Planetenkühler

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Planetenkühler, dessen Kühlrohrlager ein Einsatzstück (9) mit zwei birnenförmig ausgeschnittenen seitlichen Randscheiben aufweist, die mit den Seitenblechen der beiden benachbarten Lager (5) verschweißt sind. Eine solche Lagerung zeichnet sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit aus. Reparaturbedürftige Lager können ferner in dieser Weise einfach umgerüstet werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Planetenkühler, enthaltend eine Anzahl von am Umfang eines Drehrohrofens angeordneten Kühlrohren, die in wenigstens je einem Fest- und Loslager aufgehängt sind, von denen jedes Lager eine Kühlrohrauflage und zwei Seitenbleche enthält, über die es mit dem Ofenmantel verbunden ist, wobei in Umfangsrichtung des Ofens benachbarte Lager sich in ihrem an den Ofenmantel angrenzenden inneren Bereich aneinander abstützen und miteinander verschweißt sind, während sie in ihrem vom Ofenmantel abgewandten äußeren Bereich einen lichten Abstand voneinander aufweisen und der innere Teil dieser lichten Abstandszone zum Ofenmantel hin birnenförmig erweitert ist.

[0002] Eine Planetenkühlrohr-Aufhängung der vorstehend genannten Art ist beispielsweise durch das DE-Gm 74 41 586.4 bekannt. Bedingt durch die außerordentlich großen und wechselnden Belastungen der Schweißverbindungen zwischen benachbarten Lagern treten in der Praxis gelegentlich Schäden ein, die meist von der an die birnenförmige Erweiterung der lichten Abstandszone anschließenden Verbindungs-Schweißnaht zwischen benachbarten sattelförmigen Lagerteilen ausgehen.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Mängel eine Planetenkühlrohr-Lagerung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicher_heit auszeichnet, ferner die Möglichkeit bietet, reparaturbedürftige Lager der eingangs genannten Art entsprechend umzurüsten, und daß sie sich schließlich durch eine vereinfachte Fertigung und Montage auszeichnet.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der birnenförmig erweiterte Teil der lichten Abstandszone von einem Einsatzstück gebildet wird, das zwei birnenförmig ausgeschnittene seitliche Randscheiben sowie einen die beiden Randscheiben verbindenden, im Querschnitt birnenförmig gewölbten Steg aufweist, wobei jede der beiden Randscheiben längs ihres Umfanges mit den entsprechend den Randscheiben ausgeschnittenen Seitenblechen der beiden benachbarten Lager verschweißt ist.

[0005] Bei dem erfindungsgemäßen Lager befindet sich die kritische Schweißnaht, die die Verbindung zwischen benachbarten Lagern herstellt, nicht mehr - wie bisher - im Bereich der birnenförmigen Ausrundung, sondern auf einem wesentlich vergrößerten Radius, nämlich am Umfang der beiden seitlichen Randscheiben des Einsatzstückes. Dadurch liegt die Schweißnaht nunmehr außerhalb der größten Spannungszone und ist auf diese Weise wirksam vor Uberbeanspruchungen geschützt.

[0006] Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele. Die weitgehend schematisch gehaltene Zeichnung zeigt in

Fig.1 einen Teil-Querschnitt durch den am Umfang eines Drehofens vorgesehenen Planetenkühler, und zwar im Bereich zweier Festlager;

Fig.2 eine Perspektivansicht eines im birnenförmig erweiterten Teil der lichten Abstandszone einzuschweißenden Einsatzstückes;

Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig.1, zur Darstellung des als Gußstück ausgebildeten und eingeschweißten Einsatzstückes;

Fig.4 eine ähnliche, vergrößerte Schnittansicht wie Fig.3, jedoch zur Darstellung einer anderen Ausführungsform des Einsatzstückes als Schweißkonstruktion. 5

[0007] Es sei zunächst darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung weitgehend lediglich die Teile veranschaulicht sind, die zur Erläuterung der Erfindung für notwendig gehalten werden, während andere, üblicherweise vorhandene Teile (wie z.B. Verschraubungen, Verspannungen, Auskleidungen usw.) der Einfachheit halber weggelassen worden sind.

[0008] Der in Fig. 1 veranschaulichte Planetenkühler 1 enthält eine geeignete Anzahl von Planetenkühlrohren 2, von denen in der Zeichnung lediglich zwei veranschaulicht sind. Die Kühlrohre 2 sind am Umfang eines Drehrohrofens mit Hilfe von wenigstens je einem Fest- und Loslager aufgehängt. Jedes hier gezeigte Festlager 3 ist mit dem Mantel 4 des ansonsten nicht näher veranschaulichten Drehrohrofens durch einen sattelförmigen Lagerteil 5 verbunden, der im wesentlichen von zwei Seitenblechen 6 (siehe Fig. 3) und einer Auflage 7 für das zugehörige Kühlrohr 2 gebildet wird. Jedes Lager 3 enthält weiterhin einen mit dem sattelförmigen Lagerteil 5 verbundenen bügelförmigen Lagerteil 8, wobei beide Lagerteile 5 und 8 jeweils eine innere Ausnehmung des Lagers 3 zur Aufnahme des zugehörigen Kühlrohres 2 bilden; beide Lagerteile 5, 8 sind in üblicher Weise an den Verbindungsstellen 3a aneinander angelenkt, wobei der Lagerteil 8 in seinem äußeren Bereich eine Klemmverschraubung 3b für das Kühlrohr aufweist.

[0009] In Umfangsrichtung des Ofens bzw. des Ofenmantels 4 sind benachbarte sattelförmige Lagerteile - wie aus Fig. 1 ersichtlich - in ihrem an den Ofenmantel 4 angrenzenden inneren Bereich 5a aneinander abgestützt und miteinander verschweißt. In ihrem vom Ofenmantel 4 abgewandten äußeren Bereich 5b weisen die sattelförmigen Lagerteile 5 dagegen einen lichten Abstand A voneinander auf, so daß dieser äußere Bereich 5b eine lichte Abstandszone 5c bildet, die sich zum Ofenmantel 4 hin birnenförmig erweitert (Teil 5c'). Dieser birnenförmig erweiterte Teil 5c' wird von einem Einsatzstück 9 gebildet, das - wie vor allem die Perspektiv-Darstellung der Fig. 2 zeigt - zwei birnenförmig ausgeschnittene seitliche Randscheiben 10, 10a sowie einen die beiden _Randscheiben 10, 10a verbindenden Steg 11 aufweist, der im Querschnitt birnenförmig gewölbt ist, so daß sich der oben erwähnte, birnenförmig erweiterte Teil 5c' ergibt. Der Abstand der beiden Randscheiben 10, 10a zueinander sowie deren Dicke entsprechen genau dem Abstand und der jeweiligen Dicke der Seitenbleche 6 des sattelförmigen Lagerteiles 5 (vgl. auch Fig.3). Das in Fig.2 veranschaulichte Einsatzstück 9 kann auf einfache und kostensparende Weise als Gußteil, vorzugsweise als Stahlgußteil einteilig hergestellt sein.

[0010] Wie sich aus den Fig.1 und 3 deutlich ergibt, ist das Einsatzstück 9 in den einander benachbarten Bereichen jeweils zweier sich aneinander abstützender, sattelförmiger Lagerteile eingeschweißt, und zwar in der Weise, daß die beiden Randscheiben 10, 10a längs ihres Umfanges mit den entsprechend den Randscheiben ausgeschnittenen Seitenblechen 6 der beiden benachbarten sattelförmigen Lagerteile 5 verschweißt sind. Zu diesem Zweck werden bei der Montage des Planetenkühlers 1 die Seitenbleche 6 an den entsprechenden Stellen mit Hilfe eines Brennschnittes ausgeschnitten, so daß in die sich ergebende Ausnehmung 12 der jeweils zusammengehörigen Seitenbleche 6 zweier benachbarter sattelförmiger Lagerteile 5 die zugehörige Randscheibe 10 bzw. 10a des Einsatzstückes 9 genau hineinpaßt, um darin verschweißt zu werden, wie es in Fig.1 durch die Schweißnaht 13 dargestellt ist. Aus Fig.3 läßt sich ferner erkennen, daß das Einsatzstück 9 mit seinen äußeren Stirnseiten (Außenseiten der Randscheiben 10, 10a) genau bündig zu den Außenseiten der Seitenbleche 6 liegt.

[0011] Eine alternative Ausführungsform des Einsatzstückes ist in Fig.4 veranschaulicht. Hier ist das Einsatzstück 9' durch eine Schweißkonstruktion gebildet, bei der die einzeln hergestellten Randscheiben 10', 10a' mit dem ebenfalls einzeln hergestellten, birnenförmig gewölbten Steg 11' in der veranschaulichten Weise miteinander verschweißt sind, so daß sich ein Einsatzstück 9' ergibt, das in seinen äußeren Abmessungen genau denen entspricht, wie sie zuvor anhand des als Stahlgußteil ausgebildeten Einsatzstückes 9 beschrieben sind. Der Einbau dieses Einsatzstückes 9' erfolgt in gleicher Weise wie beim Stahlgußteil.

[0012] Sowohl bei der Ausführungsform des Einsatzstückes als Stahlgußteil als auch als Schweißkonstruktion können die seitlichen Randscheiben 10, 10a bzw. 10', 10a' jede geeignete Umfangsform aufweisen; vorgezogen werden jedoch kreisförmige Randscheiben, da diese sich einerseits verhältnismäßig einfach herstellen lassen, und sie andererseits eine besonders einfache Herstellung der entsprechenden Ausnehmungen 12 in den Seitenblechen 6 gestatten.

[0013] Generell können bei den einander benachbarten sattelförmigen Lagerteilen 5 die sich außerhalb des Einsatzstückes 9 bzw. 9' in der lichten Abstandszone 5c gegenüberliegenden Stirnkanten der Seitenbleche 6 frei liegen. Zu einer besonders stabilen Ausführungsform trägt jedoch bei, wenn in der lichten Abstandszone 5c zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten sattelförmigen Lagerteilen 5 jeweils ein durchlaufender Gurt vorgesehen ist, wie er in Fig.1 mit 14 angedeutet ist. Dieser durchlaufende Gurt 14 verbindet die in Umfangsrichtung des Ofenmantels 4 weisenden Stirnkanten der beiden Seitenbleche 6 je zweier benachbarter sattelförmiger Lagerteile 5, wobei er diese Stirnkanten gleichzeitig abdeckt (vgl. Fig.1 und 3). Der durchlaufende Gurt 14 wird dabei im inneren Teil der lichten Abstandszone 5c, also im Bereich des birnenförmigen Teiles 5c', durch den Steg 11 des Einssatzstückes 9 und im radial äußeren Teil der lichten Abstandszone 5c durch zwei Blechstreifen gebildet, von denen jeder an eine freie Kante 11a bzw. 11b (Fig.2) des Einsatzstückes 9 anschließt und dabei jeweils die in Umfangsrichtung weisenden Stirnkanten der beiden Seitenbleche 6 verbindet und abdeckt, wie vor allem Fig.1 und 3 zeigen

[0014] Das Anbringen der sattelförmigen Lagerteile 5 auf der Außenseite des Ofenmantels 4 geschieht in folgender Weise:

Zwei einander benachbarte sattelförmige Lagerteile 5 werden an den entsprechenden Außenumfangsstellen des Ofenmantels 4 zusammengepaßt, so daß ihre an den Ofenmantel 4 angrenzenden inneren Bereiche 5a sich aneinander abstützen. Im Bereich des Teiles der lichten Abstandszone 5c, wo der birnenförmige Teil 5c' anzuordnen ist, werden die Ausnehmungen 12 in den Seitenblechen 6 entsprechend der Größe der Randscheiben 10, 10a durch einen Brennschnitt ausgeschnitten. Die erhaltenen Ausnehmungen 12 in den Seitenblechen 6 dienen dann zunächst gleichzeitig als Montageöffnung, d.h. zum Anschweißen der Seitenbleche 6 auf dem Ofenmantel 4, und zwar im inneren Bereich des Lagerteiles 5 (zwischen den beiden Seitenblechen 6). Auf diese Weise braucht keine gesonderte Montageöffnung in den Seitenblechen 6 vorgesehen zu werden, die bei bekannten Ausführungen erforderlich ist, jedoch zur Schwächung des sattelförmigen Lagerteiles beiträgt. Nach dem Anschweißen der Seitenbleche 6 auf dem Ofenmantel 4 wird dann das Einsatzstück 9 bzw. 9' mit seinen Randscheiben 10, 10a bzw. 10', 10a' in die Ausnehmungen 12 der Seitenbleche 6 eingesetzt und verschweißt (Schweißnaht 13).

[0015] In der vorhergehenden Beschreibung des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles ist insbesondere auf die Ausführung jedes Festlagers eingegangen worden. Wie bereits weiter oben erwähnt worden und wie auch allgemein bekannt ist, hängt jedes Kühlrohr noch in wenigstens einem Loslager, das das zugehörige Kühlrohr - im Gegensatz zu dem das Kühlrohr festklemmenden Festlager - so umfaßt und haltert, daß es sich frei ausdehnen und zusammenziehen kann, was wegen der auftretenden Temperaturschwankungen erforderlich ist. Ein solches Loslager kann dabei im wesentlichen gleichartig aufgebaut sein wie das zuvor beschriebene Festlager, wobei derbügelförmige Lagerteil vollkommen einteilig ausgeführt und lediglich in entsprechender Weise mit dem zugehörigen sattelförmigen Lagerteil verschraubt oder in anderer Weise verbunden sein kann, d.h. es ist hier keine Gelenkverbindung zwischen den beiden Lagerteilen erforderlich.

[0016] Darüber hinaus kann jedes Loslager jedoch auch vollkommen ungeteilt, d.h. einstückig ausgeführt sein. In diesem Falle kann das Loslager einen ringförmigen Teil für die lose Aufnahme des zugehörigen Kühlrohres sowie einen Ofenverbindungsteil enthalten. Dieser Ofenverbindungsteil kann dabei ansonsten gleichartig ausgebildet sein wie der sattelförmige Lagerteil des zuvor beschriebenen Loslagers bzw. des anhand der Zeichnung erläuterten Festlagers, wobei dann in diesem Ofenverbindungsteil auch das Einsatzstück mit dem birnenförmig erweiterten Teil der lichten Abstandszone aufgenommen ist.

[0017] Auf jeden Fall ergibt sich bei den so aufgebauten Fest- und Loslagern nicht nur eine äußerst stabile und zuverlässige Schweißkonstruktion für die Aufhängung von Kühlrohren des Planetenkühlers, sondern es wird auch eine besonders einfache Montage erzielt, und außerdem können auch ohne weiteres reparaturbedürftige vorhandene Lager von Planetenkühlrohren nachträglich entsprechend umgerüstet werden.

[0018] Zur Ausführung des Einsatzstückes als Schweißkonstruktion sei noch erwähnt, daß diese vor ihrer Verwendung vorzugsweise spannungsfrei geglüht sein sollte.

Ansprüche

1. Planetenkühler, enthaltend eine Anzahl von am Umfang eines Drehrohrofens angeordneten Kühlrohren, die in wenigstens je einem Fest- und Loslager aufgehängt sind, von denen jedes Lager eine Kühlrohrauflage und zwei Seitenbleche enthält, über die es mit dem Ofenmantel verbunden ist, wobei in Umfangsrichtung des Ofens benachbarte Lager sich in ihrem an den Ofenmantel angrenzenden inneren Bereich aneinander abstützen und miteinander verschweißt sind, während sie in ihrem vom Ofenmantel abgewandten äußeren Bereich einen lichten Abstand voneinander aufweisen und der innere Teil dieser lichten Abstandszone zum Ofenmantel hin birnenförmig erweitert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der birnenförmig erweiterte Teil (5c') der lichten Abstandszone (5c) von einem Einsatzstück (9; 9') gebildet wird, das zwei birnenförmig ausgeschnittene seitliche Randscheiben (10, 10a; 10', 10a') sowie einen die beiden Randscheiben verbindenden, im Querschnitt birnenförmig gewölbten Steg (11; 11') aufweist, wobei jede der beiden Randscheiben längs ihres Umfangs mit den entsprechend den Randscheiben ausgeschnittenen Seitenblechen (6) der beiden benachbarten Lager (3) verschweißt ist.

2. Planetenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jedes Festlager (3) einen mit dem Ofenmantel (4) verbundenen, von den beiden Seitenblechen (6) und einer Kühlrohrauflage (7) gebildeten sattelförmigen Lagerteil (5) sowie einen mit dem sattelförmigen Lagerteil lösbar verbundenen bügelförmigen Lagerteil (8) enthält, in dem der birnenförmig erweiterte Teil (5c') mit dem Einsatzstück (9; 9') angeordnet ist.

3. Planetenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Loslager ungeteilt ausgeführt ist und einen ringförmigen Teil für die lose Aufnahme des zugehörigen Kühlrohres sowie einen Ofenverbindungsteil aufweist, in dem das Einsatzstück angeordnet ist.

4. Planetenkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der seitlichen Randscheiben (10, 10a; 10', 10a') sowie deren Dicke genau den entsprechenden Maßen der Seitenbleche (6) des sattelförmigen Lagerteiles (5) angepaßt sind.

5. Planetenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (9) ein einteilig hergestellter Stahlgußteil ist.

6. Planetenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzteil (9') als Schweißkonstruktion hergestellt ist.

7. Planetenkühler nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Randscheiben (10, 10a; 10', 10a') des Einsatzstückes (9; 9') kreisförmige Scheiben sind.

8. Planetenkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der lichten Abstandszone (5c)zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten sattelförmigen Lagerteilen (5) ein durchlaufender Gurt (14) vorgesehen ist, der die in Umfangsrichtung weisenden Stirnkanten der beiden Seitenbleche (6) je zweier benachbarter sattelförmiger Lagerteile (5) abdeckt und verbindet und der im inneren Teil der lichten Abstandszone durch den Steg (11) des Einsatzstückes (9) und im radial äußeren Teil der lichten Abstandszone durch zwei Blechstreifen gebildet wird, von denen jeder an eine freie Kante (11a, 11b) des Einsatzstück-Steges (11) anschließt und dabei jeweils die in Umfangsrichtung weisenden Stirnkanten der beiden Seitenbleche des zugehörigen sattelförmigen Lagerteiles verbindet und abdeckt.

Zeichnung