Drehgelenk für eine pneumatische, mit einem Ausleger schwenkbewegliche Förderleitung

Gegenstand der Erfindung ist ein Drehgelenk für eine pneumatische, mit einem Ausleger schwenkbewegliche Förderleitung, insbesondere für das Schwenkgelenk von Saugheberauslegern, mit zwei aneinandergelagerten Gelenkteilen, von denen der eine Gelenkteil als Lagerkörper ausgebildet und an einem Rezipienten befestigt ist und der andere Gelenkteil als Drehzylinder gestaltet ist, welcher die in den Rezipienten mündende Förderleitung-queraxial aufnimmt und gemeinsam mit dieser relativ zu dem ersten Gelenkteil drehbeweglich ist, sowie mit einer Dichtung zum Abdichten beider Gelenkteile gegen Atmosphäre.

Derartige Drehgelenke sind bei allen auf einem beweglichen Ausleger angeordneten Förderleitungen unerläßlich, um die Förderluft und das von ihr transportierte Gut von dem beweglichen Teil des Fördergerätes durch den Schwenk- bzw. Gelenkpunkt hindurch auf dessen stationären Teil hinüberleiten zu können und dabei den für die Förderung notwendigen Unterdruck aufrechtzuerhalten.

Aus der DE-PS 684 220 ist ein Rohrausleger für Saugförderanlagen bekannt, bei dem zwischen Rohrausleger einerseits und Rezipient andererseits ein aus einem um eine senkrechte Achse drehbeweglichen Krümmer und einem oben in diesem gelagerten, um eine waagerechte Achse schwenkbeweglichen Küken bestehendes Drehgelenk vorgesehen ist, wobei der Krümmer in einer halbzylindrischen Gelenkpfanne das Küken schwenkbeweglich aufnimmt und letzteres einen queraxialen Durchtrittskanal hat, welcher mit seinem einen Ende in den Krümmer und mit seinem anderen Ende in das Rohr des fest mit ihm verbundenen Rohrauslegers mündet.

Stand der Technik ist außerdem ein Saugheber mit einer Saugförderleitung im Ausleger, die einen um eine waagerechte Achse beweglichen Drehzylinder queraxial durchdringt und mit ihm fest verbunden ist; dieser Drehzylinder ist in einem am Rezipienten befestigten Lagerkörper abgestützt und bildet gemeinsam mit ihm das Drehgelenk für die Förderleitung; hierbei ist der Drehzylinder gegenüber dem Lagerkörper mittels Dichtstreifen abgedichtet, die durch Haltestücke am Lagerkörper fixiert sind (GB-PS 1 268 001).

Beide bekannten Drehgelenke haben im praktischen Betrieb nicht sonderlich befriedigt; sie sind kompliziert im Aufbau und bedürfen einer Feinbearbeitung der Gelenkteile, wodurch sie teuer werden, was noch dadurch gesteigert wird, daß - damit Drehzylinderachse und Auslegerschwenkachse fluchten - Ausleger und Drehzylinder auf einem Bohrwerk gemeinsam gebohrt werden müssen. Hinzu kommt, daß das erstgenannte Drehgelenk ausschließlich durch die mehr oder weniger genaue Passung dichtet, also eine bloße Spaltdichtung ist, die dauernd entsprechende Leckverluste hat und nicht regendicht ist. Das zweitgenannte Drehgelenk vom Stand der Technik besitzt zwar zusätzlich elastische Dichtstreifen, doch sind diese wegen ihrer in Querrichtung geringen freibeweglichen Länge relativ unelastisch und erfordern dadurch eine genaue mechanische Bearbeitung des Drehzylinders; außerdem ist hier ein axiales Abdichten des Drehzylinders notwendig, was weitere Dichtungen und mechanisch bearbeitete Gleitflächen an beiden Stirnseiten sowie ein genaues axiales Führen des Drehzylinders voraussetzt; aufgrund der minimalen Dicke der Dichtstreifen von 1 - 2 mm legen sich diese in Falten und heben vom Drehzylinder ab, Regen und Schmutz gelangen unter die Dichtlippe und in den Rezipienten und weiter bis in die Zellenradschleuse, so daß letztere an ihren Dichtflächen festrostet und schließlich blockiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgelenk der eingangs zitierten Gattung dahingehend zu verbessern, daß es bei ausreichender Beweglichkeit einfacher und ohne genaue Passungen sowie gemeinsames Bohren mit dem Ausleger herstellbar ist und seine Gelenkteile zuverlässig sowohl vakuumdicht als auch regen- und staubdicht von einer Dichtung abgedeckt werden, die ihrerseits bei optimaler Beweglichkeit bzw. Anschmiegsamkeit dauerhaft und wartungsfrei, leicht montierbar sowie nachspannbar sein soll.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß gelöst.

Die Ausbildung der Dichtung als ein den Drehzylindermantel im Bereich der Förderleitung umschließendes Dichtungsblatt mit vorgespannten Dichtkanten sowie die Gestaltung des Lagerkörpers mit in bestimmter Weise angeordneten streifenförmigen Aufnahmeflächen, auf welchen dieses Dichtungsblatt mit Hilfe von Spannmitteln 'lösbar und nachstellbar festgespannt ist, lassen grobe Toleranzen zwischen Lagerkörper einerseits und Drehzylinder andererseits, das heißt Abweichungen des Drehzylinders aus der idealen Drehachse (Auslegerschwenkachse) sowie von der idealen Zylinderform zu, weil sie von den langen, dicken Dichtlappen kompensiert werden, wobei die Dichtlappen sich eng an den Drehzylinder schmiegen und die Dichtkanten aufgrund ihrer Vorspannung ständig fest an diesen gepreßt werden, so daß beide Gelenkteile optimal gegen Atmosphäre und Regen bzw. Schnee und Staub abgedichtet werden.

Die Ausbildungsform des Dichtungsblattes nach Patentanspruch 2 ist wegen der sich dabei ergebenden langen Dichtlappen, deren freibewegliche Länge das Acht- bis Zehnfache der Blattdicke beträgt, abdichtungsmäßig besonders günstig und herstellungsmäßig einfach.

Die Ausbildung nach Patentanspruch 3 ermöglicht es, das Dichtungsblatt in den Eckpartien glattzuziehen, um Faltungen zu vermeiden und bei Bedarf leicht nachzuspannen. Der Patentanspruch 4 gibt Werkstoffe für das Dichtungsblatt an, die sich besonders gut an den Drehzylinder anlegen, wobei Silikon den Vorzug hat, für tiefe Temperaturen geeignet und resistent gegen starke Sonnenstrahlung zu sein.

Der Patentanspruch 5 lehrt eine material- und arbeitsaufwandmäßig günstige Bauform des Lagerkörpers für den Drehzylinder mit idealen Aufnahmeflächen für das Dichtungsblatt sowie die Spannmittel zum Fixieren des letzteren.

Die Patentansprüche 6 und 7 umreißen vorteilhafte Möglichkeiten für das Vorspannen der Dichtkanten des Dichtungsblattes.

Der Patentanspruch 8 lehrt eine Befestigungsart für die Klemmleisten, welche einfach und zuverlässig ist sowie einen schnellen Austausch des Dichtungsblattes bei Bedarf ermöglicht.

Die im Patentanspruch 9 angegebene Bauform für den Drehzylinder ist wie der Lagerkörper in der Herstellung einfach und bedarf - weil sein Führungsrohr die Förderleitung lose aufnimmt - keiner präzisen Lagerung in diesem, das heißt, der Drehzylinder kann innerhalb grober Toleranzen relativ zur Auslegerschwenkachse drehen, ein Fluchten der Achsen ist also entbehrlich.

Der Vorschlag gemäß Patentanspruch 10 erspart eine Oberflächenbearbeitung und gewährleistet, daß der-Drehzylinder an Stellen seines Mantels, die dem Wetter ausgesetzt sind, rostfrei bzw. seine Oberflächenbeschaffenheit unverändert bleibt.

Die Weiterausbildung nach Patentanspruch 11 schließlich sorgt dafür, daß auch durch den Spalt zwischen Führungsrohr und Förderleitung hindurch Falschluft, Regenwasser und Schnee sowie Staub nicht in den Rezipient und die ihm nachgeordnete Zellenradschleuse eindringen können.

Weitere Einzelheiten Und Vorteile des Drehgelenkes nach der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels im nachfolgenden beschrieben. Es zeigen

• Fig. 1 eine Seitenansicht des Drehgelenkes eines Saughebers und teilweise auch dessen Rezipient,
• Fig. 2 einen Querschnitt durch das Drehgelenk und den Rezipient nach Linie II - II in Fig. 1, wobei jedoch in der oberen Figurhälfte Förderleitung, Drehgelenk und Prallkopf in Draufsicht veranschaulicht sind,
• Fig. 3 eine Ansicht des Dichtungsblattes in gestrecktem Zustand,
• Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Drehgelenkes, wobei das Dichtungsblatt und teilweise auch die Spannmittel ausgebrochen gezeichnet sind,
• Fig. 5 einen Ausschnitt V aus Fig. 1 in größerem Maßstab und
• Fig. 6 einen Ausschnitt VI aus Fig. 2 in größerem Maßstab.

Das Drehgelenk ist im wesentlichen aus zwei aneinandergelagerten Gelenkteilen aufgebaut, nämlich einem Lagerkörper 1 und einem Drehzylinder 2, welche von einer Dichtung in Form eines vier Dichtlappen 3a bis 3d umfassenden Dichtungsblattes 3 aus Silikon gegen Atmosphäre abgedichtet werden. Der Lagerkörper 1 ist aus einem Flanschrahmen 4 mit zwei waagerechten Schenkeln 5,6 sowie zwei senkrechten Schenkeln 7,8 und zwei annähernd halbkreisförmigen Seitenwangen 9,10 zusammengesetzt, die mit einem der Länge des Drehzylinders 2 entsprechenden Abstand zueinander auf einer Seite des Flanschrahmens 4 angeordnet und mit ihm verschweißt sind. Zwei unmittelbar an den Flanschrahmen 4 stoßende Stege 11,12 verbinden oben und unten die beiden Seitenwangen (Fig. 1, 4). Jeder dieser beiden Stege 11,12 ist mit einer bestimmten Neigung zur Längsmittelebene des Flanschrahmens 4 angeordnet und gibt damit diese Neigung dem zugeordneten Dichtlappen 3a bzw. 3b des Dichtungsblattes 3 vor. Die Seitenwangen 9,10 haben je an ihrem halbkreisförmigen Rand einen axial auswärts weisenden Flansch 13 bzw. 14 sowie nahe des Flanschrahmens 4 eine Lagerbohrung 15 bzw. 16 und sind durch je zwei außen angeschweißte Rippen 17 versteift. Der Lagerkörper 1 ist mittels Schrauben 18, welche durch ringsherum in seinem Flanschrahmen 4 (Fig. 4) eingebrachte Bohrungen gesteckt sind, an einer Montageplatte 19 befestigt. Die Montageplatte 19 ist mit dem Rezipient 20 des Saughebers zu einer Einheit verschweißt und hat eine Ausnehmung 21 für den Durchgang von Drehzylinder 2, Führungsrohr und Förderleitung in das Innere des Rezipienten 20 (Fig. 1, 2). Wie sich insbesondere aus den Figuren 4, 5 und 6 ergibt, bilden die Außenflächen der beiden waagerechten Schenkel 5,6 des Flanschrahmens 4 sowie die Außenflächen der beiden halbkreisförmigen Flansche 13,14 der Seitenwangen 9,10 vier streifenförmige, eine Art räumlichen Flächenrahmen verkörpernde Aufnahmeflächen des Lagerkörpers 1 zum Aufnehmen des Dichtungsblattes 3.

Der Drehzylinder 2 ist als ein von einem Mantel 22 und zwei Stirnwänden 23,24 umgrenzter Hohlzylinder aus nichtrostendem Stahlblech gestaltet, der in jeder Stirnwand 23 bzw. 24 eine zentrale Lagerbohrung 25 bzw. 26 besitzt. In der Längsmitte des Drehzylinders 2 durchdringt ein Führungsrohr 27 so seinen Mantel 22, daß sich ihre Längsachsen schneiden (Fig. 1, 2). Das mit dem Drehzylinder 2 verschweißte Führungsrohr 27 ragt mit seinem kurzen Stumpf 27a nach außen in Richtung des Auslegers 28 des Saughebers und mit seinem langen Stumpf 27b in den Rezipient 20 hinein und trägt am Ende dieses Stumpfes 27b relativ zu ihm schwenkbeweglich einen Prallkopf 29. Das Führungsrohr 27 nimmt gleitend beweglich die dem Ausleger 28 entlangführende, pneumatische Förderleitung 30 auf, die bis nahe an das Ende des Stumpfes 27b führt (Fig.2). Eine Dichtungsmanschette 41 schließt den Spalt zwischen Förderleitung 30 und Führungsrohr27 ab. Der Drehzylinder 2 ist mit Hilfe seiner Lagerbohrungen 25,26 drehbeweglich auf zwei Steckachsen 31,32 gelagert, wovon die Steckachse 31 von der Lagerbohrung 15 der Seitenwange 9 sowie der koaxialen Lagerbohrung in einermit dem Rezipienten 20 verschweißten Rippe 33 aufgenommen wird und durch einen Achshalter 35 gesichert ist und die Steckachse 32 von der Lagerbohrung 16 der Seitenwange 10 sowie der gleichachsigen Lagerbohrung in einerebenfalls mit dem Rezipienten 20 verschweißten Rippe 34 aufgenommen wird und mittels eines Achshalters 36 gesichert ist (Fig. 2). Die beiden Steckachsen 31,32 fluchten mit der Schwenkachse 37 des Auslegers 28, so daß bei der Schwenkbewegung von Ausleger 28 samt Förderleitung 30 das Führungsrohr 27 und der Drehzylinder 2 diese Schwenkbewegung im selben Winkel mit ausführen.

Das Dichtungsblatt 3_' aus Silikon ist von rechteckiger Form und 8 mm dick und weist nahe seinem Rande oben und unten je zwei Reihen sowie links und rechts je eine Reihe Befestigungslöcher 38 auf, welche als zum Dichtungsblatt längsachsparallele Langlöcher geformt sind. Das Dichtungsblatt 3 hat eine achssymmetrische, rechteckige Ausnehmung 39, an deren Rand 40 das Dichtungsblatt 3 angeschärft ist (Fig. 3). Der Rand 40 der Ausnehmung 39 ist identisch mit den vier Innenseiten 40a, 40b,40c und 40d des Dichtungsblattes 3, welche seine Dichtkanten darstellen. Die Ausnehmung 39 ist in ihrer Länge entsprechend dem Schwenkwinkel des Führungsrohres 27 bzw. des Auslegers 28 bemessen. Zum Festspannen des Dichtungsblattes 3 auf den Schenkeln 5,6 des Flanschrahmens 4 und seinen Stegen 11,12 sowie auf den Flanschen 13,14 der Seitenwangen 9,10 dienen Spannmittel in Form von geraden und gekrümmten Klemmleisten, die mittels Schrauben fixiert sind, nämlich oben die gerade Klemmleiste 42 mit Schrauben 48 sowie die gerade zusätzliche Klemmleiste 44 mit Schrauben 49 und unten die gerade Klemmleiste 43 mit Schrauben 48 sowie die gerade zusätzliche Klemmleiste 45 mit Schrauben 49 und ferner seitlich links die gekrümmte Klemmleiste 46 und seitlich rechts die gekrümmte Klemmleiste 47, beide mit Schrauben 50. Für die Schrauben 48 bzw. 49 bzw. 50 haben die Klemmleisten 42 bis 47 in entsprechendem Abstand voneinander angeordnete Durchgangslöcher 53 bzw. 54 bzw. 55.

Damit auch die beiden den Flanschen 13,14 zugeordneten Dichtlappen 3c,3d des Dichtungsblattes 3 mit einer vorgegebenen Neigung zum Mantel 22 des Drehzylinders 2 gehalten werden, ist auf der dem Dichtungsblatt 3 zugekehrten Aufnahmefläche jedes Flansches 13 bzw. 14 ein im Querschnitt keilförmiger Futterstreifen 51 und auf der dem Dichtungsblatt 3 zugekehrten Seite der diesem Flansch 13 bzw. 14 zugeordneten, gekrümmten Klemmleiste 46 bzw. 47 ein im Querschnitt keilförmiger Futterstreifen 52 angebracht, wobei die Dicke der Futterstreifen 51 zum Drehzylinder 2 hin abnimmt und die Dicke der Futterstreifen 52 zum Drehzylinder 2 hin zunimmt (Fig. 4, 6). Die im größeren Maßstab veranschaulichten Ausschnitte gemäß den Figuren 5 und 6 zeigen in einem geraden Bereich des Dichtungsblattes 3 (Fig.5) und in einem gekrümmten Bereich des Dichtungsblattes 3 (Fig. 6) die durch die Stege 11 bzw. 12 einerseits und die Futterstreifen 51,52 andererseits vorgegebene Richtung eines geraden bzw. gekrümmten Dichtlappens 3b bzw des Dichtungsblattes 3 in strichpunktierten Linien sowie deren durch den Drehzylinder 2 erzwungene Auslenkung (siehe die Winkel Alpha und Beta in den Figuren 5 und 6), welche das gewünschte Vorspannen der besagten Dichtkanten 40a bis 40.dbewirkt.

Während des Betriebes des Saughebers muß sein Ausleger 28 immer wieder auf eine größere oder kleinere Ausladung eingestellt werden, wobei er abwärts oder aufwärts um die Schwenkachse 37 geschwenkt wird. Gemeinsam mit dem Ausleger 28 bewegen sich dabei die Förderleitung 30 sowie der Drehzylinder 2 mitsamt dem Führungsrohr 27 relativ zu dem am Rezipient 20 festen Lagerkörper 1. Hierbei gleitet der nichtrostende Drehzylinder 2 bzw. sein Mantel 22 unter dem Dichtungsblatt 3 hinweg, wobei dessen vier Dichtlappen 3a bis 3d sich so fest an den Mantel 22 schmiegen bzw. seine vier erfindungsgemäß unter Vorspannung stehenden Dichtkanten 40a bis 40d an diesen gepreßt werden, daß gute Dichtheit gegen Atmosphäre, Regenwasser und Schmutz erreicht wird. Die schneidenförmige Dichtkante 40a bzw. 40b eines geraden Dichtlappens 3a oder 3b des Dichtungsblattes 3 schält, indem sie als Schaber bzw. Abstreifer wirkt, bei der Bewegung des Drehzylinders 2 Wasser bzw. Schnee ebenso wie Schmutz etc. von seinem Mantel 22 ab.

Der mit der Erfindung erzielte Fortschritt besteht in einem aus einfachen Teilen ohne genaue Passungen kostengünstig zu fertigenden Drehgelenk, dessen abzudichtende Fläche unbearbeitet bleiben kann und dessen einteilige, blattförmige Dichtung ein Vielfaches der Dichtungsblattdicke lange und dicke und damit knicksteife Dichtlappen hat, ausreichende Dichtheit bei langer Lebensdauer garantiert, einen großen Bewegungsspielraum der Gelenkteile erlaubt sowie - weil gut zugänglich - in kürzester Zeit auswechselbar und nachspannbar ist; weitere Vorteile sind die Unempfindlichkeit des Dichtungsblattes gegen das Einziehen von Fremdkörpern, Eistropfen und -kruston, die Sichtbarkeit der Dichtfunktion, die Sicherheit gegen Festfrieren und die Möglichkeit zum Entfernen von eingezogenen Fremdkörpern durch einfaches Nach-oben-Klappen des betreffenden Dichtlappens.