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Elastische Aufhängung des Schleuderaggregats einer Zentrifuge, insbesondere
Wäschezentrifuge Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Aufhängung des Schleuderaggregats
einer Zentrifuge, insbesondere Wäschezentrifuge, bei der das Schleuderaggregat ausschließlich
durch Aufhängeelemente in einem Gehäuse oder in einem Gestell beweglich gelagert
ist.
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Bei Zentrifugen, beispielsweise Wäschezentrifugen, treten durch ungleichmäßige
Verteilung des Trommelinhaltes, beim Anlaufen und Abbremsen der Schleudertrommel
im Bereich der kritischen Drehzahl erhebliche Ausschläge der Schleudertrommel auf.
Zum Abfangen dieser Schwingungen ist es bereits bekannt, die Schleudertrommel durch
Federn, Gummibänder oder Gummimetallverbindungen an dem Zwischenboden oder an einem
besonderen Gestell im Gehäuse aufzuhängen. Durch derartige Aufhängungen erhält die
Trommel zwar eine verhältnismäßig große seitliche Bewegungsfreiheit, jedoch ergibt
sich bei derartigen Aufhängeelementen nur eine geringe Dämpfung der Schwingungen.
Die Folge davon ist, daß entweder der Abstand zwischen der Schleudertrommel und
dem Gehäuse groß ,gewählt werden muß oder daß bei größeren Unwuchten in der Schleudertrommel
diese im kritischen Drehzahlbereich gegen das Gehäuse anschlägt.
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Zur Aufhängung des Schleuderaggregats sind bereits verhältnismäßig
starke, kurze Gummimetallverbindungen bekannt. Durch diese wird zwar eine stärkere
Dämpfung erzielt, jedoch ist die seitliche Bewegungsfreiheit des aufgehängten Schleuderaggregats
durch derartige Aufhängungen sehr eingeschränkt.
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Es ist auch bereits bekannt, bei Waschmaschinen und Zentrifugen mit
um eine horizontale Achse umlaufender Trommel das Schleuderaggregat mit Drehfederelementen
aufzuhängen, die Gummikörper aufweisen, welche in Buchsen fest eingespannt sind,
so daß sie bei Bewegungen des Schleuderaggregats als Drehfedern beansprucht werden.
Bei dieser Art der Aufhängung fehlt aber eine ausreichende Schwingungsdämpfung.
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Bei einer ebenfalls bekannten Waschmaschine mit horizontaler Trommelachse
wird das Schleuderaggregat einerseits durch Schraubenfedern elastisch gelagert,
wobei die Schraubenfedern entweder als Aufhängeelemente oder als Stützelemente eingesetzt
werden. Zusätzlich zu diesen Aufhängeelementen sind gesonderte Einrichtungen zur
Schwingungsdämpfung vorgesehen, die aus gelenkig miteinander sowie mit der Trommel
und einem Traggerüst verbundenen Armen bestehen, wobei jeweils zwei Gelenke als
Reibungsgelenke ausgebildet sind. Diese bekannte Konstruktion ist aufwendig und
teuer, weil gesonderte Elemente für die Aufhängung der Trommel und für die Dämpfung
der Schwingungen vorhanden sind.
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Bei einer anderen bekannten Waschmaschine mit horizontaler Trommelwelle
ist die Schleudertrommel durch elastische Körper über Stützarme auf der Trommelwelle
gelagert. Auf der einen Seite der elastischen Körper befindet sich hierbei die Schleudertrommel
und auf der anderen Seite ein entsprechendes Gegengewicht. Es liegt hier zwar eine
elastische Lagerung der Schleudertrommel vor, jedoch fehlt es an einer besonderen
zusätzlichen Dämpfung der auftretenden Schwingungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge zu schaffen,
bei der das Schleuderaggregat in einfacher Weise so aufgehängt ist, daß einerseits
die erforderliche seitliche Bewegungsfreiheit und andererseits eine ausreichende
Dämpfung der Schwingungen gegeben ist, ohne daß zur Schwingungsdämpfung besondere
zusätzliche Einrichtungen erforderlich sind.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch Aufhängeelemente
mit jeweils mindestens einem als Reibungsgelenk ausgebildeten selbstdämpfenden Schwenkgelenk.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elastischen Aufhängung des
Schleuderaggregats ist jede beliebige Dämpfung ohne Einschränkung der Bewegungsfreiheit
des Schleuderaggregats möglich. Dadurch ergeben sich nur geringe Ausschläge der
Schleudertrommel beim Durchlaufen der kritischen Drehzahl, so daß das Größenverhältnis
zwischen Schleudertrommel und Zentrifugengehäuse günstiger als bisher gewählt werden
kann.
Wichtig ist die Ausgestaltung des selbstdämpfenden Schwenkgelenks
als Reibungsgelenk. Bei dieser sind erfindungsgemäß mindestens zwei Gelenkschenkel
vorgesehen, die unter Zwischenschaltung von Reibungselementen, vorzugsweise Kunststoffscheiben,
unter axialem Federdruck gegeneinandergepreßt sind. Gemäß einem Vorschlag der Erfindung
kann der axiale Federdruck dadurch erzeugt werden, daß das Reibungsgelenk federnde
Unterlagscheiben, vorzugsweise geschlitzte Tellerfedern, aufweist. An Stelle von
Tellerfedern sind auch Schraubenfedern verwendbar.
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Die Verwendung eines selbstdämpfenden Schwenkgelenks in Form eines
Reibungsgelenks läßt zahlreiche Ausführungsformen einer Aufhängung zwischen dem
Schleuderaggregat und dem Gehäuse bzw. Gestell zu. Gemäß :der Erfindung ist mindestens
ein Gelenkschenkel des Reibungsgelenks elastisch ausgebildet. Dieser elastische
Gelenkschenkel kann, wie ferner vorgesehen, unterschiedlich ausgebildet sein. Bei
einer dieser Ausgestaltungen weist die Aufhängung zwei Reibungsgelenke mit je einem
freien, nicht elastischen und einem die beiden Schwenkgelenke miteinander verbindenden
elastischen Gelenkschenkel auf. Der elastische Gelenkschenkel kann aus einer Formfeder,
vorzugsweise einer Schenkelfeder, bestehen, oder er kann aus einem elastischen Kunststoff
hergestellt sein. Schließlich kann der elastische Gelenkschenkel aus zwei nicht
elastischen, mittels eines Reibungsgelenks miteinander verbundenen, unter Federspannung
stehenden Gelenkschenkeln bestehen.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen weist die Aufhängung
eine Elastizität auf. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist jedoch diese
Elastizität nicht erforderlich, sondern die erforderliche Bewegungsfreiheit auf
der einen Seite und die erwünschte Dämpfung .der Schwingungen auf der anderen Seite
wird hier auch bei einer unelastischen Aufhängung erzielt. Erfindungsgemäß ist deshalb
eine Aufhängung vorgesehen, die aus zwei Reibungsgelenken besteht, die mittels eines
nicht elastischen Gelenkschenkels miteinander verbunden sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine elastische Aufhängung des Schleuderaggregats gemäß der Erfindung
im Vertikalschnitt, F i g. 2 einen Schnitt in der Linie II-H in F i, g. 1, F i g.
3 ein Aufhängeelement, F i g. 4 eine andere Ansicht des Aufhängeelementes gemäß
F i g. 3 in eingebautem Zustand, teilweise geschnitten, F i g. 5 das Aufhängeelement
gemäß F i g. 3 in eingebautem Zustand in einer Abwandlung von F i g. 4; F i g. 6
bis 9 zeigen Aufhängeelemente, F i g. 10 und 11 Reibungsgelenke.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Wäschezentrifuge ist innerhalb des
zylindrischen Gehäuses 11 ein Schleuderaggregat 12 hängend angeordnet. Das Schleuderaggregat
besteht aus dem Antriebmotor 13, der Antriebwelle 14 sowie der auf dieser
angeordneten Schleudertrommel 15 und ist am Zwischenboden 16 des Gehäuses 11 aufgehängt.
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Das Schleuderaggregat 12 ist durch mehrere längs des Umfangs gleichmäßig
verteilte Aufhängeelemente 17 am Zwischenboden 16 befestigt. Bei dem dargestellten
Beispiel sind sechs Aufhängeelemente vorgesehen. Das Wesentliche an. diesen Aufhängeelementen
besteht darin, daß sie wenigstens ein als Reibungsgelenk ausgebildetes selbstdämpfendes
Schwenkgelenk aufweisen.
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In F i g. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel des Aufhängeelementes
17 dargestellt, bei dem ein aus elastischem Material bestehender Gelenkschenkel
18 mit einem Ende 19 schwenkbar und mit dem anderen Ende 20 unbeweglich mit dem
Zwischenboden 16 bzw. mit dem Schleuderaggregat (Flansch 21) verbunden ist. Die
Verbindung erfolgt .gemäß F i g. 4 jeweils mittels Schraubbolzen, die die Enden
19 und 20 des Gelenkschenkels 18 mit den Gelenkschenkeln 22 und 23 des Zwischenbodens
16 bzw. des Flansches 21 verbinden.
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Eine Modifikation gegenüber dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3 und
4 ist in F i g. 5 dargestellt. Hier sind zwei Reibungsgelenke 24 und 25 gleicher
Ausbildung vorgesehen. Die seitliche Bewegungsfreiheit ist bei diesem Ausführungsbeispiel
.größer als bei dem vorhergehenden.
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Bei den Beispielen in Fi g. 4 und 5 sind die Reibungsgelenke in der
Weise ausgebildet, daß das Gelenkauge am Ende des Gelenkschenkels 18 jeweils mit
einer Buchse 26 versehen ist, die zweckmäßigerweise aus Kunststoff besteht. Die
Dimensionen der Buchse 26 und der das Gelenk bildenden Schraubenbolzen 27 sind so
aufeinander abgestimmt, daß zwischen der Buchse 26 und der Berührungsfläche der
Bolzen 27 Reibung in dem erwünschten Umfang vorliegt. Entsprechend dieser Reibung
findet eine Dämpfung der Schwingungsbewegungen statt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufhängeelementes ist in F
i g. 6 dargestellt. Hier sind je zwei Reibungsgelenke 28 und 29 vorgesehen, die
je einen freien, winkelförmig ausgebildeten Gelenkschenkel 30 und 31 aufweisen und
die durch einen nicht elastischen Gelenkschenkel 32, beispielsweise in Form eines
U, miteinander verbunden sind. Die freien Gelenkschenkel 30 und 31 sind jeweils
mit einer Abwinklung 33 versehen (s. auch F i g. 10 und 11), mit der das Aufhängeelement
mittels Schraubenbolzen 34 am Zwischenboden 16 bzw. am Flansch 21 des Schleuderaggregats
befestigt ist. Das Ausführungsbeispiel in F i g. 6 weist keinerlei Elastizität in
vertikaler Richtung auf, jedoch ist die erforderliche Bewegungsfreiheit für das
Schleuderaggregat ge-P a ben, und übermäßige Schwin., gungen werden durch die dämpfende
Wirkung der Gelenke 28 und 29 verhindert.
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Das Aufhängeelement 17 in F i g. 7 geht ebenfalls von zwei Reibungsgelenken
35 und 36 aus. Die Ausgestaltung der freien Gelenkschenkel 30 und 31 stimmt mit
dem Ausführungsbeispiel in F i g. 6 überein, desgleichen die im einzelnen nicht
dargestellte Befestigung am Zwischenboden und am Schleuderaggregat. Die Verbindung
zwischen den beiden Reibungsgelenken 35 und 36 besteht aus zwei unelastischen Gelenkschenkeln
37 und 38, deren abgekröpfte Enden 39 und 40 durch ein weiteres, zweckmäßigerweise
als Reibungsgelenk 41 ausgebildetes Gelenk miteinander verbunden sind. Beide Gelenkschenkel
37 und 38 stehen unter der Wirkung einer Zugfeder 42, .die mittels Haken 43 in entsprechende
Bohrungen 44 -der Gelenkschenkel 37 und 38 eingehängt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel
in F i g. 7 wird außer der durch drei Reibungsgelenke 35, 36 und
41 gegebenen Schwingungsdämpfung noch die Elastizität des Aufhängeelementes
wirksam.
Ein elastischer Gelenkschenkel 45 als Verbindung zwischen
zwei Reibungsgelenken 46 und 47 ist auch bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 8
und 9 gegeben. Der Gelenkschenkel 45 besteht aus einer Schenkelfeder mit den Schenkeln
48 und 49 und dem Federteil 50. Die Anzahl der Windungen des Federteils 50 hängt
von der notwendigen Elastizität des Aufhängeelementes ab. Bei dem dargestellten
Beispiel sind, wie aus F i g. 9 ersichtlich, eineinhalb Windungen gewählt. Zur Befestigung
sind die Enden der Schenkel 48 und 49 zu einem Gelenkauge zusammengerollt. Die Ausbildung
der Reibungsgelenke 46 und 47 kann im übrigen im Prinzip mit der nachfolgend beschriebenen
Ausgestaltung in F i g. 10 und 11 übereinstimmen. Das Beispiel in F i g. 8 und 9
hat im übrigen den Vorteil geringer Herstellungskosten.
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In F i g. 10 und 11 wird der erforderliche Reibungsdruck durch axial
wirkende Belastungen bewirkt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 10 sind die beiden Gelenkschenkel
51 und 52 durch ein zwischengeschaltetes Reibungselement in Form einer Kunststoffscheibe
53 voneinander getrennt. Der Reibungsdruck zwischen diesen Teilen wird durch außen
auf den Schenkeln 51 und 52 unter Spannung aufliegenden, axial wirkenden Tellerfedern
54 und 55 erzeugt. Zweckmäßigerweise ist zwischen den Tellerfedern 54 und 55 einerseits
und den zugekehrten Flächen der Gelenkschenkel 51 und 52 andererseits je
eine weitere Kunststoffscheibe 56 und 57 vorgesehen. Das ganze Gelenk wird durch
einen Bolzen 58 zusammengehalten, dessen Enden nach Art eines Nietkopfes umgeschlagen
sind, so daß .die einzelnen Gelenkteile unter einer gewissen Spannung aneinanderliegen.
Der Bolzen 58 kann auch als Hohlbolzen ausgebildet sein. Ferner ist es zweckmäßig,
die Tellerfedern 54 und 55 mit radialen Schlitzen zu versehen, wie :in F i g. 6
dargestellt.
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Bei dem Reibungsgelenk gemäß F i g. 11 wird der axiale Reibungsdruck
durch Schraubenfedern 59 und 60 erzeugt. Diese kommen einerseits an .den außenliegenden
Kunststoffscheiben 56 und 57 und andererseits an einem Anschlag 61 bzw. 62 an den
Enden des Bolzens 63 zur Anlage. Der Bolzen 63 ist hohl ausgebildet und an den Enden
nach Art eines Nietkopfes umgeschlagen. Durch die Wahl der Federstärke kann auch
bei diesem Ausführungsbeispiel die Reibungskraft in beliebigen Grenzen festgelegt
werden.