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Die Erfindung betrifft ein Schwenkgetriebe zum Verbinden eines Antriebsmotors mit einem schwenkend anzutreibenden Schwenkbauteil, sowie ein Schwenkantriebssystem mit einem solchen Schwenkgetriebe und eine Schälzentrifuge und eine Filteranlage mit einem solchen Schwenkantriebssystem.
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Bei Schälzentrifugen ist z. B. ein darin vorgesehenes Schälmesser mittels eines Hydraulikantriebs gegen eine in der Schälzentrifuge verbleibende Festgutschicht verfahrbar. Eine solche Schälzentrifuge ist z. B. aus der
DE 39 04 358 A1 bekannt. Ein Hydraulikantrieb kann aber hinsichtlich Leckage und hohem Energiebedarf ungünstig sein. Aus der
DE 10 2006 004 968 A1 ist ein Drehmechanismus bekannt, welcher eine Hülse aufweist, deren Innenwand mit einer Drallnut versehen ist, wobei ein Steckteil in die Hülse eingesetzt ist, auf dessen Oberfläche sich ein in die Drallnut eingreifender Vorsprung befindet, wobei die Hülse und das Steckteil axial relativ zueinander bewegbar sind.
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Durch die Erfindung wird ein Schwenkgetriebe geschaffen, welches es ermöglicht, ein zu schwenkendes Bauteil, wie z. B. ein Schälmesser einer Schälzentrifuge, in energetisch günstiger Weise schwenkend anzutreiben. Ferner schafft die Erfindung ein Schwenkantriebssystem, welches mit einem derartigen Getriebe ausgestattet ist, sowie eine Filteranlage und eine Schälzentrifuge, welche mit einem derartigen Schwenkantriebssystem ausgestattet sind.
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Die Erfindung stellt ein Schwenkgetriebe zum Verbinden eines Antriebsmotors mit einem schwenkend anzutreibenden Schwenkbauteil bereit, welches Schwenkgetriebe aufweist ein Getriebegehäuse, eine Eingangswelle, welche am Getriebegehäuse drehbar und axialfest gelagert ist und an welche ein Antriebsmotor anschließbar ist, eine Ausgangswelle, welche am Getriebegehäuse drehbar und axialfest gelagert ist und welche zu der Eingangswelle fluchtend angeordnet ist und an welche das Schwenkbauteil anschließbar ist, und einen Getriebemechanismus, von welchem die Eingangswelle und die Ausgangswelle miteinander verbunden sind und welcher aufweist: einen Schubgewindemechanismus mit einem Schubstück, das relativ zum Getriebegehäuse drehfest angebracht ist und das mit der Eingangswelle in einem Schub-Gewindeeingriff steht, sodass das Schubstück durch eine Hin-und-Her-Drehung der Eingangswelle aufgrund des Schub-Gewindeeingriffs entlang der Eingangswelle korrespondierend axial hin und her verlagerbar ist, einen Schwenkgewindemechanismus mit einem Schwenkstück, das mit der Ausgangswelle in einem Schwenk-Gewindeeingriff steht, sodass die Ausgangswelle durch eine axiale Hin-und-Her-Bewegung des Schwenkstücks entlang der Ausgangswelle aufgrund des Schwenk-Gewindeeingriffs korrespondierend hin und her drehbar ist, und eine Kupplungseinrichtung, mittels welcher das Schubstück und das Schwenkstück miteinander axialfest verbunden sind, sodass das Schwenkstück stets zusammen mit dem Schubstück mittels der Hin-und-Her-Drehung der Eingangswelle korrespondierend axial hin und her verlagerbar ist (, um dadurch über den Schwenk-Gewindeeingriff die Ausgangswelle korrespondierend hin und her drehend anzutreiben).
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Die beiden Gewindeeingriffe, d. h. der Schub- und der Schwenk-Gewindeeingriff, erlauben eine sehr hohe Stabilität im Hinblick auf das Verhindern von Systemschwingungen hinsichtlich einer unerwünschten, der eigentlich gewünschten Drehbewegung der Ausgangswelle überlagerten Drehvibration/Drehschwingung der Ausgangswelle bzw. einer der eigentlich gewünschten Schwenkbewegung des zu schwenkenden Bauteils überlagerten Schwenkbewegungsvibration/-schwingung, da die Gewindeeingriffe per se mit geringem Bewegungsspiel bereitgestellt werden können und auch mit einem ausreichend großen Übersetzungsverhältnis bereitgestellt werden können, sodass ein Antriebsmotor, der an die Eingangswelle des Schwenkgetriebes angeschlossen wird, nur ein relativ geringes Antriebsdrehmoment und/oder Haltedrehmoment liefern muss, um die geforderte Schwenkbewegung des Bauteils sicher und schwingungsarm durchzuführen.
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Damit kann ein mit dem erfindungsgemäßen Schwenkgetriebe ausgestattetes Antriebssystem z. B. ohne Hydraulikantriebsmotor auskommen.
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Das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser beim Schub-Gewindeeingriff ist z. B. kleiner als beim Schwenk-Gewindeeingriff.
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Der Schub-Gewindeeingriff ist z. B. in Form eines Regelgewinde-Eingriffs, welcher bzw. bei welchem z. B. ein Verhältnis von Gewindesteigung zu (Nenn-)Gewindedurchmesser von kleiner ungefähr 0,5 hat bzw. ist, oder eines Feingewinde-Eingriffs, bei welchem das Verhältnis von Gewindesteigung zu (Nenn-)Gewindedurchmesser noch kleiner als beim Regelgewinde-Eingriff ist, oder eines Kugel-Umlaufspindel-Eingriffs, welcher bzw. bei welchem z. B. ein Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser von kleiner ungefähr 0,5 hat bzw. ist, oder eines Planetengewinde-Eingriffs, welcher bzw. bei welchem z. B. ein Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser von kleiner ungefähr 0,5 hat bzw. ist, oder eines Rollengewinde-Eingriffs ausgebildet, welcher bzw. bei welchem z. B. ein Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser von kleiner ungefähr 0,5 hat bzw. ist.
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Das genannte Verhältnis von 0,5 von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser entspricht etwa einem (hinsichtlich der Gewindeherstellung relevanten) Abrollwinkel von ungefähr 9,2°.
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Der Schwenk-Gewindeeingriff kann z. B. in Form eines Steilgewinde-Eingriffs ausgebildet ist, welcher bzw. bei welchem z. B. das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser (Gewindesteigung/Gewindedurchmesser) des Steilgewinde-Eingriffs wenigstens ungefähr 0,5 beträgt.
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Das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser ist beim Schwenk-Gewindeeingriff z. B. größer als beim Schub-Gewindeeingriff. Das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser ist beim Steilgewinde-Eingriff größer als beim Regel-Gewindeeingriff.
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Das Schubstück ist z. B. als Schubbuchse ausgebildet, die auf der Eingangswelle angeordnet und (auf der Eingangswelle (durch die Hin-und-Her-Drehung der Eingangswelle)) axial hin und her bewegbar ist.
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Ferner ist das Schwenkstück z. B. als Schwenkbuchse ausgebildet, die auf der Ausgangswelle angeordnet und (auf der Ausgangswelle (durch die axiale Hin-und-Her-Bewegung der Schubbuchse, mit welcher die Schwenkbuchse axialfest verbunden ist,)) axial hin und her bewegbar ist (, um dadurch die Ausgangswelle über den Schwenk-Gewindeeingriff zu einer zu der axialen Hin-und-Her-Bewegung korrespondierenden Drehbewegung (um die Längsachse) zu zwingen).
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Der Schubgewindemechanismus weist z. B. auf ein Eingangswelle-Außengewinde, das auf der Eingangswelle ausgebildet ist und mit welchem die Schubbuchse im Schub-Gewindeeingriff steht, wobei die Schubbuchse hierzu z. B. mit einem Schubbuchse-Innengewinde versehen ist, welches in das Eingangswelle-Außengewinde eingreift (d. h., der Schub-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen dem Schubbuchse-Innengewinde und dem Eingangswelle-Außengewinde ausgebildet), oder einen Kugelumlaufmechanismus mit in der Schubbuchse rückführbar gelagerten Kugeln, die in das Eingangswelle-Außengewinde eingreifen (d. h., der Schub-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen den Kugeln und dem Eingangswelle-Außengewinde ausgebildet), oder einen Planetenmechanismus mit in der Schubbuchse drehbar gelagerten Planeten, die in das Eingangswelle-Außengewinde eingreifen (d. h., der Schub-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen den Planeten und dem Eingangswelle-Außengewinde ausgebildet), oder einen Rollenumlaufmechanismus mit in der Schubbuchse rückführbar gelagerten Rollen, die in das Eingangswelle-Außengewinde eingreifen (d. h., der Schub-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen den Rollen und dem Eingangswelle-Außengewinde ausgebildet).
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Der Schwenkgewindemechanismus weist z. B. auf ein Ausgangswelle-Außengewinde, das auf der Ausgangswelle ausgebildet ist und mit welchem die Schwenkbuchse im Schwenk-Gewindeeingriff steht, wobei die Schwenkbuchse hierzu z. B. mit einem Schwenkbuchse-Innengewinde versehen ist, welches in das Ausgangswelle-Außengewinde eingreift (d. h., der Schwenk-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen dem Schwenkbuchse-Innengewinde und dem Ausgangswelle-Außengewinde ausgebildet), oder einen Kugelumlaufmechanismus mit in der Schwenkbuchse rückführbar gelagerten Kugeln hat, die in das Ausgangswelle-Außengewinde eingreifen (d. h., der Schwenk-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen den Kugeln und dem Ausgangswelle-Außengewinde ausgebildet), oder einen Planetenmechanismus mit in der Schwenkbuchse drehbar gelagerten Planeten, die in das Ausgangswelle-Außengewinde eingreifen (d. h., der Schwenk-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen den Planeten und dem Ausgangswelle-Außengewinde ausgebildet), oder einen Rollenumlaufmechanismus mit in der Schwenkbuchse rückführbar gelagerten Rollen hat, die in das Ausgangswelle-Außengewinde eingreifen (d. h., der Schwenk-Gewindeeingriff wird in diesem Falle durch den Eingriff zwischen den Rollen und dem Ausgangswelle-Außengewinde ausgebildet).
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Das Schwenkstück ist z. B. (seinerseits) relativ zum Getriebgehäuse drehfest angebracht ist, wobei optional das Schwenkstück direkt drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und zwar optional mittels einer Passfeder- und/oder einer Keilwellenverbindung. Hierbei ist z. B. das Schubstück mittels der Kupplungseinrichtung drehfest mit dem Schwenkstück verbunden, um das Schubstück relativ zum Getriebegehäuse drehfest anzubringen. D. h., weil das Schwenkstück seinerseits drehfest angebracht ist, ist das mit dem Schwenkstück drehfest verbundene Schubstück über das Schwenkstück relativ zum Gehäuse drehfest bzw. indirekt am Gehäuse drehfest festgelegt.
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Das Schwenkstück kann z. B. auch drehbar (aber dennoch axialfest) mit dem Schubstück verbunden sein und kann z. B. über einen Zusatzschwenk-Gewindeeingriff mit dem Getriebegehäuse verbunden sein, sodass das Schwenkstück im Rahmen seiner axialen Hin-und-Her-Bewegung (welche von der Drehbewegung der Eingangswelle über den Schub-Gewindeingriff bewirkt wird) mittels des Zusatzschwenk-Gewindeeingriffs (mit dem Getriebegehäuse) eine korrespondierende Hin-und-Her-Drehung erfährt, welche über den Schwenk-Gewindeeingriff (dann) korrespondierend als eine Zusatz-Hin-und-Her-Drehung auf die Ausgangswelle übertagen wird, welche (Zusatz-Hin-und-Her-Drehung) sich zur Hin-und-Her-Drehung der Ausgangswelle (zu einer Gesamt-Hin-und-Her-Drehung) hinzuaddiert, welche (Hin-und-Her-Drehung der Ausgangswelle) die Ausgangswelle (allein) durch die axiale Hin-und-Her-Bewegung des Schwenkstücks entlang der Ausgangswelle aufgrund des Schwenk-Gewindeeingriffs erfährt.
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Der Zusatzschwenk-Gewindeeingriff ist z. B. in Form eines Steilgewinde-Eingriffs ausgebildet ist, wobei optional das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser (Gewindesteigung/Gewindedurchmesser) dieses Steilgewinde-Eingriffs wenigstens ungefähr 0,5 beträgt. Der Zusatz-Gewindeeingriff kann z. B. von einem auf der Schwenkbuchse außen ausgebildeten Schwenkbuchse-Außengewinde und einem am Getriebegehäuse innen ausgebildeten Getriebegehäuse-Innengewinde ausgebildet sein, welches mit dem Schwenkbuchse-Außengewinde im Eingriff steht.
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Das Getriebegehäuse ist z. B. mit einem vorderen Axialanschlag und einem hinteren Axialanschlag ausgebildet, von denen die Axialbewegung des Schubstücks axial begrenzt ist, wobei optional der axiale Abstand zwischen dem vorderen Axialanschlag und dem hinteren Axialanschlag derart ist, dass die Ausgangswelle einen Maximalschwenkwinkel bzw. Maximalrotationswinkel von kleiner gleich 360° oder kleiner als 360° hat.
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Das Verhältnis der Gewindesteigung des Schub-Gewindeeingriffs zur Gewindesteigung des Schwenk-Gewindeeingriffs ist z. B. kleiner gleich ungefähr 0,1, und liegt optional im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 0,034. Das Verhältnis der Gewindesteigung des Schub-Gewindeeingriffs zur Gewindesteigung des Zusatzschwenk-Gewindeeingriffs ist z. B. kleiner gleich ungefähr 0,1, und liegt optional im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 0,034. Diese Verhältnisse können z. B. im Hinblick auf Schwingungs-/Vibrations-Stabilität und Schwenkbereich Vorteile haben.
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Bei dem Schwenkgetriebe können die Eingangswelle und die Ausgangswelle die einzigen Bauteile sein, welche aus dem Getriebegehäuse herausragen, wobei das Getriebegehäuse ansonsten komplett abgedichtet bzw. abgedichtet gekapselt ausgebildet sein kann. Indem die Eingangswelle und die Ausgangswelle nur drehbar sind, aber axialfest gelagert sind, kann das Gehäuse an den Austrittsstellen der Eingangswelle und der Eingangswelle sicher abgedichtet werden. Die Gewindeeingriffe können damit mit einer durch das Getriebegehäuse sicher gekapselten Schmierung, z. B. einer Fettschmierung versehen sein. D. h., die Fettschmierung bzw. das Schmierfett kann z. B. einfach in das Gehäuse eingebracht und im Getriebegehäuse (während einer bestimmten Betriebszeit) stets verbleibend und vom Getriebegehäuse gekapselt sein.
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Ein Schwenkantriebssystem zum schwenkenden Antrieb eines Schwenkbauteils gemäß der Erfindung weist auf: einen Antriebsmotor, der eine Antriebswelle hat, und ein wie in dieser Anmeldung offenbarten Schwenkgetriebe, das mit dem Antriebsmotor verbunden ist, wobei die Antriebswelle optional koaxial zur Eingangswelle angeordnet ist, wobei ferner optional der Antriebsmotor ein Pneumatik-Motor ist.
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Die zur Eingangswelle koaxiale Anordnung ermöglicht eine einfache, direkte Verbindung (d. h. z. B. ohne zwischenliegendes Getriebeelement, wie z. B. eine Kette, einen Riemen, oder ein Zahnrad) zwischen der Antriebswelle und der Eingangswelle, welche z. B. mittels einer Passfeder oder einer Keilwellenverbindung in spielarmer Weise oder z. B. mittels einer Keilverbindung in spielfreier Weise erreicht werden kann. Eine (solche) direkte Verbindung ist unempfindlicher gegenüber unerwünschten Systemschwingungen/Systemvibrationen.
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Der Pneumatik-Motor kann wegen der Kompressibilität der Pneumatik Vorteile im Hinblick auf Unempfindlichkeit gegen Blockierung haben, z. B. bei Erreichen der axialen (End-)Anschläge kann der Pneumatik-Motor einfach weiterangetrieben bleiben, ohne dass eine Überlastung des Systems droht. Das Schwenkgetriebe ermöglich ferner die Verwendung eines kleinen Pneumatik- bzw. Luftarbeitsdrucks, welche z. B. im Bereich kleiner gleich ungefähr 10 bar oder auch kleiner gleich ungefähr 6 bar liegen kann. Hierdurch kann der Energiebedarf gering gehalten werden.
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Der Antriebsmotor kann aber auch von einer Handkurbel gebildet sein, welche einen manuellen Antrieb erlaubt, oder kann von einem Elektromotor gebildet sein, wie z. B. einem Asynchronmotor und/oder einem Servomotor und/oder einem Schrittmotor. Um eine Überlastung des Elektromotors bei Erreichen eines axialen Endanschlags zu vermeiden, kann eine elektronische Regelung vorgesehen sein, welche den Elektromotor abschaltet, z. B. bei Erreichen eines vorbestimmten Maximaldrehmomentwerts.
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Es kann auch eine Steuervorrichtung vorgesehen sein, welche die Schwenkbewegung des Bauteils und/oder die Axialbewegung des Schubstücks und/oder die Drehbewegung der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle erfasst und welche auf Basis des erfassten Bewegungswegs (z. B. Schwenk- und/oder Axial- und/oder Drehbewegungswegs) den Antriebsmotor zum Erreichen der bzw. z. B. Stoppen an den gewünschten Bewegungswegenden steuert.
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Das erfindungsgemäße Schwenkgetriebe und/oder der erfindungsgemäße Schwenkantrieb kann/können zum Beispiel verwendet werden zum schwenkenden Antreiben einer Verschlussmechanik eines Spannrings einer Schälzentrifuge, zum schwenkenden Antreiben einer Schälvorrichtung einer Pharma-Zentrifuge (aller Baugrößen) und/oder einer Classic-Schälzentrifuge bis z. B. einer Baugröße von 160 Hz und/oder zum schwenkenden Antreiben von Türschälrohren, Siphonschälrohren und/oder Füllkontrollreglern.
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Die Erfindung stellt z. B. ferner bereit eine Schälzentrifuge mit einem Zentrifugen-Gehäuse, welches einen Aufnahmeraum hat und welches optional als geschlossenes Zentrifugen-Gehäuse und ferner optional wenigstens zweiteilig mit einem Gehäusetopfteil und einem Gehäusedeckelteil ausgebildet ist, einer Schleudertrommel, welche im Aufnahmeraum angeordnet ist und einen Innenraum und eine den Innenraum begrenzende Innenumfangsfläche hat, einem Schälmesser, das im Innenraum der Schleudertrommel angeordnet ist und zum Abschälen einer auf der Innenumfangsfläche abgelagerten Festgutschicht vorgesehen ist, einem Messerträger, an welchem das Schälmesser befestigt ist und welcher relativ zur Schleudertrommel schwenkbewegbar gelagert ist, um mittels Schwenkbewegens des Messerträgers das Schälmesser korrespondierend gegen die abgelagerte Festgutschicht und davon weg bewegen zu können, und einem wie in dieser Anmeldung offenbarten Schwenkantriebssystem, wobei die Ausgangswelle des Schwenkgetriebes mit dem Messerträger verbunden ist (welcher, z. B. zusammen mit dem daran befestigten Schälmesser, das schwenkend anzutreibende Schwenkbauteil darstellt) zum schwenkenden Antreiben des Messerträgers, wobei optional das Schwenkantriebssystem am Zentrifugen-Gehäuse und ferner optional am Gehäusedeckelteil des Zentrifugengehäuses angebracht bzw. (davon) abgestützt ist, z. B. ausschließlich daran angebracht bzw. (davon) abgestützt ist, wobei ferner optional der Antriebsmotor außerhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist, wobei ferner optional das Schwenkgetriebe außerhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist.
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Die Erfindung stellt z. B. ferner bereit eine Filteranlage, welche optional ein Filterzentrifuge ist, mit einem Filteranlagegehäuse, das einen ersten Gehäuseteil und einen zweiten Gehäuseteil hat, einer Filtervorrichtung, welche optional als Schleudertrommel ausgebildet ist und welche im Filteranlagegehäuse angeordnet ist und mittels welcher ein Stoffbestandteil aus einem der Filtervorrichtung zugeführten Ausgangsstoff herausfilterbar ist, einer Gehäuse-Verbindungsvorrichtung, mittels welcher der erste Gehäuseteil mit dem zweiten Gehäuseteil in lösbarer Weise fest verbindbar ist, wobei die Gehäuse-Verbindungsvorrichtung einen Spannring aufweist, der ein erstes und ein zweites Spannringende hat, die über einen Spannmechanismus miteinander verbunden sind, wobei der Spannmechanismus einen schwenkbaren Spannhebel aufweist, und einem wie in dieser Anmeldung offenbarten Schwenkantriebssystem, wobei die Ausgangswelle mit dem Spannhebel zum schwenkenden Antreiben des Spannhebels verbunden ist.
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Der Spannmechanismus kann z. B. wie in der
DE 44 19 302 C1 beschrieben ausgebildet sein, deren Offenbarung soweit zur Erläuterung des Spannmechanismus erforderlich, z. B. von Spalte 1, Zeile 44 bis Spalte 2, Zeile 57 der
DE 44 19 302 C1 , hierin mit einbezogen ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Schwenkgetriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
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2 eine schematische Schnittansicht einer Filterzentrifuge gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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In den Zeichnungen werden für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen über die Figuren hinweg verwendet.
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In 1 ist ein Schwenkgetriebe 2 (siehe z. B. auch 2) zum Verbinden eines Antriebsmotors 4 (siehe z. B. 2) mit einem schwenkend anzutreibenden Schwenkbauteil 6 (siehe z. B. 2) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht (Längsschnittansicht) dargestellt, wobei das Schwenkgetriebe 2 aufweist: ein Getriebegehäuse 8, eine Eingangswelle 10 (siehe z. B. auch 2), welche am Getriebegehäuse 8 drehbar und axialfest gelagert ist (d. h., die Eingangswelle 10 ist bezüglich des Getriebegehäuses 8 drehbar und axialfest) und an welche der Antriebsmotor 4 (siehe z. B. 2) anschließbar ist, und eine Ausgangswelle 12 (siehe z. B. auch 2), welche am Getriebegehäuse 8 drehbar und axialfest gelagert ist (d. h., die Ausgangswelle 12 ist bezüglich des Getriebegehäuses 8 drehbar und axialfest) und welche zu der Eingangswelle 10 fluchtend bzw. koaxial angeordnet ist und an welche das Schwenkbauteil 6 (siehe z. B. 2) anschließbar ist. Die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 12 sind in ihrer Axialrichtung gesehen unmittelbar hintereinander angeordnet.
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Das Getriebegehäuse 8 ist hier als ein komplett gekapseltes und abgedichtetes Gehäuse ausgebildet, von dem nur die Eingangswelle 10 mit einem freien Ende bzw. Eingangswelle-Anschlussende 11 und die Ausgangswelle 12 mit einem freien Ende bzw. Ausgangswelle-Anschlussende 13 in abgedichteter Weise herausstehen.
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Das Schwenkgetriebe 2 gemäß 1 weist ferner auf einen Getriebemechanismus 20, von welchem die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 12 miteinander verbunden sind und welcher aufweist: einen Schubgewindemechanismus 22 mit einem als Schubbuchse ausgebildeten Schubstück 24, das relativ zum Getriebegehäuse 8 drehfest angebracht ist und das mit der Eingangswelle 8 in einem Schub-Gewindeeingriff 26 steht, sodass das Schubstück 24 durch eine Hin-und-Her-Drehung der Eingangswelle 10 (um deren Längsachse) (angetrieben von dem Antriebsmotor 4) aufgrund des Schub-Gewindeeingriffs 26 entlang bzw. hier auf der Eingangswelle 10 korrespondierend axial hin und her verlagerbar ist bzw. hin und her verlagert wird.
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Der Getriebemechanismus 20 hat ferner einen Schwenkgewindemechanismus 30 mit einem als Schwenkbuchse ausgebildeten Schwenkstück 32, das mit der Ausgangswelle 12 in einem Schwenk-Gewindeeingriff 34 steht, sodass die Ausgangswelle 12 durch eine axiale Hin-und-Her-Bewegung des Schwenkstücks 32 entlang bzw. auf der Ausgangswelle 12 aufgrund des Schwenk-Gewindeeingriffs 34 korrespondierend hin und her drehbar ist (um deren Längsachse).
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Der Getriebemechanismus 20 weist ferner eine Kupplungseinrichtung 40 auf, mittels welcher das Schubstück 24 und das Schwenkstück 32 miteinander axialfest verbunden sind, sodass das Schwenkstück 32 stets zusammen mit dem Schubstück 24 mittels der Hin-und-Her-Drehung der Eingangswelle 10 (angetrieben durch den Antriebsmotor 4) korrespondierend axial (entlang der Ausgangswelle 12) hin und her verlagerbar ist. Bei der Ausführungsform von 1 erstreckt sich hierbei das Schwenkstück bzw. die Schwenkbuchse 32 integral bzw. einstückig von auf der Ausgangswelle 12 aus bis über die bzw. über einen Teil der Eingangswelle 10 sowie über das Schubstück bzw. die Schubbuchse 24 bzw. über einen Teil des Schubstücks 24. Die Kupplungseinrichtung 40 hat ferner ein auf dem Schubstück bzw. der Schubbuchse 24 ausgebildetes Kupplungs-Außengewinde 42 und ein an einer Innenumfangsfläche der Schwenkbuchse 32 ausgebildetes Kupplungs-Innengewinde 44, welches mit dem Kupplungs-Außengewinde 42 im Kupplungs-Gewindeeingriff steht. Ferner hat die Kupplungseinrichtung 40 einen an dem Schubstück bzw. an der Schubbuchse 24 angeformten Kragen 46, gegen welchen das Schwenkstück bzw. die Schwenkbuchse 32 mit einem der Eingangswelle 10 zugewandten axialen Stirnende mittels des Kupplungs-Gewindeeingriffs fest geschraubt ist, wodurch das Schwenkstück bzw. die Schwenkbuchse 32 und das Schubstück bzw. die Schubbuchse 24 axialfest und aufgrund der mittels der Verschraubung gegen den Kragen 46 erreichten Verspannung auch ausreichend drehfest aneinander befestigt sind.
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Bei der Ausführungsform von 1 weist der Schubgewindemechanismus 22 auf ein Eingangswelle-Außengewinde 50, das auf der Eingangswelle 10 ausgebildet ist und mit welchem das Schubstück bzw. hier die Schubbuchse 24 über ein Schubbuchse-Innengewinde 52, das an einer Innenumfangsfläche des Schubstücks bzw. der Schubbuchse 24 ausgebildet ist, im Schub-Gewindeeingriff 26 steht. Der Schwenkgewindemechanismus 30 weist ein Ausgangswelle-Außengewinde 60 auf, das auf der Ausgangswelle 12 ausgebildet ist und mit welchem das Schwenkstück bzw. hier die Schwenkbuchse 32 über ein Schwenkbuchsen-Innengewinde 62, das an einer Innenumfangsfläche des Schwenkstücks bzw. der Schwenkbuchse 32 ausgebildet im Schwenk-Gewindeeingriff 34 steht.
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Bei der Ausführungsform von 1 ist der Schwenk-Gewindeeingriff 34 in Form eines Steilgewinde-Eingriffs ausgebildet ist. D. h., (sowohl) das Schwenkbuchse-Innengewinde 62 als auch das Ausgangswellen-Außengewinde 60 sind als Steilgewinde ausgebildet, wobei optional das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser (Gewindesteigung/Gewindedurchmesser) des Steilgewinde-Eingriffs wenigstens ungefähr 0,5 beträgt. Der Schub-Gewindeeingriff 26 ist in Form z. B. eines Regel-Gewindeeingriffs (metrischen Gewindes) oder eines Feingewindeeingriffs ausgebildet. D. h., (sowohl) das Schubbuchse-Innengewinde 52 als auch das Eingangswellen-Außengewinde 50 sind als Regel- oder Feingewinde ausgebildet, wobei das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewindedurchmesser (Gewindesteigung/Gewindedurchmesser) des Schub-Gewindeeingriffs 26 z. B. kleiner ist als das entsprechende Verhältnis beim Schwenk-Gewindeeingriff 34 und z. B. weniger als ungefähr 0,5 beträgt.
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Das Schwenkstück bzw. die Schwenkbuchse 32 ist über eine Passfeder 70 mit in Umfangsrichtung gesehen wenig Spiel bzw. nahezu spielfrei direkt am Getriebegehäuse 8 bzw. an einer Innenfläche des Getriebegehäuses 8 drehfest angebracht, wobei die Passfeder 70 in einer im Getriebegehäuse 8 ausgebildeten Längsnut 72 (in Umfangsrichtung gesehen spielarm bzw. nahezu spielfrei) aufgenommen ist, welche parallel zu den Längsachsen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12 verläuft und welche länger als die Passfeder 70 ist, sodass sich die Passfeder 70 in der Längsnut 72 geführt entlang der Längsnut 72 axial hin und her bewegen kann, wodurch die entsprechenden axialen Hin-und-Her-Bewegungen der Schubbuchse 24 und der Schwenkbuchse 32 von dem Eingriff zwischen der Passfeder 70 in der Längsnut 72 axial geführt sind.
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Von dem Getriebegehäuse 8 werden ferner im Gehäuse-Inneren ein erster Axialanschlag bzw. axialer Endanschlag 80 und ein in Axialrichtung von diesem im Abstand angeordneter zweiter Axialanschlag bzw. axialer Endanschlag 82 ausgebildet, welche jeweils in Form einer inneren Axialschulter ausgebildet sind. Die Kombination aus fest aneinander gekuppeltem Schubstück/Schubbuchse 24 und Schwenkstück/Schwenkbuchse 32 ist in ihrem axialen Bewegungsweg durch den ersten und den zweiten Axialanschlag 80, 82 begrenzt, wobei das Schubbstück bzw. die Schubbuchse 24 mit einer Stirnendseite axial gegen den ersten Axialanschlag 80 anstoßen kann bzw. anstößt und wobei das Schwenkstück bzw. die Schwenkbuchse 32 mit einer Axialschulter gegen den zweiten Axialanschlag 83 anstoßen kann bzw. anstößt.
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Im Betrieb wird die Eingangswelle 10 von dem daran angeschlossenen Antriebsmotor 4 hin und her gedreht, wodurch die Schubbuchse 24 aufgrund ihrer relativ zum Getriebegehäuse 8 drehfesten Anbringung sowie aufgrund ihres Schub-Gewindeeingriffs 26 mit der Eingangswelle 10 auf der Eingangswelle 10 sowie entlang der Eingangswelle 10 axial hin und her bewegt wird. Dadurch wird wiederum die mit der Schubbuchse 24 axialfest gekuppelte Schwenkbuchse 32 korrespondierend axial hin und her bewegt, wodurch die Ausgangswelle 13 aufgrund ihres Schwenk-Gewindeeingriffs 34 mit der Schwenkbuchse 32 und aufgrund ihrer relativ zum Getriebegehäuse 8 axialfesten Lagerung korrespondierend zu der axialen Hin-und-Her-Bewegung der Schwenkbuchse 32 hin und her gedreht wird, um damit ein mit der Ausgangswelle 13 drehfest verbundenes Bauteil 6 (siehe 6) korrespondierend hin und her zu schwenken.
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Bei einer nicht dargestellten Alternative ist die Schwenkbuchse bzw. das Schwenkstück 32 nicht mittels einer Passfeder 70 drehfest am Getriebegehäuse 8 angebracht, sondern z. B. mittels eines den Passfeder-Längsnut-Eingriff ersetzenden Gewindeeingriffs mit Getriebegehäuse 8 verbunden, welcher einen Zusatzschwenk-Gewindeeingriff darstellt, der z. B. als Steilgewindeeingriff ausgebildet ist, wobei die Schwenkbuchse bzw. das Schwenkstück 32 dann z. B. relativ zu dem Schubstück bzw. der Schubbuchse 24 drehbar angeordnet ist, und wobei das Schubstück bzw. die Schubbuchse 24 nicht über das Schwenkstück bzw. die Schwenkbuchse 32, sondern z. B. direkt, z. B. anhand einer Passfeder, mit dem Getriebegehäuse 8 drehfest gekuppelt ist.
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Der nicht dargestellte Zusatzschwenk-Gewindeeingriff bewirkt, dass die Schwenkbuchse bzw. das Schwenkstück 32, wenn es vom Schubstück bzw. von der Schubbuchse 24 axial hin und her bewegt wird, seinerseits eine (Zusatz-)Hin-und-Her-Drehung erfährt, die mit der Hin-und-Her-Drehung der Ausgangswelle 12, welche Hin-und-Her-Bewegung aufgrund des Schwenk-Gewindeeingriffs 34 in Kombination mit der axialen Hin-und-Her-Bewegung des Schwenkstücks bzw. der Schwenkbuchse 32 auftritt, gleichsinnig ist, so dass die Ausgangswelle 12 eine Gesamt-Hin-und-Her-Drehung aus der genannten Hin-und-Her-Drehung und der Zusatz-Hin-und-Her-Drehung erfährt.
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2 zeigt als Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Schwenkgetriebe 2 eine Schälzentrifuge 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Schälzentrifuge 200 gemäß 2 weist z. B. auf ein Zentrifugen-Gehäuse 210, welches einen Aufnahmeraum 220 hat und welches optional als geschlossenes Zentrifugen-Gehäuse und ferner optional wenigstens zweiteilig mit einem Gehäusetopfteil 222 und einem Gehäusedeckelteil 224 ausgebildet ist, eine Schleudertrommel 230, welche im Aufnahmeraum 220 angeordnet ist und welche mittels einer Trommelantriebswelle 232, die ihrerseits von einem Trommelantriebsmotor 234, z. B. einem Elektromotor, drehend angetrieben wird, hier über einen Riemenantrieb 236, drehend antreibbar ist.
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Die Schleudertrommel 230 hat einen (Trommel-)Innenraum 240 und eine den (Trommel-)Innenraum 240 begrenzende Innenumfangsfläche 244, an bzw. auf welcher ein Filtermittel 246, z. B. ein Siebgewebe, angeordnet ist.
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Die Schälzentrifuge 200 weist ferner auf ein Schälmesser 260, das im Innenraum 240 der Schleudertrommel 230 angeordnet ist und zum Abschälen einer auf der Innenumfangsfläche 244 abgelagerte Festgutschicht 264 vorgesehen ist, und einen Messerträger 270, an welchem das Schälmesser 260 befestigt ist und welcher mittels einer Drehlagerung 265 relativ zur Schleudertrommel 230 und relativ zum Zentrifugen-Gehäuse 210 schwenkbewegbar gelagert ist (z. B. um eine zur Drehachse der Schleudertrommel 230 im Radialabstand angeordnete sowie z. B. dazu zumindest im Wesentlichen parallele oder parallele Schwenkachse), um mittels Schwenkbewegens des Messerträgers 270 das Schälmesser 260 korrespondierend gegen die bzw. hin zu der abgelagerte/n Festgutschicht 264 und davon weg bewegen zu können, und ein Schwenkantriebssystem 300 zum schwenkenden Antrieb/Antreiben eines bzw. des Schwenkbauteils 6, welches hier von dem Messerträger 270 mit oder ohne dem daran befestigen Schälmesser 260 gebildet wird, wobei das Schwenkantriebssystem 300 aufweist den Antriebsmotor 4, der eine Motorausgangswelle bzw. Antriebswelle 302 hat, und ein Schwenkgetriebe 2, welches z. B. wie das anhand von 1 beschriebene Schwenkgetriebe 2 aufgebaut ist und welches mit dem Antriebsmotor 4 verbunden ist.
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Die Ausgangswelle 12 des Schwenkgetriebes 2 ist mit dem Messerträger 270 drehfest verbunden zum schwenkenden Antreiben des Messerträgers 270. Das Schwenkantriebssystem 300 ist bei der Ausführungsform von 2 am Zentrifugen-Gehäuse 210 außerhalb dessen Aufnahmeraums 220 angeordnet, wobei es in diesem Falle außerhalb des Aufnahmeraums 210 angeordnet ist. D. h., der Antriebsmotor 4 ist hier komplett außerhalb des Aufnahmeraums 220 des Zentrifugen-Gehäuses 210 angeordnet, und das Schwenkgetriebe 2 ist zumindest im Wesentlichen oder komplett außerhalb des Aufnahmeraums 220 des Zentrifugen-Gehäuses 210 angeordnet. Ferner ist hier das Antriebssystem 300 am Gehäusedeckelteil 222 des Zentrifugengehäuses 210 angebracht bzw. daran befestigt bzw. daran abgestützt (z. B. ausschließlich daran angebracht/befestigt/abgestützt).
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Der Gehäusedeckelteil
222 und der Gehäusetopfteil
224 können z. B. mittels des in der
DE 44 10 302 C1 beschriebenen Spannrings lösbar aneinander befestigt sein, welcher einen Spannmechanismus, z. B. mit einem Spannhebel, hat, der seinerseits durch ein zu dem Antriebssystem
300 (z. B.) zumindest im Wesentlichen baugleichen Antriebssystem (schwenkend) angetrieben bzw. betätigt wird.
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Bei der Ausführungsform von 2 sind die Antriebswelle 302 des Antriebsmotors 4, die Eingangswelle 10 des Schwenkgetriebes 2 und die Ausgangswelle 12 des Schwenkgetriebes 2 zueinander fluchtend bzw. koaxial angeordnet, wobei die Eingangswelle 10 koaxial in eine zentrale Aussparung in der Antriebswelle 302 eingreift und in dieser Aussparung drehfest befestigt ist, z. B. mittels einer Passfederverbindung oder einer Keilwellenverbindung oder einer Keilverbindung, und wobei die Ausgangswelle 12 koaxial in einer zentralen Aussparung eines Auslegerarms 304 des Messerträgers 260 eingreift und in dieser Aussparung drehfest befestigt ist, z. B. mittels einer Passfederverbindung oder einer Keilwellenverbindung oder einer Keilverbindung. Der Auslegerarm 304 des Messerträgers 260 erstreckt sich seinerseits fluchtend bzw. koaxial zu der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12 des Schwenkgetriebes und damit auch zu der Antriebswelle 302 des Antriebsmotors 4.
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Der Antriebsmotor 4 ist z. B. ein Pneumatik-Motor, welcher über eine Pneumatikleitung mit Druckluft versorgbar und mittels der Druckluft (pneumatisch) antreibbar ist. Der Antriebsmotor 4 kann aber auch z. B. als Elektromotor ausgebildet sein.
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Die Filterzentrifuge 200 verfügt noch über diverse andere Vorrichtungen, wie z. B. eine Feststoff-Austragvorrichtung 400 zum Austragen des von dem Schälmesser 260 abgeschälten Festguts bzw. Feststoffguts 264 aus dem Zentrifugen-Gehäuse 210, eine Waschvorrichtung 420 mit Waschdüsen zum Aufbringen von Waschflüssigkeit auf das an der Trommelinnenumfangsfläche 244 anhaftende Festgut bzw. Feststoffgut 264, eine Zuführvorrichtung 450 zum Zuführen des zu filternden Materials/Stoffgemischs (z. B. Suspension) in die Schleudertrommel 230 und eine Füllstand-Kontrollvorrichtung 455 zum Überwachen des Füllstands des zu filternden Materials in der Schleudertrommel 230.
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Das Zentrifugen-Gehäuse 210 weist einen Auslassanschluss 460 auf, über welchen das von dem zu filternden Material nach dem Ausfiltern des Festgutstoffs 264 verbleibende Material aus dem Zentrifugen-Gehäuse 210 abführbar ist. Die Filterzentrifuge 200 hat ferner z. B. einen Maschinensockel 500 und einen Maschinerahmen 502, an welchen die diversen Bauteile, wie z. B. das Filtergehäuse 210 und der Trommelantriebsmotor 234, der Filterzentrifuge 200 angebracht und gehalten sind.
