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Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich der Unwucht von um eine lotrechte
Achse umlaufenden, elastisch gelagerten Körpern, insbesondere Wäscheschleudern Zum
selbsttätigen Ausgleich der Unwucht von schnell umlaufenden, elastisch gelagerten
Körpern, insbesondere Wäscheschleudern und Spinnzentrifugen, ist schon vorgeschlagen
worden, in einer besonderen, mit der Schleudertrommel umlaufenden Kammer Flüssigkeit,
die beim Arbeitsvorgang anfällt oder zusätzlich hinzugefügt wird, zu sammeln und
in der zum Auswuchten notwendigen Menge beim Umlauf in der Kammer zu belassen.
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Mit einer derartigen Einrichtung ist aber ein tatsächliches Auswuchten
nicht möglich. Die Flüssigkeit bildet beim Umlaufen der Schleudertrommel einen an
der äußeren Wand der Auswuchtkammer anliegenden Ring. Bestenfalls bringt dieser
Flüssigkeitsting keine weitere Unwucht in das Umlaufsystem und kann einer Unbalance
nur insoweit entgegenwirken, als er die Lage des Gesamtschwerpunktes durch die eigene
Masse in Hinsicht eines Heraurückens des Gesamtschwerpunktes an die Drehachse beeinflußt.
Dagegen kann der zusätzliche flüssigkeitsring keine Gegenwirkung in der Weise ausüben,
daß sein eigener Schwerpunkt zum Ausgleich der Unwucht auf die Gegenseite einer
exzentrischen Schwerpunktlage der Trommelladung wandert.
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Es sind zwar Vorrichtungen zum selbsttätigen Auswuchten sich drehender
Körper, z.B. Schleudertrommeln, bekannt, bei denen n Ausgleichgewichte durch die
aus schwingende Schleudertrommel auf die Gegenseite der exzentrischen Schwerpunktlage
der Trommel verstellt werden. Diese Anordnung bedingt jedoch schwere, mit dem Fassungsvermögen
der Zentrifuge wachsende Ausgleichgewichte, die zur Überwindung des Anfahrmoments
der um die Ausgleichgewichte vermehrten Last entsprechend große oder stark überlastbare
Motoren erfordern.
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Die Erfindung betrifft demgegenüber einen selbsttätigen Unwuchtausgleich
für Schleudertrommeln durch ein nur einseitig entsprechend einer vorhandenen Unbalance
der Schleudeiladung auf der Gegenseite der exzentrischen Schwerpunktlage der Ladung
am Umfang der Schleudertrommel zugefügtes Ausgleichgewicht.
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Bei einer bekannten, nach diesem Prinzip arbeitenden Auswuchtvorrichtung
für Schleudertrommeln werden als Massebehälter dienende, gegeneinander winkelversetzte
Flüssigkeitskammem durch einen Unbalanceanzeiger und zugeordnete Steuerorgane nach
Maßgabe der angezeigten Unbalance mit Flüssigkeit als Auswuchtmasse gefüllt. Bei
dieser Auswuchtvorrichtung haben die am Umfang der Schleudertrommel angeordneten
Flüssigkeitsbehälter je ihre eigene, während des Betriebes eine und ausschaltbare
Zuleitung
für die Ausgleichflüssigkeit. Durch diese Anordnung ergibt sich ein kompliziertes
und störanfälliges Steuersystem, bei dem Störungen nur von damit vertrauten Fachleuten
behoben werden können und daher einen längeren Ausfall der Zentrifuge bis zur Beseitigung
der Störung bedingen.
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Die Erfindung bedient sich zum selbsttätigen Ausgleich der Unwucht
von umlaufenden Körpern, insbesondere Zentrifugen mit einem die Schleudertrommel
aufnehmenden, schwingend abgestützten Gehäuse, z. B. Wäscheschleudern, Entölungszentrifugen
od. dgl., ebenfalls der Einfüllung von Flüssigkeit als Unwuchtausgleich in am Umfang
der Schleudertrommel in gleichmäßiger Verteilung vorgesehene Behälter, macht jedoch
einen Unbalanceanzeiger und davon gesteuerte elektrische Regelorgane mit Relais
und abgestimmten Halteeinrichtungen für jeden der Auswuchtbehälter entbehrlich.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, den Flüssigkeitsaustritt
aus dem Düsenmundstück einer ortsfesten Leitung so anzuordnen, daß der Flüssigkeitsstrahl
bei auftretender Unbalance der Schleudertrommel in den oder gegebenenfalls die auf
der Gegenseite der exzentrischen Schwerpunktlage der Schleuderladung liegenden Behälter
eintritt, deren Einlaßöffnung für die Flüssigkeit beim Ausgleich der Unwucht außerhalb
des Düsenstralhles der Ausgleichflüssigkeit umläuft. Auf diese Weise wird jegliche
Steuervorrichtung für die Regelung des Zuflusses der Ausgleichflüssigkeit in die
Auswuchtbehälter erübrigt, und die Steuerung wird selbsttätig von der Schwingungslage
der Schleudertrommel im nicht ausbalancierten oder ausbalancierten Zustand übernommen.
Demgemäß
ist die Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich der Unwucht von um eine lotrechte
Achse umlaufenden Körpern, insbesondere Wäscheschleudern, durch Auswuchten mittels
Einführens von Flüssigkeit in am Umfang der Schleudertrommel in gleichmäßiger Verteilung
vorgesehene Behälter nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter
an ihrem oberen Boden einen kreisbogenförmig verlaufenden, vornehmlich stegförmig
überstehenden Einlaßschlitz aufweisen, der bei einem unter der Unwucht eintretenden
Ausschwingen der Schleudertrommel auf deren dem Ausschlag gegenüberliegenden Umfangseite
in den Bereich einer feststehenden Düse tritt, aus der zum Ausgleich oder zur ausreichenden
Minderung der Unbalance Flüssigkeit in den oder die auf der Gegenseite der exzentrischen
Schwerpuniktlage gelegenen Behälter eingefüllt wird.
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An sich könnten die Behälter an ihrem unteren Boden geschlossen und
mit Ventilen versehen sein, die nach beendetem Schleudervorgang zum Ablassen der
Auswuchtflüssigkeit geöffnet und für einen erneuten Schleudervorgang wieder geschlossen
werden.
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Dadurch würde beispielsweise auch beim Anfahren der Schleudertrommel
infolge ihres Ausschwingens unter einer Unbalance in die Behälter eintretende Ausgleichflüssigkeit
trotz noch geringer Drehzahl der an, laufenden Schleudertrommel nicht abfließen
können. Vorteilhafterweise wird jedoch, insbesondere bei Zentrifugen mit mitschwingendem
Gehäuse, das die Zugänglichkeit der Behälter unterbindet, in deren unterem Boden
an der der Drehachse der Schleudertrommel zu gelegenen Bodenseite eine Öffnung vorgesehen,
aus der die Ausgleichflüssigkeit beim Stillstand der Schleudertrommel ablaufen kann,
während sich die Flüssigkeit beim Umlaufen der Schleudertrommel an der Außenwand
der Behälter in Ringsegmentform anlegt.
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Die Auswuchtbehälter, die in beliebiger Anzahl am Umfang der Schleudertrommel
gleichmäßig verteilt angeordnet sein können, werden zur Beschränkung auf vorzugsweise
drei Behälter von ausreichender Fassung zweckmäßigerweise im Querschnitt kreissegmentförmig
ausgebildet.
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Im allgemeinen wird die Leitung für die Ausgleichflüssigkeit zwangläufig
in Abhängigkeit vom Einschalten des Zentrifugenantriebes geöffnet und mit dem Abschalten
des Antriebes geschlossen. Es kann n sich aber zur Einsparung von Ausgleichflüssigkeit
auch empfehlen, mit dem Einschalten des Schleuderantriebes z. B. ein Magnetventil
zu betätigen, das den Zustrom von Ausgleichflüssigkeit nur für eine bestimmte, zur
Behebung einer Unbalance ausreichende Zeit, beispielsweise 20 bis 30 Sekunden, freigibt
und dann selbsttätig den weiteren Zufluß absperrt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich
der Unwucht von um eine lotrechte Achse umlaufenden Körpern nach der Erfindung ist
in der Zeichnung für eine Zentrifuge mit mitschwingendem Gehäuse dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen lotrechten Querschnitt durch die -Zentrifuge an
der Sitzstelle eines Auswuchtbehälters und Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach
der Linie II-II in Fig. 1.
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An der Schleudertrommel 1 sind an drei oder mehreren gleichmäßig
über dem Umfang verteilten Stellen zur Aufnahme von Ausgleichflüssigkeit bestimmte
Auswuchtbe. hälter 2 durch Tragbolzen 3 in
einem geringen Abstand von der Außenwand
der Trommel befestigt. Die Auswuchtb eh älter 2 tragen einen an ihrem oberen Boden
stegförmig überstehenden Einlaßschlitz 4. Über dem Einlaßschlitz befindet sich eine
feststehende Austrittdüse 5 einer von einem Schutzmantel 6 umgebenen Wasserleitung
7.
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Die Düse 5 liegt in der Ruhe- bzw. der ausbalancierten Mittellage
der Schleudertrommel 1 etwas seitlich des Einlaßschlitzes 4 zur Trommelmitte hin
versetzt. Aus der Düse 5 austretende Flüssigkeit fließt daher nur dann durch den
Einlaßschlitz4 in einen der Auswuchtbehälter 2, wenn die Schleudertrommel 1 durch
eine Unwucht der Ladung ausschwingt, so daß der auf der Gegenseite des Ausschlages
liegende Auswuchtbehälter mit seinem Einlaßsohlitz 4 unter den Flüssigkeitsstrahl
der Düse 5 tritt. Durch den Eintritt der Flüssigkeit in den auf der Gegenseite einer
exzentrischen Schwerpunktlage der Ladung stehenden Auswuchtbehälter 2 wird die Unbalance
ausgeglichen und die Schleudertrommel 1 wieder in einen Umlauf um die Mittellage
zurückgeführt. Liegt der exzentrischen Schwerpunktlage der Ladung auf der Gegenseite
der Schleudertrommel nicht ein Auswuchtbehälter 2 unmittelbar gegenüber, so verteilt
sich die Ausgleichflüssigkeit in dem zum Ausgleich nötigen Maß von selbst anteilig
in zwei benachbarte Behälter 2.
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Die Auswuchtbehälter 2 sind kreisringsegmentförmig ausgebildet, so
daß der Flüssigkeitsstrahl aus der Düse 5 auf einem Winkelbereich von mehreren Graden
durch den Einlaßschlitz 4 in die Auswuchbbehälter 2 eintreten kann. Die Auswuchtbehälter
2 sind ; gegebenenfalls der Höhe nach durch Zwischenböden 8 in mehrere Ab teile
unterteilt, die durch Öffnungen 9 an der zur Drehachse der Schleudertrommel hin
ge-Gelegenen Seite der Zwischenböden 9 miteinander in Verbindung stehen. Der untere
Boden der Auswuchtbehälter enthält am inneren Rand eine Auslaßöffnung 10, aus der
die Ausgleichflüssigkeit beim Stillstand der Schleudertrommel abfließen kann. in
der r Wasserleitung für die Ausgleichflüssigkeit ist ein Ventil 11 angeordnet, das
z. B. in Abhängigkeit vom Ein- und Abschalten des Schleuderantriebes geöffnet und
geschlossen wird. Um nicht während der ganzen Betriebszeit der Zentrifuge Ausgleichflüssigkeit
laufenzulassen, kann es sich empfehlen, das Ventil ii in der Wasserleitung 7 als
Magnetventil auszubilden, das nach dem vom Einschalten des Sohleuderantriebes abhängigen
Öffnen sich nach einer gewissen, für die Behebung der Unbalance ausreichenden Zeit
selbsttätig schließt.
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Die Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich der Unwucht von um eine
lotrechte Achse umlaufenden Schleudertrommeln ist besonders geeignet bei Zentrifugen,
deren Schleudertrommel in einem mitschwingenden Gehäuse 12 gelagert ist, dessen
Lagerabstützung nur Gleitbewegungen in der horizontalen Ebene zuläßt. Durch den
Wegfall von Taumel- und Präzessionsbewegungen treten dabei höhenmäßige Veränderungen
und Verschiebungen in der gegenseitigen Lage der feststehenden Düse 5 gegenüber
den Auswuchtbehältern2 mit dem Einlaßschlitz 4 und daher Störungen im Ausgleich
nicht auf.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Mit dem Einschalten
des Antriebes der Schleudertrommel wird das Ventil in in der Wasserleitung 7 geöffnet
und läßt aus der Düse 5 einen Flüsslgkeitsstrahl austreten. Dieser Strahl fließt
seitlich an den
Auswuchtbehältern 4 vorbei, solange die Schleudertrommel
in der Mittellage umläuft. Stellen sich durch exzentrische Beladung der Schleudertrommel
Ausschläge der Trommel aus der Mittellage ein, so geraten die auf der Gegenseite
der Ausschläge ligenden Auswuchtbehältelr 2 mit ihrem Einlaßschlitz 4 in den aus
der Düse 5 austretenden Strahl der Ausgleichflüssigkeit. Der oder die betreffenden
Behälter 2 füllen sich beim jeweiligen Unterlaufen der Düse mit Ausgleichflüssigkeit,
bis die Unbalance ausgeglichen ist und die Schleudertrommel wieder in die Mittellage
zurückkehrt. Durch die Zwischenböden 8 in. den Auswuchtbehältern 2 wird erreicht,
daß die in die Behälter eintretende Ausgleichlflüssigkeit sich zunächst in dem oberen
Abteil der Behälter 2 sammelt und durch die Zentrifugalkraft an die Außenwand der
Behälter anlegt. Der zunächst erfolgende Ausgleich in einem oberen Abteil wirkt
sich dort wegen des großen Abstandes von der Auflagerung günstig auf den Umlauf
der Schleudertrommel aus. Ist mit dem Aufnahmevermögen des oberen Abteils ein Ausgleich
der Unwucht noch nicht erzielt, so tritt weiter zufließende Ausgleichflüssigkeit
über die Öffnung 9 des oberen Zwischenbodens 8 in das nächste Abteil und so fort,
bis der Ausgleich so weit erreicht ist, daß der Einlaßschlitz 4 der Auswuchtbehälter
infolge des Umlaufes der Schleudertrommel um die Mittelachse sich aus dem Strahibereich
der Flüssigkeit verstellt.
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Da der Ausgleich in kurzer Zeit, beispielsweise in 20 bis 30 Sekunden,
erreicht ist, kann der Austritt von Ausgleichflüssigkeit aus der Düse 5 auf diese
Zeit beschränkt werden, um den Wasserverbrauch herabzusetzen. Bei, m Stillstand
der Schleudertrommel fließt die in dem oder den Auswuchtbehälltern aufgenommene
Ausgleichflüssigkeit durch die Ausflußöffnung g 10 im unteren Boden der Ausgleichbehälter
2 ab.