-
Schwingzentrifuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingzentrifuge
mit einer in Achsrichtung schwingbar gelagerten Schleudertrommel und einer Gegenmasse,
die miteinander elastisch gekoppelt und in entgegengesetzter Schwingungsrichtung
mit dem Zentrifugengestell elastisch verbunden sind, wobei die Schleudertronirnel
und die Gegenmasse mit je einem vom Schwingungsmedium beaufschlagten Teil
mindestens eines Schwingungserzeugers verbunden sind, nach Patent 1022
526.
-
Bei der nach dem Hauptpatent ausgebildeten Schwingzentrifuge ist als
Schwingungserzeuger ein axial verschiebbarer Druckzylinder für ein flüssiges Schwingungsmedium
vorgesehen, der an der Trommelwelle befestigt ist, während der Kolben des Druckzylinders
über eine Schubstange mit der Gegenmasse verbunden ist. Das Schwingungsmedium läßt
sich mittels eines Drehkolbenschiebers abwechselnd einem der beiden Zylinderräume
zuführen, wodurch der Drückzylinder unter dem Druck des Schwingungsmediums nach
der einen Seite und der Kolben nach der anderen Seite verschoben werden, so daß
Schleudertrommel und Gegenmasse entweder auseinander oder zueinander bewegt werden.
Durch Verändern der Drehzahl des Drehkolbenschiebers kann die Frequenz der Trommelschwingungen
verändert und es können beliebige Frequenzen erzwungen werden. Indessen ist die
Einstellung dieser Frequenz infolge der Trägheit des Schwingungsmediums schwierig.
Es sind daher bereits elektromagnetische Schwingungserzeuger vorgeschlagen worden,
die aus zwei auf der Trommelwelle und einer zwischen diesen auf der Schubstange
der Gegenmasse angeordneten Ankerscheiben bestehen, zwischen denen scheibenförmige
Elektromagnete vorgesehen sind. Die Frequenz der Trommelschwingungen kann durch
einen Frequenzwandler verändert werden, der jedoch aufwendig ist. Weiterhin sind
bei Schwingzentrifugen mit stehend gelagerter Trommelwelle elektromagnetische Schwingungserzeuger
bekannt, die aus fest auf dem Gestell angeordneten Elektromagneten und- am Umfang
des federnden Bodens vorgesehenen zylindrischen Weicheisenankern bestehen. Beim
Umlauf der Anker werden diese an den feststehenden Elektromagneten vorbeigeführt,
wodurch die Anker angezogen werden und die Schleudertrommel in Schwingungen versetzt
wird. Die Frequenz läßt sich bei solchen Schwingungserzeugern jedoch nicht verändern.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwingzentrifuge der
eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß eine leichte und genaue Frequenzänderung
der Trommelschwingungen in weiten Grenzen möglich ist. Die Lösung dieser Aufgabe
besteht gemäß der Erfindung darin, daß der eine Teil jedes Schwingungserzeugers
mit veränderlicher Drehzahl antreibbar ist, während der andere Teil jedes Schwingungserzeugers
in an sich bekannter Weise mit der Trommelwelle verbunden, jedoch der wirksamen
Einwirkung des Schwingungsmediums beim Vorbeidrehen an dem anderen Teil des Schwingungserzeugers
durch Entfernen von der Umlaufbahn entziehbar ist. In vorteilhafter Weise sind beide
Teile der Schwingungserzeuger in einem gemeinsamen, mit der Trommelwelle verbundenen
Gehäuse angeordnet, von denen der antreibbare Teil über ein stufenlos regelbares
Getriebe vom Antriebmotor der Schleudertrommel angetrieben und der andere Teil auf
mindestens einer Gehäusestimwand angeordnet und in diese einziehbar ist.
-
Durch Zurückziehen eines des an der Trommelstimseite angeordneten
Teils des Schwingungserzeugers in die Gehäusestimwand wird dieser außer Betrieb
gesetzt, wodurch die Frequenz vermindert wird. So kann durch Außerbetriebsetzen
eines von zwei an einer Gehäusestimwand angeordneten Teilen des Schwingungserzeugers
die Frequenz bei unveränderter Trommeldrehzahl auf den halben Wert vermindert werden.
Die Feineinstellung der gewünschten Frequenz ist durch Regelung der Drehzahl des
anderen Teils des Schwingungserzeugers möglich. Hierdurch wird eine genaue Einstellung
der Frequenz erreicht, um die Schwingzentrifuge im Resonanzzustand mit kleinstem
Energieaufwand und größter Durchsatzleistung betreiben zu können.
In
der Zeichnung sind- zwei Ausführungsbeispiele des Erlmdungsgegenstandes schematisch
dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch einen in einem zylindrischen
Gehäuse angeordneten elektromagnetischen Schwingungserzeuger mit umlaufenden Elektromagneten
und in die Gehäusestirnwand einziehbaren Ankern, Abb. 2 einen Querschnitt durch
den Schwingungserzeuaer nach der Schnittlinie 11-11 in Abb. 1,
Abb.
3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Gehäuses eines Schwingungserzeugers
mit einem in einer Flüssigkeit umlaufenden Verdrängungskörper und einem in die Stirnwand
einziehbaren Prallkörper, Abb. 4 einen Querschnitt durch den Teil des Gehäuses mit
dem Schwingungserzeuger nach Abb. 3 und Abb. 5 einen Schnitt durch
das Gehäuse entlang der Schnittlinie V-V in Abb. 3.
-
Bei einer Schwingzentrifuge, die, nach dem Zweimassenschwingsystem
arbeitet, ist die Trommelwelle 1
in einer im Zentrifugengestell unverschiebbar
gelagerten Antriebwelle 2 axial verschiebbar geführt. Die Trommelwelle
1 ist als Hohlwelle ausgebildet und in ihr ist die Schubstange
3 einer auf der Antriebwelle 2 gleitbar angeordneten Gegenmasse vorgesehen.
Ferner ist auf der Antriebwelle 2 ein in der Trommelwelle 1
befestigter Bund
axial verschiebbar angeordnet.
-
Die Gegenmasse und der Bund sind miteinander mittels einer Kopplungsfeder
verbunden und beide durch je eine weitere Feder in entgegengesetzter Richtung
am Zentrifugengehäuse abgestützt. Am freien Ende der Trommelwelle 1 ist ein
zylindrisches Gehäuse 4 mit einer Stirnwand 5 koaxial befestigt, dessen andere
Stirnwand 6 ringförmig ausgebildet ist. An den Außenflächen dieser Stirnwände
5 und 6 sind mehrere gleichmäßig auf einem zur Trommelachse konzentrischen
Kreis verteilte zylindrische Ansätze 7
angeordnet, wobei die an der gegenüberliegenden
Stirnwand 6 bzw. 5 vorgesehenen Ansätze 7 um die halbe Teilung
der Ansätze versetzt sind. In den Stirnwänden 5 und 6 sind koaxial
zu diesen Ansätzen Bohrungen 8 vorgesehen, die nach innen offen sind und
deren Tiefe etwa der Stirnwandstärke entspricht. In diesen Bohrungen sitzen zylindrische
Weicheisenanker 9, die den einen Teil des Schwingungserzeugers bilden und
mittels je einer in den Ansätzen 7 eingeschraubten und mit einem Ende
drehbar an dem Weicheisenanker 9 befestigten Schraube 10 axial verschoben
bzw. bis zum bündigen Abschließen mit der Stimwandinnenfläche in die Stimwand
5 bis 6 eingezogen werden können. Im Innenraum des Gehäuses 4 sind
zwei mittels eines Steges 11 miteinander verbundene, doppelseitig wirkende
Elektromagneten 12, die den anderen Teil des Schwingungserzeugers bilden, so angeordnet,
daß die Polenden den Weicheisenankern 9 zugekehrt sind. Die Zuführung des
elektrischen Stromes erfolgt über Schleifringe 12a, die mittels in der Zeichnung
nicht dargestellter Leitungen mit den Elektromagneten 12 verbunden sind. Hierbei
entspricht der Abstand der gegenüberliegenden Elektromagneten 12 dem Durchmesser
des Teilkreises der Weicheisenanker 9. Im halben Abstand der Elektromagneten
12 ist der Steg 11 am Ende der Schubstange 3 befestigt, deren freies
Ende als Flansch 13 ausgebildet ist, der die Mittelscheibe eines Axialkugellagers
14 bildet. Dieses Lager ist mit einer Muffe 15 an der dem Schubstangenende
gegenüberliegenden Stimfläche versehen, in der das vierkantig ausgebildete Ende
der Abtriebwelle 16 eines stufenlos regelbaren Getriebes 17 axial
verschiebbar, jedoch undrehbar geführt ist. Das Getriebe 17 wird mittels
Riemen 18 vom Antriebmotor der Schleudertrommel angetrieben. Die Frequenz
der Trommelschwingungen kann entweder in Weiten Grenzen durch Zurückziehen eines
oder mehrerer Weicheisenanker 9 aus dem Einwirkungsbereich der Elektromagneten
12 oder in engen Grenzen durch Drehzahländerung der Elektromagneten 12 geregelt
werden.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 bis 5 sind an Stelle
der Elektromagneten 12 zylindrische Verdrängerkörper 19 mit elliptischem
Querschnitt vorgesehen und die Weicheisenanker 9 durch zylindrische Prallkörper
20 ersetzt. Das Gehäuse 4 ist teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt, in die die
Verdränger-und Prallkörper 19 und 20 eintauchen. Beim Umlauf des Gehäuses
4, und damit der Prallkörper 20, sowie der Flüssigkeit wird diese durch die Verdrängerkörper
19 abgelenkt und erteilt den Prallkörpern 20 beim Vorüberführen einen Stoßimpuls.
Hierdurch erfolgt beim jeweiligen Flüssigkeitsstoß eine axiale Verschiebung des
Gehäuses 4 und durch den Rückstoß der Flüssigkeit eine axiale Verschiebung des Verdrängerkörpers
19 in entgegengesetzter Richtung. Die Frequenz dieser Schwingungen ist bestimmt
durch das Verhältnis der Drehzahl des Gehäuses 4 zur Anzahl der wirksamen Prallkörper
20 bzw. der Anzahl der stillstehenden Verdrängerkörper 19. Zur Veränderung
der Frequenz kann wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel ein Teil der Prallkörper
20 in die Stirnwand 5 bzw. 6 des Gehäuses eingezogen oder die Verdrängerkörper
können in Umlauf versetzt werden.
-
Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
So kann das Gehäuse 4 auch mit der Schubstange 3 der Gegenmasse und die Elektromagnete
12 bzw. die Verdrängerkörper 19
können mit der Trommelwelle 1 verbunden
sein.