DE1031222B

DE1031222B - Spindle arrangement for centrifuges

Info

Publication number: DE1031222B
Application number: DEW16037A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Hemfort; Hugo Zurbrueggen
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1955-02-19
Filing date: 1955-02-19
Publication date: 1958-05-29
Also published as: BE545261A; CH337127A; GB804144A; FR1142111A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Aufrecht stehende Zentrifugenspindeln sind in einem oberen Radiallager oder Halslager und einem unteren Radiallager drehbar gelagert. Neben der Lagerung der rotierenden Spindel hat das Halslager noch die Aufgabe, radialen Schwingungen, die durch Unbalancen der Trommel entstehen, entgegenzuwirken. Dies wird z. B. dadurch erreicht, daß der die äußere Lagerschale umgebende Druckring mit einem sternförmig angeordneten Federsystem zusammenwirkt, welches am Zentrifugengestell befestigt ist. Trotz dieser federnden Abstützung des Halslagers führt die Spindel normalerweise noch kleine Pendelbewegungen aus. Bei fester Einspannung der äußeren Lagerschale des unteren Radiallagers im Separatorgestell 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 zwar die Pendelbewegungen der Spindel in Höhe dieses Lagers.Upright centrifuge spindles are in an upper radial bearing or neck bearing and one lower radial bearing rotatably mounted. In addition to the storage of the rotating spindle, the neck bearing nor the task of counteracting radial vibrations caused by imbalances in the drum. This is z. B. achieved in that the The pressure ring surrounding the outer bearing shell interacts with a spring system arranged in a star shape, which is attached to the centrifuge frame. Despite this resilient support of the neck bearing the spindle normally performs small pendulum movements. With firm clamping of the outer Bearing shell of the lower radial bearing in the separator frame, this bearing is allowed to resist the vibrations Do not keep the spindle rigid if you avoid overstressing these parts should. The greater the distance between the neck bearing and the lower radial bearing, the smaller it is the pendulum movements of the spindle at the level of this bearing.

Um die Pendelbewegungen der Spindel mitmachen zu können, ist das an ihrem äußersten Ende angeordnete untere Radiallager im allgemeinen als Pendellager ausgebildet. Die innere Lagerschale sitzt 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 von einem Lagergehäuse gehalten. Diese Konstruktion gestattet bei Schwingungen der Spindel um ihre lotrechte Lage ein Gleiten der Kugeln auf der konkaven Lauffläche der äußeren Lagerschale.In order to be able to participate in the pendulum movements of the spindle, this is arranged at its outermost end lower radial bearings generally designed as self-aligning bearings. The inner bearing shell is tight on the spindle; their outer tread is with two concentric grooves, in which the balls, arranged one above the other in two rings, run. This gives them a precisely defined position in relation to the spindle. The outer bearing cup is turned concave and is held by a bearing housing. This construction allows for vibrations the spindle to its vertical position a sliding of the balls on the concave running surface of the outer Bearing shell.

Bei größeren Zentrifugen ist meistens unterhalb der Spindel noch ein 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 Gewindestücks in das Drucklagergehäuse, das im allgemeinen gleichzeitig das Lagergehäuse für das untere Radiallager bildet, werden Drucklager, 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.In the case of larger centrifuges, a thrust bearing is usually arranged underneath the spindle The task is to take the weight of the drum and the spindle. It rests on a pressure piece which can be provided with a central hole on the underside to accommodate a compression spring, to compensate for the axial vibrations of the spindle. By screwing a threaded piece into the thrust bearing housing, which is generally also the bearing housing for the lower radial bearing forms, the thrust bearing, thrust piece and compression spring are held together and against the lower end of the spindle pressed. In this way, the spindle with the seated drum can also be moved axially, which is especially important when deriving the centrifuged material by means of peeling discs for the precise setting of the Drum height is important.

Diese oft verwendete Konstruktion hat aber gewisse Nachteile. Zunächst ist es nicht vorteilhaft, daß die Spindelanordnung für ZentrifugenHowever, this often used construction has certain disadvantages. First of all, it is not advantageous that the Spindle arrangement for centrifuges

Anmelder:Applicant:

Westfalia Separator A. G.,
Oelde (Westf.)Westfalia Separator AG,
Oelde (Westphalia)

Heinrich Hemfort und Hugo Zurbrüggen,Heinrich Hemfort and Hugo Zurbrüggen,

Oelde (Westf.),
sind als Erfinder genannt wordenOelde (Westphalia),
have been named as inventors

Pendelbewegungen der Spindel am unteren Ende von beweglichen Teilen, den Kugeln des Pendellagers, aufgenommen werden müssen. Kugeln und Lagerschalen werden dadurch einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt. Im Laufe der Zeit kann es zu Beschädigungen der Lagerschalen und des Lagergehäuses kommen. Zum Auswechseln eines beschädigten Drucklagergehäuses muß letzteres meistens aus seinem strammen Sitz herausgeschlagen werden. Da Zentrifugen normalerweise ortsfest montiert sind, ist es dann erforderlich, sie von ihrem Fundament zu entfernen. Dieses ist umständlich und bereitet besonders dort, wo Platzmangel herrscht, z. B. auf Schiffen, Schwierigkeiten. Außerdem müssen die Zu- und Ablaufleitungen abgeschraubt werden, und beim späteren Zusammenbau ist eine erneute Einstellung der Spindel auf die richtige Höhe erforderlich.Pendulum movements of the spindle at the lower end of moving parts, the balls of the self-aligning bearing, must be included. Balls and bearing shells are subject to increased wear exposed. Over time this can damage the bearing shells and the bearing housing come. To replace a damaged thrust bearing housing, the latter usually has to be removed from his be knocked out tightly. Since centrifuges are usually stationary, it is then required to remove them from their foundation. This is cumbersome and particularly prepares where there is a lack of space, e.g. B. on ships, difficulties. In addition, the inlet and outlet pipes unscrewed, and when reassembling it is necessary to readjust the spindle to the correct height required.

Es ist bereits bekannt, bei direkt angetriebenen, nicht mit einem Drucklager ausgerüsteten Kleinzentrifugen die Spindel und die an ihren beiden Enden angeordneten Radiallager in einer Hülse zusammenzufassen und diese mittels ringförmiger, elastischer Elemente gegenüber dem Zentrifugengestell abzustützen. Bei diesen Zentrifugen kann das untere Ende der Hülse infolge der elastischen Anordnung noch radiale Bewegungen ausführen, so daß zwischen Motorwelle und Trommelspindel eine radial-elastische Kupplung vorgesehen werden muß.It is already known in the case of directly driven small centrifuges that are not equipped with a thrust bearing the spindle and the radial bearings arranged at both ends in a sleeve summarize and this by means of annular, elastic elements opposite the centrifuge frame to support. In these centrifuges, the lower end of the sleeve due to the elastic arrangement still perform radial movements so that between the motor shaft and the drum spindle a radial-elastic coupling must be provided.

Die Erfindung bezieht sich auf größere Zentrifugen, die notwendigerweise mit einem Drucklager ausgerüstet sein müssen.The invention relates to larger centrifuges that are necessarily equipped with a thrust bearing must be equipped.

Das wesentlichste Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Trommelspindel, das obere und das untere Radiallager sowie das Drucklager in einer alle diese Teile zusammenfassenden Hülse zu einerThe most important feature of the invention is that the drum spindle, the upper and the lower radial bearing and the thrust bearing in a sleeve that combines all of these parts into one

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auswechselbaren Einheit fest zusammengebaut sind und diese Hülse so angeordnet ist, daß das zusammengebaute System bei Unbalancen der Trommel um einen feststehenden Punkt am unteren Ende der Hülse pendelt. Die Montage dieser Teile kann außerhalb der Zentrifuge vorgenommen werden. Das Pendellager ist durch ein gewöhnliches Radiallager ersetzt. Das Drucklager wird von einer mit der Hülse verschraubten Buchse gehalten. Die gesamte Lagerung stützt sich dabei auf einem elastischen Auflagerkörper ab, der gleichzeitig die Pendelbewegungen und die axialen Schwingungen ausgleicht. Dadurch wird eine besondere Druckfeder überflüssig. Die zusammengebaute Lagerung kann nach Abheben der Trommel und nach Lösen weniger Schrauben aus dem Zentrifugengestell herausgenommen werden. Eine erneute Einstellung der Spindelhöhe nach dem 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.interchangeable unit are firmly assembled and this sleeve is arranged so that the assembled System in case of imbalances of the drum around a fixed point at the lower end of the Sleeve swings. These parts can be assembled outside the centrifuge. That The self-aligning bearing is replaced by an ordinary radial bearing. The thrust bearing is held by one with the sleeve screwed socket held. The entire storage is based on an elastic support body which at the same time compensates for the pendulum movements and the axial vibrations. Through this a special compression spring becomes superfluous. The assembled storage can after lifting the Drum and after loosening a few screws can be removed from the centrifuge frame. It is no longer necessary to adjust the spindle height again after reinstallation. Through this, that the sleeve swings with the spindle, the air gap between a neck bearing spindle cap and a guide ring screwed into the sleeve become very small, making the penetration more damaging Gases and vapors are largely prevented. If the upper ball bearing is damaged, it can Guide ring serve as a plain bearing for a short time and thereby prevent major damage.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Three exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Ausführung, bei der die Hülse einen um einen starr befestigten Bolzen angeordneten Pendelring umfaßt;Fig. 1 shows an embodiment in which the sleeve is arranged around a rigidly attached bolt Includes shuttle ring;

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung, bei der die Hülse in einen am Gestell befestigten Pendelring hineinragt;Fig. 2 shows a similar embodiment, in which the sleeve in a pendulum ring attached to the frame protrudes;

Fig. 3 zeigt eine von Fig. 1 und 2 abweichende Ausführung der Erfindung.FIG. 3 shows an embodiment of the invention that differs from FIGS. 1 and 2.

Nach Fig. 1 ist die rotierende Spindel 1 im Halslager 2 und im unteren Radiallager 3 drehbar gelagert. In Höhe des Halslagers 2 ist die Spindel 1 durch mehrere auf dem Umfang verteilt angeordnete Spiralfedern 20 radial-elastisch abgestützt. Das Drucklager 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 Drucklager gedrückt wird. Die Scheibe 8 aus elastischem Material nimmt die axialen Schwingungen und die 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 Auflagerkörpers 8 ist um den Zapfen 9 ein Pendelring 13 angeordnet. Er kann aus Metall oder einem anderen Material, z. B. aus Kunststoff, bestehen. Das Lager 3 wird durch die Scheibe 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 Antriebrades ist in Höhe der Schnecke die Hülse 6 mit einer Aussparung 18 versehen. Um beim Herausnehmen der Hülse dem Antriebrad ausweichen zu können, ist der Boden des Zentrifugengestells auf der dem Rad gegenüberliegenden Seite so ausgebildet, daß die Hülse ausgeschwenkt werden kann.According to FIG. 1, the rotating spindle 1 is rotatably mounted in the neck bearing 2 and in the lower radial bearing 3. At the level of the neck bearing 2, the spindle 1 is arranged by several distributed around the circumference Spiral springs 20 supported in a radially elastic manner. The thrust bearing 4 supports the spindle and the drum in the axial direction Direction off. It rests on a pressure piece 5, which is pushed through the bushing 7 screwed into the sleeve 6 is pressed against the thrust bearing. The disk 8 made of elastic material absorbs the axial vibrations and the pendulum movements of the spindle. It is around a pin 9 of the locking piece 10 placed, which is fastened to the centrifuge frame 12 by means of screws 11. Above the elastic A pendulum ring 13 is arranged around the pin 9. It can be made of metal or a other material, e.g. B. made of plastic. The bearing 3 is covered by the disk 14. In the A guide ring 15 is screwed into the upper opening of the sleeve 6 and is connected to the neck bearing spindle cap 16 forms a narrow annular gap 17. For the engagement of the drive wheel, the sleeve 6 is at the level of the worm provided with a recess 18. To avoid the drive wheel when removing the sleeve the bottom of the centrifuge frame on the side opposite the wheel is designed in such a way that that the sleeve can be swung out.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der Pendelring 21 am Zentrifugengestell befestigt, in den die Hülse 6 hineinragt. Die übrigen Teile in Fig. 2 stimmen mit denen in Fig. 1 überein.In the embodiment of FIG. 2, the pendulum ring 21 is attached to the centrifuge frame, in which the Sleeve 6 protrudes. The other parts in FIG. 2 correspond to those in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hier ist die Antriebspindel über den elastischen Auflagerkörper hinaus verlängert und eine Keilriemenscheibe 22 an der Spindelverlängerung angeordnet. Der Pendelring 23 bildet hier mit dem Teil 19 ein Stück. An Stelle der Keilriemenscheibe kann auf dem verlängerten Spindelende auch ein Antriebrad angeordnet sein.Fig. 3 shows another embodiment of the invention. Here is the drive spindle over the elastic support body also extended and a V-belt pulley 22 on the spindle extension arranged. The pendulum ring 23 forms one piece with the part 19 here. Instead of the V-belt pulley A drive wheel can also be arranged on the extended spindle end.

Claims

1. Spindle arrangement for centrifuges with upright, one-piece drive spindle and laterally arranged drive motor, characterized in that the spindle, the upper and the lower radial bearing and the thrust bearing in a radially and axially elastically arranged sleeve are combined into an exchangeable unit.

2. Spindle arrangement according to claim 1, characterized in that the sleeve at the upper end is supported in a radially elastic manner with respect to the centrifuge frame by spiral springs (20) and rests with its lower end on an elastic support body (8).

3. Spindle arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that in the opening a pin (9) rigidly attached to the centrifuge frame at the lower end of the sleeve (6) protrudes around which the storage oscillates.

4. Spindle arrangement according to claim 3, characterized in that around the pin (9) Pendulum ring (13) lies.

5. Spindle arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the sleeve (6) or a part firmly connected to it protrudes into a ring (21) rigidly attached to the frame.

6. Spindle arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the worm wheel is arranged above the lower radial bearing (4) and the sleeve (6) at the level of the Worm wheel is provided with a recess.

7. Spindle arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the lower The end of the spindle protrudes through the elastic support body (8).

8. Spindle assembly according to claim 7, characterized in that the elongated end of the Spindle (1) a drive wheel for driving the spindle is attached.

9. Spindle assembly according to claim 7, characterized in that the elongated end of the Spindle (1) a V-belt pulley (22) is arranged.

Considered publications:
German Patent Nos. 405 918, 596 402;
Austrian Patent No. 32,250;
U.S. Patent Nos. 2,534,738, 2,698,131.

1 sheet of drawings