DE20102807U1

DE20102807U1 - Zellenradschleuse

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Publication number: DE20102807U1
Application number: DE20102807U
Authority: DE
Original assignee: JAUDT DOSIERTECHNIK MASCHINENF
Current assignee: JAUDT DOSIERTECHNIK MASCHINENF
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2011-02-16

Description

Anmelder:

Firma Jaudt Dosiertechnik; Maschinenfabrik GmbH Raiffeisenstr. 3-5 86167 Augsburg

Vertreter

Patentanwälte

Dipl.-Ing. H.-D. Ernicke

Dipl.-Ing. Klaus Ernicke

Schwibbogenplatz 2b

86153 Augsburg / DE

Datum:

Akte:

15.02.2001 892-18 er/ge

- 1 BESCHREIBUNG

Zellenradschleuse

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse mit den-. Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Zellenradschleuse für Schüttgüter ist aus der DE-A-195 37 429 bekannt. Sie besteht aus einem Gehäuse mit einer innen liegenden Zellenradkammer, in der ein drehbar gelagertes Zellenrad mit einer beidseitig vorstehenden Welle nebst Wellenlager angeordnet ist. Die Wellenlager sind als Wälzlager ausgebildet, von denen eines die Axialführung bildet und als Axiallager und das andere als Radiallager gestaltet ist. Bei dieser Zellenradschleuse ist in Axialrichtung ein Spalt zwischen den Zellenradflügein und der benachbarten Zellenkammerwand vorhanden. Die Spaltgröße und damit das axiale Laufspiel können nur über das Axiallager der Zellenradwelle eingestellt werden. Trotz vorhandener Dichtungen ist eine solche Wellenlagerung für manche Einsatzbereiche der Zellenradschleuse nicht optimal. Dies betrifft

insbesondere Schüttgüter aus der Pharmaindustrie. 25

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Zellenradschleuse aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Die von den Wellenlagern getrennte Axialführung hat den Vorteil, dass sich die Axialposition des Zellenrads in der Zellenradkammer und das axiale Laufspiel besser und präziser -einstellen lassen. Hierbei können insbesondere beidseits gleich große Spalte eingestellt werden.

Hierdurch kann auch sichergestellt werden, dass an beiden Seiten stets ein axialer Spalt und ein Laufspiel vorhanden

sind. In manchen Anwendungsfällen, insbesondere bei Zellenradschleusen in der Pharmaindustrie, sind solche Berührungskontakte zwischen Zellenradflügein und Kammerwand unerwünscht, weil durch einen solchen Kontakt-Reibungswärme entsteht, welche die thermisch empfindlichen Schüttgüter u.U. in unerwünschter Weise kristallisieren lässt. Die Axialführung befindet sich zur Vermeidung von Kontaminierungen auch außerhalb der Zellenradkammer und hat keinen Kontakt zum Schüttgut.

Die Axialführung hat im Weiteren auch den Vorteil, dass sie mit einer Stellvorrichtung kombiniert werden kann. Dies ermöglicht einerseits ein sehr feinfühliges und genaues Positionieren des Zellenrads in der Zellenradkammer. Hierbei können insbesondere Toleranzen ausgeglichen werden. Ferner ermöglicht die Stellvorrichtung, insbesondere in Verbindung mit einer Distanz- oder Passscheibe eine Demontage der Zellenradschleuse zu Reinigungs- oder Wartungszwecken und eine anschließende passgenaue Montage der Teile. Hierbei braucht die Axialposition des Zellenrades nicht neu einjustiert werden. Sie ist durch die Axialführung und die Stellvorrichtung automatisch wiedergegeben.

Durch die Trennung von Axialführung und Wellenlagern ist es ferner möglich, mit einfachen Radiallagern zu arbeiten und diese insbesondere als Gleitlager auszubilden. Dies erlaubt auch den Einsatz schmiermittelfreier Gleitlager, wie sie für hochempfindliche Schüttgüter, z.B. aus der Pharmaindustrie von Vorteil sind.

Im Weiteren können an den Gehäusestirnseiten ein oder mehrere Gehäusetaschen angeordnet sein, die Kleinpartikel oder Stäube aufnehmen und über einen Ablauf durch Schwerkraft wieder austreten lassen. Hierdurch kann verhindert werden, dass solche Partikel im Spalt zwischen den Zellenradflügein und der Kammerwand anbacken und zu

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unerwünschten Auswirkungen führen, insbesondere zu Reibeffekten und einem unerwünschten Temperaturanstieg. Hierbei ist es ferner günstig, wenn die Zellenradflügel im Taschenbereich Ausnehmungen aufweisen, so dass die 5' Spaltlänge begrenzt ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

-A-

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1: . einen Längsschnitt durch eine

Zellenradschleuse,

Figur 2: einen Querschnitt durch die Zellenradschleuse gemäß Schnittlinie II-II von Figur 1,

Figur 3: eine vergrößerte längsgeschnittene Detaildarstellung der Axialführung mit Stellvorrichtung für die Welle des Zellenrades,

Figur 4: eine vergrößerte längsgeschnittene

Detaildarstellung von Zellenrad und Kammerwand im Spaltbereich und

Figur 5: eine Explosionsdarstellung der Einzelteile

der Zellenradschleuse.

in Figur 5 ist in einer Explosionszeichnung bzw. Montagestellung eine Zellenradschleuse (1) mit ihren verschiedenen Einzelteilen dargestellt. Figur 1 zeigt hierzu einen Längsschnitt im montierten Zustand.

Die Zellenradschleuse (1) ist für Schüttgüter beliebiger Art vorgesehen und geeignet. Ein bevorzugter Anwendungsbereich besteht bei Schüttgütern aus der Pharmaindustrie.

Die Zellenradschleuse (1) besteht aus einem mehrteiligen Gehäuse (2) mit einer innen liegenden Zellenradkammer (14), in der ein Zellenrad (6) mit seiner Welle (7)

drehbar über Wellenlager (9) gelagert ist. Das Zellenrad (6) wird von einem Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor mit Vorschaltgetriebe drehend angetrieben. Das Zellenrad (6) besitzt eine Vielzahl gleichmäßig am Umfang verteilter Zellenradflügel (15), die radial von der Welle (7) bzw. der Zellenradachse (8) abstehen und die zwischen sich die Zellen oder Aufnahmetaschen für das Schüttgut bilden. Das Zellenrad (6) hat vorzugsweise seitlich offene Zellen und besitzt keine Stirnscheiben. In einer alternativen Ausführungsform können solche Stirnscheiben jedoch vorhanden sein. Die Zellen sind dann nur noch einseitig offen.

Das Gehäuse (2) besteht aus einem Rumpfteil (12) mit der innen liegenden Zellenradkammer (14). Es umfasst ferner am oben liegenden Einlass (3) und am unten liegenden Auslass (4) jeweils einen Abschlussstutzen oder Anschlussflansch (13), mit dem Rohrleitungen für das Schüttgut verbunden werden können. Das Schüttgut wird in Förderrichtung (35) vom Einlass (3) über das Zellenrad (6) zum Auslass (4) transportiert.

Das Gehäuse (2) umfasst ferner zwei Seitendeckel (10,11), die zwei vorzugsweise kreisrunde seitliche Durchgangsöffnungen des Rumpfteils (12) abdecken. Ferner gehören zum Gehäuse (2) noch auf der einen Seite ein Gehäuseaufsatz (25) sowie ein Gehäusedeckel· (26).und auf der anderen Seite des Zellenrades (6) eine Buchse (38). Die Gehäuseteile (10,11,12,25,26,28) sind in Richtung der Zellenradachse (8) hintereinander montiert und gegenseitig über geeignete Führungen zentriert und geführt. Die Gehäusetei-le sind untereinander in geeigneter Weise, vorzugsweise durch in Figur 1 mit strichpunktierten Linien angedeutete Schrauben miteinander verbunden. Für die Befestigung der Seitendeckel (10,11) am Rumpfteil (12) sind ebenfalls Schrauben (30) vorhanden, die alternativ oder zusätzlich auch mit Stangenführungen versehen sein

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können, an denen die Seitendeckel (10,11) bei der Demontage entlangbewegt und geführt sein können.

Das Zellenrad (6) hat eine Axialführung (18), die vorzugsweise auch mit einer Stellvorrichtung (20) ausgerüstet ist. Die Axialführung (18) dient zur genauen Einstellung des Laufspiels oder Spaltes (37) zwischen den seitlichen Flügelrändern (16) der Zellenradflügel (15) und der benachbarten parallelen Kammerwand (17). Figur 4 zeigt diese Anordnung. Vorzugsweise wird dieser axiale Spalt

(37) auf beiden Seiten des Zellenrades (6) auf die gleiche Größe eingestellt. Hierbei wird vorzugsweise auch ein Berührungskontakt zwischen den Zellenradflügein (15) und der Kammer (17) vermieden. Der Spalt (37) ist vorzugsweise klein und nur ein oder, wenige Zehntelmillimeter breit. Die Axialführung (18) ist außerhalb der Zellenradkammer (14) angeordnet und befindet sich an der Welle (7) . Die Axialführung (18) ist getrennt von den Wellenlagern (9) angeordnet. Die Wellenlager (9) sind dabei als reine Radiallager ausgebildet, die eine Axialbewegung der Welle (7) zulassen.

In der bevorzugten Ausführungsform besteht die Axialführung (18) aus einer an der Welle (7) befestigten Führungsscheibe (19). Die Führungsscheibe .(19) kann in der einfachsten Ausführungsform, starr mit der Welle (7) verbunden sein. In der bevorzugten Ausführungsform ist sie jedoch über die Stellvorrichtung (20) ortsveränderlich und erlaubt eine Einstellung und Veränderung der Axialposition des Flügelrades (6).

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die parallelwandige Führungsscheibe (19) mit einer Schraubbohrung versehen und kann auf einen Wellenzapfen (22) mit einem Gewinde aufgeschraubt werden. Die Schraubverbindung kann rückseitig über eine Kontermutter (23) gesichert werden. An der Vorderseite wird die Führungsscheibe (19) gegen

einen Wellenbund (36) angestellt und angespannt. Hierbei kann eine auf die gewünschte Axialposition des Zellenrades (6) angepasste Distanzscheibe (21) eingelegt sein. Diese Distanzscheibe (21) ist vorzugsweise als auf ein genaues Dickenmaß geschliffene Passscheibe ausgebildet.

Die Welle (7) ragt durch den rechten Seitendeckel (11) und das dort angeordnete Wellenlager (9) sowie durch den am Seitendeckel (11) anschließenden Gehäuseaufsatz (25). Die Führungsscheibe (19). ist auf der einen Seite an diesem Gehäuseaufsatz (25) abgestützt, wobei eine reibungsarme Gleitscheibe (24) eingelegt sein kann. Auf der anderen Seite läuft die Führungsscheibe (19) ebenfalls über eine eingelegte Gleitscheibe (24) an ein.er entsprechenden Stützfläche des Gehäusedeckels (26) an. Die Führungsscheibe (19) ist somit zwischen den Gehäuseteilen (25,26) axial■festgelegt und kann sich mit der Welle (7) drehen. Der Gehäusedeckel (26) ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und umschließt dicht den Wellenzapfen (22) mit der Kontermutter (23) und die Führungsscheibe (19).

Zur Einstellung des Laufspiels (37) wird bei geöffnetem Gehäusedeckel (26) die Führungsscheibe (19) zunächst gegen die Stützstelle am Gehäuseaufsatz (25) durch Schraubdrehung angestellt. Die Ermittlung der gewünschten Axialposition kann durch Messung unter Aufnahme der tatsächlich vorhandenen Bauteiltoleranzen festgelegt werden. Hierbei können die Breiten des Seitendeckels (11) und des Gehäuseaufsatzes (25) zunächst exakt gemessen werden, woraus sich der erforderliche axiale Abstand zwischen den seitlichen Flügelrändern (16) und der zugewandten Seite der Führungsscheibe (19) berechnen und einstellen lässt. Nach diesem Maß kann auch die Distanzscheibe (21) genau gefertigt werden. Andererseits ist je nach Gehäuseausbildung auch ein Einmitteln des Zellenrades (6) nach Sicht bzw. durch Vermessung der

Spalte (37) in Einbaustellung möglich. Auch hier kann anhand des gefundenen Maßes ein entsprechend in der Dicke angepasste Distanzscheibe (21) gefertigt und anschließend eingesetzt werden.

Die Wellenlager (9) sind als Gleitlager in Form von Steckbuchsen ausgeführt die von außen her in die Lageröffnung der Seitendeckel (10,11) gesteckt werden und mit einem außenseitigen Bund axial geführt sind. Auf der anderen der Zellenradkammer (14) zugewandten Seite sind ringförmige Wellendichtungen (34) angeordnet. Die . Wellenlager (9) sind vorzugsweise als schmiermittelfreie Lager ausgebildet und bestehen z.B. aus einem reibungsarmen Kunststoff. Hierfür kommen Teflonbuchsen oder dergleichen in Frage.

Die Seitendeckel (10,11) besitzen im Bereich der Zellenradflügel (15) und insbesondere im wellennahen Bereich an der Innenseite jeweils mindestens eine Gehäusetasche (31). Diese ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Die Gehäusetasche (31) ist auf der einen Seite zur Zellenradkammer (14) und auf der anderen Seite zur Welle (7) hin offen. An der Unterseite besitzen die Gehäusetaschen (31) jeweils einen abwärts und nach außen gerichteten Ablauf (33), der im Auslass (4) mündet. Figur 1, 3 und 4 zeigen diese Anordnung.

Die Zellenradflügel (15) besitzen im Bereich der Gehäusetaschen (31) jeweils beidseits eine zurückspringende Ausnehmung (32). Hierdurch wird auch die Länge des Spalte (37) verkürzt. Die Ausnehmung (32) kann bei unten liegenden Zellenradflügein (15) auch den Ablauf (33) zumindest teilweise überdecken.

Aus dem linken Seitendeckel (10) ragt die Welle (7) mit einem Antriebszapfen (27) heraus, der über eine geeigneten drehschlüssigen und axial beweglichen Mitnehmer (28) mit

einer Antriebswelle (29) des Motors (5) verbunden ist. Diese Anordnung kann von einer Buchse (38) schützend umgeben sein. Diese kann an der Unterseite eine Zugangsöffnung für Kontroll- und Wartungszwecke aufweisen.

Zwischen dem Antriebszapfen (27) und dem Mitnehmer (28) besteht ein für die Axialpositionierung des Zellenrades (6) ausreichendes axiales Bewegungsspiel. Die Buchse (38) kann mit dem Antrieb (5) und dem Seitendeckel (10) über Schrauben oder dergleichen lösbar verbunden sein.

Die Zellenradschleuse (1) kann für Reinigungs- und Wartungszwecke vollständig demontiert werden. Figur 5 zeigt dies in der Explosionsdarstellung. Hierbei kann nach Lösen der Seitendeckel (10,11) und des Gehäuseaufsatzes

(25) sowie des Gehäusedeckels (26) das Zellenrad (6) mitsamt der Führungsscheibe (19) aus dem Rumpfteil (2) durch die Seitenöffnungen herausgezogen werden. Dabei lässt sich auch die Axialführung (18) und ihre Stellvorrichtung (20) komplett demontieren und reinigen.

Dank der Passscheibe (21) können dann die Teile anschließend wieder montiert werden, ohne dass ein neuerliches Einmessen der Axialposition des Zellenrades (6) in der Zellenradkammer (14) erforderlich ist.

in einer nicht dargestellten Variante des Ausführungsbeispieles von Figur 1 bis 5 kann die Führungsscheibe (19) eine glatt Durchgangsbohrung anstelle des Schraubgewindes haben. Sie wird dann auf den Wellenzapfen (22) gleitend aufgesteckt und mit einer Mutter nebst Kontermutter (23) in ihrer Lage am Wellenbund - (36) oder der Distanzscheibe (21) gesichert.

Ferner is~ es möglich, anstelle der separaten Distanzscheibe (21) einen angepassten und auf das benötigte genaue Maß gefertigten Bund an der Führungsscheibe (19) vorzusehen. Desgleichen kann auch die Führungsscheibe (19) die gezeigte Form behalten und in

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ihrer Dicke genau an das erforderliche Maß angepasst werden, was z. B. durch Schleifen oder dergleichen geschehen kann.. In beiden Fällen kann durch die Scheibenanpassung auf die separate Distanzscheibe (21) verzichtet werden. Dies vereinfacht die Handhabung und verringert die Teilezahl.

Weitere Abwandlungen der gezeigten Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Im Gehäuse (2) der Zellenradschleuse (1) können mehrere Zellenräder (6) angeordnet sein. Ferner ist es möglich, das Zellenrad (6) selbst anders auszubilden. Die Ausnehmungen (32) können entfallen. Entbehrlich sind auch die Gehäusetaschen (31) mit dem Ablauf (33). Ferner können auch die Wellenlager

(9) in beliebig anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Die Axialführung (18) kann statt der verstellbaren Führungsscheibe (19) auch ein beliebig anderes geeignetes Führungsorgan besitzen, z.B. einen fest an der Welle (7) angeordneten Wellenbund. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Führungsscheibe (19) nur-auf einer Seite der Welle (7) angeordnet und beidseits zwischen den Gehäuseteilen (25,26) geführt und eingespannt. Alternativ können zwei Führungsscheiben (19) öder dergleichen andere Führungsorgane auf beiden Seiten der Welle (7) vorhanden sein, zwischen denen die Axialpositionierung erfolgt.

Variabel sind auch die weiteren Konstruktionsdetails der Zellenradschleuse (1) mit der Gehäuse- und Antriebsausbildung.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1	Zellenradschleuse
2	Gehäuse
3	Einlass
4	Auslass
5	Antrieb, Motor
&bgr;	Zellenrad
7	Welle
8	Zellenradachse
9	Wellenlager
10	Gehäuseteil, Seitendeckel
11	Gehäuseteil, Seitendeckel
12	Rumpfteil
13	Anschlussstutzen
14	Zellenradkammer
15	Zellenradflügel
16	seitlicher Flügelrand
17	Kammerwand
18	Axialführung
19	Führungsscheibe
20	Stellvorrichtung
21	Distanzscheibe, Passscheibe
22	Wellenzapfen, Schraubzapfen
23	Kontermutter
24	Gleitscheibe
25	Gehäuseteil, Gehäuseaufsatz
26	Gehäuseteil, Gehäusedeckel
27	Antriebs zapfen
28	Mitnahmeverbindung, Mitnehmer-
29	Antriebswelle
30	Schraube, Führung
31	Gehäusetasehe
32	Ausnehmung
33	Ablauf
34	Dichtung
35	Förderrichtung
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3&bgr; Wellenbund

37 Laufspiel, Spalt

38 Gehäuseteil, Buchse

Claims

1. Zellenradschleuse für Schüttgüter, insbesondere für Pharmaprodukte, bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens einem drehbar gelagerten Zellenrad mit Welle und Wellenlagern in einer umgebenden Zellenradkammer und mit einer Axialführung, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialführung (18) an der Welle (7) des Zellenrads (6) getrennt von den Wellenlagern (9) angeordnet ist, wobei die Wellenlager (9) als Radiallager ausgebildet sind.

2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialführung (18) eine Stellvorrichtung (20) für das axiale Laufspiel (37) des Zellenrads (6) in der Zellenradkammer (14) aufweist.

3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialführung (18) eine Führungsscheibe (19) aufweist, die an der Welle (7) des Zellenrads (6) angeordnet ist und die zwischen zwei seitlich angeordneten Gehäuseteilen (25, 26) axial geführt ist.

4. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe (19) verstellbar auf der Welle (7) angeordnet und vorzugsweise auf einem Wellenzapfen (22) mit Gewinde aufgeschraubt ist.

5. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf das Laufspiel (37) angepasste Distanzscheibe (21) zwischen einem Anlagebund (36) des Wellenzapfens (22) und der Führungsscheibe (19) angeordnet ist.

6. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe (19) gegen zwei Gleitscheiben (24) an den Gehäuseteilen (25, 26) axial anläuft.

7. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (25, 26) als seitlich am Gehäuse (2) lösbar angebauter Gehäuseaufsatz und Gehäusedeckel ausgebildet sind, welcher die Welle (7) und die Axialführung (18) mit der Stellvorrichtung (20) dicht umschließt.

8. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (7) am anderen Ende einen Antriebszapfen mit einer axial beweglichen Mitnahmeverbindung (28) zu einem Antrieb (5) aufweist.

9. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zwei Seitendeckel (10,11) mit Wellenlagern (9) und Dichtungen (34) aufweist.

10. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseaufsatz (25), der Gehäusedeckel (26) und ein Seitendeckel (11) aneinander geführt und miteinander lösbar verbunden, vorzugsweise verschraubt(30) sind.

11. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitendeckel (10,11) im Bereich der Zellenradflügel (15) innenseitig mindestens eine Gehäusetasche (31) aufweisen, die zur Zellenradkammer (14) und zur Welle (7) hin offen ist und die einen abwärts und nach außen gerichteten Ablauf (33) aufweist.

12. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenradflügel (15) im Bereich der Gehäusetaschen (31) eine seitliche Ausnehmung (32) aufweisen.

13. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlager (9) als vorzugsweise schmiermittelfreie Gleitlager ausgebildet sind.