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Anlage zum Patentgesuch der
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Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Schneckenzentrifuge Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenzentrifuge, deren Zentrifugentrommel und
Förderschnecke über ein mit dem Trommelmantel umlaufendes Ubersetzungsgetriebe mit
unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden.
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Aus der DE-OS 2 849 547 ist eine Schneckenzentrifuge obiger Bauart
bekannt, bei der die Zentrifugentrommel und die Förderschnecke mit je einem eigenen
Antriebsmotor mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden. Bei Inbetriebnahme
dieser Schneckenzentrifuge werden Zentrifugentrommel und Förderschnecke mit Hilfe
eines Antriebsmotors nach Verbindung der Antriebswelle des Getriebes mit dem Getriebegehäuse
durch eine elektrisch schaltbare Kupplung auf die jeweils erforderliche Betriebsdrehzahl
hochgefahren. Nach Erreichen der 8etriebsdrehzahl wird das mit der Zentrifugentrommel
umlaufende Getriebegehäuse vom Getriebe durch die elektrisch schaltbare Kupplung
gelöst und der zweite Motor über ein Schaltrelais eingeschaltet, der den Antrieb
der Zentrifugentrommel übernimmt. Zentrifugentrommel una Förderschnecke werden hierbei
mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben, wobei die Zentrifugentrommel mit einer
konstanten Drehzahl umläuft, während die Förderschnecke mit einer variabel regelbaren
höheren oder auch niedrigeren Drehzahl umläuft.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Antrieb der vorerwähnten
bekannten Schneckenzentrifuge sowohl in der konstruktiven Ausgestaltung als auch
hinsichtlich der Betriebsweise zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Antriebsmotor mit durchgehender
Antriebswelle, die an der einen Seite über ein Ubersetzungsgetriebe mit der Förderschnecke
verbunden ist, und die an der anderen gegenüberliegenden Seite an eine als Hydroregeleinheit
ausgebildete Pumpe mit Leistungsregler und Druckkonstantregler -angeschlossen ist,
die über Druckleitungen mit einem als Hydrokonstanteinheit ausgebildeten Hydromotor
in Verbindung steht, welcher über Antriebsmedien am Trommelmantel angreift. Der
besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Maßnahme besteht darin, daß der Antrieb
der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke mit nur einem Antriebsmotor (E-Motor)
bewerkstelligt werden kann, wobei dieser Antriebsmotor im Vergleich zu den beiden
Antriebsmotoren bei der bekannten Schneckenzentrifuge dazu noch mit etwa 25 % geringerer
installierter Leistung ausgelegt werden kann. Auch sind besondere Schaltelemente,
wie beispielsweise die elektromechanische Kupplung -oder Schaltrelais wie bei dem
bekannten Antriebssystem nicht mehr erforderlich. Das erfindungsgemäße Antriebssystem
ist daher gegenüber dem bisher bekannten Antriebssystem im konstruktiven Aufbau
wesentlich einfacher und in der Betriebsweise auch kostensparender.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einer der Druckleitungen
zwischen der Hydroregeleinheit und der Hydrokonstanteinheit ein Druckbegrenzungsventil
angeordnet, das durch Hinzuschalten als Bremsventil wirkt. Durch Hinzuschalten des
Druckbegrenzungsventils kann die Zentrifuge sehr vorteilhaft in kurzer Zeit abgebremst
und zum Stillstand gebracht werden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles.
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Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Schneckenzentrifuge
weist eine zylindrisch-konisch ausgebildete Zentrifugentrommel 1 auf, die zu beiden
Seiten in nicht näher dargestellten Lagern drehbeweglich gehalten ist. In der Zentrifugentrommel
1 ist eine entsprechend ausgebildete Förderschnecke 2 angeordnet, deren hohl ausgebildete
Schneckenwelle 3 mit einem Ubersetzungsgetriebe 4 in Verbindung steht, dessen Gehäuse
5 am Trommelmantel angeflanscht ist.
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Auf der rechten Seite der Schneckenzentrifuge ist als Antriebsmotor
6 ein Elektromotor mit durchgehender Antriebswelle 7 vorgesehen, die an der linken
Seite über das Ubersetzungsgetriebe 4 mit der Hohlwelle 3 der Förderschnecke 2 verbunden
ist, und die an der rechten gegenüberliegenden Seite an eine als Hydroregeleinheit
8 ausgebildete Pumpe mit Leistungsregler und Druckkonstantregler angeschlossen ist.
Diese Hydroregeleinheit 8 steht ihrerseits über Druckleitungen 9 und 10 mit einem
als Hydrokonstanteinheit 11 ausgebildeten Hydromotor in Verbindung, welcher über
eine Riemenscheibe 12 und Keilriemen 13 am Getriebegehäuse 5 und damit am Trommelmantel.l
angreift.
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Die Betriebsweise der in der Zeichnung schematisch dargestellten Schneckenzentrifuge
gemäß der Erfindung ist nach wie folgt.
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Durch Einschalten des Elektromotores 6 wird die über die Kupplung
14 in das Getriebe 4 führende Antriebswelle 7 auf zum Beispiel 1.450 Upm gebracht.
Bei einer
Getriebeübersetzung von 50 beträgt die Drehzahl der Forderschnecke
29 Upm. Die hierfür erforderliche Antriebsleistung des Elektromotores 6 ist bei
leergefahrener Zentrifuge sehr klein, jedoch erzeugt sie entsprechend der Antriebsleistung
ein Drehmoment auf den Trommelmantel. Gleichzeitig wird durch das Einschalten des
Elektromotores 6 über die Antriebswelle 7 die Hydroregeleinheit 8 (Pumpe mit Leistungsregler
und Druckkonstantregler) auf 1.500 Upm gebracht, wo über den Druck-Konstantregler
ein maximal zulässiger Druck erzeugt wird, der zum Beispiel über die Druckleitung
9 an der Hydrokonstanteinheit 11 ein maximales Drehmoment erzeugt, das über die
Riemenscheibe 12 und Keilriemen 13 die Zentrifugentrommel antreibt und diese beschleunigt.
Die maximale Trommeldrehzahl beträgt beispielsweise 1.350 Upm und sie wird durch
eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stellschraube an der Hydroregeleinheit
8 eingestellt. Ist die Trommelmanteldrehzahl von 1.350 Upm erreicht, so beträgt
die Differenzdrehzahl 2 Upm und der Hydraulikkreis ist weitgehend entlastet. Die
Anfahrphase der Zentrifuge ist somit beendet.
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Bei Normalbetrieb der Schneckenzentrifuge steigt durch die Materialaufgabe
in die Zentrifuge die Antriebsleistung des Elektromotores 6, und zwar bedingt durch
die erforderliche Beschleunigungsleistung, die einerseits für das aufgegebene Material
und andererseits für die Uberwindung der wachsenden Reibung zwischen der Förderschnecke
und dem Trommelmantel erforderlich ist. Durch diese Leistungssteigerung versucht
der Hydromotor 11 seine Drehzahl zu vergrößern, was jedoch durch die Hydrokonstanteinheit
11 verhindert wird. Hier wird nämlich das Eingangsmoment in hydraulischen Druck
umgewandelt, der bei Uberschreiten eines eingestellten Druckes den Leistungsregler
der Hydroregeleinheit 8 die Drehzahl der
Hydrokonstanteinheit 11
und die damit verbundene Trommelmanteldrehzahl reduziert. Aufgrund der Reduktion
der Trommelmanteldrehzahl steigt die Differenzdrehzahl zwischen Förderschnecke und
dem Trommelmantel, so daß bei einer Trommelmanteldrehzahl von 1.050 Upm die Schneckendifferenzdrehzahl
auf 8 ansteigt. Gleichzeitig wird hierdurch das Reibmoment zwischen der Förderschnecke
und dem Trommelmantel abgebaut. Das große Trägheitsmoment des Trommelmantels ist
hierbei ein besonders günstiges Dämpfungselement für den hydraulischen Regelkreis.
Auf diese Weise wird sehr vorteilhaft die Differenzdrehzahl zwischen der Förderschnecke
und dem Trommelmantel nicht mehr durch die Regel-ung der Schneckendrehzahl, sondern
durch die Regelung der Trommelmanteldrehzahl erreicht.
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Um die Schneckenzentrifuge gemäß der Erfindung außer Betrieb zu nehmen,
wird nach vorherigem Abscnalten der Materialzufuhr der Elektromotor 6 ausgeschaltet.
Die Zentrifuge läuft dann über einen längeren Zeitraum aus. Um die Auslaufphase
der Zentrifuge ganz wesentlich zu verkürzen, ist in einer der Druckleitungen 9,
10 zwischen der Hydroregeleinheit 8 und der Sydrokenstanteinheit 11 sehr vorteilhaft
ein in der Zeichnung gestrichelt dargestelltes Druckbegrenzungsventil 15 angeordnet,
das als Bremsventil wirkt. Durch Hinzuschalten dieses Druckbegrenzungsventils 15
kann sehr vorteilhaft ein rasches Abbremsen der Zentrifugentrommel über die Hydrokonstanteinheit
11 bei laufendem Elektromotor bewirkt werden. Dies hat neben der serküoztenAuslaufphase
der Zentrifugentrommel den Vorteil, daß die Differenzdrehzahl zwischen Trommelmantel
und Förderschnecke bis maximal 29 üpm steigt und dadurch den Zentrifugeninhalt mit
Sicherheit ganz ausräumt.
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Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Maßnahmen sei auch
noch darauf hingewiesen, daß der in der Hydroregeleinheit 8 integrierte Leistungsregler
dann in Funktion ist, wenn die Hydrokonstanteinheit 11 als Pumpe arbeitet, und der
in der Hydroregeleinheit 8 integrierte Druckkonstantregler ist immer dann in Funktion,
wenn die Hydrokonstanteinheit 11 als Motor arbeitet. Hierdurch wird in besonders
einfacher Weise ein genaue Drehzahlregelung an Schneckenzentrifugen in Abhängigkeit
der Schneckenbelastung erreicht.
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