19. April 2018

Der Schneckenförderer / Spiralförderer für Schüttgut

Transportsysteme werden in Lagern benötigt, um Güter zu befördern. Zu diesem Zweck gibt es für verschiedene Anforderungen vielfältige Möglichkeiten in der Fördertechnik. Neben Rollen-, Schwing- und Kreisförderern gehören auch die Förderschnecken (auch Archimedesche Spirale oder Förderspirale genannt) zu den Stetigförderern. Stetigförderer zeichnen sich dadurch aus, dass Güter mit einem kontinuierlich erzeugten Transportstrom befördert werden. In einer Förderschnecke werden Güter mit einer drehenden Schraube, die oftmals aus Stahl gefertigt ist, transportiert. Sie fließen durch ein, oft biegsames, Rohr, von einer oder mehreren Aufnahmestellen zu einer oder mehreren Abgabestellen. Ein Schneckenförderer transportiert das entsprechende Fördergut horizontal, vertikal oder schräg über mehrere Meter.

Der Schneckenförderer ist so konstruiert, dass eine Förderschnecke in einem Trog angetrieben wird und an entsprechenden Ein- und Ausläufen das Fördergut zu- und abgeführt wird. Im Gegensatz zu einem Wendelförderer hat der Schneckenförderer in der Mitte eine Schneckenwelle.

Schneckenförderer und seine Funktionsweise

Die Schwerkraft und die Reibung des Transportguts an den sogenannten Trogwänden sorgen dafür, dass sich das Gut nicht mit der Schnecke dreht, sondern permanent weitertransportiert wird. Der effektive und auch effiziente Transport hängt vom Füllgrad ab, der nicht zu groß sein darf, da sonst die Reibung an der Wand zu gering ist. Ein wichtiges Kriterium beim Senkrechttransport ist die Drehzahl, da durch sie die nötige Fliehkraft erzeugt wird, die eine Reibung erst möglich macht. Dazu sind hohe Drehzahlen von 250 bis 400 Umdrehungen pro Minute (min−1) erforderlich. Man spricht auch von der sogenannten Umdrehungsfrequenz. Zum Vergleich: Ein Hauptrotor eines Hubschraubers kommt in der Regel auf eine Drehzahl von 400 min−1, ein Dieselmotor dagegen auf zirka 5.000 min−1 (Quelle: Wikipedia).

Eine Förderschnecke ist ein Fördersystem, das, wie oben bereits erwähnt, Güter nach dem Prinzip der archimedischen Schraube transportiert. Durch das Bild eines Fördersystems mit einer biegsamen Schnecke soll die Funktionsweise einer Förderspirale deutlicher werden. Das ansaugende Rohr einer Förderschnecke kann, durch seine u-förmige Laderutsche, als Trichter genutzt werden.

Prinzip einer zweigängigen Förderschnecke, auch Archimedesche Spirale genannt

Prinzip einer zweigängigen Förderschnecke, auch Archimedesche Spirale genannt

Das zu befördernde Material fließt dabei von oben in die Laderutsche durch die flexiblen Förderspirale hindurch. Die Spirale zentriert sich innerhalb des Rohrs selbstständig. Zwischen der Spirale und der Rohrwand besteht ein kleiner Abstand. So können Güter ohne Schaden durch die Förderschnecke fließen und ein Schleifen oder Quetschen des Materials wird vermieden.

Bei flexiblen Förderspiralen können Güter schnell und gleichmäßig mit einer hohen Drehzahl durch eine biegsame Spirale befördert werden. Die Förderschnecke wird meist mit einem Motor angetrieben. Das Rohr, in dem sich die Spirale befindet, besteht in der Regel aus Kunststoff oder Stahl. Güter können auch in starren Rohren transportiert werden. Bei starren Schnecken besteht im Gegensatz zur flexiblen Schnecke keine Biegung im Rohr. Eine starre Schnecke wirkt sich dadurch weniger flexibel auf die Raumnutzung aus.

Ein Schneckenförderer kann neben dem Transport und der Portionierung von Schüttgut auch Transportgut ,mischen und zerkleinern.

Schneckenförderer innerhalb eines halbgeschlossenen Trogs. (Bild: Agne27 /CC BY-SA 3.0

 

Stetigförderer sind mechanische, pneumatische und hydraulische Fördereinrichtungen, bei denen das Fördergut auf festgelegtem Förderweg von Aufgabe- zu Abgabestelle stetig, mit wechselnder Geschwindigkeit oder im Takt bewegt wird. Sie werden ortsfest, fahrbar oder rückbar ausgeführt und für die Förderung von Schüttgut oder Stückgut eingesetzt.

DIN 15201, T1

Während des schrägen, vertikalen oder horizontalen Transports können auch weitere Schritte der Verarbeitung wie Portionieren, Mischen, Entwässern, Komprimieren, Kühlen oder Trocknen parallel angewandt werden. Die Drehzahl, der Innen- und Außendurchmesser, die Steigung, der Grad der Befüllung und die Reibung des Förderguts an der Schnecke bestimmen die Fördermenge. Deren Maximum ist dann erreicht, wenn die Reibung an der Förderschnecke gegenüber der Reibung an der Trogwand klein ist.

Wichtig: Entscheidend bei der Auslegung einer Schnecke ist der voraussichtliche Füllgrad über die Prozesslänge. Die Steigung der Schnecke und die Gangtiefe sind bei der Berechnung des Füllgrads die Hauptfaktoren; je größer die Steigung desto höher der Füllgrad.

Schneckenförderer und seine Ausführungen

Je nach Aufgabenstellung und Produkteigenschaften gibt es einwellige und zweiwellige Schneckensysteme. Zum kontinuierlichen Mischen und Zerkleinern werden vor allem zweiwellige Schneckenförderer gebaut. Wenn sich der senkrechte, waagerechte oder geneigte Förderweg krümmt, kommen in der Regel Spiralförderer zum Einsatz.

Bekannte Ausführungsformen eines Schneckenförderers sind:

  • Vollschnecke
  • Bandschnecke
  • Rührschnecke
  • Paddelschnecke

Förderlängen von einigen Metern gehören genauso zum Praxisbetrieb wie Förderlängen von über sechzig Metern, die durch Zwischenlager realisiert werden. Eine Besonderheit bildet die Geometrie von Extrudern und Fleischwölfen. Dort ist die Schraubenlinie so konstruiert, dass sich zum Ausgang hin der Querschnitt verengt, wodurch hohe Drücke erzeugt werden, die eher zähes Fördergut durch Schablonen oder in Gussformen pressen.

Einsatz

Schneckenförderer sind insbesondere für das Fördern von Flüssigkeiten, Granulaten und Pulvern geeignet und kommen beispielsweise in Getreidesilos oder bei der Herstellung von Pellets zum Einsatz. Auch in der Kunststoffproduktion spielen sie eine wichtige Rolle, als sogenannte Extruder, an deren Ende dann die Kunststoffstücke herausgepresst werden, so wie bei einem Fleischwolf grobe Fleischstücke zu Hackfleisch verarbeitet werden.

Schneckenförderer Zusammenfassung

Ein Schneckenförderer dient dazu, um beispielsweise sogenanntes Schüttgut zu transportieren. Dabei ist der Schneckenförderer starr und fest installiert. Er besteht aus rotierenden schraubförmigen Förderschnecken, die sich innerhalb eines Trogs beziehungsweise Rohres bewegen. „Als Abwandlung dieser meist genutzten Standardausführung kann die Förderschnecke auch mit Doppelwendel, konischer Wendel oder Wendel mit veränderlicher Schneckenganghöhe ausgeführt sein. Sonderformen sind die Paddelschnecke, bei der die Wendel durch einzelne Paddel ersetzt wird, die Bandschnecke, bei der die Schneckenwendel als mit Stegen an der Welle befestigtem Band ausgeführt ist, und der Wendelförderer, bei dem die Welle fehlt [VDI 2330]. Der Wendelförderer ist auch in biegsamer Ausführung bekannt [Kun-1983, Sch-1989a]. Eine weitere Sonderbauform stellt der Schneckenrohrförderer dar. Bei diesem ist die Wendel am Förderrohr befestigt, das nun rotiert*. Förderschnecken sind vor allem in der Kunststoffindustrie, Nahrungsmittelindustrie und in der Baustoffindustrie gefragt. Das liegt daran, dass sie sich besonders gut für den Transport von schwer zu befördernden Gütern eignen, wie beispielsweise Lebensmittel oder Schüttgut.

*Stefan Rakitsch, Dimensionierung und Auslegung stark geneigter Schneckenförderer / Dissertation / Seite 2

Teaserbild: Chong Fat / gemeinfrei

Archimedische Spirale: Autor: Silberwolf, Bild-Lizenz: CC-BY-SA-2.5

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