DE69221865T2

DE69221865T2 - Zentrifugen, und verwandte vorrichtungen und verfahren (16.12.93)

Info

Publication number: DE69221865T2
Application number: DE69221865T
Authority: DE
Inventors: Andrew Noel Cambridge Cb2 1Rr Schofield
Original assignee: Schofield Andrew N & Ass
Current assignee: Schofield Andrew N & Ass
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2012-06-12
Also published as: WO1992022796A3; EP0588844B1; DE69221865D1; WO1992022796A2; EP0744611A1; US6019006A; AU1889692A; US5634876A; DE69230951D1; EP0744611B1; JPH06507968A; EP0588844A1; DE69230951T2

Description

Die Erfindung betrifft Zentrifugen und Zentrifugierverfahren, insbesondere jedoch nicht ausschließlich - für die Verwendung maßstabsgerechter Modelle, besonders auf dem Gebiet der Geotechnik, und zugehörige Vorrichtungen und Verfahren.
Balkenzentrifugen und Trommelzentrifugen sind für verschiedene Zwecke bekannt. Ein Nachteil einer Balkenzentrifuge im Vergleich mit einer Trommelzentrifuge besteht darin, daß sich an den Vorderflächen des Balkens ein Luftdruck aufbaut, so daß sich die Balkenzentrifuge bei einer gegebenen Leistungsaufnahme langsamer dreht als eine entsprechende Trommelzentrifuge. Dies kann bei der Verwendung maßstabsgerechter Modelle, bei der eine besonders hohe Gravitationskrafteinwirkung auf das Modell wünschenswert sein kann, nachteilig sein.
Abstract 82, K-6742E der Soviet Patent Abstracts, Abschnitt EI, Woche 8232, 1982, Derwent Publications, beschreibt eine Balkenzentrifuge, bei der ein schwenkbarer Behälter, der am Ende eines Arms des Balkens angeordnet ist, eine Plattform enthält, die durch Elektromagnete, welche an jeweiligen gegenüberliegenden Wänden des Behälters angeordnet sind, tangential zu der Zentrifuge hin- und herbewegbar ist. Die Schrift beschreibt ferner, daß ein Gebäudemodell an der Plattform befestigt werden kann, der Balken gedreht werden kann, um den Behälter derart zu kippen, daß die Plattform in eine fast vertikale Position bewegt wird, und das Gebäude einer z.B. zur Simulation eines Erdbebens vorgesehenen dynamischen Belastung ausgesetzt wird, die durch periodische Aktivierung der Elektromagneten erzeugt wird.
Bei einer weiteren Balkenzentrifuge, die in Abstract 91-063380 von Database WPIL, Abschnitt EI, Woche 9109, 1991, Derwent Publications, beschrieben ist, kann ein Behälter für eine Bodenprobe kreisförmig entlang des Umfangs der Zentrifuge hin- und herbewegt werden.
Eine weitere Balkenzentrifuge, die in Abstract 89-328578, Database WPIL, Abschnitt EI, Woche 8945, 1989, beschrieben ist, ist versehen mit einem Paar horizontaler Arme, die an einer vertikalen Antriebswelle befestigt sind, einem Paar schwenkbar an den äußeren Enden der Arme befestigter Eimer zur Aufnahme von Bodenproben-Boxen, und einer Betätigungsvorrichtung zum Aufbringen einer Test-Last auf die Proben-Boxen.
Die Verwendung einer Balkenzentrifuge für dynamische und zur Erdbebensimulation vorgesehene geotechnische Zentrifugen-Modelle ist beschrieben in einem entsprechend betitelten Artikel von Professor A.N. Schofield, Cambridge University, in Proceedings of the International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Mechanics, Volume III, 1982, S. 1081-1100. Die Schrift beschreibt verschiedene Schütteleinrichtungen zum Schütteln des Modells, das eine Bodenprobe sein kann. Eine Schütteleinrichtung besteht aus einer Reaktionsmasse, die durch Blattfedern geringer Flexibilität an einer Schüttelbox befestigt ist, die die Probe enthält. Vor einem Test wird die Masse von der Box abgerückt, und es werden einer oder mehrere Abstandhalter zwischen der Masse und der Box eingefügt. Während des Fluges werden die Abstandhalter weggetrieben, so daß die Masse und die Box einer Schüttelbewegung ausgesetzt werden. Eine weitere Schütteleinrichtung besteht aus einer "Holperstraßen"-Spur, die um den Balken herum verläuft. Während des Fluges bewegt sich ein Rad entlang der Spur und wird außer Kontakt mit der Spur gehalten, bis das Schütteln des Modells erforderlich ist, wobei das Rad radial auswärts bewegt wird und dadurch auf der Spur landet. Das Rad ist an einem gekrümmten Hebel montiert, der mit der Schüttelbox verbunden ist. Ein Gleiter und eine Welle können hinsichtlich ihrer Flugbewegung durch eine Stellschraube eingestellt werden, um das Verhältnis zwischen den jeweiligen Bewegungsamplituden des Rades und des Modells zu verändern. Das Schütteln des Modells wird durch lineare variable Differentialtransformatoren überwacht, die in dem Dach des Modellbehälters angeordnet sind, und die von diesen ausgehenden Signale werden durch Gleitringe an einen Kontrollraum übermittelt.
Abstract 85-255321 in Soviet Inventions Illustrated, Abschnitt EI, Woche 8541, 22. November 1985, Derwent Publications, beschreibt eine Zentrifuge mit Energiezufuhr, Drehzahlsteuerung, Zeitsteuerung und regulierter Wassereingabe von einem Falltank. Die Zentrifuge ist mit einander gegenüberliegenden Bechern versehen, die mit Salzerdproben gefüllt sind und in einen an einer Drehwelle angeordneten beweglichen Körper eingesetzt werden. Das Wasser wird durch eine in der Welle ausgebildete zentrale Bohrung aus dem Tank eingeführt.
Abstract 91-093475 der Soviet Patent Abstracts, Abschnitt EI, Woche 9113, 15. Mai 1991, Derwent Publications, beschreibt eine Materialproben-Testeinrichtung, die einen Antrieb, um eine kreisförmige Plattform um ihre eigene Achse zu drehen, und einen weiteren Antrieb aufweist, um die Plattform wahlweise in eine horizontale Ebene oder eine vertikale Ebene einzustellen. Eine Führungseinrichtung verläuft diametral zu der oberen Fläche der Plattform, um eine diametrale Hin- und Herbewegung von Klemmen zu leiten, die lösbar an jeweiligen einander gegenüberliegenden Enden eines Testobjekts befestigt sind. Wenn die Plattform in einer vertikalen Ebene angeordnet ist, erzeugen bei niedriger Drehzahl an den Klemmen befestigte Gewichte eine Schlagbeanspruchung beim Zusammenwirken mit Begrenzungsvorrichtungen in der Führung, und bei einer hohen Drehzahl tritt eine zyklische Belastung des Testobjekts auf. Wenn die Plattform in einer horizontalen Ebene angeordnet ist, wird die Geschwindigkeit geändert, um die axiale Belastung zu verändern.
Abstract 91-280007 der Soviet Patent Abstracts, Abschnitt EI, Woche 9138, 6. November 1991, Derwent Publications, beschreibt einen für Flach-Probenbelastung ausgebildeten Zentrifugaltester mit lösbaren Fixierteilen zur Freigabe von Drehkraft- Verbindungsteilen, mit denen Gewichte an Klemmen befestigt sind, welche jeweils an gegenüberliegenden Seiten einer Probe angebracht sind. An der Außenfläche einer Dreh-Plattform ist ein Paar radial entgegengesetzt verlaufender Führungskanäle befestigt, die zum Führen der einwärtsgerichteten und der auswärtsgerichteten Bewegung der Gewichte dienen. Es wird erläutert, daß die Fixierteile entsprechend einem voreingestellten Programm gelöst werden, woraufhin die schwenkbaren Drehkraft-Verbindungsteile eine mit hoher Geschwindigkeit erfolgende Bewegung der Gewichte zu einem größeren Drehradius gewährleisten, um eine Schlag-Überbeanspruchung des Testobjektes herbeizuführen.
Abstract 88-299191 von Soviet Inventions Illustrated, Abschnitt EI, Woche 884, 30. November 1988, Derwent Publications, beschreibt eine für Gruppen von Testobjekten vorgesehene Zentrifugal-Testeinrichtung, die einen hydraulischen Zylinder aufweist, um Plattformen zu drehen, die jeweils eine Gruppe von Testobjekten tragen. Die Testobjekte sind in aktiven und passiven Klemmen an den Plattformen festgelegt und werden Biege-, Kompressions- und Zugbelastungen ausgesetzt, wenn die Plattformen gedreht werden.
US-A-4,807,483 beschreibt eine Zentrifugal-Testtrommel, in die ein ringförmiger Gliederbandgurt eingefügt ist, um 10-Schaltungen, die einem Belastungstest unterzogen werden, aufzunehmen und zu halten.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifuge geschaffen, die versehen ist mit einer im wesentlichen horizontalen Drehwand, welche einen ringförmigen Außenumfang aufweist und um ihre eigene Achse drehbar ist, einer Lagereinrichtung, mit der die Wand zur Drehung um die Achse, die im wesentlichen vertikal ist, gelagert ist, einer drehbaren Aufnahmeeinrichtung, die von der Wand gehalten und in dem Bereich des Außenumfangs angeordnet ist, und einer stationären Einrichtung, relativ zu der die Wand und die Aufnahmeeinrichtung drehbar sind, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Arbeits-Support zentral zu der Wand angeordnet ist und daß die drehbare Aufnahmeeinrichtung von dem Arbeits-Support zugänglich ist.
Der Support kann zum Tragen von experimentellen Testobjekten, Werkzeugen oder einer Bedienungsperson verwendet werden. Der Support kann fest montiert sein oder zusammen mit der Drehwand oder relativ zu der Drehwand drehbar sein. Der Support kann in Form einer vertikalen Welle (d.h. einer Säule) oder einer Plattform, z.B. eines Drehtisches, ausgebildet sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifuge geschaffen, die versehen ist mit einer Drehwand, die einen ringförmigen Außenumfang aufweist und um ihre eigene Achse drehbar ist, einer Lagereinrichtung, mit der die Wand zur Drehung um die Achse gelagert ist, einer drehbaren Aufnahmeeinrichtung, die von der Wand gehalten und in dem Bereich des Außenumfangs angeordnet ist, und einer stationären Einrichtung, relativ zu der die Wand und die Aufnahmeeinrichtung drehbar sind, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Arbeits-Support zentral zu der Wand derart montiert ist, daß er axial zu der Wand zurückziehbar ist und daß er bei Drehung der Wand stationär bleiben kann, und daß die drehbare Aufnahmeeinrichtung von dem Arbeits-Support zugänglich ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Zentrifugierungsverfahren angegeben, bei dem eine Zentrifuge bereitgestellt wird, die eine um ihre eigene Achse drehbare Drehwand mit einem ringförmigen Außenumfang und eine drehbare Aufnahmeeinrichtung aufweist, die von der Wand gehalten und in dem Bereich des Außenumfangs angeordnet ist, und bei dem die Wand und die Aufnahmeeinrichtung um die Achse gedreht werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß während der Drehung der Wand und der Aufnahmeeinrichtung ein Arbeits-Support, der zentral innerhalb der Wand angeordnet ist, relativ zu der Wand und der Aufnahmeeinrichtung axial zurückgezogen wird.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß der Arbeits-Support selbst während des Zentrifugierens in eine relativ zugängliche Position zurückgezogen werden kann.
Die drehbare Aufnahmeeinrichtung kann in dem Bereich des Umfangs lösbar an einer Fläche der Wand befestigt werden, um ein maßstabsgerechtes Probe-Modell aufzunehmen.
Die Vorkehrung, daß die Aufnahmeeinrichtung von der Wand abgenommen werden kann, hat den Vorteil, daß das maßstabsgerechte Probe-Modell in seiner Aufnahmeeinrichtung in praktischer Weise an einer geeigneten entfernten Stelle, z.B. in einem Consolidometer, vorbereitet werden kann und dann die Probe zusammen mit ihrer Aufnahmeeinrichtung an der Drehwand befestigt werden kann. Auf diese Weise kann die Zentrifuge sehr viel effizienter verwendet werden, als wenn die Probe in der Zentrifuge selbst vorbereitet würde.
Die Aufnahmeeinrichtung kann eine einwärtsgerichte ringförmige Mulde sein, wobei in diesem Fall die Drehwand und die Mulde eine Trommel bilden, oder die Aufnahmeeinrichtung kann aus mehreren Behältern bestehen, die um den Außenumfangsbereich der Wand verteilt sind, wobei in diesem Fall die Behälter radial nach außen hin von einer - ebenfalls einer Trommel ähnlichen - ringförmigen Abdeckung umschlossen sind, um den Windabzug zu reduzieren.
Die Zentrifuge kann mit einer Kippeinrichtung versehen sein, die derart ausgebildet ist, daß sie durch Kippen der Drehwand deren Achse zwischen einer im wesentlichen vertikalen ersten Position und einer zweiten Position kippt, die im wesentlichen winklig zur Vertikalen angeordnet ist. Somit kann ein Zentrifugierungsverfahren durchgeführt werden, bei dem die Wand und die daran gehaltene maßstabsgerechte Modelleinrichtung gedreht werden, während die Drehachse der Wand im wesentlichen winklig zur Vertikalen verluft, und dann die Wand und die maßstabsgerechte Modelleinrichtung derart gekippt werden, daß die Achse in eine im wesentlichen winklige Position gekippt wird, und in diesem Zustand das Drehen der Wand und des maßstabsgerechten Modells um die Achse fortgesetzt wird.
Die Wand, die die Basis einer Trommel sein kann, ist vorteilhafterweise derart angeordnet, daß die im wesentlichen winklige Anordnung einen rechten Winkel bildet, d.h. die Längsachse im wesentlichen horizontal verläuft.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß das statische Balancieren eines oder mehrerer maßstabsgerechten Modelle (und eines oder mehrerer Gegengewichte) an der Wand vereinfacht wird, da die Wand dazu tendiert, sich durch ihr Eigengewicht zu drehen, wenn sie sich nicht in statischer Balance befindet. Die Drehung der Wand, mit der das (die) maßstabsgerechte(n) Modell(e) einer hohen Zentrifugalkraft ausgesetzt werden sollen, kann entweder durchgeführt werden, während die Achse noch im wesentlichen winklig angeordnet ist, oder nachdem die Achse in eine vertikale Position gekippt worden ist.
Die Zentrifuge kann eine in der Wand ausgebildete Zugriffseinrichtung aufweisen, um der Bedienungsperson einen Zugriff von unten her zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise kann die Bedienungsperson mindestens den oberen Teil ihres Körpers von unten her einführen, und zwar vorzugsweise derart, daß sie aufrecht stehen kann, während sie Arbeiten in dem Bereich der Aufnahmeeinrichtung ausführt. Zu diesem Zweck ist mindestens ein schließbares Mannloch in der Drehwand ausgebildet. Durch dieses Mannloch (bzw. diese Mannlöcher) können auch Materialien eingeführt werden. Damit die Bedienungsperson das bzw. die Mannlöcher erreichen kann, ist die Drehwand nach oben hin im Abstand von dem Boden angeordnet, vorzugsweise ungefähr auf der Hüfthöhe der Bedienungsperson.
Eine durch die Drehwand und die Aufnahmeeinrichtung gebildete Trommel kann alternativ oder zusätzlich an ihrer Oberseite mit einem Zugang versehen sein, der ebenfalls dazu vorgesehen ist, das Innere der Trommel für eine Bedienungsperson oder Materialien zugänglich zu machen.
Wenn es sich bei dem maßstabsgerechten Modell um Erdreich handelt, hat die Einwirkung der Zentrifugalkraft auf das maßstabsgerechte Modell den Effekt, daß sich das Erdreich verfestigt. Dabei kann zur Simulation der Auswirkungen von Erdbeben das Erdreich einer Schüttelbewegung ausgesetzt werden, um Stöße und Vibrationen zu erzeugen, insbesondere um ein Sinuswellenvibration zu erzeugen.
Wenn das maßstabsgerechte Modell flüssig ist, kann es wünschenswert sein, die Flüssigkeit einzufrieren, z.B. wenn die Flüssigkeit Meerwasser ist und das Meerwasser gefroren werden soll, um ein sogenanntes Meereis-Werkstück zu erzeugen.
Vorteilhafterweise erstreckt sich das maßstabsgerechte Modell vollständig oder fast vollständig um die Achse, um einen großen einwärts freiliegenden Bereich zum gleichzeitigen Durchführen mehrerer Experimente zu schaffen.
Die Zentrifuge kann mit einer Schütteleinrichtung versehen sein, die derart arbeitet, daß sie die Aufnahmeeinrichtung und somit die Probe relativ zu der Wand schüttelt.
Die Schütteleinrichtung kann zwischen der stationären Einrichtung und der Aufnahmeeinrichtung wirken. Ferner ist die Aufnahmeeinrichtung vorzugsweise, falls sie nicht kontinuierlich ausgebildet ist, um die Achse herum verteilt, und die Schütteleinrichtung ist vorzugsweise um die Achse verteilt oder kontinuierlich um diese herum ausgebildet.
Vorzugsweise kann die Aufnahmeeinrichtung durch eine - z.B. als hydraulische Stoßvorrichtung vorgesehene - Vorrichtung geschüttelt werden, die zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Drehwand oder Trommel wirkt. Um die Auswirkung der Schüttelbewegung auf die Drehwand oder Trommel sowie deren Lager zu reduzieren, sollte die Masse der Wand oder Trommel beträchtlich größer sein als diejenige der zu testenden Probe. Aus diesem Grund kann die Wand verhältnismäßig massiv ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise reduziert die verhältnismäßig massive diametrale Wand aufgrund ihrer steifen Beschaffenheit eine unter Zentrigugalkraft auftretende auswärtsgerichtete Deflektion der Aufnahmeeinrichtung. Ferner hat die Wand den Vorteil, daß sie die Auswirkungen des Schütteln der Probe auf das (die) Lager reduziert.
Die Schütteleinrichtung kann eine erste Schüttelvorrichtung, die derart arbeitet, daß sie die Aufnahmeeinrichtung in einer ersten Richtung hin- und herschüttelt, und eine zweite Schüttelvorrichtung aufweisen, die unabhängig von der ersten Schüttelvorrichtung betätigbar ist und derart arbeitet, daß sie die Aufnahmeeinrichtung in einer quer zu der ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung hin- und herschüttelt. Somit besteht die Möglichkeit, das tatsächliche Wellenmuster eines komplexen Erdbebens zu simulieren, da bei Erdbeben quer zueinander verlaufende Wellen auftreten und das Phasenverhältnis zwischen den in einer Richtung verlaufenden Wellen und den in der Querrichtung dazu verlaufenden Wellen von einem Erdbeben zum anderen beträchtlich variieren kann. Die Zentrifuge kann die Form einer Trommel aufweisen. In der Praxis kann die erste Richtung tangential und die zweite Richtung radial verlaufen.
Die Zentrifuge kann mehrere um die Achse herum verteilte und von der Drehwand gehaltene Drehmassen, von denen mindestens eine der Massen die Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer Testprobe enthält, und mehrere Schütteleinrichtungen aufweisen, die um die Achse verteilt sind und zwischen den jeweiligen Massen einerseits und der Wand andererseits wirken, um die jeweiligen Massen radial zu der Achse derart zu schütteln, daß die Vektorensumme der Radialkräfte, die aufgrund der radialen Schüttelbewegung an der an der Achse gelegenen Zone der Wand erzeugt werden, im wesentlichen null beträgt. Dies bietet den Vorteil, daß die Stoßbelastung, die auf das Drehlager der an der Achse gelegene Wand einwirkt, minimiert wird.
Die mehreren Schütteleinrichtungen können zusätzlich eine derartige tangential zu den Achsen verlaufende Schüttelbewegung der Nassen erzeugen, daß die Vektorensumme der Tangentialkräfte eine Reaktion durch die Trägheit der Drehwelle oder Trommel erfährt.
Die Zentrifuge kann eine Gefriereinrichtung aufweisen, die dazu dient, eine in der Aufnahmeeinrichtung befindliche Flüssigkeit gefrieren zu lassen.
Die Trommel kann an jeweiligen Enden mit oberen und unteren Lagern versehen sein, mittels derer die Trommel zur Drehung um ihre im wesentlichen vertikal verlaufende Längsachse befestigt ist.
Dadurch, daß Lager an beiden Seiten der Trommel vorgesehen sind, ist eine höhere Drehgeschwindigkeit der Trommel möglich als mit nur einem einzigen Lager.
Bei einer derartigen Zentrifuge kann die fur eine Bedienungsperson oder Materialien erforderliche Zugänglichkeit des Inneren der Trommel durch die Mitte eines Lagers oder beider Lager erfolgen.
Um eine sehr gute Zugänglichkeit zu ermöglichen, kann die Trommel alternativ einen abnehmbaren Verschluß aufweisen, der seinerseits zentral in dem oberen Lager angeordnet ist.
Eine Zentrifuge für ein maßstabsgerechtes Modell, die eine im wesentlichen kreisförmige Drehwand oder Trommel aufweist, hat gegenüber bereits bekannten Arm-Zentrifugen für maßstabsgerechte Modelle den Vorteil, daß h;here Kräfte erzielt werden können. Ein Grund dafür besteht darin, daß die Wand oder Trommel bessere dynamische Eigenschaften aufweist als der Arm, so daß die Wand oder Trommel mit einer höheren Drehgeschwindigkeit betätigt werden können als der Arm. Ein weiterer Grund liegt darin, daß die Wand oder Trommel bessere Balance-Eigenschaften aufweist als der Arm. Es wird angenommen, daß mit einer Trommel bei einer Probe von einer Tonne Gewicht Werte von mindestens 500 G erreicht werden können, während die derzeit im Handel erhältlichen Arm-Zentrifugen bei einer Probe von einer Tonne Gewicht Werte von bis zu ungefähr 200 G erreichen.
Die Zentrifuge kann versehen sein mit Instrumenten, die von der Drehwand gehalten sind, mit einer Datenverarbeitungseinrichtung, die ebenfalls von der Drehwand gehalten ist, einer Gleitringeinrichtung, die zwischen der Drehwand und der stationären Einrichtung gehalten ist, einer von der stationären Einrichtung gehaltenen Datenanwendungseinrichtung, und mit einer elektrisch leitenden Einrichtung, die die Instrumente über die Datenverarbeitungseinrichtung und die Gleitringeinrichtung mit der Datenanwendungseinrichtung verbindet, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu dient, von den Instrumenten zugeführte analoge Stromsignale in digitale Signale zu konvertieren.
Die Konvertierung der analogen Signale in digitale Signale an der Drehwand bietet den Vorteil, daß die Auswirkungen dlirch elektrische Interferenz erzeugter Signalverzerrungen, die an der Gleitringeinrichtung erzeugt werden können, abgeschwächt werden. Ferner kann dadurch die Anzahl der Gleitringe und der zugehörigen elektrischen Konduktoren minimiert werden.
Die Drehwand kann mit einer ringförmigen Ausnehmung versehen sein, die im wesentlichen koaxial mit der Wand verläuft und zu der Achse hin offen ist, wobei eine Probe von der Drehwand radial außerhalb der Ausnehmung getragen wird, und die Zentrifuge weist ferner eine stationäre Leitung, um der Ausnehmung Flüssigkeit zuzuführen, und eine von der Ausnehmung zu der Probe verlaufende Dukteinrichtung auf, um die Flüssigkeit unter Einwirkung der Zentrifugalkraft aus der Ausnehmung zu der Probe hin zu leiten. Somit kann ein Zentrifugierungsverfahren durchgeführt werden, bei dem eine Probe an der Wand befestigt wird, und zwar radial auswärts von der in der Wand ausgebildeten ringförmigen Ausnehmung, und der ringförmigen Ausnehmung Flüssigkeit zugeführt wird, während sich die Wand dreht, und somit die Flüssigkeit unter der Wirkung der Zentrifugalkraft aus der Ausnehmung durch die Dukteinrichtung zu der Probe strömt.
Mit diesem System kann einer Probe auf einfache Weise Flussigkeit zugeführt werden, ohne daß hinsichtlich der Abdichlung ein derart hoher Standard wie z.B. bei der Verwendung hydraulischer Gleitringe erforderlich ist.
Die Zentrifuge kann mit einer Einrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsstromes versehen sein, die eine Dukteinrichtung zum Leiten von Flüssigkeit und eine thermoelektrische Einrichtung aufweist, die in thermischer Verbindung mit dem Inneren der Dukteinrichtung steht, um in dem Inneren Kälte zu erzeugen und dadurch die darin befindliche Flüssigkeit zu verfestigen.
Die Zentrifuge kann eine zum Steuern des Hydraulikdrucks in der Aufnahmeeinrichtung vorgesehene Einrichtung aufweisen, die eine Dukteinrichtung zur Verbindung mit einem Bereich des Inneren der Aufnahmeeinrichtung, in dem der Hydraulikdruck ausgeübt wird, und eine Antriebseinrichtung aufweist, die dazu dient, ein Auslaßende der Dukteinrichtung wahlweise in einer Richtung zunehmenden Hydraulikdrucks in der Aufnahmeeinrichtung oder in die Gegenrichtung zu bewegen.
Somit kann ein Verfahren zum Steuern von Hydraulikdruck durchgeführt werden, bei dem der Aufnahmeeinrichtung die Flussigkeit zugeführt wird und die Antriebseinrichtung derart betätigt wird, daß das Auslaßende der Dukteinrichtung, das mit dem Bereich des Behälterinneren, in dem der Hydraulikdruck ausgeübt wird, verbunden ist, wahlweise in einer Richtung zunehmenden Hydraulikdrucks jn der Aufnahmeeinrichtung oder in die Gegenrichtung bewegt wird.
Jede dieser Vorrichtungen ist besonders zweckmäßig zum wahlweisen Verhindern und Zulassen eines Flüssigkeitsstroms unter Umständen, in denen herkömmliche Ein-/Aus-Ventile unzuverlässig werden, z.B. wenn die Ventile unter hohen Pseudogravitationskräften arbeiten müßten oder wenn die in den Ventilen befindlichen Flüssigkeiten oder Partikeln ein Versagen der Ventile verursachen würden.
Zu dem möglichen Zubehör für die Zentrifuge zählen eine Vefestigungsvorrichtung mit einer Verfestigungskammer zur Aufnahme eines maßstabsgerechten Probe-Modells, das verfestigt werden soll, eine bewegbare Wand der Verfestigungskammer, eine Druckkammer zur Aufnahme eines Verfestigungs-Fluids, das die bewegbare Wand zu dem Inneren der Verfestigungskammer drückt, und eine mechanische Einrichtung, die dazu dient, eine Kraft auf das in der Druckkammer enthaltene Fluid auszuüben, um das Fluid druckzubeaufschlagen.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß jegliche Notwendigkeit entfällt, das Zusammendrück-Fluid kontinuierlich mit einer Quelle für Zusammendrück-Fluid zu verbinden.
Die Verfestigungsvorrichtung kann eine Ringraumbegrenzungs- Umfangskanaleinrichtung, die zu der Achse des Ringraums hin offen ist, um die zu verfestigende Probe aufzunehmen, und eine bewegbare Wandeinrichtung aufweisen, die einwärts von der Umfangskanaleinrichtung angeordnet ist und dazu dient, radial auswärts auf die Probe zu drücken und sie dadurch zu verfestigen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Erleichterung der Realisierung der Erfindung werden im folgenden Beispiele der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine vertikale axiale Schnittansicht durch eine geotechnische Trommelzentrifuge,
Fig. 2 zeigt eine geschnittene Draufsicht entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine Fig. 1 ähnliche Ansicht einer modifizierten Version der Trommelzentrifuge,
Fig. 4 zeigt eine Fig. 2 ähnliche Ansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 zeigt eine Fig. 1 ähnliche Ansicht einer weiteren modifizierten Version der Zentrifuge,
Fig. 6 zeigt eine Fig. 1 ähnliche Ansicht einer dritten modifizierten Version der Zentrifuge,
Fig. 7 zeigt eine Fig. 2 ähnliche Ansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 zeigt eine Fig. 1 ähnliche Ansicht einer vierten und einer fünften modifizierten Version der Zentrifuge,
Fig. 9 zeigt eine Fig. 2 ähnliche Ansicht, die hauptsächlich an der Linie IX-IX in Fig. 8 angesetzt ist,
Fig. 10 zeigt eine Fig. 8 ähnliche Ansicht einer sechsten und einer siebten modifizierten Version der Zentrifuge,
Fig. 11 zeigt eine Fig. 9 ähnliche Ansicht, die hauptsächlich an der Linie XI-XI in Fig. 10 angesetzt ist,
Fig. 12 zeigt eine Fig. 8 ähnliche Ansicht einer achten und einer neunten modifizierten Version der Zentrifuge,
Fig. 13 zeigt eine Fig. 9 ähnliche Ansicht, die hauptsächlich an der Linie XIII-XIII in Fig. 12 angesetzt ist,
Fig. 14 zeigt eine vertikale axiale Schnittansicht durch einen Consolidometer zum Herstellen geotechnischer Proben, z.B. für die siebte modifizierte Version gemäß Fign. 10 und 11,
Fig. 15 zeigt eine Fig. 14 ähnliche Ansicht einer modifizierten Version des Consolidometers,
Fig. 16 zeigt eine entlang der Linie XVI-XVI von Fig. 15 angesetzte geschnittene Teilansicht,
Fig. 17 zeigt eine vertikale axiale Schnittansicht durch einen Consolidometer zum Herstellen geotechnischer Proben, z.B. für die modifizierten Versionen gemäß Fign. 12 und 13,
Fig. 18 zeigt eine vertikale axiale Schnittansicht durch eine zehnte modifizierte Version der Zentrifuge,
Fig. 19 zeigt eine Fig. 18 ähnliche Ansicht einer elften modifizierten Version der Zentrifuge,
Fig. 20 zeigt eine Seitenansicht einer zwölften modifizierten Version der Zentrifuge,
Fig. 21 zeigt eine axiale Schnittansicht einer Modifikation einer der Zentrifugen-Versionen gemäß Fign. 1 bis 13 und 18 bis 20,
Fig. 22 zeigt eine Draufsicht auf die Modifikation gemäß Fig. 21,
Fig. 23 zeigt eine axial geschnittene Teilansicht einer weiteren Modifikation einer der Zentrifugen-Versionen gemäß Fign. 1 bis 13 und 18 bis 20,
Fig. 24 zeigt einen Teil der Modifikation gemäß Fig. 23 in Draufsicht, und
Fig. 25 zeigt eine halb geschnittene Teilansicht einer weiteren Modifikation einer der Zentrifugen-Versionen gemäß Fign. 1 bis 13 und 18 bis 20.

ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Gemäß Fign. 1 und 2 weist die Zentrifuge eine keilnutenförinige Grube 1 auf, die massiv mit stahlverstärktem Zement 2 ausgekleidet ist und die einen stahlverstärkten Zement-Bogen 3 aufweist, der eine planare vertikale Fläche 4 und eine gekrümmte vertikale Fläche 5 hat, welche kozylindrisch mit der zylindrischen Fläche 6 der Grube 1 ausgebildet ist. Der durch die Flächen 5 und 6 begrenzte Zylinder ist an seinem oberen Ende durch einen starre, ringförmige Stahl-Abdeckung 7, die an ihrem äußeren unteren Rand fest in dem Zement 2 verankert ist, im wesentlichen geschlossen. An dem unteren inneren Rand der Abdeckung 7 ist ein Walzenlager 8 befestigt, das eine vertikale Achse A hat. In dem Lager 8 ist koaxial ein Rohrstutzen 9 befestigt, der einen Teil einer Trommel 10 bildet, die an ihrem unteren Ende ferner einen koaxialen Rohrstutzen 11 aufweist. Der Rohrstutzen 11 ist in einem selbstausrichtenden Trommellager 12 befestigt, das sicher in einer schweren Stahlfassung 13 gelagert ist, die koaxial mit der Trommel 12 angeordnet ist und in dem Zement 2 am Boden der Grube 1 fest fixiert ist. An einer Innenumfangsfläche der Trommel 10 sind koaxial mit der Trommel 10 obere und untere Ringflansche 14 und 15 befestigt, die zwischen sich einen ringförmigen Kanal 16 begrenzen. In dem Kanal 16 ist ein maßstabsgerechtes Probe-Modell 17 gezeigt, bei dem es sich im vorliegenden Fall um Erdreich handelt und das mit verschiedenen Detektionseinrichtungen (für Druck. Verlagerung etc.) versehen ist, die durch Leitungen elektrisch mit einigen der an der Fassung 13 festgelegten Gleitringe 18 verbunden sind. Zentral in der Fassung 13 ist ein Elektromotor 19 befestigt, der eine vertikale Welle 20 antreibt, welche koaxial mit der Trommel 10 verläuft und an ihrem oberen Ende an einem Drehtisch 21 befestigt ist. Verschiedene Detektionseinrichtungen, die von dem Drehtisch 21 gehalten sind, sind - falls gewünscht, durch einen Schaltkasten 22 - mit Gleitringen 23 verbunden, die selbst durch Leitungen elektrisch mit einigen der Gleitringe 18 verbunden sind. Es ist ein an dem Drehtisch 21 befestigtes Testobjekt 24 gezeigt, das die Pfeiler einer Off-shore-Plattform simuliert. In der Bodenwand 10a der Trommel 10 ist ein mit einem Deckel versehenes Mannloch 25 ausgebildet, das einer Bedienungsperson von unten her einen Zugriff auf das Innere der Trommel 10 ermöglicht. Eine Bedienungsperson ist bei 26 schematisch angedeutet. Die Bodenwand 10a der Trommel 10 ist in hinreichendem Abstand von dem Boden der Grube 1 angeordnet, daß sich die Bedienungsperson 26 von unten her in das Mannloch 25 hineinbewegen kann und sich - wie gezeigt - ihr oberer Körperbereich auf einer Höhe befindet, die der Bedienungsperson, während sie auf dem Boden der Grube 1 steht, das Ausführen von Arbeiten an der in dem Kanal 16 angeordneten Probe 17 ermöglicht. Die Bodenwand der Trommel 10 ist ungefähr auf der Hüfthöhe der Bedienungsperson 26 angeordnet. Bei Bedarf kann sich die Bedienungsperson durch das Innere des Rohrstutzens 9 hindurch in die Trommel 10 bewegen. Bei 26' ist die Bedienungsperson 26 auf dem Drehtisch 21 sitzend gezeigt. Es kann mehr als ein Mannloch in der Bodenwand der Trommel 10 ausgebildet sein, z.B. wie bei 25' gezeigt. Ein Treibriemen 27 dient zum Antreiben des Rohrstutzens 9 und somit der Trommel 10 um die Achse 10. Um Flüssigkeit aus der Trommel 10 abzuleiten, verläuft mindestens ein Ableitungsrohr 28 zu einer ringförmigen Ableitungsleitung 29, die an den Flächen 5 und 6 befestigt ist.
Bei Betrieb, während sich die Trommel 10 dreht, kann zu testendes Erdreich durch den Rohrstutzen 9 eingeführt werden und in den Kanal 16 gelegt werden, z.B. über einen (nicht gezeigten) flexiblen Schlauch. Die Drehung der Trommel 10 um ihre Achse A dient dazu, ein Zusammendrücken des Erdreiches herbeizuführen. Die durch die Abdeckung 7 geschaffene kontinuierliche innere ringförmige Fläche und die durch die Flächen 5 und 6 geschaffene kontinuierliche ringförmige Fläche reduzieren Turbulenzen in der Luft nahe der Trommel 10 und begünsthgen somit das Erzielen relativ hoher Drehgeschwindigkeiten der Trommel.
Die in Fign. 3 und 4 gezeigte Version weicht von der Version gemäß Fig. 1 und 2 dahingehend ab, daß der ringförmige Kanal 16 mehrere gekrümmte Mulden 30 aufnimmt, die durch jeweilige Lenker 31, welche durch jeweilige Umfangsschlitze 32 in der Umfangswand der Trommel 10 verlaufen, mit jeweiligen Rollen 33 verbunden sind, die mit dieser Wand der Trommel 10 durch jeweilige Lenker 34 verbunden sind. Die Lenker 31 sind an die Mulden 30 und an die Rollen 33 angelenkt, und die Lenker 34 sind an die Rollen 33 und die Trommel 10 angelenkt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß an der durch die Flächen 5 und 6 gebildeten ringformigen Fläche eine sinusformig ausgebildete Nockenspur 35 befestigt ist. Der Zweck der Nockenspur 35 und der Rollen 33 besteht darin, eine sinuswellenförmige Bewegung der Mulden 30 zu erzeugen, um die Auswirkung eines Erdbebens auf das in den Mulden 30 befindliche Erdreich 17 zu simulieren. Wenn die Trommel 10 gedreht wird, folgen unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft die Rollen 33 der sinusförmigen Fläche der Spur 35, wobei sie unter Steuerung durch die Lenker 34 radial schwingen. Mittels der Lenker 31 üben sie auf die Mulden 30 einen tangentialen Druck relativ zu der Trommel 10 aus, so daß sie eine umfangsmäßige Schwingung auf das System von Mulden 30 ausübt, um dadurch den Effekt eines Erdbebens zu simulieren. Die Teile 30 bis 35 sind können sämtlich von der Zentrifuge gelöst und entfernt werden, damit die Zentrifuge für die in Fign. 1 und 2 gezeigte Art des Testens verwendet werden kann.
Die Version gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der Version gemäß Fig. 1 dadurch, daß das maßstabsgerechte Probe-Modell 17 in Form von Meerwasser vorliegt, das in einem ringförmigen Kanal 40 der thermischen Isolierung gehalten ist, der seinerseits in den ringförmigen Kanal 16 eingepaßt ist.
Auch hier wird zum Einführen der Flüssigkeit 17 in den Kanal 40 die Trommel 10 um ihre Achse A gedreht, und das Meerwasser wird durch einen (nicht gezeigten) flexiblen Schlauch, der durch den Rohrstutzen 9 eingeführt wird, in den Kanal 409 eingegeben. Falls man die freiliegende Oberfläche 17' der Flüssigkeit 17 gefrieren möchte, kann in der Trommel 10 ein kryogenes Dukt-System 41 angeordnet sein, um ein Gefriergas oder eine Gefrierflüssigkeit in die unmittelbare Nähe des Meerwassers einzugeben, um dieses gefrieren zu lassen.
Die Version gemäß Fign. 6 und 7 unterscheidet sich von der Version gemäß Fign. 3 und 4 hauptsächlich dadurch, daß das Erdbebensimulationssystem 30-35 durch ein Erdbebensimulationssystem ersetzt ist, das den ringförmigen Kanal 16 zur Aufnahme des Erdreiches 17, horizontale, ringförmige Bremsflansche 50 der Trommel 10 und Paare hydraulisch betätigter Bremsbacken 51 aufweist, die mit regelmäßigen Abständen um den Umfang der Trommel 10 angeordnet und an dem mit Stahl verstärkten Zement 2,3 befestigt sind. Ein stoßweises Angreifen der Bremsbacke 51 an die Flansche 50 erzeugt einen Erdbeben-Effekt, der umfangsmäßig in dem Erdreich 17 auftritt.
Es existieren zwei weitere Versionen, die in Fign. 8 und 9 gezeigt sind, wobei die eine Version auf der linken Seite der Figuren und die andere auf der rechten Seite der Figuren gezeigt ist. Die Hauptunterschiede zwischen den Versionen gemäß Fign. 8 und 9 und den Versionen gemäß Fign. 3, 4, 5 und 6 bestehen darin, daß erstens die Bodenwand loa der Trommel 10 eine relativ massive Konstruktion aufweist (und keine Zugangsöffnung wie das Mannloch 25 hat) und zweitens das Erdbebensimulationssystem innerhalb der Trommel 10 enthalten ist. Auf der linken Seite ist ein System gezeigt, bei dem das Erdreich 17 in einem ringförmigen Kanal 60 enthalten ist, der zwischen Paaren oberer und unterer hydraulischer Rammen 61 befestigt ist, die entlang des Umfangs der Trommel 10 betätigt werden. Zwischen dem Kanal 60 und der Innenumfangsfläche der Trommel 10 kann ein elastomerer Ringkörper 62 angeordnet sein, um den Kanal 60 relativ zu der Trommel 10 radial zu halten.
Die relativ massive Bodenwand der Trommel 10 verleiht der Trommel 10 eine relativ große Reaktionsmasse, um das Hindurchtreten der von den Rammen 61 erzeugten umfangsmäßigen Schwingungskräfte durch die Trommel zu minimieren. Die Trommel 10 weist einen Deckel 63 auf, der an Flanschen 64 mit dem Rest der Trommel 10 verschraubt ist und an seiner Mitte mit dem Rohrstutzen 9 versehen ist, der in dem Lager 8 gehalten ist. Nach dem Abnehmen der Stahl-Abdeckung 7 kann der Deckel 63 leicht abgenommen werden, so daß ein sehr guter Zugang zu dem Inneren der Trommel 10 moglich ist.
Die relativ massive Bodenwand bietet ferner ausreichende Festigkeit, um den auf die Wand einwirkenden lokalen Kräften entgegenzuwirken.
Auf der rechten Seite ist ein System gezeigt, bei dem das Erdreich 17 in einer Mulde 70 enthalten ist, die durch ein Paar hydraulischer Rammen (von denen eine bei 72 gezeigt ist) in einer Mulde 71 befestigt ist, wobei die hydraulischen Rammen derart angeordnet sind, daß sie die Mulde 70 relativ zu der Mulde 71 in Vibration versetzen. Die Mulde 71 ist ihrerseits durch Paare oberer und unterer hydraulischer Rammen 731 die entlang des Umfangs der Trommel betätigt werden, an der Innenumfangsfläche der Trommel 10 befestigt. Die Rammen 72 und 73 können derart programmiert werden, daß sie unabhängig voneinander so arbeiten, daß sie dem Erdreich 17 Schwingungen in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen vermitteln (nämlich radial bzw. umfangsmäßig zu der Trommel). Das Programm kann derart ausgestaltet sein, daß die Rammen in der gleichen Phasenbeziehung arbeiten wie derjenigen des Erdbeben- Wellenmusters, das simuliert werden soll. Die Vorrichtung 17,71-73 bildet eine der mindestens zwei gleichen Massen, die an der Innenumfangsfläche der Trommel befestigt sind gleichförmig um diese verteilt sind, um eine dynamische und statische Balance der Trommel um ihre Achse zu gewährleisten, wobei die Vektorensumme der Kräfte am Zentrum der Trommel null beträgt. Die Unter-Vorrichtung 17,70 bildet eine einer entsprechenden Anzahl gleicher Unter-Massen, die in den einander gleichen Massen enthalten sind. Diese Unter-Massen werden mittels Paaren von Rammen 72 einer derartigen radial zu der Trommel 10 wirkenden Schwingung ausgesetzt, daß die Vektorensumme der Radialkräfte an dem Zentrum der Trommel 10 null beträgt.
In Fig. 10 ist die Zentrifuge relativ klein, und das untere Lager 12 gemäß Fig. 1 ist durch ein Paar von Lagern 87 und 8 ersetzt, die Kraftmomenten widerstehen können. Diese kleine Trommel kann ohne Hilfe eines oberen Lagers mit einer geeigneten Geschwindigkeit betrieben werden. Die relativ massive Basiswand, die als diametrale Platte 80 ausgebildet ist, trägt hier eine abnehmbare Umfangswand 81 der Trommel 10 sowie einen Deckel 82 zum Schließen des Innenraumes 86, in dem das (die) maßstabsgerechte(n) Probe-Modell(e) 17 plaziert ist (sind).
Auf der linken Seite von Fign. 10 und 11 ist ein Abschnitt eines ringförmigen Kanals 83 gezeigt, innerhalb dessen die Probe 17 befestigt werden kann und der oberhalb der Platte 80 angeordnet ist. In Fig. 11 ist auf der linken Seite ein einzelner Probenbehälter 84 in einer Tragbügelbefestigung 89 gezeigt, die eine alternative Art der Befestigung einer geotechnischen Probe bildet. Die Stärke und Festigkeit der Platte 80 sind hinreichend, um das an der Platte 80 befestigte Bügelsystem 85 zu halten. Die Befestigung 89 ermöglicht ein Schwenken des Behälters 84 zu einem Winkel, der durch die Masse und die Drehzahl bestimmt ist. Alternativ kann der Behälter 84 ohne die Verwendung einer Schwenkbefestigung montiert werden. Falls gewünscht, können ein oder mehrere geeignete Gegengewichte an einem oder mehreren Bügelsystemen an der gegenüberliegenden Seite der Platte 80 befestigt werden.
Wie gemäß Fign. 8 und 9 ist es auch möglich, Erdbebenkräfte aufzubringen und eine Gegenreaktion zu diesen Kräften herbeizuführen, indem Lasten auf die Platte 80 aufgebracht werden.
Gemäß Fig. 10 kann ferner eine zentrale Plattform 21 gemäß Fig. 1 vorgesehen sein.
In Fig. 12 ist die Zentrifuge wiederum relativ klein, wobei die Probe 17 jedoch relativ hoch ausgebildet ist. Unter diesen Umständen ist es zweckmäßig, wieder ein oberes Lager 91 vorzusehen. Es sind ein Verlängerungsabschnitt 92 der Umfangswand der Trommel und ein starres Halteteil 93 mit einem starren Deckel 94 und einem starren Achsenabschnitt 95 vorgesehen, wobei das Halteteil 93 zur Aufnahme der Probe 17 dient. Der starre Achsenabschnitt 95 ist durch ein selbstausrichtendes Lager 96 gehalten, das in der Abdeckung 90 befestigt ist.
In Fign. 12 und 13 ist auf der linken Seite ein zentrales Arbeits-Fixierteil bzw. ein Dorn 97 gezeigt. Der Dorn 97 ist zwischen dem oberen Lager 91 und dem unteren Lager 87 angeordnet und bildet eine starre Befestigung für ein Arbeits-Support 98. An dem Support 98 kann eine Reihe von Werkzeugen und/oder experimenteller Ausrüstungsteile befestigt werden, wobei die Ausrüstung relativ zu der Probe 17 bewegt werden kann.
Damit eine Anzahl maßstabsgerechter Probe-Modelle in praktischer Weise außerhalb der Trommel vorbereitet werden können und anschließend nacheinander getestet werden können (z.B. wenn eine Zentrifuge mit kleiner Trommel verwendet wirdf um eine Klasse von Laboranten zu unterrichten), können zahlreiche verschiedene Consolidometer verwendet werden, wie sie z.B. in Fign. 14 bis 17 gezeigt sind.
Wenn ein geotechnisches Material wie z.B. Ton getestet wird, kann es erforderlich sein, die Proben über viele Tage hinweg in Consolidometern vorzubereiten. Durch die Verwendung von Consolidometern wird der Betrieb von Zentrifugen beträchtlich verbessert, da die Proben zusammengedrückt werden, ohne daß die Bedienungsperson über längere Zeiträume hinweg eine Zentrifuge zu betätigen braucht.
Fig. 14 zeigt einen Consolidometer für die Kompaktierung einer kreiszylinderförmigen Probe 17. In dem Zylinder 100 ist Gas, z.B. Luft, enthalten; diese Luft kann unter einem Druck von mehr als 1 bar stehen. Der durch die Luft erzeugte Druck übt eine derartige Reaktion auf einen Kolben 103 aus, daß dieser eine Kraft auf den bewegbaren Zylinder 100 und somit auf die Probe 17 einwirken läßt, die in Proben-Zylindern 102 und einer Basis 108 enthalten ist.
Der Kolben 103 wird durch eine Schraube 104, die durch einen Schneckentrieb 105 betätigt wird, nach unten gedrückt, um die Luft zu komprimieren. Die Schnecke kann motorgetrieben oder manuell gedreht werden. Das Drehen der Schnecke bewirkt Veränderungen des Druckes in dem Zylinder 100 und somit des auf die Probe 17 einwirkenden Druckes. Falls die Schnecke motorgetrieben ist, kann ein automatisches System zum Detektieren des Luftdrucks vorgesehen sein, mit dem der Luftdruck bei Bedarf "auf Bestform" gebracht werden kann, oder mit dem der Druck entsprechend einer eingestellten Abfolge programmiert werden kann.
Während des Zusammendrückens kann das in der Probe enthaltene Wasser durch Dukte 106 in der Basis 108 abgeleitet werden.
Fign. 15 und 16 zeigen einen Consolidometer, bei dem die Probe 17 in einem Behälter 110 mit rechteckigem Querschnitt gehalten wird. Das System zum Verfestigen der Probe gleicht demjenigen gemäß Fig. 14 mit Ausnahme des Merkmals, daß eine Kolbenplatte 111 rechteckig ausgebildet ist. In einer Seite des Behälters 110 ist ein durchsichtiges Beobachtungsfenster angeordnet. Dieses Fenster ermöglicht die Beobachtung der Probe während des Zusammendrückens und während des Tests in einer Zentrifuge. Eine Beobachtung während des Betriebs (bei rotierender Zentrifuge) kann durch eine Vielzahl von Einrichtungen ermöglicht werden, etwa durch stroboskopische Beleuchtung, innerbetriebliches Fernsehen mittels robuster Kameras, und kurzzeitige Blitzbeleuchtung, die mit einer nahe der Zentrifuge angeordneten stationären Kamera synchronisiert ist.
Wenn eine Probe 17 durch Zusammendrücken in einen ringförmigen Kanal 83 eingebracht werden soll, wie z.B. in Fign. 10 und 11 gezeigt ist, ist zweckmäßigerweise eine kreisförmige Zusammendrückpresse gemäß Fig. 17 vorgesehen. Diese Presse weist einen zentralen Zylinder 120 und ein inflatierbares elastomeres Rohrteil 121 auf, das den zentralen Zylinder 120 umgibt. Der ringförmige Kanal 83 ist auf einem Support-Tisch 83 plaziert, an dem auch der zentrale Zylinder 120 angeordnet ist. Die Probe 17, z.B. ein Ton-Schlamm, wird in den Kanal gegossen und mit einer Deckplatte 124 abgedichtet.
Ein druckbeauf schlagtes Fluid wird in die innere Kammer 128 eingeführt und erzeugt in dem ringförmigen Inneren 129 des elastomeren Teils 121 einen Druck. Der Druck wirkt auf die Probe 17 ein, und über eine bestimmte Zeitdauer hinweg wird die Probe zusammengedrückt.
Im Umfang des Kanals 83 ausgebildete Löcher 125 ermöglichen ein Abfließen des Wassers aus der Probe. Indem Wasser unter Druck durch einen oder mehrere Dukte 126 in die Probe eingeleitet wird, kann während des Zusammendrückens ein abfallender Hydraukik-Gradient erzielt werden.
Bei den Consolidometern gemäß Fign. 14, 15 und 16 kann dieser abfallende Hydraukik-Gradient auch durch Verwendung der Dukte 126 erreicht werden. Die Erzielung eines abfallenden Hydraukik-Gradienten verleiht der oberen oder inneren Fläche der Probe, an denen der hydraulische Druck direkt auf die Poren der Probe einwirkt, eine weiche Beschaffenheit. An ihrer äußeren oder unteren Fläche, an der der hydraulische Druck in Richtung eines niedrigeren Druck abzieht, wird die Probe automatisch steifer.
Fig. 18 zeigt eine Trommelzentrifuge, bei der die Trommel 10 aus der Platte 80 und dem abnehmbaren ringförmigen Kanal 83 besteht und sich um eine horizontale Achse A dreht, die gleichzeitig ihre Längsachse ist. Die Lagerung der Tromme 10 erfolgt durch eine hohle Achse 131 in horizontalen Lagern 130 und 132, die von jeweiligen Säulen 133 und 134 gehalten sind, welche an einer massiven Basisplatte 135 gehalten sind. Die hohle Achse 131 und somit auch die Trommel 10 werden durch einen Elektromotor 136 über ein System 137 aus Riemen und Riemenschieben gedreht. Eine horizontale Welle 139, die ein Arbeits-Support 140 trägt, ist durch Lager 138 horizontal und koaxial innerhalb der Achse 131 montiert. Die Welle 139 und somit der Arbeits-Support 140 sind durch einen Elektromotor 141 über ein System 142 aus Riemen und Riemenscheiben um die horizontale Achse A drehbar. An der Achse 131 und der Welle 139 sind jeweilige Sets von Gleitringen 143 und 144 befestigt, mit deren Hilfe Steuerung- und andere Signale zu und von der (den) rotierenden Probe(n) 17 und der Apparatur auf dem rotierenden Arbeits-Support 140 übermittelt werden können. An der Basisplatte 135 ist ein Bügel 145 befestigt, der eine horizontale Hydraulik-Ramme 146 trägt, die an ihrem vorderen Ende mit einer Greifeinrichtung 147 zum lösbaren Erfassen des benachbarten Endes der Welle 139 versehen ist, wodurch die Ramme 146 die Welle 139 und den Arbeits-Support 140 zwischen einer in durchgezogenen Linien gezeigten eingefahrenen Position, in der die Apparatur auf dem Support 140 unmittelbar zugänglich ist, und einer teilweise in strichpunktierten Linien gezeigten Position, in der der Arbeits-Support 140 in der Trommel 10 aufgenommen ist, hin- und herbewegen kann. Die Welle 139 und der Arbeits-Support 140 konnen selbst dann zurückgezogen werden, während die Trommel 10 noch von dem Motor 136 gedreht wird, obwohl der Motor 141 normalerweise vor dem Zurückziehen gestoppt wird.
Der Hauptunterschied zwischen der Version gemäß Fig. 18 und der Version gemäß Fig. 19 besteht darin, daß die Zentrifuge zwischen der in Fig. 19 in durchgezogenen Linien gezeigten horizontalen Position und der in Fig. 19 in strichpunktierten Linien gezeigten vertikalen Position um horizontale Lagerzapfen 150 drehbar ist, die in einem massiven Bügel 151 befestigt sind. Dies ermöglicht der Bedienungsperson während des Aufbaus von Modellen einen relativ leichten horizontalen Zugriff auf die Trommel 10 und den Arbeits-Support 140, wobei anschließend die Zentrifuge in eine vertikale Position geschwenkt werden kann, um während des Zentrifugierens Fluktuationen der G-Kraft zu vermeiden, die bei der Drehung der Trommel 10 um eine horizontale Achse auftreten würden. Die Lagerzapfen 150 stehen von einander gegenüberliegenden Seiten einer Hülse 152 ab, die die Motoren 136 und 141 und die Achse 131 hält.
Der Hauptunterschied zwischen der Version gemäß Fig. 19 und der Version gemäß Fig. 20 besteht darin, daß die Zentrifuge freistehend ist und kleinere Abmessungen hat. Die Zentrifuge weist einen Support-Ständer 160 auf, an dem sie über die Lagerzapfen 150 drehbar befestigt ist, wobei ein Gehäuse 161 die Hülse 152 und eine Umhüllung 162 hält, die dazu dient, die Trommel zu umschließen und somit die Bedienungspersonen zu schützen. Ein rammenbetätigtes Verbindungsteil 163 zur Betätigung zwischen dem Ständer 160 und dem Gehäuse 161 dient zum Drehen des Gehäuses zwischen der gezeigten horizontalen Position, die der Bedienungsperson einen relativ leichten Zugriff auf die Trommel und den Support 140 ermöglicht, und einer (nicht gezeigten) vertikalen Position, in der die Trommel mit sehr hoher Drehzahl um ihre vertikale Achse gedreht werden kann, wobei eine (nicht gezeigte) Sicherheitsverriegelungseinrichtung ein Drehen der Trommel in ihre horizonltale Position verhindert, außen wenn dies bei niedriger Geschwindigkeit geschieht.
Bei der übertragung analoger Datensignale von den Instrumenten an der (den) rotierenden Probe(n) tritt manchmal das Problem auf, daß eine elektrische Interferenz, die durch die Steuereinrichtungen für die Antriebsmotoren (z.B. 136 und 141) und/oder durch die Gleitringe (z.B. 143) erzeugt wird, die Analogsignale übermäßig verzerrt, so daß man inkorrekte oder unverständliche Auslesewerte erhält. Um dieses Problem zu reduzieren, kann die in Fign. 21 und 22 gezeigte Modifikation vorgenommen werden. Die diametrale Platte 80 trägt einen Computer 170 innerhalb einer Ausnehmung 171, die durch einen Hauptdekkel 172 und einen Hilfsdeckel 173 geschlossen ist. Eine der Ausnehmung 171 diametral entgegengesetzte Ausnehmung 174 enthält eine Schale 176, an der elektrische Anschlüsse 175 gehalten sind, die durch (nicht gezeigte) elektrische Leiter mit Detektions- und Meß-Instrumenten verbunden sind, die an der (den) Probe(n) befestigt sind. Weitere (nicht gezeigte) elektrische Leiter verlaufen durch Dukte 177, die im Inneren der Platte 80 ausgebildet sind, von den Anschlüssen 175 zu dem Computer 170. Der Computer 170 konvertiert die von den Instrumenten erhaltenen Analogsignale in Digitalsignale, die über weitere (nicht gezeigte) elektrische Leiter, welche durch Dukte 178 verlaufen, an Gleitringe übermittelt werden, die den Gleitringen 143 entsprechen, jedoch in kleinerer Anzahl vorliegen. Auf diese Weise können die störenden Auswirkungen elektrischer Interferenzen auf die erhaltenen Auslesewerte reduziert werden, und die Anzahl der Gleitringe 143 zu der zugehörigen elektrischen Leiter kann beträchtlich verkleiniert werden.
Es wird oft gewünscht, den Strom von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, von der (den) Probe(n) 17, insbesondere einer Probe 17 gemäß Fig. 25, bei hohen G-Kräften zu steuern; dabei sind jedoch herkömmliche Ventile unzuverlässig, da sie aufgrund der hohen Kräfte, die auf ihre beweglichen Teile einwirken, versagen können. Dieses Problem kann durch Verwendung der Modifikation gemäß Fign. 23 und 24 beseitigt werden. Ein Metallrohr 180 erstreckt sich von einer Position nahe dem Außenumfang der Probe 17 zu einer radial einwärts von diesem Außenumfang gelegenen Stelle in der Platte 18, wobei die radiale Erstreckung des Rohrs 180 derart eingestellt ist, daß sie während der Hochgeschwindigkeitsdrehung den radialen Wasser-Pegel in der Probe 17 definiert. Das Rohr 180 verläuft innerhalb einer Wärmeisolierung 181 in einer Ausnehmung 182 der Platte 80, wobei die Ausnehmung 182 ferner ein gut wärmeleitendes Support 183 enthält. Mit dem Rohr 180 ist in gut wärmeleitender Weise eine Platte 184 mit guter Wärmeleitfähigkeit verbunden, und zwischen der Platte 184 und dem Support 183 ist eine Einrichtung 185 mit Peltier-Effekt angeordnet. Das Durchfließen elektrischen Stroms durch die Einrichtung 185 wird ein steiler Temperatur-Gradient zwischen dem Support 183 und der Platte 184 erzeugt. Falls die Platte 184 die "kalte" Seite der Einrichtung 185 bildet, kann das gesamte in dem Rohr 180 enthaltene Wasser gefroren werden, um einen Wasserdurchfluß durch das Rohr zu verhindern. Durch sorgfältiges Steuern der Stromzufuhr zu der Einrichtung 185 zwecks sorgfältiger Steuerung der Temperatur der Platte 184 kann der zulässige Wasserdurchfluß durch das Rohr 180 in gewünschter Weise reduziert oder vergrößert werden.
Bei der Modifikation gemäß Fig. 25 ist wiederum die Trommel 10 vorgesehen, die aus der Platte 80 und dem ringförmigen Kanal 83 besteht, der durch Schrauben (von denen eine bei 190 gezeigt ist) an der Platte 80 befestigt ist. Hier besteht das maßstabsgerechte Probe-Modell aus einer äußeren Schicht 17a aus Sand, zwei Ton-Schichten 17b, zwischen denen eine Sandwässerungsschicht 17c angeordnet ist, und einer inneren Schicht 17d aus Wasser. Es ist ein System gezeigt, in dem Wasser in der Sandwässerungsschicht 17c einen konstanten Druck aufrechterhält und bei diesem konstanten Druck ein Fließen von Wasser in die Wässerungsschicht 17c und aus dieser heraus ermöglicht; dieses System weist ein flexibles Rohr 191 auf, das mit der Ausmündung einer Bohrung 192 verbunden ist, die durch die unterste Wand des ringförmigen Kanals 83 verläuft. Durch Abzweig-Bohrungen 192a, 192b und 192c, die mit verschiedenen Stellen verbindbar sind, welche mit Abständen radial am Inneren des Kanals 83 angeordnet sind (wobei die Bohrung 192b geöffnet gezeigt ist und die Bohrungen 192a und 192c geschlossen gezeigt sind) steht die Bohrung 192 während des Zentrifugierens in Verbindung mit einem gewählten Bereich des Hydraulikdrucks im Inneren des Kanals 83. Die Bohrung 192 ist mit einem Rohr 199 verbunden, dem konstant Wasser zufließt, und die Bohrung wird durch einen kontinuierlichen Überstrom von Wasser aus der einstellbaren Ausmündung, die durch das Auslaßende des Rohrs 191 gebildet wird, auf einem gewählten Druck gehalten. Das System weist ein horizontales Kanalstück 193 auf, das an einem vertikalen Drehzapfen 194 befestigt ist und daran durch eine motorisierte Winde 195, die durch ein Kabel 196 mit dem Kanalstück 193 verbunden ist, gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft drehbar ist. Die während des Zentrifugierens existierende Position des Auslaßendes des Rohres 191 radial zu der Trommel bestimmt die Gefällehöhe in der Probe 17, und diese Position ist während des Zentrifugierens mittels der Winde 195 einstellbar. Um einfach und dennoch wirksam Wasser in eines oder mehrere Rohre, z.B. das Rohr 199, einführen zu können, sind in der Unterseite der Platte 80 koaxial eine oder mehrere - in diesem Fall drei - ringförmige Ausnehmungen 197 ausgebildet. Diese Ausnehmungen 197 sind zu der Achse der Zentrifuge hin offen und sind mit einer entsprechenden Anzahl von Sets von Verbindungsleitungen 198 verbunden, wobei die Rohre in jedem Set in einem Bogen um die Achse der Zentrifuge verteilt sind. Die Leitungen 198 wiederum sind mit den jeweiligen Rohren verbunden (von denen das Rohr 199) gezeigt ist, welche ihrerseits mit den rechtwinkligen Bohrungen 192a bis 192c in dem ringförmigen Kanal verbunden sind. In jede dieser Bohrungen ist ein Dichtstopfen eingepaßt, und wenn dieser abgenommen wird, wird eine Verbindung zwischen dem Wasser in dem Rohr 199 und dem Wasser in der Probe 17 nahe dem Ende der offenen Bohrung hergestellt. In die Ausnehmungen 197 wird Wasser über eine oder mehrere stationäre Zuführdüsen 201 eingeführt, die sich durch ein Loch oder Löcher 202 in der Basiswand des Gehäuses 161 erstrecken. Wenn sich die Platte 80 dreht, strömt aufgrund der Zentrifugalkraft das Wasser aus den Ausnehmungen 197 durch die Leitungen 198, die Rohre 199 entlang den offenen Bohrungen 192b, und weiter zu dem Auslaßende des Rohrs 191, wo es kontinuierlich überströmt. Dadurch wird der Wasserdruck an dem Ende der offenen Bohrungen 192b gesteuert, und das Wasser kann entweder in die Bohrungen 192b oder aus diesen heraus geleitet werden, je nachdem, wie es für die Probe 17 in irgendeiner Phase eines Experimentes erforderlich ist. Bei Bedarf können mehrere Düsen 201 vorgesehen sein, die eine Flüssigkeit mit unterschiedlichen Strömungsraten oder mehrere Flüssigkeiten zu mehreren Ausnehmungen 197 leiten.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Die Erfindung ist verwendbar, um die mit Zentrifugen erreichbaren Maximal-Zentrifugalkräfte zu erhöhen, um dadurch u.a. die Vielseitigkeit von Zentrifugen zu erweitern und das Design der Strukturen auf dem Festland und auf dem Meeresboden zu verbessern.

Claims

1. Zentrifuge mit einer im wesentlichen horizontalen Drehwand (10a;80), die einen ringförmigen Außenumfang aufweist und um ihre eigene Achse (A) drehbar ist, einer Lagereinrichtung (12;87;130), mit der die Wand (10a;80) zur Drehung um die Achse (A), die im wesentlichen vertikal ist, gelagert ist, einer drehbaren Aufnahmeeinrichtung (16;30;60;70;83; 84;93), die von der Wand (10a;80) gehalten und in dem Bereich des Außenumfangs angeordnet ist, und einer stationären Einrichtung (2,3), relativ zu der die Wand (10a;80) und die Aufnahmeeinrichtung (16; etc.) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeits-Support (21;98; 140) zentral zu der Wand (10a;.80) angeordnet ist und daß die drehbare Aufnahmeeinrichtung (16;30;60;70;83; 84;93) von dem Arbeits-Support (21;98;140) zugänglich ist.

2. Zentrifuge mit einer Drehwand (80), die einen ringförmigen Außenumfang aufweist und um ihre eigene Achse (A) drehbar ist, einer Lagereinrichtung (87;130), mit der die Wand (80) zur Drehung um die Achse (A) gelagert ist, einer drehbaren Aufnahmeeinrichtung (83), die von der Wand gehalten und in dem Bereich des Außenumfangs angeordnet ist, und einer stationären Einrichtung (2,3), relativ zu der die Wand (80) und die Aufnahmeeinrichtung (83) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeits-Support (140) zentral zu der Wand (80) derart montiert ist, daß er axial zu der Wand (80) zurückziehbar ist und daß er bei Drehung der Wand (80) stationär bleiben kann, und daß die drehbare Aufnahmeeinrichtung (83) von dem Arbeits-Support (140) zugänglich ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Arbeits- Support gegen Drehung um die Achse (A) festgelegt ist.

4. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Arbeits- Support (21;98;140) mit der Wand (10a;80) drehbar ist.

5. Zentrifuge nach Anspruch 1, 2 oder 4, bei der der Arbeits- Support (21;98;140) relativ zu der Wand (10a;80) um die Achse (A) drehbar ist.

6. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Arbeits-Support (97,98) eine Welle (97) aufweist.

7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Arbeits-Support (21;140) eine Plattform (21;140) aufweist.

8. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Wand (10a;80) und die Aufnahmeeinrichtung (16;30; 60;70;83;84;93) Teile einer Drehtrommel (10) sind.

9. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 8 in Verbindung mit Anspruch 1, ferner mit einer in der Wand (10a) ausgebildeten Zugriffsermöglichungseinrichtung (25), die einer Bedienungsperson (26) einen Zugriff von unten ermöglichen.

10. Zentrifuge nach Anspruch 9, bei der die Zugriffsermöglichungseinrichtung (25) ein schließbares Mannloch (25) aufweist.

11. Zentrifuge nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Wand (loa) ausgehend von einem Boden nach oben hin einen Abstand bis im wesentlichen zur Hüfthöhe einer auf dem Boden stehenden Bedienungsperson (26) einnimmt.

12. Zentrifuge nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 9 bis 11 in Verbindung mit Anspruch 8, bei der die Trommel (10) an ihrer Oberseite eine Zugriffsermöglichungseinrichtung (9) aufweist, die einer Bedienungsperson (26') einen Zugriff von oben her ermöglicht.

13. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer von der Aufnahmeeinrichtung (16;30;60;70;83;84; 93) aufgenommenen maßstabsgerechten Modelleinrichtung (17).

14. Zentrifuge nach Anspruch 13, bei der die maßstabsgerechte Modelleinrichtung (17) Erdreich (17) aufweist.

15. Zentrifuge nach Anspruch 13 oder 14, ferner mit einer Schütteleinrichtung (31-35;61;72, 73), die derart angeordnet ist, daß sie die maßstabsgerechte Modelleinrichtung (17) einer Schüttelbewegung aussetzt.

16. Zentrifuge nach Anspruch 15, bei der die Schütteleinrichtung (31-35;61;72,73) eine Schüttelbewegung der Aufnahmeeinrichtung (30;60;70) relativ zu der Wand (10a;80) erzeugt.

17. Zentrifuge nach Anspruch 15, bei der die Wand und die Aufnahmeeinrichtung relativ zu der stationären Einrichtung geschüttelt werden können und die Schütteleinrichtung zwischen der stationären Einrichtung und der Aufnahmeeinrichtung wirkt.

18. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei der die Aufnahmeeinrichtung (16;30;60;83;93) im wesentlichen vollständig um die Achse (A) verläuft, ebenso wie die maßstabsgerechte Modelleinrichtung (17).

19. Zentrifuge nach Anspruch 18 in Verbindung mit Anspruch 15, bei der die Schütteleinrichtung (35) im wesentlichen vollständig um die Achse (A) verläuft.

20. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 13 bis 17, mit mehreren um die Achse verteilten Massen (30;70-73;84,85), wobei mindestens eine der Massen (30;70-73;84,85) die Aufnahmeeinrichtung (30;70;84) aufweist.

21. Zentrifuge nach Anspruch 20 in Verbindung mit Anspruch 15, bei der die Schütteleinrichtung (31-35;61;72,73) mehrere um die Achse (A) verteilte Schüttelvorrichtungen (31-34; 72,73) zum Schütteln der jeweiligen Massen (30;70,71) aufweist.

22. Zentrifuge nach Anspruch 15, 19 oder 21, bei der die Schütteleinrichtung (61;72,73) eine hydraulische Rammeinrichtung (61;72,73) aufweist.

23. Zentrifuge nach Anspruch 15, 19, 21 oder 22, bei der die Schütteleinrichtung (72,73) aufweist: eine erste Schüttelvorrichtung (73) zum Erzeugen einer hin- und hergehenden Schüttelbewegung der Aufnahmeeinrichtung (70) in einer ersten Richtung, und eine unabhängig von der ersten Schüttelvorrichtung (73) betreibbare zweite. Schüttelvorrichtung (72) zum Erzeugen einer hin- und hergehenden Schüttelbewegung der Aufnahmeeinrichtung (70) in einer quer zu der ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung.

24. Zentrifuge nach Anspruch 23, bei der die erste Richtung im wesentlichen tangential zu dem Außenumfang und die zweite Richtung im wesentlichen radial zu diesem verläuft.

25. Zentrifuge nach Anspruch 21 oder einem der Ansprüche 22 bis 24 in Verbindung mit Anspruch 21, bei der die mehreren Schüttelvorrichtungen (31-35;72,73) eine derartige radial zu der Achse (A) verlaufende Schüttelbewegung der jeweiligen Massen (30;70) verursachen, daß die Vektorsumme der radialen Kräfte, die durch die radiale Schüttelbewegung an der Zone der Wand (10a) an der Achse (A) erzeugt werden, im wesentlichen null beträgt.

26. Zentrifuge nach Anspruch 21 oder 25, oder einem der Ansprüche 22 bis 24 in Verbindung mit Anspruch 21, bei der die mehreren Schüttelvorrichtungen (73) eine derartige tangential zu der Achse verlaufende Schüttelbewegung der jeweiligen Massen (70-72) verursachen, daß die Trägheit der Wand (10a) der Vektorsumme der Tangentialkräfte entgegenwirkt.

27. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 13 bis 26, bei der die maßstabsgerechte Modelleinrichtung (17) Flüssigkeit aufweist.

28. Zentrifuge nach Anspruch 27, ferner mit einer Gefriereinrichtung (41) zum Einfrieren der Flüssigkeit (17).

29. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Wand (10a;80) relativ zu der Aufnahmeeinrichtung (60;70;83;84;93) massiv ist.

30. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Einrichtung (163) zum Kippen der Wand (80) zwischen einer im wesentlichen horizontalen ersten Position und einer zur Horizontalen geneigten zweiten Position.

31. Zentrifuge nach Anspruch 30, bei der die zweite Position im wesentlichen vertikal ist.

32. Zentrifuge nach Anspruch 8 oder 12, bei der die Lagereinrichtung (8,12) obere (8) und untere (12) Lagervorrichtungen umfaßt, um die Trommel um eine im wesentlichen vertikale Achse (A) drehbar zu montieren.

33. Zentrifuge nach Anspruch 32, bei der die Lagereinrichtung (8) eine zentrale Zugriffsermöglichungseinrichtung (9) aufweist, um einer Bedienungsperson (26') den Zugriff auf das Innere der Trommel (10) ermöglichen.

34. Zentrifuge nach Anspruch 32, bei der die Trommel (10) einen zentral auf dem oberen Lager (8) montierten abnehmbaren Deckel (63) aufweist.

35. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit von der Wand (80) gehaltenen Instrumenten, einer ebenfalls von der Wand (80) gehaltenen Datenverarbeitungseinrichtung (170), einer zwischen der Wand (80) und der stationären Einrichtung (2,3) angeordneten Schleifringeinrichtung, einer von der stationären Einrichtung gehaltenen Datenverwendungseinrichtung und einer elektrisch leitenden Einrichtung, die die Instrumente mittels der Datenverarbeitungseinrichtung (170) und der Schleifringeinrichtung mit der Datenverwendungseinrichtung verbindet, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (170) dazu dient, von den Instrumenten eintreffende elektrische Analogsignale in Digitalsignale umzusetzen.

36. Zentrifuge nach Anspruch 27 oder 28, ferner mit einer Dukteinrichtung (180) zur Verbindung mit einem Bereich der Aufnahmeeinrichtung (83), in dem der Hydraulikdruck der Flüssigkeit (17) ausgeübt wird, und einer thermoelektrischen Einrichtung (185), die in thermischer Verbindung mit dem Inneren der Dukteinrichtung (180) steht, um in dem Inneren Kälte zu erzeugen und dadurch die darin befindliche Flüssigkeit (17) zu verfestigen.

37. Zentrifuge nach Anspruch 27 oder 28, ferner mit einer Dukteinrichtung (191) zur Verbindung mit einem Bereich der Aufnahmeeinrichtung (83), in dem der Hydraulikdruck der Flüssigkeit (17) ausgeübt wird, und einer Antriebseinrichtung (195), die dazu dient, ein Auslaßende der Dukteinrichtung (191) wahlweise in einer Richtung zunehmenden Hydraulikdrucks in der Aufnahmeeinrichtung (83) oder in die Gegenrichtung zu bewegen.

38. Zentrifuge nach Anspruch 27 oder 28, bei der in der Wand (80) eine ringförmige Ausnehmung (197) ausgebildet ist, die im wesentlichen koaxial mit der Wand (80) verläuft, sich zu der Achse (A) hin öffnet und radial einwärts von der Aufnahmeeinrichtung (83) angeordnet ist, wobei die Zentrifuge ferner eine stationäre Leitung (201) zum Zuführen der Flüssigkeit (17) zu der Ausnehmung (197) und eine Dukteinrichtung (198-200) aufweist, die sich von der Ausnehmung (197) zu der Aufnahmeeinrichtung (83) erstreckt, um die Flüssigkeit (17) unter Zentrifugalkraft von der Ausnehmung (197) zu der Aufnahmeeinrichtung (83) zu Leiten.

39. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Aufnahmeeinrichtung (83;84) abnehmbar an der Wand (80) befestigt ist.

40. Zentrifugierungsverfahren, bei dem eine Zentrifuge bereitgestellt wird, die eine um ihre eigene Achse (A) drehbare Drehwand (80) mit einem ringförmigen Außenumfang und eine drehbare Aufnahmeeinrichtung (83) aufweist, die von der Wand (80) gehalten und in dem Bereich des Außenumfangs angeordnet ist, und bei dem die Wand (80) und die Aufnahmeeinrichtung (83) um die Achse (A) gedreht werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Drehung der Wand (80) und der Aufnahmeeinrichtung (83) ein Arbeits-Support (140), der zentral innerhalb der Wand (80) angeordnet ist und einen Zugriff von dem Arbeits-Support (140) auf die drehbare Aufnahmeeinrichtung (83) ermzglicht, relativ zu der Wand (80) und der Aufnahmeeinrichtung (83) axial zurückgezogen wird.