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KAISERLICHES

PATENTAMT,

- M 127129 KLASSE 81 e. /I 5Γ"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fördern von festen, breiigen, pulverförmigen oder flüssigen Materialien in senkrechter, schräger oder waagerechter Richtung durch hin- und hergehende Bewegung der diese Güter tragenden Unterlagen nach einem besonderen Bewegungsgesetz.

Die Art dieser weiter unten beschriebenen Bewegung bezweckt:

ι. die gröfste Förderleistung bei kleinstem Kraftverbrauch, d. h. die theoretisch günstigste Förderung zu erzielen,

2. eine Förderung des Materials in geschlossener Masse unter Vermeidung einer Verschiebung der Massentheile unter sich, d. h. eine Separation der Masse nach Korngröfse auszuschliefsen,

3. Stofswirkungen auf das Fördergut zu vermeiden, und dadurch

4. ein geräuschloses Arbeiten zu ermöglichen.

Bei den bisher bekannten Verfahren zum Fördern von Massengütern in schwingenden Rinnen, bei Horden und Retteranlagen bewegt man die das Material tragenden Unterlagen derartig, dafs dieselben dem Material einen Impuls ertheilen, der es zwingt, sich von seiner Unterlage abzuheben und schräg zu derselben hochzufliegen, um weiter nach vorn wieder auf die Unterlage herabzufallen.

Wieder andere Einrichtungen verwenden schräge, selbst senkrecht zur Förderrichtung gestellte Flächen, die das Material vorwärtsstofsen.

Bei allen diesen Einrichtungen erfährt das Material Lagenverschiebungen, wodurch Kraftverluste eintreten, dann aber auch insbesondere leicht bröckelnde Materialien, wie Kohle, Koks und manche chemischen Producte zerkleinert und so entwerthet werden und aufserdem der Weg, den das Material zurücklegt, infolge des fortwährenden Indiehöheschleuderns desselben unnütz vergröfsert wird.

Alle diese Uebelstände der bekannten Verfahren lassen sich nur dadurch vermeiden, dafs das Material auf seiner Unterlage gleitet, also, ohne sich abzuheben, in geschlossenen Massen sich vorwärts schiebt, was bei dem vorliegenden Verfahren dadurch erreicht wird, dafs hier die Bewegung des Materials auf ihrem Haupttheil durch eine gleichförmige oder praktisch gleichförmig beschleunigte Vorwärtsbewegung der dasselbe tragenden Unterlage bezw. eine entsprechend schnelle gleichförmig verzögerte, also rasch beginnende Rückwärtsbewegung oder durch abwechselndes Anwenden beider Wirkungsarten in ununterbrochener Folge, bei einer entsprechenden geradlinigen Führung der Unterlagen, vermittelt wird.

Da die Unterlage hierbei geradlinig geführt ist, so erfolgt die Impulsertheilung nur in einer geraden Richtung. Es werden hierdurch Materialverschiebungen der einzelnen Theile des Fördergutes in sich vermieden, und infolge der gleichförmigen beschleunigten Vorwärtsbewegung bezw. verzögerten Rückwärtsbewegung der Unterlage kann der vorhandene constante Druck des Fördergutes auf die Unterlage behufs Erzielung der gröfsten Impuls-

ertheilung vollständig ausgenutzt, also der Arbeitsaufwand auf ein Minimum reducirt werden.

Dieser, der Förderung zu Gute kommende Druck bewirkt die gröfstmögliche Aufnahme von lebendiger Kraft in die Masse des zu fördernden Materials.

Kennzeichnend für das neue Verfahren ist, dafs hierbei ein Abheben des Materials von der Unterlage nicht eintreten soll.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht drei Ausführungsbeispiele für die Anwendung des in Rede stehenden Verfahrens.

Bei Fig. ι wird das betreffende Material senkrecht gefördert.

Das Material gelangt durch einen Trichter a auf eine von einem Lenker b unterstützte Rutschrinne c. Das offene Ende dieser Rutschrinne ist gelenkig mit einem senkrecht geführten Förderrohr d verbunden, welches mittelst der Hä'ngestange <?, der Kurbelschleife f und der· nur punktirt angegebenen Kurbel g fortwährend auf- und niederbewegt wird.

Die sich beschleunigende Bewegung nach oben und sich verzögernde Bewegung nach unten wird dabei nur mittelbar durch die Antriebvorrichtung erzielt, und zwar durch die gleichzeitig in Wirkung tretenden Nasen oder Laufbahnen q. Auch ist die Kurbelschwingung nicht das wesentlichste Erfordernifs dieser Bewegung und kann dieselbe durch eine gewöhnliche Kurbeleinrichtung, durch Daumen oder unrunde Scheiben ersetzt werden.

Der Querschnitt des Rohres selbst kann viereckig gedacht werden. Die senkrechte Führung des Förderrohres d kann auf ganz beliebige Art erfolgen, doch sind, um diese Führungen anzudeuten, in Fig. ι die Lenker Ar eingezeichnet.

Das Fördern des Materials erfolgt durch Schaufeln /, welche in den Punkten m drehbar an dem Rohre d befestigt sind und die Hebel η mit den Rollen ο tragen. Wenn sämmtliche Schaufeln I die in Fig. ι ausgezogen gezeichnete Lage einnehmen, gleitet das zu fördernde Material von der Rinne c in die unterste Schaufel / hinein.

Dieses Hineinrinnen dauert so lange, bis das Rohr d, nachdem es in seine tiefste Lage hinabgelangte, wieder in die gezeichnete Stellung zurückgehoben ist. Ungefähr von diesem Augenblicke an, oder auch wohl etwas früher, laufen die Rollen auf die gekrümmten, in dem Schacht vorgesehenen Laufflächen q auf und verursachen dadurch, dafs die Schaufeln dem Rohre gewissermafsen vorauseilen und dadurch dem Fördergute eine noch weiter gesteigerte Geschwindigkeit ertheilen.

Wenn das Rohr die höchste Lage einnimmt, die ihm durch die Kurbelschleife mitgetheilt werden kann, so haben die Schaufeln / die punktirte Lage erhalten und die Rollen ο sind bis an die höchsten Kanten der Laufflächen q angelangt.

Der Buchstabe h bezeichnet in Fig. 2 das Geschwindigkeitsdiagramm, entsprechend welchem die Auf- und Niederbewegung des Rohres d erfolgt.

Beim Niedergang der Kurbelschleife bewegt sich also das Rohr mit der dem Diagramm h entsprechenden Geschwindigkeit abwärts.

Auf dem untersten Theile der Bewegung des Rohres entspricht die Geschwindigkeit der Schaufel / derjenigen der Curve h. Auf dem oberen Theile der Rohrbewegung entspricht die Geschwindigkeit des Schaufelmittelpunktes der Curve i.

Auf den beiden Theilen r der Curven h und i erfolgt eine gleichförmige Beschleunigung nach aufwärts und gleichförmige Verzögerung nach abwärts.

Das Material läuft auf die unterste Schaufel,

während sich das Rohr auf der zweiten Hälfte seiner Abwärtsbewegungen befindet, gleichmäfsig und ohne Stofs und dementsprechend . ohne Arbeitsverlust auf.

Die Beschleunigung des Fördergutes auf allen Schaufeln erfolgt während des gröfsten Theiles des Aufwärtsganges entsprechend der Curve r (Fig. 2) gleichförmig beschleunigt. Der die Förderung bedingende Beschleunigungsdruck ist — 'P

und folglich eine constante Gröfse, mithin wird dem Material bis in die Wellung, welche der Geschwindigkeit 3 in Fig. 2 entspricht, lebendige Kraft in günstigster Weise zugeführt.

In der Zwischenzeit richten sich die das Fördergut tragenden Schaufeln in die Höhe, so dafs dasselbe, an den Schaufeln entlanggleitend, wie in Fig. 1 mit durchkreuzten Pfeilen angedeutet ist, in die Höhe fliegt, um während der Bewegung von 3 über 4 und 5 von der nächst höher liegenden Schaufel in sanftester Weise aufgefangen zu werden, und während der gleichförmig verzögerten Rückwärtsbewegung ohne Stofs den Schaufeln folgend in die relative Ruhelage — wie gezeichnet ■— zurückzukehren.

Die oberste Lauffläche q steigt nicht so stark wie die unteren, was zur Folge hat, dafs das Material, von der obersten Schaufel stärker abweichend, von der senkrechten Richtung durch das Auswurfrohr 0 fliegt und direct in den Auffangtrichter w gelangt.

Das Gegengewicht am oberen Hebel dient zum Ausbalanciren der Eigengewichte des Rohres d und des Gestänges, während die Luftbremse zur Ausgleichung der Massenwirkungen dieser Theile dienen soll.

Durch die Fig. 3 wird eine Einrichtung schematisch veranschaulicht, bei welcher die

Förderung des Materials in schräger Richtung aufwärts erfolgt. Die Rinne χ, welche, um das Zurückrutschen des Materials zu verhindern, in bekannter Weise mit Schaufeln \ versehen ist, wird von den Lenkern k, an denen sie aufgehängt ist, bei entsprechender Länge derselben ungefähr geradlinig in der Förderrichtung, hier also in schräger Richtung, auf- und abgeführt.

Diese Schaufeln \ sind am hinteren Ende nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung aufgebogen, sondern nur so weit, dafs dieses hintere Ende waagerecht liegt, so dafs dieses Aufbiegen nur bezweckt, das Material zu stützen, aber nicht eine Stofswirkung darauf auszuüben.

Die Beschleunigung des Materials erfolgt entsprechend der Fig. 4 auf dem gröfsten Theile der Aufwärtsbewegung praktisch gleichförmig, und zwar entsprechend der Richtung des Pfeilesj/·, welcher parallel zur Fläche der Schaufel £ liegt.

Wenn nun die Geschwindigkeit der Rinne am Ende des Hubes abnimmt, gleitet das Material an der Schaufel entlang vorwärts, und indem dann die Rinne wieder nach rückwärts schwingt, bewegt sich die folgende Schaufel in das Material hinein.

Das Material wird dadurch verhindert, sich von der Schaufel abzuheben; es rutscht vielmehr an der ersten Schaufel entlang und ohne Stofs auf die nächstfolgende über.

Auch hier wird das Material bei seiner Vorwärtsbewegung infolge der gleichförmigen Beschleunigung dieser letzteren in geschlossener Masse vorgeschoben; Lagenveränderungen der Materialstücke gegen einander, die einen Arbeitsverlust und eine Zerkleinerung des Materials mit sich führen, werden auf das allergeringste Mafs zurückgeführt.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch Fig. 3 und soll nur ein Constructionsbeispiel für eine zweckmäfsige Aufhängung der ganzen Förderrinne χ sein, unter Vermeidung von Zapfen oder Bolzen.

Die Bauart nach Fig. 6 ist ein Beispiel für eine waagerechte Förderung. Die Förderung selbst erfolgt sowohl während des Vorwärtsais Rückwärtsganges der Förderrinne x.

Zur waagerechten Führung dieser letzteren dienen die Rollen j. Der Antrieb der Förderrinne χ wird hier beispielsweise durch elliptische Räder 8 und 18 bewirkt, die ihre Bewegung durch die Kurbel g und die Stange e auf die Rinne χ übertragen.

Die Riemscheibe 9 dreht das treibende Rad 8 mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit, so dafs das getriebene Rad 18 und dementsprechend auch die Kurbel g so bewegt werden, dafs die gewünschte Art der Bewegung eintritt.

Das Diagramm Fig. 7, welches durch den in Fig. 6 gezeichneten Antrieb erhalten wird, entspricht praktisch der Bedingung der gleichförmig beschleunigten Vorwärtsbewegung und entsprechend gleichförmig verzögerten Rückwärtsbewegung bei geradliniger Führung der Unterlagen.

Wie bereits weiter oben ausgeführt, ermöglicht die gleichförmig beschleunigte Vorwärtsbewegung und gleichförmig verzögerte Rückwärtsbewegung die volle Ausnutzung des constanten Druckes des Fördergutes auf der Unterlage zur Erzielung der gröfsten Impulsertheilung in das Material in der Förderrichtung.

Hierzu sei Folgendes bemerkt:

Der Reibungswiderstand der Ruhe, welchen das Material seiner Verschiebung auf der glatten Unterlage entgegensetzt bezw. der Normaldruck des Materials, also hier das Eigengewicht, hat eine bestimmte constante Gröfse, und nur dann, wenn die Geschwindigkeitszunahme, mit der die Unterlage bewegt wird, nicht gröfser ist, als diesem Reibungswiderstand entspricht., bleibt das Material bei der Aufnahme der lebendigen Kraft in Ruhe auf der Unterlage liegen.

Um ein Maximum an lebendiger Kraft im Material aufzuspeichern, mufs daher die Geschwindigkeit constant wachsen, d. h. die Bewegung mufs eine gleichförmig beschleunigte sein.

Nur hierdurch wird praktisch die Förderung möglich und wird gleichzeitig das Maximum der Leistung erreicht, unter Aufwendung des geringsten Arbeitsverbrauches.

Soll aufser dem Vorschub des Materials durch die Vorwärtsbewegung der glatten Unterlage auch relativer Vorschub durch die Rückwärtsbewegung erzielt werden, so ist es erforderlich, die Unterlage anfänglich ganz erheblich schneller zurückzuziehen, so ' dafs das Material infolge der Trägheit der Masse seinen Ort im Räume beibehält, während die Unterlage darunter weggezogen wird. Dabei wird wieder das Maximum der Leistung bei geringstem Kraftaufwand erzielt, wenn die Bewegung der Unterlage eine gleichförmig verzögerte ist.

Die Fig. 8 und 9 dienen zur genauen Erläuterung der Entstehungsweise des gewünschten Geschwindigkeitsdiagramms.

Fig. 8 zeigt die gleichförmige Bewegung der Antriebsscheibe, während die Fig. 9 das Ge-. schwindigkeitsdiagramm der Rinne veranschaulicht.

Die Geschwindigkeit in Fig. 9 nimmt annähernd gleichförmig beschleunigt zu, und zwar von α bis β; von dort nimmt sie bis γ^ rasch ab, wo sie Null wird, um dann in entgegengesetzter Richtung ebenso rasch zuzunehmen, und zum Schlufs von & bis a mit gleichförmig verzögerter Bewegung bis Null abzunehmen.

Bedeutet t die Zeiteinheit, in der ein Punkt der Antriebsscheibe einen bestimmten Theil des Kreisbogens Fig. 8 zurücklegt, und ρ die entsprechende zugehörige Beschleunigung der Geschwindigkeit der Rinne x, so wird die Bewegung der letzteren eine gleichförmig beschleunigte sein, wenn in gleichen Zeiten t die Beschleunigung ρ um die gleiche Gröfse wächst. Dann müssen die Wege s, vom Nullpunkt der Bewegung aus gerechnet, sich verhalten wie die Quadrate der Zeiten.

Wenn also die Antriebsscheibe (Fig. 8) sich mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit dreht, so werden die einzelnen Bogenstücke ^₁ t.₂ t₃ t_i und ?₅ in gleichen Zeiten zurückgelegt und die zugehörigen Beschleunigungen der Rinne sind nach Fig. 8 gleich.

Die Geschwindigkeiten —,

²P ZP

sich wie die Zeiten vom Nulldie Wege s wie die

—— verhalten
SP

punkt ab gezählt und
Quadrate der Zeiten.

Nach den Fig. 8 und 9 findet diese gleichförmig beschleunigte bezw. gleichförmig verzögerte Bewegung während circa 75 pCt. jeder Umdrehung und auf circa 70 pCt. des Hubes mit fast mathematischer Genauigkeit statt.

Der übrige Theil der Bewegung dient zur Umkehrung der Bewegungsrichtung und darf nicht kleiner gewählt werden, wenn die Vorrichtung stofsfrei arbeiten soll.

Claims

Patent-Anspruch:

Ein Verfahren zum Fördern von festen, pulverförmigen, breiigen oder flüssigen Materialien in senkrechter, schräger oder waagerechter Richtung, dadurch gekennzeichnet, dafs die Bewegung des Materials auf ihrem Haupttheile durch eine gleichförmig oder praktisch gleichförmig beschleunigte Vorwärtsbewegung der dasselbe tragenden Unterlage oder eine entsprechend schnelle gleichförmig verzögerte, also rasch beginnende Rückwärtsbewegung oder durch abwechselndes Anwenden beider Wirkungsarten in ununterbrochener Folge bei einer entsprechenden geradlinigen Führung der Unterlagen vermittelt wird, zum Zweck der vollen Ausnutzung des constanten Druckes des Fördergutes auf der Unterlage zur Erzielung der gröfsten Impulsertheilung in der Förderrichtung bei geringstem Arbeitsaufwand und gleichzeitiger Verhinderung einer Materialverschiebung der einzelnen Theile des Fördergutes gegen einander.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.