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Schwingzentrifuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingzentrifuge
mit einer in Achsrichtung schwingbar gelagerten Schleudertrommel und einer mit dieser
elastisch gekoppelten, in gleicher Richtung schwingbar gelagerten Gegenmasse, die
beide in entgegengesetzter Richtung elastisch mit dem Zentrifugengestell verbunden
sind, nach Patent 1022 526, wobei sowohl die Masse der Schleudertrommel als
auch die Gegenmasse gleichzeitig und in entgegengesetzter' Richtung in Schwingungen
versetzt wird.
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Bei der nach dem Hauptpatent ausgebildeten Schwingzentrifuge ist die
Trommelwelle in einer im Zentrifugengestell unverschiebbar gelagerten hohlen Antriebswelle
axial verschiebbar geführt und mittels eines durch einen Längsschlitz der Hohlwelle
hindurchgeführten Keiles mit einem auf der Hohlwelle lose gelagerten Bund verbunden.
Desgleichen- ist auf der Hohlwelle die schwungscheibenartig ausgebildete Gegenmasse
axial verschiebbar angeordnet und mit einer in der teilweise hohl ausgebildeten
Trommelwelle geführten Schubstange mittels eines durch einen Längsschlitz der Hohlwelle
und Trommelwelle hindurchgreifenden Keiles verbunden. Zur elastischen Kopplung der
Schleudertrommel und der Gegenmasse sowie zur elastischen Abstützung dieser Massen
gegen das Zentrifugengestell dienen auf der Hohlwelle angeordnete Schraubenfedern.
Durch diese Ausbildung wird der Vorteil erzielt, -daß infolge der entgegengesetzten
Bewegungsrichtung beider Massen keine Schwingungskräfte auf das Fundament ausgeübt
werden. Außerdem wird in günstiger Weise erreicht, daß die Antriebwelle, und damit
deren Antriebmittel, nicht an den Schwingungen der Schleudertrommel und Gegenmasse
teilnehmen. Als Schwingungserzeuger ist zum schwingenden Bewegen der Masse der Schleudertrommel
und der Gegenmasse ein Druckzylinder vorgesehen, dessen Gehäuse axial gleitbar gelagert
und mit der Schleudertrommel durch die Hohlwelle verbunden ist, während der Kolben
des Druckzylinders mittels der in der Hohlwelle geführten Schubstange mit der Gegenmasse
gekuppelt ist. Ein derartiger Schwingungserzeuger kann auch jeweils für sich an
jeder Masse angeordnet sein.
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Die Erzeugung der hydraulischen Druckimpulse erfordert jedoch einen
verhältnismäßig großen konstruktiven Aufwand und einen hohen Leistungsbedarf, denn
hierzu ist die Aufstellung von besonderen Pumpenaggregaten notwendig, die infolge
der hohen Drücke mit einem entsprechend leistungsstarken Antriebmotor versehen sein
müssen. Insbesondere muß auch eine angetriebene, im Aufbau verhältnismäßig verwickelte
Steuereinrichtung vorgesehen werden, ganz abgesehen davon, daß auch der von einem
Arbeitszylinder gebildete Schwingungserzeuger -große hin-und herbewegte Massen aufweist.
Derartige Schwingungserzeuger mit ihren Hilfseinrichtungen sind daher teuer in der
Herstellung und im Betrieb infolge ihres großen Energie- und Wartungsbedarfes kostspielig.
Insbesondere ist jedoch die Schwingungsfrequenz infolge der Massenträgheit des hydraulischen
Druckmittels nach oben begrenzt, so daß solche Schwingungserzeuger bei Zentrifugen
für schwer austragbare Schleudergüter wenig geeignet sind.
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Es besteht daher das Bedürfnis, den Schwingungserzeuger der eingangs
bezeichneten Art so weiterzubilden, daß er möglichst trägheitsfrei und in der Herstellung
sowie im Aufbau einfach ist und einen geringen Leistungsbedarf aufweist. Gemäß der
Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, sowohl der Masse der Schleudertrommel als auch
der Gegenmasse je einen von strömenden Druckmedien unabhängigen Schwingungserzeuger
zuzuordnen. In vorteilhafter Weise wird dabei jeder Schwingungserzeuger von zwei
gegenläufigen, nur in axialer Richtung wirksamen Unwuchten gebildet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht
darin, daß jeder Schwingungserzeuger von mindestens einer mit der Schleudertrommel
bzw. mit der Gegenmasse verbundenen Ankerscheibe und mindestens einem auf diese
einwirkenden sowie mit dem Zentrifugengestell fest verbundenen Elektromagneten gebildet
ist, dem ein Generator bzw. Frequenzwandler zugeordnet ist.
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Schließlich ist eine weitere günstige Ausbildung des Erfindungsgegenstandes
darin zu sehen, daß jeder Schwingungserzeuger von mindestens- einer mit der Schleudertrommel
bzw. mit der Gegenmasse gekuppelten Nockenscheibe und mindestens einer mit dem Zentrifugengestell
fest verbundenen, auf die Nocken-
Scheibe einwirkenden Rolle,-Nase,
Nocken od. dgl. gebildet ist.
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Durch diese Maßnahmen wird nicht nur `eine günstige Lösung der gestellten
_Aufgabe gewährleistet, sondern darüber hinaus der wesentliche Vorteil erzielt,
daß der technische und wirtschaftliche Aufwand für die Schwingzentrifuge infolge
des einfachen Aufbaues der Schwingungserzeuger nach der Erfindung vermindert wird,
so dafi ohne weiteres hohe Schwingungsfrequenzen erreichbar sind.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigt -Abb. 1 einen Längsmittelschnitt durch das antriebseitige
Ende einer Schwingzentrifuge mit je einem auf die Trommelwelle und die. Schubstange
der Gegenmasse einwirkenden, aus gegenläufigen Massen gebildeten Schwingungserzeuger,.
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Abb. 2 die gleiche Darstellung der Schwingzentrifuge nach Abb. 1,
jedoch mit einem elektromagnetischen Schwingungserzeuger, und Abb. 3 den Schnitt
durch das Schwingzentrifugenende nach Abb. 1, jedoch mit einem aus Nockenscheiben
auf der Trommelwelle und Schubstange sowie aus den Nockenscheiben zugeordneten feststehenden
Rollen gebildeten Schwingungserzeuger.
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In einer Schwingzentrifuge für schwer austragbare Schleudergüter sind
in gleicher Weise wie beim Hauptpatent auf einer waagerecht und .axial unverschiebbar
gelagerten Antriebwelle 1 eine in der Zeichnung nicht dargestellte Schleudertrommel
und eine schwingscheibenartige Gegenmasse lose angeordnet. Das aus dem Zentrifugengestell
3 herausragende Ende der Antriebwelle trägt eine Antriebriemenscheibe 2 und ist
als Hohlwelle ausgebildet, in .der die gleichfalls hohl ausgebildete und die Schubstange
4 für die Gegenmasse aufnehmende Trommelwelle 5 geführt ist. Die Trommelwelle 1
wie auch die Schubstange 4 sind mittels je eines durch je einen Längsschlitz der
Antriebwelle 1- hindurchgeführten Keiles in dieser axial verschiebbar, jedoch undrehbar
gelagert. Bei allen Ausführungsbeispielen ist auf den aus der Antriebwelle 1 ungleich
lang herausragenden Enden der Trommelwelle 5 und Schubstange 4 je ein gleich ausgebildeter
Schwingungserzeuger 6 befestigt, durch den die Schleudertrommel und die Gegenmasse
in jeweils entgegengesetzter Richtung in axiale Schwingungen versetzt werden.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 wird jeder Schwingungserzeuger
6 von zwei gegenläufigen und mittels Zahnrädern 7 schlupflos und gemeinsam angetriebenen
Unwuchten 8 gebildet. Diese Unwuchten und Zahnräder sind in einem Tragrahmen 9 und
dieser ist mittels eines Wälzlagers 10 auf der Trommelwelle 5
bzw.
auf der Schubstange 4 gelagert. Damit die Schwingungserzeuger 6 nicht am Umlauf
der Trommelwelle 5 bzw. der Schubstange 4 teilnehmen, sondern lediglich deren axiales
Schwingen herbeiführen, sind die Tragrahmen 9 dadurch als Gleitkörper ausgebildet,
daß an diesen angeordnete Nasen 11, Bolzen od. dgl. in Bohrungen 12 des zwischen
den Schwingungserzeugern angeordneten Bodens 13 eines topfförmigen Gehäuses 14 eingreifen,
das mit der freien Stirnseite des Mantels konzentrisch zur Antriebwelle 1 am Zentrifugengestell
3 befestigt ist. Die Zahnräder 7 beider Schwingungserzeuger 6 werden mittels biegsamer
Wellen von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Motor angetrieben. Zur Verminderung
der inneren Reibung der Schwingungserzeuger 6 bzw. zur Vermeidung von gedämpften
Schwingungen der Schleudertrommel bzw. der Gegenmasse können die Enden der Nasen
11 mit Rollen, Kugeln od. dgl. versehen werden, welche die Reibung der Nasen 11
bei ihrer axialen Bewegung in den Bohrungen 12 vermindern.
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jeder beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 vorgesehene elektromagnetisch
arbeitende Schwingungserzeuger 6 ist von zwei im Abstand voneinander auf der Trommelwelle
5 angeordneten Ankerscheiben 15 und einer im halben Abstand zwischen diesen auf
der Schubstange 4 befestigten Ankerscheibe 15 gebildet, zwischen .denen je eine
als Elektromagnet 16 dienende Erregerspule angeordnet ist. Die beiden Erregerspulen
sind auf dem Innenmantel eines hohlzylindrischen Gehäuses 14 befestigt, das konzentrisch
zur Antriebwelle 1 mit einer Stirnseite am Zentrifugengestell 3 angeordnet ist.
Die Ankerscheiben 15 sind vorzugsweise lamelliert ausgebildet, um ein Abbremsen
durch Wirbelströme zu vermeiden. Durch diese Ausbildung kann die innere Reibung
der Schwingungserzeuger 6 besonders klein gehalten werden. Hierbei ist es auch möglich,
die Ankerscheiben 15 aus einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Werkstoff herzustellen,
wodurch das Anziehen durch die Elektromagneten 16 polabhängig ist und die Schwingungsfrequenz
des Schwingungserzeugers 6 auf den halben Wert der Frequenz des elektrischen Erregerstromes
herabgesetzt werden kann. Der zum Erregen der Elektromagnete 16 dienende und einem
Netz oder einem besonderen Generator entnommene Gleich- oder Wechselstrom wird mittels
eines rotierenden Umschalters 17 bzw. Momentankontaktes im Rhythmus der gewünschten
Schwingungsfrequenz abwechselnd dem einen oder andern Elektromagneten 16 zugeführt.
Zum Verändern der Schwingungsfrequenz des Schwingungserzeugers 6 kann bei Verwendung
von Wechselstrom zur Erregung der Elektromagneten 16 mit polarisierten Ankerscheiben
15 auch ein Frequenzwandler vorgesehen werden.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 bestehen die Schwingungserzeuger
6 aus einer Nockenscheibe 18 auf der Schubstange 4 der Gegenmasse und zwei beiderseits
und im Abstand von dieser Nockenscheibe auf der Trommelwelle 5 angeordneten Nockenscheiben
18, deren Nocken 19 feststehende Rollen 20, Kugeln, Nasen od. dgl. zugeordnet sind.
Die Nocken 19 sitzen im Bereich des Umfanges der einander zugekehrten Stirnseiten
der äußeren Nockenscheiben 18 und auf beiden Stirnseiten der mittleren Nockenscheibe
18. Die Rollen 20 sind aus dem Innenmantel eines in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel
nach Abb. 2 ausgebildeten Gehäuses 14 gelagert. Vorzugsweise werden jeweils zwei
Nocken 19 diametral gegenüberliegend auf der Stirnseite jeder Nockenscheibe 18 angeordnet
und diesen jeweils eine Rolle 20 zugeordnet. Hierbei entspricht die Frequenz der
Schwingungen der Schleudertrommel und Gegenmasse deren Umlaufzahl je Zeiteinheit.
Es können auch mehr als zwei Nocken 19 je Nockenscheibenseite vorgesehen werden,
um die Frequenz der Schwingungen zu erhöhen.