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Einrichtung zum Schutz gegen Überlastung für Maschinen mit hydraulischer Steuerung, insbesondere für Schneckenzentrifugen
Die Erfindung betrifft eine automatische Einrichtung zum Schutz gegen Überlastung für Maschinen mit hydraulischer Steuerung, insbesondere für Schneckenzentrifugen.
Bei diesen Zentrifugentypen wird im allgemeinen die Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schnecke durch ein Umlaufgetriebe erzielt, aus dem ein Wellenzapfen herausgeführt ist, der im Normalbetrieb durch eine Sicherheitseinrichtung festgehalten wird. Steigt bei Überlastung das Drehmoment über einen zulässigen Wert, so wird der Zapfen von der Sicherheitseinrichtung freigegeben.
Es sind mechanische Sicherheitseinrichtungen bekannt, die bei Ansteigen der Belastung auf einen unzulässig hohen Wert einen Scherbolzen oder einen funktionsgleichen andern Teil zu Bruch bringen und damit die Gefahr der Zerstörung komplizierter Teile beseitigen. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, dass stets eine Zerstörung der Sicherungselemente und eine Auswechslung derselben nach jeder Überlastung notwendig ist. Hinzu kommt, dass eine genaue Einstellung der Belastung, bei der die Einrichtung ansprechen soll, nur schwer möglich ist. Mittels derartiger Sicherheitsvorrichtungen wird auch das Auslösen von Schaltvorgängen bewirkt. Nachteilig ist dabei, dass sehr aufwendige Übertragungselemente eingesetzt werden müssen.
Weiterhin ist es bekannt, die vorerwähnte, im ungestörten Betrieb feststehende Welle des Umlaufgetriebes durch eine Überlastungskupplung zu halten, die bei Überschreiten eines maximalen Drehmomentes die Welle freigibt. Dabei kann die Überlastungskupplung als Bruchkupplung oder als Rutschkupplung ausgebildet sein. Zum Auslösen des Schaltvorganges ist die Welle mit einer Ölpumpe verbunden, die, sobald sich die Welle dreht, einen für hydraulische Schaltungen benutzten Ölstrom erzeugt. Nachteilig ist dabei, dass zusätzlich zu der Überlastungskupplung zum Ausschalten des Antriebes noch ein aufwendiges Hydraulikaggregat notwendig ist. Darüber hinaus treten bei Bruchkupplungen die gleichen Nachteile in Erscheinung, wie sie bei der Verwendung von Scherbolzen zu verzeichnen sind.
Ferner ist es bekannt, als Überlastungskupplung eine Rutschkupplung einzusetzen. Der Nachteil besteht dabei darin, dass beim Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes auf Grund der entstehenden Reibung Wärme erzeugt wird. Diese Wärme ist jedoch, insbesondere bei der Verarbeitung leicht entzündbarer Stoffe, unerwünscht.
Darüber hinaus ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Sicherheitskupplung zum Begrenzen des Antriebsdrehmomentes aufweist. Diese Kupplung besteht aus zwei Flanschen, die mittels Sperrklinken zusammengehalten werden. Einer dieser Flansche ist verschiebbar angeordnet und wird durch eine Feder gegen den andern Flansch gedrückt. Beim Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes werden die Sperrklinken unter axialem Verschieben des einen Flansches aus ihrer Sperrlage gebracht und geben den auf dem Getriebezapfen befestigten Flansch frei, wodurch der Getriebezapfen rotieren kann. Dabei
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drückt die Feder den axial verschiebbaren Flansch gegen den umlaufenden Flansch.
Neben dem Entstehen der für die Verarbeitung von leicht entzündbaren Stoffen unerwünschten Reibungswärme besteht bei dieser Vorrichtung die Gefahr der Funkenbildung und somit der Explosion der leicht entzündbaren Stoffe.
Weiterhin ist es bekannt, Steuerschieber zur Steuerung des Füllstandes der Zentrifuge einzusetzen.
Auch ist es bekannt, hydraulische Krafterzeugungsorgane, z. B. einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder zur Erzeugung einer das Drehmoment des Wellenzapfens begrenzenden Kraft einzusetzen. So ist eine Vorrichtung bekannt, die aus einem Gehäuse und Feder sowie einem Pneumatikzylinder als Krafterzeugungsorgan besteht. Der Pneumatikzylinder ist mit einem Schwenkhebel verbunden, wodurch sich der Wellenzapfen bei Überschreiten des eingestellten Drehmomentes aus seiner Arretierung lösen kann und der Schwenkhebel samt den damit verbundenen Pneumatikzylinder und Federgehäuse abgeschwenkt wird, um dem Wellenzapfen Bewegungsfreiheit zu schaffen.
Die dabei eingesetzten Mittel ergeben auf Grund der Vielzahl bewegter Bauelemente und starrer sowie gelenkiger Lagerungen einen komplizierten und aufwendigen Aufbau der Vorrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für Schneckenzentrifugen mit hydraulischer Steuerung eine Einrichtung zu schaffen, die unter Vermeidung eines hohen Aufwandes und eines komplizierten Aufbaues sowie einer Vielzahl von Lagerstellen und bewegter Teile einen Schutz gegen Überlastung ermöglicht, ohne dass Reibungswärme und Funkenbildung entstehen kann, um auch leicht entzündbar Stoffe verarbeiten zu können.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Krafterzeugungsorgan für das Einstellen eines Gegenmomentes für das Arretieren des Wellenzapfens ein an sich bekannter Hydraulikzylinder mit Kolbenschieber vorgesehen ist. Der Kolbenschieber weist an seiner einen Fläche einen Anschlag für die Hubbegrenzung und an der andern eine Kolbenstange auf, deren freies Ende als Mitnehmer ausgebildet ist und in eine Aussparung des Wellenzapfens arretierend eingreift. Dabei ist der Hydraulikzylinder mit einer geteilten Druckleitung und Rücklaufleitung versehen. Jeweils ein Zweig der Druckleitung ist dem Zylinderraum vor einer Kolbenschieberfläche zugeordnet und jeweils ein Zweig der Rücklaufleitung ist über in den Kolbenschieber eingearbeitete Ringnuten und Längskanäle mit dem Raum vor der andern Kolbenschieberfläche verbunden.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens münden in den Hydraulikzylinder Steuerleitungen, von denen jeweils eine zum Zweck des Steuerns weiterer Hydraulikelemente, z. B. eines den Zulauf von Beschickungsgut sperrenden Ventils, mit einem Zweig der Druckleitung über in den Kolbenschieber eingearbeitete Ringnuten verbunden ist und die andere mit einem Zweig der Rücklaufleitung.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 einen Schnitt durch die Einrichtung in Betriebsstellung und Fig. 2 einen Schnitt nach dem Ansprechen der Einrichtung.
In einem Hydraulikzylinder -- 1-- ist ein Kolbenschieber -- 2 -- angeordnet. Die eine Fläche des Kolbenschiebers -- 2 -- besitzt einen Anschlag--16--, während die andere die Kolbenstange -- 3 -trägt. Das freie Ende der Kolbenstange ist als Mitnehmer -- 4 -- ausgebildet, der in eine Aussparung des Wellenzapfens -- 5 -- des Getriebes arretieren eingreift.
Der Hydraulikzylinder-l-ist mit einer geteilten Druckleitung-10, 15-und einer geteilten Rücklaufleitung-11, 14-versehen. Jeweils ein Zweig der Druckleitung-10, 15-ist mit dem Zylinderraum vor einer Kolbenschieberfläche verbunden und jeweils ein Zweig der Rücklaufleitung-11, 14-ist über die in den Kolben- schieber- 2- eingearbeiteten Ringnuten- 6- und Längskanäle-8 und 9- mit dem Raum vor der andern Kolbenschieberfläche verbunden.
Darüber hinaus münden in den Hydraulikzylinder-l-Steuerleitungen-12, 13-. Diese dienen dazu, weitere Hydraulikelemente, z. B. ein den Zulauf von Beschickungsgut sperrendes Ventil, zu steuern. Zu diesem Zweck ist jeweils eine Steuerleitung-12 bzw. 13 -- mit einem Zweig der Druck- leitung-10 bzw. 15 -- über die in den Kolbenschieber -- 2 -- eingearbeitete Ringnuten -- 7 -- verbunden. Die andere Steuerleitung ist mit einem Zweig der Rücklaufleitung-11 bzw. 14- verbun- den.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende
Das Drucköl hält den Kolbenschieber -- 2 -- entgegen der äusseren Kraft in seiner Lage. Dabei ist
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des Getriebes grösser als die Kraft des Kolbenschiebers -- 2 --, dreht sich der Wellenzapfen -- 5 -- und hebt dabei über den Mitnehmer-- 4-- des Kolbenschiebers-- 2--. Infolge des mechanischen Hubes werden die Steuerleitung -- 13 -- mit dem Druckleitungszweig -- 10 -- und die Steuerleitung-12-
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die Kolbenstange -- 3 -- tragenden Fläche druckentlastet. Die mit dem Anschlag -- 16 -- versehene Fläche des Kolbenschiebers-2-wird mit Druck beaufschlagt.
Der Gesamthub wird dadurch so weit vergrössert, dass der Wellenzapfen -- 5 -- Bewegungsfreiheit erlangt,
Dadurch ist die Vorrichtung geeignet, Beschädigungen, Funkenbildung, Wärmeerzeugung und Erschütterungen zu vermeiden. In Fig. 2 ist die Endstellung des Kolbenschiebers-2-dargestellt, bei der der Wellenzapfen -- 5 -- umläuft und eine Überlastung nicht mehr eintreten kann. Die Rückführung des Kolbenschiebers-2-in die Betriebsstellung erfolgt in drucklosem Zustand von Hand.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Schutz gegen Überlastung für Maschinen mit hydraulischer Steuerung, insbesondere für Schneckenzentrifugen mit einem Getriebe zum Erzeugen einer Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schnecke, welches einen im ungestörten Betrieb arretierten Wellenzapfen aufweist, der
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einen Fläche einen Anschlag (16) für die Hubbegrenzung und an der andern eine Kolbenstange trägt, deren freies Ende als Mitnehmer (4) ausgebildet ist und in eine Aussparung des Wellenzapfens (5) arretierend eingreift, wobei der Hydraulikzylinder (1) mit einer geteilten Druckleitung (10,15) und Rücklaufleitung (11,14) versehen ist, wovon jeweils ein Zweig der Druckleitung (10 bzw. 15) dem Zylinderraum vor einer Kolbenschieberfläche zugeordnet ist, und jeweils ein Zweig der Rücklaufleitung (11 bzw.
14) über in den Kolbenschieber (2) eingearbeitete Ringnuten (6) und Längskanäle (8 bzw. 9) mit dem Raum vor der andern Kolbenschieberfläche verbunden ist.