DE2538577A1

DE2538577A1 - Triebwelleneinrichtung

Info

Publication number: DE2538577A1
Application number: DE19752538577
Authority: DE
Inventors: Daniel C Sautter
Original assignee: Pennsylvania Crusher Corp
Current assignee: Pennsylvania Crusher Corp
Priority date: 1974-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1976-03-11
Also published as: AU8433675A; FR2289243B1; ZA755513B; JPS5525902B2; JPS54152268A; JPS5944902B2; DE2538577C2; FR2289243A1; BE832907A; GB1531254A; BR7505569A; JPS5150057A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet von mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Maschinen, und zwar insbesondere Zerkleinerungsmaschinen, in denen ein Materialstrom wie beispielsweise von Erz, Kalkstein, Kohle, Gestein u. dgl., einem Schleuderrad oder einer Schleuderscheibe zugeführt wird, daß bzw. die das Material auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt und es zentrifugal gegen eine benachbarte Prallplatte oder Schlagfläche schleudert, wo das Material durch die Kraft des Aufschlags aufgebrochen bzw. zerbrochen wird.

Eine Zerkleinerungsmaschine dieser Art nach dem Stande der Technik ist in den US-Patentschriften 3 162 382 und 3 180 der Anmelderin beschrieben. In diesen Maschinen wird bewirkt, daß sich die Materialteilchen, welche das Schleuderrad verlassen, in einem ringförmigen Raum außenbords von dem Schleu-

809811/0327

derrad sammeln, wo sie einem fortgesetzten Bombardement durch zusätzliche Teilchen unterworfen sind, die von dem Schleuderrad ausgeworfen werden, wodurch ein zusätzliches Zerkleinern der Teilchen hervorgerufen wird. Obwohl diese Art von autogenen Zerkleinerungsmaschinen einige Vorteile besitzt, wie beispielsweise eine Minimalisierung der Abnutzung auf den Schlagflächen aufgrund des Schutzes, der durch die angesammelte Schicht von Materialteilchen bewirkt wird, ergeben zentrifugale Zerkleinerungssysteme, die gleichartig bzw. ähnlich wie die Systeme sind, welche in den beiden obenerwähnten US-Patentschriften beschrieben sind, einige störende Schwierigkeiten.

Es wurde gefunden, daß unausgeglichene Bedingungen bei den Schleuderrädern der Einrichtungen nach dem Stande, der Technik, beispielsweise aufgrund von ungleicher Schleuderradabnutzung beim Betrieb, einem gehemmten bzw. sich zusammenballenden Strömungsdurchgang, Herstellungsvariationen oder der Gegenwart von einem einzelnen schweren Teilchen im bzw. auf dem Schleuderrad, oft dazu geführt haben, daß übermäßige Vibration in der Schleuderradswelle bzw. den SchleuderradsweIlen auftrat. Diese Vibration wird auf die Wellenlager sowohl des Schleuderrades als auch der sich bewegenden Schlagflächen übertragen, was in hohem Umfange eine Lagerabnutzung und einen Lagerausfall zur Folge hat. Auch erfordern die autogenen Feinzerkleinerungsmaschinen dei Standes der Technik oftmals die Verwendung von hohen Leistungszuführungen oder von einer Vielzahl von wiederholten Zerkleinerungszyklen, um die gewünschten Abmessungs-

00 9 811/0327

253857?

reduzierungen zu erzeugen, und zwar wahrscheinlich aufgrund dynamischer Unwirksamkeiten bzw. einer dynamischen geringen J Leistungsfähigkeit der Stöße, die zwischen dem Material auf- ; treten, welches das Schleuderrad verläßt und dem Material, das auf den Schlagflächen angesammelt ist. Zusätzlich tendiert ein autogenes Feinzerkleinern zur Erzeugung eines großen Anteils von feinen Teilchen in dem verkleinerten Produkt, der in vielen Anwendungsfällen, in denen größere Teilchen erwünscht sind, als Abfall anfällt.

Mit der Erfindung soll eine Triebwelleneinrichtung zur Ver-

j wendung in solchen Maschinen geschaffen werden, die ein mit

j hoher Geschwindigkeit rotierendes Lauf- bzw. Schleuderrad aufj weisen sowie für ähnliche Anwendungsfalle, beispielsweise für

ι Zentrifugen, Flüssigkeits- und Festkörperseparatoren u. dgl.,

ι wobei die erfindungsgemäße Einrichtung so ausgebildet sein soll, daß sie es ermöglicht, daß das Lauf- bzw. Schleuderrad oder ein anderes mit hoher Geschwindigkeit rotierendes Element um j sein eigenes Schwerezentrum rotiert, wodurch Vibrationen reduziert werden.

t
Weiterhin wird mit der Erfindung eine Antriebswelleneinrichtung zur Verfügung gestellt, die in Maschinen verwendbar ist, welche ein mit hoher Geschwindigkeit rotierendes Lauf- bzw. Schleuderrad oder -element aufweisen, wobei die erfindungsgemäße Einrichtung so ausgebildet ist, daß radiale Vibration der Welle bzw. der Wellen minimalisiert wird, wenn das Lauf- bzw. Schleu-

60981 1 /0327

-4- ■ 253857?

derrad oder -elemeat über kritische Frequenzen beschleunigt wird, wobei weiterhin die erfindungsgemäße Einrichtung zum Dämpfen der Kreiselpräzession des Schleuder- bzw. Laufrads oder -elements und dessen Welle bzw. Wellen, die durch ungleiche Belastung des Lauf- bzw. Schleuderrads oder -elements verursacht, aufweist.

Außerdem wird mit der Erfindung eine Zerkleinerungsmaschine zur Verfügung gestellt, die Auftreffplatten- oder -flügel besitzt, welche so angeordnet sind, daß sie durch das Material getroffen werden, daß ein mit hoher Geschwindigkeit rotierendes Schleuderrad verlaßt, wobei die Flügel relativ zum Weg der Teilchen, die von dem Schleuderrad ausgestoßen werden, so orientiert sind daß eine optimale Zerkleinerung aufgrund eines einzelnen Auftreffens hervorgerufen und eine Luftströmung an den Flügeln vorbei erzeugt wird, um die Flügel von zerkleinertem Material sauber zu fegen.

Schließlich wird mit der Erfindung eine Zerkleinerungsmaschine und ein Verfahren zur Zerkleinerung vorgeschlagen, worin das zu zerkleinernde Material auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt und auf eine umgebende Mehrzahl von Prallplatten geschleudert wird, die so vom Schleuderrad der Maschine im Abstand angeordnet sind, daß ein großer Anteil von feinen Teilchen in dem Material durch den Luftwiderstand verlangsamt wird, bevor er auf die Prallflächen auftrifft, so daß zu feine Teilchen nicht weiter zerkleinert werden, wodurch der Anteil an

6 0 9 8 11/0327

2B38

ί feinen Teilchen in dem zerkleinerten Produkt miniraalisiert

wird. Endlich wird mit der Erfindung eine Zerkleinerungsmaschine ; zur Verfügung gestellt, die ein verkleinertes Produkt von im !

^! i

wesentlichen gleichmäßiger Teilchenabmessung innerhalb eines gewählten Abmessungsbereichs erzeugt, wobei dieses Produkt nur kleine prozentuale Anteile von Teilchen größerer Abmessung und kleinerer Abmessung hat.

In einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Erfindung eine Maschine die ein mit hoher Geschwindigkeit rotierendes Schleuderrad o. dgl. und eine äußere Hülsenwelle, die so angeordnet ist, daß sie innerhalb der Maschine rotiert, hat; weiterhin besitzt die Maschine eine innere Freiträgerwelle, die starr an einem ihrer Enden innerhalb der äußeren Hülsenwelle verbunden ist und im wesentlichen ein radiales Spiel innerhalb der Hülsenwelle an ihrem anderen Ende hat, das seinerseits starr mit dem Schleuder rad verbunden ist; außerdem besitzt die Maschine mechanische und hydraulische Dämpfungsmittel, die um das erwähnte andere Ende der Freiträgerwelle herum angeordnet sind, um Radialvibration der Freiträgerwelle zu reduzieren, wenn diese durch den Bereich kritischer Geschwindigkeiten in ihrer Rotation hindurchgeht, und um im wesentlichen eine Kreiselpräzession der Freiträgerwelle und des Schleuderrades aufgrund einer ungleichen Belastung des letzteren auszuschalten. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine zweite Hülsenwelle konzentrisch und koaxial mit der ersten Hülsenwelle zum ^Äntrieb eines rotierenden Auftreffbechers-, ringes oder eines anderen Aufbaus, welcher das Schleuderrad umgibt,

60981 1/0327

-⁶ - 253857?

vorgesehen.

Die verbesserten Auftreffbecher- oder-ringe und das Verfahren zum Zerkleinern gemäß der Erfindung können auch dazu benutzt werden, ein gleichmäßiger zerkleinertes Produkt zu erzeugen. Zu diesem Zwecke sind eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten Auftreff-Prallplatteu. um das Schleuderrad herum und im radialen Abstand von demselben angeordnet, wobei die Prallplatten Schlag- bzw. Auftreffoberflächen für die Teilchen haben, die von dem Schleuderrad abgestoßen werden, welche angenähert unter rechten Winkeln zum Weg der Teilchen ausgerichtet sind. Wenn sich die Prallplatten relativ zu dem Schleuderrad bewegen, bewirkt die Orientierung der Prallplatten die Erzeugung einer Luftströmung über diese Prallplatten, welche die Tendenz hat, die Prallplatten von zerkleinerten Materialien sauber zu fegen.

Die vorerwähnten Ausführungsformen sind nur Beispiele der Möglichkeit&l, welche die Erfindung, die nachstehend anhand einiger in den Figuren der Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert wird, bietet; es zeigen:

Fig. 1 eine Aufrißansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, in der eine Zerkleinerung im einmaligen Durchgang erzielt wird, teilweise im Schnitt;

609811/0327

! -7- 253887?

ί Fig. 2 eine im Schnitt dargestellte Aufrißansicht eines Ausfüh- ^! rungsbeispiels einer Trxebwelleneinrichtung, die für j die Maschine der Fig. 1 und ähnliche Anwendungsfälle geeignet ist;

Fig. 3a und 3b Teilschnittansichten längs der Linie 3-3 der Fig. 2, die schematisch die Bewegung der Schleuderradwelle im Betrieb veranschaulichen;

Fig. 4 eine im Schnitt dargestellte Äufrißansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung mit der erfindungsgemäßen Triebwellen und Vibrationsdämpfungsmerkmalen;

Fig. 5a, 5b und 5c vergrößerte Aufsichten, die sich längs der Linie 5-5 der Fig. 4 ergeben und Merkmale von alternativen Ausführungsbeispielen mechanischer Vibrationsdämpfermerkmale der Erfindung veranschaulichen;

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht von Merkmalen von hydraulischen Vibrationsdämpfermerkmalen der Erfindung;

Fig. 7 eine im Schnitt dargestellte vergrößerte Aufsicht, erzeugt längs der Linie 7-7 der Fig. 4, welche die Prinzipien des Betriebs des hydraulischen Präzessionsdämpfers veranschaulicht, wenn die Schleuderradwelle ausgelenkt worden ist;

Fig. 8 eine im Schnitt dargestellte Aufrißansicht eines anderen Ausführungsbeispiels, die Antriebswellen- und Vibrationsdämpfermerkmale der Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine im Schnitt dargestellte Aufrißansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, das so ausgebildet ist, daß sich eine innere Rezirkulation und Klassifika-

60981 1 /0327

253857?

tion des zerkleinerten Produkts zur Erzeugung eines

pulverisierten Produkte ergibt; Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 der Fig. 1, der die Anordnung von Auftreff-Prallplatten gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht; und Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 9, der die Anordnung von Auftreff-Prallplatten gemäß einem andereu Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

In der nun folgenden Erläuterung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind gleiche bzw. gleichartige Elemente des Aufbaus in jeder der verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf ihre Anwendung ±u einer Zerkleinerungsmaschine näher erläutert sind, sei darauf hingewiesen, daß der Triebwellen- und Vibrations- sowie Präzessionsdämpfungsmechanismus in vielen Arten von Einrichtungen Anwendung finden kann, in denen Vibrationsprobleme auftreten können, wie vorstehend bereits im Prinzip dargelegt wurde.

Die Figur/zeigt in einer Aufrißansicht, teilweise im Schnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit dem eine Zerkleinerng im einmaligen Durchgang erzielt werden kann. Ein im wesentlicher zylindrisches Gehäuse oder Gestell 10 besitzt eine obere Zugangsabdeckung 12, die einen zentral angeordneten Einlaßtrichtei 14 aufweist, durch den Material, das zerkleinert werden soll, in die Maschine eingebracht wird. Innerhalb des zylindrischen

60 98 11/032

-9- 253857?

iGestells oder Gehäuses 10 ist ein Haltetragkreuz 16 angeordnet, auf dem wie dargestellt, ein Zentrifugalwellengehäuse montiert ; ist. Die inneren Einzelheiten der Triebwellenanordnüng, welche von dem Gehäuse 18 umschlossen ist, sind in Fig. 2 veranschaulicht. Unterhalb des Tragkreuzes 16 sind die Schleuderrad- und die AuffängerantriebsriemeH- bzw. Rillenscheiben 20 und 22 angeordnet, die sich innerhalb eines schützenden Kanals befinde^, der von dem Tragkreuz bzw. der Tragplatte 16 und der unteren

j Wand 24 begrenzt wird. Antriebsriemen für die Riemenscheiben 20 und 22 erstrecken sich durch den schützenden Kanal und übertragen Antriebskraft für die Zerkleinerungsmaschine.

j Wie in Einzelheiten in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Auffängerriemenscheibe 20 starr mittels des Halteringes 30 starr an der äußeren Hülsenwelle 28 befestigt. Die äußere Hülsenwelle 28 ist ihrerseits so angebracht, daß sie sich innerhalb des Zentrifugalwellengehauses 18 in dem oberen und unteren Lager 32 bzw. 34 drehen kann, wie veranschaulicht. Die äußere Hülsenwelle 28 ist an ihrem unteren Ende durch eine Mehrzahl von Radialdurchgängen 36 durchlöchert, welche eine Schmiermittelströmung aus dem Inneren der äußeren Hülsenwelle 28 ermöglichen, wie weiter unten näher erörtert wird. Das zylindrische Wellengehäuse 18 ist an seinem oberen Ende durch eine Mehrzahl von radialen Durchgängen 38 durchlöchert, durch die Schmiermittel

! unter Druck eingeführt werden kann, das zum Kühlen und zum

! Schmieren der Lager 32 und 34 dient. An der äußeren Hülsenwelle 28 sind an Stellen gerade unterhalb des Schmiermittel-

6098 1 1 /0327

-ίο- 253857?

durchgangs 36 und oberhalb des Schmiermitteldurchgangs 38 Schmiermittelschleuderringe 40 und 42 befestigt, welche den Durchgang von Öl durch den Ringraum zwischen der äußeren Hülsenwelle 28 und dem zylindrischen Wellengehäuse 18 nach abwärts zu dem ringförmigen ölsammelvolumen 44 nach auswärts durch den Durchgang 46 zum ölsumpf (nicht dargestellt) erleichtern. Dichtungen 46 und 48 verhindern, daß Staub oder andere Verunreinigungen den Ringraum zwischen dem zylindrischen Wellengehäuse 18 und der äußeren Hülsenwelle 28 erreichen. Das obere Ende der äußeren Hülsenwelle 28 ist starr mit geeigneten Mitteln wie beispielsweise einem Lager- und Dichtungsbefestigungsteil 49 an der Aüfhängerhaltescheibe 50 befestigt, wodurch letztere rotiert werden kann, wenn Drehkraft auf die Riemenscheibe 20 einwirkt.

Zur Rotation innerhalb der äußeren Hülsenwelle 28 ist eine innere Hülsenwelle 52 in Lagern 54 und 56 vorgesehen. Konventionelle Labyrinthsebmiermitteldichtungen 58 und 60 werden dazu verwendet, um eine Öl leckage aus dem Ringraum zwischen der äußeren Hülsenwelle 28 und der inneren Hülsenwelle 52 zu minimalisieren. Innerhalb der inneren Hülsenwelle 52 ist eine Freiträger- oder Spindelwelle 62 angebracht, die an ihrem unteren Ende 64 im Schrumpfsitz in den inneren Durchmesser der inneren Hülsenwelle 52 eingesetzt ist, so daß sich eine starre Verbindung zwischen der Freiträgerwelle 62 und der inneren Hülsenwelle 52 an dieser Stelle ergibt. Am oberen Ende 66 der Freiträgerwelle 62 1st ein im wesentlichen radiales Spiel

6098 11/032 7

" " " 253857?

zwischen der Freiträgerwelle und der inneren Hülsenwelle 52 vorgesehen. Dieses Radialspiel ist so gewählt, daß es etwas ¹ größer als die maximal zulässige Auslenkung der Welle 62 ist, j jedoch ist das Spiel klein genug, um einen hydraulischexi Präzessionsdämpfungseffekt zu erleichtern, der unter Bezugnahme j auf die Figuren 6 und 7 erläutert wird. Folgedessen ka^n sich i das obere Ende 66 der Freiträgerwelle 62 im wesentlichen radial !relativ zum oberen Ende der inneren Hülsenwelle 52 bewegen. t
Am oberen Ende 66 der Freiträgerwelle 62 ist die Nabe 70 des

Schleuderrades oder der Schleuderscheibe 72 der Zerkleinerungs-

maschine starr angebracht. Eine flexible Dichtung 74 verbindet das oberste Ende der inneren Hülsenwelle 52 mit der Nabe 70, so daß eine Ölleckage aus dem Ringraum zwischeu der Freiträgerwelle 62 und der inneren Hülsenwelle 52 verhindert wird.

j Die Riemenscheibe 20 ist am unteren Ende der Freiträger- oder Spindelwelle 62 mittels des Keils 76 und des Befestigungsteils

j 78 angebracht, wie veranschaulicht. Durch das untere Ende 64 der Freiträgerwelle 62 erstreckt sich nach aufwärts ein Ölkanal 80, der eine Schmiermittelströmung in den Ringraum zwischea der Freiträgerwelle 62 und der inneren Hülsenwelle 52 liefert. Am oberen Ende der inneren Hülsenwelle 52, und zwar gerade oberhalb des Lagers 54 ist eine Mehrzahl von radialen Schmiermitteldurchgängen 82 vorgesehen, die einen Strömungsweg für Schmiermittel in den Ringraum zwischen der äußeren Hülsenwelle 28 und der inneren Hülsenwelle 52 bilden. Folgedessen strömt Schmiermittel nach aufwärts durch den Ölkanal 80 und verläuft

6098 11/0 3 27

253857?

aufgrund der Rotationsbewegung der inneren Hülsenwelle 52 spiralförmig nach aufwärts längs des inneren Umfangs der inneren Hülseiiwelle 52, dann nach auswärts durch die radialen Öldurchgänge 82, nach abwärts durch die Lager 54 und 56 und nach auswärts durch die radialen Öldurchgänge 36, so daß es schließlich durch die Durchgänge 46 in den Ölsumpf gelaugt, wie bereits erläutert wurde. Da das Schmieröl sowohl auf den inneren als auch auf den äußeren Oberflächen-der Wellen 58 und 52 strömt, ergibt sich eine beträchtliche Kühlung beider Wellen durch die Strömung. Das führt zu der Tendenz der Minimalisierung irgendwelcher differentiellen thermischen Ausdehnung der Wellen 28 und 52, so daß auf diese Weise Änderungen der axialen Spiele der Lager 54 und 56, durch welche Spannung und Abnützung der Lager hervorgerufen werden könnten, minimalisiert werden.

Das Schleuderrad 72 der Erfindung kann im wesentlichen identisct mit demjenigen sein, das in der US-Patentschrift 3 346 203 dargestellt ist, welches das zu zerkleinernde einspeiste Material durch einen zentral angeordneten Einsatztrichter 14 empfängt, dieses Material radial beschleunigt und dann mit einer hohen Geschwindigkeit ausstößt, so daß es auf eine umgebende Pralloberfläche auftrifft. Infolgedessen wird der zerkleinernde Aufprall vielmehr durch die hoher Geschwindigkeit der Teilchen als durch die Auffänger erzeugt. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die umgebende Auffänger- bzw. Auftreffoberfläche aus einer Mehrzahl von aufrecht stehenden AuffängerflugeIn 84, die in der

6098 1 1 /0327

Nähe des Umfangs der Auffängerhaltescheibe 50 angebracht sind, wie gezeigt ist. Die radiale Trennung zwischen dem Schleuderrad 72 und den Flügeln 84 beeinflußt den Betrag der erzielten ϊ
Zerkleinerung in so fern, als eine weitere Trennung bewirkt,

daß feinere oder leichtere Teilchen ziemlich beträchtlich durch

! den Luftwiderstand aus ihrer hohen Anfangsgeschwindigkeit heraus ! abgebremst werden, und zwar bis zu einem Grade, daß tatsächlich ! keine weitere Zerkleinerung der feineren Teilchen an dem Flügel i i
84 aufgrund der herabgesetzten Geschwindigkeit dieser Teilchen auftritt, wodurch man ein Produkt erhält, das einen kleinen Anteil von feinen Teilchen hat. Umgekehrt wird die Verminderung der Trennung bzw. des Abstandes des Schleuderrads und der Flügel dazu, daß ein Produkt erzeugt wird, das einen relativ größeren Anteil an feinen Teilchen hat, weil der Luftwiderstand über dem kurzen Abstand weniger zur Herabsetzung der Geschwindgkeit der kleinen Teilchen bis zu dem Punkt, an dem keine weitere Zerkleinerung auftritt, wird. Die spezielle Orientieruni; der Prallflügel relativ zu den Flugwegen der das Schleuderrad 72 verlassenden Teilchen und zusätzliche Funktionen der Prallflügel 84 werden weiter unten unter Bezugnahme auf die Fig. ; 10 näher erörtert.

j Im Betrieb werden die Riemenscheiben 20 und 22 durch geeignete

j Motoren angetrieben, die an der Außenseite des Gestells oder Gehäuses 10 angebracht sind, und zwar erfolgt der Antrieb so, daß das Schleuderrad 72 und die Auffängerhaltescheibe 50 ihrer ! bevorzugten Betriebsgeschwindigkeiten erreichen. Normalerweise

609811/0327

253857?

rotiert die Auffängerhaltescheibe 50 mit etwa 300 bis 400 Umdrehungen pro Minute, wogegen das Schleuderrad 72 im Bereich von etwa 2400 bis 6000 Umdrehungen pro Minute oder gut jenseits seiner anfänglichen kritischen Frequenz rotiert. Da das Schleuderrad 72 ein relativ massives Bauteil ist, das einige hundert Pfund schwer sein kann und unter einer Reihe von Schweißungen hergestellt ist, ist es aus ökonomischen Gründen nicht wünschenswert, ein Schleuderrad 72 herzustellen, das genau um sein geometrisches Zentrum herum ausbalanciert bzw. -gewuchtet ist. Infolgedessen ermöglicht die Anbringung der Freiträgerwelle 52, die starr an der Nabe 70 der Schleuderradsscheibe 72 befestigt ist, eine ausreichende Flexibilität in dem Rotationssystem, das von der Welle 52, der Nabe 70 und der Schleuderradscheibe 72 gebildet wird, die es ermöglicht, daß sich die Schleuderradscheibe um ihr eigenes Schwerezentrum dreht, wodurch irgend ein Erfordernis für eine genaue Ausbalancierung bzw. -wuchtung der Schleuderradscheibe 72 unnötig ist. Die Rotation der Schleuderradscheibe 72 um ihr eigenes Schwerezentrum bewirkt, daß das Zentrum des oberen Endes der Freiträgerwelle 72 eine exzentrische Bewegung relativ zum Zentrum des oberen Endes der Hülsenwelle 52 ausführt. Die sich aus dieser exzentrischen Bewegung ergebende Separation wird am unteren Ende 74 der flexiblen Freiträgerwelle 62 absorbiert. Infolgedessen wird eine Vibrationsübertragung von der mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Schleuderradwelle auf die Lager, welche die innere und äußere Hülsenwelle 52 und 28 halten, minimalisiert, wodurch die Lagerlebensdauer verlängert

609811/0327

- is - 25385

wird. Bei der Bemessung bzw. Abmessung der Freiträgerwelle 62 ist es notwendig, einen minimalen Durchmesser zu wählen, der für das anzuwendende Drehmoment geeignet ist, und weiterhin ist die Länge der Welle so festzusetzen, wie es erforderlich ist, um eine genügende Flexibilität zum Ermöglichen eines selbstzentrieren des Schleuderrades zu erzielen, ohne daß eine dauernde Verformung in der Welle hervorgerufen wird.

Obwohl das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, die erwünschten Eigenschaften der Minimalisierung der Übertragung von Vibration von dem Schleuderrad 72 und dessen Freiträgerwelle 62 auf die umgebenden Lager, welche die Antreibswelle bzw. -wellen auf Geschwindigkeit oberhalb der ersten kritischen Frequenz halten, aufweist, wurde gefunden, daß Maschinen, welche die ebeu erläuterte Wellenanordnung besitzen, weiterhin einige unerwünschte Vibrationen aufweisen können, während die erste kritische Frequenz durchlaufen wird. Es ist in der Mechanik bekannt, daß dann, wenn ein Eotationssystem eine kritische Frequenz durchläuft, der Vibrationsamplitudenfaktor sehr hoch wird, was zu viel höheren Vibrationsamplituden bei der kritischeu Frequenz als bei Geschwindigkeiten oberhalb und unterhalb dieser Frequenz führt. In einigen Systemen ist es möglich, die kritische Frequenz ohne übermäßige Vibrationsamplitude zu durchlaufen, indem man alle rotierenden Teile sorgfältig ausbalanciert bzw. -wuchtet; jedoch ist, wie vorstehend bereits erwähnt, bei Zerkleinerungsmaschine» gemäß der vorliegenden Erfindung und in vielen

60981 1 /0327

-^ - ■ 253857?

ähnlichen Anwendungsfällen eine derartige genaue Ausbalancierung bzw. -wuchtung nicht als praktisch anzusehen, undz*rar aufgrund der hohen Kosten, die sich bei einer genauen Bearbeitung der Teile, wie beispielsweise der Schleuderradscheibe ergeben würden, die andernfalls mittels weniger genauer Bearbeitungsvorgänge hergestellt werden kann. Darüber hinaus können bereits erwähnte Faktoren, wie ungleiche Schleuderradsabnutzung, gehemmte bzw. verstopfte Kauäle im Schleuderrad, die Gegenwart eines einzigen, schweren Teilchens auf bzw. in dem Schleuderrad u. dgl. Schleuderradunwuchten erzeugen, und zwar unabhängig davon, wie sorgfältig am Anfang das Sdieuderrad selbst hergestellt worden sein möge.

Die Fig. 3a und 3b zeigen schematisch zwei mögliche Positionen der Freiträgerwelle und der Schleuderradnabe, wenn diese innerhalb des Lagers und der Dichtungsbefestigung 49 rotieren. Die Spiele sind zur deutlicheren Darstellung übertrieben groß dargestellt worden. Fig. 3a sind die Freiträgerwelle 62 und die Schleuderradnabe 70 so dargestellt, daß sie im wesentlichen konzentrisch innerhalb der Bohrung der umgebenden Lagerbefestigung 49 rotieren. Wie bereits erwähnt wurde, führt das Zentrum der Freiträgerwelle 62 eine leichte exzentrische Bewegung aufgrund der Tendenz der Schleuderradsscheibe 72 zur Rotation um ihr Schwerezentrum auf der flexiblen Welle 62 aus. Aufgrund der relativ großen Masse der Schleuderradsscheibe und dessen hoher Rotationsgeschwincigkeit besitzt die rotierende Welle 62 und die Schleuderradscheibe 72 deutliche Kreisel-

60 9 811/0327

\ - 17 - 253857?

! charakteristika beim Betrieb, insbesondere bei Geschwindig-

t keiten oberhalb der kritischen Frequenz.

j Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Bewegung der Freiträgerwelle 62 und der Schleuderradsnabe 70 von einem wesentlich zentralen Ort in radialer Richtung in Berührung mit dem Befestigungsteil 49, wenn das Schleuderrad eine kritische Frequenz in seiner Rotation durchläuft. An diesem Punkt wird kein Material zum Schleuderrad 72 zugeführt. Wenn die Vibrationsamplitude der Freiträgerwelle 62, der Schleuderradnabe 70 und der Schleuderradscheibe 72 bei der kritischen Frequenz zunimmt, kann ein Zeitpunkt erreicht werden, bei dem es zu einer Berührung mit der Innenfläche des Befestigungsteils kommt. Diese Berührung erzeugt ein neues kinematisches System, das eine höhere kritische Frequenz hat. Die Rotation des neuen Wellensystems, das die Unwucht besitzt, die durch das ausgelenkte Schleuderrad und die Welle hervorgerufen worden ist, hat die direkte Übertragung der übermäßigen Vibration auf die Lager zur Folge, welche das Sdieuderrad wie auch die Aufhängerwellen halten, was eine unerwünschte L^prabnutzung mit sich bringt. Weiterhin führt die Berührung zwischen der Schleuderradnabe 70 und der Innenfläche des Befestigungsteils 49 zu einer übermäßigen Abnutzung an diesen Stellen.

Zum Herabsetzen der Vibrationsamplitude der Freiträgerwelle 62, der Schleuderradnabe 70 und des Schleuderrades 72 auf annehmbare Grenzen während des Durchgangs durch kritische

609811/0327

Geschwindigkeiten wurde im Rahmen der Erfindung eine Ausführung form gefunden, die in der Fig. 4 gezeigt ist und in dieser Hinsicht sehr wirksam ist. Die in Fig. 4 gezeigte Wellenanordnung ist in jeder Hinsicht mit derjenigen der Fig. 2 identisch, jedoch mit Ausnahme der Hinzufügung eines Dämpfers für mechanische Vibration und Präzession, der allgemein mit 86 bezeichnet ist sowie mit Ausnahme der Hinzufügung eines hydraulischen Präzessionsdämpfers, der allgemein mit 88 bezeichnet ist. Die Einzelheiten des hydraulischen Dämpfers 88 werden unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 erörtert. Der Dämpfer 86 für die Dämpfung von mechanischer Vibration und von Präzession ist unterhalb des Schleuderrades 72 an dem Lager- und Dichtungsbefestigungsteil 90 über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete, eingestochene Bohrungen 92 in der Lager- und Dichtungsbefestigung 90 angebracht. Ein im wesentlichen flacher bzw. ebener Dämpferring 94 wird elastisch in Reibungsberührung mit der oberen Oberfläche der Lager- und Dichtungsbefestigung 90 gehalten, und zwar mittels Schrauben 96, Unterlagscheiben 98, Vorspannungsfedern 100 und Unterlagscheiben 102. Die Schrauben 96 erstrecken sich durch vergrößerte Bohrunger 104 des Dämpferrings 94 in Gewindeeingriff mit eingestochenen Bohrungen 92 in der Lager- und Dichtungsbefestigung 90. Infolgedessen wird dann, wenn sich die Freiträgerwelle 62, die Schleuderradnabe 70 und die Schleuderradscheibe 72 radial beim Beschleunigen des Schleuderrades über eine kritische Frequenz bewegen, eine Berührung zwischen der Schleuderradnabe 70 und der Innenseite des Dämpferrings 94 erzeugt. Aufgrund des

6098 1 1/0327

- ¹⁹ - 253857?

Reibungswiderstandes, der sich zwischen dem Dämpferring 94 und der Lager- und Dichtungsbefestigung 90 durch die Schrauben 96 und die Federn 100 einstellt, bewegt sich der Dämpferring 94 radial und bildet auf diese Weise einen elastischen Widerstand gegen die Radialbewegung der Schleuderradnabe über eine annehmbare Grenze hinaus, die durch Bohrungen 104 begrenzt ist, wenn sich die Schleuderradnabe 70 mit bzw. in der Bohrung der Befestigung 90 bewegt. Der Betrag des Widerstandes, der durch den Dämpferring 94 hervorgerufen wird, kann in gewünschter Weise dadurch eingestellt werden, daß man einfach die Schrauben 96 zur Erhöhung des Reibungswiderstandes zwischen dem Dämpferring 94 und der Lager- und Dichtungsbefestigung anzieht; jedoch muß darauf geachtet werden, daß die Schrauben 96 nicht übermäßig angezogen werden, da dadurch das System starr gemacht wird und es zu der gleichen unerwünschten Vibration kommt, die auftritt, wenn überhaupt kein Dämpferring vorgesehen ist, wie oben erörtert.

Die Fig. 5a, 5b, 5c zeigen ^Äusichten, teilweise im Schnitt, die sich längs der Linie 5-5 der Fig. 4 ergeben. Die obere Oberfläche des Dämpferrings 94 ist dargestellt, und zwar zusammen mit der Geometrie des Dämpferrings an dessen Innenseite. Es wurde gefunden, daß ein Dämpferring, der eine Ebene, kreisförmige innere Bohrung hat, eine adäquate Vibrationsdämpfung ergibt, durch die eine übermäßige Vibration verhindert wird, wenn das System durch eine kritische Frequenz hindurch beschleunigt wird, wie oben erörtert. Im Rahmen der

609811/0327

Erfindung wurde jedoch gefunden, daß die Kreiselnatur der Freiträgerwelle 62 und des schweren Schleuderrades 72 dann, wenn sich das System einmal jenseits der kritischen Frequenz befindet, neue Variablen in den Betrieb der zentrifugalen Zerkleinerungseinrichtung einführt. Es sei daran erinnert, daß man in der Mechanik die Winkelbewegung eines Kreiselrotors analytisch unter Verwendung einer allgemeinen Rechte-Hand-Schrau ben-Regel als Vektor betrachten kann, der sich in der Richtung erstreckt, in welcher der Daumen zeigt, wenn sich die Finger der rechten Hand in der Rotationsrichtung des Rotors drehen. Ähnlicherweise kann jedes Moment oder jedes Drehmoment, das auf deu Kreisel zur Einwirkung kommt, als ein Vektor betrachtet werden, der in der gleiche^ Weise orientiert ist. Ein Grundprinzip der Kreiselbewegung besteht darin, daß jedes Drehmoment oder jedes Moment, das auf den Kreisel zur Einwirkung kommt, eine Präzession des Kreisels in einer solchea Richtung hervorruft, daß, während die Präzession stattfindet, der Winkelbewegungs- oder Spin-Vektor des Kreisels die Tendenz hat, sich in der Richtung des Moment- oder Drehmomentvektors zu bewegen. Das bedeutet, daß der Spin-Vektor den Drehmomentvektor während der Präzession "verfolgt".

Es wurde beobachtet, daß das Schleuderrad manchmal einer ungleichen Belastung ausgesetzt ist, wie sie beispielsweise dadurch hervorgerufen wird, daß zu zerkleinerndes Material nur entlaug einer Seite des Einlaßtrichters 14 eingegeben wird, wodurch eine Unwucht in der sich auf dem Schleuderrad bewegender

6098 11/0327

Last hervorgerufen wird. Dann hat das Schleuderrad, das unter dem Einfluß des Rückführungsmoments steht, welches durch die Welle 62 ausgeübt wird, und das sich in der Weise eines Kreisels verhält, die Tendenz, radial zu driften, während es eine Präzession im Uhrzeigersinn ausführt, und es kann in Kontakt mit der Innenseite des Dämpferrings 94 kommen.Aufgrund der exzentrischem Bewegung der Schleuderradswelle 62, an deren oberen Ende tritt eine solche Berührung mit der Bohrung des Dämpferrings 94 allgemein während weniger als einer Umdrehung j der Welle 92 auf. Wenn einmal die Radialbewegung und die im Uhrzeigersinn erfolgende Präzession des Schleuderrades 72 und der Welle 62 beginnen, wird angenommen, daß einer der folgenden Vorgänge auftritt: Zunächst kann die Radialgeschwindxgkeit, die dem Schleuderrad 72 durch ungleichmäßige Belastung oder ähnliche Faktoren verliehen wird, niedrig genug sein, daß das durch die Welle 62 ausgeübte Rückstellmoment eine Berührung mit dem Dämpferring verhindert und bewirkt, daß das Schleuderrad 72 im Uhrzeigersinn eine Präzession auf einer wesentlich abnahmenden Spirale ausführt, bis das obere Ende der Welle 62 zu seinem ursprünglichen, leicht exzentrischen Weg zurückkehrt.

Zweitens kann die Radialbeschwindigkeit, die dem Schleuderrad 72 verliehen ist, ausreichen, um eine leichte Berührung der Nabe 70 mit dem Dämpferring 94 zu bewirken, wodurch der elastische Dämpferring eine gewisse Reaktionskraft radial auf die Nabe 70 zur Einwirkung bringt. Diese Reaktionskraft gibt dem Schleuderrad 72 ein Moment, das entgegengerichtet

6098 11 /0327

253857?

zu demjenigen ist, welches durch die Welle 62 ausgeübt wird, welches die Tendenz hat, eine Präzess^ion im Gegenuhrzeigersinn im Schleuderrad 72 zu erzeugen. Infolgedessen wird die Präzessionsgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn und das Winkelmoment, das durch das Rückführmoment der Welle 62 hervorgerufen wird, bis zu einem gewissen Ausmaß herabgesetzt, und zwar in Abhängigkeit von der Radialgeschwindigkeit zur Zeit des Auftreffens und der resultierenden Reaktionskraft. Es wird angenommen, daß derartige Berührungen mit dem schließlichen Ergebnis stattfinden, das die Präzessionsgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn wesentlich ausgeschalter wird, so daß das obere Ende der Welle 62 in dessen ursprünglichen, leicht exzentrischen Weg zurückkehrti

Drittens wird angenommen, daß die dem Schleuderrad 72 verliehende Radialgeschwindigkeit in einigen Fällen groß genug sein kann, so daß die Reaktionskräfte, welche durch aufeinanderfolgende Berührungen mit dem Dämpferring 94 zur Anwendung gelangen, nicht nur ausreichen, die im Uhrzeigersinn erfolgende Präzession zur stoppen, sondern auch eine Präzession des Schleuderrades 72 im Gegenuhrzeigersinn einstellen bzw. hervorrufen. Wenn einmal tatsächliche Präzession im gleichen Gege»xuhrzeigersinn wie die Rotation des Schleuderrades 72 beginnt, dann hat, wie beobachtet wurde, die Schleuderradnabe 70 oft die Tendenz, in Berührung mit der inneren Bohrung des Dämpferrings 94 zu triften und· in dieser Berührung zu bleiben, wenn die innere Bohrung kreisförmig ist. Die kinetischen Eigen-

6098 11 /0327

!schäften des Systems, welches dieses Verhalten mit der kreis-

jförmigen Dämpferringbohrung bewirken, sind kompliziert; jedoch wird angenommen, daß zunehmende Zentrifugalkräfte, die aus der Präzession im Gegenuhrzeigersinn resultieren, ein starker Faktor zur Hervorrufung der fortgesetzten Berührung sind. Fortgesetzte Berührung natürlich führt zu der Anwendung fortgesetzter Radialkräfte durch den Dämpferring 94, die ihrerseits die Präzession im Gegenuhrzeigersinn aufrechterhalten. Da die Freiträgerwelle 62, die Schleuderradnabe und die Scüeuderradscheibe 72 in der Präzession im Gegenuhrzeigersinn um einen innen kreisförmig ausgebildeten Dämpferring 94 fortfahren, wenn einmal eine solche Berührung hergestellt ist, würde sich eine unerwünschte zyklische Belastung der Freiträgerwelle 72 und eine übermäßige Abnutzung der Innenseite des Dämpferrings 94 aus dem fortgesetzten Betrieb mit einer kreisförmigen Bohrung des Dämpferrings ergeben.

Um im wesentlichen die unerwünschte zyklische Belastung und Abnutzung, welche durch die Kreiselnatur des mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Schleuderrades auszuschalten, wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung gefunden, daß es nötig ist, wenigstens momentan bzw. kurzzeitig eine Unterbrechung des Kontakts zwischen der Schleuderradnabe 70 und der Innenseite des Dämpferrings 94 hervorzurufen. Der Verlust des Kontakts unterbricht die auf das Schleuderrad einwirkenden radialen Reaktionskräfte. Wenn man Oberflächendiskontinuitäten auf der Innenseite des Dämpferrings 94 vorsieht, wodurch die

609811/0327

Konfiguration des letzteren zu einer nicht kreisförmigen Gestalt verändert wird, so daß der Dämpferring Abschnitte von minimalem und maximalem Innenradius hat, wird bewirkt, daß die Schleuderradnabe 70 wenigstens zeitweise de*x Kontakt mit der Innenseite des Dämpferrings 94 verliert, wenn sich die Nabe 70 von Abschnitten mit minimalem Radius zu Abschnitten mit relativ größerem Radius in ihrem Verlauf um die innere Seite des Dämpferrings 94 bewegt. Das ist deswegen so, weil die Nabe 70 die Tendenz hat, die Abschnitte von minimalem Radius längs einer Tangente zu verlasse^ und über wenigstens einen Teil der Abschnitte mit größerem Radius zu "Springen". Diese Perioden, in denen kein Kontakt stattfindet, schalten die radialen Reaktionskräfte aus, welche die Tendenz h«*en, die Schleuderradnabe 70 in Kontakt mit dem Dämpferring 94 zu halten, und ermöglichen es dem entgegengesetzten Moment, daß durch die Freiträger-Schleuderradwelle 62 ausgeübt wird, die Rückführung der Schleuderradnabe 70 und des Schleuderrades 72 zu einer mehr zentralen Rotationsposition zu beginnen.

Eine Mehrzahl von unterschiedlichen nicht kreisförmige^ Zentralbohrungen des Dämpferrings 94 haben sich als wirkungsvoll zum Auschalten der unerwünschten Präzession der Schleuderradnabe und -welle erwiesen. Mittige Ausnehmungen des Dämpferringes, die eine oder mehrere Oberflächendiskontinuitäten oder "Unebenheiten", die sich nach radial einwärts in Richtung auf das Zentrum des Dämpferrings erstrecken, haben, haben sich auch als erfolgreich erwiesen, wie in Fig. 5a dargestellt. Ein Dämpfer-

609811/0327

! ring, der nur eine derartige "Unebenheit" hat, hat sich als wirksam bei der Herabsetzung der Präzession des Sdieuderrades ! und dessen Freiträgerwelle herausgestellt; jedoch wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, daß das Anordnen von vier in '

J

S gleichmäßigem Abstand vorgesehenen "Unebenheiten" auf der innerein Ausnehmung des Dämpferrings 94 verbesserte Ergebnisse bei der ; Herabsetzung der Präzession im Gegenuhrzeigersinn ermöglicht. Die Hinzufügung von mehr Unebenheiten verbessert auch die Herabsetzung der Vibration bei der kritischen Frequenz durch eine ! größere Kontaktoberfläche für die Nabe 70, wenn das System kritische Geschwindigkeiten durchläuft.

Wie in Fig. 5a gezeigt ist, können diese Diskontinuitäten zylindrische Erhebungen 94a umfassen bzw. sein, die sich entlang der axialen Länge des Dämpferrings 94 erstrecken. Bezüglich des Ausführungsbeispiels der Fig. 5a wurde gefunden, daß ein Radius r für die zylindrischen Diskontinuitäten 94a von ungefähr einem Zehntel des Radius R der Schleuderradnabe ein ausreichendes Mittel zum Unterbrechen der Reaktionskräfte ist, welche die Tendenz habe^, die Schleuderradnabe 70 in Kontakt mit dem Dämpferring 94 zu halten, so daß es mit derartigen Diskontinuitäten wirksam möglich ist, die unerwünschte Präzessio|n im Gegenuhrzeigersinn und deren begleitende zerstörende bzw.

! nachteilige Wirkungen auszuschalten. Das minimale Spiel C

zwischen den Spitzen oder den Stellen von minimalem Radius : der Oberflächendiskontinuitaten 94a und dem äußeren Durchmesser bzw. der Außenseite der Schleuderradnabe 70 kann so gewählt

6098 1 1 /0327

253857?

werden, wie es erforderlich ist, um eine ausreichende Radialbewegung der Schleuderradnabe 70 zu ermöglichen, so daß das Schleuderrad um sein Schwerezentrum rotieren kann, ohne den Dämpferring zu irgendeiner Zeit zu-berühren, ausgenommen dann, wenn das System eine kritische Frequenz durchläuft. Dadurch wird ein adäquates Dämpfen bei der kritischen Frequenz sichergestellt. Der genaue Betrag des Spiels, das in einem speziellen Anwendungsfall erforderlich ist, hängt natürlich von Verhältnissen bzw. Betrachtungen ab, wie etwa von der Geometrie der Freiträgerwelle 62, deren Material, deren gewünschter Dauerfestigkeit, dem Betrag der exzentrischen Bewegung, der für eine Selbstzentrierung erforderlich ist, sowie damit verbundenen Faktoren, wie man ohne weiteres sieht. Es wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, das die Oberflächendiskontinuitäten auf der Innenseite des Dämpferrings 94 durch eine einfache Ablagerung eines Schweißmetalls, wie beispielsweise von Bronze, aufgebaut werden können; jedoch ist es erkennbar, das alternativ Möglichkeiten benutzt werden, wie beispielsweise die Verwendung von Einsätzen aus geeignetem Lagermaterial, einschließlich der Verwendung von Einsätzen, die aus Teflon oder Nylon bestehen bzw. bei Verwendung dieses Materials hergestellt sind.

Zentrale Ausnehmungen, die in ihrer Form ellyptisch sind, haben sich ebenfalls als erfolgreich erwiesen, wie sie in der Fig. 5b gezeigt sind, wobei die kleine Achse der inneren ellyptischen Bohrung so gewählt ist, daß das minimale Spiel C, wie es oben erläutert worden ist, dargestellt wird. Die kleinen Achsen-

60981 1/0327

; -27- 253857V

punkte 94b bilden auf diese Weise die Stellen des minimalen Radius des Dämpferrings 94.

! Die Fig. 5c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dämpferrings 94, der die erforderlichen Stellen minimalen Radius oder erforderlichen Oberflächendiskontinuitäten 94c zum Erzielen des erforderlichen Dämpfens aufweist. Die Diskontinuitäten oder Abschnitte 94c können wesentlich zufällig bzw. statistisch um den Umfang des Dämpferrings 94 herum angeordnet sein; jedoch wird eine symmetrische Anordnung als bevorzugt angesehen. Die Abschnitte 94c haben einen minmalen Krümmungsradius, der nicht kleiner als der Krümmungsradius ist, wie er für ein minimales Spiel erforderlich ist, um eine Dämpfung bei kritischen Frequenzen in der oben erörterten ! Weise sicherzustellen. Jedoch können die Teile der Bohrung ! zwischen den Abschnitten 94c irgendeinen größeren Radius haben, der mit Anordnung der vergrößerten Bohrungen 104 für die Schrauben 96 verträglich ist. Die Abschnitte 94c können auch mehr flach bzw. eben als gekrümmt ausgeführt sein, so lange das erforderliche minimale Spiel vorhanden ist. Auf diese Weise wird der Kontakt mit der Schieuderradnabe 70 zwischen Abschnitten 94c unterbrochen, was in der gewünschten Ausschaltung der Reaktionskräfte resultiert und zu der Rückführung des Schleuderrades in eine mehr zentrale Position führt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen Einzelheiten eines hydraulischen

609811/0327

253857?

Präzessionsdämpfers gemäß der Erfindung. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von BliniLöchern 108 im oberen Ende der FreitrÜgerwelle 62 auf den gleichen Mittellinienpositionen vorgesehen , auf denen sich auch die radialen Ölkanäle 82 befinden, die unter Bezugnahme auf Fig. 2 erörtert worden sind. Eine Ausnehmung in der Welle 62 genügt auch. Innerhalb der radialen Ölkanäle 82 ist eine Mehrzahl von HülsenllO angeordnet, die sich von den radialen Ölkanälen 82 über das Spiel zwischen der inneren Hülsenwelle und der Freiträgerwelle 62 sowie in Löcher 108 erstrecken, wie dargestellt, wobei genügendes radiales und diametrales Spiel am Ende 111 der Hülsen 110 bleibt, um eine maximale vorgesehene radiale Auslenkung und eine maximale vorgesehene Torrosionsauslenkung der Freiträgerwelle 62 zu gestatten. Die Hülsen 110 wirken als Damm für Öl, das längs eines allgemein spiralförmigen Weges nach aufwärts auf der Innenseite der inneren Hülsenwelle 52 strömt, wie schematisch in Fig. 4 angedeutet ist. Bevor das Öl, welches an der inneren Welle 52 nach aufwärts strömt, durch die radialen Ölkanäle 82 austritt, bewirkt der Dämmungseffekt der Hülsen 110, daß die Dicke des Ölfilms auf eine Tiefe anwächst, die größer als das Spiel ist, welches zwischen der Freiträgerwelle 62 und der inneren Hülsenwelle 52 an deren oberen Enden vorhanden ist. Infolgedessen wird das Spiel zwischen den Wellen an dieser Stelle dauernd im wesentlichen gefüllt mit Schmierölgehalten. Die Schmiermittelviskosität, die Oberflächenendbearbeitung der Wellen und das Spiel können so eingestellt bzw. bemessen sein, daß die Reibungswiderstandskräfte

809811/0327

" ²⁹ " 2 53857?

des sich bewegenden Schmiermittels relativ zu den Geschwindigkeitsspitzenkräften, die der Bewegung der Welle 62 ein Widerstand entgegensetzen, optimalisiert und dadurch die auf die V/elle 62 wirkenden resultierenden Kräfte optimalisiert werden.

Die Bedeutung dieses Merkmals ist schematisch in Fig. 7 veranschaulicht, in der die Schleuderradwelle 62 so dargestellt ist als ob sie aufgrund einer ungleichen Belastung zur rechten Seiten der Innenseite der inneren Hülsenwelle 52 verschoben ist. Nimmt man an, daß kein Kontakt der Schleuderradnabe 70 mit der Befestigung 90 vorhanden ist, ergibt sich eine Präzession des Schleuderrades im Uhrzeigersinn. Aufgrund der Bewegung j der Welle 62 wird das Spiel zwischen den beiden Wellen herabgesetzt, wie dargestellt. Da die Ölströmung längs der Innenseite der Hülsenwelle 52 aufgrund der Rotation der Welle 52 in der dargestellte^ Richtung eine Geschwindigkeit um den Innenumfang hat, bewirkt das Öl, daß in den Bereich 112a herabgesetzten Spiels eintritt, einen Anstieg im lokalen Druck; wogegen das Öl, welches den Bereich 112b herabgesetzten Spiels verläßt, einen Abfall im lokalen Druck hervorruft. Zusätzlich erzeugt die Bewegung der Hülsen 110 innerhalb der Löcher 108 einen hydraulischen Stoßabsorptionseffekt, da die Hülsen 110 als kleine Kolben in dea Löchern 108 wirken und die Bohrungen 82 die Strömung des Öls radial zu dem Ringraum zwischen den Wellen 52 und 58 beschränken. Diese Faktoren führen zur Erzeugung einer resultierenden Kraft, die ungefähr in der Richtung des Pfeils R der Darstellung der Figur 7 wirkt. Auf-

60981 1/0327

" ³⁰ " 253857?

grund der Kreiselnatur des rotierenden Schleuderrads 72 und dessen Freiträgerantriebswelle 62 ruft die resultierende Kraft R, die durch den über der Schleuderradwelle 62 entwickelten Druckunterschied erzeugt worden ist, ein Momeut hervor, das auf die Welle 62 und das Schleuderrad 72 einwirkt, welches einen Momentvektor M_f in einer Richtung senkrecht zur Kraft R hat. Die Wirkung des durch die Kraft R hervorgerufenen Moments besteht darin, daß sich eine Tendenz zur Bewegung der Schleuderradnabe 70 weg von der Berührung mit der Lager- und Dichtungsbefestigung 90 in Richtung auf das Zentrum der Ilülsenwelle 52, in einer Richtung entgegengesetzt zur vorhandenen Präzession ergibt. Die korrigierende Wirkung des hydraulischen Dämpfers gemäß der Erfindung ist eine kontinuierliche Einwirkung, wenn das System einmal jenseits der kritischen Geschwindigkeit ist, so lange die Schleuderradwelle ausgelenkt ist, wie in Fig. 7 gezeigt, dadurch wird eine zusätzliche Dämpfungswirkung zu derjenigen erzielt, die sich durch den Dämpfer 86 für mechanische Präzession und für Vibration ergibt, wie er mit Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 erläutert worden ist.

Die Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das für die Verwendung in zentrifugalen Zerkleinerungsmaschxnen oder für ähnliche Anwendungen geeignet ist, wobei der Auffänger, der das Schleuderrad umgibt, ein stationärer Auffänger ist, oder wobei der Auffänger durch eine andere Einrichtung als durch eine konzentrisch und koaxial mit der Schleuderradantriebswelle verlaufende Welle angetrieben wird.

6 09811/0327

~³¹ - 253857?

j Infolgedessen zeigt die Figur eine Sehleuderradantriebswellen-

anordnung, bei der die äußere Hülsenwelle 28, die in den Fig. ι
2 und 4 gezeigt ist, weggelassen worden ist, und bei der die

j innere Hülsenwelle 52 zum Zwecke der Rotation direkt innerhalb eines zylindrischen Wellengehäuses 18a angebracht ist. j Am oberen Ende des Wellengehäuses 18a kann, wie dargestellt,

j eine stationäre Auffängerhaltescheibe 50a oder ein entsprechen-

des Gehäuses befestigt sein. Die übrigen Bauteile dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung funktionieren in einer Weise, die identisch der Funktionsweise der vorhergehenden Ausführung-

beispiele ist.

j Die Fig. 9 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Auf-

rißansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer zentrifugalen Zerkleinerungsmaschine gemäß der Erfindung, bei dem die Ausbildung so ist, daß eine interne Rezirkulation und Klassifikation des zerkleinerten Produktes zum Zwecke der Erzeugung eines pulverisierten Produktes stattfindet. Die Gesamtfunktion eines früheren Zentrifugalzerkleinerers, der ähnliche Maßnahmen zur Trennung und Klassifikation aufweist, ist in der US-Patentschrift 3 162 382 beschrieben bzw. darge-

Wie
stellt./Fig. 9 zeigt, weist die Zentrifugalpulverisierungseinrichtung ein zylindrisches Gehäuse 120 auf, auf dem eine Kappe oder Abdeckung 121 vorgesehen ist, die eine zentrale Öffnung 121a zur Aufnahme des Produkts besitzt, das in einem Kanal 122 entladen wird, wobei die zentrale Öffnung weiterhin einen Eingang oder eine Einspeisung zum Kanal 123 besitzt;

60981 1 /0327

253857?

die vertikalen Teile der Kanäle 122 und 123 sind konzentrisch. Das Gehäuse 120 weist einen inneren Boden 124 auf, auf dem ein zylindrisches Wellengehäuse 18, die äußere Hülsenwelle 28, die innere Hülsenwelle 52, die Freiträgerwel.le 62 und deren zugeordnete Bauteile angebracht sind, und zwar genau in der Weise, wie unter Bezugnahme auf Figur 4 erläutert worden ist. Die Welle 62 und Hülsenwelle 52 können unabhängig voneinander angetrieben werden, und zwar entweder in entgegengesetzten Richtungen oder in der gleichen Richtung, wobei jedoch die Schleuderradwelle mit wesentlich höherer Geschwindigkeit angetrieben wird, wie weiter oben bereits erörtert wurde.

Der Becher 126 kann durch die äußere Ilülsenwelle 28 rotationsmäßig angetrieben werden und nach der Darstellung weist er 3 Abschnitte auf, nämlich einen unteren Abschnitt 128, einen mittleren Abschnitt 130 und einen oberen Abschnitt 132. Der untere Abschnitt 128 des Bechers 126 besitzt einen allgemein flachen bzw. ebenen kreisförmigen Boden, der durch die Hülsenwelle 28 gehalten wird und er hat eine zentrale Öffnung, durch welche die Schleuderradantriebswelle 62 hindurchgeht. Auf dem Boden befindet sich zwischen dessen äußeren Bereich und der Schleuderradantriebswelle 62 eine ringförmige Ummantelung 134, die eine Rückströmung von zerkleinertem Material zu Entlüftungslöchern 36 verhindert, welche sich ihrerseits zwischen der ringförmigen Ummantelung 134 und dem von der Schleuderradwelle 62 eingenommenen zentralen Loch befinden. Die Entlüftungslöcher 136 sind in Abstandsintervallen längs des ringförmigen

6 0 9 8 11/0327

j Weges um die Schleuderradantriebswelle 62 vorgesehen. Der ί

mittlere Abschnitt 130 des Bechers 126 besitzt einen wesent- !
lieh vertikalen Wandabschnitt, der mit dem oberen Abschnitt 132 verbunden ist. Der obere Abschnitt 132 ist nach auswärts und aufwärts geneigt bzw. konisch ausgebildet, und zwar unter einem Winkel von vorzugsweise 35 Grad gegenüber der Vertikalen, wie in der US-Patentschrift 3 162 382 erläutert ist.

Innerhalb des Bechers 126 ist Schleuderrad 72 auf der Schleuder-

; radantriebswelle 62 angebracht, von der es auch rotations-

j mäßig angetrieben wird. In dem Zwischenraum zwischen dem äußeren Umfang des Schleuderrades 72 und der vertikalen Wand des mitt leren Abschnitts 130 ist eine Mehrzahl von Prallplatten oder -flügeln 135 angeordnet, die ihrerseits in Umfangs richtung voneinander im Abstand angeordnet und relativ zu dem

ι Weg der Teilchen, welche das Schleuderrad 72 verlassen,so ausj gerichtet sind, daß die Teilchen die Platten bzw. Flügel 135 j unter im wesentlichen einem rechten Winkel treffen, wie mit Bezugnahme auf Fig. 11 weiter unten erläutert ist. Wie bezüglich der Fig. 1 erörtert worden ist, beeinflußt der radiale Abstand der Flügel bzw. Platten 135 von dem Schleuderrad 72 den Anteil der sehr feinen Teilchen, die sich in dem Produkt befinden, welches von den Flügeln bzw. Platten 135 herkommt.

Vier voneinander im Abstand angeordnete gerichtete Flügel 137 halten ein Paar stationärer koaxialer Konen, nämlich einen oberen Konus 138 und einen unteren Konus 140. Der untere

609871/0327

Konus 140 ist an dem unteren geneigten Rand der Flügel 137 befestigt, beispielsweise durch Schweißen, wobei sich sein unterer keilförmiger Rand gerade oberhalb der zu dem Schleuderrad 72 führenden Öffnung befindet. Der obere Konus 138, der nach der Darstellung an dem oberen geneigten Rand der gerichteten Flügel 137 angebracht ist, endet an seinem unteren Ende so, daß die untere kreisförmige Kante dieses Konus oberhalb der Öffnung angeordnet ist, die zu dem Schleuderrad 72 führt, sowie ebenfalls oberhalb der unteren kreisförmigen Kante des Konus 140.

An der Abdeckung 121 des Gehäuses 120 ist eine Mehrzahl von Klassifizierungsflügeln 142 schwenkbar befestigt, wobei diese Klassifizierungsflügel im Abstand voneinander längs eines kreis förmigen Weges angeordnet sind und von der Abdeckung 121 herabhängen sowie Positionen gerade oberhalb der unteren Kante des oberen 138 einnehmen. Die radiale Position dieser Flügel ist einstellbar, und sie ist einer der Faktoren, durch welche die Teilchenabmessung des Materials gesteuert werden kann, das aus dem Entladungskanal 122 entnommen wird, wie in der US-Pate«xtschrift 3 162 382 erörtert ist.

Am Flansch 144 in der Abdeckung 121 ist eine Klassifizierungshülse 146 befestigt, die vertikal innerhalb des Vertikalteils des Entladekanals 122 einstellbar ist und koaxial vom Entladelcanal nach abwärts verläuft; die Position der Klassifizierungshülse ist ein weiterer Faktor zum Steuern der Teilchengröße

60981 1/0327

- ³⁵ - 253857?

des Produktes, das aus der Pulverisierungseinriclitung entnommen wird. Das Einspeisungsrohr 123 ist vertikal oberhalb des zylindrischen Gehäuses 120 sowie längs der Achse dieses Gehäuses vorgesehen, und es erstreckt sich nach abwärts in das Gehäuse 120 so, daß es koaxial durch den oberem Konus 138 bis zu einer Stelle oberhalb der ringförmigen Öffnung zum Schleuderrad 72 verläuft. Auf einem Niveau unterhalb des Bodens des Bechers 136 und der Wand des Gehäuses 120 ist ein Lufteinlaßkanal, durch den Luft hindructigedrückt wird, beispielsweise durch ein Gebläse (nicht dargestellt).

Im Betrieb werden die Teilchen des Materials, wie beispielsweise von Erz, Gestein, Pigment, Ton u. dgl., die auf eine vorbestimmte Abmessung verkleinert werden sollen, beispielsweise von einem Trichter aus in das vertikal vorgesehene Einspeisungsrohr 123 eingeführt. Das Material strömt längs des Einspeisungskanals 123 nach abwärts in die ringförmige Öffnung, die zum Schleuderrad 72 führt. Diese Teilchen fallen auf den Boden des schnell rotierenden Schleuderrades 72 und werden durch Zentrifugalkraft mit hoher Geschwindigkeit zu den in entgegengesetzter Richtung rotierenden Auftreffflügein 135, die um das Schleuderrad 72 herum angeordnet sind, geschleudert. Die Geschwindigkeit, mit der die geschleuderten Teilchen das Schleuderrad verlassen, ist im wesentlichen gleich der Umfangsgeschwindigkeit des rot-ierenden Schleuderrads. In einem typischen Fall kann das Schleuderrad im Bereich von 2400 bis 6000 Umdrehungen pro Minute rotiert werden, während die Auf-

6098 1 1 /0327

-se- ■ 253857?

treffflügel mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 300 bis 400 Umdrehungen pro Minute rotiert werden. Das„zerkleinerte Material, das von den Auftrefflügeln 135 kommt, wird dann nach aufwärts durch die Einrichtung geführt und mittels der Konen 138 und 140 sowie der gerichteten Flügel 137 getrennt und klassifiziert, um eine gewünschte Feinheit des Produkts zu erzeugen, das schließlich durch den Kanal 122 ausgestoßen wird.

Fig. 10 und 11 zeigen Schnittansichten, genommen längs den Linien 10-10 und 11-11 der Figuren 1 bzw. 9, welche die Orientierung der Auffängerflügel 84 bzw. 135 relativ zu dem Tangentialweg, der vom Rotor 72 weggeschleuderten Materialteilchen veranschaulichen. Zur Vereinfachung sind nur wenige Flügel 85 und 135 dargestellt, obwohl diese Flügel vollständig um das Schleuderrad herum angeordnet sind. Vie gezeigt, sind die Auffangflügel oder die Prallplatten 84 und 135 so angeordnet, daß Teilchen, welche das Schleuderrad 72 im wesentlichen längs einer Tangentenlinie verlassen, wie sie in gestrichelten Linien dargestellt ist, die Auffängerflügel oder Prallplatten im wesentlichen einem rechten Winkel treffen. Das rechtwinklige Auftreffen ist bei der Erfindung zu bevorzugen, da angenommen wird, daß diese Ausrichtung einerseits die Kraft maximalisiert, die im Sinne eines Zerkleinerns der Teilchen wirkt, welche die Flügel 84 oder 135 treffen, und andererseits die Abnutzung der Auffänger minimalisiert, und zwar aufgrund eines herabgesetzten Abriebs der Auffänger;

609811/0327

; jedoch sind auch Auftreffwinkel im Bereich von 80 Grad bis

110 Grad annehmbar. Die Flügel 84 und 135 sind auch in Umfangs^r richtung voneinander im Abstand angeordnet, und sie sind radial ! von der umgebenden Gehäusewand 10 im Abstand angeordnet, wie in Fig. 10 gezeigt ist oder vom mittleren Abschnitt des

Bechers 126, wie in Fig. 11 veranschaulicht ist. Diese Anordi
! nung der Auff ängerflügel stellt siener, daß Material, welches

i auf jedem Flügel zerkleinert worden ist, radial nach auswärts

zwischen den Flügeln austreten und aus dem Zerkleinerungs-)

¹ bereich zur weiteren Verarbeitung geführt werden kann, wie i
j in den Fig. 1 und 9 dargestellt ist. Auch ermöglicht es diese

I Orientierung der Auffängerfluge1, daß die rotierenden Auf-

! fänger gemeinsam als Zentrifugalgebläse wirken, welches Luft

! durch den Raum zwischen benachbarten Auftreffflügeln hindurch-

I zieht und dadurch jeden Flügel von verkleinertem Material I "freifegt", so daß verhindert wird, daß nachfolgende Teilchen j auf vorher zerkleinerte Teilchen auftreffen, die noch auf den Prallflächen zurückgeblieben sind. Diese Luftströmung minimalisiert infolgedessen die Erzeugung von unerwünschten Feinteilchen.

Wie bereits erwähnt wurde, spielt der radiale Abstand der Auffängerflügel von dem Schleuderrad eine wesentliche Rolle für die Minimalisierung der Erzeugung von Feinteilchen, und zwar aufgrund der Wirkungen des Luftwiderstandes bei leichteren Teilchen, die das Schleuderrad unter hohen Geschwindigkeiten verlassen. Es wurde in tatsächlichen Tests beobachtet, daß

609811/0327

253857?

eine Zerkleinerungsmaschine mit den Prallelementen nach der Erfindung bei Teil drehgeschwindigkeiten vom Schleuderrad von ungef ähr 122 m pro Sekunde und einem tangentialen Abstand S von ungefähr 25,4 cm zwischen dem Schleuderrad und dem nahesten Prallelement ein zerkleinertes Produkt erzeugt, wie beispielsweise Kohle, bei dem maximale Feinheit 325 Mesh beträgt, und zwar selbst nach einer Mehrzahl von Durchgängen durch den Zerkleinerer. Bewegt man die Prallelemente näher an das Schleuderrad heran, dann ergibt sich ein höherer Prozentsatz von Feingut; wohingegen sich dann, wenn man die Prallelemente weiter weg von dem Schleuderrad bewegt, ein niedrigerer Prozentsatz von Feingut ergibt. Eine erhöhte Schleuderradgeschwindigkeit zum Erhöhen des Prozentsatzes von Feingut hat wenig Wirkung, da der Luftwiderstand mit dem Quadrat der Teilchengeschwindigkeit zunimmt. Der erhöhte Luftwiderstand sefct die Teilchengeschwindigkeit entweder bis zu einem Punkt herab, bei dem es zu keinem Auftreffen kommt, oder bis zu einem Punkt, bei dem das Auftreffen keine weitere Verkleinerung hervorruft.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung Antriebswellenelemente, die zur Verwendung in mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Zerkleinerungsmaschinen geeignet sind und eine mittige Freiträgerwelle umfassen, die innerhalb einer umgebenden Hülse montiert ist, mit der die Freiträgerwelle starr an einem Ende verbunden ist und innerhalb der die Freiträgerwelle ein wesentliches Radialspiel am anderen Ende hat, so

609811/0327

253857?

daß ein rotierendes Schleuderrad oder ein ähnliches Element, welches darauf angebracht ist, sich selbst automatisch zur Rotation um sein Schwerezentrum zentrieren kann. Es sind Mittel zum Dämpfen von radialen Vibrationen vorgesehen, die auftreten, wenn die Welle bzw. die Wellenanordnung bei der Rotation kritische Geschwindigkeiten durchläuft, wobei diese Mittel die Kreiselpräzession aufgrund unausgeglichener Belastungen oberhalb der ersten kritischen Frequenz minimalisieren Außerdem werden mit der Erfindung Auffänger-Prallplatten zur Verwendung in zentrifugalen Zerkleinerungsmaschinen und ein verbessertes zentrifugales Zerkleinerungsverfahren zur Verfügung gestellt.

6098 1 1 /0327

Claims

Patentansprüche

1.)Einrichtung mit einer Triebwelle für Maschinen, die ein Hochgesehwindigkeitsrotationselement, insbesondere ein Schleuderrad, aufweisen, gekennzeichnet durch eine erste Hohlwelle,(52), die zur Rotation in der Maschine gelagert ist; eine innere Freiträgerwelle (62), die an ihrem einen Ende starr innerhalb der ersten Hohlwelle verbunden ist und an ihrem anderen Ende ein wesentliches radiales Spiel innerhalb der ersten Hohlwelle aufweist, wobei dieses andere .Ende mit dem Hochgeschwindigkeitsrotationselement (72) zum Zwecke der Rotation mit diesem verbunden werden kann bzw. verbunden ist; eine Dämpfungseinrichtung (88; 94-» 96, 98, 1o2, 1o4), die um das andere Ende der Freiträgerwelle herum angeordnet ist, um Radialvibration der Freiträgerwelle zu reduzieren, wenn diese bei der Rotation kritische Geschwindigkeiten durchläuft, und um im wesentlichen eine

S0981 1/0327

— 2 —

Kreiselpräzession der Freiträgerwelle (62) und des Hoiigeschwindigkeitsrotationselements (72) auszuschalten; und eine Antriebseinrichtung zum Rotieren der ersten Hohlwelle.

j

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Dämpfungseinrichtung einen Hing (94) aufweist, der um das andere Ende der Freiträgerwelle (62) herum angebracht und elastisch vorgespannt ist, so daß er eine begrenzte

S radiale Auslenkung der Freiträgerwelle während der Rotation j ! gestattet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

! gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Einführen von

strömendem bzw. fließendem Strömungsmittel in die erste ; Hohlwelle, wobei die Dämpfungseinrichtung eine Strömungs-

j kanaleinrichtung (88) zum Abführen des Strömungsmittels aus der ersten Hohlwelle aufweist sowie weiter eine Einrichtung, welche bewirkt, daß das Strömungsmittel im wesentlichen den radialen Raum zwischen der ersten Hohlwelle (52) und der Freiträgerwelle (62) im Bereich dieses radialen Spiels füllt

4-. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3j
dadurch gekennzeichnet,

609811 /0327

daß der Hing (94) eine innere Bohrung bzw. Ausnehmung in der Nähe des äußeren Durchmessers bzw. Umfangs der Freiträgerwelle aufweist, wobei diese innere Bohrung bzw. Ausnehmung eine Einrichtung (94 a, 94 b, 94 c) zum Hervorrufen einer Ebntaktunterbrechung zwischen der Fre!trägerwelle mit dem Rotationselement und der inneren Bohrung bzw. Ausnehmung besitzt, so daß dadurch die Kreiselpräzession im wesentlichen ausgeschaltet wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine zweite Hohlwelle (28), die zur Rotation innerhalb der Maschine gelagert ist und mit einem das Hochgeschwindigkeitsrotationselement (72) umgebenden zweiten Eotationselement (5o), insbesondere einem rotierenden Becher, zur Rotation mit diesem verbunden werden kann bzw. verbunden ist; wobei die erste Hohlwelle (52) zur Rotation innerhalb der zweiten Hohlwelle und die Freiträgerwelle (62) zentral angeordnet, und eine Einrichtung zum Rotationsantrieb beider Hohlwellen vorgesehen ist.

ξ,. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch kennzeichnet,

daß der Ring (94) der Dämpfungseinrichtung an der zweiten Hohlwelle (28) angebracht ist.

60981 1/0327

7· Einrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 -6 zur Zentrifugalzerkleinerung mit einem Schleuderrad, das zur Rotation innerhalb eines Bechers angebracht ist und Materialteilchen nach der Wand des Bechers zu schleudern kann, der seinerseits eine Bodenwand hat, die sich radial von dem Schleuderrad erstreckt, sowie eine Umfangswand, die sich von der Bodenwand nach aufwärts erstreckt, gekennzeichnet durch Auftreff-Prallplatten (84·), die in Umfangsrichtung im Abstand auf der Bodenwand zwischen dem Schleuderrad (72) und der Umfangswand sowie radial im Abstand von dem Schleuderrad und der Umfangswand angeordnet sind und Pralloberflächen aufweisen, welche quer bzw. in einem Winkel zum Weg der Teilchen verlaufen, so daß dadurch wenigstens ein Anteil der Teilchen durch Auftreffen auf diese Oberflächen zerkleinert und letztere aufgrund eines darübergehenden Luftstroms saubergeblasen werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7j
dadurch gekennzeichnet,

daß der Becher (13o, 132) ebenfalls so angeordnet ist, daß er rotieren kann, wobei eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die das Schleuderrad (72) und den Becher unabhängig voneinander rotiert.

60981 1 /0327

9· Einrichtung nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Pralloberflächen in einem solchen Winkel zum Teilchenweg angeordnet sind, daß der die Pralloberflächen sauberblasende Luftstrom durch die Rotation der Prallplatten (84-) mit dem Becher (1Jo) hervorgerufen wird.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, und einem der Ansprüche 7-9?

dadurch gekennzeichnet,

daß das Schleuderrad (72) das Hochgeschwindigkeitsrotationselement ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1o,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Becher betriebsmäßig mit der zweiten Hohlwelle (28) zur Rotation mit derselben verbunden bzw. das zweite Rotationselement (5o) ist.

12. Einrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-11, zur Zentrifugalzerkleinerung mit einem Schleuderrad, das zur Rotation in einem Gehäuse angeordnet ist und Materialteilchen nach der Wand des Gehäuses zu schleudern kann, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Prallelemente (84),

6098 1 1 /0327

die so angebracht sind, daß sie unabhängig vom Schleuderrad (72) konzentrisch zu letzterem rotieren können, und die eine Trägerwand (128) haben, die sich radial von dem Schleuderrad erstreckt; wobei die Prallelemente in Umfangsrichtung im Abstand voneinander auf der Trägerwand sowie in

radialem Abstand von dem Schleuderrad und dem Gehäuse angeoijd

i net sind und den Teilchen, die vom Schleuderrad ausgehen, Prall ob er flächen darbieten, die ihrerseits quer bzw. in einem Winkel zum Weg der Teilchen orientiert sind, so daß dadurch wenigstens ein Anteil der Teilchen durch Stoß mit diesen Oberflächen zerkleinert wird und letztere aufgrund einer durch die Rotation der Prallelemente bzw. -platten mit der Trägerwand hervorgerufenen Luftströmung von zerj kleinertem Material saubergeblasen werden.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6 und nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Hohlwelle (28) betriebsmäßig zur Rotation mit dem Prallelement bzw. den Prallelementen (84) verbunden ist, während das andere Ende der Freiträgerwelle (62) mit dem Schleuderrad (72) zur Rotation mit diesem verbunden ist.

609811/0327

Einrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-6, zur Verminderung von Radialvibration einer Freiträgerwelle, wenn letztere bei ihrer Rotation kritische Geschwindigkeiten durchläuft und zum wesentlichen Ausschalten von Kreiselpräzession der Freiträgerwelle sowie eines an dieser befestigten Hochgeschwindigkeitsrotationselements, gekennzeichnet durch einen Ring (94), der um das freie Ende der Freiträgerwelle (62) herum angebracht wird und eine innere Ausnehmung aufweist; eine Einrichtung (1oo) zum elastischen Vorspannen des Rings, so daß eine begrenzte radiale Auslenkung der Freiträgerwelle möglich ist ; und ein mit der inneren Ausnehmung zusammenwirkende Einrichtung zum Hervorrufen eines Kontaktverlustes zwischen der Freiträgerwelle und dem Hochgeschwindigkeitsrotationselement einerseits und der inneren Ausnehmung andererseits, wodurch die Kreiselpräzession im wesentlichen ausgeschaltet wird.

15. Einrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1-6, zum Vermindern der Kreiselpräzession einer Freiträgerwelle und eines an deren freiem Ende befestigten Hochgeschwindigkeitsrotationselements,

gekennzeichnet durch eine äußere Hohlwelle (52), die mit dem festen Ende der Freiträgerwelle (62) verbunden ist und ein wesentliches Radialspiel mit dem freien Ende der Freiträgerwelle bildet; eine Einrichtung zum Zuführen eines strömenden bzw. fließenden Strömungsmittels in die Hohl-

60 9 8 11/0327

welle; eine Strömungsmittelkanaleinrichtiing (8S) zum Ableiten -von Strömungsmittel von der Hohlwelle; und eine Einrichtung, welche bewirkt, daß sich der EadialZwischenraum zwischen der Hohlwelle und der Freiträgerwelle im Bereich j des Radialspiels wesentlich füllt.

16. Verfahren zum Zerkleinern von Materialien, insbesondere zum Betreiben einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 7-13? gekennzeichnet durch die folgenden Yerfahrensschritte: Leiten bzw. Eichten eines Stroms von zu zerkleinernden Teilchen in Kontakt mit einem mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Schleuderrad, wodurch die Teilchen tangential vom Umfang des Schleuderrades mit hoher Geschwindigkeit abgeschleudert werden; und Auftreffen- bzw. -stoßenlassen der geschleuderten Teilchen auf Prallplatten, die tangential von dem Schleuderrad in einem Abstand angebracht sind, der bei der hohen Geschwindigkeit ausreicht, daß Teilchen unterhalb einer minimalen Feinheit durch Luftwiderstand auf eine Geschwindigkeit verlangsamt werden, bei der sie durch das Auftreffen nicht weiter zerkleinert werden.

6098 1 1 /0327

Leerseite