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Title:
FLEXIBLE SHAFT, AND SCREW CONVEYOR COMPRISING A SHAFT OF THIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/082437
Kind Code:
A1
Abstract:
Described is a flexible shaft comprising a polymer core (21a) and a shell which is made of fiber-reinforced plastic (21b) and surrounds the polymer core (21a).

Inventors:
KAMMERER, Rolf (An der B10, Remchingen, 75196, DE)
Application Number:
EP2014/076179
Publication Date:
June 11, 2015
Filing Date:
December 02, 2014
Export Citation:
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Assignee:
KAMMERER GMBH (An der B10, Remchingen, 75196, DE)
International Classes:
B65G33/16; F16C1/02
Foreign References:
EP0432721A21991-06-19
US20120129677A12012-05-24
EP0560299A11993-09-15
DE2724071A11978-12-07
Attorney, Agent or Firm:
TWELMEIER MOMMER & PARTNER (Westliche Karl-Friedrich-Straße 56-68, Pforzheim, 75172, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Flexible Welle mit einem Polymerkern (21 a) und einem Mantel aus faserverstärktem Kunststoff (21 b), der den Polymerkern (21a) umgibt.

Flexible Welle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff (21 b) eine Matrix hat, die aus einem anderen Material als der Polymerkern (21) ist.

Flexible nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff (21 b) eine Matrix aus Epoxidharz aufweist, in der die Fasern enthalten sind.

Flexible Welle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in dem faserverstärkten Kunststoff (21 b) geordnet sind.

Flexible Welle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die geordneten Fasern in dem faserverstärkten Kunststoff (21 b) als Gewebe, Geflecht oder Gelege enthalten sind.

Flexible Welle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerkern (21 a) aus einem thermoplastischen Kunststoff oder einem Elastomer ist.

Flexible Welle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff (21 b) durch Glasfasern, Karbonfasern oder Kunststofffasern, vorzugsweise Aramidfasern, verstärkt ist.

Flexible Welle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerkern (21 a) der Welle (21 ) einen Durchmesser hat, der wenigstens die Hälfte des Außendurchmessers des faserverstärkten Kunststoffs (21 b), vorzugsweise wenigstens zwei Drittel des Außendurchmessers des faserverstärkten Kunststoffs (21 b) beträgt.

9. Welle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (21 ) durch Extrusion und Pultrusion hergestellt ist.

10. Schneckenförderer mit

einer Welle (21 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

einem Schlauch (1) und

einer Schnecke (2), die in dem Schlauch (2) angeordnet ist, wobei die Schnecke (2) die Welle (21 ) und eine stoffschlüssig mit der Welle (21 ) verbundene Wendel (22) aus Kunststoff aufweist.

1 1. Schneckenförderer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff (21 b) eine Matrix hat, die aus einem anderen Material als die Wendel (22) ist.

12. Schneckenförderer nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel aus faserverstärktem Kunststoff (21 b) mit dem Kunststoff, aus dem die Wendel (22) ist, ummantelt ist.

13. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel (22) aus Polyurethan ist.

Description:
Flexible Welle und Schneckenförderer mit einer solchen Welle

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem Schneckenförderer mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie er aus der DE 30 18 929 A1 bekannt ist. Aus der DE 30 18 929 A1 ist eine Schnecke aus Kunststoff bekannt, deren Welle mit einem eingebetteten Stahlseil verstärkt ist. Auf diese Weise lässt sich eine sehr zugfeste Welle herstellen, die für einen biegsamen Schneckförderer verwendet werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schnecke und noch weiter zu verbessern und eine bessere flexible Welle zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Welle mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch einen Schneckenförderer mit einer solchen Welle gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Eine erfindungsgemäße Welle hat einen Polymerkern, der von einem faserverstärkten Kunststoff umgeben ist. Auf diese Weise wird eine flexible Welle geschaffen, die leicht ist, hohe Drehmomente übertragen kann und sich kostengünstig herstellen lässt. Ein erfindungsgemäßer Schneckenförderer hat einen Schlauch und eine in dem Schlauch angeordnete Schnecke, die eine solche Welle und eine die Welle umgebende Wendel aufweist. Die Wendel ist stoffschlüssig mit der Welle verbunden und kann beispielsweise aus einem Elastomer sein.

Eine erfindungsgemäße Welle verbindet den Vorteil eines geringen Gewichts mit den Vorteilen einer hohen Dreh- und Zugfestigkeit und geringen Fertigungskosten. Durch den Einsatz von faserverstärktem Kunststoff wird mit geringerem Gewicht und geringeren Kosten eine Erhöhung der Dreh- und Zugfestigkeit erreicht. Obwohl faserverstärkte Kunststoffe im Allgemeinen weniger belastbar sind als Stahlseile, hat eine erfindungsgemäße Welle eine vergleichbar hohe Drehfestigkeit. Dies liegt daran, dass der faserverstärkte Kunststoff einen Kunststoffkern der Welle umgibt. Der faserverstärkte Kunststoff ist also in einem Abstand von dem Zentrum der Welle angeordnet und kann deshalb wesentlich größere Drehmomente übertragen als ein an sich stärker belastbares Stahlseil, das bei herkömmlichen Wellen im Zentrum der Welle angeordnet ist.

Die Wendel, die Matrix des faserverstärkten Kunststoffs und der Kern der Welle können aus verschiedenen Kunststoffen hergestellt werden, um verschiedene Eigenschaften der Schnecke zu optimieren. Beispielsweise kann für die Wendel Polyurethan verwendet werden, was eine hohe Biegsamkeit und Abbriebfestigkeit ermöglicht. Für die Matrix des faserverstärkten Kunststoffs sind beispielsweise Duroplaste geeignet. Bevorzugt wird für die Matrix des faserverstärkten Kunststoffs Epoxidharz verwendet. Der Polymerkern der Welle kann beispielsweise aus Gummi sein. Bevorzugt ist der Polymerkern aus Kunststoff und kann deshalb auch als Kunststoffkern bezeichnet werden. Geeignete Kunststoffe sind thermoplastische Kunststoffe oder eine Elastomere, insbesondere Silikoneleastomere. Eine Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit von Kunststoffen lässt sich bereits durch ungeordnete Fasern erreichen. Wesentlich besser ist es aber, wenn die Fasern in dem faserverstärkten Kunststoff geordnet enthalten sind, beispielsweise als Gewebe, Geflecht oder Gelege. Wenn die Fasern als Gelege in die Matrix eingebettet werden, ist es besonders vorteilhaft mehrlagige Gelege zu verwenden, wobei die Fasern verschiedener Lagen unterschiedlich orientiert sind, beispielsweise schräg zu einander.

Die Fasern des faserverstärkten Kunststoffs können beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern oder Kunststofffasern sein. Besonders gut geeignet sind Aramidfasern, Polyesterfasern, insbesondere aromatische Polyesterfasen, und Polyethylenfasen. Geeignete Fasen sind im Handel beispielsweise unter den Bezeichnungen Vectran oder Dyneema erhältlich. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Schneckenförderers; und Fig. 2 einen Längsschnitt eines Abschnitts der Schnecke des Schneckenförderers.

Der in Fig. 1 schematisch, nicht maßstabsgetreu dargestellte Schneckenförderer hat einen Schlauch 1 und eine in dem Schlauch 1 angeordnete Schnecke 2, die aus einer Welle 21 und einer stoffschlüssig an der Welle 21 befestigten Wendel 22 besteht. In Fig. 2 ist ein Abschnitt der Schnecke 2 in einem Längsschnitt gezeigt. Die Wendel 22 ist durch Umspritzen der Welle 21 hergestellt und kann beispielsweise aus Polyurethan sein. Die Welle 21 hat einen Wellenkern 21a, der beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen kann. Der Wellenkern 21a ist mit einem faserverstärkten Kunststoff 21 b ummantelt. Zwischen der Wendel 22 und dem faserverstärkten Kunststoff 21 b können weitere Schichten angeordnet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der faserverstärkte Kunststoff 21 b mit dem Material umspritzt, das die Wendel 22 bildet, also beispielsweise mit Polyurethan. Der Mantel aus faserverstärktem Kunststoff 21 b ist also von einem Mantel aus dem Material der Wendel 22 umgeben. Das Material der Wendel 22 kann beispielsweise ein Elastomer oder Duroplast sein.

Die Fasern sind in dem faserverstärkten Kunststoff geordnet enthalten, beispielsweise als Geflecht, Gewebe oder Gelege. Die Fasern sind bevorzugt Aramidfasern. Als Alternative können auch andere Kunststofffasern, Glasfasern oder Karbonfasern verwendet werden. Die Fasern sind in einer Kunststoffmatrix eingebettet, die beispielsweise aus Epoxidharz sein kann.

Die Welle 21 kann durch Extrusion und Pultrusion hergestellt und dann abschnittsweise zur Ausbildung der Wendel 22 umspritzt werden. Die Länge eines solchen Abschnitts, der bei einem Umspritzvorgang jeweils umspritzt wird, kann beispielsweise zwischen zwei und vier Periodenlängen der Wendel betragen. Indem nacheinander aneinander angrenzende Abschnitte umspritzt werden, kann eine Schnecke von praktisch beliebiger Länge hergestellt werden. Die Figuren 1 und 2 sind nicht maßstabsgetreu. Der Kern 21 der Welle 2 kann beispielsweise einen Durchmesser haben, der wenigstens die Hälfte des Außendurchmessers des Mantels aus faserverstärktem Kunststoff 21 b, vorzugsweise wenigstens zwei Drittel des Außendurchmessers des Mantels aus faserverstärktem Kunststoff 21 b beträgt. Besonders bevorzugt hat der Kunststoffkern 21 der Welle 2 einen Durchmesser, der wenigstens drei Viertel des Außendurchmessers des Mantels aus faserverstärktem Kunststoff 21 b beträgt. Der Durchmesser des Wellenkerns 21 beträgt bevorzugt nicht mehr als neun Zehntel, beispielsweise nicht mehr als vier Fünftel des Außendurchmessers des Mantels aus faserverstärktem Kunststoff 21 b. Bezugszeichenliste Schlauch

Schnecke

Welle der Schnecke

Wendel der Schnecke

a Kern der Welle 21

b faserverstärkter Kunststoff