DE3503302C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Laschenketten-Becherwerk, wel­ ches als Schnelläufer mit Fliehkraftent­ leerung ausgebildet ist, mit einer Laschenkette und mit an der Laschenkette befestigten Bechern. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine neuartige Befestigung der Becher an den Laschenketten.

Es ist bekannter Stand der Technik, die Kettenlaschen mit angekanteten oder angeschmiedeten Winkeln zum Anschrau­ ben der Becher zu versehen, siehe "Sonderdruck aus Zement, Kalk, Gips", Jahrgang 26, 1974, Heft 4, Seiten 176 bis 181: "Senkrechtbecherwerke für Heißgut", er­ schienen im Bauverlag, Wiesbaden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es bekannt, bei einer geschmiedeten Laschenform an verstärkten Stellen Bohrungen anzubringen, über die die Becher direkt an die Lasche angeschraubt sind. In allen bekannten Fällen ist der Becher mit der Laschenkette fest verschraubt. Meistens erfolgt die Ver­ schraubung sogar unter Verspannung, da die Becher selbst grobe Schweißteile ohne bearbeitete Befestigungsflächen sind. Durch die starre Verbindung werden demzufolge alle auf die Kette übertragenen Stöße und Schwingungen auch auf den Becher weiter übertragen. Als Folge hiervon tritt sehr schnell ein Reißen der Becherrückwände auf, und zwar ausgehend von den Bohrungen der Befestigungs­ schrauben. Weiterhin sind auch die hinteren oder vorde­ ren oberen Ecken der Becher stark gefährdet.

Die Ursache dieser Schläge liegt insbesondere im Polygoneffekt der Kettenantriebsräder, welcher Longitudi­ nalschwingungen in der Kette hervorruft. (Siehe "Sonder­ druck aus Zement, Kalk, Gips", 27. Jahrgang, November 1974, erschienen im Bauverlag, Wiesbaden, "Pendelbecher­ werke - die universellen Fördereinrichtungen für die Zement- und Kalkindustrie"). Diese Schwingungen werden auch auf die Becher übertragen.

Beim Auflaufen der Kette auf das Antriebsrad wird der Kette auch ein seitlicher Stoß erteilt, und zwar in dem Moment, in dem die Laschenkettenbuchse das Antriebsrad berührt und dann dem Kreisbogen folgen muß. Die Masse des Bechers samt Inhalt greift an dem außerhalb der Kette liegenden Schwerpunkt an und versucht, die untere Buchse der Kettenlaschen nach innen, also in Richtung Kettenrad zu drücken, während die oben liegende Buchse nach außen, also weg vom Kettenrad gezogen wird. Wie die Praxis bestätigt, sind die Anlaufmarken an den be­ züglich des Bechers unten gelegenen Buchsen größer als an den bezüglich des Bechers oben gelegenen Buchsen.

Durch das Anschlagen der Buchse am Kettenrad werden Kette und Becher zum Schwingen angeregt. Wird zufällig mit der Bechereigenfrequenz oder in der Nähe der Becher­ eigenfrequenz erregt, so ist eine kurzfristige Zerstörung der Becher zu erwarten. In diesem Zusammenhang ist auch noch zu erwähnen, daß die Verspannung beim Befestigen der Becher auf der Kette eine Veränderung des Frequenz­ verhaltens bewirkt. Meist erfolgt eine Verschiebung zu gefährlichen höheren Frequenzen hin. Das Auftreten von Blech- und Schweißnahtrissen ist auf Dauer immer zu be­ obachten, manchmal treten die ersten Risse bereits schon nach zwei Monaten auf, spätestens in der Regel jedoch nach einem Jahr, je nach Becherkonstruktion bzw. Blechdicke.

Nach dem Anliegen der oberen Kettenbuchse am Kettenrad muß ein Knicken der Kette im Gelenk eingeleitet werden. Messungen haben ergeben, daß hier zunächst die Haft­ reibung mit erheblichem Kraftaufwand überwunden werden muß, was auch wieder zu Schwingungen in der Kette führt. Bei entsprechenden Messungen kann die Biegebeanspruchung der Kettenlasche im hochbelasteten Auge ganz klar nachge­ wiesen werden durch Zunahme der Zugkraft im äußeren Laschenteil und Reduzierung im inneren Laschenteil.

Zur Vermeidung von Blech- bzw. Schweißnahtrissen wurden bereits mehrere Variationen der Becherform, Blechdicken, Material­ güten, Schweißnahtdicken, Sickungen bzw. Verstärkungen der Becherrückwände ins Auge gefaßt und durch Dauerfestig­ keitsversuche erprobt. Sämtliche Form- und Material­ variationen brachten jedoch keinen durchschlagenden Er­ folg.

Aus der AT-PS 2 31 892 ist ein Rundgliederbecherwerk bekannt, bei dem die Becher lose mit großem Spiel an den Ketten hängen, wodurch beim Überlaufen des oberen Kettenumlenkrades ein Ruck entsteht, der die Entleerung des Bechers begünstigen soll. Abgesehen davon, daß aufgrund der ausgesprochen kurzen Teilung solcher Rund­ gliederketten hier der oben angesprochene Polygoneffekt nicht auftritt, sollen im Falle der vorliegenden Er­ findung ruckartige Bewegungen gerade vermieden werden.

Aus dem DE-GM 19 49 666 ist ebenfalls ein Rundglieder­ becherwerk bekannt, bei dem aufgrund der kurzen Teilung der Rundgliederketten ein Polygoneffekt nicht auftritt. Das dort vorgesehene Spiel zwischen Kettenglied und Verbindungsbolzen dient dazu, die erforderliche Relativ­ bewegung zwischen Kettenglied und Verbindungsbolzen beim Einlauf in den Umlenkbereich und beim Auslauf aus dem Umlenkbereich zuzulassen.

Aus DE-Z: dhf, 2/69, Seiten 81-83 sowie aus der US- PS 26 25 830 sind Laschenkettenbecherwerke der eingangs genannten Gattung bekannt, bei denen in den Gelenken der Laschenketten Verschleiß auftritt, so daß zwischen den einzelnen Laschenkettengliedern ein Spiel entsteht. Aufgrund des auf die Kette einwirkenden Eigengewichts sowie des Gewichts der gefüllten Becher wird das Spiel in den Kettengelenken eliminiert, so daß auf die an den Kettenbolzen bzw. Kettenlaschen starr befestigten Becher nach wie vor die aufgrund des Polygoneffekts auftretenden ruckartigen Stöße voll übertragen werden.

Die gleiche Situation ergibt sich nach DIN 22 202 "Gliederförderer mit Laschenkette/Entwässerungsbecher- Doppelglieder" unter Berücksichtigung von DIN 22 210 "Gliederförderer mit Laschenkette/Einzelteile zu den Doppelgliedern". Die Bohrungen der Laschenketten weisen hierbei einen größeren Durchmesser auf als die durch diese Bohrungen geführten Kettenbolzen. Nachdem jedoch die Becher an den inneren Laschen starr befestigt sind und die Bohrungen sämtlicher Laschen gleich groß sind, wird das hier vorhandene Spiel zwischen Ketten­ gliedern und Kettenbolzen bei hängender Kette wieder eliminiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, bei einem Laschenketten-Becherwerk der eingangs genannten Gattung geeignete Maßnahmen zu treffen, um die durch über die Kette übertragenen Stöße und Schwingungen entstehenden Beschädigungen der Becher bzw. Becherhalte­ rungen zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge­ sehen, daß zur Abkopplung der Becher von den auf die Laschenkette einwirkenden, ruckartigen Bewegungen, die im Umlenkbereich aufgrund des Polygoneffektes ent­ stehen, die Becher unabhängig von einem möglichen Spiel zwischen Laschen und Kettenbolzen der Laschenkette derart mit Spiel größer 0,2 mm an der Laschenkette befestigt sind, daß die Becher zumindest in der Ketten­ ebene relativ zur Laschenkette unter dem Einfluß der auf die Becher einwirkenden Kräfte im Umfang des vor­ handenen Spiels frei bewegbar sind. Insbesondere sind die Becher über senkrecht zur Kettenebene ausgebildete Achsen an der Kette mit Spiel befestigt, wozu gemäß einer be­ sonders bevorzugten Ausführungsform die Becher mit Bechertraglaschen starr verbunden bzw. verbindbar sind und die Bechertraglaschen über Bohrungen, deren Durch­ messer größer ist als der Durchmesser der Kettenbolzen, an den Kettenbolzen gelagert sind.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird unter "Kettenebene" diejenige Ebene verstanden, die durch die Ebene der Kettenräder definiert ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt also das Grundprinzip zugrunde, die Becher von der Laschenkette derart abzu­ kuppeln, daß Schwingungen und Stöße nicht oder nurmehr in stark reduziertem Umfang von der Kette auf die Becher übertragen werden.

Der mit der Erfindung erzielte Erfolg hat sich in der Praxis als verblüffend herausgestellt, denn die Becher übernehmen von der Kette praktisch keinerlei Stöße oder Schwingungen mehr.

Legt man die bisherigen Erfahrungen aus der Praxis zu­ grunde, so ist dieses Ergebnis zunächst erstaunlich. Werden beispielsweise die eigentlichen hoch beanspruch­ ten Kettenlaschen nicht mit Preßsitz mit den Ketten­ buchsen bzw. Kettenbolzen verpreßt, so schlagen sie nach kurzer Laufzeit unter dem Einfluß der hohen Be­ lastung aus. Demgegenüber tritt bei der erfindungsge­ mäßen Lösung, bei der ein großes Bewegungsspiel vor­ handen ist, ein Ausschlagen insbesondere der Lager­ bohrung der Bechertraglaschen kaum auf. Der Grund ist darin zu sehen, daß an jeder Kettenlasche nur ein ein­ ziger Becher mit seiner Last anhängt und dennoch eine große Gelenkfläche, also minimale Flächenpressung vor­ liegt. Außerdem tritt auch keine schlagende Bewegung auf, wie anhand der weiter unten näher erläuterten Prinzipdarstellung im einzelnen erklärt werden wird.

Interessant ist auch noch die Tatsache, daß sich geringe Ver­ änderungen in Form und Größe der Bechertraglaschenbohrung auf den Erfindungsgedanken nicht negativ auswirken.

Insbesondere dann, wenn gemäß der bevorzugten Aus­ führungsform die Bechertraglaschen direkt an den Kettenbolzen der Laschenkette gelagert sind, ergeben sich durch die Erfindung noch folgende weitere Vorteile:

Bei einer starren Becherverschraubung mit der Kette wird der Kette durch die Verspannung zusätzlich zur normalen Zugkraftbeanspruchung eine zusätzliche Belastung auf­ gezwungen. Nach der Erfindung wird die Last des Bechers demgegenüber direkt in die Kettenbolzen, d. h. an einer schwach belasteten Stelle der Kette, eingeleitet, ohne die hochbelasteten Kettenlaschen zu berühren.

Die Laschenkette ist nun absolut symmetrisch gebaut, da die beim Stand der Technik zum Befestigen der Becher benötigten Bohrungen oder angekanteten Winkel entfallen können. Da sich, wie weiter oben erwähnt, die Ketten­ buchsen durch das Anschlagen am Kettenrad unterschied­ lich abnutzen, ist im Falle der vorliegenden Erfindung gegenüber dem bekannten Stand der Technik eine längere Standzeit der Kette möglich, da die Kette aufgrund ihrer Symmetrie nunmehr umgedreht werden kann.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß bei geschmiedeten Hauptkettenlaschen nunmehr keine Boh­ rungen mehr für die Becher-Befestigsschrauben erforderlich sind und daher ohne große Querschnittsveränderungen, d. h. insbesondere glatt gestaltet ausgebildet werden können. Die Kerbbelastung an den Befestigungsstellen entfällt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die spezielle Laschen­ kettenform bei der erfindungsgemäßen Lehre keine ent­ scheidende Rolle spielt. Die Kette kann beispielsweise aus Flacheisenlaschen gebildet sein. In gleicher Weise können auch geschmiedete Flachlaschen verwendet werden.

Die Kette kann sich aus Innen- und Außenlaschen zusammen­ setzen, oder sie kann von Gabelkettenlaschen mit ge­ kröpfter Form gebildet werden.

Wie weiter oben angeführt, sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Bechertraglaschen über relativ zu den Kettenbolzen sehr groß dimensionierte Bohrungen an den Kettenbolzen mit Spiel gelagert. In alternativer Weise kann die Befestigung der Becher­ traglaschen an der Kette auch dadurch erfolgen, daß die Bechertraglaschen senkrecht zur Kettenebene ausgebil­ dete Lagerbolzen aufweisen, die in jeweils eine axiale Bohrung des Kettenbolzens mit Spiel eingreifen.

Allgemein betrachtet, weisen die Bolzen einen Durchmesser auf, der abhängig ist von der jeweils erforderlichen Kettengröße, also abhängig von den Belastungskriterien, wie Förderleistung, Hubhöhe etc. Bedeutender ist jedoch das Differenzmaß zwischen Bolzendurchmesser und Bohrung der Bechertraglaschen. Die Fest­ legungskriterien für Größe des Spiels sind: Größe der Becher­ masse, Fördergeschwindigkeit, Kettenraddurchmesser und damit Auswirkung des Polygoneffektes mit den dadurch erzeugten Stößen.

Die Bechertraglaschen müssen nicht unbedingt an den Kettenbolzen der Kette gelagert sein. Gemäß einer wei­ teren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Becher über Bechertraglaschen an den Kettenlaschen der Laschenkette mit Spiel gelagert sind. Bei einer solchen Anordnung ist vorzugsweise vorgesehen, daß das kettenlaschenseitige Lagerelement, also insbe­ sondere entweder die Lagerbohrung oder der Lagerbolzen, auf der Verbindungslinie benachbarter Kettenbolzen liegt. Hierdurch ergibt sich eine symmetrische Ausbildung der Kette, welche es ermöglicht, die Kette zu wenden und da­ her eine längere Standzeit der Kette zu erzielen.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Laschenketten-Becherwerks mit Spiellagerung der Becher an den Kettenbolzen der Laschenkette,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einige Glieder einer Laschen­ kette samt hieran befestigten Bechern,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Laschenkette und des Bechers entlang der Linie 3-3 gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie 4-4 gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist das Prinzip der Ab­ kopplung des Bechers 4 von der Laschenkette 2 schematisch dargestellt. In einem im übrigen nicht näher dargestellten, bekannten, als Schnelläufer ausgebildeten Becherwerk, bei dem der Materialauswurf infolge der Fliehkraft­ wirkung nach außen erfolgt, wird die durch die strich­ punktierte Linie angedeutete Laschenkette 2 über das an­ getriebene Kettenrad 1 umgelenkt. Der Pfeil A zeigt die Laufrichtung der Laschenkette 2, der Pfeil B die Dreh­ richtung des Kettenrades 1. Mit den Bezugsziffern 3, 3 a, 3 b sind aufeinanderfolgende Kettenbolzen der Laschen­ kette 2 bezeichnet.

An den Bechern 4 der Laschenkette 2 sind über Verbindungselemente, wie beispielsweise Schraubbolzen 6 , Bechertraglaschen 5 starr befestigt, welche insgesamt winkelig ausgebildet sind und mit ihrem einen, senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 liegenden Schenkel 5 a in der vorbeschriebenen Weise an der Rückwand des Bechers 4 befestigt sind, während der in der Zeichenebene gemäß Fig. 1 und in der Kettenebene liegende Schenkel 5 b an der Laschenkette 2 befestigt ist.

Der Schenkel 5 b der Bechertraglasche 5 weist zwei Bohrungen 7 auf, über die die Bechertraglasche 5 und damit der Becher 4 an den Kettenbolzen 3 a, 3 b der La­ schenkette 2 gelagert ist. Wie aus der Fig. 1 ersicht­ lich, ist der Durchmesser der Bohrungen 7 viel größer als der Durchmesser der Kettenbolzen 3. Der Becher 4 sitzt daher lose mit großem Spiel auf den Bolzen 3 a, 3 b auf. Nachdem sich der Schwerpunkt S des Bechers 4 samt Bechertraglasche 5 außerhalb der Kette etwa an der in der Fig. 1 dargestellten Stelle befin­ det, liegen die Bolzen 3 b, 3 a an den Bohrungen 7 an einem gegenüber der Vertikalen um einen gewissen Winkel­ betrag nach links bzw. rechts versetzten Ort 8 a , 8 b an. Wenn nun die vom Kettenrad 1 aufgebrachte Kraft P im Mo­ ment des Anlaufens der Kettenbüchse an das Kettenrad 1 auf­ tritt, so wird die Bohrung 7 auf dem Kettenbolzen 8 a zu einer drehenden Bewegung angeregt, wodurch sich eine starke Dämpfung ergibt. Nach Messungen der Anmelderin ist die Amplitude der erregten Becherschwingung im Ver­ gleich zur starren Befestigung des Bechers 4 nur noch minimal. Außerdem ist die Schwingung in etwa 10% der bei starrer Becherbefestigung zu verzeichnenden Zeit bereits abgeklungen.

In den Fig. 2 bis 4 ist ein besonders bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher dargestellt.

Die Kettenlaschen 109 sind im Falle dieses Ausführungs­ beispiels als Gabelkettenlaschen in geköpfter Form aus­ gebildet, können jedoch ebenso beispielsweise als Flacheisenlaschen mit Innen- und Außenlaschen ausgebil­ det sein. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Kettenbolzen 103 an ihren beiden Enden in axialer Richtung verlängert, so daß sie als Lager für die Becher­ traglaschen 105 dienen können. Wie im Falle der Aus­ führungsform gemäß Fig. 1 sind die Bechertraglaschen 105 als Winkel ausgebildet, wobei die Winkelschenkel 105 a über Schrauben und Muttern 106 an der Rückwand 104 a des Bechers 104 starr befestigt sind. Die Kettenbolzen 103 wei­ sen einen Durchmesser von 40 mm auf, die Bohrungen 107, über die die Bechertraglaschen 105 und damit die Becher 104 an den Kettenbolzen 103 und damit an der Kette gehalten werden, weisen einen Durchmesser von 41 mm auf.

Gemäß einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungs­ beispiel der Erfindung ist das bevorzugte Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 2 bis 4 dahingehend abgeändert, daß die Bechertraglaschen 105 dadurch an den Kettenbolzen 103 befestigt sind, daß die Bechertraglaschen 105 nach innen gerichtete Lagerbolzen aufweisen, die in ent­ sprechende Axialbohrungen im Kettenbolzen 103 eingreifen.

Gemäß einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Aus­ führungsform sind die Bechertraglaschen 105 nicht an den Kettenbolzen 103 gelagert, sondern vielmehr an den Ketten­ laschen 109, beispielsweise im Bereich der Öffnungen 111 gemäß Fig. 4, wobei die Befestigung an den Kettenlaschen 109 vorzugsweise entlang der Kettenmittellinie erfolgt, um ein Wenden der Kette zu ermöglichen.

Claims (11)

1. Laschenketten-Becherwerk, welches als Schnelläufer mit Fliehkraftentleerung ausgebildet ist, mit einer Laschenkette und mit an der Laschenkette befestigten Bechern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkopplung der Becher (4) von den auf die Laschenkette (2, 102) einwirkenden, ruckartigen Bewegungen, die im Umlenkbereich aufgrund des Poly­ goneffektes entstehen, die Becher (4, 104) unabhängig von einem möglichen Spiel zwischen Laschen und Kettenbolzen (3, 103) der Laschenkette (2, 102) derart mit Spiel größer 0,2 mm an der Laschenkette (2, 102) befestigt sind, daß die Becher (4, 104) zumindest in der Kettenebene relativ zur Laschenkette (2, 102) unter dem Einfluß der auf die Becher (4, 104) einwirkenden Kräfte (P) im Umfang des vor­ handenen Spiels frei bewegbar sind.

2. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Becher (4, 104) über senk­ recht zur Kettenebene ausgebildete Achsen (Ketten­ bolzen 3, 103) an der Laschenkette (2, 102) mit Spiel befestigt sind.

3. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Spiel definierenden Begrenzungsflächen in der Schnittebene der Ketten­ ebene kreisförmig sind.

4. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Becher (4, 104) über mit den Bechern starr verbundene oder verbindbare Becher­ traglaschen (5, 105) an den Kettenbolzen (3, 103) der Laschenkette (2, 102) mit Spiel gelagert sind.

5. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bechertraglaschen (5, 105) über Bohrungen (7, 107), deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Kettenbolzen (3, 103), an den Kettenbolzen (3, 103) gelagert sind.

6. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bechertraglaschen (105) senkrecht zur Kettenebene ausgebildete Lagerbolzen aufweisen, die in jeweils eine axiale Bohrung des Kettenbolzens (103) mit Spiel eingreifen.

7. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Becher (104) über mit den Bechern starr verbundene oder verbindbare Becher­ traglaschen (105) an den Kettenlaschen (109) der Laschenkette (102) mit Spiel gelagert sind.

8. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das kettenlaschenseitige Lager­ element (insbesondere Bohrung oder Bolzen) auf der Verbindungslinie benachbarter Kettenbolzen (103) liegt.

9. Laschenketten-Becherwerk nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel maximal 10 mm, vorzugsweise 1 bis 5 mm beträgt.

10. Laschenketten-Becherwerk nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ festigungspunkte der Becher (4, 104) an der Laschen­ kette (2, 102) bezüglich der durch die Folge der in der Kettenebene liegenden Kettengliederdrehpunkte (Kettenbolzen 3, 103) definierten Kettenmittellinie symmetrisch angeordnet sind.

11. Laschenketten-Becherwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte (Ketten­ bolzen 3, 103) der Becher (4, 104) an der Laschen­ kette (2, 102) auf der Kettenmittellinie liegen.