Fertigung von Förderschnecken mit neuem Wickelverfahren

Förderschnecken werden vorwiegend für den Materialfluss in der Verfahrenstechnik eingesetzt. Sie dienen dort entweder nur zum Transport oder als Dosiergeräte für Schüttgüter. Probleme bereitet ihre...

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Förderschnecken werden vorwiegend für den Materialfluss in der Verfahrenstechnik eingesetzt. Sie dienen dort entweder nur zum Transport oder als Dosiergeräte für Schüttgüter. Probleme bereitet ihre Herstellung, die jetzt mit einem neuen umformtechnischen Verfahren wesentlich wirtschaftlicher gestaltet werden kann.Nach dem Stand der Technik wurden Förderschnecken bisher dadurch hergestellt, indem Scheiben mit einem relativ großen Mittelloch ausgestanzt, in einem Radius getrennt und gleichzeitig um die gewünschte Steigung geschränkt wurden. Diese Scheiben werden an den Radien verschweißt, so dass eine beliebig lange Wendel entsteht. Soll die Schnecke eine Antriebswelle erhalten, so werden die Segmente auf der Welle aufgereiht und verschweißt. Mit dieser Technik kann man vorzugsweise Schnecken mit besonders großem Durchmesser herstellen.Der Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass infolge der Schweißspannungen die Schnecken sich verziehen und unter hohem Aufwand nachgerichtet werden müssen. Die Kosten für das Glätten der vielen Schweißnähte sind erheblich.Bei Schnecken mit kleineren Durchmessern, wie sie in vielen Dosier- und Fördereinrichtungen verwendet werden, gibt es daher andere, neue Verfahren zu deren Herstellung.Dabei ist die Grundidee, statt geschränkte Scheiben zusammenzufügen, Stäbe zu Wendeln zu verformen. Diese auf das Sollmaß geformten Wendeln können spannungsfrei auf eine Welle geschoben und mit dieser punktuell oder durchgehend verschweißt werden.Die Herstellung beruht im Wesentlichen auf ErfahrungEin neuentwickeltes Verfahren bewirkt die Verformung solcher Stäbe dadurch, dass sie einseitig gewalzt werden, so dass die eine Kante des Stabes gelängt wird, wobei sich korkenzieherartige Wendeln bilden. Das für die Längenänderung erforderliche Material wird also durch das Strecken der Außenkante gewonnen, wodurch zwangsläufig der Querschnitt zur Außenseite hin erheblich verringert wird bis zu einer messerscharfen Kante hin.Nun wird aber eine Schnecke gerade an der Außenkante besonders beansprucht, so dass trotz der durch das Walzen eintretenden Verfestigung besonders bei schleißenden Materialien oder bei hohen Betriebsdrücken die Standzeit einer solchen Schnecke nur gering ist.Die AT Produktentwicklung GmbH in Lauda-Königshofen hat daher ein neues Verfahren erworben, das die geschilderten Nachteile bei der Verarbeitung von Profilstäben vermeidet. Verwendet werden hierbei Rechteckprofile (Bandmaterial) mit der Genauigkeit nach DIN 174.Es galt bisher als undurchführbar, Flachstahl hochkant in einem Verhältnis Dicke zu Breite von 1 : 5 in kaltem Zustand in sehr engen Radien gleichmäßig zu biegen und auf diese Weise eine Schneckenwendel zu formen. Biegt man beispielsweise einen Stab mit dem Querschnitt 4 mm 3 20 mm um einen Wickeldorn mit einem Durchmesser von 20 mm so, bedeutet das, dass der Außenumfang der Wendel doppelt so lang ist wie der Innenumfang. Dabei wird oft die Streckgrenze des Materials überschritten und es entstehen Risse, wenn nicht sogar der Abriss des zu biegenden Stabes. Das heißt nichts anderes als dass die Bruchdehnung eintritt. Meist jedoch beginnt die Innenseite der Spannung nachzugeben und weicht unter Bildung von Wellen dem Druck aus: die Wendel ist damit unbrauchbar.AT Produktentwicklung hat nun ein Verfahren mit den entsprechenden Maschinen konzipiert, womit Rechteckprofile hochkant, ohne Wellen beim Aufwickeln zu bilden, auf sehr enge Durchmesser gewickelt werden können. Der bisher geringste Durchmesser des Wickeldorns lag bei 6 mm.Bei diesem Vorgang wird die Breite des gewickelten Profils etwas reduziert, die Außenkante etwas dünner und die Innenkante etwas gestaucht, so dass ein trapezförmiges Profil entsteht. Eine auf diese Weise hergestellte Wendel hat an der beanspruchten Außenkante nur einen geringfügig reduzierten Querschnitt bei gleichzeitig durch den Streckvorgang verursachter erheblicher Zunahme der Materialhärte.Wendeln können nahezu spaltfrei auf eine Welle oder ein Wellenrohr aufgezogen werdenAuf diese Weise konnten ungewöhnlich lange Standzeiten insbesondere bei schleißendem Fördergut erreicht werden.Das Verfahren erlaubt AT, in wirtschaftlicher Weise Einzelstücke herzustellen, genau reproduzierbar einmal hergestellte Abmessungen nachzuliefern und verschiedene Materialsorten zu verarbeiten.Die Wendeln sind nach der Fertigung spannungsfrei. Sie können nahezu spaltfrei auf eine Welle oder ein Wellenrohr aufgezogen werden. Dies kann dünnwandig sein, auch wenn die Schneckenwendel durchgehend verschweißt sein muss, wie es beim Einsatz zur Lebensmittel- oder Pigmentförderung benötigt wird. Voraussetzung ist allerdings eine mechanische Schweißung, wie sie mit einer verfahrensgemäßen von AT entwickelten Maschine durchgeführt wird. Solche Schnecken laufen sehr genau und müssen nur in seltenen Fällen nachgerichtet werden.Schnecken mit dünnwandigen Rohrwellen sind sehr leicht und belasten die Konstruktion nur wenig. Antriebszapfen und Gegenlager werden in das koaxial ausgedrehte Schneckenrohr warm eingeschrumpft, wodurch der präzise Lauf sichergestellt ist.Die Wendeln können auf beliebige Länge zusammengeschweißt werden. Bei Schnecken mit Wellen wird die Länge durch die Schweißvorrichtung begrenzt.Das Verfahren erlaubt die Verwendung der verschiedensten Materialien:- Normaler Walzstahl St. 37, St. 55 mit einer Genauigkeit nach DIN 174. Diese Stähle sind sehr weich und lassen extreme Verformungen zu.- Edelstahl verschiedene Sorten wie 1.4301, 1.4571 und andere je nach Kundenwunsch, wobei der Werkstoff 1.4301 vorzugsweise bei Wendeln ohne Welle verwendet wird, während Schnecken aus Werkstoff 1.4571 für Lebensmittel- und Chemie-Bereiche geeignet sind.- Als Besonderheit schwedischer Hadox aus 5-mm-Blech mit dem Laser in Streifen und gewünschter Breite geschnitten für extrem schleißendes Material.- Andere Materialien im pharmazeutischen Bereich sind möglich.Mit gehärteten Schnecken zu höheren StanzeitenSehr hohe Standzeiten lassen sich erreichen, wenn Schnecken aus ST 37 gefertigt im Einsatz gehärtet werden. So konnten in einer Abfüllmaschine zur Dosierung von Kleinmengen abrasiven Granulats die Standzeiten von acht Wochen bei einer vom Maschinenhersteller gelieferten Edelstahlschnecke mit Hilfe einer gehärteten Schnecke aus ST 37 auf neun Monate ausgedehnt werden.Bei diesem Wickelverfahren können nicht beliebig breite Wendeln hergestellt werden können. AT hat daher die Lösung entwickelt, bei breiteren Wendeln, also größeren Schneckendurchmessern, zwei oder mehr Wendeln aufeinander zu fügen und zu verschweißen. Das ist bei der Präzision des neuen Wickelverfahrens und der dafür konzipierten Schweißtechnik problemlos möglich. Auch hier gilt, dass die Länge der Schnecken durch die Schweißvorrichtung begrenzt wird.Aus der vielfältigen Verfügbarkeit verschiedener Materialien ergeben sich auch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten:- Einsatz in Dosiermaschinen aller Art und in Abfüllmaschinen,- Materialtransporte aller Art von pulverigem und rieselndem Gut,- Pressen von Mörtel und Beton in Spritzvorrichtungen,- Transport von Betonzuschlagstoffen und fertigen Mischungen.Zu den oben genannten Schnecken liefert AT auch die Komplettausführung mit Schneckenrohr oder Schneckentrog, den Antrieb sowie Materialzu- und -ablauf.