DE4116465C2 - Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in einer Rohrweiche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in einer Rohrweiche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Aus der EP 0 305 821 A1 oder der DE-GM 74 23 389 ist eine Vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 bekannt geworden. Wie in dieser Druckschrift bereits beschrieben, dienen derartige Vorrichtungen beispielsweise zur Entnahme bzw. Zuführung von Schüttgut aus bzw. in Silos, wobei das entnommene bzw. zugeführte Schüttgut wechselweise zwei oder mehreren räumlich getrennten Stellen zuzuleiten ist bzw. von zwei oder mehreren räumlich getrennten Stellen zusammengeführt wird, d. h. die Durchströmung derartiger Vorrichtungen ist in beiden Richtungen möglich.

Das Verschließen der Y-förmig nach unten oder nach oben gerichteten Förderstutzen erfolgt bei der gattungsgemäßen Vorrichtung mittels eines gemeinsamen, als Drehzylinder mit Rohrbogen ausgebildeten Drehkükens, wobei die Mittelachse des Drehkükens mit der Rohrachse des Zulaufstutzens fluchtet. Die Verstellung des Drehkükens zur Verbindung eines der unteren Anschlußstutzen mit dem gemeinsamen oberen Anschlußstutzen erfolgt bei der bekannten Einrichtung über eine Drehspindel mit nicht näher dargestelltem Antrieb. Dieser Antrieb ist bei bekannten Einrichtungen meist als elektrisch angetriebener Getriebemotor ausgebildet, der eine sehr exakte Abschalt- und Bremseinrichtung zur genauen Positionierung des Drehantriebs und damit des Drehkükens aufweisen muß. Eine stoßfreie Positionierung der Durchflußquerschnitte des Drehkükens mit den zugehörigen Anschlußstutzen am Drehkükengehäuse ist deshalb unerläßlich, da bei nicht stoßfreier Positionierung Aufprallkanten entstehen können, die zu unerwünschten Produktabrieb, Produktzerstörung und/oder Produktablagerungen führen.

Aus der weiterhin bekannten DE 84 21 485 ist eine Betätigungseinrichtung für eine Ventileinrichtung bekannt geworden, welche zur Steuerung der Ventileinrichtung mit einem Hubzylinder ausgerüstet ist, dessen Kolben mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind. Dabei wird über eine Zahnstange ein Ritzel einer Antriebswelle angetrieben. Eine ähnliche Anordnung ist aus der DE-OS 30 19 821 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für ein Drehküken in einem Drehkükengehäuse zu schaffen, der äußerst exakt mit mechanischen Mitteln einstellbar ist. Dabei soll durch eine einfache Linearbewegung eines Hubzylinders mit definiertem Hubweg eine stets gleichbleibende Verstellung ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Stand der Technik der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß ein äußerst einfacher und wirksamer Antrieb für das Drehküken einer derartigen Vorrichtung geschaffen wird, wobei durch eine einfache Linearbewegung eines Hubzylinders mit definiertem Hubweg eine äußerst exakte von allen Betriebsbedingungen unabhängige stets gleichbleibende Verstellung des Drehkükens zwischen den einzelnen Anschlußstutzen erfolgt. Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die exakte Verstellung um einen bestimmten Drehwinkel mechanisch erfolgen kann, wobei die Einhaltung des exakten Drehwinkels über ein Einrastsystem und die Verdrehung um einen bestimmten Winkel über einen definierten Hub mit Drehübersetzung erfolgen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Mitnahmeantriebs für das Drehküken über eine Art Ratschen- Antrieb, d. h. der Hubzylinder bewirkt mit jedem Vorwärtshub eine Drehbewegung des Mitnahmeantriebs, z. B. um 90°, was unmittelbar auf das Drehküken übertragen wird. Beim Rückwärtshub des Hubzylinders löst der Mitnahmeantrieb die Verbindung zwischen zwei Mitnahmescheiben und dreht entsprechend leer um den gleichen Winkel wieder zurück. Hierdurch wird durch eine bloße Linearbewegung des Hubzylinders über eine Zahnstange mit Ritzel eine definierte Drehbewegung auf den Mitnahmeantrieb und damit auf das Drehküken erzeugt. Der Hubzylinder weist insbesondere in seiner Vorwärtsbewegung hierfür einen Endanschlag auf, der eine definierte Wegbegrenzung und damit eine definierte Drehbewegung mit höchster Positioniergenauigkeit bewirkt.

Die rückwärts verlaufende Drehbewegung des Mitnahmeantriebs in Verbindung mit dem Rückhub des Hubzylinders und damit die Entkopplung des Antriebs geschieht über einen bzw. mehrere ausrastbare Mitnahmebolzen, die in entsprechenden Nuten in einer Drehscheibe einrasten.

Zur Lageerkennung sind zusätzliche Initiatoren oder Geber vorgesehen, die die Stellung des Drehkükens elektrisch und/oder mechanisch erkennen und für eine Regelung im Rahmen einer Gesamtanlagensteuerung oder eine Sichtbarmachung an der Rohrweiche selbst verwerten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung des Mitnahmeantriebs für ein Drehküken,

Fig. 1a die Einzelheit X in Fig. 1,

Fig. 2 eine Gesamtübersicht der Rohrweiche mit Drehkükenantrieb im Längsschnitt,

Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung mit vier Abzweigstutzen von unten und

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Antriebsscheibe im Mitnahmeantrieb.

Beschreibung der Erfindung

Die in der Fig. 2 in der Gesamtdarstellung dargestellte Rohrweiche 1 besteht aus einem Rohrweichen-Gehäuse 2 mit zwei oder - wie in Fig. 3 dargestellt - vier nach unten hin abzweigende Anschlußstutzen 3 bis 6. Dabei sind die Anschlußstutzen 3 bis 6 jeweils um 90° gegeneinander versetzt am Rohrweichen-Gehäuse 2 angeordnet. Die erfindungsgemäße Rohrweiche kann jedoch auch mehr bzw. nur zwei oder auch drei um 180° bzw. um 120° versetzt angeordnete, Y-förmig abzweigende Anschlußstutzen aufweisen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die Anschlußstutzen 3 bis 6 jeweils nur einzeln mit einem oberen Anschlußstutzen 7 verbunden, wobei ein innerhalb des Gehäuses 2 angeordnetes Drehküken 8 mit Rohrbogen 9 die Verbindung herstellt. Dabei rotiert das Drehküken 8 im Gehäuse 2 um seine vertikale Längsachse 10. Die Verbindung und Zentrierung mit dem oberen Anschlußstutzen 7 bleibt über den Drehflansch 11 mit Abdichtung 12 stets erhalten, während die rotierende Öffnung 13 des Drehkükens 8 jeweils mit der Austrittsöffnung 14 eines der Anschlußstutzen 3 bis 6 stoßfrei fluchtet. In Fig. 2 ist die Stellung des Drehkükens 8 derart ausgerichtet, daß die Austrittsöffnung 13 des Rohrbogens 9 mit der Austrittsöffnung 14 des Anschlußstutzens 3 exakt fluchtet. Während dessen sind die übrigen Austrittsöffnungen 14' zu den weiteren Anschlußstutzen 4 bis 6 durch einen zylindrischen Mantelverschluß 15 mit oder ohne zusätzliche Dichtungen verschlossen. Dies ist in Fig. 2 für den Anschlußstutzen 5 gezeigt.

Der untere Teil der Rohrweiche nach Fig. 2 ist in Fig. 1 mit weiteren konstruktiven Maßnahmen vergrößert dargestellt und nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 und der Unteransicht nach Fig. 3 näher beschrieben. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen dargestellt.

Das mit einem Rohrbogen ausgebildete sonst zylindrische Drehküken 8 weist eine sich nach unten erstreckende, zylinderförmige Anschlußnabe 16 auf, die über eine Schraubverbindung 17 mit einer vertikal ausgerichteten Antriebswelle 18 verbunden ist, die im unteren Teil 19 des Rohrweichen-Gehäuses 2 gelagert und ggf. auch abgedichtet ist.

Der Antrieb für das Drehküken 8 geschieht über einen pneumatischen oder hydraulischen Hubzylinder 20, der in Fig. 1 sowie Fig. 3 näher dargestellt ist. Der Hubzylinder 20 weist in seinem Inneren zwei gegenüberliegende Kolben 21, 22 auf, die über pneumatische oder hydraulische Anschlüsse 23, 24 mit einem Druckmedium beaufschlagt werden. Über den Anschluß 24 wird beispielsweise der Kolben 22 in Fig. 1 mit Druckmedium beaufschlagt, so daß sich dieser und der fest hiermit verbundene Kolben 21 nach rechts bewegen (Pfeil 25). Diese Linearbewegung erfolgt bis zu einem definierten und insbesondere verstellbaren Anschlag 26, so daß eine definierte Weglänge s zurückgelegt werden kann. Die rechte Stellung des Kolbens 21 ist mit Bezugszeichen 21' dargestellt. Anstelle von zwei Kolben 21, 22 kann der Hubzylinder 20 auch einen doppelseitig beaufschlagbaren einzelnen Kolben aufweisen.

Die beiden Kolben 21, 22 sind über eine Zahnstange oder eine Gewindestange 27 miteinander verbunden, deren Verzahnung 28 mit einem Antriebsritzel 29 in Eingriff steht. Die Längsbewegung und Linearbewegung der Kolben 21, 22 um die definierte Wegstrecke s gegen die verstellbaren Anschläge 26 bewirkt deshalb eine unmittelbare und exakte Umsetzung in eine Drehbewegung des Antriebsritzels 29. Das Antriebsritzel 29 ist mit einer darüber liegenden Antriebswelle 30 verbunden, die durch den unteren Deckel 31 des unteren Teils 19 des Rohrweichen-Gehäuses 2 hindurch reicht und über einen Mitnahmeantrieb 32 die Antriebswelle 18 zum Drehküken 8 antreibt.

Der Mitnahmeantrieb 32 im unteren Teil des Gehäuses 19 besteht aus einer mit der Antriebswelle 30 verbundenen zylindrischen mit Mitnahmenuten versehenen Drehscheibe 33, die in Fig. 4 in der Draufsicht näher dargestellt ist. Diese Drehscheibe 33 weist z. B. bei vier Rohrabgängen der Weiche zwei sich über den gesamten Durchmesser erstreckende Nuten 34, 35 auf, mit einer Nutentiefe t. Die Nuten 34, 35 stehen in diesem Fall senkrecht aufeinander (Kreuznut), d. h. der Winkel zwischen den Rohrabgängen 3 bis 6 entspricht dem Winkel zwischen den Mitnahmenuten 34, 35.

Der Mitnahmeantrieb 32 weist weiterhin eine obere Drehscheibe 36 auf, die über eine Paßfeder 37 mit der Antriebswelle 18 drehfest verbunden ist. Der untere Teil 38 der Antriebswelle 18 ragt ohne feste Verbindung als Zentrierung in eine zylindrische Ausnehmung 39 der Drehscheibe 33 hinein und in axialer Richtung hält ein Abstützring 40 die obere Antriebs-Drehscheibe 36 auf der Antriebswelle 18 fest.

Die Verbindung zwischen der unteren Drehscheibe 33 und der oberen Antriebs-Drehscheibe 36 erfolgt über mindestens einen maximal der Anzahl der Rohrabgänge entsprechenden Stückzahl vertikal oder horizontal verschiebbaren Mitnahmebolzen 41, der in Bohrungen 42 innerhalb der Drehscheibe 36 gegen die Kraft einer Feder 43 längsverschiebbar ist. Die Mitnahmebolzen 41 sind z. B. bei vier Rohrabgängen der Weiche um 90° versetzt innerhalb der Drehscheibe 36 angeordnet. Wie aus der Einzelheit X in Fig. 1, gemäß Fig. 1a in Seitenansicht, erkennbar, erfolgt die Drehbewegung der Drehscheibe 33 in Pfeilrichtung 44.

In diesem Fall drückt die Seitenflanke 45 der Nut 34 auf die vertikale Antriebskante 46 des Mitnahmebolzens 41, der federkraftbeaufschlagt in die Nut 34 eingerastet ist. Eine Drehbewegung der Drehscheibe 33 in Pfeilrichtung 44 wird deshalb in vollem Umfang auf die Antriebs-Drehscheibe 36 und damit auf die Antriebswelle 18 für das Drehküken 8 übertragen. Dies geschieht durch einen oder auch mehrere Mitnahmebolzen 41, die gemäß Darstellung in Fig. 4 in die Nuten 34, 35 einrasten.

Die Stirnfläche der Mitnahmebolzen weist neben der Antriebskante 46 eine schräge Rücklaufkante 47 auf. Bewegt sich die Drehscheibe 33 in entgegengesetzter Richtung (Pfeil 44'), so gleitet die schräge Rücklaufkante 47 an der, der Seitenflanke gegenüberliegenden anderen Seitenflanke 48 der Nuten 34, 35 gegen die Kraft der Feder 43 nach oben, so daß der in Fig. 1a dargestellte Mitnahmebolzen 41 in der Bohrung 42 nach oben gleitet und den Formschluß zur Übertragung des Drehmoments zwischen Drehscheibe 33 und Drehscheibe 36 löst. Dadurch wird die Kraftverbindung zwischen den Drehscheiben 33, 36 während des Rückhubs der Kolben 21, 22 im Hubzylinder 20 unterbrochen.

Der Antrieb des Drehkükens 8 geschieht deshalb stufenweise. Beim Vorwärtshub durch Druckbeaufschlagung des Kolbens 22 um den am Anschlag 26 einstellbaren Weg s wird das Ritzel 29 über die Zahnstange 28 und damit die Antriebswelle 30 mit Drehscheibe 33 um einen definierten Drehwinkel gedreht, der bei der Ausführungsform nach Fig. 3 mit vier Anschlußstutzen 3 bis 6 exakt 90° beträgt. Die Übertragung der Drehbewegung von der Drehscheibe 33 auf die Antriebs-Drehscheibe 36 erfolgt über die Mitnahmebolzen 41, die in die Nuten 34, 35 einrasten. Die Wegstrecke s im Hubzylinder 20 bewirkt daher eine Verdrehung des Drehkükens 8 exakt um 90° entsprechend dem Winkel zwischen den Nuten 34 und 35.

Um eine weitere Verstellung des Drehkükens 8 vornehmen zu können, müssen die Kolben 21, 22 in einem Leerhub wieder zurückgestellt werden, was durch Beaufschlagung des Pneumatik- oder Hydraulik-Anschlusses 23 erfolgt. Diese Rückbewegung der Kolben 21, 22 um eine Wegstrecke, die mindestens 90° Drehwinkel der Drehscheibe 33 beträgt, hat zur Folge, daß die nach oben sich verschiebenden Mitnahmebolzen auf der Drehscheibe stationär gleiten und in die nachfolgende Nut 34, 35 einrasten. Eine Drehbewegung des Drehkükens um weitere 90° erfolgt dann wie zuvor beschrieben. Bewegt sich der Kolben 21 in Pfeilrichtung 25 in der Fig. 1 nach rechts in die Position 21', so dreht sich die Drehscheibe 33 in Draufsicht (Pfeil 49) gesehen im Uhrzeigersinn (siehe Fig. 4) und nimmt die Mitnahmebolzen 41 und damit die Antriebs-Drehscheibe 36 mit Antriebswelle 18 für das Drehküken 8 im gleichen Drehsinn um 90° mit. Der Drehantrieb für das Drehküken erfolgt deshalb jeweils um einen Drehwinkel von 90° in einer Drehrichtung, z. B. im Uhrzeigersinn. Dabei muß der Hubzylinder für jeden 90°-Schritt eine Vor- und Rückbewegung ausführen.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 sowie Fig. 2 zeigt weiterhin mechanische oder elektrische Geber zur genauen Lageerkennung des Drehkükens 8. Hierfür sind beispielsweise elektrische Initiatoren 50 dargestellt, die mittels Geberfunktion die genaue Position des Drehkükens 8 innerhalb des Rohrweichen-Gehäuses 2 erfassen und einer Steuerung für den Antrieb des Hubzylinders 20 weiterleiten. In Fig. 1 und 2 ist beispielsweise in der linken Figurenhälfte die Geberanordnung 50, 51 zwischen Gehäuseteil 19 und Drehküken 8 dargestellt, die die fluchtende Lage des Drehkükens 8 mit dem Anschlußstutzen 3 signalisiert. Der gegenüberliegende Geber 50' signalisiert in dieser Stellung keinen Kontakt.

In Fig. 2 ist darüber hinaus eine mechanische Anzeigeeinrichtung 52 gezeigt, die das Einrasten der Mitnahmebolzen 41 in die Nuten 34, 35 dadurch signalisiert, daß ein federbeaufschlagter Bolzen an der entsprechenden Stelle der Antriebs-Drehscheibe 36 einrastet oder durch eine Erhöhung radial nach außen gedrückt wird.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und Abwandlungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann der erfindungsgemäße Antriebsmechanismus ohne weiteres sinngemäß auch auf eine Rohrweiche mit zwei, drei, vier oder einer anderen Anzahl von Anschlußstutzen ausgeführt werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in einer insbesondere Y-förmigen Rohrweiche, mit - bei entsprechender Ausrichtung - einem oberen Anschlußstutzen (7) und wenigstens zwei hiervon winklig abzweigenden, nach unten hin gerichteten Anschlußstutzen (4 bis 6), wobei der obere Anschlußstutzen (7) mit wenigstens einem abzweigenden Anschlußstutzen (4 bis 6) über ein Drehküken (8) verbunden ist, welches zur Drehbetätigung eine sich nach unten hin erstreckende Antriebswelle (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatischer oder hydraulischer Hubzylinder (20) für den Drehantrieb der Antriebswelle (18) des Drehkükens (8) vorgesehen ist, daß zwischen dem Hubzylinder (20) und der Drehküken- Antriebswelle (18) ein aus zwei Mitnahme-Drehscheiben (33, 36) bestehender, Mitnahmeantrieb (32) vorgesehen ist, wobei der Mitnahmeantrieb (32) aus einer ersten, vom Hubzylinder (20) antreibbaren Drehscheibe (33) und einer zweiten, mit der Drehküken-Antriebswelle (18) verbundenen Antriebs-Drehscheibe (36) besteht und wobei die Kraftverbindung zwischen den Drehscheiben (33, 36) während des Rückhubs des Hubzylinders (20) unterbrochen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmeantrieb (32) aus einer ersten, vom Hubzylinder (20) antreibbaren Drehscheibe (33) mit Nuten (34, 35) oder entsprechenden Bohrungen und einer zweiten, mit der Drehküken- Antriebswelle (18) verbundenen Antriebs-Drehscheibe (36) mit wenigstens einem Mitnahmebolzen (41) besteht, wobei der Mitnahmebolzen (41) in die Nuten (34, 35) zur Drehmitnahme formschlüssig einrastet und der Winkel zwischen den Nuten exakt dem Winkel zwischen den einzelnen Rohrabgängen der Weiche entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubzylinder (20) eine in definierter Länge s linear verschiebbare Zahnstange (28) aufweist, die die definierte Längsbewegung auf ein Ritzel (29) als definierte Drehbewegung auf eine Antriebswelle (30) für die Drehscheibe (33) überträgt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genaue Positionierung des Drehkükens (8) im Rohrweichen-Gehäuse (2) mittels einer genau definierten Drehbewegung des Mitnahmeantriebs (32) erfolgt, wobei die Drehbewegung über die genau definierte Längsbewegung der Zahnstange (28) im Hubzylinder (20) mittels einstellbarer Anschläge (26) für die Kolbenbewegung der Kolben (21, 22) als Wegbegrenzung erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmebolzen (41) eine in Antriebsrichtung (44) wirkende Antriebskante (46) aufweist, die mit einer entsprechenden vertikalen Seitenflanke (45) einer Nut in der Drehscheibe (33) zusammenwirkt und daß eine gegenüberliegende schräge Rücklaufkante (47) vorgesehen ist, die zur Aufwärtsbewegung des Mitnahmebolzens (41) bei der Rücklaufbewegung (Pfeil 44') der Drehscheibe (33) dient.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehküken (8) und/oder am Mitnahmeantrieb (32) elektrische und/oder mechanische Initiatoren (50, 51) und/oder Geber (52) vorgesehen sind, die die genaue Lage des Drehkükens (8) im Rohrweichen-Gehäuse (2) und/oder die Positionierung des Mitnahmeantriebs (32) erfassen und steuerungstechnisch für einen Antrieb des Hubzylinders (20) auswerten und die jeweilige Stellung der Rohrweiche an der Weiche selbst von außen erkennen lassen.