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Spindelanordnung für Zentrifugen
Bei aufrecht stehenden Zentrifugenspindeln unterscheidet man das obere Radiallager oder Halslager und das untere Radiallager. Neben der Lagerung der rotierenden Spindel hat das Halslager noch die Aufgabe, radialen Schwingungen, die durch eine Unwucht der Trommel entstehen, entgegenzuwirken. Das wird z. B. dadurch erreicht, dass der die äussere Lagerschale umgebende Druckring mit einem sternförmig angeordneten Federsystem zusammenwirkt, das am Zentrifugengestell befestigt ist. Trotz dieser federnden Abstützung des Halslagers führt die Spindel normalerweise noch kleine Pendelbewegungen aus. Bei fester Einspannung des unteren Lagers im Separatorengestell darf sich dieses Lager gegenüber den Schwingungen der Spindel nicht starr verhalten, wenn Überbeanspruchungen dieser Teile vermieden werden sollen.
Je grösser der Abstand zwischen Halslager und dem unteren Radiallager ist, desto geringer sind die Pendelbewegungen der Spindel in Höhe dieses unteren Lagers.
Um die Pendelbewegungen der Spindel mitmachen zu können, ist das an ihrem äussersten Ende angeordnete untere Radiallager allgemein als Pendellager ausgebildet. Die innere Lagerschale sitzt dabei fest auf der Spindel. Ihre äussere Lauffläche ist mit zwei konzentrischen Rillen versehen, in denen die in zwei Kränzen übereinander angeordneten Kugeln laufen. Diese erhalten dadurch gegenüber der Spindel eine genau definierte Lage. Die äussere Lagerschale ist konkav ausgedreht und wird vom Fusslagergehäuse gehalten. DieseKonstruktion gestattet bei Schwingungen der Spindel um ihre lotrechte Lage ein Gleiten der Kugeln auf der konkaven Lauffläche der äusseren Lagerschale. -
Bei grösseren Zentrifugen ist meistens unterhalb der Spindel ein Fuss- oder Drucklager angeordnet, das die.
Aufgabe hat, das Gewicht der Trommel und der Spindel aufzunehmen. Es ruht auf einem Druckstück, das auf der Unterseite mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme einer Druckfeder versehen sein kann, um die axialen Schwingungen der Spindel auszugleichen. Durch Einschrauben eines Gewindestückes. in das Fusslagergehäuse werden Fusslager, Druckstück und Druckfeder zusammengehalten und gegen das untere Spindelende gepresst. Auf diese Weise kann auch die Spindel mit der aufsitzenden Trommel axial verschoben werden, was vor allem bei Ableitung des Schleudergutes mittels Schälscheiben zur genauen Einstellung der Trommelhöhe von Bedeutung ist.
Diese oft verwendete Konstruktion hat aber gewisse Nachteile. Zunächst ist es nicht vorteilhaft, dass die Pendelbewegungen der Spindel am unteren Ende von beweglichen Teilen, den Kugeln des Pendellagers, aufgenommen werden müssen. Kugeln und Lagerschalen werden dadurch erhöhtem Verschleiss ausgesetzt. Im Laufe der Zeit kann es zu Beschädigungen der Lagerschalen und des Fusslagergehäuses kommen. Zur Auswechslung eines beschädigten Fusslagergehäuses muss letzteres meistens aus seinem strammen Sitz herausgeschlagen werden. Da Zentrifugen normalerweise fest montiert sind, ist es dann erforderlich, die Zentrifuge von ihrem Fundament zu entfernen. Dieses ist recht umständlich und bereitet besonders dort, wo Platzmangel herrscht, z. B. auf Schiffen, Schwierigkeiten.
Ausserdem müssen die Zuund Ablaufleitungen abgeschraubt werden und beim späteren Zusammenbau ist eine erneute Einstellung der Spindel auf die richtige Höhe erforderlich. Die vorliegende Erfindung bezweckt, alle diese Nachteile zu beseitigen.
Die Erfindung betrifft eine Spindelanordnung für schnellaufende Zentrifugen mit aufrecht stehender
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Spindel, die mit einem oberen und einem unteren Radiallager in einer diese Teile umfassenden Hülse zu einer auswechselbaren Einheit zusammengebaut ist, wobei die Hülse im Bereich des oberen Radiallagers nur gegen radiale Bewegung federnd abgestützt ist, während sie im Bereich des unteren Radiallagers radial unbeweglich geführt ist und auf dem Gehäuse aufruht, und weiters der von einer Vorgelegewelle ins Schnelle übersetzte Antrieb in der Nähe des unteren Radiallagers an der Spindel angreift.
Die Erfindung besteht darin, dass unterhalb des unteren Radiallagers noch ein in der Hülse abgestütztes Fusslager vorgesehen ist, dass die Führung der Hülse im Bereich des unteren Radiallagers durch einen Pendelring erfolgt und dass zwischen Hülse und Gehäuse ein elastischer Auflagekörper vorgesehen ist.
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wendet worden. Die Hülse ist dabei an beiden Enden radial beweglich in Gummipuffern gehalten und die Spindel stützt sich am unteren Ende in der Hülse ab, während die Hülse selbst an ihrem oberen Ende in einer Gummiauflage gehalten ist. Es besteht dabei aber keine Möglichkeit, einen übersetzenden Antrieb vorzusehen, da die Spindel an jeder Stelle radial ausweichen kann.
Es ist auch bereits eine Spindelanordnung für schnellaufende Zentrifugen mit aufrecht stehender Spindel bekanntgeworden, welche ein oberes und ein unteres Radiallager aufweist und in einer diese Teile umfassenden Hülse zu einer auswechselbaren Einheit zusammengebaut ist. Das obere Radiallager überträgt dabei auch die axial wirkenden Kräfte bzw. das Gewicht der Spindel auf die Hülse, die im Bereich des oberen Radiallagers nur gegen radiale Bewegung federnd abgestützt ist. Im Bereich des unteren Radiallagers ist die Hülse in einer Gehäusebohrung radial unbeweglich geführt und ruht auf einer in axialer Richtung verstellbaren Einstellschraube mit balliger Auflagefläche auf. Der Antrieb der Spindel erfolgt oberhalb des unteren Radiallagers mittels eines Schneckenrades und es ist zu diesem Zweck die Hülse mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird die Spindellagerung bei Zentrifugen der erwähnten Art wesentlich verbessert. Die Hülse kann leicht ausgebildet werden und die Montage der von der Hülse umfassten Teile kann ausserhalb der Zentrifuge vorgenommen werden. Das bisher übliche teure Pendellager ist durch ein einfaches Radiallager ersetzt. Das Drucklager wird von einer mit der Hülse verschraubten Buchse gehalten. Bei einer Unwucht der Trommel pendelt das zusammengebaute System um oder in einem am Gestell starr befestigten Pendelring. Die ganze Lagerung stützt sich dabei auf einen elastischen Auflagekörper ab, der die Winkeländerungen der Hülse bei den Pendelbewegungen sowie axiale Schwingungen ausgleicht. Dadurch wird eine besondere Druckfeder überflüssig.
Durch diese Anordnung wird der Ausgleich der Pendelbewegungen von rotierenden Teilen auf nichtrotierende übertragen. Schäden durch Pendelbewegungen im Lager werden von vornherein vermieden. Die zusammengebaute Lagerung kann nach Abheben der Trommel und nach Lösen weniger Schrauben aus dem Zentrifugengestell herausgenommen werden. Eine erneute Einstellung der Spindelhöhe nach Wiedereinbau ist nicht mehr erforderlich. Dadurch, dass die Hülse mit der Spindel schwingt, kann der Luftspalt zwischen einer Halslagerspindelkappe und einem in die Hülse eingeschraubten Führungsring sehr klein werden, wodurch das Eindringen schädlicher Gase und Dämpfe weitgehend verhindert wird. Bei Beschädigung des oberen Kugellagers kann dieser Führungsring für kurze Zeit als Gleitlager dienen und dadurch grössere Schäden verhindern.
Die beigefügten Zeichnungen zeigen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung, bei der die Hülse einen um einen starr befestigten Bolzen angeordneten Pendelring umfasst. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung, bei der die Hülse in einen am Gestell befestigten Pendelring hineinragt. Fig. 3 zeigt eine von den Fig. 1 und 2 abweichende Ausführung der Erfindung.
Nach Fig. 1 ist die rotierende Spindel 1 im Halslager 2 und im unteren Radiallager 3 drehbar gelagert. Das Fusslager 4 stützt Spindel und Trommel in axialer Richtung ab. Es ruht auf einem Druckstück 5, das durch die in die Hülse 6 eingeschraubte Buchse 7 gegen das Fusslager 4 gedrückt wird. Die Scheibe 8 aus elastischem Material nimmt die axialen Schwingungen und die Winkeländerungen der Hülse bei den Pendelbewegungen der Spindel auf. Sie ist um einen Zapfen 9 des Verschlussstückes 10 gelegt, das mittels Schrauben 11 am Zentrifugengestell 12 befestigt ist. Oberhalb des elastischen Auflagekörpers 8 ist um den Zapfen 9 ein Pendelring 13 angeordnet. Er kann aus Metall oder einem andern Material, z. B. Kunststoff, bestehen. Das Lager 3 wird durch den Ring 14 abgedeckt.
In die obere Öffnung der Hülse 6 ist ein Führungsring 15 eingeschraubt, der mit der Halslagerspindelkappe 16 einen engen Ringspalt 17 bildet. Für den Eingriff des Antriebsrades ist in Höhe der Schnecke die Hülse 6 mit einer Aussparung 18 versehen. Um beim Herausnehmen der Hülse dem Antriebsrade aus-
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weichen zu können, ist der Boden des Zentrifugengestells auf der dem Rad gegenüberliegenden Seite so ausgebildet, dass die Hülse ausgeschwenkt werden kann.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der Pendelring 13 am Zentrifugengestell befestigt, in den die Hülse 6 hineinragt. Die übrigen Teile der Fig. 2 stimmen mit den nach Fig. 1 überein.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hier ist die Antriebsspindel über den elastischen Auflagekörper hinaus verlängert und eine Keilriemenscheibe an der Spindelverlängerung angebracht. Der Pendelring 13 bildet hier mit dem Teil 19 ein Stück. An Stelle der Keilriemenscheibe kann auf dem verlängerten Spindelende auch ein Antriebsrad angeordnet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spindelanordnung für schnellaufende Zentrifugen mit aufrecht stehender Spindel, die mit einem oberen und einem unteren Radiallager in einer diese Teile umfassenden Hülse zu einer auswechselbaren Einheit zusammengebaut ist, wobei die Hülse im Bereich des oberen Radiallagers nur gegen radiale Bewegung federnd abgestützt ist, während sie im Bereich des unteren Radiallagers radial unbeweglich geführt ist und auf dem Gehäuse aufruht, und weiters der von einer Vorgelegewelle ins Schnelle übersetzte Antrieb in der Nähe des unteren Radiallagers an der Spindel angreift, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des unteren Radiallagers (3) noch ein in der Hülse (6) abgestütztes Fusslager (4) vorgesehen ist, dass die Führung der Hülse (6) im Bereich des unteren Radiallagers (3) durch einen Pendelring (13)
erfolgt und dass zwischen Hülse und Gehäuse ein elastischer Auflagekörper (8) vorgesehen ist.