Umlaufende Schleudermaschine. Die Erfindung bezieht sich auf umlaufende Schleudermaschinen und insbesondere auf solche, welche dazu bestimmt sind, bei un gleich verteilter Last zu arbeiten, wie zum Beispiel Maschinen zum Trocknen von ge waschenen Tüchern und Kleidern.
Die bisher bekannten zentrifugalen Schleu dermaschinen weisen gewöhnlich eine senk rechte Welle und eine von dieser Welle ge tragene Siebtrommel auf, deren Schwerpunkt im wesentlichen in der Wellenachse liegt und weisen im weitern Organe auf zur Drehung von Trommel und Welle. Um gefährliche und verderbliche Schwankungen der Maschine namentlich bei ihrer Drehung mit hohen Ge schwindigkeiten zu vermeiden, ist es wünsch bar, dass die angetriebenen Teile so genau als möglich ins dynamische Gleichgewicht ge bracht werden. Hierbei darf wohl daran er innert werden, dass statisches und dynamisches Gleichgewicht nicht ein und dasselbe sind, indem ein Organ, welches in vollkommenem, statischern Gleichgewicht sich befindet, weit entfernt vom dynamischen Gleichgewicht sein kann.
Ist das dynamische Cx'leichgewicht nicht vorhanden, so erzeugen die drehenden Teile schlimme Schwankungen in der Maschine und verderbliche Seitenpressungen auf die Wellenlager und erfordern auch vermehrte Betriebskraft. Diese fatalen Zustände ver mehren sich noch mit zunehmender Geschwin digkeit, je mehr die betreffenden Teile sich von dem dynamischen Gleichgewichtszustand entfernt haben. Solche Zustände sind beson ders vorhanden und wahrzunehmen in Schleu dermaschinen, welche zum Ausbringen von Flüssigkeiten aus nicht flüssigen Stoffen ge braucht werden, wiezum Beispielzum Trocknen von Tüchern, welche in der Trommel einge bracht, sich nicht selbsttätig anpassen und.
nicht selbsttätig ihr Gewicht in der Trommel verteilen. Im Betrieb ist es aber unmöglich, oder wenigstens untunlich, solche Tücher der art in die Trommel einzubetten, dass das dynamische Gleichgewicht der Beschickung gesichert ist. So werden bei nur geringen Fehlern in der Gewichtsverteilung und bei einer Tourenzahl von, sagen wir 1600 Um drehungen pro Minute, die dadurch verur- sachten Schwankungen so gross, dass die Ma schine auf dem Boden, auf welchem sie ge stellt ist, herumtanzt und deshalb sehr ge fährlich zu bedienen ist.
Zahlreiche Versuche wurden gemacht, diese Übelstände zu beseitigen, aber soviel bekannt geworden ist, haben diese Versuche zu keinem praktischen Resultat geführt für Maschinen zum Ausschwingen von nassen Tüchern und überhaupt für Maschinen, wo nicht flüssige Stoffe behandelt werden, wie zum Beispiel Tücher, welche sich in der Trommel nicht selbsttätig verteilen, auch wenn diese auf hohe Geschwindigkeit ge bracht wird.
Zweck vorliegender Erfindung ist, eine Schleudermaschine herzustellen, welche ins besondere befähigt und eingerichtet ist, mit nicht ausgeglichenen Beschickungen zu arbei ten, wie zum Beispiel mit einer Beschickung auszuschwingender Tücher; also eine Ma schine, welche beim Eintreten in hohe Um laufgeschwindigkeiten selbsttätig das dyna mische Gleichgewicht herstellt und dies selbst tut, wenn die Ungleichheit der Einfüllung sehr gross ist, und zwar so, dass Erschütte rungen vermieden werden und die erforder liche Betriebskraft wesentlich vermindert wird.
Die zu lösenden Aufgaben für Schleuder inaschinen, bei welchen schädliche Schwan kungen bei unausgeglichener Belastung sollen vermieden werden, sind 1. Die Art der Unterstützung und 2. die Art der Übertragung der verdrehenden Kräfte. Die Unterstützung und Lagerung für den schwingenden und schwankenden Teil muss zulassen: a), dass die Schwingungen des be treffenden Teils gegenüber der Drehebene symmetrisch und ausgerichtet seien und b), dass der betreffende Teil frei schwanken kann, und um jede für den Gleichgewichtszustand erforderliche Drehachse schwingen kann. Die Übertragung der verdrehenden Kräfte oder des Drehmomentes muss so sein, dass sie nicht das freie Schwingen der Masse und das freie Schwanken ihrer Lagerung oder Unterstützung stört.
Vorliegende Erfindung besteht in einer Schleudermaschine, welche eine drehbar an getriebene Trommel besitzt und ein zuge höriges Unterstützungsorgan, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Trommel so darauf gelagert ist, dar sie gegenüber diesem Organ nach allen Richtungen eine (Universal)- Schwingbewegung ausführen kann, welche Bewegung genügt, um das 14lassenzentrum der rotierenden Trommel und der darin un gleich verteilten Beschickung in eine Dreh ebene zu bringen.
Es ist dabei das Unter stützungsorgan der Trommel selbst so ge lagert, dass es gegenüber der Drehachse nach allen Richtungen Schwingungen ausführen kann, so, dass das Massenzentrum von Trom inel und der darin ungleich verteilten Last in die Drehachse gebracht wird, während dieses Organ uni die genannte Drehachse kreist, alles zu dein Zweck, dass die Maschine auch bei ungleich verteilter Last betriebs fähig bleibt.
Der Antrieb der Trommel geschieht vor zugsweise durch dessen Unterstützungsorgan, doch ohne die freien Schwingbewegungen und Schwankungen der Trommel und dieses Un- terstützungsorganes zu beeinträchtigen. Im weitern kann vorzugsweise ein Antriebsmotor direkt mit dein Unterstützungsorgan verbun den sein, um dieses und die Trommel zu drehen. Dabei nimmt der Motor an den Schwingungen und Schwankungen des Unter stützungsorganes teil. Der Motor selbst kann so gelagert sein, dass er im wesentlichen eine freie Universalschwingbewegung gegenüber dein Maschinengestell ausführen kann.
Diese Bewegung erfolgt am vorteilhaftesten um den Schwerpunkt des Motors, wobei das Unter stützungsorgan mit dem Motor so verbunden ist, dass es an dessen Schwingungen und Schwankungen teilnimmt. Das Unterstützungs organ kann dabei die Motorwelle selbst bilden.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
I'ig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Schleudertrommel, die insbesondere zum Trocknen von Kleidungsstücken bestimmt-ist; Fig. 2 ist ein gleicher Schnitt, in klei rierem Massstabe, jedoch unter Weglassung des Aussengehäuses der Trommel, wobei diese in der Ruhestellung und geneigt ist; Fig. 3 zeigt schematisch, und zwar in ausgezogenen Linien, die Trommel, die Welle und den Motor, wenn dieser umläuft, -wäh rend in gestrichelten Linien die Stellung dar gestellt ist, die die tatsächliche Umdrehungs achse der Trommel und die wagrechte Ebene, in der sich der Schwerpunkt der rotierenden Trommel bewegt, einnimmt;
Fig. 4 ist eine schematische Aufsicht auf die Trommel und ihren geometrischen, sowie ihren Kreisungsmittelpunkt während des Um laufens; - Fig. 5 ist eitre schaubildliche Ansicht des Tragringes für den Motor; Fig. 6 und 7 sind Einzelheiten, wobei Abb. 7 ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Abb. 1 ist.
1 bezeichnet den senkrechten Träger, der oben offen ist und einen verbreiterten hohlen Fuss 2, mit dem er auf dem Fussboden steht, hat. Auf dem Träger sitzt eine nicht ge lochte zylindrische Büchse 3 konzentrisch zu demselben mit einer Bodenöffnung, in die das obere Ende des Trägers 1 hineinragt. Der Boden der Büchse ist um die Bodenöffnung herum ringförmig zu einem Trog 4 gepresst, der einen Auslass 5 zum Ablassen der Flüs sigkeit besitzt. Die Büchse besitzt oben eine grosse, durch einen Deckel 7 verschlossene Öffnung. Träger und Büchse sind zweck mässig, wenngleich dies nicht erforderlich ist, aus Metallblech hergestellt.
Der Motor 10 ist zur nachgiebigen Auf nahme von Schwingungen eingerichtet, um auch seitliche Schwankungen der daraus heraustretenden Welle 15 zu gestatten, wobei das Schwingungszentrum von Motor und Welle vorzugsweise und im wesentlichen mit dem Schwerpunkt der Motormassen zusam menfällt.
Der Motorrahmen 11, der den Anker 12 trägt, ist zylindrisch und oben offen, besitzt also nicht wie üblich hier ein Lager. Sein unteres Ende ist mit einer- mittleren; senk= rechten Lagerbüchse 13 versehen, die sich zweckmässig bis zu dem. obern Ende des Rahmens oder über denselben hinaus erstreckt und an ihrem Boden zur Verminderung der Reibung ein geeignetes Spurlager 14 trägt. Eine senkrechte Welle 15 ist im untern Ende der Büchse 13 gelagert, so dass sie frei um laufen kann, jedoch zu der Büchse 13 sich seitlich nicht verstellen kann. Die Welle ragt von dem Motor nach oben durch den Träger 1 hindurch bis in die Büchse 3.
Der Rotor 16 des Motors ist so ange ordnet, dass er sich frei um die Büchse 13 in dem- Anker 12 drehen kann. An seinem obern Ende besitzt er einen Bügel 17, der sich über das obere Ende der Lagerbüchse 13 erstreckt und achsial zu dem Rotor und über der Büchse eine Nabe 18 trägt, durch die die Welle 15 so gehalten wird, dass sie sich zusammen mit dem Rotor umdrehen muss.
Es ist wichtig, dass der Motor 10, damit er nach allen Richtungen hin schwingen kann, mit seiner in wagrech-ter Ebene liegenden Schwingachse so angeordnet ist, dass diese die senkrechte Achse des Motors öder die Achse der Welle 15 im wesentlichen in der Mitte des Motors oder in seinem Schwer punkt schneidet. Zu diesem Zweck ist der Fuss 2 des Trägers mit einem innern, starren Ringflansch 19 versehen, dessen mittlere Öffnung 20 grösser ist als der Durchmesser des Motorrahmens 11.
Dieser Flansch ist mit zwei einander gegenüberliegenden, nach innen reichenden Ansätzen (Fig. 6) versehen, deren Abstand voneinander gross genug ist, dass der Motor zwischen ihnen-frei hängen kann. Der Motorrahmen besitzt an seinem Umfang zwei diametral gegenüberliegende, nach aussen vorragende Ansätze 22, -die zwi schen den Ansätzen- 21 des Flansches 19 und im -rechten Winkel zu demselben liegen. Ein Ring 23 umgibt frei den Motor und be sitzt vier in gleichem Abstand voneinander liegende Ösen,'. die im Querschnitt rechtwink lig sind und von denen jede je einen der Ansätze 21 und 22. unter Zwischenschaltung von Blöcken 24 ans Gummi oder dergleichen nachgiebigem -Material aufnehmen kann.
Es ist wichtig, dass die Gummiblöcke 24 den Motor derart tragen, dass sie als Organe für die zentrale Einstellung des Motors dienen, also stets das Bestreben haben, den Motor mit seiner Welle in die senkrechte Stellung einzustellen. Die nachgiebige Lagerung des Motorrahmens dagegen ermöglicht, dass der Motor sich von selbst entsprechend den Kräf ten, die bei der-Umdrehung auftreten, infolge des Schwerpunktes der Last, der von der Achse der Welle entfernt ist, einstellt. So bald die Welle 15 von solchen Kräften frei gelassen wird, kehrt sie in ihre senkrechte Stellung zurück.
Ein Schalter 25 ist in ge eigneter Reichhöhe an der Büchse 3 ange ordnet und von diesem führt die Leitung zu dein Motor durch ein Rohr 26.
Auf dem obern Ende der Welle 15 ist die Trommel 27 zur Aufnahme der Kleidungs stücke oder von anderem zu entwässernden Stoff mit der Mitte ihres Bodens angeordnet, so dass sie sich mit der Welle drehen kann, jedoch zu derselben begrenzte Schwingbewe gungen in Längsebenen zu der Welle machen kann. Zu diesem Zweck kann irgend eine biegsame Gelenkverbindung 28 zwischen Welle und Trommel angeordnet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Welle 15 drei Arme 28a, deren Eiiden mit einer Scheibe 28b aus Leder, Gummi oder dergleichen verbunden sind.
Mit dem Rand der Scheibe ist in Punkten, die zwi schen den Befestigungspunkten zwischen 28a und 28b liegen, der Boden der Trommel fest verbunden, wie Fig. 7 zeigt.
Die Trommel 27 besitzt eine grosse Ein füllöffnung und einen schweren, massiven Bodenteil 29, der sich in den mittleren Teil der Trommel hineinerstreckt, so dass der grösste Teil des Trommelgewichtes in der Nähe ihrer Achse liegt. Das tote Gewicht oder das Gewicht der Trommel soll das Ge wicht der in die Trommel eingeschlossenen Kleidungsstücke ungefähr im Verhältnis von 4-5: 1 übertreffen, so dass bei Beginn der Umdrehung der Schwerpunkt der ganzen Masse nicht so weit von dem geometrischen Mittelpunkt bezw. der Mittelachse der Trom- mel ist.
Hierdurch wird erreicht, dass die Trommel ohne Stösse leicht anläuft, was wichtig ist, da es dadurch ermöglicht ist, dass der Motor kleiner als bisher gemacht werden kann, bezw. dass bei einer bestimm ten Grösse des Motors weniger Gefahr vor handen ist, dass die Motorwicklung ausbrennt.
Der Gewichtsboden 29 ist in seiner Mitte mit einer zylindrischen Ausnehmung 30 ver sehen, die zur Aufnahme des obern Wellen endes und des biegsamen Gelenkes 28 dient. Letzteres ist mit dem Boden der Ausnehmung so verbunden und so angeordnet, dass der Trommelschwerpunkt unter dem Gelenk 28 liegt, wodurch erreicht wird, dass die Trom- rnel normal wagrecht ist. Die Trommel be findet sich über dem Trog 4.
Ihre Aussen wandung und ihre untere Kante sind durch locht, so dass die Flüssigkeit infolge der Zentrifugalkraft nach aussen -in das Gehäuse 3 geworfen wird, wo sie durch den Trog 4 aufgefangen und durch den Auslass 5 abge lassen wird.
Bei der Benutzung einer derartigen Schleu dertrommel ist es sehr schwer, wenn nicht sogar unmöglich, die Kleidungsstücke oder den zu behandelnden Stoff in der Trommel so zu verteilen, dass der Mittelpunkt, um den die Trommelmasse mit dem eingeschlossenen Gut kreist, stets in der geometrischen Achse der umlaufenden Teile liegt.
Die Verteilung der Kleidungsstücke oder dergleichen in der Trommel kann sehr leicht derart sein, dass die Trommel urigleich beladen ist, und in einigen Fällen kann es sogar vorkommen, dass die ganze Last sich nur auf einer Seite der Trommel befindet, wie dies Fig. 2 zeigt. In diesem Falle ist es unbedingt notwendig, um ein Schlagen und Stossen der Maschine zu verhüten, selbst, wenn sie mit geringerer Geschwindigkeit umläuft, dass sich die Trom mel selbsttätig zu dem Antrieb derart ein stellt, dass sie im dynamischen Gleichgewicht ist. Dies ist in Fig. 3 dargestellt.
In dieser bezeichnet 10, 15 und 27 den Motor, die Welle und die Trommel, a den Schwingungs mittelpunkt des Motors, b die Schwingungs achse, um welche die Trommel in der Längs- ebene -der Welle 15 schwingt, c den Mittel punkt der Kreisbahn der umlaufenden Massen, nachdem die Trommel ihre volle Geschwin digkeit erhalten hat und d die Achse, um die das Kreisen stattfindet und die durch den Punkt c geht, und e die Drehebene, in der die Schwingachse b der Trommel und der Punkt c liegen.
Es ist klar, dass; sobald die Geschwindigkeit der Trommel zunimmt, der Schwerpunkt der Masse infolge der Zentri fugalkraft versuchen wird, eine bestimmte Stellung in der Ebene e einzunehmen. Dies ist infolge der Universalgelenkverbindung zwischen Welle 15 und Trommel 27 möglich. Zunächst werden die Teile um die Achse der Welle 15 umlaufen, aber mit zunehmen der Geschwindigkeit wird eine Verschiebung dieser Achse nach d, wenn die grösste Cxe- schwindigkeit erreicht wird, stattfinden.
Diese Wirkung wird dadurch ermöglicht, dass die Schwingaxe b frei schwingbar ist, was wie der-um möglich ist, infolge des Schwingungs punktes a. Infolgedessen wird die Welle 15 um die Achse d kreisen und der Motor 10 um den Punkt a. Es ist ferner klar, dass auf diese Weise die Trommel sich von selbst den durch ihre Umdrehung erzeugten Kräften an passen kann, so dass sie bei grossen Geschwin-. digkeiten sanft umläuft, ohne Beanspruchun gen auf Biegung auf die Welle auszuüben und ohne herbeizuführen; dass diese ungleiche Drücke auf ihr Lager überträgt.
Es wird infolgedessen die Lebensdauer des Lagers ver längert und es können jetzt umlaufende Schleudertrommeln zum Ausziehen von Flüs sigkeiten aus andern Stoffen, die sich ihrer Natur nach nicht von selbst gleichmässig um die Trommelachse derart verteilen, dass der Schwerpunkt dieser Stoffe mit dem der Trom mel und der Drehachse derselben zusammen fällt, in der Praxis . benutzt werden. Die Wirkung der Trommel, wenn ihr Schwer punkt ausserhalb ihrer geometrischen Achse liegt, ist schematisch in Fig.4 dargestellt.
In dieser ist die Ladung so auf die Trommel verteilt, so dass sie ihren Schwerpunkt im Punkte f hat, mit dein Kreisungsmittelpunkt c, während der geometrische Punkt der Trom- mel sich in b befindet. Ist in dieser Weise die Last verteilt, so wird die Trommelmitte b, sobald die Trommel angetrieben wird, ge zwungen, um den Punkt c als Mittelpunkt zu kreisen, wie dies der Kreis g anzeigt.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Teile derart, und die verschiedenen, zueinander beweglichen und die sich selbsttätig einstellenden Teile sind zueinander derart freibeweglich, dass praktisch die ganze Antriebskraft des Motors beim An lassen und beim Betriebe für die Umdrehung der Welle und der Trommel verwendet- wird; sie wird nicht; wie bisher, durch Kräfte auf gezehrt, die dadurch entstehen, dass die geo metrische Achse der umlaufenden Teile von der Schwerpunktachse und von der wirklichen Drehachse der Trommel entfernt sind. Es ist gemäss der Erfindung daher möglich, die Maschine mit einer sehr geringen Kraft an zulassen und sie mit einem kleinen Motor zu betreiben.
Zum Beispiel ist, wie Versuche ergeben haben, es möglich, eine Trommel zum Trocknen von Kleidungsstücken, - die einen Durchmesser von 16 Zoll und ein Ge wicht von ungefähr 35 Pfund hat, sobald dieselbe mit einem Zusatzgewicht von 20 bis 30 Pfund belastet wird, leicht anzulassen und rasch zu drehen, mit einer Geschwin digkeit von 1800-2000 Umdrehungen pro' Minute, und zwar durch einen Motor von 1/s PS, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Wicklungen ausbrennen oder dass Kurzschluss infolge Überlastung entsteht.
Eine Maschine gemäss der Erfindung ist sehr schweren Ver suchen unterworfen worden, dadurch, dass ein nasses, ausgetropftes Stück Leinwand auf einer Seite der Trommel, als diese mit der grössten Geschwindigkeit umlief, hineinge worfen wurde, ohne dass eine merkbare Er schütterung des Maschinenrahmens eintrat, da sich die Teile schnell und leicht von selbst, entsprechend den neu auftretenden Kräften, einstellte.
Beim Betrieb von Maschinen der hierin beschriebenen Art zeigt es sich, dass die Be triebsbedingungen ziemlich genau denjenigen eines frei im Raume rotierenden Körpers gleichen, d. b. die Trommel darf irgend eine Stellung innerhalb bestimmter Schwingungs grenzen einnehmen und wird stets befähigt sein, bei rascher Drehung sich um ihr Massen- zentrum zu drehen, und es wird daran die nachgiebige Lagerung der Welle und die Steifigkeit der Scheibe im Universalgelenk zwischen Welle und Korb nicht viel ändern. Es zeigt sich auch, dass der von den Unter gestellpuffern den Wellenschwankungen ge botene Widerstand gering ist im Vergleich mit der Trägheit der Maschine.
Rotating centrifugal machine. The invention relates to rotating centrifugal machines and, more particularly, to those which are designed to work with an unevenly distributed load, such as machines for drying washed towels and clothes.
The previously known centrifugal Schleu dermaschinen usually have a vertical right shaft and a ge of this shaft carried screen drum, the focus of which is essentially in the shaft axis and further have organs for rotating the drum and shaft. In order to avoid dangerous and perishable fluctuations in the machine, particularly when it is rotating at high speeds, it is desirable that the driven parts are brought into dynamic equilibrium as precisely as possible. Here it should be remembered that static and dynamic equilibrium are not one and the same, in that an organ that is in perfect, static equilibrium can be far removed from dynamic equilibrium.
If the dynamic equilibrium does not exist, the rotating parts generate severe fluctuations in the machine and perishable side pressures on the shaft bearings and also require increased operating force. These fatal conditions increase with increasing speed, the further the relevant parts have moved away from the dynamic state of equilibrium. Such states are particularly present and can be perceived in centrifugal machines that are used to dispense liquids from non-liquid substances, such as for drying cloths that are placed in the drum, do not adapt automatically and.
do not automatically distribute their weight in the drum. In operation, however, it is impossible, or at least impractical, to embed such cloths in the drum in such a way that the dynamic balance of the load is ensured. With only minor errors in the weight distribution and a number of revolutions of, say 1600 revolutions per minute, the fluctuations caused by this become so great that the machine dances around on the floor on which it is placed, and therefore is very dangerous to use.
Numerous attempts have been made to remedy these inconveniences, but as far as is known, these attempts have led to no practical result for machines for swinging out wet cloths and in general for machines where non-liquid substances are treated, such as cloths which are for example Do not distribute automatically in the drum, even if it is brought to high speed.
The purpose of the present invention is to produce a centrifugal machine which is particularly capable and set up to work with unbalanced loads, such as, for example, with a load of swinging cloths; In other words, a machine which automatically creates the dynamic balance when entering high order speeds and does this itself when the inequality of the filling is very large, in such a way that vibrations are avoided and the required operating force is significantly reduced.
The tasks to be solved for centrifugal machines, in which harmful fluctuations in the event of an unbalanced load are to be avoided, are 1. The type of support and 2. the type of transmission of the twisting forces. The support and support for the vibrating and fluctuating part must allow: a) that the vibrations of the part in question are symmetrical and aligned with respect to the plane of rotation and b) that the part in question can fluctuate freely and around every axis of rotation required for equilibrium can swing. The transmission of the twisting forces or the torque must be such that it does not interfere with the free swinging of the mass and the free fluctuation of its bearing or support.
The present invention consists in a centrifugal machine, which has a rotatably driven drum and an associated supporting member, which is characterized in that the drum is mounted on it so that it can perform a (universal) oscillating movement in all directions with respect to this member, what movement is sufficient to bring the letting center of the rotating drum and the unevenly distributed feed into a plane of rotation.
It is the supporting organ of the drum itself so ge superimposed that it can vibrate in all directions with respect to the axis of rotation, so that the center of mass of the drum inel and the unevenly distributed load in it is brought into the axis of rotation, while this organ uni the The so-called axis of rotation circles, all for the purpose of ensuring that the machine remains operational even with an unevenly distributed load.
The drum is preferably driven by its support member, but without impairing the free oscillating movements and fluctuations of the drum and this support member. Furthermore, a drive motor can preferably be verbun directly with your support member in order to rotate it and the drum. The engine takes part in the vibrations and fluctuations of the support organ. The motor itself can be mounted in such a way that it can essentially perform a free universal oscillating movement with respect to the machine frame.
This movement takes place most advantageously around the center of gravity of the engine, the support member being connected to the engine in such a way that it takes part in its vibrations and fluctuations. The support organ can form the motor shaft itself.
An example embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
I'ig. 1 is a vertical section through a centrifugal drum, which is particularly intended for drying items of clothing; Fig. 2 is the same section, in klei rierem scale, but omitting the outer housing of the drum, which is in the rest position and inclined; Fig. 3 shows schematically, in solid lines, the drum, the shaft and the motor, when it rotates, -wäh rend in dashed lines the position is provided, the actual rotation axis of the drum and the horizontal plane in which moves the center of gravity of the rotating drum;
Fig. 4 is a schematic plan view of the drum and its geometric, as well as its circle center during the order running; Fig. 5 is a perspective view of the support ring for the engine; 6 and 7 are details, with FIG. 7 being a section on line 7-7 of FIG.
1 designates the vertical support, which is open at the top and has a widened hollow foot 2 with which it stands on the floor. On the carrier sits a non-perforated cylindrical sleeve 3 concentrically to the same with a bottom opening into which the upper end of the carrier 1 protrudes. The bottom of the sleeve is pressed around the bottom opening in a ring shape to form a trough 4 which has an outlet 5 for draining the liquid. The box has a large opening closed by a cover 7 at the top. Carrier and sleeve are useful, although this is not necessary, made of sheet metal.
The motor 10 is set up for resilient acceptance of vibrations to allow lateral fluctuations of the shaft 15 emerging therefrom, the center of vibration of the motor and shaft preferably and essentially coinciding with the focus of the motor masses.
The motor frame 11, which carries the armature 12, is cylindrical and open at the top, so it does not have a bearing here, as is usual. Its lower end is with a middle one; perpendicular = right bearing bush 13 provided, which is useful up to the. extends the upper end of the frame or beyond the same and carries a suitable thrust bearing 14 at its bottom to reduce friction. A vertical shaft 15 is mounted in the lower end of the sleeve 13 so that it can run around freely, but cannot move laterally to the sleeve 13. The shaft protrudes upward from the motor through the carrier 1 and into the bush 3.
The rotor 16 of the motor is arranged so that it can rotate freely around the sleeve 13 in the armature 12. At its upper end it has a bracket 17 which extends over the upper end of the bearing bush 13 and axially to the rotor and above the bush carries a hub 18 by which the shaft 15 is held so that it is together with the rotor have to turn around.
It is important that the motor 10, so that it can oscillate in all directions, is arranged with its oscillation axis lying in the horizontal plane so that it is the vertical axis of the motor or the axis of the shaft 15 essentially in the center of the Motor or in its focus cuts. For this purpose, the foot 2 of the carrier is provided with an inner, rigid annular flange 19, the central opening 20 of which is larger than the diameter of the motor frame 11.
This flange is provided with two opposing, inwardly reaching lugs (FIG. 6), the distance between which is large enough that the motor can hang freely between them. The motor frame has on its periphery two diametrically opposite, outwardly projecting lugs 22, -the between tween the lugs- 21 of the flange 19 and at right angles to the same. A ring 23 freely surrounds the engine and be seated four equally spaced eyelets, '. which are right angle lig in cross section and each of which can accommodate one of the approaches 21 and 22 with the interposition of blocks 24 to the rubber or the like flexible material.
It is important that the rubber blocks 24 support the motor in such a way that they serve as organs for the central adjustment of the motor, that is to say always endeavor to adjust the motor with its shaft in the vertical position. The resilient mounting of the motor frame, on the other hand, allows the motor to adjust itself according to the forces that occur during the rotation due to the center of gravity of the load, which is remote from the axis of the shaft. As soon as the shaft 15 is released from such forces, it returns to its vertical position.
A switch 25 is arranged at a suitable height on the sleeve 3 and from there the line leads to your engine through a pipe 26.
On the upper end of the shaft 15, the drum 27 for receiving the pieces of clothing or other material to be dewatered is arranged with the center of its bottom, so that it can rotate with the shaft, but to the same limited Schwingbewe movements in longitudinal planes to the shaft can make. For this purpose any flexible articulated connection 28 can be arranged between the shaft and the drum. In the illustrated embodiment, the shaft 15 has three arms 28a, the eggs of which are connected to a disc 28b made of leather, rubber or the like.
With the edge of the disc, the bottom of the drum is firmly connected in points that are between the fastening points between 28a and 28b, as shown in FIG.
The drum 27 has a large filling opening and a heavy, massive bottom part 29 which extends into the middle part of the drum so that most of the drum weight is near its axis. The dead weight or the weight of the drum should exceed the Ge weight of the garments enclosed in the drum approximately in a ratio of 4-5: 1, so that at the beginning of the revolution the center of gravity of the whole mass is not so far from the geometric center BEZW. is the central axis of the drum.
This ensures that the drum starts up easily without jolts, which is important because it enables the motor to be made smaller than before, respectively. that with a certain size of the motor there is less danger that the motor winding will burn out.
The weight base 29 is seen in its center with a cylindrical recess 30 ver, which is used to receive the upper shaft end and the flexible joint 28. The latter is connected to the bottom of the recess and arranged in such a way that the drum's center of gravity lies below the joint 28, which means that the drum is normally horizontal. The drum is located above trough 4.
Its outer wall and its lower edge are perforated so that the liquid is thrown outwards as a result of the centrifugal force into the housing 3, where it is caught by the trough 4 and let down through the outlet 5.
When using such a Schleu dertrommel it is very difficult, if not impossible, to distribute the items of clothing or the fabric to be treated in the drum so that the center around which the drum mass with the enclosed goods revolves is always in the geometric axis of the rotating parts.
The distribution of the items of clothing or the like in the drum can very easily be such that the drum is loaded uniformly, and in some cases it can even happen that the entire load is only on one side of the drum, as FIG. 2 shows . In this case it is absolutely necessary, in order to prevent the machine from hitting and jolting, even if it is rotating at a slower speed, that the drum automatically adjusts to the drive in such a way that it is in dynamic equilibrium. This is shown in FIG. 3.
In this, 10, 15 and 27 denote the motor, the shaft and the drum, a the center of vibration of the motor, b the vibration axis around which the drum swings in the longitudinal plane -of the shaft 15, c the center of the circular path of the rotating masses after the drum has received its full speed and d the axis around which the circling takes place and which goes through point c, and e the plane of rotation in which the oscillation axis b of the drum and point c lie.
It is clear that; as soon as the speed of the drum increases, the center of gravity of the mass due to the centrifugal force will try to occupy a certain position in the plane e. This is possible due to the universal joint connection between shaft 15 and drum 27. First, the parts will revolve around the axis of the shaft 15, but as the speed increases, this axis will be shifted to d when the highest Cxe speed is reached.
This effect is made possible by the fact that the oscillation axis b is freely oscillatable, which in turn is possible due to the oscillation point a. As a result, the shaft 15 will revolve around the axis d and the motor 10 around the point a. It is also clear that in this way the drum can adapt itself to the forces generated by its rotation, so that it can move at high speeds. runs smoothly around the shaft without bending stresses and without causing it; that this transfers unequal pressures to their bearings.
As a result, the service life of the bearing is lengthened and rotating centrifugal drums can now be used to extract liquids from other substances which, by their nature, are not evenly distributed around the drum axis in such a way that the center of gravity of these substances corresponds to that of the drum and the axis of rotation of the same coincides, in practice. to be used. The effect of the drum when its center of gravity is outside its geometric axis is shown schematically in FIG.
In this the charge is distributed over the drum in such a way that it has its center of gravity at point f, with the center of the circle c, while the geometric point of the drum is at b. If the load is distributed in this way, as soon as the drum is driven, the drum center b is forced to circle around point c as the center, as indicated by circle g.
In the embodiment described, the arrangement of the parts is such, and the different, mutually movable and the automatically adjusting parts are freely movable with respect to each other, that practically the entire driving force of the motor can be used when starting and operating for the rotation of the shaft and the drum - becomes; she won't; as before, consumed by forces that arise from the fact that the geometric axis of the rotating parts are removed from the center of gravity axis and from the real axis of rotation of the drum. According to the invention, it is therefore possible to allow the machine to operate with a very low force and to operate it with a small motor.
For example, experiments have shown that it is possible to use a drum for drying clothes, 16 inches in diameter and weighing about 35 pounds, once it is loaded with an additional weight of 20 to 30 pounds start and turn quickly, at a speed of 1800-2000 revolutions per minute, by a motor of 1 / s HP, without the risk of the windings burning out or a short circuit resulting from overload.
A machine according to the invention has been subjected to very difficult tests, in that a wet, dripped piece of canvas was thrown into one side of the drum when it was rotating at the highest speed, without any noticeable shaking of the machine frame, because the parts adjusted quickly and easily by themselves, according to the newly occurring forces.
In the operation of machines of the type described herein, it has been found that the operating conditions are very similar to those of a body rotating freely in space, i. b. the drum may assume any position within certain vibration limits and will always be able to turn around its center of mass when rotating rapidly, and this does not affect the flexible bearing of the shaft and the rigidity of the disc in the universal joint between shaft and basket change a lot. It also shows that the resistance offered by the subframe buffers to shaft fluctuations is low compared to the inertia of the machine.