Schneckenförderer

Schneckenförderer sind Förderanlagen für Schüttgüter, die auf dem Funktionsprinzip der archimedischen Schraube beruhen. Das fördernde Element ist ein zur Schraubenlinie geformtes Flachmetall (Schneckenwendel). Dieses rotiert um die Längsachse und transportiert das Schüttgut in einem ruhenden Trog oder Rohr in axialer Richtung, welche gleichzeitig als Tragorgan dienen. Es ist möglich das Fördermaterial horizontal, schräg und vertikal zu transportieren. Ebenso können während des Schüttguttransports Verarbeitungsschritte wie Mischen, Entwässern oder Kompression durchgeführt werden. Eine Kühlung oder Trocknung während des Transports ist ebenfalls möglich. Schneckenförderer besitzen einen einfachen Aufbau, sind aber nur für vergleichsweise kurze Förderlängen sinnvoll einsetzbar. Und auf Grund der Reibung des Schüttgutes im Schneckentrog liegt der Leistungsbedarf eines Schneckenförderers deutlich über dem eines Gurtförderers oder eines Becherwerks.

 

Durch die Schwerkraft und durch die Reibung des Schüttgutes an den Trogwänden wird eine Drehung des Gutes mit der Schnecke verhindert. Ist bei einem hohen Füllgrad die Reibung an der Wand klein, so rotiert das Gut nur quer zur Schneckenachse als Walze am Anfang der Schnecke und wird nicht transportiert. Beim senkrechten Transport muss daher durch Fliehkraft Wandreibung erzeugt werden, wozu hohe Drehzahlen erforderlich sind.
Die Fördermenge richtet sich nach der Drehzahl, dem Innen- und Außen-Durchmesser, der Steigung, dem Füllungsgrad und der Reibung des Mediums an der Schnecke. Eine maximale Fördermenge wird erreicht, wenn die Reibung an der Förderschnecke klein gegenüber der Reibung an der Trogwand ist. Werden Flüssigkeiten transportiert, sinkt die Förderleistung mit steigendem Verschleiß, weil die Kammern nicht mehr vollständig von einander getrennt sind und sich somit ein Rückfluss einstellt.

 

Allgemein besteht ein Schneckenförderer aus den folgenden Konstruktionselementen:

  • dem Schneckentrog, je nach Bauform mit Trogabdeckung
  • der Förderschnecke, bestehend aus einem Schneckengewinde, der Schneckenwelle mit Antriebswelle, Endlagerwelle und Abdichtungen
  • einer Antriebseinheit, bestehend aus einer Wellenkupplung oder einem Kettentrieb
  • dem Antrieb selbst
  • der Lagerung der Schneckenwelle
  • einem Einlauf und einem Auslauf

 

Der U-förmige Schneckentrog nimmt die Förderschnecke auf voller Länge auf. So wird ein Ausweichen des Schüttguts zur Seite und nach unten verhindert. Er muss daher eng an die Förderschnecke angepasst sein. Bei Schneckentrögen aus Metall kann eine oben seitlich abgekantete Trogwand die Stabilität erhöhen. Soll Schüttgut gefördert werden, das einen starken Verschleiß hervorruft, könnten auch auswechselbare Schleißbleche am Boden des Troges zum Einsatz kommen. Weiterhin könnten zusätzliche Leisten in Förderrichtung angebracht werden, welche die Ausbildung eines Schüttgutbelags an der Trogwand begünstigen. Dadurch wird der Verschleiß gemindert und die Reibung an der Trogwand erhöht, was die Förderleistung verbessert.
Eine Trogabdeckung besteht meistens aus flachen Deckel-Segmenten, welche auf dem Trogrand und, wenn dies nötigt ist, auf Trog-Querstegen aufliegen. Zur Erhöhung der Staubdichtigkeit werden zwischen dem Deckel und dem Trog Dichtungen eingelegt. Bei frei fließenden Schüttgütern in ansteigend angeordneten Schneckenförderern kann sich eine annähernd horizontale Produktoberfläche bilden. In einem solchen Fall wird die Trogabdeckung mit Verdrängerkörpern ausgestattet, wodurch ein runder Querschnitt entsteht. So kann ein Zurückfließen des Produktes verhindert werden.

 

Der Rohrtrog ist ein vollständig geschlossener Schneckentrog mit rundem Querschnitt. Die Möglichkeiten zur Inspektion und Reinigung des Innenraums sind bei einer solchen Bauform jedoch eingeschränkt oder nicht vorhanden. Diese Trogform wird hauptsächlich bei Abzugsschnecken und bei ansteigenden Schneckenförderern gewählt. In speziellen Fällen,
wie zur Förderung von Wasser, kann der Rohrtrog auch mit der Förderschnecke fest verbunden sein.
Ein Schneckentrog mit Doppelmantel wird verwendet, wenn das Schüttgut während des Fördervorganges gekühlt oder erhitzt werden soll. Dazu wird das Kühlmedium bzw. das Heizmedium durch die Zwischenräume geleitet.

 

Als Förderschnecke bezeichnet man eine Welle, um die ein oder mehrere schnecken-
förmig gewundene Gänge in Form von flachen Blechen, Gummilappen oder auch Holz-
schnitzereien gewendelt werden. Förderschnecken können als starre oder als flexible
(biegsame) Schnecken ausgeführt werden. Bei flexiblen Schnecken muss die Welle
ebenfalls flexibel sein.
Es kann auch auf die Welle verzichtet werden (seelenlose/achsenlose Schnecke bzw. Spirale), wobei sich die Begrenzungen um die eigene gebogene Achse drehen. In dem Fall wird die stabilisierende Wirkung der starren Welle durch Profile erzielt, die in die Spirale eingearbeitet sind.

 

Bei den modernen Ausführungen kommt für das Schneckengewinde meist Metall zum Einsatz. Andere Materialien werden in Spezialfällen auch verwendet. Das Schneckengewinde
wird entweder mit der Welle fest verbunden (verschweißt) oder in einem Teil mit der Welle hergestellt.

 

Es lassen sich folgende Bauformen unterscheiden, welche je nach Aufgabenstellung und zu fördernden Gütern angewendet werden:

  • Eine Vollblattschnecke besteht entweder aus einem fortlaufenden Gewinde oder aus einzelnen Schneckenflügelsegmenten, die stumpf miteinander verbunden sind. Vollblattschnecken kommen bei staubförmigen, feinkörnigen und nicht backenden Schüttgütern zur Anwendung. 
  • Bei einem Bandgewinde gibt es einen Zwischenraum zwischen dem Gewinde selbst und der Schneckenwelle. Das Gewinde ist über Stege mit der Welle verbunden. Diese Bauform wird für die Förderung stückiger und haftender Schüttgüter verwendet.
  • Die Paddelschnecke besitzt kein durchgängiges Gewinde, sie besteht aus einzelnen Segmenten, welche mit der Welle verbunden sind. Diese Bauform eignet sich für backende Güter.


Als Schneckenwellen werden Rohre eingesetzt, weil diese bei gleicher Festigkeit ein wesentlich geringeres Gewicht als Vollwellen haben. An beiden Enden sind Lagerzapfen eingeschweißt und es werden Abdichtungssysteme mit integrierter Lagerung verwendet, um eine möglichts wartungsfreie Abdichtung der Wellendurchtritte zu gewährleisten.

 

Als Antrieb werden meistens Getriebemotoren in Fuß-, Flansch- oder Aufsteckbauform verwendet. Der Antrieb kann, jedoch abhängig von der vorgegebenen Einbausituation, wahlweise an der Ein- oder Auslaufseite angebaut werden. Das Festlager der Wellenlagerung sollte hierbei an der Antriebsseite vorgesehen wird. Zur Kraftübertragung werden sowohl elastische Kupplungen als auch Kettentriebe eingesetzt. Bei letzteren kann durch die Änderung der Übersetzung die Drehzahl neu eingestellt werden. Oft ist es jedoch wichtig, die Schneckendrehzahl schon während des Betriebes anzupassen zu können. In der Vergangenheit wurden dafür mechanische Regelgetriebe verwendet, heute kommen zunehmend Frequenzumformer zum Einsatz.

 

Je nach Aufgabenstellung und Produkteigenschaften werden einwellige und zweiwellige Schneckensysteme konstruiert. Letztere vorwiegend zum kontinuierlichen Mischen und
zerkleinern von Produktagglomeraten. Schneckenförderer können waagrecht, senkrecht und geneigt angeordnet werden und gekrümmte Förderwege lassen sich am besten mit Spiral-
förderern realisieren. Diese sind bei entsprechender Auslegung auch für starke Beanspruchungen und Dauerbetrieb geeignet. Aufgrund einer kompakten Bauweise und geringer Querschnitten sind sie sehr gut für schwierige Einbauverhältnisse geeignet. Die Förderrichtung ist abhängig von der Gewindeart (Rechts- oder Linksgewinde) und der Drehrichtung der Schneckenwelle. So kann beispielsweise bei einer Kombination von Rechts- und Linksgewinde auf einer Schneckenwelle, von zwei außenliegenden Einläufen auf einen mittigen Auslauf gefördert werden. In der Regel reichen die Förderlängen bis zu 6 m. Durch den Einsatz von Zwischenlagern können beliebige Förderlängen realisiert werden. In praktischen Anwendung werden Förderlängen von 60 m jedoch selten überschritten.
Die Fördergeschwindigkeiten liegen, abhängig vom Fördergut, üblicherweise jedoch unter 0,6 m/s. Wenn eine hohe Geschwindigkeit, beispielsweise beim Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß ATEX-Richtlinie nicht zulässig ist, kann eine niedrigere Geschwindigkeit gewählt werden, ohne die Funktion an sich zu beeinträchtigen.
Bei Extrudern und Fleischwölfen ist die Geometrie der Schraubenlinie so angelegt, dass der Querschnitt sich zum Ausgang hin verengt. Damit werden hohe Drücke erzeugt, um plastisches oder zähes Fördergut durch Formschablonen oder in Gussformen hineinzupressen.

 

In der Praxis werden staubförmige, körnige, halbfeuchte und faserige Schüttgüter transportiert. Klebrige, stark backende, grobstückige sowie gegen Zerkleinerung empfindliche Fördergüter sind dagegen für die Förderung mit Schneckenförderern weniger gut geeignet. Die Förderleistungen bewegen sich zwischen wenigen cm³/h bis zu einigen hundert m³/h.
Schneckenförderer werden für Flüssigkeiten, Pulver oder auch Granulate verwendet. Anwendung finden sie bei Hackschnitzelheizungen, Kunststoffmaschinen (Extruder), Getreidesilos oder im Fleischwolf.

Förderschnecken können mit hohen Kräften auf das Fördergut einwirken und je nach Beschaffenheit großen Druck erzeugen. Sie eignen sich daher nicht für den Transport anfälliger Güter, wie sie beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie vorkommen (Fruchtgummi, Schoko-
ladenformteile, lockere Füllungen für Müsli-Riegel usw.).

 

Sehen Sie auch: Vergleich Förderschnecke und Rohrkettenförderer