DE2847004C3 - Pneumatische Förderrinne - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Förderrinne mit einem an eine Druckluftquelle anschließbaren Unterkasten und einer diesen oberseitig schließenden und mit dessen kiebeaktivem Rand durch Klebung und Stifte fest verbundenen, flexiblen, luftdurchlässigen Schicht.

Pneumatische Förderrinnen sind Gefälleförderer für feinkörnige, fluidisierbare Massengüter. Das unter Druck dem Unterkasten zugeführte Gas dringt fein verteilt durch die gasdurchlässige Schicht und in das darauf befindliche Gut, wodurch dieses fluidisiert wird und unter Einwirkung der Schwerkraft und/oder einer Druckdifferenz fließen kann. Die flexible, luftdurchlässige Schicht wird im allgemeinen von einem festen Gewebe, Vlies oder dergleichen gebildet. Der Unterkasten besteht gewöhnlich aus Blech mit einem breiten Befestigungsflansch für die luftdurchlässige Schicht.

Damit eine pneumatische Förderrinne auch an schlecht zugänglicher Stelle über Jahre ordnungsgemäße Funktion gewährleisten kann, muß die Verbindung zwischen der flexiblen Schicht und dem Unterkasten absolut zuverlässig sein. Dies ist nicht unproblematisch, weil sie zwei unterschiedlichen Beanspruchungsarten ausgesetzt ist. Zum einen wird sie von dem von ihrer Unterseite her wirkenden Gasdruck gegebenenfalls stoßweise angehoben, so daß sie sich vom Unterkasten zu lösen bestrebt ist. Sie muß deshalb an ihrem gesamten Umfang lUckenfrei mit dem Rand des Unterkastens verbunden sein. Zum anderen muß mit einer hohen von oben auf die flexible Schicht einwirkenden Last gerechnet werden, die nicht nur von dem an sich schon beträchtlichen Gewicht des ruhenden Guts gebildet wird; vielmehr können bei dem Zusammenbrechen von Brückenbildungen im Silo oder beim rücksichtslosen Begehen der Rinnen heftige Lastspitzen auftreten. Dabei können die innerhalb der flach gespannten Schicht wirkenden Kraftkomponenten, die den Rand der Schicht aus der Befestigung herauszuzerren versuchen ein Vielfaches der vertikal von oben einwirkenden Kräfte betragen.

Den hohen Ansprüchen genügt bislang praktisch nur eine Befestigungsart, nämlich die der Einspannung des Schichtrandes zwischen einem Flansch des Unterka stens und einer oberseitigen Klemmleiste (die auch von dem Flansch des Oberkastens gebildet sein kann) mittels beider Teile in geringen Abständen verspannenden Schrauben oder Nieten ggf. unter Einschluß eines Klebmittels. Diese Art der Befestigung erzwingt die Herstellung des Unterkastens aus einem zur Bildung eines Flansches formbaren Werkstoff wie Stahlblech (Kunststoff-Berater: 12/1964, Seite 892) oder Kunststoff (DE-GM 73 15 271). Stahlblech herrscht in der Praxis vor, zumal bei der Wahl dieser Werkstoffe sichergestellt ist, daß der Rand gegenüber den bei oberseitiger

Belastung nach innen ziehenden Kräften ausreichende Steifigkeit besitzt, die gegebenenfalls durch Querrippen

vergrößert werden kann.

Bekannt ist auch die Ersetzung der Flanschen von

Ober- und Unterkasten durch eine Profilleiste, die Profilschlitze zur Aufnahme der Kastenränder sowie einen Profilschlitz ^ur Aufnahme des zugeordneten Randes der luftdurchlässigen Schicht aufweist der in diesem Schlitz mit einem Kleber zu befestigen ist (DE-PS 20 07 824): wie diese Verklebung gestaltet wird und ob zusätzliche Mittel zur Einspannung des

Schichtrandes verwendet werden müssen, ist unbekannt Die Kosten für eine solche Förderrinne sind

beträchtlich, wenn man sie an der Einfachheit des Fördersystems mißt und in Betracht zieht, daß in modernen Fabrikanlagen große Mengen davon benötigt werden. Seit langem sinnt man deshalb auf Verbilligung, die einerseits durch ein billigeres Unterkastenmaterial und andererseits durch yne Vereinfachung der Befestigung der gasdurchlässigen Schicht am Unterkastenrand denkbar erscheint Die Verwendung von Kunststoff statt Stahlblech ergibt zwar Vorteile bezüglich der Korrosionsbeständigkeit aber keine Kostenverminderung. Die doppelseitige Verklebung des Schichtrandes mit den beiden ihn einspannenden Flanschen erhöht zwar die Haltesicherheit aber vermindert nicht die Kosten, weil ein etwaiger Minderaufwand in der Schrauben- oder Nietenzahl durch den mit der Klebung verbundenen Mehraufwand

so wettgemacht wird. Die pneumatische Förderrinne mit einem Unterkasten aus Blech und einem abgekanteten Befestigungsflansch, mit dem die flexible, luftdurchlässige Schicht durch Verschraubung verbunden wird, ist daher in den vergangenen 50 Jahren der Geschichte dieses Fördermittels ohne echte Alternative geblieben, weil sie einerseits eine ausreichend qualifizierte Verbindung zwischen Unterkasten und flexibler Schicht und andererseits die erforderliche Quersteifigkeit des Unterkastenrandes gewährleistet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kosten einer pneumatischen Förderrinne zu senken, ohne die Qualität der Befestigung der flexiblen Schicht am Unterkasten und ohne die Quersteifigkeit des Unterkastens in Frage zu stellen.

Die erfindungsgemäße Lösung wird darin gefunden, daß der Rand des Unterkastens einen nagelbaren Werkstoff aufweist und der oberseitig freie Rand der Schicht ausschließlich daran durch unterseitige Klebung

und eine vor dem Erstarrreu des Klebers eingebrachte Nagelung befestigt ist, Zweckmäßigerweise besteht der Unterkasten insgesamt aus dem nagelbaren Werkstoff, der vorzugsweise im wesentlichen Holz bzw. ein Holzwerkstoff (wie Preßspan, Sperrholz oder dergleichen) ist. Unter der klebeak'iven fClebefläche ist eine solche zu verstehen, die ohne langwierige Vorbereitung und mit relativ einfachen, handelsüblichen Klebern mit hoher Scherfestigkeit verklebbar ist, also ebenfalls wieder vorzugsweise die Oberfläche von Holz, Holzwerkstoffen oder eine ähnlich rauhe Oberfläche bildenden Stoffen.

Durch den erfindungsgemäßen Rinnenaufbau wird eine beträchtliche Verbilligung erzielt

Die Erfindungshöhe beruht auf Überlegungen, die dem maschinenbaulich orientierten Ingenieur der einschlägigen Fördertechnik fremd sind. Ihm mußte angesichts der hohen Anforderungen, die an die Verbindung zwischen dem Unterkasten und der flexiblen Schicht gestellt werden müssen, die Klebe-Nagel-Verbindung absolut unzureichend erscheinen, weil er annehmen mußte, daß die saloppe Befestigung, die er bislang vielleicht nur von Polstermöbeln kannte und die scheinbar die maschinenbauliche Berechenbarkeit vermissen läßt, weder den hohen seitlich nach innen wirkenden Kräften unter oberseitiger Belastung der flexiblen Schicht noch den abhebenden Kräften unter dem in der Rinne wirkenden Gasdruck würde standhalten können. Unter der Wirkung des unterseitigen Überdrucks wölbt sich die flexible Schicht ausgehend von der zuinnerst liegenden Kante der Befestigung hoch, so daß die Kraft ausschließlich an dieser Innenkante übertragen werden muß. Dies führt im Falle einer Verklebung der flexiblen Schicht mit dem Rand des Unterkastens zu einer sogenannten Schälbeanspruchung, die bekanntlich den ungünstigsten Belastungsfall für eine Verklebung darstellt Man mußte deshalb damit rechnen, daß sie sich löst wobei die zuinnerst liegende Befestigungskante allmählich auswärts wandirt, bis sie die Nagelstellen erreicht. Da das flexible Material bis zu einem gewissen Grade dehnfähig ist wird die Lösebewegung zwischen den Nagelstellen dadurch aber nicht gestoppt weil sich der untere Überdruck auch dort auszuwirken vermag. Sie schreitet daher in ungünstigen Fällen auch zwischen den Nagelstelle.i nach außen fort Dies ist der Grund, warum bislang selbst im Fall einer beidseitigen Verklebung der flexiblen Schicht eine vollflächige Einspannung des Schichtrandes zwischen dem Flansch des Unterkastens und einem oberseitigen Flansch oder Klemmleiste für erforderlich gehalten wurde; diese sollte nämlich dafür sorgen, da3 sich die flexible Schicht zwischen den Spannbolzen unter dem von unten wirkenden Druck nicht anheben kann. Man mußte daher befürchten, daß ohne eine derartige Einspannung die erfindungsgemäße Lösung versagen würde. Hinzu kommt daß bei den Nagelstellen eine Kraftlinienkonzentration eintritt die man für bedenklich halten mußte, weil man punktförmige Kraftübertragung bei der Befestigung flexibler Schichten wegen der Gefahr des Ausreißens grundsätzlich zu vermeiden sucht — Jedoch hat die Erfindung gezeigt, daß diese Befürchtungen unberechtigt sind. Zwar trifft es zu, daß die Lösung der oberseitig freien, flexiblen Schicht zwischen den Nagelpunkten nach außen hin fortschreitet; sie ist aber auf einen bogenförmigen Bereich zwischen je zwei Nagelpunkten beschränkt dessen Verhältnis von Breite zur Tiefe eine Funktion des herrschenden Drucks und der Schichtelastizität ist Dies sind vorbekannte Größen, so daß es der Konstrukteur in der Hand hat, den Abstand der Nagelpunkte voneinander und von der Außenkante der Klebefläche so zu wählen, daß die Tiefe der Ablösung zwischen den Nagelpunkten innerhalb der zur Verfügung stehende Klebebreite verbleibt Damit wird die Befestigung durch Kleben und Nageln von dem Bereich untergeordneter handwerklicher Anwendung auf den Rang einer konstruktiv exakt berechenbaren und

ίο qualifiziert einsetzbaren Verbindung gehoben.

Weitere Bedenken gegen die erfindungsgemäße Befestigung der elastischen Schicht stammen von der Überlegung, daß angesichts der Gefahr der Lösung der Klebeverbindung die sehr hohen Befestigungskräfte, die bei einer oberseitigen Belastung der flexiblen Schicht aufgenommen werden müssen, praktisch ausschließlich von den Nagelpunkten aufgenommen werden müssen, die aber wegen der punktförmigen Krafieinleitung in die flexible Schicht dazu nicht geeignet sind. Betrachtet man jedoch diejenigen Felder, in rfcnen die Klebung nach den obigen Ausführungen auci- unter ungünstigsten Bedingungen erhalten bleibt, so steht man fest daß diese mehr oder weniger dreiecksförmig hinter den Nagelpunkten (von der Krafteinwirkungsseitc her gesehen) liegen und die Schicht im Verhältnis zu den Nagelpunkten abstützen. Dadurch wird die unbedingt zu vermeidende punktförmige Belastung ausgeschlossen. — Man kommt somit zu der Erkenntnis, daß der ?ine Belastungsfall gerade diejenigen Flächenbereiche hinter den Nagelpunkten verschont, die für den anderen Belastungsfall von ausschlaggebender Bedeutung sind. Darin liegt ein synergistischer Effekt der nicht ohne weiteres vorhersehbar war.

Die Fertigung gestaltet sich äußerst einfach. Es

braucht nämlich lediglich die flexible Schicht auf dem mit dem Kleber versehenen Unterkastenrand gespannt und festgenagelt zu werden, solange der Kleber noch flüssig ist bzw. solange er haftaktiv ist Auf eine weitere Pressung der Klebung kann dann verzichtet werden.

Die Verwendung von Holz, Holzspanplatten oder Sperrholz hat wesentliche Vorteile im Zusammenhang der Erfindung. Die Oberfläche von Holz bzw. von Holzwerkstoffen ist ausgezeichnet klebeaktiv, weil auch mit unaufwendigen Klebern und ohne aufwendige Oberflächenvorbehandlung eine Verbindung vor* hoher Schäl- und Scherfestigkeit erzielt werden kann. Holz und Holzwerkstoffe sind billig in Form von Platten zugänglich, die im allgemeinen ohne spezielle Verdikkung des Randes gute Steifigkeit und eine für die

so Verbindung ausreichende Randdicke aufweisen. Beschädigungen an der Rinne lassen sich leicht mit überall vorhandenen Mitteln reparieren. Die Ausführung des Unterkastens aus plattenförmigen Stücken hat wegen ihrer Einfachheit große Vorteile. Selbstverständlich ist aber auch eine einstückige Ausführung aui Holzwerkstoff oder anderem Werkstoff als Preßteil möglich.

Statt Holz können selbstverständlich auch andere nagelbare Werkstoffe verwendet werden, insbesondere mit Kunstharz eier hydraulisch gebundene Faser-, Span- oder Kornwerkstoffe. Die für die Nagelfähigkeit gewünschte, aufgelockerte Struktur kann auch durch Schäumung begründet sein wie beispielsweise bei Gasbeton oder ganz oder teilweise geschäumtem Kunstharz.

In vielen Fällen wird as zweckmäßig sein, den gesamten Unterkasten aus demselben Werkstoff herzustellen. Jedoch kann auch ein Materialverbund gewählt werden, wo dies zweckmäßiger erscheint, indem eine

nagelbare Leiste im Randbereich mit dem Unterkasten ansonsten bildenden Werkstoff verbunden wird. Der ergänzende Werkstoff kann beispielsweise Schwerbeton, Asbestzement oder Polyesterbeton sein. Im Falle eines Materialverbundes kann die klebeaktive Fläche statt von dem nagelfähigen Werkstoff selbst auch von dem anderen Werkstoff gebildet sein. Dieser andere Werkstoff ist zweckmäßigerweise preß- oder gießbar, damit der Verbund mit der Leiste des nagelbaren Werkstoffs ohne weiteren Arbeitsaufwand bei der Formung des Unterkastens eintritt.

Zweckmäßigerweise ist die Bodenplatte des Unterkastens in Form von Befestigungsflächen über die Grenzen des Unterkastens hinaus verlängert, insbesondere an den Enden, um Befestigungsflächen zu bilden.

Ein großer Vorteil der Ausbildung des gesamten Unterkastens aus einem nagelbaren und daher verhältnismäßig dicken und in gewissem Maße nachgiebigen luι*» ι! λ: jn j:

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Luftanschlußstutzen beträchtlich vereinfacht wird. Während bislang eine Schweißverbindung erforderlich war, genügt es bei der Verwendung eines nagelfähigen Werkstoffs, einen als Anschlußstutzen vorgesehenen Gewindestutzen in eine gewindelose Bohrung des Unterkastens, gegebenenfalls unter Zusatz eines Dichtoder Klebmittels, einzudrehen, wobei er sich das ihn nach Verfestigung des Dicht- oder Klebmittels haltende Gewinde selbst schneidet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Endansicht und

Fig. 2 eine perspektivische Schnittansicht einer Luftförderrinne.

Die Luftförderrinne besteht aus einem mittels Anschlußstutzen 1 mit Druckluft beaufschlagbaren Unterkasten 2 und der flexiblen, luftdurchlässigen Schicht 3, die mit den oberen Randflächen 4 des Unterkastens mittels eines nicht gesondert dargestellten Klebers und der Nagelung 5 verbunden ist. Der Unterkasten ist durch Rippen 6 in Querrichtung ausgesteift. Seine Unterplatte ist bei 7 zur Bildung einer Fläche zur Befestigung am Unterboden verlängert.

Bei der flexiblen, luftdurchlässigen Schicht handelt es sich beispielsweise um ein Gewebe. Dieses wird mit

ίο seinen Rändern nach einseitigem Kleberauftrag auf die Randflächen 4 des Unterkastens gespannt. Solange der Kleber flüssig, teigig oder pastös ist und nachdem er gegebenenfalls ein wenig in die zu verbindenden Flächen eingezogen ist. wird die Nagelung vorgenommen, die dann ohne weitere Spannmittel den für eine ordnungsgemäße Verklebung erforderlichen Druck erzeugt. Bei den Nägeln kann es sich um Breitkopfnägel, U-förmige Heftklammern oder dergleichen handeln.

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Ebene der Befestigungsfläche 4 stimmt zweckmäßigerweise überein mit der Ebene, in der das Gewebe 3 über der öffnung des Unterkastens ausgespannt wird.

Die Wände und Böden der Förderrinne sowie die Rippen kann man sich aus wasserfestem Holzspann- oder Sperrholz-Plattenmaterial vorstellen. Dieses Material wird in solcher Dicke gewählt, daß es einerseits den Festigkeitsansprüchen des Unterkastens genügt und an Ihrerseits eine genügende Auflagefläche 4 für die Verbindung mit der luftdurchlässigen Schicht bildet. Die Rippen sind zweckmäßigerweise nicht nur mit den Seiter.wänden sondern auch mit dem Boden verbunden, um an der Kraftübertragung auf den Unterboden teilnehmen zu können. Sie lassen selbstverständlich einen ausreichenden Querschnitt für den Luftdurchtritt im Unterkasten frei.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Pneumatische Förderrinne mit einem an eine Druckluftquelle anschließbaren Unterkasten und einer diesen oberseitig schließenden und mit dessen klebeaktivem Rand durch Klebung und Stifte fest verbundenen, flexiblen, luftdurchlässigen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Rand des Unterkastens (2) einen nagelbaren Werkstoff (4) aufweist und der oberseitig freie Rand der Schicht (3) ausschließlich daran durch unterseitige Klebung und eine vor dem Erstarren des Klebers eingebrachten Nagelung(5) befestigt ist

2. Förderrinne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterkasten (2) insgesamt aus dem nagelbaren Werkstoff besteht.

3. Förderrinne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nagelbare Werkstoff im wesentliche*, aus Holz besteht.

4. Förderrinne nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nagelbare Werkstoff Schaumstruktur aufweist

5. Förderrinne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterkasten aus einem preß- oder gießbaren Werkstoff im Verbund mit dem leistenförmigen nagelbaren Werkstoff hergestellt ist

6. Förderrinne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß U-förmige Klammern als Nägel verwendet werden.