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Dokumentenidentifikation DE60102714T2 07.04.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001325157
Titel DREHBARE VERTEILERSCHURRE FÜR SCHÜTTGUT MIT EINSTELLBAREM NEIGUNGSWINKEL
Anmelder Paul Wurth S.A., Luxemburg/Luxembourg, LU
Erfinder LONARDI, Emile, L-4945 Bascharage, LU;
THILLEN, Guy, L-9234 Diekirch, LU;
BREDEN, Emile, L-1472 Luxembourg, LU;
CIMENTI, Giovanni, L-8062 Bertrange, LU
Vertreter Flaccus, R., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 50389 Wesseling
DE-Aktenzeichen 60102714
Vertragsstaaten AT, DE, IT, NL, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 27.08.2001
EP-Aktenzeichen 019607100
WO-Anmeldetag 27.08.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/EP01/09830
WO-Veröffentlichungsnummer 0002024962
WO-Veröffentlichungsdatum 28.03.2002
EP-Offenlegungsdatum 09.07.2003
EP date of grant 07.04.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.04.2005
IPC-Hauptklasse C21B 7/20

Beschreibung[de]
Technischer Bereich auf den sich die Erfindung bezieht

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verteilvorrichtung mit drehbarer Schurre mit einstellbarem Neigungswinkel.

Sie betrifft insbesondere solch eine Vorrichtung mit einem Traggestell, einer Verteilerschurre für das Schüttgut, einem Aufhängungsrotor und einem Steuerrotor für die Kippbewegung, sowie mit einem Kippmechanismus. Die Schurre ist derart am Aufhängungsrotor aufgehängt, dass sie um eine im Wesentlichen waagerechte Kippachse herum kippen kann. Der Kippmechanismus ist zwischen der Schurre und dem Steuerrotor für die Kippbewegung geschaltet, um eine Differenzdrehung des Aufhängungsrotors und des Steuerrotors für die Kippebewegung in eine Verstellung des Neigungswinkels der Schurre zwischen zwei Grenzpositionen umzusetzen.

Stand der Technik

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus US 3,693,812 bekannt. In dieser Vorrichtung, werden die zwei Rotore über ein Planetengetriebe in ihre Drehbewegung angetrieben. Aus diesem Planetengetriebe werden: (1) eine Haupteingangswelle; (2) eine Nebeneingangswelle, (3) eine folgend als Drehwelle bezeichnete erste Ausgangswelle; und (4) eine folgend als Steuerwelle für die Kippbewegung bezeichnete zweite Ausgangswelle heraus geführt. Die Haupteingangswelle wird von einem Antriebsmotor in ihre Drehbewegung angetrieben. Die Haupteingangswelle ist über ein Untersetzungsgetriebe mit der Drehwelle verbunden. Die Letzte wird in das Traggestell eingeführt, in welchem sie über einen Trieb in einen Zahnring des Aufhängungsrotors eingreift. Die Steuerwelle für die Kippbewegung wird ebenfalls in das Traggestell eingeführt, in welchem sie über den Trieb in einen Zahnring des Steuerrotors für die Drehbewegung eingreift. Außerdem umfasst das Planetengetriebe: ein waagerechtes ringförmiges Zahnrad, welches mit seinem Außenumfang in einen Trieb der Drehwelle eingreift; ein von der Nebeneingangswelle getragenes Sonnenrad; mindestens zwei Planetentriebe, welche in den Innenumfang des ringförmigen Zahnrades und des Sonnenrades eingreifen; und einen Planetenradträger, welcher in ein Zahnrad der Steuerwelle für die Kippbewegung eingreift. Diese Getriebe sind derart ausgelegt, dass wenn die Nebeneingangswelle keine Drehbewegung ausführt, die zwei Ausgangswellen dieselbe Drehgeschwindigkeit aufweisen. Ein Steuermotor mit umsteuerbarer Drehrichtung ist mit der Nebeneingangswelle des Planentengetriebes verbunden. Bei Antrieb dieses Steuermotors in eine erste Richtung, kippt die Schurre in eine erste Richtung und bei dessen Antrieb in die umgekehrte Richtung, kippt die Schurre in die umgekehrte Richtung. Unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Schurre, wird die Kippgeschwindigkeit der Schurre von der Drehgeschwindigkeit des Steuermotors bestimmt. Durch Blockieren der Nebeneingangswelle über eine Bremse, wird ein streng gleichbleibender Neigungswinkel der drehenden Schurre gewährleistet.

Es wird hervorgehoben, dass dieses Planetengetriebe eine wesentliche Einrichtung der Verteilvorrichtung für Schüttgut ist. Es handelt sich um eine Spezialkonstruktion, welche ein erheblicher Kostenanteil der Vorrichtung ausmacht. Außerdem, um funktionsfähig zu bleiben, wenn die Antriebseinheit eine Nachprüfung oder eine schwere Instandsetzung benötigt, ist es erforderlich, ein vollständiges Planetengetriebe in Reserve zu behalten.

Gegenstand der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verteilvorrichtung für Schüttgut der oben beschriebenen Art bereitzustellen, die einen vereinfachten Antriebsmechanismus aufweist, der insbesondere bei den Nachprüfungen oder bei schweren Instandsetzungen mit weniger Problemen verbunden ist.

Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß, wird dieses Ziel durch eine Verteilvorrichtung für Schüttgut erreicht, welche auf bekannte Weise ein Traggestell, eine Verteilerschurre für Schüttgut, einen Aufhängungsrotor und einen Steuerrotor für die Kippbewegung, sowie einen Kippmechanismus umfasst. Die zwei Rotore sind derart in dem Traggestell montiert, dass sie um eine wesentlich senkrechte Drehachse herum drehen können. Die Schurre ist derart am Aufhängungsrotor aufgehängt, dass sie um eine wesentlich waagerechte Kippachse herum kippen kann. Ein erster Motor dient zum Antrieb des Aufhängungsrotors und gleich danach der Schurre in eine erste Richtung, um ihre Drehachse herum. Der Kippmechanismus ist zwischen der Schurre und dem Steuerrotor für die Kippbewegung geschaltet, um eine Differenzdrehbewegung des Aufhängungsrotors und des Steuerrotors für die Kippbewegung in eine Verstellung des Neigungswinkels der Schurre zwischen zwei Grenzpositionen umzusetzen. Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die Schurre derart ausgewuchtet, dass sie in eine erste ihrer zwei Grenzpositionen zurückkommt, indem sie den Steuerrotor für die Kippbewegung über den Kippmechanismus in die Drehrichtung des Aufhängungsrotors beschleunigt. Eine erste Bremsvorrichtung ist dann derart dem Steuerrotor für die Kippbewegung zugeordnet, dass sie auf den Steuerrotor für die Kippbewegung ein Bremsmoment ausüben kann. Dieser ersten Bremsvorrichtung ist eine erste Kontrolleinrichtung zugeordnet, welche eine Kontrolle der Kippebewegung der Schurre, durch Kontrolle des dem Steuerrotor für die Kippbewegung auferlegten Drehmoments, wenn der Rotor in die erste Drehrichtung angetrieben wird ermöglicht. Ist das auf den Steuerrotor für die Kippbewegung ausgeübte Bremsmoment gleich als das erforderliche Moment, um die Schurre in Gleichgewichtslage zu halten, so übt die Schurre keine Kippbewegung aus. Ist das auf den Steuerrotor für die Kippbewegung ausgeübte Bremsmoment größer als das erforderliche Moment, um die Schurre in Gleichgewichtslage zu halten, so entfernt sich die Schurre aus seiner ersten Grenzneigungsposition. Ist das auf den Steuerrotor für die Kippbewegung ausgeübte Bremsmoment kleiner als das erforderliche Moment, um die Schurre in Gleichgewichtslage zu halten, so nähert sich die Schurre von ihrer ersten Grenzneigungsposition, dank ihrer besonderen Auswuchtung, welche eine Beschleunigung des Steuerrotors für die Kippbewegung, in bezug auf den Aufhängungsrotor bewirkt. In den drei Fällen, muss der erste Motor selbstverständlich ein Antriebsmoment entwickeln, das größer ist als das Bremsmoment des Steuerrotors für die Kippbewegung, indem er eine wesentlich gleichbleibende Drehgeschwindigkeit gewährleistet. Es ist zu merken, dass um die Auswuchtung der Schurre sicherzustellen, welche für ihre Rückkehr in eine erste ihrer zwei Grenzpositionen sorgt, man entweder ausschließlich das Gewicht der Schurre benutzen kann, oder Gegengewichte einsetzen kann, beziehungsweise Federn oder sonstige Elemente, die in der Lage sind potentiale Energie zu lagern, wenn die Schurre in eine Richtung gekippt wird und diese wieder abzugeben, wenn die Schurre in die Gegenrichtung gekippt werden muss. Als Fazit, wenn man dem Steuerrotor für die Kippbewegung eine einfache Bremsvorrichtung mit kontrollierbarem Bremsmoment zuordnet, ist es möglich den Neigungswinkel der Schurre, sowie deren Kippgeschwindigkeit zu kontrollieren, wenn diese in eine erste Richtung dreht.

Um eine Drehbewegung der Schurre mit einem streng gleichbleibenden Neigungswinkel zu ermöglichen, ohne immer den Steuerrotor für die Kippbewegung bremsen zu müssen, kann zwischen dem Aufhängungsrotor und dem Steuerrotor für die Kippbewegung ein Übersetzungsgetriebe mit Kupplung geschaltet werden. In eingekuppelter Stellung bewirkt dieses Übersetzungsgetriebe ein Zusammenwirken der zwei Rotore in ihrer Drehbewegung und sorgt für eine gleiche Drehgeschwindigkeit der zwei Rotore, währenddessen es bei ausgekuppelter Stellung der Kupplung eine Beschleunigung oder eine Geschwindigkeitsabnahme eines Rotors in Vergleich zu dem anderen ermöglicht. In anderen Worten, nach erfolgter Einstellung eines besonderen Neigungswinkels der Schurre durch Verstellung des Bremsmoments des Steuerrotors für die Kippbewegung – wobei das Übersetzungsgetriebe ausgekuppelt ist, kann man das Übersetzungsgetriebe einkuppeln, um die Winkelversetzung der zwei Rotore mechanisch festzulegen und auf diese Weise einen streng gleichbleibenden Neigungswinkel der Schurre zu gewährleisten, ohne dazu Energie verbrauchen zu müssen.

Will man nicht auf eine einzige Drehrichtung der Schurre eingeschränkt werden, oder will man in der Lage sein, den Neigungswinkel der Schurre anzupassen, wenn diese keine Drehbewegung ausführt, so ist ein zweiter Motor dem Steuermotor für die Kippbewegung zuzuordnen, um diesen um seine Drehachse herum in eine zweite Drehrichtung antreiben zu können, sowie dem Aufhängungsrotor eine zweite Bremsvorrichtung zuzuordnen, um auf den Aufhängungsrotor ein Bremsmoment ausüben zu können. Eine Kontrolleinrichtung, welche der zweiten Bremsvorrichtung zugeordnet ist, ermöglicht dann eine Verstellungskontrolle des Neigungswinkels der in die zweite Richtung drehenden Schurre, durch Verstellung des Bremsmoments des Aufhängungsrotors. Um einen streng gleichbleibenden Neigungswinkel der Schurre zu gewährleisten, ohne dazu Energie verbrauchen zu müssen, wird man vorteilhaft das oben beschriebene Übersetzungsgetriebe mit Kupplung einsetzen. Es bleibt noch anzumerken, dass ebenfalls die Neigung der Schurre verstellt werden kann, ohne sie dabei in Drehbewegung anzutreiben. Dazu wird der Aufhängungsrotor über die zweite Bremsvorrichtung in seiner Drehbewegung blockiert und die Kippbewegung der Schurre in eine erste Richtung durch Antrieb des Steuerrotors für die Kippbewegung über den zweiten Motor, sowie in eine zweite Richtung, durch Bremsung des Steuerrotors für die Kippbewegung über die erste Bremsvorrichtung kontrolliert, wobei die Tatsache, dass die Auswuchtung der Schurre deren Rückkehr in eine erste ihrer zwei Grenzpositionen bewirkt, ausgenutzt wird.

Um in der genannten zweite Drehrichtung, eine wesentlich gleichbleibende Drehrichtung der Schurre zu gewährleisten, wenn man den Neigungswinkel der Schurre durch Bremsung des Aufhängungsrotors verstellt, ist dem zweiten Motor ein Regelantrieb zuzuordnen. Eine dem Regelantrieb zugeordnete Kontrolleinrichtung sorgt dann für die erzielte Drehgeschwindigkeit des Aufhängungsrotors, währenddessen die zweite Kontrolleinrichtung zur Kontrolle des Bremsmoments des Aufhängungsrotors für die erzielte Kippgeschwindigkeit der Schurre sorgt. Alternativ, ist es möglich, die Drehrichtung der Schurre über die zweite Bremsvorrichtung vorzugeben und dem Regelantrieb des zweiten Motors eine Kontrolleinrichtung zuzuordnen, die dann eine unmittelbare Kontrolle der Kippgeschwindigkeit der Schurre ermöglicht. Es ist anzumerken, dass in den zwei Fällen, der zweite Motor mit seinem Regelantrieb in der Lage sein muss, den Steuerrotor für die Kippbewegung mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die größer oder kleiner sein kann, als die für die Schurre erzielte Drehgeschwindigkeit.

In der obigen Beschreibung, wurde angenommen, dass die Schurre derart ausgewuchtet ist, dass sie in eine ihrer zwei Grenzpositionen zurückkommt, indem sie den Steuerrotor für die Kippbewegung über den Kippmechanismus in die Drehrichtung des Aufhängungsrotors beschleunigt. Sollte eine solche Auswuchtung unmöglich sein, so müsste die erfindungsgemäße Vorrichtung folgenderweise ausgerüstet werden. Eine erste Bremsvorrichtung ist dem Steuerrotor für die Kippbewegung derart zugeordnet, dass sie in der Lage ist, auf den Steuerrotor für die Kippbewegung ein Bremsmoment auszuüben. Ein zweiter Motor ist dem Steuerrotor für die Kippbewegung derart zugeordnet, dass er in der Lage ist, diesen um seine Achse herum in die erste Richtung, mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die größer ist, als die für die Schurre erwünschte Drehgeschwindigkeit. Eine zweite Bremsvorrichtung ist dem Aufhängungsrotor derart zugeordnet, dass sie in der Lage ist, auf den Aufhängungsrotor ein Bremsmoment auszuüben. Eine Kontrolleinrichtung ermöglicht dann eine Kontrolle der Kippbewegung der Schurre in eine erste Richtung, durch Antrieb des Aufhängungsrotors in die erste Richtung, und durch kontrollierte Bremsung des Steuerrotors für die Kippbewegung über die erste Bremsvorrichtung, und in eine zweite Richtung, durch Antrieb des Steuerrotors für die Kippbewegung in die erste Richtung, mit einer Drehgeschwindigkeit, die größer ist, als die für die Schurre erzielte Drehgeschwindigkeit und durch eine kontrollierte Bremsung des Aufhängungsrotors über die zweite Bremsvorrichtung.

Wenn in der Vorrichtung nach vorhergehendem Absatz der Kippmechanismus vollkommen selbsthemmend ist, das heißt, dass es nicht nötig ist, dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung ein Moment aufzuerlegen, um die Schurre in ihrer Kippbewegung zu hemmen, dann genügt es, den Aufhängungsrotor in seiner Drehbewegung anzutreiben und den Steuerrotor für die Kippbewegung nicht zu bremsen, um eine Drehbewegung der Schurre mit einem streng gleichbleibenden Neigungswinkel zu ermöglichen. Ist jedoch der Kippmechanismus nicht selbsthemmend, oder besteht die Gefahr, dass seine selbsthemmende Eigenschaft durch den Verschleiß zerstört wird, dann wird es empfohlen, die Vorrichtung mit einem Übersetzungsgetriebe mit Kupplung gemäß der obenstehenden Beschreibung auszustatten.

Will man nicht auf eine einzige Drehrichtung der Schurre eingeschränkt werden, so muss der erste Motor in der Lage sein, den Aufhängungsrotor in eine zweite Drehrichtung mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die größer ist, als die für die Schurre erzielte Drehgeschwindigkeit, und der zweite Motor muss in der Lage sein, den Steuerrotor für die Kippbewegung in die zweite Drehrichtung mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die größer ist, als die für die Schurre erwünschte Drehgeschwindigkeit. In diesem Fall, muss die der ersten Bremsvorrichtung, der zweiten Bremsvorrichtung und dem zweiten Motor zugeordnete Kontrolleinrichtung in der Lage sein, die Kippbewegung der Schurre zu kontrollieren, und zwar: (a) in eine erste Richtung, durch Antrieb des Steuerrotors für die Kippbewegung in die zweite Richtung mit Hilfe des zweiten Motors und bei einer Geschwindigkeit, die größer ist, als die für die Schurre erzielte Drehgeschwindigkeit, und durch eine kontrollierte Bremsung des Aufhängungsrotors, mit Hilfe der zweiten Bremsvorrichtung; (und (b) in eine zweite Richtung, durch Antrieb des Aufhängungsrotors in die zweite Richtung und durch eine kontrollierte Bremsung des Steuerrotors für die Kippbewegung, mit Hilfe der ersten Bremsvorrichtung. Es ist noch anzumerken, dass es in dieser Vorrichtung ebenfalls möglich ist, die Neigung der Schurre zu verstellen, ohne diese in Drehbewegung anzutreiben. Dazu wird die Drehbewegung des Aufhängungsrotors über die zweite Bremsvorrichtung blockiert und die Kippbewegung der Schurre, in eine erste Richtung durch Antrieb des Steuerrotors für die Kippbewegung in eine erste Richtung, mit Hilfe des zweiten Motors, und in eine zweite Richtung, durch Antrieb des Steuerrotors für die Kippbewegung in eine zweite Richtung, mit Hilfe des zweiten Motors kontrolliert.

Um mit der im vorherstehenden Absatz beschriebenen Vorrichtung eine erheblich gleichbleibende Drehgeschwindigkeit zu gewährleisten, wenn der Neigungswinkel durch Bremsung des Aufhängungsrotors verstellt wird, ist dem zweiten Motor ein Regelantrieb zuzuweisen. Eine dem Regelantrieb zugeordnete Kontrolleinrichtung dient dann zur Gewährleistung der für den Aufhängungsmotor erzielten Drehgeschwindigkeit, währenddessen die zweite Kontrolleinrichtung, die das Bremsmoment des Aufhängungsrotors kontrolliert, die für die Schurre erzielte Kippgeschwindigkeit gewährleistet. Alternativ, kann die Drehgeschwindigkeit der Schurre über die zweite Bremsvorrichtung vorgegeben werden und eine Kontrolleinrichtung, die dann dazu dient, die Kippgeschwindigkeit der Schurre unmittelbar zu kontrollieren, kann dem Regelantrieb zugeordnet werden. Es ist noch anzumerken, dass der zweite Motor mit seinem Regelantrieb in der Lage sein muss, den Steuerrotor für die Kippbewegung mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die größer ist, als die für die Schurre erwünschte Drehgeschwindigkeit.

Hier ist es wichtig anzumerken, dass die in einer der obenstehenden Beschreibung ähnlichen Vorrichtung für die Bremsung des Steuerrotors für die Kippbewegung, beziehungsweise des Aufhängungsrotors eingesetzte Bremsvorrichtung zum Beispiel eine mechanische, eine hydraulische, eine Magnetbremse oder eine elektromagnetische Bremse sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bilden der erste Motor und die zweite Bremsvorrichtung, beziehungsweise der zweite Motor und die erste Bremsvorrichtung jedoch eine Einheit, die eine Elektromaschine umfasst, die um in der Lage zu sein, mindestens in eine Drehrichtung wie einen ein Antriebsmoment erzeugender Motor oder wie einen ein Bremsmoment erzeugender Stromerzeuger zu funktionieren, über einen Stromkreis versorgt wird. In anderen Worten hat der erste, beziehungsweise der zweite Antriebsmotor ebenfalls die Funktion einer Elektrobremse. Es ist noch anzumerken, dass durch diese Lösung nicht nur die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht wird (kein Bedarf, eine getrennte Bremse vorzusehen), aber dass sie ebenfalls in Hinsicht auf die Energiebilanz für die Vorrichtung günstig ist. Tatsächlich umsetzt die als Stromerzeuger arbeitende drehende Elektromaschine die Bremsenergie in Elektroenergie um, die sie dann in das Stromversorgungsnetz einspritzt. Diese Elektroenergie dient dann zum mindestens teilweisen Ausgleich der Elektroenergie, die die als Motor funktionierende drehende Elektromaschine verbrauchen muss, um das zur Kontrolle des Neigungswinkels der Schurre erzeugte Bremsmoment zu überwinden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist die drehende Elektromaschine zum Beispiel ein mit einem Drehzahlminderer ausgestatteter Elektromotor und der Stromkreis ein statischer Frequenzumformer. Hier handelt es sich um kostengünstige Standardausrüstungen, die bei Bruch der Maschine normalerweise problemlos ausgewechselt werden können.

Es ist noch anzumerken, dass die obenerwähnten Kontrolleinrichtungen zur Kontrolle der Kippbewegung der Schurre verschiedene Mittel für die Erfassung der Schurrensneigung umfassen können. Gemäß einer ersten Ausführungsform, werden ein Winkelgeber, der die Winkelposition des Steuerrotors für die Kippbewegung erfasst, sowie Berechnungsmittel, die dazu dienen, die relative Winkelposition der zwei Rotore zu berechnen und die Neigung der Schurre davon abzuziehen eingesetzt. Diese Genauigkeit kann noch verbessert werden, indem ein Differentialmechanismus zwischen den zwei Rotoren geschaltet wird. Ein solcher Mechanismus umfasst eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Ausgangswelle. Die erste Eingangswelle wird durch den Aufhängungsrotor und die zweite Eingangswelle wird durch den Steuerrotor für die Kippbewegung in ihre Drehbewegung angetrieben. Dieser Differentialmessungsmechanismus ist derart ausgelegt, dass die Ausgangswelle keine Drehbewegung ausführt, wenn die zwei Rotore bei gleicher Geschwindigkeit drehen und dass sie den Neigungswinkel der Schurre in einem nicht drehenden Bezugspunkt wiedergibt. Dann erfasst ein einfacher Winkelgeber die Winkelposition der Ausgangswelle des Differentialmessmechanismus und ebenfalls die Neigung der Schurre in einem nicht drehenden Bezugspunkt. Neben der Schurre, kann die Kippkontrollvorrichtung ebenfalls einen Neigungsgeber für die drehende Schurre umfassen. In diesem Fall, wird dem bewegenden Neigungsgeber ein Sender zugeordnet und mindestens ein Empfänger in das nicht drehende Traggestell montiert. Auf diese Weise kann man die Neigung der Schurre unmittelbar in ihrem drehenden Bezugspunkt messen.

Kurze Figurbeschreibungen

Weitere Besonderheiten und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der umfassende Beschreibung einiger vorteilhaften, unten als Beispiel mit Bezugsnahme auf die beigelegten Zeichnungen vorgestellten Ausführungsformen. Es zeigen:

1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verteilvorrichtung für Schüttgut mit drehender Schurre mit verstellbarem Neigungswinkel;

2: einen Längsschnitt durch die Vorrichtung aus 1, wobei oben ein Schnitt gemäß Linie A–A aus 1 gezeigt ist; wobei unten ein Schnitt gemäß Linie B–B aus 1 gezeigt ist;

3: ein Luftbild einer Einzelheit, welche durch Pfeil 3 in 2 gekennzeichnet ist;

4: einen Längsschnitt wie in 2, durch eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung für Schüttgut, mit einer drehenden Schurre mit verstellbarem Neigungswinkel;

5: einen Längsschnitt wich in 2, durch eine zweite Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung für Schüttgut, mit einer drehenden Schurre mit verstellbarem Neigungswinkel; und

6: einen Querschnitt dessen Schnittlinie in 5 durch die Pfeile 6–6 gekennzeichnet ist.

Ausführliche Beschreibung einiger vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren werden gleiche oder ähnliche Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die in 1, 2, 4 und 5 gezeigte Verteilvorrichtung für Schüttgut wurde besonders vorgesehen, um Bestandteil einer Beschickungsvorrichtung für einen Tankofen, wie zum Beispiel für einen Hochofen zu sein. Sie umfasst ein Außengestell 12, welches mit einer feststehenden Beschickungsmuffe 14 ausgerüstet ist, die ein senkrechter Beschickungskanal 16 festsetzt. Ein Aufhängungsrotor 18 ist über einen Rollenkranz mit großem Durchmesser 20 in dem Außengestell 12 aufgehängt. Dieser Aufhängungsrotor 18 umfasst einen zylindrischen Körper, der an seinem unteren Ende einen waagerechten Kragen 24 aufweist, der den Gestellinnenraum 12 von dem Ofeninnenraum abschirmt.

Ein als Steuerrotor für die Kippbewegung bezeichneter zweiter Rotor 28 umgibt den Aufhängungsrotor 18 und ist über einen Rollenkranz mit großen Durchmesser 26 in dem Außengestell aufgehängt, so dass seine Drehachse wesentlich koaxial zu der Drehachse des Aufhängungsrotors 18 ist.

Bezugszeichen 32 kennzeichnet eine Verteilerschurre für das Schüttgut, das über den Beschickungskanal 16 ausgeschüttet wird. Diese Schurre 32 umfasst zwei seitliche Aufhängungsarme 34 und 34', über welche sie am Aufhängungsrotor 18 angehängt ist. Ein durch den Steuerrotor für die Kippbewegung 28 angesteuerter Kippmechanismus ermöglicht eine Kippbewegung der Schurre 32, um eine wesentlich waagerechte Kippachse herum. In der gezeigten Vorrichtung, umfasst dieser Kippmechanismus je Aufhängungsarm 34, 34' der Schurre 32 einen von dem Aufhängungsrotor 20 getragenen Aufhängungsmechanismus 36, 36'. Jeder dieser zwei Aufhängungsmechanismen 36, 36' umfasst eine senkrechte Eingangswelle 38, 38', ein internes Getriebesystem (nicht gezeigt) und einen waagerechten Aufhängungszapfen 40, 40'. Die zwei seitlichen Aufhängungsarme 34, 34' der Schurre 32 sind mit den Aufhängungszapfen 40, 40' gekuppelt und diese setzen für die Schurre 32 eine wesentlich waagerechte Kippachse fest. Die senkrechte Eingangswelle 38, 38' jedes der zwei Aufhängungsmechanismen 36, 36' ist mit einem Trieb 42, 42' ausgestattet, welcher in eine Zahnkrone 43 des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 eingreift. Das interne Getriebesystem setzt eine Drehbewegung der senkrechten Eingangswelle 38, 38' in eine Drehbewegung des Aufhängungszapfen 40, 40' um. Es ist anzumerken, dass die zwei Aufhängungsmechanismen 36 und 36' in bezug auf die mittlere Ebene der Schurre 32 symmetrisch sein müssen, das heißt, dass sich aus einer Drehbewegung der Eingangswellen 38, 38' in eine gleiche Richtung, eine Drehbewegung der Aufhängungszapfen 40, 40' in die entgegengesetzte Richtung ergeben muss.

Es ist nun wichtig anzumerken, dass heutzutage ebenfalls sonstige Kippmechanismen, die an die Schurre angeschlossen sind und von dem Steuerrotor für die Kippbewegung angesteuert werden bekannt sind. So wird in der Patentschrift US-A-4,941,791 zum Beispiel vorgeschlagen, einen zwischen den zwei Zapfen und dem Steuerrotor für die Kippbewegung geschalteten verzweigten Kipphebel, beziehungsweise ein ringförmiges Segment, welches mit einem gezahnten Bereich zusammenwirkt, der mit einem der zwei Zapfen der Schurre verbunden ist, als Kippmechanismus zu benutzen. In Dokument US-A-5,002,806 wird vorgeschlagen, den Rotor über Gestänge mit kugeligen Gelenken mit einem Hebel zu verbinden, der seinerseits mit einem der Zapfen der Schurre verbunden ist. Weitere Kippmechanismen sind ebenfalls aus WO95/21272, US-A-4,368,813, USA-A3,814,403 und US-A-3,766,868 bekannt.

Bezugszeichen 50 kennzeichnet ein erstes auf dem Traggestell 12 montiertes Gehäuse. Dieses Gehäuse 50 beinhaltet eine senkrechte, nachfolgend als Drehwelle 54 bezeichnete Welle 54, welche über ein winkeliges Übersetzungsgetriebe 52 mit einer waagerechten Ausgangswelle 56 verbunden ist. Das obere Ende der Drehwelle 54 ist über ein Reduktionsgetriebe 58 an einen Elektromotor 60 gekoppelt. Das untere Ende der Drehwelle 54 wird wasserdicht durch die Grundplatte des Gehäuses 50 hinausgeführt und ist mit einem Trieb 62 versehen, der in eine Zahnkrone 64 des Aufhängungsrotors 18 eingreift. Es bleibt noch anzumerken, dass das Traggestell 12, für den Durchgang des Triebs 62 eine Öffnung 66 aufweist, welche durch die Grundplatte des Gehäuses 50 dicht abgeschlossen wird. Bezugszeichen 70 kennzeichnet ein zweites auf dem Traggestell 12 montiertes Gehäuse. Dieses Gehäuse 70 beinhaltet eine nachfolgend als Steuerwelle für die Kippbewegung 74 bezeichnete senkrechte Welle 74, welche über ein winkeliges Übersetzungsgetriebe 72 mit einer waagerechten Eingangswelle 76 verbunden ist. Das obere Ende der Drehwelle 74 ist über ein Reduktionsgetriebe 78 mit einen Elektromotor 80 gekoppelt. Das untere Ende der Steuerwelle für die Kippbewegung 74 wird wasserdicht durch die Grundplatte des Gehäuses 70 hinausgeführt und ist mit einem Trieb 82 versehen, der in eine Zahnkrone 84 des Steuerrotors 26 eingreift. Es bleibt noch anzumerken, dass das Traggestell 12 für den Durchgang des Triebs 82 ebenfalls mit einer Öffnung 86 versehen ist, welche durch die Grundplatte des Gehäuses 70 dicht abgeschlossen ist. Die waagerechte Ausgangswelle 56 des Gehäuses 50 und die waagerechte Eingangswelle 76 des Gehäuses 70 sind über eine Kupplung 90 miteinander gekoppelt. Befindet sich die Kupplung 90 in eingekuppelter Stellung, drehen die Rotore 18, 28 gleichzeitig, das heißt, dass es unmöglich ist, einen der Rotore 18, 28 in bezug auf den anderen zu beschleunigen oder abzubremsen. Darüberhinaus sind die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse derart ausgelegt; dass die Drehgeschwindigkeiten der zwei Rotore 18, 28 in diesem Fall vollkommen gleich sind. Um in der Lage zu sein, einen der zwei Rotoren 18, 28 in bezug auf den anderen zu beschleunigen oder abzubremsen, muss die Kupplung 90 dementsprechend ausgekuppelt werden.

Bezugszeichen 100 kennzeichnet umfassend ein Kontrollsystem für die Verteilvorrichtung von Schüttgut 10. Dieses Kontrollsystem 100 umfasst eine zentrale Kontrolleinheit 102, mit zum Beispiel einem programmierbaren Automaten, welcher den Elektromotor 60 über einen ersten Frequenzumsetzer 104 und den Elektromotor 80 über einen zweiten Frequenzumsetzer 106 kontrolliert. Als Rücksignal, empfängt die zentrale Kontrolleinheit 102 die Signale der Winkelgeber 108 und 110. Über ein Getriebe 112, erfasst der Winkelgeber 108 die Winkelposition der Drehwelle 54 und ebenfalls des Aufhängungsrotors 18. Über ein Getriebe 114, erfasst der Winkelgeber 110 die Winkelposition der Steuerwelle für die Kippbewegung 74 und ebenfalls des Steuerrotors für die Kippbewegung 28. Mit Hilfe des Winkelgebersignals 107, berechnet die Zentraleinheit 102 die Momentandrehgeschwindigkeit der Schurre 32, sowie deren Position. Auf Grundlage der Signale der zwei Winkelgeber 108 und 110, berechnet die Zentraleinheit 102 die Neigung der Schurre und die momentane Kippgeschwindigkeit der Schurre 32. Über eine Solleinheit 116, können Sollwerte insbesondere für die Drehgeschwindigkeit, die Neigung und die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32 in die zentrale Kontrolleinheit 102 eingegeben werden.

Nun wird die Funktionsweise der Verteilvorrichtung für Schüttgut 10 ausführlicher beschrieben.

Unter Annahme, dass die Schurre 32 derart ausgewuchtet ist, dass sie unter Einwirkung ihres Eigengewichtes in eine nahezu senkrechte Position kippt (das heißt in eine Position, in welcher ihr in bezug auf eine Senkrechte gemessener Neigungswinkel minimal ist) und dass der Kippmechanismus derart ausgelegt ist, um den Steuerrotor für die Kippbewegung in Richtung des Pfeils 120, beziehungsweise den Aufhängungsrotor in Richtung des Pfeils 120' zu beschleunigen, sobald die Schurre 32 unter Einwirkung ihres Eigengewichtes eine minimale Neigungsposition einnimmt, (was insbesondere bedeutet, dass dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28 ein Moment aufzuerlegen ist, um diesen bei einem vorgegebenen Neigungswinkel in ihrem Gleichgewicht beizubehalten). Nehmen wir ebenfalls an, dass die Schurre 32 mit einer Geschwindigkeit N in Richtung von Pfeil 120 in Drehbewegung angetrieben werden muss. Um den in bezug auf die Senkrechte gemessenen Neigungswinkel der Schurre 32 zu vergrößern, betreibt der Frequenzumsetzer 106 den Elektromotor 80 als Stromerzeuger, welcher dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28 ein Bremsmoment auferlegt, währenddessen der Motor 60 den Aufhängungsrotor 18 in Richtung von Pfeil 120, mit einer Geschwindigkeit N antreibt. Tatsächlich, wenn das dem Steuerrotor für die Kippbewegung auferlegte Bremsmoment größer wird, als das erforderliche Moment um die Schurre in Gleichgewichtposition zu erhalten, verlangsamt sich der Steuermotor für die Kippbewegung 28 in bezug auf den Aufhängungsrotor 18, und der in Vergleich zu der Senkrechten gemessenen Neigungswinkel der Schurre 32 nimmt zu. Um so mehr das dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28 auferlegten Bremsmoment das Gleichgewichtmoment der Schurre überschreitet, desto größer ist die Abbremsung des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 in Vergleich zu dem Aufhängungsrotor 18 und desto schneller ist die Kippgeschwindigkeit der Schurre. Es ist natürlich der Motor 60 der den Aufhängungsrotor 18 antreibt, der die nötige Energie liefern muss, um das dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28 auferlegten Bremsmoment zu bewältigen, um diesen zu verlangsamen. Diese Energie wird teilweise durch die elektrische Energie ausgeglichen, die von dem Frequenzumsetzer 106 in das Stromversorgungsnetz eingespritzt wird, wenn der Motor 80 als Stromerzeuger arbeitet, um das Bremsmoment des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 zu erzeugen. Will man die Schurre 32 bei einer Geschwindigkeit N in Richtung des Pfeils 120 mit einem gleichbleibenden Neigungswinkel in Drehbewegung erhalten, so ist das Bremsmoment des Motors 80 über den Frequenzumsetzer 106 derart einzustellen, dass die Drehgeschwindigkeit des Steuerrotors für die Drehbewegung 28 wesentlich gleich ist, als die Drehgeschwindigkeit N des Aufhängungsrotors 18. Sobald die Drehgeschwindigkeiten der zwei Rotore 18, 28 nahezu gleich sind, wird die Kupplung 90 eingekuppelt. Ab diesem Zeitpunkt, sind die Rotore 18, 28 in ihrer Drehbewegung zusammenwirkend und drehen mit gleicher Geschwindigkeit. Der Neigungswinkel der Schurre 32 wird auf seinen Wert am Einkupplungszeitpunkt blockiert. Der Motor 80 hat kein Bremsmoment mehr zu erzeugen, er kann jetzt leerlaufen. Daraus ergibt sich, dass der Motor 60 kein Bremsmoment des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 mehr zu überwinden hat, das heißt dass seine Leistungsaufnahme stark abnimmt. Um die Neigung der Schurre 32 in bezug zu der Senkrechten wiederum zu vermindern, ist die Kupplung 90 lediglich auszukuppeln. Dank der besonderen Auswuchtung der Schurre 32, wird der Steuerrotor für die Kippbewegung 28 in Richtung des Pfeils 120 beschleunigt, was die Verzögerung des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 in bezug auf den Aufhängungsrotor 18 vermindert. Daraus ergibt sich, dass der Neigungswinkel der Schurre 32 in bezug auf die Senkrechte wieder abnimmt. Um die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32 in ihre Winkelposition bei maximaler Neigung zu kontrollieren, kann die zentrale Kontrolleinheit 102 den Elektromotor 80 über den Frequenzumsetzer 106 als einen Stromerzeuger betreiben, der dem Steuerrotor für die Kippbewegung ein Bremsmoment auferlegt. Selbstverständlich muss dieses Bremsmoment kleiner bleiben als das erforderliche Moment, um die Schurre 32 in Gleichgewichtslage zu halten. Nehmen wir nun an, dass die Schurre 32 in die entgegengesetzte Richtung, also in Richtung des Pfeils 120' mit einer Geschwindigkeit N drehen muss. Um den in bezug auf die Senkrechte gemessenen Neigungswinkel der Schurre 32 zu vergrößern, betreibt der Frequenzumsetzer 106 den Elektromotor 80 derart, dass dieser den Steuerrotor für die Kippbewegung 28 bei einer Geschwindigkeit N'>N in Richtung des Pfeils 120' antreibt und der Frequenzumsetzer 104 betreibt den Elektromotor 60 als Stromerzeuger, welcher dem Aufhängungsrotor 18 ein Bremsmoment auferlegt. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 106, stellt die Kontrolleinheit 102 die Antriebsgeschwindigkeit N' des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 ein, um die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32 an den erwünschten Wert anzupassen. Mit Hilfe des Regelantriebs 104, stellt die Kontrolleinheit 102 den Motor 60 ein, so dass die Drehgeschwindigkeit des Aufhängungsrotors 18 im Wesentlichen dem erwünschten Wert N gleich bleibt. Nun muss der Motor 80 die zur Überwindung des dem Aufhängungsrotors 18 auferlegten Bremsmoments nötige Energie abliefern, um diesen bei einer Drehgeschwindigkeit N zu halten. Diese Energie wird teilweise durch die Elektroenergie ausgeglichen, die vom Frequenzumsetzer 104 in das Stromversorgungsnetz eingespritzt wird, wenn der Motor 60 als Stromerzeuger arbeitet, um das Bremsmoment des Aufhängungsrotors 18 zu erzeugen. Will man nun die Drehbewegung der Schurre 32 bei einer Geschwindigkeit N in Richtung des Pfeils 120' mit einem gleichbleibenden Neigungswinkel beibehalten, ist das Bremsmoment des Kipprotors 28 mit Hilfe des Frequenzumsetzers 106 bis zum Erreichen einer Kippgeschwindigkeit gleich Null einzustellen. An diesem Zeitpunkt, ist die Drehgeschwindigkeit des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 gleich wie die Drehgeschwindigkeit N des Aufhängungsrotors 18, und die Kupplung 90 wird eingekuppelt. Die zwei Rotore 18, 28 sind jetzt in ihrer Drehbewegung zusammenwirkend und drehen bei einer gleichen Geschwindigkeit. Der Motor 60 muss kein Bremsmoment mehr erzeugen; er kann leerlaufen. Daraus ergibt sich, dass der Motor 80 kein Bremsmoment des Aufhängungsrotors 18 mehr zu überwinden hat, was bedeutet, dass seine Leistungsaufnahme stark abnimmt. Es bleibt anzumerken, dass man bei eingekuppelter Kupplung 90, den Motor 60 auch für den Antrieb der Schurre in Drehbewegung in Richtung des Pfeils 120' und mit einer Geschwindigkeit N einsetzen kann. Um wiederum die Neigung der Schurre 32 in bezug auf die Senkrechte zu vermindern, wird zuerst die Kupplung 90 ausgekuppelt. Dank der besonderen Auswuchtung der Schurre 32, wird dem Aufhängungsrotor 18 ein Antriebsmoment in Richtung des Pfeils 120' auferlegt, das zu einer Beschleunigung in die Drehrichtung neigt. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 104, stellt die Kontrolleinheit 102 das Bremsmoment des Aufhängungsrotors 18 ein, um die Drehgeschwindigkeit der Schurre 32 dem erwünschten Wert anzupassen. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 106, stellt die Kontrolleinheit 102 das Antriebsmoment des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 ein, um die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32 dem erwünschten Wert anzupassen. Ist die Drehgeschwindigkeit N' des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 kleiner als die Drehgeschwindigkeit N des Aufhängungsrotors 18, so nimmt der Neigungswinkel der Schurre 32 in bezug auf die Senkrechte 32 ab.

Ist es nicht erforderlich, die Schurre 32 in Drehbewegung in Richtung des Pfeils 120' anzutreiben, so hat „der Motor 80" lediglich die Funktion einer Bremse zu erfüllen, die in der Lage ist, auf den Steuerrotor für die Kippbewegung 28 ein Bremsmoment auszuüben. In diesem Fall, kann man selbstverständlich den Motor 80 und dessen Regelantrieb 106 durch eine mit einer angebrachten, Kontrolleinrichtung zur Kontrolle der Neigungswinkeleinstellung der Schurre 32 durch kontrollierte Bremsung des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 ausgestattete mechanische, hydraulische, magnetische, oder elektromagnetische Bremsvorrichtung ersetzen. Dann kann ebenfalls auf den Frequenzumsetzer 104, der den Motor 60 einspeist verzichtet werden, soweit der Letzte in der Lage ist, eine wesentlich gleichbleibende Drehgeschwindigkeit zu erzeugen, wenn er ein veränderliches Bremsmoment überwinden muss.

Es bleibt anzumerken, dass statt die Schurre 32 so auszuwuchten, dass sie durch ihr Eigengewicht in eine Position kippt, in welcher ihr in bezug auf die senkrechte gemessener Neigungswinkel minimal ist, könnte sie ebenfalls derart ausgewuchtet werden, dass sie unter Einwirkung von Gegengewichten in eine Position kippt, in welcher ihr in bezug auf die Senkrechte gemessener Neigungswinkel maximal ist. Letztendlich, um die Schurre derart auszuwuchten, dass sie in eine Position zurückkommt, in welcher ihr Neigungswinkel in bezug auf die Senkrechte entweder maximal oder minimal ist, ist es ebenfalls möglich, Federn oder Hydrozylinder einzusetzen, die in der Lage sind, potentielle Energie aufzuladen wenn die Schurre in eine Richtung gekippt wird und diese wieder abzugeben, wenn die Schurre in die entgegengesetzte Richtung gekippt werden muss.

Nehmen wir jetzt an, dass der Kippmechanismus selbsthemmend ist, das heißt, dass es nicht nötig ist, dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28 ein Moment aufzuerlegen, um den Neigungswinkel der Schurre gleichbleibend zu halten. Nehmen wir ebenfalls an, dass die Schurre 32 mit einer Geschwindigkeit N in Richtung des Pfeils 120 in Drehbewegung angetrieben werden muss. Um den in bezug auf die Senkrechte gemessenen Neigungswinkel der Schurre 32 zu vergrößern, betreibt der Frequenzumsetzer 106 den Elektromotor 80 als Stromerzeuger, welcher dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28 ein Bremsmoment auferlegt, währenddessen der Motor 60 den Aufhängungsrotor 18 mit einer Geschwindigkeit N in Richtung des Pfeils 120 antreibt. Tatsächlich, wenn das auf den Steuerrotor für die Kippbewegung ausgeübte Bremsmoment einen bestimmten Wert überschreitet, so verlangsamt sicht der Steuerrotor für die Kippbewegung 28 im Vergleich zu dem Aufhängungsrotor 18 und der in bezug zu der Senkrechte gemessenen Neigungswinkel der Schurre 32 nimmt zu. Wie stärker die Verlangsamung des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 in bezug auf den Aufhängungsrotor ist, desto schneller ist die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32. Es ist selbstverständlich der Motor 60, der die zur Überwindung des dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28, um diesen zu verlangsamen auferlegten Drehmoments nötige Energie liefern muss. Diese Energie wird teilweise durch die Elektroenergie ausgeglichen, die vom Frequenzumsetzer 106 in das Stromversorgungsnetz eingespritzt wird, wenn der Motor 80 als Stromerzeuger arbeitet, um das Bremsmoment des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 zu erzeugen. Um die Schurre 32 in Drehbewegung bei der Geschwindigkeit N in Richtung des Pfeils 120, mit einem gleichbleibenden Neigungswinkel aufrechtzuerhalten, ist lediglich der Motor 80 leerlaufen zu lassen. Wenn der Kippmechanismus jedoch nicht bei allen Neigungswinkeln der Schurre vollkommen selbsthemmend ist, wird es empfohlen, dann die Kupplung 90 doch einzukuppeln, um einen streng gleichbleibenden Neigungswinkel der Schurre 32 zu gewährleisten. Um die Neigung der Schurre in bezug auf die Senkrechte 32 zu vermindern, betreibt der Frequenzumwandler 106 den Elektromotor 80 derart, dass dieser den Steuerrotor für die Kippbewegung 28 mit einer Geschwindigkeit N'>N, in Richtung des Pfeils 120 antreibt und der Frequenzumsetzer 104 betreibt den Elektromotor 60 als Stromerzeuger, welcher dem Aufhängungsrotor 18 ein Bremsmoment auferlegt. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 104 stellt die Kontrolleinheit 102 das Bremsmoment des Aufhängungsrotors 18 ein, um die Drehgeschwindigkeit der Schurre 32 dem erwünschten Wert N anzupassen. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 106, stellt die Kontrolleinheit 102 die Drehgeschwindigkeit des Kipprotors 28 ein, um die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32 dem erwünschten Wert N anzupassen. Nehmen wir jetzt an, dass der Kippmechanismus selbsthemmend ist, und dass die Schurre in Drehbewegung in Richtung des Pfeils 120', bei einer Geschwindigkeit N angetrieben werden muss. Um die Neigung der Schurre 32 in bezug auf die Senkrechte zu vergrößern, betreibt der Frequenzumsetzer 106 den Elektromotor 80 derart, dass dieser den Steuerrotor für die Kippbewegung 28 mit einer Geschwindigkeit N'>N in Richtung des Pfeils 120' antreibt, und der Frequenzumsetzer 104 betreibt den Elektromotor 60 als Stromerzeuger, welcher dem Aufhängungsrotor 18 ein Bremsmoment auferlegt. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 104, stellt die Kontrolleinheit 102 das Bremsmoment des Aufhängungsrotors 18 ein, um die Drehgeschwindigkeit der Schurre dem erwünschten Wert N anzupassen. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 106, stellt die Kontrolleinheit 102 die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32 ein. Um die Neigung der Schurre 32 in bezug auf die Senkrechte zu vermindern, betreibt der Frequenzumsetzer 104 den Elektromotor 60 derart, dass dieser den Aufhängungsrotor 18 in Richtung des Pfeils 120', mit einer Geschwindigkeit N antreibt und der Frequenzumsetzer 106 betreibt den Elektromotor 80 als Stromerzeuger, welcher dem Steuerrotor für die Kippbewegung 28 ein Bremsmoment auferlegt. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 106, stellt die Kontrolleinheit 102 das Bremsmoment des Steuerrotors für die Kippbewegung 28 ein, um die Kippgeschwindigkeit der Schurre 32 dem erwünschten Wert anzupassen. Mit Hilfe des Frequenzumsetzers 104, stellt die Kontrolleinheit 102 die Drehgeschwindigkeit des Aufhängungsrotors 18 auf den Wert N ein.

Während dessen Montage oder während den Instandhaltungsarbeiten, muss der Winkelgeber 110 initialisiert werden, das heißt, dass ein ursprünglicher Zählwert einem bestimmten Neigungswinkel der Schurre 32 zuzuordnen ist. 3 zeigt, dass der Aufhängungsmechanismus 36' mit einem Winkelanschlag 120 und mit einem Hebel 122 ausgerüstet ist, der mit dem Aufhängungszapfen 40' zusammenarbeitet. Um den Winkelgeber 110 zu initialisieren, wird der Kipprotor 28 von dem Motor 80 angetrieben, um den Hebel 122 gegen den Winkelanschlag 120 anzuschlagen.

In der Ausführungsform gemäß 4, wird ein Differentialwinkelgeber 126 eingesetzt, der die relative Winkelposition der zwei Rotore 18 und 28 unmittelbar erfasst. Dieser Differentialwinkelgeber 126 ist auf der Kupplung 90 parallelgeschaltet. Ist die Vorrichtung nicht mit einer Kupplung 90 ausgestattet, weil der Kippmechanismus der Schurre vollkommen selbsthemmend ist, so kann der Differentialwinkelgeber 126 die Kupplung 90 ersetzen und unmittelbar zwischen den zwei Wellen 56 und 76 montiert werden. Da das Gehäuse des Differentialwinkelgebers 126 ebenfalls dreht, wird vorteilhaft eine drahtlose Übertragung der Messwerte zu einem Empfänger 128 vorgesehen, der keine Drehbewegung ausführt.

In der Ausführungsform gemäß 5, wird ein Differentialmessmechanismus 130 eingesetzt, der auf der Kupplung 90 parallelgeschaltet ist. Dieser Mechanismus umfasst eine erste Eingangswelle 132, eine zweite Eingangswelle 134 und eine Ausgangswelle 136. Die erste Eingangswelle wird durch die Ausgangswelle 56 des Gehäuses 50 in Drehbewegung angetrieben.

Sie erfasst dann die Winkelposition des Aufhängungsrotors 18. Die zweite Eingangswelle wird durch die Eingangswelle 76 des Gehäuses 70 in Drehbewegung angetrieben. Sie erfasst dann die Winkelposition des Steuerrotors für die Kippbewegung 28. Dieser Differentialmessmechanismus 130 umfasst außerdem ein Planetengetriebesystem, das derart ausgelegt ist, dass die Ausgangswelle 136 keine Drehbewegung ausführt, solange die zwei Rotore 18, 28 die gleiche Drehgeschwindigkeit aufweisen, so dass sie den Neigungswinkel der Schurre 32 in einem nicht drehenden Bezugspunkt wiedergibt.

6 zeigt eine Draufsicht auf dieses Planetengetriebesystems. Man sieht ein ringförmiges waagerechtes Zahnrad 138, das über seinen Außenumfang in einen Trieb 140 der ersten Eingangswelle 132 eingreift; ein Sonnenrad 142, das von der zweiten. Eingangswelle 134 getragen ist; zwei Planetenräder 144, die in den Innenumfang des ringförmigen Zahnrades 138 eingreifen und das Sonnenrad 142; und einen Planetenradträger 146, der mit der Ausgangswelle 136 gekuppelt ist. Ein einfacher Winkelgeber 148 erfasst dann die Winkelposition der Ausgangswelle 136 und damit auch die Neigung der Schurre in einem drehenden Bezugspunkt.


Anspruch[de]
  1. Verteilvorrichtung für Schüttgut, mit

    einem Traggestell (12);

    einer Verteilerschurre (32) für Schüttgut;

    einem derart in dem Traggestell (12) montierten Aufhängungsrotor (18), dass er in der Lage ist, um eine wesentlich senkrechte Achse herum zu drehen, wobei die genannte Schurre (32) an dem genannten Aufhängungsrotor (18) derart aufgehängt ist, dass sie in der Lage ist, um eine wesentlich waagerechte Achse herum zu kippen;

    einem ersten Motor (60), der in der Lage ist, den Aufhängungsrotor (18) in Drehbewegung um seine Achse herum in eine erste Richtung anzutreiben;

    einem in dem genannten Traggestell (12) derart montierten Steuerrotor für die Kippbewegung (28), dass er in der Lage ist, um eine wesentlich senkrechte Drehachse herum zu drehen; und

    einem zwischen der Schurre (32) und dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) montierten Kippmechanismus (36, 36'), wobei dieser Kippmechanismus (36, 36') derart ausgestaltet ist, dass er eine Differentialdrehung des Aufhängungsrotors (18) und des Steuerrotors für die Kippbewegung (28) in eine Verstellung des Neigungswinkels der Schurre (32) zwischen zwei Grenzpositionen umsetzt;

    dadurch gekennzeichnet, dass

    die genannte Schurre (32) derart ausgewuchtet ist, dass sie in eine erste ihrer Grenzpositionen zurückgeht, wobei sie den genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) über den genannten Kippmechanismus (36, 36'), in die Drehrichtung des genannten Aufhängungsrotors (18) beschleunigt;

    eine erste Bremsvorrichtung (80) der dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) derart zugeordnet ist, dass sie in der Lage ist, dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) ein Bremsmoment aufzuerlegen; und

    eine erste Kontrolleinrichtung (102, 106) der der ersten Bremsvorrichtung (80) derart zugeordnet ist, dass sie die Verstellung des Neigungswinkels der Schurre (32) durch kontrolliertes Bremsen des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) kontrolliert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Übersetzungsgetriebe (52, 56, 72, 76) mit Kupplung (90), das zwischen dem genannten Aufhängungsrotor (18) und dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) derart montiert ist, dass in eingekuppelter Stellung der genannten Kupplung (90), dieses Übersetzungsgetriebe die zwei Rotore (18, 28) in ihrer Drehbewegung vereinigt, indem es für eine gleiche Drehgeschwindigkeit der zwei Rotore (18, 28) sorgt.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch:

    einen dem Steuerrotor für die Kippbewegung (28) derart zugeordneten zweiten Motor (80), dass er in der Lage ist, diesen in eine zweite, der genannten ersten Drehrichtung entgegengesetzte Drehrichtung um seine Drehachse herum anzutreiben;

    eine zweite, dem genannten Aufhängungsrotor (18) derart zugeordnete Bremsvorrichtung (60), dass sie in der Lage ist, dem genannten Aufhängungsrotor (18) ein Bremsmoment aufzuerlegen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:

    eine zweite, der zweiten Bremsvorrichtung (60) derart zugeordnete Kontrolleinrichtung (102, 104), dass sie die Verstellung des Neigungswinkels der Schurre (32) in Drehbewegung in die zweite genannte Richtung, durch Verstellung des Bremsmoments des genannten Aufhängungsrotors (18), kontrolliert.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch:

    einen dem zweiten Motor (80) zugeordneten Regelantrieb (106); und

    einer dem genannten Regelantrieb (106) derart zugeordneten Kontrolleinrichtung, dass sie die Drehgeschwindigkeit des genannten Aufhängungsrotors (18), durch Verstellung der Drehgeschwindigkeit des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28), kontrolliert.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:

    einen dem genannten zweiten Motor (80) zugeordneten Regelantrieb (106); und

    einer dem genannten Regelantrieb (106) derart zugeordneten Kontrolleinrichtung, dass sie die Kippgeschwindigkeit der genannten Schurre, durch Verstellung der Drehgeschwindigkeit des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) kontrolliert, wobei die Drehgeschwindigkeit des genannten Aufhängungsrotors (18) gleichbleibend erhalten wird.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste Motor (60) und die genannte zweite Bremsvorrichtung (60), beziehungsweise der genannte zweite Motor (80) und die genannte erste Bremsvorrichtung (80) eine Einheit bilden, welche eine drehende Elektromaschine umfasst, die über einen Stromkreis versorgt wird, um als ein Antriebsmoment erzeugender Motor und als ein Bremsmoment erzeugender Stromerzeuger, in mindestens eine Drehrichtung funktionieren zu können.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

    dass die drehende Elektromaschine ein mit einem Drehzahlminderer (58, 78) ausgestatteter Elektromotor (60, 80) ist,

    und dass der genannte Stromkreis ein statischer Frequenzumsetzer (104, 106) ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste Kontrolleinrichtung (102, 106), beziehungsweise die genannte zweite Kontrolleinrichtung:

    einen ersten Winkelgeber (108), der die Winkelposition des genannten Aufhängungsrotors (18) erfasst;

    einen zweiten Winkelgeber (110) der die Winkelposition des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) erfasst;

    Berechnungsmittel (102) um die relative Winkelposition der zwei Rotore (18, 28) zu berechnen umfasst.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste Kontrolleinrichtung (102, 106), beziehungsweise die genannte zweite Kontrolleinrichtung

    einen Differentialwinkelgeber (126), der die relative Winkelposition der zwei Rotore (18, 28) erfasst

    umfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste Vorrichtung (102, 106), beziehungsweise die genannte zweite Vorrichtung (102, 104):

    einen Differentialmessmechanismus (130) mit einer ersten Eingangswelle (132), einer zweiten Eingangswelle (134) und einer Ausgangswelle (136) umfasst, wobei die erste Eingangswelle (132) über den genannten Aufhängungsrotor (18) in eine Drehbewegung angetrieben wird, und die genannte zweite Eingangswelle (134) über den genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) in eine Drehbewegung angetrieben wird und der genannte Differentialmessmechanismus (130) derart ausgelegt ist, dass die genannte Ausgangswelle (136) keine Drehbewegung ausführt, wenn die zwei Rotore (18, 28) dieselbe Drehgeschwindigkeit aufweisen; und

    einen Winkelgeber (148), der die Winkelposition der genannten Ausgangswelle (136) erfasst

    umfasst.
  12. Verteilvorrichtung für Schüttgut, mit:

    einem Traggestell (12);

    einer Verteilerschurre (32) für das Schüttgut;

    einem derart in dem Traggestell (12) montierten Aufhängungsrotor (18), dass er in der Lage ist, um eine wesentlich senkrechte Achse herum zu drehen, wobei die genannte Schurre (32) an dem genannten Aufhängungsrotor (18) derart aufgehängt ist, dass sie in der Lage ist, um eine wesentlich waagerechte Achse herum zu kippen;

    einem ersten Motor (60), der in der Lage ist, den Aufhängungsrotor (18) in Drehbewegung um seine Achse in eine erste Richtung anzutreiben;

    einem in dem genannten Traggestell (12) derart montierten Steuerrotor für die Kippbewegung (28), dass er in der Lage ist, um eine wesentlich senkrechte Drehachse herum zu drehen; und

    einem zwischen der Schurre (32) und dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) montierten Kippmechanismus (36, 36'), wobei dieser Kippmechanismus (36, 36') derart ausgestaltet ist, dass er eine Differentialdrehung des Aufhängungsrotors (18) und des Steuerrotors für die Kippbewegung (28) in eine Verstellung des Neigungswinkels der Schurre (32) zwischen zwei Grenzpositionen umsetzt;

    dadurch gekennzeichnet, dass

    eine erste Bremsvorrichtung (80) dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) derart zugeordnet ist, dass sie in der Lage ist, dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) ein Bremsmoment aufzuerlegen;

    ein zweiter Motor (80) der dem Steuerrotor für die Kippbewegung (28) derart zugeordnet ist, dass er in der Lage ist, diesen um seine Achse herum in die genannte erste Drehrichtung anzutreiben, mit einer Drehgeschwindigkeit die größer ist , als die für die Schurre (32) erwünschte Drehgeschwindigkeit;

    eine zweite Bremsvorrichtung (60) der dem genannten Aufhängungsrotor (18) derart zugeordnet ist, dass sie in der Lage ist, auf den genannten Aufhängungsrotor (18) ein Bremsmoment auszuüben; und

    eine Kontrolleinrichtung (102, 104, 106), die in der Lage ist, durch Antrieb des genannten Aufhängungsrotors (18) in die genannte erste Richtung und durch kontrollierte Bremsung des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) mit Hilfe der genannten ersten Bremsvorrichtung (80), die Kippbewegung der Schurre (32) in eine erste Richtung zu kontrollieren und durch Antrieb des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) in die genannte erste Richtung, mit einer Drehgeschwindigkeit, die größer ist als die für die Schurre (32) erwünschte Drehgeschwindigkeit und durch kontrollierte Bremsung des genannten Aufhängungsrotors (18) mit Hilfe der genannten zweiten Bremsvorrichtung (60) die Kippebewegung der Schurre (32) in eine zweite Richtung zu kontrollieren.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Kippmechanismus (36, 36') ein selbsthemmender Mechanismus ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Übersetzungsgetriebe (52, 56, 72, 76) mit Kupplung (90), das zwischen dem genannten Aufhängungsrotor (18) und dem genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) derart montiert ist, dass in eingekuppelter Stellung der genannten Kupplung (90), dieses Übersetzungsgetriebe die zwei Rotore (18, 28) in ihrer Drehbewegung vereinigt, indem es für eine gleiche Drehgeschwindigkeit der zwei Rotore (18, 28) sorgt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet dass

    der genannte erste Motor (60) in der Lage ist, den Aufhängungsrotor (18) in eine der genannten ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung, mit der für die Schurre (32) erwünschten Drehgeschwindigkeit anzutreiben; und

    der genannte zweite Motor (8D) in der Lage ist, den Steuerrotor für die Kippbewegung (28) in die genannte zweite Drehrichtung, mit einer Geschwindigkeit, die größer ist, als die für die Schurre (32) erwünschte Geschwindigkeit anzutreiben.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehbewegung der Schurre (32) in die genannte zweite Richtung, die genannte der genannten ersten Bremsvorrichtung (80), der genannten zweiten Bremsvorrichtung (60) und dem genannten zweiten Motor (80), zugeordnete Kontrolleinrichtung in der Lage ist, die Kippbewegung der Schurre (32) zu kontrollieren; und zwar

    in eine erste Richtung, durch Antrieb des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) in die genannte zweite Richtung, mit Hilfe des genannten zweiten Motors (80), bei einer Drehgeschwindigkeit die größer ist, als die für die Schurre (32) erwünschte Drehgeschwindigkeit und durch kontrollierte Bremsung des genannten Aufhängungsrotors (18), mit Hilfe der zweiten Bremsvorrichtung (60); und

    in eine zweite Richtung, durch Antrieb des genannten Aufhängungsrotors (18) in die genannte zweite Richtung und durch kontrollierte Bremsung des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28), mit Hilfe der ersten Bremsvorrichtung (80);
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass

    dem genannten zweiten Motor (80) ein Regelantrieb (106) zugeordnet ist; und

    die genannte Kontrolleinrichtung in der Lage ist, den genannten Regelantrieb (106) derart zu kontrollieren, dass sie die Drehgeschwindigkeit des genannten Aufhängungsrotors (18) durch Verstellung der Drehgeschwindigkeit des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) kontrolliert.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass

    dem genannten zweiten Motor (80) ein Regelantrieb (106) zugeordnet ist; und

    die genannte Kontrolleinrichtung in der Lage ist, den genannten Regelantrieb (106) derart zu kontrollieren, dass sie die Kippgeschwindigkeit der genannten Schurre (32) durch Verstellung der Drehgeschwindigkeit des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) kontrolliert.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste Motor (60) und die genannte zweite Bremsvorrichtung (60), beziehungsweise der genannte zweite Motor (80) und die genannte erste Bremsvorrichtung (80) eine Einheit bilden, welche eine drehende Elektromaschine umfasst, die über einen Stromkreis versorgt wird, um als ein Antriebsmoment erzeugender Motor und als ein Bremsmoment erzeugender Stromerzeuger, in mindestens eine Drehrichtung funktionieren zu können.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

    dass die drehende Elektromaschine ein mit einem Drehzahlminderer (58, 78) ausgestatteter Elektromotor (60, 80) ist,

    und dass der genannte Stromkreis ein statischer Frequenzumsetzer (104, 106) ist, der einen Betrieb der genannten drehenden Elektromaschine in den vier Quadranten des Diagramms Drehgeschwindigkeit / entwickeltes Moment ermöglicht.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kontrolleinrichtung:

    einen ersten Winkelgeber (108), der die Winkelposition des genannten Aufhängungsrotors (18) erfasst;

    einen zweiten Winkelgeber (110), der die Winkelposition des genannten Steuerrotors für die Kippbewegung (28) erfasst;

    und Berechnungsmittel (102), um die relative Winkelposition der zwei Rotore (18, 28) zu berechnen

    umfasst.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kontrolleinrichtung:

    einen Differentialwinkelgeber (126) umfasst, der die relative Winkelposition der zwei Rotore (18, 28) erfasst.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kontrolleinrichtung:

    einen Differentialmessmechanismus (130) mit einer ersten Eingangswelle (132), einer zweiten Eingangswelle (134) und einer Ausgangswelle (136) umfasst, wobei die erste Eingangswelle (132) durch den genannten Aufhängungsrotor (18) in eine Drehbewegung angetrieben wird, die genannte zweite Eingangswelle (134) durch den genannten Steuerrotor für die Kippbewegung (28) in eine Drehbewegung angetrieben wird und der genannte Differentialmessmechanismus (130) derart ausgelegt ist, dass die genannte Ausgangswelle (136) keine Drehbewegung ausübt, wenn die zwei Rotore (18, 28) die selbe Drehgeschwindigkeit aufweisen;

    und einen Winkelgeber (148), der die Winkelposition der genannten Ausgangswelle (136) erfasst

    umfasst.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kontrolleinrichtung:

    einen Neigungsgeber für die Schurre (32), der mit der Schurre (32) dreht, einen dem genannten Neigungsgeber zugeordneten Sender, sowie mindestens einen in dem Traggestell (12) nicht drehend montierten Empfänger

    umfasst.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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