DE7025554U - Mit hohen drehzahlen umlaufende trommel. - Google Patents

Description

DORNIER AG
Friedrichehafen

Reg. 2273

Mit hohen Drehzahlen umlaufende Trommel

Die Erfindung betrifft mit hohen Drehzahlen umlaufende Trommeln mit einem oder mehreren Bodenteilen bzw. Zwischenwänden und einer die Bodenteile tragenden Welle.

Derartige Trommeln bestehen meist aus ejßcsr» Hohlzylinder als Mantel und Bodenteilen an beiden Enden des Mantels. Di.. »Wbindung zwischen dem Trommelmantel und den Bodenteilen erfolgt mittels Schweißen, Kleben oder aber auch durch Einpressen der Bodenteile in den Trommelmantel.

Insbesondere die Verbindung zwischen Trommelmantel und davon getrennten Bodenteilen ist infolge der hohen Umlaufzahlen derartiger Trommeln schwierig. Die Materialbeanspruchungen insbesondere des Trommelmantels sind dabei infolge der bei hohen Drehzahlen antretenden "aseenk^äfte erheblich. Die Rotation der Trommel bewirkt sowohl am Trommelmantel als auch am scheibenförmigen Bodengrundkörper eine durch die Zentrifugalkräfte radial gerichtete Zugspannung und eine daraus resultierende radiale und tangentiale Dehnung. Diese Dehnung ist in ihrer Größe im Trommelmantel unterschiedlich gegenüber der im Bodengrundkörper. Der Trommelmantel dehnt sich stärker als der Bodengrundkörper. Damit treten bei aus einem Stflck bestehenden Trommeln unzulässig hohe Materialbeanspruchungen und bei aus getrennten Teilen zusammengesetzten Trommelkonstruktionen unzulässig höh· Beanspruchungen der Verbindungsmittel, wie Schweißnähte oder dergl. zwischen Trommelmantel und Bodenteilen auf. Sind die Bodenteile nur in den

Trommeln) ant el mit einem gewiesen Obermafl eingepreßt, ergeben sich hinsichtlich der dichtenden Anlage der Bodenteile an der Trommelinnenwand ■ sowie hinsichtlich der Mitnahme des Trommelmantels durch die Antriebswelle und die Bodenteile erhebliche Schwierigkeiten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Dehnungsausgleich zwischen dem Trommelmantel und den Bodenteilen vorzusehen, der es erlaubt, die unterschiedliche radiale Dehnung von Τ^πτ""* »]***ψ i*t ii\ und Bodenteilen in bezug auf di« Materialbeanspruchung bzw. die Beanspruchung von Verbindungsmitteln z. B. Schweißnähten oder dgl. aufeinander abzustimmen.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß der scheibenförmige Bodengrundkörper zumindest auf einem Teil seiner radialen Erstreckung eine zur Rotationsachse konzentrische Wellung bs». Wölbung aufweist.

Damit lassen sich die im scheibenförmigen Grundkörper wahrend der Rotation auftretenden Zugspannungen zumindest zum Teil in Biegespannungen umwandeln, so daß sich eine nach außen federnde, radiale Ausdehnung des Bodengrundkörpers der Bodenteile ergibt. Einerseits kann die Rariialriehaong des scheibenförmigen Bodengrundkörpers der radialen Dehnung des Trommelmantels angepaßt und dadurch die Beanspruchung der Verbindungsmittel zwischen den Bodenteilen und dem Trommelmantel beispielsweise eise Schweißnaht und andererseits die MatariaJhaansprin; hung des Trommelmantels und der Bodenteile selbst wesentlich herabgesetzt werden. Durch die Art der Wölbung bzw. Wellung z. B. die Anzahl von Wellungen laßt sich bei einer Verbindung mittels Preßsitz zwischen den Bodenteilen und dem Trommelmantel die radiale Ausdehnung des Grundkörpers so bemessen, daß mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit eine zunehmende Verstärkung der Anpreßkräfte zwischen Bodenteilen und Trommelmantel vorgerufen wird. Die Wellung bzw. Wölbung gibt den Bodenteilen darOberhinaus in Richtung der Rotationsachse eine größere Steifigkeit. Die gleichen Verhältniese ergeben eich auch

-3 -

• •II · I I · · *

i * ti ι » ι · · ·

dann, wenn β. B. die Bodenteile ein Randteil besitsen, da· Ober den Trommel

a und der

dee Randes der Bodenteile s. B. Ober eine Schweißnaht eine Verbindung hergestellt ist.

In der Zeichnung sind Ausfflhrungaformen gemafl der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 seigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Zentrifuge in Seitenansicht, teilweise langsgeechnitten dargestellt. Fig. 2 seigt eine weitere Ausftthrungsform in Seitenansicht, teilweise

langsgeechnitten dargestellt.
Fig. 3 seigt eine Ausfahrung ebenfalls in Seitenansicht· langegeechnitten dargestellt.

Die in der Zeichnung dargestellten Trommeln sind für Zentrifugen vorgesehen, die mit hohen Drehsahlen umlaufen. Die Trommeln sind dabei aus getrennt gefertigten Teilen zusammengesetzt und besteben aus einem zylindrischen Trommelmantel und den die Trommel stirnseitig abschließenden Bodent eilen.

Wie Fig. 1 erkennen laßt, tragt der mit 2 bezeichnete Trommelmantel an beiden Baden je ein Bodenteil 4. Beide Bodenteile 4 weisen eine Nabe 6 auf· in deren Bohrung die Antriebswelle 8 eingesetst ist. Die Antriebswelle 8 lagert sich ta feststehenden Lagerböcken 10. MU 11 ist ferner noch die Zentrifttgenkaaun«r bezeichnet. Außer den beiden Bodenteilen 4 sind innerhalb des Trofrtmebnantels 2 noch Zwischenwände 12 eingesetst, die durch Schweißsflhte 13 mit dem Trommelmantel 2 fest verbunden sind. Die Lagerung der Trommeln ist fain Hinblick auf die extrem höh wie Tf TT"^n4uffig whi wi in besonderer Weise ausgebildet, was jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung und daher hier nicht naher beschrieben und dargestellt ist.

Die Bodenteile 4 bestehen je aus einem scheibenförmigen Grundkörper 15· der in ein zylindrisches Randteil 16 Obergeht. Die äußere Mantelfläche 18 des Randteile« 16 liegt im susammengesetsten Zustand der Trommel an der Innenfläche 20 des Trotnirtetanayrtrl« 2 an bzw. die Bodenteile 4 sind mit einem gewiesen Übermaß ausgeführt und mit ihrem Randteil 16 in den .

/ 702S554-3.5.7S

Trommelmantel 2 eingepreßt und mittels einer Schweißnaht 22 am Trommelmantel 2 befestigt. Der scheibeuiöruiige GrusdkSrpsr 15 weist dabei eine sur Rotationsachse konzentrische Wölbung W auf, die der Grundkörper 15 bereite vor dem Einpressen in den Trommelmantel 2 durch entsprechende Formgebung, z. B. durch Fließdrücken oder dgl. erhalten hat. Desgleichen besitzen bei dem gezeigten Aueführungabeiepiel auch die scheibenförmigen Grundkörper 23 der Zwischenwände 12 eine zur Rotationsachse bzw. zur Antriebswelle 8 konzentrische Durchwölbung W.

Wied die Trommel der Zentrifuge fiber die Antriebswelle 8 in Dehnung versetzt, so werden durch die Massenkräfte im Trommelmantel 2 und in den Bodenteilen 4 radiale Zugspannungen wirksam. Infolge der Wölbung der scheibenförmigen Grundkörper 15 bzw. 23 der Bodenteile 4 bzw. der Zwischenwinde 23 ergibt sich dabei eine radiale Ausdehnung der Boden* bzw. Zwischenteile« wobei zumindest ein Teil der Zugspannungen innerhalb der Grundkörper 15 bzw. 23 in Biegespannungen übergeht. Die Größe des Betrages der radialen Ausdehnung der Grundkörper 15 bzw. 23, der Bodenteile 4 bzw. der Zwischenwände 12 kann dabei in Abhängigkeit vom Durchmesser der Trommel bzw. der Bodenteile oder Zwischenwände durch die Größe der Durchwölbung W festgelegt und damit dem Betrag der radialen Ausdehnung des Trommelmantels 2/angepaßt werden. Es ist dadurch eine unzulässig hohe Beanspruchung des Trommelmantels 2 bzw. der Verbindungsmittel vermieden.

Xn Fig. 2 ist der scheibenförmige Grundkörper 30 des Bodenteiles innerhalb des Ts ommelmantels 2 mit einer zur Rotationsachse konzentrischen Wellung 32 versehen. Auch bei dieser Ausführung geht bei Rotation der Trommel zumindest ein Teil der radialen Zugbeanspruchungen im Grundkörper in Biegespannungen im Bereich der Weliung 32 übe*. Die Wellung 32 Stella somit einen Dehnungsausgleich dar, mittels dem die Ausbildung unzulässig hoher Materialepansungen im Trommelmantel 2 und der Verbindung iswis^hen Trommelmantel 2 W23 den Bodenteilen 30 entgegengewirkt wird.

-5 -

712S 5!4-3.

Die angegebene Wirkung läßt sich noch dadurch verstärken, daß die Wandstärke des Bodengjrüüukurpers 30 im Bereich der Wellung 32 gegenüber der übrigen Wandstärke unterschiedlich bemessen wird. Der radiale Dehnungsausgleich der Grundkörper kann damit ohne bleibende Verformung durch elastische Biegung aufgenoBtimen werden.

In Fig. 3 ist noch eine Ausfuhrung dargestellt, bei der das zylindrische Randteil 35 eines Bodenteiles 37 den Trommelmantel 2 übergreift. In diesem Fall wird bei Rotation der Trommel sowohl der Grundkörper 30 als auch das Randteil 35 infolge der Dehnung des Trommelmantels 2 hoch beansprucht. Mittels der Wellung 32 im Grundkörper 30 jedoch wird auch hier eine unzulässig hohe Beanspruchung sowohl des Bodenteiles 31 als auch des Trommelmantels 2 und der Verbindungsmittel vermieden.

1. JnU 1970

ET 10/Be/bc - 6 -

Claims (2)

Re6. 2273 nsprüche:

1. Mit hohen Drehzahlen umlaufende Trommel mit einem oder mehreren Bodenteilen bzw. Zwischenwänden und einer die Bodenteile tragenden Welle, dadurch gekennzeichnet, uafi der scheibenförmige Bodengrundkörper zumindest auf einem Teil seiner radialen Erstreckung eine zur Drehachse konzentrische Wellung bzw. Wölbung aufweist.

2. Trommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Bodengrundkörper (30) im Bereich der Wellung (32) schwäche? gef«nflber der übrigen Wandstärke bemessen ist.

1. JuU 1970