DE1076043B

DE1076043B - Vibrating centrifuge

Info

Publication number: DE1076043B
Application number: DEK35897A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Kern
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1958-10-01
Filing date: 1958-10-01
Publication date: 1960-02-18

Description

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.Vibrating centrifuge The present invention relates to a vibrating centrifuge with an axially swingably mounted centrifuge drum, and a unit swing in the same direction counter masses coupled elastically with this, both of which are elastically connected in the opposite direction with the centrifuge frame according to Patent 1,022,526, wherein both the Mass of the centrifugal drum as well as the counter mass is set in vibration at the same time and in the opposite direction.

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.The oscillating centrifuge designed according to the main patent is the Drum shaft in a hollow drive shaft mounted immovably in the centrifuge frame guided axially displaceably and by means of a through a longitudinal slot of the hollow shaft Passed wedge connected to a collar loosely mounted on the hollow shaft. Likewise, the flywheel-like counterweight is on the hollow shaft arranged axially displaceably and with a partially hollow design in the Drum shaft guided push rod by means of a through a longitudinal slot of the hollow shaft and the spline engaging through the drum shaft. For the elastic coupling of the Centrifugal drum and the counter mass and for the elastic support of these masses Helical springs arranged on the hollow shaft serve against the centrifuge frame. By this training the advantage is achieved -that as a result of the opposite Direction of movement of both masses no vibration forces exerted on the foundation will. In addition, it is achieved in a favorable manner that the drive shaft, and thus their drive means, not the vibrations of the centrifugal drum and counterweight take part. The centrifugal drum is used as a vibration generator to move the mass in an oscillating manner and the countermass a pressure cylinder is provided, the housing of which is axially slidably mounted and is connected to the centrifugal drum through the hollow shaft, while the piston of the pressure cylinder by means of the push rod guided in the hollow shaft with the counterweight is coupled. Such a vibration generator can also be used per se each mass be arranged.

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.However, the generation of the hydraulic pressure pulses requires one relatively large design effort and a high power requirement, because this requires the installation of special pump units, which as a result the high pressures must be provided with a correspondingly powerful drive motor have to. In particular, a driven, relatively complex structure must also be used Control device are provided, quite apart from the fact that also the one Has working cylinder formed vibration generator -large masses moved back and forth. Such vibrators with their auxiliary devices are therefore expensive Expensive to manufacture and operate due to their large energy and maintenance requirements. In particular, however, the oscillation frequency is due to the inertia of the hydraulic Pressure medium limited upwards, so that such vibration generator in centrifuges are not very suitable for spinning goods that are difficult to remove.

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.There is therefore a need, the vibration generator of the opening designated type so that it is as inertia-free as possible and in the production and is simple in structure and has a low power requirement. According to the Invention is proposed for this purpose, both the mass of the centrifugal drum and the counter mass has a vibration generator that is independent of the flowing pressure media assign. In an advantageous manner, each vibration generator is of two counter-rotating, only effective in the axial direction imbalances formed.

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.There is a preferred embodiment of the subject matter of the invention in that each vibrator of at least one with the centrifugal drum or armature disk connected to the counter mass and at least one on this acting as well as firmly connected to the centrifuge frame electromagnets is to which a generator or frequency converter is assigned.

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.Finally, there is another favorable embodiment of the subject matter of the invention to see that each vibrator of at least one with the centrifugal drum or with the counterweight coupled cam disk and at least one with the centrifuge frame firmly connected to the cam Disc acting roller, nose, Cams or the like. Is formed.

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.These measures not only provide a favorable solution for the _Task guaranteed, but also achieves the essential advantage, that the technical and economic effort for the vibrating centrifuge as a result the simple structure of the vibration generator according to the invention is reduced, so that high oscillation frequencies can easily be achieved.

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,.The drawing shows three exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown schematically. It shows - Fig. 1 shows a longitudinal center section through the drive-side End of a vibrating centrifuge with one each on the drum shaft and the. Push rod the counter-mass acting vibration generator formed from counter-rotating masses.

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.Fig. 2 shows the same representation of the vibrating centrifuge according to Fig. 1, but with an electromagnetic vibration generator, and Fig. 3 shows the section through the vibrating centrifuge end according to Fig. 1, but with one made of cam disks on the drum shaft and push rod as well as from the cam disks associated stationary Roles formed vibration generator.

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.In a vibrating centrifuge for centrifugal materials that are difficult to remove in the same way as with the main patent on a horizontal and axially immovable mounted drive shaft 1 is a centrifugal drum not shown in the drawing and a vibrating disk-like counter mass loosely arranged. The one from the centrifuge rack 3 protruding end of the drive shaft carries a drive pulley 2 and is designed as a hollow shaft, in .der the likewise hollow and the push rod 4 is performed for the countermass receiving drum shaft 5. The drum shaft 1 as well as the push rod 4 are by means of one each through a longitudinal slot of the Drive shaft 1- passed through wedge in this axially displaceable, but non-rotatable stored. In all the exemplary embodiments, the drive shaft 1 is unequal long protruding ends of the drum shaft 5 and push rod 4 each have the same design Vibration generator 6 attached, through which the centrifugal drum and the counter mass are set in axial oscillations in the opposite direction.

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.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, each vibration generator 6 is formed by two counter-rotating unbalances 8 driven jointly and without slip by means of gear wheels 7. These unbalances and gears are in a support frame 9 and this is supported by means of a roller bearing 10 on the drum shaft 5 or on the push rod 4. So that the vibration generator 6 does not participate in the rotation of the drum shaft 5 or the push rod 4, but only bring about their axial oscillation, the support frames 9 are designed as sliding bodies that arranged on these lugs 11, bolts or the like in bores 12 of the between Engage the vibration generator arranged bottom 13 of a pot-shaped housing 14, which is fastened with the free end face of the jacket concentrically to the drive shaft 1 on the centrifuge frame 3. The gears 7 of both vibration generators 6 are driven by means of flexible shafts from a motor not shown in the drawing. To reduce the internal friction of the vibration generator 6 or to avoid damped vibrations of the centrifugal drum or the countermass, the ends of the lugs 11 with rollers, balls or the like Reduce holes 12.

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.each provided in the embodiment of Fig. 2 electromagnetically working vibrator 6 is of two at a distance from each other on the drum shaft 5 arranged armature disks 15 and one at half the distance between them the push rod 4 attached armature disk 15 formed, between .denen one is arranged as an electromagnet 16 serving excitation coil. The two excitation coils are attached to the inner jacket of a hollow cylindrical housing 14, which is concentric to the drive shaft 1 is arranged with one end face on the centrifuge frame 3. The armature disks 15 are preferably laminated in order to slow down to avoid eddy currents. This training can reduce internal friction the vibration generator 6 can be kept particularly small. Here it is also possible to manufacture the armature disks 15 from a magnetic or magnetizable material, whereby the attraction by the electromagnet 16 is pole-dependent and the oscillation frequency of the vibration generator 6 to half the value of the frequency of the electrical excitation current can be reduced. The serving to excite the electromagnet 16 and one Direct or alternating current drawn from the mains or a special generator is generated by means of a rotating switch 17 or momentary contact in the rhythm of the desired Oscillation frequency alternately supplied to one or the other electromagnet 16. To change the oscillation frequency of the oscillation generator 6, when using of alternating current to excite the electromagnets 16 with polarized armature disks 15 a frequency converter can also be provided.

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.In the embodiment according to Fig. 3, the vibration generators exist 6 from a cam disk 18 on the push rod 4 of the countermass and two on both sides and cam disks arranged at a distance from this cam disk on the drum shaft 5 18, the cams 19 of which are assigned to fixed rollers 20, balls, lugs or the like. The cams 19 sit in the area of the circumference of the facing end faces of the outer cam disks 18 and on both end faces of the middle cam disk 18. The rollers 20 are made of the inner jacket in the same way as in the exemplary embodiment Housing 14 designed according to Fig. 2 is mounted. Preferably two at a time Cam 19 arranged diametrically opposite one another on the end face of each cam disk 18 and each assigned a role 20. Here the frequency corresponds to Vibrations of the centrifugal drum and counterweight, their number of revolutions per unit of time. It is also possible to provide more than two cams 19 on each cam disk side, to increase the frequency of the vibrations.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Oscillating centrifuge with a centrifugal drum mounted so that it can swing in the axial direction and a counter-mass that is elastically coupled to it and swingably mounted in the same direction, both of which are elastically connected to the centrifuge frame in the opposite direction, according to patent 1 022 526, whereby both the mass of the The centrifugal drum and the countermass are set to vibrate simultaneously and in the opposite direction, characterized in that both the mass of the centrifugal drum and the countermass are each assigned a vibration generator that is independent of the flowing pressure media.

2. vibrating centrifuge according to claim 1, characterized in that each vibration generator (6) formed by two counter-rotating, only effective in the axial direction imbalances (8) is.

3. vibrating centrifuge according to claims 1 and 2, characterized in that the imbalances (8) of each vibration generator (6) on one in the centrifuge housing (3) axially displaceable, but non-rotatable, support frame designed as a sliding body (9) are stored and coupled to one another without slipping.

4. vibrating centrifuge according to claim 1, characterized in that j Eder vibration generator (6) of at least one coupled with .the centrifugal drum and to ground cam disc (18) and at least one fixedly connected to the centrifuge frame (3), acting on the cam roller ( 20) nose, cam -od. Like. Is formed.

5. vibrating centrifuge according to claim 1, characterized in that j Eder vibration generator (6) of at least one connected with the centrifugal drum and to ground the armature disk (15) and at least one electromagnet acting on these and rigidly connected to the centrifuge frame (3) (16) exists to which a generator or frequency converter is assigned.