DE1810619B2

DE1810619B2 - Antriebseinrichtung fuer diskontinuierlich arbeitende zuckerzentrifugen

Info

Publication number: DE1810619B2
Application number: DE19681810619
Authority: DE
Inventors: Harald Kurschat Reinhard 3300 Braunschweig G04b 19 28 Sommer
Original assignee: Braunschweigische Maschinenbauan stalt, 3300 Braunschweig
Priority date: 1968-11-23
Filing date: 1968-11-23
Publication date: 1973-02-08
Also published as: DE1810619A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für diskontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifugen mit einem Asynchronmotor und einer zwischen der Motorwelle und der Trommelwelle angeordneten hydraulischen Kupplung sowie einer Bremsvorrichtung.

Um die Nachteile unstetiger Drehmomentänderungen bei Antrieben für diskontinuierlich arbeitenden Zuckerzentrifugen zu vermeiden, ist es bekannt geworden (Bergmännische Zeitschrift »Glückauf« 81./84. Jahrgang, Heft 41/42), zwischen der Welle eines Asynchronmotors für den Antrieb der Zuckerzentrifuge und der Trommelwelle eine hydraulische Kupplung vorzusehen. Diese Kupplungen gestatten es, Wellen und Verbindungsglieder, welche das Drehmoment zu übertragen haben, geringer zu dimensionieren, als dies bei unsteten Dremomentänderungen, also bei einem Antrieb ausschließlich mit einem Asynchronmotor, möglich wäre. Außerdem werden hohe Stromspitzen und stoßartige Beanspruchungen der Füllmasse vermieden.

Es ist weiterhin bekannt geworden (USA.-Patentschritten 2 380 595 und 2441356) vorgenannte Antriebseinrichtungen mit zwischen dem Asynchronmotor und der Trommelwelle angeordneter hydraulischer Kupplung mit einer Bremsvorrichtung auszurüsten, um gesteuerte Drehzahlvermindcrungen, z. B. von der Nenndrehzahl auf die Räumdrehzahl, vorzunehmen.

D? es sich bei dem Antrieb diskontinuierlich arbeitender Zuckerzentrifugen um einen typischen Schwerlastenantrieb handelt, ergeben sich sehr hohe Anforderungen an die thermische Belastbarkeit der bei den bekannten Antriebseinrichtungen benutzten hydraulischen Kupplungen. Hierdurch ergibt sich ein sehr hoher Aufwand für die Auslegung der hydraulischen Kupplung, da die in der Kupplung erzeugte Wärme laufend abgeführt werden muß. Die Kupplungen müssen demgemäß eine sehr erhebliche Baugröße und damit auch ein großes Flüssigkeitsvolumen aufweisen. Trotzdem bereitet es oftmals Schwierigkeiten, die thermische Belastbarkeit derartiger Kupplungen zu beherrschen.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Antrieb der einleitend genannten Art so weiterzubilden, daß die hydraulische Kupplung im Vergleich zu den bekannten Ausführungen wesentlich kleiner und mit geringerer Flüssigkeitsmenge ausgeführt werden kann, ohne daß die Gefahr einer thermischen Überlastung besteht.

Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich der genannte Antrieb erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen der Schleudertrommel und der hydraulischen Kupplung eine schaltbare Freilaufkupplung und ein mit der Trommelwelle ausschließlich bei in Freilaufstellung befindlicher Freilaufkupplung getrieblich verbindbarer Hilfsantriebsmotor zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Räumdrehzahl vorgesehen sind.

Durch die Freilaufkupplung zwischen der Schleudertrommel und der hydraulischen Kupplung kann letztere bei entsprechender Schaltstellung der Freilaufkupplung so oft wie möglich während eines jeden Arbeitsspieles der Zentrifuge entlastet werden. Hierdurch wird die thermische Belastung dieser Strömungskupplung in ganz erheblichem Maße gesenkt. Der außerdem vorgesehene Hilfsantriebsmotor gestattet es, die hydraulische Kupplung außer Betrieb zu lassen, wenn bei abgeschaltetem Antriebsmotor die Eigenenergie der Zentrifugentrommel nicht zur Aufrechterhaltung der Räumungsdrehzahl ausreicht. Bei fehlendem Hilfsantrieb für die Aufrechterhaltung der Räumdrehzahl der Zentrifugentrommel ist es sonst erforderlich, über den Hauptantriebsmotor und die hydraulische Kupplung für die Aufrechterhaltung der Räumdrehzahl zu sorgen. Es wird also bei der beschriebenen Anordnung des Hilfsantriebsmotors die hydraulische Kupplung während der gesamten Räumung der Zentrifuge außer Betrieb gelassen und auch in dieser Zeit nicht thermisch belastet.

Die bei der neuen Antriebseinrichtung erzielte Verminderung des Aufwandes für die gegenüber dem Bekannten vergleichsweise kleine hydraulische Kupplung überwiegt den zweifellos notwendigen zusätzlichen Aufwand für die notwendige schaltbare Freilaufkupplung und den Hilfsantriebsmotor. Die Freilaufkupplung kann auch für sehr hohe Belastungen relativ einfach in ihrem Aufbau gehalten werden, während der Hilfsantriebsmotor als Serienmotor ausgebildet sein kann. Es ergeben sich somit bei der neuen Antriebseinrichtung im Vergleich zum Bekannten beachtliche Einsparungen.

Um die Wärmeabfuhr von der hydraulischen

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Kupplung zu begünstigen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die hydraulische Kupplung im Kühlluftstrom eines Gebläses, vorzugsweise eines auf der Motor- oder auf der Schleudertrommelwelle befestigten Lüfterrades angeordnet ist

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsfonn der Erfindung ist die Bremsvorrichtung als Wirbelstrombremse ausgebildet und weist eine Kreisringscheibe aus thermisch hochbelastbarem, elektrisch leitendem Werkstoff auf, die über einen Nabensiern mit der Trommelweäe verbunden ist und zwischen den Polen von wenigstens zwei einander diametral gegenüberliegenden Elektromagneten mit regelbarer Erregung verläuft. Bei dieser Ausbildung läßt sich die angestrebte stoßfreie, weiche Abbremsung der Schleudertrommel durch entsprechende Steuerung der Erregung der Magnete der Wirbelstrombremse erreichen. Die Wirbelstrombremse hat dabei den großen Vorzug, daß sie nahezu verschleißfrei arbeitet. Dabei kann bei einer bevorzugten Weiterbildung vorgenannter Ausführung der Nabenstern zur Befestigung der Kreisringscheibe der Wirbelstrombremse zugleich als Lütterrad zur Kühlung der Kreisringbcheibe ausgebildet sein und die hydraulische Kupplung im Saugluftstrom dieses Lüfterrades angeordnet werden. Bei dieser Ausführung ergibt sich eine besonders günstige Kühlluftführung, da diese sowohl für die hydraulische Kupplung als auch für die Kreisringscheibe wirksam ist.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Antriebseinrichtung für eine diskontinuierlich angetriebene Zentrifuge ist in der Zeichnung in teils geschnittener Ansicht wiedergegeben.

Die in der Figur gezeigte diskontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifuge weist eine Schleudertrommel 1 auf, die mittels einer Trommelwelle 2 an einer Elastikkupplung 3 pendelnd aufgehängt ist. Zum Antreiben der Schleudertrommel 1 dient ein Asynchronmotor 4, der nicht wie bisher mehrfach polumschaltbar ausgebildet ist, sondern vielmehr lediglich für die Schleuderdrehzahl ausgelegt ist. An die Antriebswelle 5 des Asynchronmotores 4 ist eine hydraulische Strömungskupplung 6 angeschlossen, bei welcher, wie aus der Schnittdarstellung erkennbar ist, zusammenwirkende Pumpen- und Turbinenräder vorgesehen sind. Die von einem Pumpenrad aufgenommene Energie wird der Hydraulikflüssigkeit im Inneren der Kupplung 6 übertragen und vom Turbinenrad an die Abtriebswelle übergeben. Im Beispiel ist der hydraulischen Strömungskupplung 6 eine Verzögerungseinrichtung? zugeordnet, welche dafür sorgt, daß die Hydraulikflüssigkeit bei anlaufendem Asynchronmotor 4 nur allmählich zum angetriebenen Pumpenrad gelangt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Asynchronmotor 4 ohne Belastung eingeschaltet werden kann und erst nach einer gewissen Zeitspanne mit einem allmählich steigenden Lastmoment beaufschlagt wird.

Zwischen die hydraulische Strömungskupplung 6 und die elastische Kupplung 3 zur pendelnden Lagerung der Schleudertrommel 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Bremsvorrichtung 8 geschaltet, die als Wirbelstrombremse ausgebildet ist. Auf einer Abtriebswelle 9 der Strömungskupplung 6 ist ein NabenstemlO befestigt, welcher eine Kreisringscheibe 11 trägt, die aus elektrisch leitendem Werkstoff hoher thermischer Belastbarkeit besteht. Diese kreisringförmige Scheibe 11, die Wirbelstromscheibe der Bremse 8 verläuft durch den Spalt 12 zwischen den Polen eines Magneten 13. Die Erregung des Magneten 13 ist zweckmäßigerweise regelbar, so daß eine stoßfreie Bremsung möglich ist In der Figur ist nur ein Magnet 13 gezeigt. Es ist jedoch zu erwähnen, daß aus Symmetriegründen zweckmäßigerweise wenigstens zwei einander diametral gegenüberliegende Magnete verwendet werden sollten.

Wie aus der Figur zu erkennen is*, ist das Gehäuse

ίο der hydraulischen Strömungskupplung gerippt ausgebildet, damit die beim Anfahren erzeugte Wärme rasch an die Umgebung abgegeben werden kann. Zur Steigerung der Wärmeabfuhr ist im Beispiel der Nabenstern 10 der Wirbelstrombremse 8 mit strichpunktiert eingezeichneten Lüfterschaufeln 14 versehen, so daß der Nabenstern ein Lüfterrad bildet. Die hydraulische Strömungskupplung 6 wiederum ist innerhalb Leitblechen 15 (strichpunktiert eingezeichnet) angeordnet, und zwar derart, daß das Lüfterrad 14 in dem von den Leitblechen 15 umgebenen Raum einen Unterdruck erzeugt. Es wird daher eine intensive Kühlung der hydraulischen Strömungskupplung 6 bewirkt. Zugleich wird jedoch zweckmäßigerweise dafür gesorgt, daß die Lüfterschaufeln auch die Kreisringscheibe 11 der Wirbelstrombremse kühlen.

Wenn keine Wirbelstrombremse 8 verwendet werden soll, dann kann beispielsweise an der Abtriebswelle 5 «Jos Motors eine Bremstrommel oder -scheibe 16 befestigt werden, die mit einem Bremsblock 17 zusammenwirkt, der beispielsweise mittels eines Arbeitszylinders 18 anpreßbar ist. Die Abtriebswelle 5 des Motors und damit die Antriebswelle der hydraulischen Kupplung 6 läßt sich auf diese Weise auf mechanische Art blockieren. Beim Arbeiten mit einer derartigen Bremsvorrichtung sorgt die hydraulische Strömungskupplung 6 sowohl beim Anfahren wie beim Abbremsen dafür, daß stoßartige Belastungen vermieden werden. An Stelle des Nabensternes mit Lüfterschaufeln der Wirbelstrombremse 8 sind dann wegen der erhöhten thermischen Belastung der Strömungskupplung 6 nicht eingezeichnete Lüfter zur Steigerung der Kühlwirkung vorzusehen.

Nicht eingezeichnet ist in der Figur eine Freilaufkupplung, die entweder als schaltbare Kupplung oder aber als einseitig wirkende Überholkupplung ausgebildet sein kann. Wenn mit einer mechanischen Bremsvorrichtung 16,17,18 gearbeitet wird, dann empfiehlt es sich, die Freilaufkupplung an der Stelle anzuordnen, an welcher in der Figur die Wirbelstrombremse 8 angeordnet ist. Diese Lage setzt jedoch voraus, daß die Freilaufkupplung schaltbar ausgebildet ist, weil sie auch das Bremsmoment zu übertragen hat.

Bei der neuen Zentrifuge wird das Füllen ohne Einschaltung besonderer Verweilzeiten durch das sanfte Anfahren möglich. Das Ausräumen hingegen wird nach Abbremsung der Schleudertrommel 1 auf die erforderliche niedrige Drehzahl unter Ausnutzung der der Schleudertrommel innewohnenden kinetischen Energie durchgeführt. Für den Fall jedoch, daß die kinetische Energie nicht ausreicht, kann ein in der Figur in strichpunktierten Linien eingezeichneter Hilfsantriebsmotor 20 über eine Getriebeverbindung, beispielsweise Keilriemen, mit der Abtriebswelle 9

oder aber der Trommelwelle 2 verbunden werden, so daß die Aufrechterhaltung der erforderlichen Räumdrehzahl gewährleistet ist. An Stelle eines derartigen Hilfsantriebsmotors 20 kann aber auch eine vorüber-

gehende Einschaltung des Asynchronmotors 4 vorgenommen werden.

Gegenüber den bisher bekannten Zentrifugen zeichnet sich die erfindungsgemäße Zentrifuge vor allem dadurch aus, daß das speisende elektrische Netz wesentlich weniger als bisher belastet wird. Der Verschleiß der Lager, kupplungen und Siebe ist infolge völligen Vermeidens von stoßartigen Belastungen wesentlich geringer als bisher. Von besonderer Bedeutung ist jedoch die Tatsache, daß auf Grund der

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neuen stetigen Drehmomeritcharakteristik der Arbeitsspiele wesentlich mehr Chargen gefahren werden können als bisher bei Verwendung polumschaltbarer Asynchronmotore. Durch das verhältnismäßig einfache zusätzliche Bauelement der hydraulischen Strömungskupplung werden darüber hinaus wesentliche Vereinfachungen erzielt; denn der bisher erforderliche große Schält- und Steueraufwand zum Betreiben des polumschaltbaren Motors kann eingespart werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebseinrichtung für diskontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifugen mit einem Asynchronmotor und einer zwischen der Motorwelle und der Trommelwelle angeordneten hydraulischen Kupplung sowie einer Bremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schleudertrommel (1) und der hydraulischen Kupplung (6) eine schaltbare Freilaufkupplung und ein mit der Trommelwelle (2) ausschließlich bei in Freilaufstellung befindlicher Freilaufkupplung getrieblich verbindbarer HHfsantriebsmotor(20) zur Aufrechterhaltung der erforderliehen Räumdrehzahl vorgesehen sind.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kupplung (6) im Kühlluftstrom eines Gebläses, vorzugsweise eines auf der Motor- oder auf der Schleudertrommelwelle (5 oder 2) befestigten Lüfterrades (14) angeordnet ist.

3. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung als Wirbelstrombremse (8) ausgebildet ist und eine Kreisringscheibe (11) aus thermisch hochbelastbarem, elektrisch leitendem Werkstoff aufweist, die über einen Nabenstern (10) mit der Troinmelwelle (2) verbunden ist und zwischen den Polen (12) von wenigstens zwei einander diametral gegenüberliegenden Elektromagneten (13) mit regelbarer Erregung verläuft.

4. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenstern (10) zur Befestigung der Kreisringscheibe (11) der Wirbelstrombremse (8) zugleich als Lüfterrad (14) zur Kühlung der Kreisringscheibe ausgebildet ist und daß die hydraulische Kupplung (6) im Saugluftstrom dieses Lüfterrades angeordnet ist.

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