DE3879374T2 - Foerdervorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern von Material entsprechend dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus GB-A-2 072 122 bekannt.
• In vielerlei Zusammenhang besteht eine Notwendigkeit, Material, z.B. Schüttgut und nicht nur homogenes Gut, sondern auch Material zu fördern, das Komponenten variierender Größe, Dichte, Elastizität, Feuchtigkeit usw. aufweist. Beispiele eines solchen Materials sind Kohle, Koks, Korn, Abfall, Holzspäne usw. Bei vielen Anwendungen ist es auch notwendig, Gegenstände von einem unteren Niveau zu einem höheren Niveau zu fördern. Aus Raumgründen ist es häufig wichtig, daß das Fördern im wesentlichen vertikal oder auf einem stark geneigten Weg stattfindet.
• Der Typ von Förderern, der im obengenannten Zusammenhang geeignet ist, sind Kratzförderer, Schraubenförderer oder Bandförderer usw. Solche Förderer werden dann geneigt angeordnet und heben das Material auf das gewünschte höhere Niveau hoch.
• Bei Anwendungen, bei denen Schraubenförderer verwendet werden, ist ein spiralförmiges Gewinde (Schraube) vorhanden, das mit einer mittigen Welle oder Achse versehen ist und in einem Gehäuse eingeschlossen ist, innerhalb dessen das Gewinde (die Schraube) rotiert. Die Anordnung bildet eine starre und schwere Konstruktion, die sogar für verhältnismäßig kurze Förderinstanzen wenigstens an ihren beiden Enden gelagert ist. Das Entladen muß daher durch eine Öffnung in den Seiten des Gehäuses stattfinden, mit Ausnahme von Fällen, die sehr kurze Schrauben mit einer maximalen Länge von 2-3 in betreffen.
• Konventionelle Schraubenförderer, die mit einer mechanischen Welle oder Achse versehen sind, die für vertikale oder stark geneigte Förderer verwendet werden, haben eine Reihe von wohlbekannten Nachteilen, z.B.:
• Sie haben einen niedrigen Wirkungsgrad und müssen mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden, normalerweise 300-500 Umdrehungen pro Minute.
• Die hohe Geschwindigkeit bewirkt hohen Energieverbrauch und führt in der Regel zu schneller Abnutzung.
• Das Entladen wird schwierig und erfordert viel Raum, da es seitwärts durchgeführt werden muß.
• Die starre Konstruktion in feststehenden Lagern und der begrenzte Raum zwischen Gewinde, Welle und Gehäusewand bedeutet, daß das Material leicht verklemmt.
• Die rotierende Welle macht es unmöglich, Material zu transportieren, das sich um die Welle wickeln kann.
• Feuchtes schmierendes Material hat die Tendenz, an der inneren Wand des Gehäuses anzubacken und dauernd den "Zwischenraum" zwischen Schraube und Gehäuse zu verringern. Es ist daher wohlbekannt, daß die Drehung der Schraube durch dieses Phänomen erschwert oder behindert wird.
• Die vorgenannten Nachteilen von vertikalen Schraubenförderern haben die Wirkung, daß förderer für den Transport von Material zwischen verschiedenen Niveaus mit einem verhältnismäßig kleinen Neigungswinkel (normalerweise 15 - 45º) gebaut werden, was selbstverständlich mehr Raum erfordert. Die Konsequenz hiervon sind große Gebäude mit den hohen Investitions- und Betriebskosten, die damit verbunden sind.
• Eine allgemein auftretende Anwendung ist das Entladen in Transportbehälter, wenn das Gut wenigstens 2 m angehoben werden muß. Ein geneigter Förderer hat den Nachteil, daß er es in der Regel schwierig macht, einen Behälter vollständig zu füllen, da der Förderer einen begrenzten Entladebereich hat. Für Schüttgut haben die Behälter häufig Grunddimensionen von 2 x 6 m. Ebenso wird man verstehen, daß das Problem verstärkt wird, wenn z.B. bei einer Umladestation mehrere Behälter befüllt werden müssen, die aneinander angrenzend angeordnet sind.
• Allgemein ist es so, daß in einem mit einer mechanischen Welle versehenen Schraubenförderer - oder in einem Schraubenförderer ohne mechanische Welle - das Fördern dadurch stattfindet, daß das transportierte Material gegen eine treibende Oberfläche der Schraube (oder eines endlosen Kratzers) anliegt und entlang derselben gleitet, die einen schrägen Winkel mit der Förderrichtung bildet. Wenn diese Relativbewegung zwischen dem Material und der treibenden Oberfläche nicht stattfindet, d.h., wenn das Material an der Schraube anbackt, so findet überhaupt kein Fördern des Materials in Richtung zum Abgabeende des Förderers statt, sondern das Material rotiert um die Schraube in einer kreisförmigen Bewegung. Damit Fördern zum Abgabeende des Förderers stattfinden kann, ist es daher notwendig, daß die Bewegung des Materials in Umfangsrichtung der Schraube verlangsamt wird, so daß die Schraube während ihrer Drehung das Material zur Abgabeöffnung drückt. Anders gesagt, damit das Material in Richtung zum Abgabeende befördert werden soll, muß die Summe der Reibungskräfte zwischen dem transportierten Gut und der sich drehenden Schraube geringer sein als zwischen dem Gut und dem feststehenden Gehäuse.
• Es ist offensichtlich, daß bei einem vertikalen oder stark geneigten Förderer, der ein Gehäuse aufweist, das eine mit einer Welle versehene Schraube einschließt, in der Regel die Kräfte, mit denen das Material gegen das Gehäuse gedrückt wird, geringer sein werden als die Kräfte, mit denen das Material an der Schraube anhaftet. Wenn keine speziellen Maßnahmen vorgesehen werden, um diese Beziehung zu kompensieren, wird das Ergebnis sein, daß die Reibungskräfte zwischen dem transportierten Gut und dem vertikalen Gehäuse kleiner sein werden als die Reibungskräfte zwischen dem Gut und dem rotierenden Mittel. Um die Vorbedingungen für den Transport des Materials zum Abgabeende zu schaffen, muß als Konsequenz hiervon die Reibung zwischen dem Material und dem Gehäuse vergrößert werden. In Übereinstimmung mit dem Stand der Technik wird dies dadurch erreicht, daß für die Drehung der Schraube eine hohe Geschwindigkeit gewählt wird und mit Hilfe von Zentrifugalkraft das Material gegen das Gehäuse des Förderers geworfen wird. Vertikale Schraubenförderer arbeiten daher wie bereits erwähnt mit hoher Geschwindigkeit mit den damit verknüpften Nachteilen in Form von hohem Leistungsverbrauch, schneller Abnutzung und niedrigem Befüllungsverhältnis und/oder niedrigem Wirkungsgrad.
• Einem vertikalen Förderer, der ein Gehäuse und eine mit einer Welle versehene im Gehäuse angeordnete Schraube aufweist, wird das anzuhebende Material in der Regel mit Hilfe einer kurzen Schraube zugeführt, die das Material durch eine Öffnung im Gehäuse in Richtung auf die Mittelwelle der Schraube zuführt. Als Ergebnis hiervon füllt das Material wenigstens teilweise den Einfüllbereich des Förderers aus und wird nach außen zur inneren Grenzoberfläche des Gehäuses gedrückt, wodurch die Vorbedingungen für das Fördern des Materials zum oberen Teil des Förderers und der dort angeordneten Abgabeöffnung geschaffen werden. Die Mittelwelle des vertikalen Förderers des konventionellen Schraubenförderers bildet jedoch ein Hindernis für ein gutes Auffüllen des Einfüllbereichs, und außerdem ist es eine Tatsache, daß die gesamte Oberfläche der Gewindegänge und der Welle der Schraube zusammen mit der kanalförmigen Form des Raums zwischen den Gewindegängen bewirkt, daß das Material an der Schraube anbackt und mit ihr rotiert, was bedeutet, daß kein Fördern des Materials in Richtung zum Abgabeende stattfindet. Zusätzlich dazu, daß das Befüllen des Einfüllbereichs des Schraubenförderers behindert wird und die Reibungskräfte zwischen dem Material und der Schraube erhöht werden, was durch die Mittelwelle der rotierenden Schraube bewirkt wird, wird es auch unmöglich, Material zu fördern, das um die Welle gewickelt werden kann, und es wird darüber hinaus das Fördern von Material in großen Stücken stark begrenzt.
• Es ist bekannt, daß zum Fördern von u. a. der oben erwähnten Typen von Materialien in einer horizontalen Ebene oder in einem verhältnismäßig kleinem Winkel zu derselben (Maximum 30 - 40º) ein spiralförmiges Gewinde ohne eine mechanische Mittelwelle verwendet werden kann, wobei das Gewinde in einem Gehäuse rotiert. Das Spiralgewinde wird dann nur an einem Ende der Spirale gelagert. Die Verwendung des wellenlosen Spiralgewindes beseitigt eine Anzahl von Nachteilen des konventionellen Schraubenförderers. Ein Förderer mit wellenlosem Spiralgewinde ermöglicht äußert leichte und kompakte Konstruktionen und hat darüber hinaus eine beträchtlich größere Kapazität als der "Schraubenförderer", da er die Hindernisse nicht aufweist, die Mittelwelle und Lager bilden. Dies ermöglicht es, von beträchtlich höheren Füllverhältnissen während des Transports Gebrauch zu machen und mit denselben Abmessungen und derselben Transportkapazität wie ein Schraubenförderer mit Welle, jedoch bei beträchtlich niedrigerer Geschwindigkeit zu arbeiten. Er kann problemlos für sich verwickelndes oder schmierendes Gut oder für Gut unterschiedlicher Stückgrößen verwendet werden. Darüber arbeitet er bei niedriger Geschwindigkeit, was eine lange Betriebsdauer, hohe Zuverlässigkeit, niedrige Unterhaltskosten und niedrigen Leistungsverbrauch sicherstellt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung, bei der die vorgenannten Erfordernisse erfüllt werden, die beschriebenen Nachteile beseitigt werden und bei denen die im vorstehenden Abschnitt beschriebenen Vorteile eines Förderers mit wellenlosem Spiralgewinde beim Fördern von Material von einem niedrigeren zu einem höheren Niveau bei starker Neigung oder im wesentlichen vertikal erhalten werden. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird dies mit einem Verfahren und einer Anordnung gemäß dem kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche erreicht.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein dritter oberer Förderer (Kombination einer wellenlosen Spirale und einer Schiene) angeordnet, der eine Spirale ohne mechanische Mittelwelle aufweist, wobei die Spirale innerhalb eines Mittels angeordnet ist, das eine Schiene aufweist, deren Querschnitt im unteren Teil von im wesentlichen kreisförmiger Form mit einem Durchmesser ist, der ein wenig größer ist als der Durchmesser der Spirale, so daß die Spirale in der Schiene rotieren kann, während sie in Berührung mit der inneren Begrenzung der Schiene ist. Der dritte obere Förderer wird durch die zweite Kombination mit Material von unten durch eine Öffnung in der Schiene gespeist. Durch Drehen der dritten Kombination um die geometrische Achse des Abgabeteils der zweiten Kombination wird der Abgabeteil der dritten Kombination in die gewünschte Richtung eingestellt.
• In den abhängigen Ansprüchen sind weitere zweckreiche Ausführungsformen der Erfindung angegeben.
• Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Anzahl von Zeichnungen detaillierter beschrieben. Es zeigen:
• Fig.1a, 1b einen Querschnitt in der vertikalen Ebene durch eine Anordnung in Übereinstimmung mit alternativen Ausführungsformen;
• Fig.2a-2e Schnitte A-A, B-B, C-C, D-D und E-E in Fig. 1a bzw. Fig. 1b;
• Fig.3a, 3b die Verteilung des geförderten Materials im im wesentlichen horizontalen Teil der Anordnung in Übereinstimmung mit Fig. 1a bzw. 1b;
• Fig.4 einen Querschnitt in der Vertikalebene einer Ausführungsform der Anordnung mit im wesentlichen horizontal gerichtetem oberen Fördermittel; und
• Fig.5a, 5b die Anordnung gemäß Fig. 4 von oben gesehen.
• Fig. 1a und 1b stellen die Erfindung in einer Ausführungsform dar, die die Hauptkonstruktion und Funktion der Erfindung zeigen. In den Figuren wird man eine erste Kombination 1 eines ersten röhrenförmigen Gehäuses 10 und einer ersten wellenlosen Spirale 11 finden, die ein Schraubenblatt 57 mit einer Begrenzung (Rand) 54, die zur Mitte gerichtet ist, und einer Begrenzung (Rand) 64 bildet, die vom Zentrum weg gerichtet ist, wobei das Schraubenblatt im Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse hat in der Regel eine im wesentlichen horizontale Orientierung. An einem seiner Enden bildet das Gehäuse einen Zuführabschnitt 19, der mit einer oder mehreren Zuführöffnungen 12 versehen ist, die in der Regel mit einer nach oben gerichteten Zuführtrommel oder einem Zuführbehälter, -trog 13 oder dergleichen verbunden sind. Ein Motor 14 treibt die wellenlose Spirale 11 über ein Wechselgetriebe und Lageraggregat an. Das andere Ende des Gehäuses bildet den Abgabeabschnitt 16 der Kombination mit ihrer Abgabeöffnung 17. Die Spirale wird nur in Verbindung mit dem Wechselgetriebe und Lageraggregat gelagert, während das Ende 51 der Spirale, das im Abgabeabschnitt angeordnet ist, vollständig frei ist. Als Ergebnis der Elastizität der Spirale in Radialrichtung liegt die Begrenzung 64 der Spirale, die vom Zentrum weg gerichtet ist, gegen das Gehäuse im unteren Teil desselben mit Ausnahme von dem ganz nahe am Wechselgetriebe und Lageraggregat 15 angeordneten Teil an.
• Im Abgabeabschnitt hat das Gehäuse immer einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und umgibt die wellenlose Spirale mit leichtem Spiel. Bei der in Fig. 1b gezeigten Ausführungsform ist ein im wesentlichen zylindrischer Körper 50 im Abgabeabschnitt 16 angeordnet und im Bereich der geometrischen Mittelachse der Spirale positioniert. Der Körper ist in dem mittigen Durchlaß der Spirale angeordnet und wird durch die Spirale umgeben. Auch bei dieser Ausführungsform endet die Spirale mit einem freien Ende 51 in dem Abgabeabschnitt 16.
• In Fig. 1a und 1b kann auch eine zweite Kombination 2 einer Konstruktion gefunden werden, die im wesentlichen derjenigen entspricht, die für die erste Kombination oben beschrieben ist. Die zweite Kombination weist also ein zweites Gehäuse 20 und eine zweite daran angeordnete wellenlose Spirale 21 auf, die ein Schraubenblatt 58 eines in der Regel im wesentlichen rechteckigen Querschnitts bildet, wobei eine Begrenzung (Rand) 55 zum Zentrum gerichtet ist und eine Begrenzung (Rand) 65 vom Zentrum weg gerichtet ist. Die Längsachse des Gehäuses in der zweiten Kombination ist von im wesentlichen vertikaler Orientierung oder bildet einen verhältnismäßig großen Winkel mit der horizontalen Ebene. In der Regel überschreitet der Winkel 50º, vorzugsweise 70º, und beträgt häufig 90º. Im unteren Abschnitt der Kombination wird man einen Zuführabschnitt 29 mit einer Zuführöffnung 22 finden, welche Öffnung in die Abgabeöffnung 17 des ersten Gehäuses übergeht. Die Spirale wird durch einen Motor 24 über ein Wechselgetriebe und Lageraggregat 25 angetrieben, das im unteren Abschnitt der Kombination unterhalb des Bereiches der Einfüllöffnung 22 angeordnet ist. Die Drehgeschwindigkeit der Spirale ist auf den gewünschten Wert durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses und/oder der Motorgeschwindigkeit einstellbar. Am anderen Ende des Gehäuses kann man den Abgabeabschnitt 26 des Gehäuses mit einer Abgabeöffnung 27 finden, die bei der gezeigten Ausführungsform in Axialrichtung der wellenlosen Spirale angeordnet ist. Die wellenlose Spirale endet im Abgabeabschnitt mit einem freien Ende 52.
• In der ersten Kobination im Bereich des Abgabeabschnittes 16 sind die geometrische Mittelachse der Spirale und/oder eine Mittelachse des Abgabeabschnitts zur geometrischen Mittelachse der Spirale 21 der zweiten Kombination gerichtet. Die Fläche des Querschnitts der Abgabeöffnung 17 des ersten Gehäuses 10 entspricht in der Regel im wesentlichen der Fläche des Querschnitts des Aufnahmegehäuse 20 wenigstens im Bereich des Zuführabschnitts des Aufnahmegehäuses, wobei die beiden Gehäuse in der Regel fest miteinander verbunden sind. Bei einigen Ausführungsformen ist die Abgabeöffnung 17 kleiner. Das freie Ende 51 der ersten Spirale endet in der Regel ganz nahe an dem Bereich, durch den das Schraubenblatt 58 der Spirale 21 der zweiten Kombination hindurchgeht.
• In Axialrichtung des ersten Gehäuses 10 gesehen, ist die erste Kombination 1 von wellenloser Spirale und Gehäuse in eine Ladezone 18a, eine Abgabezone 18c, die mit der Abgabeöffnung 17 endet, und bei einigen Ausführungsformen mit einer Förderzone 18b dazwischen aufgeteilt.
• In Fig. 2a-2c werden Beispiele der Querschnitte der entsprechenden Zonen gezeigt. In der Regel ist der Querschnitt des Gehäuses der Förderzone des ersten Gehäuses so ausgewählt, daß er U-förmig ist, während er in der Abgabezone 18c in der Regel kreisförmig ist. Das Gehäuse umschließt die Spirale in der Abgabezone mit leichten Spiel. Bei Anwendungen, bei denen Gut in großen Stücken im zu fördernden Material eingeschlossen ist, wird das Spiel so ausgewählt, daß es verhältnismäßig groß ist, um irgendeine Gefahr eines Verklemmens zu vermeiden. Bei gewissen Anwendungen hat das Gehäuse sowohl in der Ladezone als auch in der Abgabezone im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt wobei die Größe des Querschnitts der entsprechenden Zonen in der Regel übereinstimmt.
• Fig. 2d zeigt eine Ausführungsform des Gehäuses 20 in der zweiten Kombination, bei der das Gehäuse entlang seiner inneren Grenzoberfläche mit wenigstens einem rippenförmigen Mittel 23 versehen ist, das sich im wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt. Das Gehäuse umschließt die Spirale 31 mit verhältnismäßig leichtem Spiel.
• Fig.2e zeigt eine alternative Ausführungsform des Gehäuses 21 der zweiten Kombination 2, wobei der Querschnitt des Gehäuses von unregelmäßiger Form ist und in der Regel eine oder mehrere scharfe Ecken 28 aufweist, wie dies in der Figur angedeutet ist.
• Das rippenförmige Mittel in 2d und die unregelmäßige Form oder die Ecken in Fig.2e haben den Zweck, die Reibung zwischen den entsprechenden Gehäuse und dem Material, das gegen dasselbe anliegt, zu erhöhen.
• Fig.3a und 3b zeigen, wie während des Fördervorganges das Material 40 in der ersten Kombination im an die Abgabeöffnung 17 des Gehäuses angrenzenden Bereich im wesentlichen den gesamten zur Verfügung stehenden Raum im Abgabeabschnitt 16 der Kombination ausfüllt. Der zylindrisch geformte Körper 50 gemäß der Ausführungsform in Fig.1b hindert in einem gewissen Ausmaß Material im Zuführabschnitt der zweiten Kombination daran, in den Abgabeabschnitt der ersten Kombination zurückzufallen.
• In Fig.4 ist eine Auführungsform gezeigt, in der die oben beschriebenen Kombinationen 1 und 2 durch eine dritte Kombination 3 vervollständigt werden, das ebenfalls ein Gehäuse 30 und eine im Gehäuse angeordnete rotierende wellenlose Spirale 31 aufweist, die ein Schraubenblatt von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und mit einer Begrenzung (Rand) 56, die zum Zentrum gerichtet ist, und einer Begrenzung (Rand) 66, die vom Zentrum weg gerichtet ist, bildet. Die Spirale wird über Wechselgetriebe und Lagereinheit 35 durch einen Motor 34 angetrieben, der in der Regel in Verbindung mit dem Zuführende 39 des Gehäuses angeordnet ist. Die Rotationsgeschwindigkeit der Spirale ist durch Steuerung der Geschwindigkeit des Motors und/oder durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Wechselgetriebe und Lageraggregat 35 einstellbar. Die dritte Kombination ist in Verbindung mit dem Abgabeabschnitt 26 der zweiten Kombination angeordnet und ist mit dem Gehäuse 20 der zweiten Kombination über eine Kupplungs- und/oder Lagereinheit 60 von kreisförmigem Querschnitt verbunden. Eine Verbindung 33 ebenfalls von kreisförmigem Querschnitt umschließt den Abgabeabschnitt 26 des zweiten Gehäuses, und die dritte Kombination ist drehbar in Bezug auf den Abgabeabschnitt des zweiten Gehäuses einstellbar. Die Verbindung bildet in dem Abschnitt, der dem dritten Gehäuse benachbart ist, eine Zuführöffnung 32 zum dritten Gehäuse, wobei diese Zuführöffnung eine nach unten gerichtete Öffnung im dritten Gehäuse bildet. Im Bereich, der der Zuführöffnung am nächsten ist, dreht sich das freie Ende 52 der zweiten Spirale in der Regel ganz nahe bei der Schiene des Schraubenblattes der dritten Spirale. Als Ergebnis der Elastizität der Spirale in Radialrichtung liegt die von dem Zentrum weggerichtete Begrenzung 66 der Spirale gegen das Gehäuse im Bodenbereich des letzteren mit Ausnahme des Bereiches an, der dem Wechselgetriebe und Lageraggregat 35 am nächsten ist. Das Material, das durch die Ablaßöffnung 27 des zweiten Gehäuses gefördert wird, bewegt sich durch die Verbindung 33 hindurch und von unten her in das dritte Gehäuse durch dessen Zuführöffnung.
• Das Gehäuse der dritten Kombination ist in seinem Abgabeabschnitt 36 mit einer oder mehreren Abgabeöffnungen versehen, die in Längsrichtung des Gehäuses hintereinander angeordnet sind. In der Regel ist eine Ablaßöffnung 37 in Axialrichtung des Gehäuses angeordnet, während eine oder mehrere Ablaßöffnungen 38 Öffnungen im Gehäuse bilden, die nach unten gerichtet sind. Die wellenlose Spirale 31 endet im Abgabeabschnitt des Gehäuses mit einem freien Ende 53, das zur Abgabeöffnung 37 gerichtet ist, die in Axialrichtung des Gehäuses angeordnet ist. Fig.4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erste Kombination mit einem zylindrischen Körper 50 versehen ist. Bei gewissen Anwendungen hat die erste Kombination 1 die in Fig.1a gezeigte Konstruktion, d.h., dap diese Kombination den zylindrischen Körper 50 nicht aufweist.
• Wie in den Fig. 5a, 5b gezeigt ist, ist der Abgabeabschnitt 36 der dritten Kombination entlang des Umfangs eines Kreises bewegbar, wenn das dritte Gehäuse im Lager 60 gedreht wird. Als Ergebnis kann die Kombination eingestellt werden, wie dies erforderlich ist, um Material zu Behältern zu liefern, die beliebig um die Anordnung herum angeordnet sind. Die verteilten Orte der Abgabeöffnungen bedeuten, daß jede Abgabeöffnung entlang des Umfangs eines Kreises 5a, 5b, der für die Abgabeöffnung spezifisch ist, bewegt wird, was es möglich macht, beim Entladen in einem Aufnahmebehälter 4 eine gute Verteilung des Guts zu erreichen, das dem Behälter zugeführt wird.
• Material, das der ersten Kombination 1 durch die Zuführöffnung 12 im Gehäuse 10 geführt wird, wird mit Hilfe von Drehung der Spirale 11 in Richtung zur Abagbeöffnung 17 des ersten Gehäuses gefördert. Wie dies aus den Fig.3a und 3b ersichtlich ist, findet eine gewisse Ansammlung von Material in dem Bereich statt, der der Abgabeöffnung 17 des ersten Gehäuses benachbart ist. Als Ergebnis wird das Material, nachdem es durch die Abgabeöffnung der ersten Kombination hinausgelangt und in das Gehäuse 20 der zweiten Kombination 2 hineingelangt ist, im wesentlichen den Raum im aufnehmenden Gehäuse im Bereich der Zuführöffnung des Gehäuses ausfüllen, da das verhältnismäßig dünne Schraubenblatt 58 der wellenlosen Spirale 21 im zweiten Gehäuse in der Realität nicht ein Hindernis für das Fördern des Materials bildet. Das Material gelangt in das zweite Gehäuse unter und auch über das Schraubenblatt 58 der rotierenden Spirale 21. Material, das in den Bereich der Zuführöffnung 22 des zweiten Gehäuses zugeführt ist, bildet Materialbrücken mit Material, das hineingelangt, und mit Material, das im zweiten Gehäuse bereits vorhanden ist. Als Ergebnis tritt eine Wirkung von Kräften zwischen dem Schraubenblatt 58 der wellenlosen Spirale und dem Material, das im Gehäuse vorhanden ist, und zwischen Material, auf das das Schraubenblatt wirkt, und Material auf, das das Material umgibt, auf das das Schraubenblatt wirkt, was sich auch auf Material bezieht, das der inneren Begrenzung des Gehäuses benachbart ist. Das umgebende Material und in einem gewissen Ausmaß auch das Material, auf das die Spirale direkt wirkt, liegen gegen die innere Begrenzung des Gehäuses an und werden durch die Reibungswirkung daran gehindert, die Spirale bei ihrer Drehung zu begleiten. Dies erzeugt eine Relativbewegung zwischen dem Schraubenblatt 58 der zweiten Spirale und dem Material. Bewegt sich nun das Schraubengewinde durch das Material, so wird dieses entsprechend angehoben und fällt, nachdem sich die Spirale vorbeibewegt hat, zum unteren Ende des Gehäuses zurück. Während der Periode, während der das Material durch die Spirale angehoben wird, wird jedoch Material vom Abgabeabschnitt 16 des ersten Gehäuses in die Hohlräume zugeführt, die unterhalb des Materials gebildet werden, das durch das Gewinde im zweiten Gehäuse hochgehoben wird, während gleichzeitig die die Reibung fördernden erwähnten Brücken gebildet werden, um zwar unterhalb und auch oberhalb des Schraubenblattes des Spiralgewindes, zwischen Material, das gegen das Schraubenblatt anliegt und umgebendem Material. Durch wiederholte Neuanordnung und Einführung von Material von der ersten Kombination wird der gesamte Raum im Gehäuse der zweiten Kombination so allmählich mit Material gefüllt.
• Eine Vorbedingung, damit das Material hochgehoben werden kann, besteht darin, daß die Fähigkeit des Materials, die Spirale bei ihrer Rotation zu begleiten, verringert werden muß. Dies kann erreicht werden, falls die Verteilung von Reibungskräften vorhanden ist, wie im vorangehenden Abschnitt angedeutet wurde. Es wurde so überraschenderweise herausgefunden, daß die Zufuhr von Material, die durch das Mittel der ersten Spirale bewirkt wird und die in erster Linie in die unterhalb des rotierenden Gewindes der zweiten Spirale gebildeten Hohlräume führt, Reibungskräfte zwischen Materialkörpern und zwischen dem Material und dessen Umgebung (einschließlich der inneren Begrenzung des Gehäuses) einer Größe und Richtung erzeugt, die bewirken, daß das Material im Gehäuse der zweiten Kombination sich mit geringerer Geschwindgkeit in Drehrichtung der Spirale als die Spirale selbst dreht und zumindestens in gewissen Teilen vollständig abgebremst wird. Als Ergebnis wird ein im wesentlichen kohärenter Materialkörper vom Boden des Gehäuses her gebildet, und dieser Materialkörper wird zum Abgabeende des Gehäuses bewegt. Es wurde überraschenderweise herausgefunden, daß wenn die Zufuhr von Material durch die Abgabeöffnung 17 des ersten Gehäuses aufhört, die Bewegung des Materials in Vertikalrichtung ebenfalls aufhört, da bei Drehung der zweiten Spirale nur eine Neuanordnung des Materials, jedoch im wesentlichen keine vertikale Förderung desselben stattfindet.
• Die wellenlose Spirale der zweiten Kombination ist so dimensioniert, daß sie eine Ganghöhe, eine Blattbreite, einen Querschnitt und/oder eine Drehgeschwindigkeit der Spirale hat, durch die erreicht wird, dar die Transportkapazität der zweiten Kombination die Fördergeschwindigkeit überschreitet, auf die die erste Kombination eingestellt worden ist. Als Ergebnis wird eine Kompression des Materials nach Ansammlung von Material im Abgabeabschnitt 16 vermieden. Eine solche Kompression könnte zu großen mechanischen Beanpruchungen auf das Gehäuse und auch auf die Spirale führen und könnte dazu führen, daß diese Mittel wenigstens im Übergangsbereich überdimensioniert werden müßten, um die erforderliche mechanische Stabilität zu erhalten. In der Regel wird die Förderkapazität der zweiten Kombination bei jeder Anwendung mit Hilfe der Drehgeschwindigkeit und/oder der Gewindeganghöhe der zweiten Spirale reguliert.
• Als Ergebnis geeigneter Daten für die zweite Kombination kann die Spirale mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 30 bis 80 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise 40 bis 50 Umdrehungen pro Minute gedreht werden, die Spirale kann einen Durchmesser von ungefähr 150 bis 400 mm, vorzugsweise ungefähr 200 bis 300 mm haben, das Verhältnis zwischen der Ganghöhe der Spirale und ihrem Durchmesser kann größer sein als ungefähr 0,30, in der Regel größer als ungefähr 0,50 und vorzugsweise größer als ungefähr 0,75, und die Breite des Schraubenblattes kann ungefähr 20 bis 40%, vorzugsweise ungefähr 25 bis 35% des Spiraldurchmessers betragen. Die Breite des Schraubenblattes bezieht sich hier auf die Ausdehnung des Schraubenblattes in einer Richtung, die im wesentlichen einer radialen Richtung von der geometrischen Mittelachse der Spirale entspricht. Für gewisse Materialien können extrem große Gewindeganghöhen verwendet werden, z. B. eine Gewindeganghöhe in der Größenordnung des äußeren Durchmessers der Spirale. Durch Verwendung einer großen Gewindeganghöhe wird die Spirale versteift.
• Bei den Ausführungsformen, bei denen der Abgabeabschnitt des zweiten Gehäuses 20 mit einer nachfolgenden Kombination von Gehäuse 30 und Spirale 31 verbunden ist, wurde herausgefunden, daß es überraschenderweise möglich ist, daß sich das zweite Gehäuse wie oben beschrieben von unten her in das Gehäuse der dritten Kombination öffnen kann (siehe Fig. 4), d. h., dar es dem Gehäuse der dritten Kombination möglich ist, keine Grenzfläche im Bereich der Abgabeöffnung des zweiten Gehäuses zu haben. Der Grund besteht darin, daß überraschenderweise herausgefunden wurde, daß bei Drehung der dritten Spirale um ihre Achse und beim Zuführen von Material in das dritte Gehäuse durch eine Zuführungsöffnung, die wie oben beschrieben angeordnet ist, das Material, das in der zweiten Kombination und in der Verbindung vorhanden ist, das Material, das in das dritte Gehäuse eingeführt ist, daran hindert, in das zweite Gehäuse zurückzufallen, was zu dem Ergebnis führt, daß bei Drehung der dritten Spirale das zugeführte Material in Richtung zum Abgabeende des dritten Gehäuses gefördert wird.
• In Fig. 5a ist gezeigt, wie die Anordnung mit zwei Aufnahmebehältern 4 zusammenwirkt, während Fig. 5b zeigt wie die Anordnung gleich einfach mit mehreren, z. B. vier solcher Aufnahmebehältern zusammenwirkt. Da die Kombination 3 drehbar ist und in der Regel mit einer Anzahl von Entladeöffnungen versehen ist, wird es ersichtlich sein, dar ein gutes Auffüllen sogar mit Material erreicht werden kann, das steile Böschungswinkel (drop surfaces) hat. Aufgrund der Tatsache, dar die Kombination 3 mit einer Spirale, die schieben kann, und einem Spiralende, das am Abgabeende frei ist, mit axialen Abgabeeinrichtungen versehen ist, ist es auch ersichtlich, daß bei gewissen Anwendungen die Behälter durch das Material dadurch gefüllt werden, daß dieses in die Behälter herausgedrückt wird. Die Pfeile A in Fig. 5a, 5b markieren die Bewegungsbahn des Materials.
• Der Querschnitt in der dritten Kombination ist vorzugsweise so gewählt, daß er U-förmig. Bei Anwendungen, bei denen das Material in die Behälter herausgedrückt werden soll, wird ein im wesentlichen kreisförmiger Querschnitt in der Regel gewählt, wenigstens im Abgabeabschnitt der Anordnung.
• In der obigen Beschreibung ist es angegeben, daß die erste Kombination 1 ein Spiralgewinde 11 aufweist, das keine mechanische Mittelwelle aufweist. Es ist die Aufgabe der ersten Kombination, das Zuführmittel für die Zuführung von Material in das Gehäuse 20 der zweiten Kombination 2 durch die Zuführöffnung 22 der letzteren zu bilden. Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, daß die Erfindung die Möglichkeit einschließt, insbesondere wenn die erste Kombination kurz ist, daß das erste Spiralgewinde eine Förderschraube sein kann, die mit einer Welle versehen ist. Der wichtige Punkt für die angestrebte Wirkung besteht darin, daß das erste Spiralgewinde sehr nahe benachbart dem Bereich endet, durch den sich das Schraubenblatt 58 der Spirale 21 der zweiten Kombination hindurch bewegt.
• Die obige detaillierte Beschreibung bezog sich nur auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung. Es wird jedoch vom Fachmann ohne weiteres verstanden werden, daß die Erfindung eine große Anzahl von Ausführungsformen innerhalb des Bereiches der folgenden Ansprüche umfaßt.

Claims (10)

1. Verfahren zum Fördern von Material (40) von einem tieferen Niveau zu einem höheren Niveau, welches Verfahren eine erste Kombination (1) eines Gehäuses (10) und einer darin angeordneten Spirale (11) verwendet, die unter einem Winkel mit einer zweiten Kombination (2) eines Gehäuses (20) und einer darin angeordneten drehbaren Spirale (21) verbunden sind, wobei die erste Kombination (1) eine Zuführöffnung (12) aufweist, durch die das Material der ersten Kombination zugeführt wird, wobei der Abgabeabschnitt (16) der ersten Kombination (1) eine Abgabeöffnung (17) aufweist, die in Axialrichtung der Spirale (11) angeordnet ist und durch die das Material die erste Kombination verläßt, wobei die zweite Kombination (2) einen Zuführabschnitt (29) aufweist, in den sich die Abgabeöffnung (17) der ersten Kombination (1) öffnet, wobei die Abgabeöffnung (17) der ersten Kombination auf eine Seite der Spirale (21) der zweiten Kombination (2) gerichtet ist, wobei die zweite Kombination (2) so ausgebildet ist, dar nach Aufnehmen des Materials sie dasselbe zu dem höheren Niveau fördert und das Material durch ihre Abgabeöffnung (27) abgibt, wobei die Spirale (11) der ersten Kombination (1) wenigstens im Abgabeabschnitt (16) zur geometrischen Mittelachse der zweiten Spirale (21) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (21) der zweiten Kombination (2) als eine wellenlose Spirale ausgebildet ist, daß die Größe des Materialflusses durch die Auslaßöffnung (27) der zweiten Kombination (2) im wesentlichen augenblicklich mit Hilfe der Regulierung des Materialflusses der ersten Kombination (1) in den Zuführabschnitt (29) der zweiten Kombination kontrolliert wird, und daß die Spirale (21) der zweiten Kombination (2) mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die bewirkt, daß die Kapazität der zweiten Kombination zum Fördern von Material größer ist als der Materialfluß, auf dessen Förderung die erste Kombination (1) einreguliert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Spirale (21) der zweiten Kombination (2) tief genug ausgewählt ist, daß bewirkt wird, daß das Gehäuse (20) der zweiten Kombination im wesentlichen vollständig mit Material (4) gefüllt wird, bevor das Material beginnt, sich durch die Abgabeöffnung (27) des Gehäuses zu entladen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenlose Spirale (21) der zweiten Kombination (2) im Abgabeabschnitt (26) von unterhalb her zu einem Gehäuse (30) einer dritten Kombination (3) und zur geometrischen Mittelachse des axialen Hohlraums gerichtet ist, die durch eine wellenlose Spirale (31) im Gehäuse (30) gebildet wird, daß das Material (40) durch die wellenlose Spirale (21) in der zweiten Kombination in das Gehäuse (30) der dritten Kombination gespeist wird, und dar das Material danach zum Abgabeabschnitt (36) der dritten Kombination (3) und durch eine Abgabeöffnung (37, 38) des Abgabeabschnitts nach außen gefördert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) der zweiten Kombination im wesentlichen vertikal orientiert ist und daß die Abgabeöffnung (37, 38) der dritten Kombination (3) auf die gewünschte Stellung durch Drehen des dritten Gehäuses (30) um eine im wesentlichen vertikale Achse durch ein Lager (60) in Verbindung mit dem Übergang zwischen der zweiten Kombination (2) und der dritten Kombination (3) eingestellt wird.

5. Vorrichtung zum Fördern von Material nach dem Verfahren von Anspruch 1 1, wobei die Vorrichtung eine erste Kombination (1) aufweist, die ein Gehäuse (10) und eine drehbar darin angeordnete Spirale (11) aufweist, wobei die erste Kombination (1) mit einer zweiten Kombination (2) verbunden ist, die ein Gehäuse (20) mit geneigter oder vertikaler Orientierung und eine drehbar im Gehäuse angeordnete Spirale (21) aufweist, wobei das Gehäuse (10) der ersten Kombination eine in Axialrichtung des Gehäuses angeordnete Abgabeöffnung (17) aufweist, die mit der Zuführöffnung (22) des zweiten Gehäuses verbunden ist oder diese Zuführöffnung bildet, die in der sich in Längsrichtung erstreckenden Begrenzungswand des zweiten Gehäuses (20) vorgesehen ist, wobei die Spirale (11) der ersten Kombination eng benachbart an einem Bereich endet, durch den sich ein Schraubenblatt (58) der Spirale (21) der zweiten Kombination (2) hindurchbewegt, auch wenn sich die Spirale dreht, und wobei das Gehäuse (20) der zweiten Kombination (2) eine Abgabeöffnung (27) aufweist, die in einer Entfernung von der ersten Kombination (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dar die Spirale (21) der zweiten Kombination (2) eine wellenlose Spirale in Form eines spiralförmigen Schraubenblattes (58) ist, daß die Spirale (21) der zweiten Kombination (2) so ausgebildet ist, daß sie mit einer Geschwindigkeit gedreht werden kann, die bewirkt, daß die Kapazität der zweiten Kombination zum Fördern von Material größer ist als der Materialstrom, für dessen Förderung die erste Kombination (1) eingestellt ist, und daß die erste Kombination (1) so ausgebildet ist, daß sie den Materialstrom in den Zuführungsabschnitt (29) der zweiten Kombination (2) dabei im wesentlichen sofort reguliert, um die Größe des Materialstroms durch die Abgabeöffnung (27) der zweiten Kombination zu steuern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein länglicher Körper (50) in Richtung der geometrischen Achse der wellenlosen Spirale (11) der ersten Kombination (1) und in einem Bereich in Verbindung mit dem freien Ende (51) der Spirale angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das spiralförmige Schraubenblatt (58) der zweiten Kombination (2) eine Breite aufweist, die ungefähr 20 bis 40%, vorzugsweise ungefähr 25 bis 35% des Spiralendurchmessers beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Gehäuses der zweiten Kombination (2) wenigstens im Abgabeabschnitt (26) der Kombination im wesentlichen kreisförmig ist und/oder daß der Querschnitt des Gehäuses der zweiten Kombination (2) wenigstens entlang eines Teiles der Längsausstreckung des Gehäuses wenigstens eine Ecke oder Spitze (28) aufweist und/oder dar das Gehäuse (20) der zweiten Kombination (2) innen mit einem oder mehreren rippenförmigen Mitteln (23) versehen ist, die in der Hauptsache in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Kombination (3), die ein im wesentlichen horizontal ausgerichtetes Gehäuse (30) und eine darin eingeschlossene wellenlose Spirale (31) in Form eines spiralförmigen Schraubenblattes (53) aufweist, mit dem Abgabeabschnitt (26) des zweiten Gehäuses (20) verbunden ist, das mit seiner Abgabeöffnung (27) von unten mit einer Zuführöffnung (32) im Gehäuse (30) der dritten Kombination in einem Bereich desselben verbunden ist, durch den sich bei Drehung der Spirale das Schraubenblatt (53) der wellenlosen Spirale (31) der dritten Kombination hindurchbewegt, und daß die dritte Kombination mit einem Abgabeabschnitt (36) versehen ist, der mit einer oder mehreren Öffnungen (37, 38) versehen ist, zu welchem Abschnitt und durch welche Öffnung das Material zu Behältern (4) bei Drehung der wellenlosen Spirale (31) gefördert wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) der zweiten Kombination (2) und das Gehäuse (30) der dritten Kombination (3) in einer Verbindung und/oder einer Lageranordnung (60) verbunden sind, in der die dritte Kombination um eine im wesentlichen vertikale Achse durch den Abgabeabschnitt (26) des zweiten Gehäuses drehbar ist.