erstreckt sich die Siebfläche des Schaufelbodens bis in den Schaufelrücken hinein. Vorzugsweise umfasst die Schaufel somit eine große zusammenhängende durch die Schneckenwellen ausgebildete Siebfläche. Eine solche Separatorschaufel ermöglicht eine Siebung in beinahe jeder Schaufelhaltung.

Die Schneide ist vorzugsweise als eine Platte ausgebildet, die den vorderen Teil des Schaufelbodens ausbildet.

Die rotierbaren Schneckenwellen sind somit vorzugsweise nicht in einer Ebene angeordnet. Vorzugsweise wird die Siebfläche vollständig durch die Schneckenwellen ausgebildet.

Die Schneckenwellen sind derart beabstandet zueinander angeordnet, dass Freiräume zwischen den Wellen vorhanden sind, die die Sieböffnungen darstellen. Vorzugsweise umfasst die Siebfläche mindestens 5, besonders bevorzugt mindestens 10 Schneckenwellen. Vorzugsweise sind alle Schneckenwellen identisch ausgebildet. Die Schneckenwellen erstrecken sich bevorzugt von einer Seitenwange bis zur anderen Seitenwange, besonders bevorzugt erstrecken sich die Schneckenwellen durch beide Seitenwangen hindurch. Die Schneckenwellen sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie um ihre parallel zueinander angeordneten Längsachsen rotieren können. Die Schneckenwellen sind vorzugsweise an den Außenseiten der Seitenwangen in Lagern drehbar gelagert.

Die Antriebsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie die Schneckenwellen in eine vorzugsweise synchrone Rotation versetzen kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Siebfläche mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 % der Fläche des Schaufelbodens ein. Bevorzugt nimmt die Schneide weniger als 50 %, bevorzugt weniger als 30 %, besonders bevorzugt weniger als 10 % der Fläche des Schaufelbodens ein. Bei einer solchen Siebfläche steht ein Großteil des Schaufelbodens als Siebfläche zur Verfügung, sodass eine effiziente Siebung gewährleistet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Siebfläche mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 % der Fläche des Schaufelrückens ein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schneckenwellen als nicht ineinandergreifende Schneckenwellen ausgebildet. Von der Schneckennabe steht das gewundene Blech vorzugsweise nach radial außen in etwa rechtwinklig derart weit ab, dass das Blech bzw. die Schneckenwendei die Schneckenwendei der benachbarten Schneckenwellen nur beinahe berührt. Somit ist bei zwei benachbarten Schneckenwellen die Summe der Längen, die sich die Wendeln radial nach außen erstrecken geringer als der Abstand der Schneckennaben dieser Schneckenwellen zueinander. Eine solche Ausführungsform reduziert die Gefahr einer Verklemmung von Material zwischen zwei benachbarten Schneckenwellen noch weiter. Zudem erlaubt eine solche Ausgestaltung eine asynchrone Rotation der Schneckenwellen, also eine Rotation mit unterschiedlichen

Drehgeschwindigkeiten, also auch eine Rotation mit unterschiedlichen

Drehrichtungen.

Vorzugsweise verläuft jede Schneckenwelle durch ein Zwischenlager, das vorzugsweise in einem parallel zu den Seitenwangen verlaufenden Steg angeordnet ist. Derartige Zwischenlager sind insbesondere bei einer breiten Separatorschaufel, bei denen die Seitenwangen weit voneinander beabstandet sind, zur Stabilisierung der Schneckenwellen vorteilhaft. Es ist erfindungsgemäß ebenso vorgesehen, dass jede Schneckenwelle durch mehr als ein Zwischenlager verläuft.

Unter Lagern einer Schneckenwelle sind die Lager einer Schneckenwelle zu verstehen, durch die die Schneckenwelle verläuft. Diese Lager können somit die an den Seitenwangen angeordneten Lager als auch Zwischenlager sein. Unter benachbarten Lagern einer Schneckenwelle sind somit nicht die Lager verschiedener Schneckenwellen zu verstehen. Vorzugsweise ist jede Welle der Siebfläche über die gesamte Länge als Schneckenwelle mit einer um die Schneckennabe verlaufenden Schneckenwendei ausgebildet.

Bevorzugt weist jede Schneckenwelle mindestens einen linksgewendelten und mindestens einen rechtsgewendelten Bereich auf. Besonders bevorzugt weist jede Schneckenwelle genau einen linksgewendelten und genau einen rechtsgewendelten Bereich zwischen zwei benachbarten Lagern der jeweiligen Schneckenwelle auf. Unter „benachbart“ werden erfindungsgemäß die Bestandteile verstanden, die direkt benachbart angeordnet sind.

Derartige Schneckenwellen, die einen oder mehrere linksgewendelte und einen oder mehrere rechtsgewendelte Bereiche aufweisen, weisen eine erhöhte Trennleistung auf, da das unmittelbar auf der Schneckenwelle aufliegende Grobmaterial nicht über die gesamte Länge bis zu einer Seitenwange transportiert wird, bevor es vom Schaufelboden weggedrückt wird, sondern nur eine kürzere Strecke unmittelbar auf der Schneckenwelle aufliegend transportiert wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die links- und rechtsgewendelten Bereiche jeder Schneckenwelle derart angeordnet, dass auf der jeweiligen Schneckenwelle befindliches Material bei Rotation der Schneckenwelle von den Lagern der jeweiligen Schneckenwelle weg gefördert wird. Bei derartigen Schneckenwellen ist die Gefahr des Verklemmens von Material zwischen der oder den Schneckenwellen und den Seitenwangen bzw. dem Mittelsteg weiter reduziert.

Bevorzugt sind alle Schneckenwellen derart ausgerichtet, dass die Schneckenwendeln der Wellen zu den Schneckenwendeln der benachbarten Wellen gerichtet sind und sich beinahe kontaktieren. Die Schneckenwellen sind somit vorzugsweise so ausgerichtet, dass die Wendeln den geringsten möglichen Abstand - in der Richtung senkrecht zur Längsachse der Wellen - zu den Wendeln der benachbarten Schneckenwellen aufweisen. Das heißt, dass die Schneckenwellen derart ausgerichtet sind, dass die gedachten radialen Verlängerungen der Wendeln jeder Schneckenwelle genau auf die Wendeln der benachbarten Schneckenwellen gerichtet sind. In einer solchen Ausführungsform ist somit jede Schneckenwelle in einer anderen Rotationsposition angeordnet als die benachbarten Schneckenwellen. Vorzugsweise befindet sich jede zweite Schneckenwelle in der gleichen Rotationsposition. Vorzugsweise sind die Hälfte der Schneckenwellen in einer ersten Rotationsposition und die andere Hälfte der Schneckenwellen in der zweiten Rotationsposition angeordnet. Vorzugsweise sind die Wellen in der ersten Rotationsposition im Vergleich zur zweiten Rotationsposition genau um 180° um die Längsachse gedreht angeordnet.

Unter Schneckenwendeisteigung ist der Abstand parallel zu der Längsachse der Schneckenwelle zwischen zwei benachbarten Wendelteilelementen einer Wendel zu verstehen. Vorzugsweise weisen alle Schneckenwellen eine einheitliche und gleichbleibende Schneckenwendeisteigung auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steigung der Schneckenwendeln der Schneckenwellen gleich oder größer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Schneckenwellennaben, dem Spaltmaß. In einer solchen Ausgestaltung wird die kleinste Sieböffnung in Querrichtung, also senkrecht zur Längsachse der Wellen, durch den Abstand der Schneckenwellennaben zueinander festgelegt. Die minimalen Öffnungen zwischen zweier zueinander gerichteter Wendeln zweier Schneckenwellen werden hierbei nicht berücksichtigt. Das Spaltmaß ist vorzugsweise über die gesamte Siebfläche, unabhängig von der Rotationsposition, einheitlich groß. Die Größe der Sieböffnungen in Längsrichtung werden durch die Schneckenwellensteigungen festgelegt.

Vorzugsweise sind die Schneckenwendeln bzw. die Ränder der Schneckenwendeln, zumindest die Schneckenwendeln, die neben einem feststehenden Element, wie einer Seitenwange oder Steg, angeordnet sind, abgerundet oder mit einer Fase versehen. Vorzugsweise sind die Schneckenwendeln derart ausgebildet, dass sie ein konisches Querschnittsprofil aufweisen. So kann verhindert werden, dass sich Material zwischen einer Schneckenwelle und einem feststehenden Element verklemmt, da das Material von der Nabe entlang der Wendel nach oben geschoben wird. Dies kann insbesondere im Reversierbetrieb, bei dem das Material in Richtung Seitenwange transportiert wird, von Bedeutung sein.

Vorzugsweise umfassen die Schneckenwellen einen oder mehrere Bereiche, in denen die Schneckennaben im Durchmesser vergrößert, also verdickt, ausgestaltet sind und/odereinen oder mehrere Bereiche in denen eine Ummantelung die Schneckenwelle umgibt. Vorzugsweise entspricht der Abstand von einer verdickten Schneckenwellennabe oder Ummantelung zu einer verdickten Schneckenwellennabe oder Ummantelung einer benachbarten Schneckenwelle dem Spaltmaß, also der gewünschten Absiebung. In diesen Bereichen mit einer verdickten Schneckenwellennabe und/oder Ummantelung umfassen die Schneckenwellen vorzugsweise keine Schneckenwendeln oder Schneckenwendeln mit einer reduzierten Schneckenwendeihöhe. Diese Bereiche der Schneckenwellen sind vorzugsweise dort angeordnet, wo die links- und rechtsgewendelten Schneckenwendeln Zusammentreffen und/oder zwischen den auslaufenden Schneckenwendeln und einem Lager. Dies hat den Vorteil, dass die Gefahr eines Verklemmens von Material zwischen Schneckenwendeln zweier benachbarter Schneckenwellen bzw. zwischen den Schneckenwellen und einer Seitenwange oder einem Steg mit Zwischenlagern erheblich verringert wird. In Fällen, in denen alle Schneckenwellen identisch ausgerichtet sind und sich somit in der gleichen Rotationsposition befinden, kann sich in diesen Bereichen, falls keine Verdickung oder Ummantelung vorhanden ist, ein vergrößertes Spaltmaß als das gewünschte Spaltmaß ergeben. Die Ummantelung kann ringförmig ausgebildet sein und ein konisches Querschnittsprofil aufweisen. Die Verdickung der Schneckenwellennabe kann wulstförmig ausgebildet sein oder sich umfangsmäßig nach außen mit einem konischen Querschnittsprofil erstrecken.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schneckenwellen wechselseitig angetrieben. Vorzugsweise sind die Schneckenwellen wechselweise links- und rechtsseitig angetrieben. Der Antrieb jeder zweiten Welle erfolgt somit von der linken Seitenwange aus und der Antrieb der dazwischenliegenden Wellen von der rechten Seitenwange aus.

Vorzugsweise umfasst die Antriebsvorrichtung mindestens ein Getriebe. Vorzugsweise umfasst die Antriebsvorrichtung ein Getriebe an jeder Außenseite der Seitenwangen. Jede Schneckenwelle ist bevorzugt mit einem Getriebe gekoppelt. Vorzugsweise erfolgt die Kopplung einer Welle an das Getriebe mittels eines Kraftübertragungsrades, bevorzugt in Form eines Zahnrads. Das Kraftübertragungsrad kann Teil der Schneckenwelle sein oder die Welle kann, in einer mehrteiligen Ausführungsform, drehfest mit dem Kraftübertragungsrad verbunden sein. Vorzugsweise ist das Kraftübertragungsrad an einem der Kopfenden der Welle angeordnet.

Auch das andere Kopfende der Schneckenwelle kann ein Zahnrad umfassen, das vorzugsweise nicht drehfest mit der Welle verbunden ist, sondern beispielsweise lediglich der Ketten- oder Zahnriemenführung eines an der Seite dieses Zahnrades angeordneten Getriebes dient, aber nicht dem Antrieb der Schneckenwelle.

Die Kraftübertragungsräder sind vorzugsweise Bestandteil des Getriebes/der Getriebe der Antriebsvorrichtung. Als Getriebe können Zahnriemen-, Ketten- und/oder Stirnradgetriebe verwendet werden. Diese Getriebe können verkleidet sein, vorzugsweise jeweils mit einer äußeren, also zweiten, Seitenwange an jeder Seite der Separatorschaufel. Vorzugsweise sind die Getriebe mit einer vollständigen Außenverkleidung versehen. Eine solche Verkleidung verhindert eine Verschmutzung der Getriebe während des Schaufelvorganges.

Vorzugsweise greift ein Bolzen von der Seite, die nicht mit der Schneckenwelle verbunden ist, in jedes Kraftübertragungsrad ein. Die Kraftübertragungsräder können somit zusammen mit den eingreifenden Bolzen Lager ausbilden. Die nicht mit den Kraftübertragungsrädern verbundenen Enden der Schneckenwellen können zusammen mit Bolzen, die in diese Enden der Schneckenwellen eingreifen, Lager ausbilden. Die Kraftübertragungsräder zweier benachbarter Schneckenwellen sind vorzugsweise an gegenüberliegenden Seitenwangen angeordnet. Durch derartige innenliegende Lager wird ein schmutzunempfindlicher und schmaler Aufbau erreicht. Alternativ können die Bolzen mit den Siebwelle verbunden sein, wobei die Bolzen vorzugsweise an den Außenseiten der Seitenwangen gelagert sind. Die Kraftübertragungsräder können an den Außenseiten der Seitenwangen mit den Bolzen verbunden sein. Die Lagerung ist somit von der Siebwelle aus betrachtet hinter dem Kraftübertragungsrad angeordnet.

Derartige Lagerungen haben den Vorteil, dass der Schmutz vor Eindringung in das Lager und vor Anrichten eines Schadens eine Vielzahl an Schmutzbarrieren überwinden muss, wie beispielsweise eine Labyrinthdichtung, einen Wellendichtring, einen Getriebekasten und eine Antriebskette. Es ist zum einen sehr unwahrscheinlich, dass Schmutz die Lagerstelle überhaupt erreichen kann, zum anderen würde das austretende ÖL den Schmutz hinausschieben und die Leckage würde für den Benutzer einen Defekt an der Maschine signalisieren. Im Gegensatz dazu befindet sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bauweisen die Lagerung zwischen Siebwelle und dem Antrieb. Über den Wellendichtring eindringender Schmutz würde direkt die Lagerung zerstören und einen großen Schaden am Antrieb erzeugen.

Vorzugsweise sind die an den beiden Seitenwangen angeordneten Getriebe jeweils Ketten- oder Zahnriemengetriebe. Bevorzugt umfasst jedes Getriebe nur eine Kette oder einen Zahnriemen. Die Kette oder der Zahnriemen werden vorzugsweise von einem Hydraulikmotor oder einer Verbindungswelle angetrieben und ist derart mit den Kraftübertragungsrädern der Siebwellen verbunden, dass die Siebwellen bei Bewegung der Kette oder des Zahnriemens rotieren.

Vorzugsweise weisen die Ketten- oder Zahnriemengetriebe jeweils eine Spannvorrichtung auf, um die Kette bzw. den Zahnriemen auf Spannung zu halten. Vorzugsweise umfasst die Spannvorrichtung einen Hydraulikzylinder, besonders bevorzugt in Form eines Gleichlaufzylinders. Eine Kolbenstange des Zylinders kann mit einem drehbar gelagerten Zahnrad verbunden sein, das in die Kette bzw. den Zahnriemen des jeweiligen Getriebes eingreifen und dieses spannen kann. Vorzugsweise erfolgt die Spannung der Kette bzw. des Zahnriemens über eine Feder. Die Sperrung für den Reversierbetrieb kann über den Gleichlaufzylinder erfolgen. Der Gleichlaufzylinder umfasst vorzugsweise zwei Kammern, die über ein Rückschlagventil miteinander verbunden sind. Das Öl kann beim Spannen von der einen in die andere Kammer strömen. Beim Umkehren der Drehrichtung greift das eingebaute Rückschlagventil und es steht die gesamte Kolbenfläche zur Verfügung. Somit können die entstehenden sehr hohen Kräfte im Reversierbetrieb aufgefangen werden. Auf diese Weise kann konstant dieselbe Kraft ausgeübt werden und somit dieselbe Kettenspannung aufrechterhalten werden. Diese spielfreie Kettenspannung ist und für die Funktion und die Haltbarkeit des Antriebs wichtig.

Vorzugsweise umfasst die Separatorschaufel eine Verbindungswelle zur Kopplung und Synchronisierung der an beiden Seitenwangen angeordneten Getriebe. Diese Verbindungswelle verbindet somit diese beiden Getriebe miteinander. Vorzugsweise ist eine der Schneckenwellen als Verbindungswelle ausgebildet. Eine Verbindungswelle kann an beiden Wellenenden ein Kraftübertragungsrad aufweisen und die Kraft von dem Getriebe der einen Seite auf das Getriebe der anderen Seite übertragen. Hierdurch kann ein exakter Gleichlauf der Getriebe und somit eine synchrone Rotation der Siebwellen erreicht werden. Die Verbindungswelle kann als Bestandteil der Antriebsvorrichtung betrachtet werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Antriebsvorrichtung, vorzugsweise die Verbindungswelle der Antriebsvorrichtung, eine Kupplung zum Verstellen der Rotationsposition jeder zweiten Schneckenwelle zu den dazwischenliegenden Schneckenwellen. Diese Kupplung ist vorzugsweise eine Nockenschaltkupplung. Durch eine derartige Verstellmöglichkeit können die Schneckenwellen derart ausgerichtet werden, dass die gedachten radialen Verlängerungen der Wendeln jeder Schneckenwelle zwischen den Wendeln der benachbarten Schneckenwellen angeordnet sind. Die Wendel jeder Schneckenwelle ist somit vorzugsweise nicht in Richtung der Wendeln der benachbarten Schneckenwellen gerichtet, sondern auf die Naben der benachbarten Schneckenwellen. Durch Verstellen der Rotationspositionen der Schneckenwellen zueinander können die Sieböffnungen verändert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind alle Schneckenwellen identisch ausgerichtet, befinden sich somit in der gleichen Rotationsposition.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Kopplung der Schneckenwellen an die Antriebsvorrichtung von einer ersten Kopplungsart zu einer zweiten Kopplungsart gewechselt werden. Bei der ersten Kopplungsart ist die Antriebsvorrichtung ausgebildet, die Schneckenwellen derart in Rotation zu versetzen, dass alle Schneckenwellen die gleiche Drehrichtung aufweisen. Bei der zweiten Kopplungsart ist die Antriebsvorrichtung ausgebildet, die Schneckenwellen derart in Rotation zu versetzen, dass benachbarte Schneckenwellen eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen. Das Wechseln von der ersten Kopplungsart zur zweiten Kopplungsart kann beispielsweise durch Verändern des Kettenlaufs an dem Getriebe einer Seitenwange erreicht werden. Somit kann von einer Schneckenwellen-Rotation mit gleicher Drehrichtung zu einer Schneckenwellen-Rotation mit unterschiedlichen Drehrichtungen gewechselt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso eine Siebvorrichtung mit einer Antriebsvorrichtung und einer Siebfläche mit den zuvor im Zusammenhang mit der Separatorschaufel definierten Merkmalen bzw. Eigenschaften der Siebfläche bzw. der Antriebsvorrichtung. Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Separatorschaufel und der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung sind somit als komplementär zueinander zu verstehen, sodass Angaben bezüglich der Siebfläche und der Antriebsvorrichtung, die im Zusammenhang mit der Separatorschaufel erläutert sind, ebenfalls einzeln oder kombiniert als Angaben zu der Siebfläche und zu der Antriebsvorrichtung der Siebvorrichtung zu verstehen sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Siebvorrichtung eine Siebfläche und eine Antriebsvorrichtung, wobei die Siebfläche eine Vielzahl von zueinander beabstandeter und durch die Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbarer Schneckenwellen aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Siebfläche der Siebvorrichtung eine Vielzahl von zueinander beabstandeter und durch die Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbarer Schneckenwellen, die als nicht ineinandergreifende Schneckenwellen ausgebildet sein können und/oder mindestens einen linksgewendelten und mindestens einen rechtsgewendelten Bereich aufweisen können, bevorzugt wobei jede Schneckenwelle genau einen linksgewendelten und genau einen rechtsgewendelten Bereich zwischen zwei benachbarten Lagern der jeweiligen Schneckenwelle aufweist, wobei die links- und rechtsgewendelten Bereiche jeder Schneckenwelle derart angeordnet sein können, dass auf der jeweiligen Schneckenwelle befindliches Material bei Rotation der Schneckenwelle von den Lagern der jeweiligen Schneckenwelle weg gefördert wird, und/oder derart angeordnet sein können, dass jede Schneckenwelle in einer anderen Rotationsposition angeordnet ist, als die benachbarten Schneckenwellen, und/oder die wechselseitig angetrieben sein können, wobei eine Verbindungswelle zur Kopplung und Synchronisierung der wechselseitig angetriebenen Schneckenwellen vorhanden sein kann, wobei der Antrieb mittels der Antriebsvorrichtung erfolgt, die mindestens ein Getriebe, vorzugsweise ein Getriebe an jeder Außenseite der Siebfläche, aufweisen kann, wobei jede Schneckenwelle mit einem Getriebe gekoppelt sein kann, bevorzugt wobei die Kopplung mittels eines Kraftübertragungsrades erfolgt, wobei das Getriebe vorzugsweise ein Ketten- oder ein Zahnriemengetriebe ist und eine Spannvorrichtung in Form eines Hydraulikzylinders umfasst, wobei der Hydraulikzylinder vorzugsweise ein Gleichlaufzylinder mit zwei Kolbenstangen ist, wobei sich die Kolbenstangen im Durchmesser unterscheiden können, und/oder die einen oder mehrere Bereiche umfassen können, in denen die Schneckennaben im Durchmesser vergrößert ausgestaltet sind und/oder einen oder mehrere Bereiche umfassen können, in denen eine Ummantelung die Schneckenwellennabe umgibt, und/oder eine Steigung der Schneckenwendeln der Schneckenwellen aufweisen, die gleich oder größer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Schneckenwellennaben, und/oder

Schneckenwendeln umfassen können, die zumindest teilweise abgerundet oder mit einer Fase versehen sind oder derart ausgebildet sind, dass sie ein konisches Querschnittsprofil aufweisen,

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Siebwellen der Siebvorrichtung in einer Ebene angeordnet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren nochmals beispielhaft erläutert.

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Separatorschaufel.

Fig. 2 zeigt eine Teildarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Siebfläche einer Separatorschaufel.

Fig. 3 zeigt Teildarstellungen einer beispielhaften Ausführungsform einer Separatorschaufel. Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Lagers einer Separatorschaufel.

Fig. 5. zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Kettengetriebes einer Separatorschaufel.

Fig. 6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Schneckenwelle für eine Separatorschaufel in der seitlichen Ansicht (Fig. 6A) sowie als Querschnittszeichnung (Fig. 6B).

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Separatorschaufel 1 mit zwei Seitenwangen 2, 3, zwischen denen ein Schaufelboden 4 angeordnet ist, der vorne eine Schneide 6 aufweist. Der Schaufelboden 4 weist eine Krümmung nach oben auf und geht unmittelbar in den Schaufelrücken 5 über. Nach der Schneide 6 umfasst der Schaufelboden 4 eine sich bis in den Schaufelrücken 5 erstreckende Siebfläche 7, die eine Vielzahl von zueinander beabstandeter und durch eine Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbarer Schneckenwellen, wie z.B. Schneckenwelle 8, umfasst. Der Schaufelboden 4, mit Ausnahme der Schneide 6, und der Schaufelrücken 5 sind vollständig als Siebfläche 7 ausgebildet.

Fig. 2 zeigt eine Teildarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Siebfläche einer Separatorschaufel. Die ausschnittsweise dargestellten Schneckenwellen 8, 80 weisen jeweils eine Schneckennabe 85, 87 mit einer spiralförmig um laufenden Schneckenwendei 86, 88 auf. Die

Schneckenwendeisteigung, also der Abstand parallel zu der Längsachse der Schneckenwelle zwischen zwei benachbarten Wendelteilelementen einer Wendel, ist mit a gekennzeichnet. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Schneckenwellennaben, also das Spaltmaß, ist mit b gekennzeichnet. In der hier dargestellten Ausführungsform ist a>b.

Fig. 3A zeigt eine Teildarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Separatorschaufel umfassend eine Vielzahl an Schneckenwellen (z.B. 8, 80), die jeweils zwischen den Seitenwangen verlaufen, wobei die Schneckenwellen jeweils durch ein Zwischenlager 10 verlaufen, das in einem parallel zu den Seitenwangen angeordneten Steg 9 angeordnet ist. Jede Schneckenwelle weist zwischen den benachbarten Lagern, also zwischen dem Lager der linken Seitenwange und dem Lager des Mittelsteges sowie zwischen dem Lager des Mittelsteges und dem Lager der rechten Seitenwange, jeweils einen linksgewendelten und einen rechtsgewendelten Bereich auf, wobei die Bereiche so angeordnet sind, dass das Material entlang der Schneckenwellen von den Lagern weg gefördert wird.

Fig. 3B zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3A. Jede Schneckenwelle ist um 180° um die Rotationsachse gedreht zu den beiden benachbarten Schneckenwellen angeordnet. Diese Stellung der Schneckenwellen zueinander verändert sich während der synchronen Rotation der Schneckenwellen nicht.

Fig. 3C zeigt die Separatorschaufel aus Fig. 3B. Die Hälfte der Schneckenwellen ist über ein Getriebe an der linken und die andere Hälfte über ein Getriebe an der rechten Seitenwange angetriebenen, wobei die über das linke und die über das rechte Getriebe in Rotation versetzbare Schneckenwellen alternieren. Eine Hälfte der Schneckenwellen (umfassend Schneckenwelle 8), beispielsweise die, die über das an der rechten Seitenwange angeordnete Getriebe angetrieben werden, wurden im Vergleich zu der Separatorschaufel aus Fig. 3C um 180° um die Rotationsachse gedreht (z.B. durch Verstellen der Kupplung der Verbindungswelle). Fig. 3D zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3C. In der dargestellten Ausführungsform sind somit alle Schneckenwellen identisch ausgerichtet und befinden sich somit in der gleichen Rotationsposition.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Lagers einer Separatorschaufel. Die Schneckenwelle 81 ist drehbar gelagert, wobei das Lager durch einen Bolzen 12 ausgebildet ist, der in das mit der Siebwelle 81 verbundene Kraftübertragungsrad 11 eingreift. Das Kraftübertragungsrad 11 ist Teil eines Kettengetriebes, das an dieser Seitenwange angeordnet ist (nicht dargestellt).

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Kettengetriebes einer

Separatorschaufel. Das Kettengetriebe ist an der Außenseite der Seitenwange 3 angeordnet und umfasst die Kette 90 sowie eine Vielzahl von Kraftübertragungsrädern 11 , 15, 16, 17, 18, 19, 20, die mit den Kopfenden der Schneckenwellen bzw. der Verbindungswelle 22 drehfest verbunden sind. An dieser Seitenwange ist jede zweite Schneckenwelle drehfest mit einem Kraftübertragungsrad verbunden. Die Schneckenwellen, die an dieser Seitenwange nicht drehfest mit einem Kraftübertragungsrad verbunden sind, werden über ein weiteres Getriebe an der anderen Seitenwange angetrieben. Diese Schneckenwellen können an der Seitenwange 3 nicht drehfest mit je einem Zahnrad 21 verbunden sein, das der Kettenführung dient. Das Kettengetriebe wird über die Verbindungswelle 22 angetrieben. Für die Kettenspannung sorgt eine Spannvorrichtung 23, die einen Gleichlaufzylinder 24 umfasst.

Fig. 6A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Schneckenwelle 91 mit vier Schneckenwendeln 93, wobei zwischen jeder Schneckenwendei ein Bereich zur Ausbildung eines Lagers oder eine Ummantelung 92 angeordnet ist. Zwischen den Bereichen, in denen eine linksgewendelte Schneckenwendei auf eine rechtsgewendelte Schneckenwendei trifft ist eine solche Ummantelung angeordnet.

Fig. 6B zeigt die Schneckenwelle aus Fig. 6A als Querschnittszeichnung. Die Ummantelung 92 stellt eine Art Ring mit konischem Querschnitt dar, der die Schneckennabe umgibt. Die Schneckenwendeln 93 weisen ebenfalls ein konisches Querschnittsprofil auf.

Bezugszeichenliste

1 ) Separatorschaufel

2) Seitenwange

3) Seitenwange

4) Schaufelboden

5) Schaufelrücken

6) Schneide

7) Siebfläche

8) Schneckenwelle ) Steg 0) Zwischenlager 1 ) Kraftübertragungsrad2) Bolzen 5) Kraftübertragungsrad6) Kraftübertragungsrad 7) Kraftübertragungsrad 8) Kraftübertragungsrad 9) Kraftübertragungsrad0) Kraftübertragungsrad1 ) Zahnrad 2) Verbindungswelle3) Spannvorrichtung4) Gleichlaufzylinder0) Schneckenwelle5) Schneckennabe6) Schneckenwendei7) Schneckennabe8) Schneckenwendei0) Kette 1 ) Schneckenwelle2) Ummantelung 3) Schneckenwendei

Claims

Patentansprüche

1. Separatorschaufel umfassend zwei Seitenwangen, einen zwischen den Seitenwangen angeordneten Schaufelboden, einen zwischen den Seitenwangen angeordneten und sich an den Schaufelboden anschließenden Schaufelrücken und eine Antriebsvorrichtung, wobei der Schaufelboden und/oder der Schaufelrücken eine Siebfläche aufweist, die eine Vielzahl von zueinander beabstandeter und durch die Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbarer Schneckenwellen umfasst.

2. Separatorschaufel nach Anspruch 1 , wobei die Schneckenwellen als nicht ineinandergreifende Schneckenwellen ausgebildet sind.

3. Separatorschaufel nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Schneckenwelle mindestens einen linksgewendelten und mindestens einen rechtsgewendelten Bereich aufweist, bevorzugt wobei jede Schneckenwelle genau einen linksgewendelten und genau einen rechtsgewendelten Bereich zwischen zwei benachbarten Lagern der jeweiligen Schneckenwelle aufweist.

4. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die links- und rechtsgewendelten Bereiche jeder Schneckenwelle derart angeordnet sind, dass auf der jeweiligen Schneckenwelle befindliches Material bei Rotation der Schneckenwelle von den Lagern der jeweiligen Schneckenwelle weg gefördert wird.

5. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schneckenwellen einen oder mehrere Bereiche umfassen, in denen die Schneckennaben im Durchmesser vergrößert ausgestaltet sind und/oder einen oder mehrere Bereiche umfassen, in denen eine Ummantelung eine Schneckenwellennabe umgibt, vorzugsweise wobei diese Bereiche dort angeordnet sind, wo die links- und rechtsgewendelten Schneckenwendeln Zusammentreffen und/oder zwischen den auslaufenden Schneckenwendeln und einem Lager. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steigung der Schneckenwendeln der Schneckenwellen gleich oder größer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Schneckenwellennaben. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest ein Teil der Schneckenwendeln abgerundet oder mit einer Fase versehen ist oder derart ausgebildet ist, dass sie ein konisches Querschnittsprofil aufweisen. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schneckenwellen wechselseitig angetrieben sind. Separatorschaufel nach Anspruch 8, wobei die Antriebsvorrichtung eine Verbindungswelle zur Kopplung und Synchronisierung der wechselseitig angetriebenen Schneckenwellen umfasst. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Antriebsvorrichtung, vorzugsweise die Verbindungswelle der Antriebsvorrichtung, eine Kupplung zum Verstellen der Rotationsposition jeder zweiten Schneckenwelle zu den dazwischenliegenden Schneckenwellen umfasst. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kopplung der Schneckenwellen an die Antriebsvorrichtung von einer ersten Kopplungsart, bei der die Antriebsvorrichtung ausgebildet ist, die Schneckenwellen derart in Rotation zu versetzen, dass alle Schneckenwellen die gleiche Drehrichtung aufweisen, zu einer zweiten Kopplungsart, bei der die Antriebsvorrichtung ausgebildet ist, die Schneckenwellen derart in Rotation zu versetzen, dass benachbarte Schneckenwellen eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen, wechselbar ist. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Antriebsvorrichtung mindestens ein Getriebe, vorzugsweise ein Getriebe an jeder Außenseite der Seitenwangen, aufweist, wobei jede Schneckenwelle mit einem Getriebe gekoppelt ist, bevorzugt wobei die Kopplung mittels eines Kraftübertragungsrades erfolgt, vorzugsweise wobei die Lagerung der Schneckenwelle von der Siebwelle aus betrachtet hinter dem Kraftübertragungsrad angeordnet ist Separatorschaufel nach Anspruch 12, wobei das mindestens eine Getriebe ein Kette- oder ein Zahnriemengetriebe ist und eine Spannvorrichtung in Form eines Hydraulikzylinders umfasst, wobei der Hydraulikzylinder vorzugsweise ein Gleichlaufzylinder mit zwei Kammern ist, die über ein Rückschlagventil miteinander verbunden sind. Separatorschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Siebfläche an eine Schneide des Schaufelbodens anschließt und eine nach oben gekrümmte Fläche, vorzugsweise mit unterschiedlichen Krümmungsradien, ausbildet, die sich vorzugsweise bis in den Schaufelrücken hinein erstreckt. Siebvorrichtung umfassend eine Siebfläche und eine Antriebsvorrichtung, wobei die Siebfläche eine Vielzahl von zueinander beabstandeter und durch die Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbarer Schneckenwellen umfasst, wobei die Schneckenwellen wechselseitig angetrieben sind.