DE102011051037A1

DE102011051037A1 - Antriebsvorrichtung in einer Schneckenzentrifuge

Info

Publication number: DE102011051037A1
Application number: DE102011051037A
Authority: DE
Inventors: Robert Wagenbauer; Christoph Puls
Original assignee: Pulsgetriebe & Co GmbH; Hiller GmbH
Current assignee: Hiller GmbH
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2012-03-15
Also published as: CA2810450A1; EP2525916B1; BR112013005351A2; SI2525916T1; JP2013537102A; CN103221140A; CN103221140B; RU2544703C2; US20130231235A1; EP2525916A2; WO2012034722A3; ES2532538T3; US8808154B2; JP5858546B2; RU2013116897A; PT2525916E; WO2012034722A2; DK2525916T3

Abstract

Die Antriebsvorrichtung dient für eine Schneckenzentrifuge mit einer umlaufenden Trommel (12) und einer koaxial in dieser gelagerten Schnecke (16) sowie mit einem der Trommel (12) zugeordneten Antriebsmotor (18) und einem Schneckenmotor (28), der mit der Schneckenwelle (38) über ein Getriebe (36) gekoppelt ist, dessen Gehäuse (40) mit der Trommelantriebswelle (24) drehfest verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse (40) des Getriebes (36) für den Antrieb der Schnecke (16) in einem Standgehäuse (44) drehbar gelagert ist und eine hohle Ausgangswelle (50) hat, die über eine Kupplung (52) mit der hohlen Trommelantriebswelle (24) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung in einer Schneckenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In herkömmlichen Antriebsvorrichtungen dieser Bauart mit außenliegendem Getriebe ist dessen Gehäuse starr mit der Rotortrommel verbunden und bildet eine große freifliegend gelagerte Masse (vgl. z. B. WO 2007/147893 ). Unwuchten des Getriebes und des Rotors wirken sich dabei äußerst nachteilig auf die Rotorlager aus und werden von diesen unmittelbar in das Fundament für die Zentrifuge übertragen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde daher schon versucht, die Trommel in elastisch aufgehängten Lager oder in schwimmenden Lageraufhängungen zu positionieren. Derartige Lagerungen haben sich allerdings nicht durchgesetzt, weil enge Spalte zwischen der Trommel und ihrem Gehäuse nicht eingehalten werden können und überdies bei bestimmten Drehzahlen, die beim Abschalten des Antriebs durchfahren werden, Resonanzschwingungen auftreten.
In einer Konstruktionsvariante wurde zusätzlich eine getrennte Getriebelagerung in einem eigenen Lagerbock vorgenommen, wobei jedoch ein freifliegendes Getriebe mit langer Lagerwelle Unwuchten auf der Getriebeseite zur Folge hat (vgl. Stahl, Dekanterhandbuch, Band II, S. 408/409).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für Schneckenzentrifugen anzugeben, bei der der Trommelantrieb vom Schneckenantrieb entkoppelt ist und sowohl eine freifliegende Lagerung des Getriebes für den Schneckenantrieb als auch eine elastische Rotorlagerung vermieden werden.
Bei einer Antriebsvorrichtung der im Anspruch 1 angegebenen Gattung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile dieser Lösung liegen vor allem in dem Standgehäuse, das eine definierte Lagerung für das Getriebegehäuse für den Schneckenantrieb gewährleistet und an Stelle einer fliegenden Lagerung eine Abstützung auf dem Fundament ermöglicht. Die hohle Ausgangswelle ist nicht starr mit der Trommelantriebswelle verbunden, sondern über eine Kupplung, die beispielsweise als eine formschlüssige Zahnkupplung ausgebildet sein kann und die für eine Trennung zwischen der Getriebemasse und der Rotormasse sorgt. Im Vergleich zu einem freifliegend gelagerten Getriebe mit der Gefahr von Getriebebruch wird dabei die Sicherheit erheblich verbessert.
Gegenüber dem bekannten Stand der Technik erlaubt die erfindungsgemäß ausgebildete Antriebsvorrichtung eine leichtere Bauweise mit dem Vorteil höherer Standzeiten und geringerem Energiebedarf.
In einer vorteilhaften Ausführungsform hat das Getriebe eine Vorgelege-Getriebestufe mit einem von der Ausgangswelle des Schneckenmotors angetriebenen Antriebszahnrad für ein Ritzel, wobei die Achse des Antriebszahnrads und der Ausgangswelle des Schneckenmotors zur Drehachse der Schnecke und des Ritzels versetzt ist. Damit ist es möglich, koaxial zur Drehachse der Schnecke ein Schmiermittel-Zuführrohr durch die Vorgelege-Getriebestufe zu führen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel,
2 eine Variante der 1,
3 eine weitere Variante der 1,
4 eine Variante der 3,
5 ein nochmals abgeändertes Ausführungsbeispiel,
6 eine Variante der 5 und
7 die Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform,
8 die Schnittdarstellung der Variante der 7 und
9 einen Längsschnitt durch eine Konstruktion des Standes der Technik.
Die in 9 dargestellte, bekannte Konstruktion zeigt im Längsschnitt eine Schneckenzentrifuge 10 mit einer umlaufenden Trommel 12 und einer darin über zwei Radiallager 14 gelagerten Schnecke 16. Für den Drehantrieb der Trommel 12 dient ein elektrischer Antriebsmotor 18, dessen Motorwelle über einen Riementrieb 20 eine Riemenscheibe 22 in Drehung versetzt, die fest mit der hohlen Trommelantriebswelle 24 verbunden ist. Die Trommel 12 ist auf beiden Seiten in Radiallagern 26 drehbar abgestützt.
Für den Drehantrieb der Schnecke 16 dient ein eigener Schneckenmotor 28, dessen schematisch dargestellte Ausgangswelle 30 über eine Wellenkupplung 32 mit der Eingangswelle 34 eines Getriebes 36 gekoppelt ist, das die Schneckenwelle 38 mit einer von der Rotorwelle abweichenden Differenzdrehzahl in Drehung versetzt. Das Getriebe 36 ist hier als Planetengetriebe ausgebildet und in einem Gehäuse 40 untergebracht, das über eine schematisch angedeutete Verschraubung 42 starr mit der Riemenscheibe 22 und damit mit der Trommelantriebswelle 24 verbunden ist.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 1 dargestellt, ist das Getriebe 36 von der Trommel 12 dadurch entkoppelt, dass dessen Gehäuse 40 über zwei Radiallager 46 in einem Standgehäuse 44 drehbar gelagert ist, das sich auf einem Fundament 48 abstützt. Das Gehäuse 40 des Getriebes 36 hat eine hohle Ausgangswelle 50 (vgl. 2), die über eine Kupplung 52 mit der hohlen Trommelantriebswelle 24 verbunden ist.
Das Getriebe 36 kann, wie dargestellt, ein Planetengetriebe oder auch ein Vierwellengetriebe oder ein Hydraulikmotor sein.
Die Kupplung 52 kann als Zahnkupplung ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer innen verzahnten Hülse, welche die außen verzahnten Enden der Ausgangswelle 50 des Getriebes 36 und der Trommelantriebswelle 24 miteinander verbindet.
Während im Beispiel der 1 die Ausgangswelle 30 des Schneckenmotors 28, der sich wie das Standgehäuse 44 auf dem Fundament 48 abstützt, über eine Wellenkupplung 32 mit der Eingangswelle 34 des Getriebes 36 gekoppelt ist, ist in der Variante der 2 der Schneckenmotor 28 an das Standgehäuse 44 angeflanscht. Die Ausgangswelle 30 des Schneckenmotors 28 ist hier drehfest mit der Eingangswelle 34 des Getriebes 36 verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet.
Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist die Riemenscheibe 22 mit der im Radiallager 26 gelagerten, hohlen Trommelantriebswelle 24 fest verbunden, während sie mit der hohlen Ausgangswelle 50 des Getriebegehäuse 40 über die Kupplung 52 verbunden ist. Damit werden die Zugkräfte des Riementriebs 20 von dem Radiallager 26 aufgenommen.
Die Ausführungsbeispiele der 3 und 4 unterscheiden sich von denen der 1 und 2 dadurch, dass die Riemenscheibe 22 mit der hohlen Ausgangswelle 50 des Getriebegehäuses 40 fest verbunden ist, während sie mit der Trommelantriebswelle 24 über die Kupplung 52 verbunden ist. In diesem Fall werden die vom Riementrieb 20 ausgeübten Zugkräfte von den Radiallagern 14, 46 des Getriebes 36 aufgenommen.
5 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Ausführung der Erfindung bei der die Getriebeanordnung zwischen Antriebsmotor 18 und Trommel 12 aus einem Stirnradgetriebe 54 besteht, das mit einer Außenverzahnung 56 am Gehäuse 40 des Getriebes 36 in Eingriff ist. Hier ist zudem das Gehäuse 58 des Stirnradgetriebes 54 fest mit dem Standgehäuse 44 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet.
Wie 6 zeigt, bietet diese Variante der 5 die Möglichkeit, den Antriebsmotor 18 für die Trommel 12 als Flanschmotor auszubilden und an dem Gehäuse 58 des Stirnradgetriebes 54 anzubringen.
Die 7 und 8 zeigen als Variante der 5 eine weitere Ausführungsform, bei der das Getriebe 36 eine Vorgelege–Getriebestufe 60 mit zwei zueinander versetzten Drehachsen hat. Der Schneckenmotor 28 ist mit seiner Ausgangswelle 30, deren Achse mit 30' angedeutet ist, zur Drehachse 38' der Schneckenwelle 38 und der zu dieser koaxialen Trommel 12 um das Maß a versetzt. Die Trommel 12 ist in einem Trommelgehäuse 62 untergebracht (vgl. 7).
Die Vorgelege–Getriebestufe 60 hat ein vom Schneckenmotor 28 angetriebenes Antriebszahnrad 70 mit der Drehachse 30', das mit der Ausgangswelle 30 des Schneckenmotors 28 über die Kupplung 32 verbunden ist und das mit einem Ritzel 64 der Vorgelege–Getriebestufe 60 kämmt. Das Ritzel 64 ist mit der Eingangswelle 34 des Getriebes 36 fest verbunden.
Der Achsversatz a zwischen den beiden Achsen 30' und 38' wird dazu genutzt, durch das gesamte Getriebe 36 ein zur Achse 38' koaxiales Zuführrohr 66 mit einem zentrischen Zugang 68 für Schmiermittel zu führen, das über nicht weiter dargestellte radiale Bohrungen im Zuführrohr 66 an die erforderlichen Schmierstellen verteilt wird. Damit wird eine gezielte Öleinspritzschmierung von innen ermöglicht, wodurch die bei Dekantergetrieben häufigen Probleme vermieden werden, z. B. Planschverluste bei üblichen Sumpfschmierungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/147893 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Stahl, Dekanterhandbuch, Band II, S. 408/409 [0004]

Claims

Antriebsvorrichtung in einer Schneckenzentrifuge mit einer umlaufenden Trommel (12) und einer koaxial in dieser gelagerten Schnecke (16) sowie mit einem der Trommel (12) zugeordneten Antriebsmotor (18) und einem Schneckenmotor (28), der mit der Schneckenwelle (38) über ein Getriebe (36) gekoppelt ist, dessen Gehäuse (40) mit der Trommelantriebswelle (24) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (40) des Getriebes (36) für den Antrieb der Schnecke (16) in einem Standgehäuse (44) drehbar gelagert ist und eine hohle Ausgangswelle (50) hat, die über eine Kupplung (52) mit der hohlen Trommelantriebswelle (24) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (30) des Schneckenmotors (28) mit der Eingangswelle (34) des Getriebes (36) über eine Wellenkupplung (32) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenmotor (28) als Flanschmotor ausgebildet ist, der an das Standgehäuse (44) angeflanscht ist und dessen Ausgangswelle (30) mit der Eingangswelle (34) des Getriebes (36) drehfest verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) über eine Getriebeanordnung mit der Trommel (12) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung einen Riementrieb (20) mit einer zwischen der hohlen Trommelantriebswelle (24) und der hohlen Ausgangswelle (50) des Getriebegehäuses (40) angebrachten Riemenscheibe (22) aufweist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (22) mit der in einem Radiallager (26) gelagerten, hohlen Trommelantriebswelle (24) fest verbunden ist, während sie mit der hohlen Ausgangswelle (50) des Getriebegehäuses (40) über die Kupplung (52) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (22) mit der in einem Radiallager (26) gelagerten, hohlen Trommelantriebswelle (24) über die Kupplung (52) verbunden ist, während sie mit der hohlen Ausgangswelle (50) des Getriebegehäuses (40) fest verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung aus einem Stirnradgetriebe (54) besteht, das mit einer Außenverzahnung (56) des Gehäuses (40) für den Schneckenantrieb in Eingriff ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (58) des Stirnradgetriebes (54) fest mit dem Standgehäuse (44) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (36) eine Vorgelege–Getriebestufe (60) mit einem von der Ausgangswelle (30) des Schneckenmotors (28) angetriebenen Antriebszahnrad (70) hat, das mit einem Ritzel (64) des Getriebes (36) kämmt, wobei die Achse (30') des Antriebszahnrades (70) und der Ausgangswelle (30) des Schneckenmotors (28) zur Drehachse (38') der Schnecke (16) und des Ritzels (64) versetzt ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zur Drehachse (38') der Schnecke (16) ein Schmiermittel–Zuführrohr (66) durch die Vorgelege–Getriebestufe (36) geführt ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (52) als Zahnkupplung ausgebildet ist.