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Schleudermaschine mit sich langsam drehender Trommel in einem schnell
gedrehten Rahmen Die Erfindung bezieht sich auf Schleudermaschinen, bei welchen
sich in einem schnell gedrehten Rahmen eine langsam drehende Trommel befindet, deren
Achse mit der Rahmenachse gekreuzt ist und die Zellen zur Aufnahme des Schleuderguts
am Trommelumfang aufweist.
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Für den Betrieb derartiger Maschinen ist meist eine möglichst hohe
Umdrehungsgeschwindigkeit des Rahmens für den besten Nutzeffekt erforderlich. Die
Schleudertrommel hat jedoch eine statisch sehr ungünstige Form, so daß sie nur eine
geringe Umdrehungsgeschwindigkeit zuläßt. Um eine große Umdrehungsgeschwindigkeit
der Trommel zu ermöglichen, ist nach der Erfindung die Trommel als Schwimmkörper
ausgebildet und schwimmt in einer in dem als Gehäuse ausgebildeten Rahmen befindlichen
Flüssigkeit. Das Gehäuse kann ohne Schwierigkeiten statisch günstig ausgebildet
werden, so daß es mit hoher Umdrehungszahl umlaufen kann. Die in dem Gehäuse befindliche
Flüssigkeit stützt sodann die in ihr schwimmende Trommel von außen ab und verhindert
hierdurch eine Überbeanspruchung des Trommelkörpers. Ebenso können auch sonstige
mechanischen Hilfsmittel, wie z. B. das Vorgelegegehäuse, der Einlaufstutzen usw:
zwecks selbsttätiger Einstellung in dem rasch gedrehten Gehäuse schwimmend gehalten
werden.
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Hierdurch wird der Vorteil eines ruhigen Ganges erzielt, und es werden
Zerstörungen durch Auftreten exzentrischer Einstellungen der bewegten Teile gegeneinander
vermieden, so daß außerordentlich hohe Geschwindigkeiten für die Gehäuseumdrehung
erzielt werden können, wie z. B. über 4000 Umdrehungen in der Minute.
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Sobald sich feste Stoffe in den Absetzzonen anhäufen, schließen diese
festen Stoffe= selbst bei weiterem Ansteigen durch Seitendruck Ventile in den Einlaufstutzenmündungen
so lange ab, bis die festen Stoffe der Absetzzonen von den Zellen wegbefördert sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Ansprüchen hervor.
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Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt, und zwar zeigen: Fig. i eine Außenansicht der Schleudermaschine, Fig.2
einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. q., Fig. 3 einen Schnitt nach Linie C-D der
Fig. i, Fig. q. einen Längsschnitt nach Linie E -F
der Fig. i, Fig. 5 einen
vergrößerten Schnitt der Austrittsmündung des Einlaufstutzens gemäß Fig. 2, Fig.6
einen Schnitt nach Linie G-H der Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt nach Linie I-K der
Fig. 5, Fig. 8 einen. Schnitt nach Linie L-M der Fig. 6.
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Die Schleudermaschine besteht im wesentlichen aus der Trommel i, in
welcher der Einlaufstutzen 12 für das Gemisch ragt und das
mit Schwimmkörpern
44 zusammen auf einer Welle 7 drehbar im Gehäuse 32 sitzt. In diesem Gehäuse ruhen
außerdem noch die Schwimmkörper 64 und 65, und zwar dient der Schwimmkörper 64 zum
selbsttätigen Ausbalancieren des Vorgeleges für den Antrieb der Trommeln um die
Achse 7 und der Schwimmkörper 65 zum Ausbalancieren des Teiles vom Einlaufstutzen,
der nicht von den Schwimmkörpern 44 mit ausgewuchtet wird. Das Gehäuse 32 dreht
sich sehr schnell (etwa jooo Umdr./Min.) um die Achse a-b (Fig. i, 2 und 4) in den
Lagern 9 und io. Die Trommel i wird langsam (etwa 2 bis 6 Umdr./Min.) mittels Rädervorgeleges
27, 28, 29 (Fig. i, 2 und 4) und der am Umfang der Schleudertrommel angebrachten
Zahnkränze 17 (Fig. 2, 3 und 4) um die Welle 7 (Fig. 3 und 4) gedreht.
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Die Flüssigkeit tritt durch ein mit der Schleuderachse a-b gleichachsiges
Rohr ii (Fig.2 und 4) ein, welches in den Einlaufstutzen 12 (Fig. 2, 3 und 4), der
mittels Kreuzlagers 53 auf einem mittleren Rohr 51 der Trommel i gelagert ist, mündet.
Die vier Auslaufmündungen 47 (Fig. 2, 3 und 5) des Einlaufstutzens 12 sind durch
Klappen 55 (Fig. 2, 3, 5, 6 und 7) verschlossen.
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Diese Mündungen des Einlaufstutzens 12 reichen bis in die Absetzzone
der sich im Innern der Schleudertrommel als Teil eines Hohlzylinders mit der Oberfläche
14 (Fig. 2, 3, 4 und 5) anstauenden Flüssigkeit. Das aus den Einlaufstutzenmündungen
ausströmende Gemisch trennt sich infolge der schnellen Umdrehung der Trommel um
die Schleuderachse a-b an den. Punkten 13 (Fig. i, 2 und 3) in feste und
flüssige Bestandteile.
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Die ausgeschiedene Flüssigkeit fließt dabei. über den Innenrand der
Steigwände 2 (Fig. 3, 4, 6, 7 und 8) in den Innenraum der passend gestalteten Außentrommel
32 (Fig. i, 2, 3 und 4). Diese Außentrommel 392 ist mit einer Wassermenge
gefüllt, deren Oberfläche infolge der Fliehkraft einen Hohlzylinder mit der Innenoberfläche
14 (Fig. 2, 3; 4 und 5) bildet. Der Radius der zylinderförmigen Wasserringoberfläche
ist von den Ablauföffnungen 4o (Fig. i, 2 und 4) abhängig.
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Die vier Mündungen 47 des Einlaufstutzens 12 werden durch Absperrklappen
55 (Fig. 2, 3, 5, 6 und 7) abgeschlossen, die durch Drehen um ihre Achsen 56 die
Mündungen 47 für den Durchfluß entweder öffnen oder schließen.
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Betätigt werden die einzelnen Absperrklappen 55 mittels Gestänge 57
(Fig. 5, 6 und 7) durch die um die Achse 6o (Fig. 5) sich drehende Regelungsklappe
54 (Fig: 2, 3, 5, 6 und 7), deren Fläche in dem mit Flüssigkeit gefüllten Trommelabschnitt
parallel zur Trommelachse c-d liegt und diesen Trommelteil in zwei Räume 58 und
59 scheidet. Da die Regelungsklappe 54 sich seitlich von der Einlaufstutzenmündung
47 befindet und die Klappenränder bis dicht an die Trommelwandung gehen, so können
sich die festen Stoffe nur im Raume 59 (Fig. 2 und 5) ansammeln. Das Gelenk 6o außen
an der Regelungsklappe 54 sitzt an der Mündung des Einlaufstutzens fest, während
innen die Klappe 54 durch das Gestänge 57 beweglich ausgebildet ist. Da nun der
Schwerpunkt 61 (Fig. 5) der Regelungsklappe 54 bei geöffneter oder geschlossener
Absperrklappe 55 immer zwischen der Einlaufstutzenmündung 47 und dem Gelenk 6o (Fig.
5) liegt, so dreht die Fliehkraft um die Schleuderachse a-b die Klappe 54 (Fig.
2 und 5) um das Gelenk 6o, und drückt sie gegen die Einlaufstutzenmündung und öffnet
durch das Gestänge 57 (Fig. 2, 5, 6 und 7) die Absperrklappe 55.
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Beim Ansteigen der festen Stoffe im Raume 59 (Fig.2, 5) des Trommelinnern
entsteht nach allen Seiten infolge der Schleuderkraft um die Achse a-b ein Überdruck
auf die Wandung, da das spez. Gewicht der festen Stoffe höher. ist wie das des Wassers.
Dieser Seitendruck trifft auch die Regelungsklappe 54 (Fig. 2 und 5). Sind die festen
Stoffe hoch genug gestiegen, so daß die Fliehkraft der Klappe 54 überwunden wird,
so dreht sie sich um das Gelenk 6o (Fig. 5) von der Einlaufstutzenmündung weg. Durch
das Gestänge 57 wird hierbei die Absperrscheibe 55 (Fig. 5) verschwenkt und der
Zufluß des Gemisches zur Trommel abgesperrt.
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Um zu verhindern, daß die abgesetzten Stoffe beim Transport von den
Absetzpunkten 13 (Fig. i, 2 und 3) zum Auswurfpunkt 21 (Fig. i, 2 und 4) infolge
der Schleuderkraft bei der schnellen Umdrehung um die Achse a-b im Innern der Trommel
wieder zurückgleiten, befinden sich am Trommelumfang Kammern, in denen sich die
festen Stoffe ablagern und deren stutzenartige Öffnungen 33 (Fig. 3 4 und 6) nach
außen gerichtet sind. Diese Öffnungen 33 sind mit Klappen 34 (Fig. i, 3, 4, 6 und
8) versehen, deren Schwerpunkt 50 (Fig. 6) eine solche Lage" zu ihrer Drehachse
36 (Fig. i, 2, 3, 4, 6 und 8) hat, daß sie infolge der Schleuderkraft bei ihrem
Durchgang durch die Punkte 13 (Fig. 2, 3 und 6) selbsttätig geschlossen und beim
Durchgang durch die Punkte zi (Fig. 2, 4 und 6) geöffnet werden.
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Je mehr die Richtungen der Fliehkräfte, die bei den Punkten 21 und
13 durch den Schwerpunkt der Klappe gehen, von der Drehachse 36 abweichen,
desto größer ist die Kraft, mit der die Klappen geöffnet oder geschlossen werden.
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Auf den Klappen 34 befindet sich eine Knagge 37 (Fig. 3, 4, _6 und
8), die im Punkt 2i (Fig. 2 und 4) an den Auffangblechen 39 (Fig. 2 und 4) entlangschleift,
um ein sicheres Öffnen der Klappen 34 zu gewährleisten. Da die
Klappen
beim Punkt 13 vollkommen eingetaucht sind, haben sie auf beiden Seiten den gleichen
Flüssigkeitsdruck und halten infolgedessen dicht. _ Durch die Austragedrehung II
um die Achse c-d werden die Kammern mit den zugehörigen Ventilklappen in die Stellung
21 gebracht, in der sie sich durch die Schleuderwirkung selbsttätig öffnen, worauf
ebenfalls durch die Schleuderwirkung die in den Kammern abgesetzten festen Stoffe
durch die Stutzen 33 nach außen geschleudert werden und dabei auf die Auffangtrichter
39 (Fig. i, 2 und 4) im Innern des Gehäuses 32 treffen. Von hier aus entweichen
sie, immer noch unter Schleuderwirkung durch die Löcher 41 (Fig. i und 4) des Gehäuses
32 in eine beliebig gestaltete Auffangrinne 26 (Fig. i, 2 und 4), während die Flüssigkeit
durch Löcher 40 (Fig. i, 2 und 4), die sich in Höhe der Wasserspiegeloberfläche
14 in dem Gehäuse 32 befinden, in die Auffangrinne 25 (Fig. r, 2 und 4) gelangen.
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Das Gehäuse 32 und mit ihm die Achse 7 (Fig. 3 und 4) und die darauf
sitzende Schleudertrommel i wird in beliebiger Weise, z. B. durch einen auf die
Riemenscheibe 5 (Fig. 2, 4) wirkenden Riemen, in schnelle Umdrehungen versetzt.
Die Zahnkränze 17 (Fig: 2, 3, 4 und 6) der Trommel greifen in die Ritzel62 (Fig.
2 und 4) des Vorgeleges ein, dessen Gehäuse hierdurch die Schleuderdrehung mitmacht.
Da die Achse 42 (Fig. 2, -4) in der Lagerung 43 (Fig. 2, 4) festliegt und sich nicht
drehen kann, so muß sich das Kegelrad 29 (Fig. 2 und 4) bei der Drehung des Vorgelegegehäuses
auf dem Kegelritzel3o (Fig. 2 und 4) abwälzen. Durch das Rädervorgelege 27, 28,
29 (Fig. 2 und 4) wird dann die schnelle Umdrehung I in die langsame Austragsbewegung
II der Schleudertrommel umgesetzt.
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Es würde nun sehr schwierig sein, die Schleudertrommel, das Zahnradvorgelege
und die Einlaufstutzen infolge ihrer Form auszuwuchten, so daß die Drehung ohne
erschütternde Bewegung der Achse verläuft. Dies ist in vollkommenem Maße dadurch
erreicht, daß mit der Schleudertrommel i Hohlkörper oder Schwimmer 44 verbunden
sind, die in den Flüssigkeitshohlzylinder im Innern des Gehäuses 32 eintauchen.
Die Trommel i mit den beiden Hohlkörpern 44 und dem auf dem Kreuzlager 53 (Fig.
2, 3 und 4) sitzenden Teil des Einlaufstutzens sind auf der Achse 7 (Fig. 3 und
4) lose drehbar und dabei axial verschiebbar gelagert. Die Achse 7 wiederum ist
in einem Schlitz 63 (Fig. i, 2 und 4) im Gehäuse 32 so angeordnet, daß sie sich
parallel zu ihrer ursprünglichen Lage verschieben, aber nicht ihrenWinkel zur Schleuderachse
ändern kann. Aus Fig.3 ist das Spiel im Schlitz 63 erkennbar, während in Fig. 4
die Welle fest anliegt. Hierdurch wuchten sich die Trommeln ungehindert rechtwinklig
zur Trommelachse 7 aus, ohne daß sich die Zahnkränze 17 aus dem Vorgelegeritze162
herausdrehen können.
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Das Vorgelege und der nicht auf dem Kreuzlager 53 sitzende Teil des
Einlaufstutzens werden von den Hohlkörpern 64 und 65 (Fig. i, 2 und 4) in der Flüssigkeit
getragen, indem sie in den Wasserring des Gehäuses eintauchen. Die Hohlkörper sind
nach allen Seiten parallel zur Schleuderachse frei beweglich, so daß sich das Vorgelege
und der Einlaufstutzen nach jeder Richtung ungehindert auswuchten können. Damit
nun das Ritzel 30 (Fig. 2 und 4) diesen Bewegungen folgen kann, erhält die feststehende
Welle 42 (Fig. 2 und 4) ein Gelenk 66 (Fig. 2 und 4), das nach allen Seiten beweglich
ist, z. B. Kardangelenk.
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Zu demselben Zweck erhält das Einlaufstutzenrohr ii (Fig. 2 und 4)
zwischen dem Hohlkörper 65 (Fig. 2 und 4) und dem Gehäuse 32 eine beweg-. liche
Verbindung 67, z. B. einen Gummischlauch: Wenn also unter der Schleuderwirkung durch
Exzentrizität des Schwerpunktes eine einseitige Verschiebung stattfindet, wird sofort
eine Gegenkraft dadurch frei, daß eine Seite der Schwimmkörper 44, 64 oder 65 tiefer
in den Flüssigkeitshohlzylinder eintaucht als die andere. Der hierdurch überwiegende
Wandungsdruck dieser Seite drückt die Körper dann in ihre ursprüngliche Lage zurück.
Dadurch wird ganz selbsttätig die Schleudertrommel, das Vorgelege und der Einlaufstutzen
ausgewuchtet, so daß sie keinen ungünstigen Einfluß auf den Lauf der Schleuder ausüben
können.