DE6911681U

DE6911681U - HOLLOW CYLINDER WITH PERFORATED WALL

Info

Publication number: DE6911681U
Application number: DE19696911681
Authority: DE
Original assignee: Rheinstahl Huettenwerke AG
Current assignee: Rheinstahl Huettenwerke AG
Priority date: 1969-03-22
Filing date: 1969-03-22
Publication date: 1969-09-18

Description

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H 53/103 21.3.1969 H 53/103 March 21, 1969

Utility model registration:

"Hohlzylinder mit gelochter Wand"
Anmelder: Rheinstahl Hüttenwerke AG, Esaen"Hollow cylinder with perforated wall"
Applicant: Rheinstahl Hüttenwerke AG, Esaen

Die Erfindung betrifft einen Hohlzylinder mit gelochter Wand die in zwei zueinander senkrechten Richtungen mit verschiede nenHennspannungen belastet ist. Dabei stellen die Löoher SchwachesteIlen dar, da um die Löcher herum besonders hohe Spitzenspannungen auftreten, die insbesondere in Richtung der größeren der beiden verschiedenen Hennspannungen die zulässigen Spannungen überschreiten können.The invention relates to a hollow cylinder with a perforated wall which is different in two mutually perpendicular directions nominal voltage is loaded. The Löoher provide The weakest areas, as they are particularly high around the holes Peak voltages occur, in particular in the direction of the larger of the two different Henn voltages may exceed permissible voltages.

Solche Spannungsbelastungen treten vornehmlich bei gelochten Hohlzylindern auf, die als Trommeln von Zentrifugen eingesetzt werden· Seit einiger Zeit gehen die Bestrebungen dahin» durch immer höhere Umdrehungszahlen der Trommeln größere Leistungen zu erzielen. Die infolge der erhöhten Zentrilugar^rärte erhöhten Spannungen in den xrömmelwänden haben in verschiedenen Fällen nach einiger Laufzeit zum Trommelbruch geführt» zum Teil alt tödlichen Folgen für das Bedienungspersonal. Durch die Geachwindigkeiteänderungen beim Anlaufen und Abbremsen sowie die unterschiedlichen Belastungen bei Änderung der Füllung der Trommel tritt eine schwellende Belastung der Trommelwand auf. Dies hat zu in Untersuchungen als Dauerbrüohe festgestellten Brüchen geführt, die von den Bohrungen in der Trommelwand ausgingen und durchweg parallel zur Achsrichtung der Trommel verliefen. Such tension loads mainly occur with perforated Hollow cylinders, which are used as the drums of centrifuges · For some time now the endeavors have been going then »to achieve greater performance by increasing the number of revolutions of the drums. The result of the increased The centrifugal hardened increased tension in the walls of the building have in various cases led to the drum breaking after a certain period of time »some old fatal consequences for that Operating personnel. Due to the changes in speed when starting and braking as well as the different loads when changing the filling of the drum occurs swelling load on the drum wall. This has led to breaks found in investigations as permanent brew, which originated from the bores in the drum wall and were consistently parallel to the axial direction of the drum.

Um nun bei hoher Betriebssicherheit der Zentrifuge trotzdem größere Leistungen durch höhere Umdrehungszahlen zu erreichen, haben die Zentrifugenhersteller hauptsächlich zwei Wege beschritten. Zum ersten sind hochfeste Werkstoffe alsIn order to still achieve greater performance through higher speeds with high operational reliability of the centrifuge, centrifuge manufacturers have mainly followed two paths. Firstly, high-strength materials are used as

Trommelmaterial eingesetzt worden. Nachteilig ist dabei jedoch, daß bei hochfesten Werkstoffen mit höherer statischer Festigkeit zwar die Dauerfestigkeit ansteigt» auf der anderen Seite jedoch auch die Kerbempfindlichkeit. So zeigten Versuche, daß die Sauerfestigkeit gelochter Proben eines Stanles mit ca, 88 kp/mm Zugfestigkeit nicht höher lag, als die eines Stahles mit ca. 53 kp/mm Zugfestigkeit bei gleicher Probenform· Der zweite Weg zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit sind konstruktive Änderungen der Trommelform. Dabei werden die Zentrifugalkräfte, die zu einem großen Teil vom Eigengewicht der Trommel herrühren, duroh Verringerung der Wandstärke der Trommel im mittleren, am stärksten beanspruchten Bereich verkleinert, wobei zur Vermeidung der Kerbwirkung dieser Bereich dann nicht mit Löchern versehen wird. Das 1st jedoch nachteilig wegen des verschlechterten Abflusses des abzuschleudernden Gutes, was die Leistung mindert und so der Drehzahlerhöhung entgegenwirkt.Drum material has been used. The disadvantage is, however, that in the case of high-strength materials with higher static strength, the fatigue strength increases »on the other However, also the notch sensitivity. Experiments showed that the acid resistance of perforated specimens of a Stanles with approx. 88 kp / mm tensile strength was not higher than that of a steel with approx. 53 kp / mm tensile strength with the same Sample shape · The second way to improve performance is to make structural changes to the shape of the drum. The centrifugal forces, which are largely due to the weight of the drum, are reduced the wall thickness of the drum in the middle, most heavily used area is reduced, whereby to avoid the Notch effect this area is then not provided with holes. However, this is disadvantageous because of the deteriorated Outflow of the material to be thrown off, which reduces the performance and thus counteracts the increase in speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Hohlzylinder, deren Wände gelocht sind und die in zwei zueinander senkrechten Richtungen mit verschiedenen Hennspannungen beansprucht werden, so zu gestalten, daß die Spitzenspannungen in Sichtung der höheren Nennspannung abgebaut werden.The invention is based on the object of hollow cylinders, the walls of which are perforated and which are in two mutually perpendicular Directions with different Henn stresses are claimed, so that the peak stresses be reduced in consideration of the higher nominal voltage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Löcher Langlöcher mit abgerundeten Enden sind, deren Längsrichtung parallel zur Hlohtung der größeren der beiden Nennspannungen liegt.This object is achieved according to the invention in that the holes are elongated holes with rounded ends, their longitudinal direction parallel to the hollowing of the larger of the two nominal voltages.

Bei einer Zentrifugentrommel liegt die größere Nennspannung in Trommelumfangerichtung, im folgenden kurz Tangentialnennspannung genannt, und die kleinere der beiden Spannungen in Richtung der Zentrifugenachse, im folgenden Axialnennspannung genannt.In the case of a centrifuge drum, the greater nominal voltage is in the direction of the drum circumference, hereinafter referred to as the tangential nominal voltage for short called, and the smaller of the two stresses in the direction of the centrifuge axis, hereinafter referred to as the nominal axial stress called.

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Im einzelnen kann die Erfindung in folgender Weise vorteilhaft ausgestaltet sein.In detail, the invention can advantageously be designed in the following manner.

Eine einfach zu fertigende und geringste Kerbwirkung aufweisende Perm der Hohlzylinder ist mit Löchern versehen, die in Längsrichtung parallel zueinander verlaufende Seiten haben und deren abgerundete Enden Halbkreise sind« deren Durohmesser gleich dem Abstand der parallelen Selten ist.A perm of the hollow cylinder that is easy to manufacture and has the lowest notch effect is provided with holes, which have sides running parallel to each other in the longitudinal direction and whose rounded ends are semicircles " whose Durohmesser is equal to the distance between the parallel rare.

Eine besondere gleichmäßige und niedrige Spitzenspannung in der Umgebung der Löcher ergibt sich dadurch» daß die Länge der Löcher gleich dem Eineinhalb bis Zweifachen des Durchmessers der Halbkreise an den abgerundeten Enden der Löcher beträgt«A special even and low peak voltage in the vicinity of the holes results from the fact that the length of the holes is equal to one and a half to two times the The diameter of the semicircles at the rounded ends of the holes is «

Bei Spannungsmessungen an gefüllten Zentrifugentrommeln mit Hilfe ron Dehnungsmeßstreifen ergaben sich für die Sangentialnennepannung ungefähr 16 kp/mm und für die Axialnennspannung ungefähr 6 kp/mm . Bei runden Löchern entstanden dabei als Spitzenspannungen in unmittelbarer Loohnähe Tangentialepannungen von etwa A2 kp/mm und Axialspannungen ▼on etwa 2 kp/mm · Bei einer Erweiterung der Löcher der Trommel in der erfindungsgemäSen Torrn auf Langlöoher mit halbkreisförmigem Abschluß an den beiden Seiten und einer Loohlänge des Zweifachen des Durchmessers ist die Spitzenspannung der gefüllten !Trommel in Tangentialriohtung hochstens noch 16 kp/mm , also rund so groß wie die Tangentlalnennspannung, und ist auch In Axialrichtung nur etwa in* der Größenordnung dieser Tangentialnennspannung» Dadurch, daß die maximal auftretenden Spitzenspannungen auf unter die Hälfte der Spitzenspannungen bei den bekannten Trommeln mit runden Löchern herabgesetzt sind, kann die Trommel mit höherer Tourenzahl und damit höherer Belastung und gleichzeitig erhöhter Sicherheit eingesetzt werden, wobei die bekannten Trommelmaterialien gebraucht werden können«When measuring tension on filled centrifuge drums with The help of strain gauges was found for the nominal sangential stress approximately 16 kp / mm and for the nominal axial stress approximately 6 kp / mm. Created at round holes Tangential stresses as peak stresses in the immediate vicinity of the wage of about A2 kp / mm and axial stresses ▼ on about 2 kp / mm · When widening the holes of the drum in the Torrn according to the invention to long holes with A semicircular end on both sides and a length of the hole twice the diameter is the peak voltage of the filled drum in tangential direction at most still 16 kp / mm, i.e. about as large as the tangential nominal stress, and in the axial direction it is only approximately in the order of magnitude of this nominal tangential stress »As a result, that the maximum occurring peak voltages are below half of the peak voltages in the known drums round holes are reduced, the drum can with a higher number of revolutions and thus higher load and at the same time increased safety can be used, whereby the known drum materials can be used «

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Sie erhöhte Dauerstandfestigkeit der erfindungsgemäß ausgestalteten HohlBylinder konnte auch durch Wechselbeanspruchung auf Zug und Druck an Probebleohen bestätigt werden· Dabei war die Dauerstandfestigkeit von lochlosen Pro-They increased fatigue strength of those designed according to the invention Hollow cylinder could also be exposed to alternating stress can be confirmed on tensile and compressive test sheets

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ben 30 kp/mm , von Proben mit einer 10 am Bohrung 11 kp/mm , die von Proben mit einem 20 on langen und 10 am breiten Looh bei Beanspruchung parallel zur Längsachse über 25 kp/mm und <Luer zur Längsachse 9 kp/mm . Die Daueret and festigkeit hatte also, verglichen mit der Probe mit einem runden LoCh₉ in Längsrichtung des Langloche um ca· 13o £ zugenommen, wobei die Abnahme der Dauerfeetigkeit quer sum Langloch nur ca· 20 i» betrug·ben 30 kp / mm, of samples with a 10 on the bore 11 kp / mm, those of samples with a 20 on long and 10 on wide looh when stressed parallel to the longitudinal axis over 25 kp / mm and <Luer to the longitudinal axis 9 kp / mm . The Daueret strength and had therefore, compared to the sample with a round hole ₉ in the longitudinal direction of the elongated foramen to ca 13o · £ increased, the decrease in the sum Dauerfeetigkeit transversely elongated hole only about · 20 was i "·

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungen beispiel der Erfindung erläutert. 2s zeigen im einzelnensThe following is an explanation based on a drawing Example of the invention explained. 2s show in detail

die ?ig. 1 die perspektivische Barstellung einer Zentrifugentroamelthe? ig. 1 the perspective bar position of a Centrifuge roamel

Fig. 2 eine vergrößerte Abwicklung eines Teils der Trommel nach Hg. 1.FIG. 2 shows an enlarged development of part of the drum according to FIG. 1.

Die mit Löchern versehene Zentrifufentrommel 1 wird in zwei Eichtungen 2, 3 mit verschiedenen Nennspannungen beansprucht· Die Löcher 4 sind Langlöcher mit abgerundeten Enden 5 t wobei die längere Seite 6 der Löcher parallel zur Sichtung der größeren Nennspannung 3 liegt. Bei der Zentrifugentromoel ist die größere Nennspannung 3» die Tangentialnennepannung, rund 3mal so groß wie die kleinere Axialnennspannung 2. Dies ist durch entsprechende Pfeillängen 2, 3 angedeutet· Die längeren Seiten 6 der Löcher 4 verlaufen parallel zueinander und die abgerundeten Enden 5 sind Halbkreise, deren Durchmesser gleich dem Abstand der parallelen Seiten 6 ist. Dabei beträgt die Lochlänge das Zweifache d°s Durchmessers der Halbkreise an den abgerundeten Enden der Löcher. Während bei runden Löchern die auftretenden Spitzenapannungen etwa das Dreifache der Tangentialnennepannung 3 betragen würden.The perforated centrifuge drum 1 is divided into two Alignments 2, 3 stressed with different nominal voltages The holes 4 are elongated holes with rounded ends 5 t the longer side 6 of the holes is parallel to the sighting of the larger nominal voltage 3. At the centrifuge tower is the larger nominal voltage 3 »the tangential nominal voltage, around 3 times as large as the smaller nominal axial stress 2. This is indicated by corresponding arrow lengths 2, 3 · The longer sides 6 of the holes 4 run parallel to each other and the rounded ends 5 are semicircles, the diameter of which is equal to the distance between the parallel sides 6. The length of the hole is twice the diameter of the d ° s Half circles on the rounded ends of the holes. While in the case of round holes the peak stresses that occur are approximately three times the nominal tangential voltage 3 would be.

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eind die Spltzenepannungen in Iangentialrichtung bei der erfindungegemäßen Lochform nur gleich der Tangentlalnennspannung und die Spitzenspannung in Axi&lriontung von der Größenordnung der Tangentialnennapannung.and the central stresses in the longitudinal direction at the In accordance with the invention, the hole shape is only equal to the nominal tangential voltage and the peak voltage in axis of the Order of magnitude of the nominal tangential stress.

Ansprüche:Expectations:

Claims

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1. Hollow cylinder with perforated wall with in two to each other perpendicular directions different nominal voltage loads, in particular the drum of a centrifuge, characterized in that the holes (4) Langlöoher with rounded ends (5) are, the longitudinal direction of which is parallel to the direction (3) of the larger of the two nominal voltages (2, 3).

2. Hollow cylinder according to claim 1, characterized in that that the holes (4) have sides (6) extending parallel to one another in the longitudinal direction and the rounded ends (5) are semicircles with a diameter equal to the distance between the parallel sides (6) is.

3. Hollow cylinder according to claim 2, characterized in that that the length of the holes (4) is equal to one and a half to two times the diameter of the semicircles at the rounded ends (5) of the holes (4} is *