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Vollautomatisches, von einer Schaltuhr gesteuertes Schalt-und Verriegelungsgerät
für elektrisch angetriebene rotierende Maschinen, wie Zentrifugen Die Erfindung
betrifft ein vollautomatisches Schalt-und Verriegelungsgerät für elektrisch angetriebene
rotierende Maschinen, wie Zentrifugen, das von einer Schaltuhr gesteuert wird.
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Zum Ver- und Entriegeln des Zentrifugendeckels mittels eines Elektromagneten
sind grundsätzlich zwei verschiedene Wege möglich. Beim ersten steht der Elektromagnet
während des Laufes der Schleudertrommel unter Spannung und hält dabei das Verriegelungselement
in der Verriegelungsstellung fest. Diese Lösung hat den Nachteil, daß bei einem
Stromausfall während des Betriebes die Deckelverriegelung gelöst wird, während die
Schleudertrommel noch umläuft. Dies kann zu Unfällen führen, zumal in diesem Fall
wegen des gleichzeitigen Ausfallens der elektrischen Bremse mit einer längeren Nachlaufzeit
der Schleudertrommel gerechnet werden muß. Bei der zweiten Art erhält der Elektromagnet
erst beim Stillstand der Zentrifuge Spannung und bewirkt dadurch die Entriegelung
des Deckels. Dadurch wird der vorher genannte @Tachteil vermieden. Dafür tritt jedoch
ein anderer Nachteil in Erscheinung. Bei Betriebspausen steht nämlich der Entriegelungsmagnet
unter Spannung. Um ihn in dieser Zeit abschalten zu können, ist ein zusätzlicher
Hauptschalter notwendig, der den durch die Schaltuhr erzielbaren Effekt der Vollautomatik
teilweise zunichte macht.
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Diese Nachteile sind bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalt-
und Verriegelungsgerät vermieden. Es wird nur durch die Schaltuhr geschaltet und
gesteuert, und kein Teil steht während der Betriebspausen unter Spannung. Der Deckel
ist dabei entriegelt, andererseits bleibt der Deckel auch dann verriegelt, wenn
-während der Laufzeit der Zentrifuge der Strom ausfällt.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Schalt- und Verriegelungsgerät ist
dadurch gekennzeichnet, daß an die Schaltuhr angeschlossen sind: a) über eine durch
einen Federkontaktschalter unterbrochene Leitung ein das Einschalten des Antriebmotors
bewirkendes Schaltschütz, _ b) über eine durch einen Federkontaktschalter unterbrochene
zweite Leitung ein das Lösen der Deckelverriegelung bewirkender Entriegelungsmagnet,
c) über eine dritte Leitung ein Sperrmagnet, dessen Anker während der Laufzeit der
Schaltuhr den Vederkontaktschalter der Ruhekontaktleitung schließt, nach Ablauf
der Schaltuhr und beim Stillstand der Schleudertrommel jedoch unter der Einwirkung
einer Feder unterbricht und dadurch den Entriegelungsmagneten stromlos macht und
gleichzeitig das mechanische Deckelverriegelungs-
| element in seiner Entriegelu_ ngsstellung sperrt. |
| v.@tere Einzelheiten und Merkmale sind nach- |
stehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert, die
in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein an das Zentrifugengehäuse anbaubares
Gerät im Ruhezustand zeigt.
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Im Gehäuse 60 des Schalt- und Verriegelungsgerätes sind eine Schaltuhr
20, ein Schaltschütz 50, ein Entriegelungsmagnet 40 und ein Sperrmagnet 30 angeordnet.
Im Gehäuse ist ferner die Deckelwelle 11 gelagert, die in bekannter Weise mit einem
Verriegelungsnocken 12 und dem Zentrifugendeckel 10 fest verbunden ist. Die von
der Schaltuhr 20 zum Schaltschütz 50 bzw. zum Entriegelungsmagneten 40 führenden
Leitungen 23 bzw. 22 sind durch Federkontakt-Schalter 24 bzw. 25 unterbrochen, während.
die Leitung 21 unmittelbar von der Schaltuhr 20 zum Sperrmagneten 30 führt. Der
Anker des Entriegelungsmagneten 40 ist mit einem Verriegelungselement verbunden,
das im gezeichneten Ausführungsbeispiel als Stößel 41 ausgebildet ist,. der in,
der Verriegelungsstellung durch die Einwirkung einer Feder 43 in die Ausnehmung
des Verriegelungsnockens 12 eingreift und dadurch die Drehung der Deckelwelle 11
und das Öffnen des Zentrifugendeckels 10 verhindert. Mit dem Anker des Entriegelungsmagneten
ist ferner mittelbar durch den Stößel 41 oder unmittelbar ein Schaltnokken oder
-hebel 44 verbunden, der in der Verriegelungsstellung des Stößels den offenen Federkontaktschalter
24. schließt. Der Anker des Sperrmagneten 30 ist mit einem Sperrelement verbunden,
das den Zweck hat, das Verriegelungselement in seiner Entriegelungsstellung festzuhalten,
sowie. mit einem Schaltnocken oder -hebel 33, der in der Verriegelungsstellung des
Verriegelungselementes den .offenen Federkontaktschalter 25 schließt. Am besten
läßt sich der Erfindungsgedanke
praktisch dadurch verwirklichen,
daß die beiden Magneten 30 und 40 im Winkel zueinander angeordnet sind, daß das
mit dem Sperrmagneten 30 zusammenwirkende Sperrelement als Sperrstift 31 ausgebildet
ist und daß der Stößel 41 an der Stelle, an der er in der Entriegelungsstellung
den Sperrstift 31 kreuzt, mit einer Ausnehmung 42 versehen ist, in die der Sperrstift
unter der Einwirkung einer Feder 32 einrastet.
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Die Zusammenhänge und die Wirkungsweise des erfindungsgemäß ausgebildeten
Schalt- und Verriegelungsgerätes sind folgende: I. Ruhestellung bei abgelaufener
Schaltuhr Die Leitungen 21 und 23 sind stromlos, die Leitung 23 ist durch den Federkontaktschalter
24 unterbrochen. Die Leitung 22 steht bis zum offenen Federkontaktschalter 25 unter
Spannung. Spannungsfrei sind daher das Schaltschütz 50 und die beiden Magneten 30
und 40. Der Stößel 41 wird in der Entriegelungsstellung durch den Sperrstift 31
festgehalten. Der Zentrifugendeckel 10 läßt sich beliebig öffnen und schließen.
Il. Schleudern Es sei angenommen, die Schleuderzeit sei X und die Leerlauf- bzw.
Bremszeit sei Y. Die Schaltuhr wird auf die Zeit X und Y eingestellt
und, nachdem der Deckel geschlossen ist, eingeschaltet. Dadurch wird die Leitung
22 stromlos. Die Leitung 23 erhält Spannung nur bis zum offenen Federkontaktschalter
24, so daß das Schaltschütz 50 zunächst noch spannungsfrei bleibt, während der Sperrmagnet
30 sofort Spannung erhält und dadurch einerseits den Sperrstift 31 gegen die Wirkung
der Feder 32 aus seiner Sperrstellung herauszieht und andererseits mittels des Schalthebels
33 den Federkontaktschalter 25 schließt. Dadurch wird für den Stößel 41 der Weg
zur Verriegelungsstellung frei gemacht, in die er durch die Feder 43 gedrückt wird,
und andererseits die jetzt spannungsfreie Leitung 22 zum Entriegelungsmagneten 40
geschlossen. Gleichzeitig mit dem Stößel 41 wird auch der Schalthebel 44 bewegt,
so daß nach erfolgter Verriegelung des Deckels der Federkontakt-Schalter 24 geschlossen
wird und das Schaltschütz 50 Spannung erhält, das seinerseits das Einschalten des
nicht gezeichneten Antriebsmotors bewirkt. Nach Ablauf der eingestellten Schleuderzeit
X wird die Leitung 23 spannungslos und der Antriebsmotor durch das Schaltschütz
abgeschaltet und gegebenenfalls eine Bremse eingeschaltet. Sperrmagnet 30 spannungsfrei
geworden ist. Mit dem Sperrstift 31 bewegt sich gleichzeitig der Schalthebel 33,
so daß nach erfolgter Sperrung des Stößels 41 auch der Federkontaktschalter 25 geöffnet
und der Entriegelungsmagnet 40 spannungsfrei ist. Damit ist der unter I beschriebene
Zustand wiederhergestellt.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel steht der Sperrmagnet 30
während der ganzen Laufzeit der Schaltuhr unter Spannung. In bestimmten Fällen,
insbesondere wenn die Schleuderzeit verhältnismäßig lang ist, kann es wünschenswert
sein, daß auch der Sperrmagnet spannungsfrei ist, solange der Deckel verriegelt
ist und nur zum Verriegeln kurzzeitig eingeschaltet wird. Dies läßt sich bei dem
erfindungsgemäß ausgebildeten Schalt- und Verriegelungsgerät leicht dadurch ermöglichen,
daß auch in die zum Sperrmagneten 30 führende Leitung 21 ein durch den Schalthebel
44 betätigbarer Federkontaktschalter 26 derart eingebaut ist, daß er in der Entriegelungsstellung
geschlossen und in der Verriegelungsstellung geöffnet ist (in der Zeichnung gestrichelt
eingezeichnet). Beim Einschalten der Schaltuhr bleiben die Verhältnisse die gleichen,
wie oben unter II beschrieben ist, bis zur Einleitung der Verriegelung. Wenn die
Ausnehmung 42 des Stößels 41 bei dessen Bewegung in die -Verriegelungsstellung den
Sperrstift passiert hat, öffnet sich der Federkontaktschalter 26. Der Sperrmagnet
30 wird infolgedessen spannungslos.
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Der Sperrstift 31 wird von der Feder 32 an die glatte Oberfläche des
Stößels 41 angedrückt, kann jedoch nicht einrasten. Der Federkontaktschalter 25
bleibt dabei geschlossen. Das Einrasten des Sperrstiftes 31 und das Öffnen .des
Federkontaktschalters 25 kann erst erfolgen, wenn die Schaltuhr abgelaufen und der
Stößel 41 durch den Entriegelungsmagneten 40 in seine Entriegelungsstellung zurückgezogen
ist. Diese Anordnung hat noch den Vorteil, daß auch der Sperrmagnet 30 wegen der
kurzen Einschaltzeit klein bemessen sein kann.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Schalt- und Verriegelungsgerät weist
die Eigenschaft auf, daß bei einem Stromausfall während der Laufzeit der Schaltuhr
der Deckel verriegelt bleibt. Um in einem solchen Fall den Deckel entriegeln und
öffnen zu können, ist eine mechanische Notentriegelungseinrichtung vorgesehen. Diese
besteht aus einem im Inneren des Gehäuses 60 angeordneten Entriegelungsnocken 61,
der von außen durch einen Spezialschlüssel gedreht werden kann und dabei auf einen
am Stößel 41 angeordneten Stift 45 einwirkt und den Stößel zurückschiebt, bis der
Sperrstift 31 in die Ausnehmung 42 einrastet. III. Leerlauf und Bremsen Da auch
während der Leerlaufzeit Y die Leitung22 spannungsfrei bleibt und die Leitung 21
unter Spannung steht, ändert sich an den Stellungen des Stößels 41 und des Sperrstiftes
31 gegenüber der Stellung II nichts. Der Zentrifugendeckel 10 kann also noch nicht
geöffnet werden.
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IV. Ende der Leerlaufzeit Beim Ablauf der Gesamtzeit X und
Y erhält die Leitung 22 und damit auch der Entriegelungsmagnet 40 Spannung,
da der Federkontaktschalter 25 durch den Schalthebel 33 geschlossen ist. Infolgedessen
wird der Stößel 41 durch den Anker des Entriegelungsmagneten 40 in seine Entriegelungsstellung
zurückgezogen und sofort in dieser Stellung durch den in die Ausnehmung 42 durch
die Feder 32 eingedrückten Sperrstift 31 festgehalten, da nunmehr auch der