DE9012114U1

DE9012114U1 - Paddle wheel with a carrier body

Info

Publication number: DE9012114U1
Application number: DE9012114U
Authority: DE
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Priority date: 1990-06-09
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1991-10-10
Anticipated expiration: 2000-08-24

Description

Pat 6093a Schaufelrad mit einem TragkörperPat 6093a paddle wheel with one support body

Die Neuerung betrifft ein Schaufelrad mit einem als Innenschale ausgebildeten, einwandig konischen Tragkörper, der auf der Schaufelradachse drehbar gelagert ist sowie einer mit dem Tragkörper zusammenwirkenden Einrichtung zur Aufnahme der Schaufeln am äußeren Umfang des Schaufelrades.The innovation concerns a paddle wheel with a single-walled conical support body designed as an inner shell, which is rotatably mounted on the paddle wheel axis, as well as a device that interacts with the support body for receiving the blades on the outer circumference of the paddle wheel.

Durch die DE-PS 23 14 241 ist ein zellenloses Schaufelrad mit einem konisch gestalteten Tragkörper vorbekannt, der auf der Schaufelradachse drehbar gelagert ist und an dem ein die Schaufeln tragender Ringträger befestigt ist. Der Tragkörper besteht aus einer einzigen Tragscheibe, die in Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist. Diese Ausbildungsform bietet den Vorteil einer sehr einfachen Bauform, wobei Schweißarbeiten innerhalb eines Raumkörpers entfallen können. Darüber hinaus weisen diese Schaufelräder noch die Vorteile auf, daß keine Unverträglichkeiten der Verformung am Anschluß Rad - Welle sowie keine Steifigkeitssprünge gegeben sind. Ferner sind keine bzw. kaum Flächen vorhanden, die ein Festsetzen von Schmutz ermöglichen. Da in Abhängigkeit vom Durchmesser der Schaufelräder die Tragkörper nicht aus einem Stück gefertigt werden können, müssen hier Segmente hergestellt werden, die beim späteren Zusammenschweißen zu Problemen bei den Bautoleranzen führen. Ferner besteht die Gefahr, daß sich die aus relativ dünnem Blech bestehende Scheibe beim Schweißen verformt und so dem Schrott zugeführt werden muß. Alternative Herstellungsverfahren, wie z. B. Tiefziehen eines Bleches, können diese Nachteile jedoch überwinden.DE-PS 23 14 241 discloses a cell-free impeller with a conical support body that is rotatably mounted on the impeller axle and to which a ring carrier that supports the blades is attached. The support body consists of a single support disk that is designed in the shape of the outer surface of a truncated cone. This design offers the advantage of a very simple design, whereby welding work within a spatial body can be omitted. In addition, these impellers have the advantage that there are no incompatibilities in the deformation at the wheel-shaft connection and no jumps in rigidity. Furthermore, there are no or hardly any surfaces that allow dirt to settle. Since, depending on the diameter of the impellers, the support bodies cannot be made from one piece, segments have to be manufactured here, which lead to problems with the construction tolerances when later welding them together. There is also the risk that the disc, which is made of relatively thin sheet metal, will deform during welding and thus have to be sent to the scrap. However, alternative manufacturing processes, such as deep drawing of sheet metal, can overcome these disadvantages.

Der DE-AS 10 73 402 ist ein Schaufelrad für Bagger zu entnehmen. Die auf der Schaufelradachse mittels zweier Lagerstellen abgestütze Nabe ist konisch ausgebildet und mit ihrem verjüngten Ende auf der von der Austragsseite abgewandten Seite des Schaufelrades angeordnet. Ferner sind die Austragsschurren an dem erweiterten Ende der Nabe angeschlossen und mit dem verjüngten Ende der Nabe mittels Stützstreben verbunden. Der die Schaufeln tragende Kranz ist mit der Nabe durch nicht radial zur Schaufelradachse verlaufende Speichen verbunden, die vorzugsweise tangential zu dem verjüngten Ende der Nabe verlaufen. Diese als Speichenrad bekannte Ausführungsform weist den Nachteil auf, daß verhältnismäßig viele Schweißarbeiten im Bereich des Innen- und des Außenumfanges des Schaufelrades vorgenommen werden müssen. Darüber hinaus besteht hier dieA bucket wheel for excavators can be found in DE-AS 10 73 402. The hub, which is supported on the bucket wheel axle by means of two bearings, is conical and is arranged with its tapered end on the side of the bucket wheel facing away from the discharge side. Furthermore, the discharge chutes are connected to the extended end of the hub and connected to the tapered end of the hub by means of support struts. The ring carrying the blades is connected to the hub by spokes which do not run radially to the bucket wheel axle, but which preferably run tangentially to the tapered end of the hub. This design, known as a spoked wheel, has the disadvantage that a relatively large amount of welding work has to be carried out in the area of the inner and outer circumference of the bucket wheel. In addition, there is the

Gefahr, daß sich relativ schnell Schmutz in den Freiräumen zwischen den Speichen ansammeln kann und somit die Funktion des Schaufelrades in Frage gestellt wird. Der Schmutz kann im Hinblick auf die offene Bauweise zwar leicht eingesehen werden, es ist jedoch verhältnismäßiig aufwendig, diesen zu entfernen.Danger that dirt can accumulate relatively quickly in the spaces between the spokes, thus jeopardizing the function of the paddle wheel. The dirt can be easily seen due to the open design, but it is relatively difficult to remove it.

Durch die DE-OS 26 09 965 ist ein Schaufelrad zum Verladen oder Handhaben von Schüttgut bekannt. Das Schaufelrad ist mit Fächern (Zellen) zum Entleeren des Schüttgutes versehen, wobei Zwischenwände in der Gehäusekonstruktion die Fächer für die Schaufeln bilden, die wenigstens teilweise am Rand der Gehäusekonstruktion offen sind, um Fördergut von den Schaufeln aufzunehmen und sich diagonal einwärts und in eine Richtung entgegen der Drehrichtung des Schaufelrades vom Rand der Gehäusekonstruktion erstrecken. Die Fächer sind mit Ableitflächen versehen, die sich radial einwärts und in einem Winkel in Richtung der Schaufelraddrehung von einer Seitenfläche der Gehäusekonstruktion gegen eine Austrittskante von vergrößerter Länge in der zweiten Seitenfläche der Gehäusekonstruktion geneigt sind. Diese verhältnismäßig aufwendig bauende, auch als Zellenrad bekannte Ausbildungsform baut einerseits verhältnismäßig schwer und weist andererseits den Nachteil auf, daß unzählige Bleche und Steifen an den Seitenwänden des Schaufelrades vorgesehen werden müssen. Das Schaufelrad setzt sich aus einer Vielzahl von Kammern zusammen, wobei die Schweißnähte absolut unzugänglich sind. Es werden große Flächen gebildet, an denen sich Schmutz ansammeln kann. Auch hier sind zwei Lagerstellen notwendig, um die aufwendige Konstruktion abstützen zu können. Insbesondere bei Haldenräumgeräten (Schaufelrädern) ist der Vorteil gegeben, daß die geneigten Flächen der Zellen, die sich radial nach innen erstrecken, dem Materialablauf zuträglich sind und somit bei auftretenden schweren Brocken die sich innen anschließende Gutaufgabestelle (Förderband) geschont wird.A bucket wheel for loading or handling bulk material is known from DE-OS 26 09 965. The bucket wheel is provided with compartments (cells) for emptying the bulk material, with partition walls in the housing construction forming the compartments for the buckets, which are at least partially open at the edge of the housing construction in order to receive material to be conveyed from the buckets and extend diagonally inwards and in a direction opposite to the direction of rotation of the bucket wheel from the edge of the housing construction. The compartments are provided with discharge surfaces which are inclined radially inwards and at an angle in the direction of the bucket wheel rotation from one side surface of the housing construction against an outlet edge of increased length in the second side surface of the housing construction. This relatively complex design, also known as a cellular wheel, is on the one hand relatively heavy and on the other hand has the disadvantage that countless sheets and stiffeners have to be provided on the side walls of the bucket wheel. The bucket wheel is made up of a large number of chambers, whereby the weld seams are completely inaccessible. Large surfaces are formed where dirt can collect. Here too, two bearing points are necessary in order to be able to support the complex construction. In particular, with stockpile clearing devices (bucket wheels), there is the advantage that the inclined surfaces of the cells, which extend radially inwards, are beneficial to the flow of material and thus the material feed point (conveyor belt) on the inside is protected when heavy chunks occur.

Die bisher im Einsatz befindlichen Schaufelräder setzen sich somit aus den sogenannten zellenlosen Schaufelrädern, den Speichenrädern sowie den Zellenschaufelrädern zusammen, wobei die robust ausgeführten Zellenräder auch für schwierigere Einsatzfälle verwendet werden können.The paddle wheels in use to date are made up of the so-called cellless paddle wheels, the spoked wheels and the cell paddle wheels, whereby the robust cell wheels can also be used for more difficult applications.

Ziel des Neuerungsgegenstandes ist, das im gattungsbildenden Teil des ersten Schutzanspruches beschriebene Schaufelrad dahingehend weiterzu-The aim of the innovation is to further develop the paddle wheel described in the generic part of the first protection claim in such a way that

bilden, daß ein Schaufelrad mit den Vorzügen eines einwandigen zellenlosen sowie eines Zellenschaufelrades konzipiert wird, wobei die Nachteile der Doppelwandigkeit eines Zellenrades vermieden werden sollen.form that a paddle wheel is designed with the advantages of a single-walled cellless and a cell paddle wheel, while avoiding the disadvantages of the double-walled cell wheel.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß in radial entgegengesetzter Fortführung des Tragkörpers in Richtung der Einrichtung eine äußere Schale nach Art eines Faltwerkes auf dem Tragkörper angeordnet ist, das in seinem radial äußeren Umfangsbereich mit Trennwänden zur Bildung von Zellen versehen ist. Die Nachteile des Zellenrades (Zweiwandigkeit mit zwei Lagerstellen) werden zugunsten des einwandigen zellenlosen Rades vermieden, wobei die Vorteile des Zellenrades (guter Materialfluß) erhalten bleiben.This goal is achieved by arranging an outer shell in the form of a folding structure on the support body in the radially opposite continuation of the support body in the direction of the device, which is provided with partition walls in its radially outer peripheral area to form cells. The disadvantages of the cell wheel (two walls with two bearing points) are avoided in favor of the single-walled cellless wheel, whereby the advantages of the cell wheel (good material flow) are retained.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Neuerungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the subject matter of the innovation can be found in the sub-claims.

Der Neuerungsgegenstand spiegelt somit ein einwandiges Zellenschaufelrad wider, wobei auf eine der beiden Seitenwände der herkömmlichen Zellenradausführung verzichtet werden kann und die Vorteile des zellenlosen Schaufelrades vollständig gewahrt bleiben. Es sind nach wie vor keine Hohlräume vorhanden, die sich mit Schmutz füllen und damit die Stabilität der Schaufelräder gefährden könnten. Ferner sind keine Steifigkeitssprünge (Stufen usw.) vorhanden, die zu Ermüdungsschäden führen. Darüberhinaus entstehen keine Schäden aus der Unverträglichkeit der Verformung am Anschluß Rad - Welle.The innovation thus reflects a single-walled cell impeller, whereby one of the two side walls of the conventional cell impeller design can be dispensed with and the advantages of the cell-free impeller are fully preserved. There are still no cavities that could fill with dirt and thus endanger the stability of the impellers. Furthermore, there are no jumps in stiffness (steps, etc.) that could lead to fatigue damage. In addition, no damage occurs due to the incompatibility of the deformation at the wheel-shaft connection.

Die Neuerung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:The innovation is shown in the drawing using an example and is described as follows. Shown are:

Figur 1 - Seitenansicht des neuerungsgemäßen Schaufelrades mit verschiedenen SchnittenFigure 1 - Side view of the new paddle wheel with different sections

Figur 2 - Schnitt gemäß der Linie A-A durch das Schaufelrad gemäß Figur 1 Figur 3 - Schnitt gemäß der Linie B-B durch das Schaufelrad gemäß Figur 1 Figur 4 - Schnitt gemäß der Linie C-C durch das Schaufelrad gemäß Figur 1Figure 2 - Section along line A-A through the impeller according to Figure 1 Figure 3 - Section along line B-B through the impeller according to Figure 1 Figure 4 - Section along line C-C through the impeller according to Figure 1

Figur 5 - teilweise Abwicklung der äußeren Schale des Schaufelrades gemäß Figur 1Figure 5 - partial development of the outer shell of the impeller according to Figure 1

Figur 1 zeigt in der Seitenansicht das neuerungsgemäße Schaufelrad 1. Dargestellt ist die Nabe 2, mit welcher es drehbar auf einer nicht weiter dargestellten Antriebswelle befestigbar ist. Ausgehend von der Nabe 2 erstreckt sich im wesentlichen radial eine Innenschale 3 in Form eines Kegelstumpfmantels. Daran angeformt ist eine Außenschale 4 in Form eines Faltwerkes, wobei Innenschale 3 und Außenschale 4 durch Schweißen miteinander verbunden sind. Das Faltwerk 4, das in den Figuren 4 und 5 näher behandelt wird, besteht aus einer Vielzahl gleichartiger trapezförmig ausgebildeter Bleche 5, die ebenfalls durch Schweißen fest miteinander verbunden sind und die Form eines polygonalen Kegelstumpfes aufweisen. Auf den Knicken 6 der ebenen Fläche der einzelnen Bleche 5 sind senkrecht dazu angeordnete Trennwände 7 vorgesehen. Aus Gründen der Steifigkeit können neben den Trennwänden 7 sogenannte Schottbleche 8 vorgesehen werden, die zusammen mit den Trennwänden 7 Kästen 9 bilden. Auf den geneigten Flächen 10 der Bleche 5 sind zum Zwecke des Schönens Schleißbleche 11 aufgeschweißt. Die äußere Umfangsfläche 12 des Schaufelrades 1 weist einen ebenfalls polygonalen Querschnitt auf. Im Bereich der äußeren Umfangsfläche 12 sind im Querschnitt etwa kastenförmige Einrichtungen 13 (Ringträger) vorgesehen, die einen ebenfalls polygonalen Querschnitt aufweisen und zur Aufnahme der nur angedeuteten Schaufeln 14 dienen.Figure 1 shows a side view of the impeller 1 according to the innovation. The hub 2 is shown, with which it can be rotatably attached to a drive shaft (not shown in more detail). Starting from the hub 2, an inner shell 3 in the form of a truncated cone extends essentially radially. An outer shell 4 in the form of a folding structure is formed onto this, with the inner shell 3 and outer shell 4 being connected to one another by welding. The folding structure 4, which is discussed in more detail in Figures 4 and 5, consists of a large number of similar trapezoidal sheets 5, which are also firmly connected to one another by welding and have the shape of a polygonal truncated cone. Partition walls 7 arranged perpendicularly to them are provided on the bends 6 of the flat surface of the individual sheets 5. For reasons of rigidity, so-called bulkhead plates 8 can be provided next to the partition walls 7, which together with the partition walls 7 form boxes 9. Wear plates 11 are welded onto the inclined surfaces 10 of the plates 5 for the purpose of aesthetics. The outer circumferential surface 12 of the impeller 1 also has a polygonal cross-section. In the area of the outer circumferential surface 12, approximately box-shaped devices 13 (ring carriers) are provided in cross-section, which also have a polygonal cross-section and serve to accommodate the blades 14, which are only indicated.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch Figur 1 gemäß Linie A-A. Erkennbar ist die Innenschale 3 samt Nabe 2, die Außenschale 4 sowie die Zellen 15. Ferner erkennbar sind die Kästen 16 der Einrichtungen 13 mit den hinteren Aufnahmeelementen 17 für die Schaufeln 14. Darüber hinaus sind die den Materialablauf fördernden Schleißbleche 11 dargestellt, die auf den geneigt verlaufenden Flächen der Bleche 5 mit geringem Abstand zueinander aufgeschweißt sind.Figure 2 shows a section through Figure 1 along line A-A. The inner shell 3 including the hub 2, the outer shell 4 and the cells 15 can be seen. The boxes 16 of the devices 13 with the rear receiving elements 17 for the blades 14 can also be seen. In addition, the wear plates 11 that promote the flow of material are shown, which are welded onto the inclined surfaces of the plates 5 with a small distance from one another.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch das Schaufelrad gemäß Figur 1 entsprechend der Linie B-B. Erkennbar ist die Nabe 2, die Innenschale 3, die Außenschale 4, die Kästen 16 sowie die vorderen Aufnahmeelemente 18 für die Schaufeln 14. Auf der geneigten Fläche der Außenschale 4 sind die bereits angesprochenen Schleißbleche 11 aufgeschweißt.Figure 3 shows a cross section through the impeller according to Figure 1 according to the line B-B. The hub 2, the inner shell 3, the outer shell 4, the boxes 16 and the front receiving elements 18 for the blades 14 can be seen. The wear plates 11 already mentioned are welded onto the inclined surface of the outer shell 4.

Erkennbar sind die auf den Knicken 6 senkrecht stehenden Trennwände 7 und die daneben angeordneten Schottbleche 8. Die einzelnen Zellen 15 werden jeweils durch eine Trennwand 7 und ein Schottblech 8 gebildet.The partition walls 7 standing vertically on the bends 6 and the partition plates 8 arranged next to them can be seen. The individual cells 15 are each formed by a partition wall 7 and a partition plate 8.

Figur 5 zeigt eine Teilabwicklung der äußeren Schale 4. Erkennbar sind die einzelnen trapezförmigen Bleche 5 mit den Knicken 6, den hervorgehobenen Trennwänden 7, den Schottblechen 8 sowie den Schleißblechen 11.Figure 5 shows a partial development of the outer shell 4. The individual trapezoidal sheets 5 with the kinks 6, the highlighted partition walls 7, the bulkhead sheets 8 and the wear plates 11 can be seen.

Claims

Pat 6093a Protection claims

1. Impeller with a single-walled conical support body designed as an inner shell, which is rotatably mounted on the impeller wheel axis, and a device which interacts with the support body for receiving the blades on the outer circumference of the impeller wheel, characterized in that in a radially opposite continuation of the support body (3) in the direction of the device (13) an outer shell (4) in the manner of a folding structure is arranged on the support body (3), which is provided in its radially outer circumferential region with partition walls (7) for forming cells (15).

2. Impeller according to claim 1, characterized in that the folding structure of the outer shell (4), viewed in the radial direction, is formed from a plurality of approximately trapezoidal metal sheets (5).

3. Impeller according to claims 1 and 2, characterized in that the sheets (5) are connected to one another by welding in such a way that a folding structure in the manner of a polygonal cone shell with a plurality of kinks (6) is formed.

4. Impeller according to claims 1 to 3, characterized in that the partition walls (7) are arranged on the bends (6) of the flat surfaces of the sheets (5), running essentially perpendicularly thereto.

5. Impeller according to claims 1 to 4, characterized in that, viewed in the circumferential direction, at least partially next to the partition walls (7), bulkhead plates (8) for forming boxes (9) are arranged on the flat surfaces of the plates (5), running essentially perpendicular thereto.

6. Impeller according to claims 1 to 5, characterized in that the partition walls (7) and the bulkhead plates (8) are arranged in the radial direction such that their distance from one another decreases radially inwards.

7. Impeller according to claims 1 to 6, characterized by wear plates (11) provided in the area of the trapezoid-shaped plates (5).

8. Impeller according to claims 1 to 7, characterized in that the inner (3) and outer shell (4) are connected to one another by welding, whereby in the region of the welding point, viewed in the circumferential direction, the conical surface of the inner shell (3) is aligned with the polygonal surface of the outer shell (4) or vice versa.

9. Impeller according to claims 1 to 8, characterized in that the outer shell (4) or the cells (15) provided on the outer circumference (12) for receiving the blades (14) are designed in such a way that the geometric shape of a polygon is formed.

10. Impeller according to claims 1 to 9, characterized in that the device (13) receiving the blades (14) is formed by two polygonal rings formed on the end face of the outer shell (4), in particular designed as boxes (16).