Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige auch für einen industriellen Einsatz geeignete Separatoren, insbesondere auch im kontinuierlichen Betrieb, sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt.

Unter den bekannten Systemen gibt es Konstruktionen, bei denen die Trommel, die Antriebsspindel und der elektrische Antriebsmotor starr zu einer baulichen Einheit verbunden sind, welche dann als Ganzes elastisch an einem Maschinengestell abgestützt ist. Beispiele eines derartigen Standes der Technik offenbaren die FR 1.287.551, die DAS 1 057 979 und die DE 43 14 440 C1. Nachteilig ist, dass derartige Anordnungen relativ groß bauen und große Massen schwingungstechnisch bewegt werden müssen.

Die DE 2005 001 539 U1 zeigt einen ein Umschlingungsgetriebe aufweisen Separator.

Zum technologisch weiter abliegenden Hintergrund werden noch die die CH 329 841, die CH 107 681, die US 20 40 351 und die WO 99/42 221 A1 genannt.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen anderen Weg zu gehen und einen kompakt bauenden und kostengünstig herstellbaren Separator zu realisieren, bei dem dennoch eine Trennung des Motorbereichs vom Lagerbereich bzw. --raum realisierbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Danach ist der Stator starr mit dem Maschinengestell verbunden, der Motorläufer, die Antriebsspindel, die Schleudertrommel und vorzugsweise das Gehäuse bilden eine elastisch an dem Maschinengestell abgestützte, im Betrieb schwingende Einheit und die gesamte Lagereinrichtung - für die Antriebsspindel - ist zwischen dem Motor und der Trommel angeordnet.

Da der Stator direkt am Maschinengestell abgestützt ist und der Motorläufer direkt auf der Antriebsspindel sitzt, ist bei einem Einsatz nur weniger Bauelemente eine besonders kompakte vertikale Bauform realisierbar.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Lagereinrichtung zwischen dem Motor und der Trommel ermöglicht eine axial kurze Bauform, bei welcher der Lagerbereich und der Motor konstruktiv aber so voneinander getrennt sind bzw. trennbar sind, dass die Schmierung der Lagereinrichtung von dem Motor getrennt werden kann, was bei Anordnungen, bei welchen der Motor zwischen einem Halslager und einem Fußlager angeordnet ist, nicht der Fall ist. Dennoch kann der Motor noch mit seinem Stator direkt im Maschinengestell abgestützt werden.

Aus der DE 596 402 A der DE 545 120 A und der GB 368 247ist zwar an sich die Maßnahme bekannt, das der Stator direkt am Maschinengestell abgestützt ist und der Motorläufer direkt auf der Antriebsspindel sitzt. Da die Lager hier aber axial im Bereich des Motors angeordnet sind oder da sich axial beidseits des Motors Lager befinden, kann der Bereich des Motors von den Lagern nicht getrennt werden. Diesen Vorteil bringt erst die erfindungsgemäße Konstruktion mit sich.

Die schwingende Einheit ist insbesondere derart ausgelegt, dass der Drehpunkt insbesondere der Präzessionsbewegung im axialen und radialen Mittelpunkt des Rotors bzw. Motorläufers liegt bzw. nicht derart weit vom Mittelpunkt abweicht, dass sich der Motorläufer nicht mehr frei im Maschinengehäuse drehen kann. Derart wird sichergestellt, dass insbesondere im Betrieb kein Kontakt zwischen dem Motorläufer und der Trommel auftreten kann.

Durch diese Maßnahme ist der Separatorantrieb derart ausgelegt, dass die durch die erfindungsgemäße Konstruktion bedingten Relativbewegungen zwischen dem Stator und dem Motorläufer auf ein Minimum reduziert werden, so dass es möglich wird, den Motorläufer im schwingenden System und den Stator im/am nicht schwingenden Maschinengestell anzuordnen, was eine besonders kompakte und kostengünstige Bauform ermöglicht. Darüber hinaus wird die schwingende Masse des Systems klein gehalten, da nur der Läufer des Motors daran beteiligt ist.

Die schwingungstechnische Abstimmung wird vorzugsweise "überkritisch" ausgelegt, so dass das schwingende System aus Trommel, Antriebsspindel und Motorläufer mit einer niedrigen Eigenresonanzfrequenz ausgelegt in den Ultrabuchsen gelagert ist, wobei die Eigenresonanzfrequenz relativ weit unterhalb des üblichen Betriebsdrehzahlbereiches der Trommel liegt. Der Vorteil liegt darin, dass das System im Betrieb relativ stabil mit nur kleinen Auslenkungen läuft, da die Resonanzfrequenz bereits beim Anlauf bei relativ niedriger Drehzahl der Trommel durchfahren wird.

Besonders bevorzugt ist der Motorläufer direkt mit der Antriebsspindel drehfest verbunden oder mit dieser einstückig ausgebildet. Die Bauform verlängernde Elemente wie eine Kupplung können derart entfallen. Zudem werden auch die Herstellkosten weiter verringert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1

eine Schnittansicht eines ersten schematisiert dargestellten erfindungsgemäßen Separators;

Fig. 2

eine Schnittansicht eines zweiten schematisiert dargestellten erfindungsgemäßen Separators; und

Fig. 3

eine Schnittansicht eines Ausschnittes eines dritten schematisiert dargestellten erfindungsgemäßen Separators.

Fig. 1 zeigt einen Separator 1 mit einer Schleudertrommel 2 mit vertikaler Drehachse D, die von einer Haubenanordnung 17 umgeben ist. Die Schleudertrommel 2 ist auf eine Antriebsspindel 3 aufgesetzt. Diese ist mit einer Lageranordnung, die hier ein (oberes Lager) Halslager 4 und ein (unteres Lager) Fußlager 5 umfasst, drehbar in einem Gehäuse 6 gelagert. Beispielhaft weist das Halslager 4 hier zwei Wälzlager auf. Andere Ausgestaltungen beispielsweise mit nur einem Wälzlager als Halslager 4 wären denkbar (hier nicht dargestellt).

Der Antriebsbereich ist unterhalb einer Lagerabdeckung 32 im Schnitt dargestellt. Im Bereich der Trommel und der Haube ist die Spindel 3 nicht dargestellt

Eine Zuleitung - hier ein Zuleitungsrohr 18 - ermöglicht eine Zuleitung von Flüssigkeit in die Trommel, in die vorzugsweise ein Tellerpaket eingesetzt ist und die vorzugsweise für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt ist (hier nicht dargestellt).

Das Gehäuse 6 ist mittels elastischen Elementen, vorzugsweise mittels Ultrabuchsen 7, an einem Maschinengestell 8 abgestützt. Hier sind mehrere der Ultrabuchsen 7 umfangsverteilt zwischen einem Flansch 9 des Gehäuses 6 und einer oberen Wandung 10 des Maschinengestells 8 verteilt, wobei die Längsachsen L der Ultrabuchsen 7 winklig zur Antriebspindel ausgerichtet sind. Der Winkel α zwischen der Antriebsspindel 3 bzw. der Drehachse D und den Ultrabuchsen 7 liegt vorzugsweise zwischen 30° und 60°.

Zum Antrieb dient ein Separatorantrieb mit einem (Elektro-)Motor 11, der ein Motorgehäuse mit einem Stator 12 bzw. einer Ständerwicklung und einen Motorläufer 13 aufweist. Der Motor 11 weist hier vorteilhaft keine eigene Lagerung auf, was eine kostengünstigere Konstruktion ermöglicht. Die Lagereinrichtung ist zwischen dem Motor 11 und der Trommel 1 angeordnet. Der Motorläufer 13 ist derart einfach und vorteilhaft fliegend in Bezug auf die Antriebsspindel 3 angeordnet. Auf separate Lager an dem Motor zur Realisierung einer starren Positionierung des Motorläufers 13 im Bezug auf den Stator 12 des Motors, die sonst bei Motoren für Separatoren vorgesehen sind, kann derart überraschend verzichtet werden.

Die Antriebsspindel 3 ist direkt - d.h. vorzugsweise ohne zwischengeschaltete Elemente wie eine Kupplung - mit dem Motorläufer 13 verbunden. Das Motorgehäuse mit dem Stator 12 ist dagegen starr und ungefedert an dem Maschinengestell 8 angeordnet bzw. an diesem abgestützt.

Derart bilden die Schleudertrommel 1 mit der Antriebsspindel 3, der Motorläufer 13 und das Gehäuse 6 eine schwingende Einheit, die elastisch an dem Maschinengestell 8 abgestützt ist, zu der aber nicht der Stator 12 gehört, so dass zwischen dem Motorläufer 13 und dem Stator 12 Relativbewegungen auftreten.

Der Separatorantrieb ist derart ausgelegt, dass der Drehpunkt M des schwingenden Systems (die Schleudertrommel 2 führt u.a. im Betrieb eine Präzessionsbewegung durch) im axialen und radialen Mittelpunkt des Motorläufers 13 liegt. Idealerweise stimmen der Drehpunkt M und der Mittelpunkt - wie in Fig. 1 dargestellt - exakt überein. Es ist aber denkbar, dass sie geringfügig voneinander abweichen, solange gewährleistet bleibt, dass sich der Motorläufer 13, welche die Schwingung der Antriebsspindel 3 mit vollzieht, noch frei im Stator 12 drehen kann, ohne diesen zu berühren.

Die Lage des Drehpunktes M des schwingenden Systems bzw. der schwingenden Einheit wird durch die Ultrabuchsen 7 und deren Anordnung definiert. Hier schneiden sich jeweils Senkrechte S durch die Mitte der Längsachsen L der Ultrabuchsen 7 jeweils genau im Drehpunkt M.

Durch diese Maßnahme ist der Separatorantrieb derart ausgelegt, dass die im Betrieb auftretenden Relativbewegungen zwischen dem Stator 12 und dem Motorläufer 13 auf ein Minimum reduziert werden.

Am unteren Ende der Antriebsspindel ist ein Lüfterrad 14 angeordnet, das hier von unten durch eine Gestellöffnung 15 im Maschinengestell Luft ansaugt, diese durch den Motor 11 fördert und an einer weiteren Öffnung 16 des Maschinengestells 8 abbläst.

Zum Erzeugen einer genügenden Druckdifferenz ist der Stator 12 zum Maschinengestell 8 hin nach unten abgedichtet ausgebildet und die Zuführung bzw. Gestellöffnung 15 ist direkt unter der Antriebsspindel 3 positioniert. Derart wird mit Hilfe des Lüfterrades 14 auf einfache Weise eine pumpenähnliche Konstruktion realisiert.

Das Lüfterrad könnte auch mit einem eigenen (kleinen) Antrieb angetrieben werden, so dass ein "Fremdlüfter", d.h. eine unabhängige, von der Antriebsspindel entkoppelte Belüftung realisiert würde. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht in einer Belüftung unabhängig von der Drehzahl des Motorläufers, so dass eine gleichmäßige Kühlung sichergestellt würde.

Falls ein Luftstrom unerwünscht ist, kann auch eine Kühleinrichtung mit Wasser installiert werden, wie sie an sich von wassergekühlten Motoren bekannt ist. Das Maschinengestell kann dann entsprechend dicht ausgeführt werden.

Fig. 2 zeigt eine Konstruktion, bei welcher eine Trennwand 19 im Maschinengestell 8 den axialen Abschnitt, in welchem der Motor 11 aufgenommen ist, von dem axialen Abschnitt, welcher die Lagereinrichtung mit dem Halslager 4 und dem Fußlager 5 aufnimmt, trennt. Die Trennwand 19 ist bis dicht an die Antriebsspindel herangeführt, dreht sich aber nicht mit dieser mit. Die Gestellöffnung 15 zum Ansaugen von Luft durch den Motor 11 und die Gestellöffnung 16 zum Abgeben dieser Luft sind beide in dem unteren axialen Abschnitt des Maschinengestells unterhalb der Trennwand angeordnet. Das Maschinengestell 8 kann bis auf die Gestellöffnungen 15 und 16 in diesem unteren Abschnitt geschlossen ausgebildet sein.

Die Schmierung der Lagereinrichtungen wird dagegen in dem Bereich oberhalb der Trennwand untergebracht (hier nicht dargestellt).

Eine weitere Konstruktion zeigt Fig. 3, deren Art der Darstellung der Fig. 1 und 2 entspricht und die in Hinsicht auf die hier nicht dargestellten Elemente wie die in diesen Abbildungen dargestellten Separatoren ausgestaltet sein kann.

Die Lagereinrichtung für die Antriebsspindel 3 ist nach Fig. 1 vollständig oberhalb des Motors 11 angeordnet.

Nach Fig. 3 ist auf die Antriebsspindel 3 eine topfartige Hülse 21 aufgebracht, welche mit der Antriebsspindel 3 drehfest verbunden ist. Dabei weist die Hülse 21 einen oberen, innen hohlen Hülsenabschnitt 22 auf und einen unteren Scheibenabschnitt 23, der mit der Antriebsspindel verbunden ist und den die Antriebsspindel 3 nach unten hin durchsetzt.

Das Lagergehäuse 6 weist einen oberen Flansch 24 auf und einen unteren hülsenartigen Gehäuseabschnitt 25 auf, der eine obere Öffnung im Maschinengestell 8 durchgreift und der mit seinem unteren Ende in die nach oben offene Hülse 21 eingreift. Der Motor ist unterhalb der Hülse 21 angeordnet (hier nicht zu erkennen).

Infolge der Rotation der Spindel sammelt sich Öl zur Schmierung der Lager 4, 5 der Lagereinrichtung im Betrieb am Innenmantel des Hülsenabschnitts 22 der Hülse 21.

Am Hülsenabschnitt 22 ist an dessen oberen Ende ein nach innen vorragender, umlaufender Kragen 26 ausgebildet. Damit bildet sich zwischen dem inneren oberen Kragen 26, dem inneren Umfangsrand des Hülsenabschnitts 22, dem unteren Scheibenabschnitt 23 und der Antriebsspindel 3 ein ringartiger Schmiermittelraum 28 zur Aufnahme eines Filmes aus Schmiermittel aus.

In diesen Schmiermittelraum 28 ragt ein sich radial vom unteren hülsenartigen Abschnitt des Lagergehäuses 6 nach außen in den Schmiermittel-Ringraum 28 erstreckender, rohrartiger Ansatz bzw. Vorsprung 29 hinein, der nach Art einer Pumpe bzw. ähnlich zu einer nicht mitrotierenden Schälscheibe in einen Ableitungskanal 30 für das Schmiermittel übergeht, welcher sich zunächst radial nach innen und dann in dem Lagergehäuse 6 nach oben erstreckt und aus diesem nach außen austritt.

Mittels des schälscheibenartigen Ansatzes 29 mit dem nachgeordneten Ableitungskanal 30 ist es bei Drehungen der Trommel bzw. der Spindel 3 möglich, pumpenartig Schmiermittel unter Druck aus dem Schmiermittelraum 28 abzuleiten und dieses z.B. über eine dem nicht rotierenden Lagergehäuse nachgeschaltete Leitung 31 wieder in die Lagereinrichtung zurückzuleiten, ohne das Nebel oder Spritzer entstehen. In die Leitung 31 können Aggregate verschiedenster Art eingeschaltet werden, so ein Filter 20 und/oder ein Kühler. Durch die pumpenartige Wirkung kann vorteilhaft auf eine separate oder externe Pumpe als Aggregat verzichtet werden. Optional kann eine solche aber vorgesehen sein, z.B. um das Öl zur Schmierung in Wälzlager der Lagereinrichtung zu fördern (hier nicht dargestellt).

Nach Fig. 3 kann auf die Zwischenwand 19 auch verzichtet werden, da die Hülse 21 selbst den Schmiermittelbereich für die Lagerung abschließt. Separator 1 Schleudertrommel 2 Antriebsspindel 3 Halslager 4 Fußlager 5 Gehäuse 6 Ultrabuchsen 7 Maschinengestell 8 Flansch 9 Wandung 10 Motor 11 Stator 12 Motorläufer 13 Lüfterrad 14 Gestellöffnung 15 Öffnung 16 Haubenanordnung 17 Zuleitung 18 Trennwand 19 Filter 20 Hülse 21 Hülsenabschnitt 22 Scheibenabschnitt 23 Flansch 24 Gehäuseabschnitt 25 Kragen 26 Kragen 27 Schmiermittelraum 28 Vorsprung 29 Ableitungskanal 30 Leitung 31 Längsachsen L Drehachse D Drehpunkt M Winkel α