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Dokumentenidentifikation DE10051217C2 10.10.2002
Titel Fördersystem zum rollenden Transport zumindest bereichsweise kreiszylindrischer Werkstücke
Anmelder Eisenmann Maschinenbau KG (Komplementär: Eisenmann-Stiftung), 71032 Böblingen, DE
Erfinder Berner, Karl, 71155 Altdorf, DE
Vertreter U. Ostertag und Kollegen, 70597 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 16.10.2000
DE-Aktenzeichen 10051217
Offenlegungstag 16.05.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.10.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.10.2002
IPC-Hauptklasse F27B 9/24

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Fördersystem zum rollenden Transport zumindest bereichsweise kreiszylindrischer Werkstücke, insbesondere von Keramikrohren, durch einen Brennofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Grüne Keramikrohre, die durch einen Brennofen geführt werden, müssen davor geschützt werden, daß sie sich während des Transportes abplatten. Diese Gefahr besteht, da sich die grünen Keramikrohre bei einer Temperatur von etwa 800°, die noch deutlich unterhalb der Brenntemperatur liegt, zu erweichen beginnen. Durch eine rollende Bewegung läßt sich eine derartige Abplattung vermeiden. Bekannte Fördersysteme, die beim Brennen von Keramikrohren eingesetzt werden, weisen deshalb eine Vielzahl von Dornen auf, auf die jeweils eine Keramikröhre aufgesetzt wird und die seitlich parallel zur Bewegungsrichtung geführt werden. Zusätzlich werden diese Dorne um ihre Achse verdreht. Dies ist ein sehr komplizierter Mechanismus; fällt der Antriebsmotor aus, ist eine Verformung des Werkstückes nicht zu vermeiden.

Bekannt sind ferner Transportsysteme, bei denen die Keramikrohre stehend gebrannt werden. Dies erfordert jedoch sehr große Öfen, was ebenfalls unerwünscht ist. Außerdem besteht die Gefahr, daß sich die stehenden Rohre krümmen.

Ein Fördersystem der eingangs genannten Art ist in der DE 198 41 042 A1 beschrieben. Hier werden die Werkstücke rollend transportiert. Dabei ist aber keine Vorsorge dagegen getroffen, daß die Werkstücke bei einer ungleichmäßigen Zylinderform sich auf Kurven bewegen und dabei nicht nur ihre Winkelorientierung verändern sondern auch einen Axialversatz erfahren.

Ähnliche Fördersyteme zum rollenden Transport, die denselben Nachteil aufweisen, sind in der DE 197 25 162 A1, der der DE 196 17 717 A1 und der DE 199 57 500 A1 beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fördersystem zum rollenden Transport zumindest bereichsweise kreiszylindrischer Werkstücke, insbesondere von Keramikrohren, durch einen Brennofen zu schaffen, welches in der Herstellung preiswert ist und auch unter ungünstigen Umständen, insbesondere bei sehr hohen Temperaturen, zuverlässig arbeitet und eine axiale Auswanderung der Werkstücke verhindert.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Das erfindungsgemäße Fördersystem weist mindestens eine Ausrichtstation auf, welche eine Kurvenfahrt auch unregelmäßig geformter Werkstücke verhindert. Diese Ausrichtstation arbeitet "passiv" in dem Sinne, daß sie keinerlei äußere Kraftquellen und keine Regelungstechnik erfordert, was unter den Bedingungen eines Brennofens so gut wie unmöglich wäre.

Zentraler Bestandteil dieser Ausrichtstation ist eine Wippe, mit welcher die Schwerpunktslage des beförderten Werkstücks ermittelt wird. Entsprechend der Auswanderung des Schwerpunktes des Werkstückes bei einer Kurvenfahrt verkippt das Wippenglied der Wippe so, daß sich das Werkstück in die Mitnahmeöffnung eines der beiden Mitnehmer stärker absenken und aus der Mitnahmeöffnung des anderen Mitnehmers stärker herausheben kann. Für die Absenkbewegung gibt die an der entsprechenden Stelle befindliche Vertiefung der Rollbahnen den erforderlichen Raum. Die Verkippung des Werkstückes hat zur Folge, daß die Rollbewegung kurzzeitig unterbrochen wird und statt dessen eine Verdrehung des Werkstückes um eine senkrechte Achse stattfindet, welche die winkelmäßige Fehlausrichtung des Werkstückes überkompensiert. Hat das Werkstück das Wippenglied der Ausrichtstation verlassen und befindet sich nunmehr wieder auf den "normalen" Abrollflächen der beiden Rollenbahnen, so beginnt es daher eine erneute Kurvenfahrt, diesmal in entgegengesetztem Sinn. Bei entsprechender Länge des Transportsystemes ist daher eine Mehrzahl von derartigen Ausrichtstationen erforderlich, die jeweils erneut eine Überkompensation der Winkelfehlstellung der Werkstücke herbeiführen.

Zweckmäßig ist, wenn die Mitnahmeöffnungen der Mitnehmer V-förmig sind. In derartigen Mitnahmeöffnungen haben die zylindrischen Werkstücke jeweils nur linienhaften Kontakt, was die Rollbewegung außerhalb der Ausrichtstationen erleichert. Vorteilhafterweise ist dabei der Winkel, den die Flächen der Mitnahmeöffnungen einschließen, 110°.

Der untere Scheitelpunkt der V-förmigen Mitnahmeöffnungen sollte sich vorzugsweise auf einem Niveau befinden, das tiefer als das Niveau der Abrollflächen der beiden Rollbahnen ist. Die Anordnung sollte dabei so sein, daß die Werkstücke nur an einer der beiden Begrenzungsflächen der Mitnahmeöffnungen 7 anliegen, wenn sie auf den Abrollflächen der Rollbahnen abrollen. Nur dann, wenn sich ein Endbereich eines Werkstückes aufgrund einer Verkippung tiefer in eine der beiden Mitnahmeöffnungen absenkt (wofür die Vertiefung in der entsprechenden Rollbahn den erforderlichen Raum schafft), kommt das Werkstück mit beiden Flächen der entsprechenden Mitnahmeöffnung in Berührung, wodurch der Rollvorgang unterbrochen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1: einen Schnitt durch ein Fördersystem zum rollenden Transport von Keramikrohren senkrecht zu deren Rollrichtung;

Fig. 2: einen Schnitt durch das Fördersystem von Fig. 1 gemäß der dortigen Linie II-II;

Fig. 3: einen Schnitt, ähnlich der Fig. 2, jedoch unter Weglassung des Mitnehmers und der ausrichtenden Wippe.

Das in der Zeichnung dargestellte Fördersystem dient der Bewegung von grünen Keramikrohren durch einen Brennofen, in dem diese Keramikrohre gebrannt werden. Um zu verhindern, daß sich diese Keramikrohre abplatten, müssen sie durch den Brennofen gerollt werden. Hierzu weist das Fördersystem zwei parallele Rollbahnen 1, 2 auf, die bis auf eine unten erläuterte Ausnahme eine ebene obere Abrollfläche aufweisen. Auf diesen Abrollflächen der Rollbahnen 1, 2 rollen die Mantelflächen der zu brennenden Keramikrohre 3 ab, von denen eines in der Zeichnung dargestellt ist.

Jedes Keramikrohr 3 erhält seinen Vorschub von zwei Mitnehmern 5, 6, welche seitlich außerhalb der Rollbahnen 1, 2 angeordnet sind und durch nicht dargestellte Antriebsmittel parallel zu den Rollbahnen 1 bewegbar sind. Jeder Rohrmitnehmer 5, 6 weist eine nach oben zeigende V-förmige Ausnehmung 7 (vgl. Fig. 2) auf. Die Höhe dieser V-förmigen Ausnehmung 7 ist auf die Höhe der Abrollflächen der Rollbahnen 1, 2 so abgestimmt, daß die Keramikrohre 3, wie in Fig. 2 gezeigt, normalerweise nicht gleichzeitig an beiden Flächen der V-förmigen Ausnehmung 7 anliegen. Werden daher die beiden Mitnehmer 5, 6, die an gegenüberliegenden Endbereichen der Keramikrohre 3 angreifen, in Vorschubrichtung (vgl. Pfeil 8 in Fig. 7) bewegt, liegen die Keramikrohre 3 nur an der jeweils nacheilenden Fläche der V- förmigen Ausnehmung 7 der Mitnehmer 5, 6 linienhaft an; hierdurch kommen die Keramikrohre 3 ins Rollen.

In bestimmten Abständen entlang der Längserstreckung der Rollbahnen 1 weist deren obere Abrollflächen - und dies ist die oben erwähnte Ausnahme - Vertiefungen 8 auf, deren Länge typischerweise nur einem Bruchteil des Durchmessers der Keramikrohre 3 entspricht. Der Grund der Vertiefungen 8 ist eben und verläuft parallel zur Abrollfläche der Rollbahnen 1, 2. Derartige Vertiefungen 8 sind jeweils paarweise in den Rollbahnen 1, 2 einander senkrecht zur Bewegungsrichtung der Keramikröhren 3 gegenüberliegend angeordnet.

Zwischen gegenüberliegenden Vertiefungen 8 der Rollbahnen 1, 2 befindet sich jeweils eine Wippe 9. Diese umfaßt ein sich im wesentlichen horizontal erstreckendes Wippenglied 10, welches in seiner Mitte durch einen Schwenkzapfen 11 an einem Ständer 12 angelenkt ist. Steht das Wippenglied 10 exakt horizontal, so fluchtet seine obere Fläche mit den Abrollflächen der Rollbahnen 1, 2 außerhalb deren Vertiefungen 8.

Das oben beschriebene Fördersystem arbeitet wie folgt:

Die zu transportierenden Keramikrohre 3 werden in einer Aufgabestation aufgelegt, von den V-förmigen Ausnehmungen 7 eines Paares von Mitnehmern 5, 6 erfaßt und bis zum Beginn der Rollbahnen 1, 2 getragen. Durch die Bewegung der Mitnehmer 5, 6 werden die Keramikrohre 3 sodann auf den Abrollflächen der Rollbahnen 1, 2 in Förderrichtung (Pfeil 8 von Fig. 2) gerollt. Da der abrollende Bereich der Mantelfläche eines Keramikrohrs 3 nicht exakt zylindrisch ist, durchläuft es bei dieser Rollbewegung eine Kurve. Diese Kurvenbewegung hat nach einer bestimmten Entfernung nicht nur eine Winkelfehlausrichtung des Keramikrohrs 3 zur Folge (es steht nicht mehr exakt senkrecht zu den Rollbahnen 1, 2) sondern führt auch zu einem axialen Versatz des Keramikrohrs 3 (es liegt nicht mehr mittig auf den Rollbahnen 1, 2). Um diese Winkelverschiebung und den axialen Versatz wieder rückgängig zu machen, sind in dem Fördersystem Ausrichtstationen vorgesehen, welche durch die Wippen 9 und die Vertiefungen 8 in den Rollbahnen 1, 2 gebildet sind.

Um dies zu erläutern, sei zunächst angenommen, daß ein betrachtetes Keramikrohr 3 sich in der richtigen Position, also völlig mittig und exakt senkrecht zur Bewegungsrichtung, über eine derartige Ausrichtstation bewegt. Dies ist die in Fig. 1 dargestellte Situation. Hier befindet sich der Schwerpunkt des Keramikrohrs 3 senkrecht oberhalb des Schwenkzapfens 11 der Wippe 9, so daß das Wippenglied 10 horizontal bleibt. Das Keramikrohr 3 bewegt sich über das Wippenglied 10 in horizontaler Ausrichtung hinweg, wobei es im Bereich der Vertiefungen 8 der Rollbahnen 1, 2 kurzzeitig den Kontakt zu den Rollbahnen 1, 2 verliert. Sobald das Keramikrohr 3 das Wippenglied 10 verlassen hat, läuft es in seinen Randbereichen wieder auf den Abrollflächen der Rollbahnen 1, 2 ab.

Nun sei angenommen, daß sich das Keramikrohr 3 aufgrund einer Kurvenfahrt so verschoben hat, daß es in axialer Richtung aus der in Fig. 1 dargestellten, mittigen Position nach rechts ausgewandert ist. Dies bedeutet gleichzeitig, daß das Keramikrohr 3 nunmehr in dem Sinne schräg steht, daß seine in der Sicht der Fig. 1 linke Hälfte sich in Bewegungsrichtung weiter vorne als die in Fig. 1 rechte Hälfte befindet. Aufgrund der Verlagerung des Schwerpunktes des Keramikrohrs 3 in Fig. 1 nach rechts verkippt das Wippenglied 10 im Uhrzeigersinn; aufgrund der Vertiefung 8 in der rechten Rollbahn 2 kann sich der rechte Endbereich des Keramikrohrs 3 tiefer in die V-förmige Ausnehmung 7 des rechten Mitnehmers 6 absenken, bis dieser Endbereich an beiden Begrenzungsflächen der V-förmigen Ausnehmung 7 anliegt. Hierdurch wird der Rollvorgang unterbunden. Bei der fortgesetzten Bewegung des rechten Mitnehmers 6 wird das Keramikrohr 3 um eine vertikale Achse verdreht, und zwar so weit, daß es nunmehr eine gegensinnige Kurvenfahrt zu durchlaufen beginnt. Für diese Drehbewegung gibt es in der V-förmigen Ausnehmung 7 des linken Mitnehmers 5 ausreichend Spiel, da sich der dortige Endbereich des Keramikrohrs 3 durch die Verkippung angehoben hat. Hat sich auf diese Weise das Kermikrohr 3 über das Wippenglied 10 hinausbewegt und den Bereich der Vertiefungen 8 verlassen, rollt seine Mantelfläche wieder auf den Abrollflächen der Rollbahnen 1, 2 in der oben beschriebenen Weise ab.

Die nunmehr gegensinnig eingeleitete Kurvenfahrt wird in einer bestimmten Entfernung entlang der Rollbahnen 1, 2 durch eine weitere Ausrichtstation, die ebenfalls durch eine Wippe 9 und Vertiefungen 8 in den beiden Rollbahnen 1, 2 gebildet wird, erneut überkompensiert, so daß die Keramikrohre 3 in einer Folge von gegensinnigen Kurvenfahrten entlang der Rollbahnen 1, 2 durch den Brennofen gerollt werden.

Das Ausmaß, in dem die Axialversetzung und die Orientierung der Keramikrohre 3 an jeder Ausrichtstation korrigiert werden, läßt sich durch die Geometrie der Mitnehmer 5, 6 sowie der Ausnehmungen 8 bestimmen.


Anspruch[de]
  1. 1. Fördersystem zum rollenden Transport zumindest bereichsweise kreiszylindrischer Werkstücke, insbesondere von Keramikrohren, durch einen Brennofen, mit
    1. a) zwei parallel zur Bewegungsrichtung in Abstand voneinander verlaufenden Rollbahnen;
    2. b) einer Vielzahl von Paaren parallel zu den Rollbahnen bewegbarer Mitnehmer, die jeweils eine Mitnahmeöffnung für in Abstand voneinander befindliche Bereiche der Werkstücke (3) aufweisen;
    dadurch gekennzeichnet, daß es ferner umfaßt:
    1. a) mindestens eine Ausrichtstation, die ihrerseits umfaßt:
      1. a) eine zwischen den Rollbahnen (1, 2) angeordnete Wippe (9), dessen Wippenglied (10) um eine parallel zu den Rollbahnen (1, 2) verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist und dessen obere Fläche bei symmetrischer Belastung horizontal steht und mit den Abrollflächen der Rollbahnen (1, 2) fluchtet;
      2. b) in jeder der Rollbahnen (1, 2) eine Vertiefung (8), die sich in Bewegungsrichtung der Werkstücke (3) gesehen an derselben Stelle wie das Wippenglied (10) der Wippe (9) befindet.
  2. 2. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeöffnungen (7) der Mitnehmer (5, 6) V- förmig sind.
  3. 3. Fördersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Mitnahmeöffnungen (7) einen Winkel von 110° einschließen.
  4. 4. Fördersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Scheitelpunkt der V-förmigen Mitnahmeöffnungen (7) sich auf einem Niveau befindet, das tiefer als das Niveau der Abrollflächen der beiden Rollbahnen (1, 2) ist.






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