DE1816020A1

DE1816020A1 - Differential motion for discontinuously - operated sugar centrifuge

Info

Publication number: DE1816020A1
Application number: DE19681816020
Authority: DE
Inventors: Hans Engelmann; Walter Vogt
Original assignee: Salzgitter Maschinen AG
Current assignee: Salzgitter Maschinen AG
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1970-07-02

Abstract

A centrifuge drive, which is directly connected with the shaft of the centrifuge basket and permits automatic regulation of the speed from a minimum to a maximum value and vice versa, consists of a differential gear with a continuously rotating torque generator (electromotor) and a two-part speed regulating device having a braking or accumulative effect. One part of the speed regulating device is connected with one driven shaft of the differential gear, and the other part is connected with the other driven shaft and also with the centrifuge basket. The required braking moments are controlled via a speed-dependent feeler.

Description

Antrieb für diskontinuierlich arbeitende Zentrifugen, insbesondere Zuckerzentrifugen Die Brfindung bezieht sich auf einen Antrieb für diskontinuierlich arbeitende Zentrifugen, insbesondere Zuckerzentrifugen, der unmittelbar mit der Trommelwelle der Zentrifuge verbunden ist und der in einer betriebsbedingten Zeiteinheit eine selbsttätige Regelung der Drehzahl der Schleudertrommel von einem minimalen zu einem maximalen Wert und umgekehrt ermöglicht. Drive for discontinuously operating centrifuges, in particular Sugar centrifuges The invention relates to a drive for discontinuous working centrifuges, especially sugar centrifuges, which is directly connected to the Drum shaft of the centrifuge is connected and in an operational time unit an automatic control of the speed of the centrifugal drum from a minimum to a maximum value and vice versa.

Bekannt sind Zentrifugenantriebe, bei denen vierfach polumschaltbare Motoren verwendet werden. Diese bekannten Antriebe haben den Nachteil, daß der Motor nicht für das Beschleunigungsmoment der Zentrifuge sondern für das vielfach größere Bremsmoment auszulegen ist. Außerdem fahren polumschaltbare Motoren bei Polumschaltung sehr hart an. Weiterhin sind die Momentverhältnisse beim generatorischen Bremsen sehr schlecht. Centrifuge drives are known in which four-way pole-changing Motors are used. These known drives have the disadvantage that the motor not for the acceleration torque of the centrifuge but for the much larger one Braking torque is to be interpreted. In addition, pole-changing motors run with pole-changing very hard on. Furthermore, there are the torque ratios for regenerative braking very bad.

Schließlich ist die Automatik sehr aufwendig.After all, the automatic is very complex.

Bei anderen bekannten Zentrifugenantrieben werden Planetengetriebe verwendet. In diesem Fall ist es erforderlich, für jede Drehzahlstufe eine gesonderte Bremse vorzusehen. Darüber hinaus wirlçt sich die Bremswärme in den einzelnen Planetenstufen nachteilig aus. In other known centrifuge drives, planetary gears are used used. In this case it is necessary to have a separate one for each speed level Provide a brake. In addition, the braking heat dissipates in the individual planetary stages disadvantageous.

Beide bekannten Zentrifugenantriebe haben. den Nachteil, daß ihre Motoren das Stromnetz mit sehr hohen Bin- und Umschaltstromstößen belasten, so daß mehrere Zentrifugen in einer Fabrik nicht gleichzeitig geschaltet werden können. Both known centrifuge drives have. the disadvantage that their Motors load the mains with very high binary and switching current surges, so that several centrifuges in a factory cannot be switched on at the same time.

Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere das Stromnetz von übergroßen Bin- und Umschaltstromstößen zu entlasten. The invention is based on the task, in particular the power grid to relieve excessive binary and switching current surges.

Diese Aufgabe ist nach der erfindung dadurch gelöst, daß der Antrieb aus einem auf die Trommelwelle geschalteten Differentialgetriebe mit einem konstant durchlaufenden Drehmomenterzeuger und einem zweiteiligen bremsend oder akkumulativ wirkenden Drehzahlregler besteht, von dem der eine Teil mit der einen Abtriebswelle und der andere Teil einerseits mit der anderen Abtriebswelle des Differentialgetriebes sowie anderseits mit der Zentrifugentrommel verbunden ist, wobei die Steuerung der erforderlichen Dremsmomente über einen drehzahlabhängigen Fühler erfolgt. Zweckmäßig ist dabei das Differentialgetriebe als Stirnraddifferentialgetriebe ausgebildet. Auf diese Weise werden die sonst unvermeidlichen hohen Schaltströme vermieden, so daß mehrere Zentrifugen in einer Fabrik unverriegelt laufen können. Außerdem ist die Bauhöhe des neuen Antriebs gegenüber der bisherigen Ausführung verringert. This object is achieved according to the invention in that the drive from a differential gear connected to the drum shaft with a constant continuous torque generator and a two-part braking or accumulative acting speed controller consists, of which one part with the one output shaft and the other part on the one hand with the other output shaft of the differential gear and on the other hand is connected to the centrifuge drum, the control of the required torque is carried out via a speed-dependent sensor. Appropriate the differential gear is designed as a spur gear differential. In this way, the otherwise unavoidable high switching currents are avoided, see above that multiple centrifuges in a factory can run unlocked. Also is the height of the new drive is reduced compared to the previous version.

Bei einer besonderen Ausführungsform der srfindung ist der drehzahlabhängige Puhler-als Tachodynamo ausgebildet, während als Drehmomenterzeuger ein Elektromotor mit konstanter Drehzahl dient. In a particular embodiment of the invention, the speed-dependent Puhler-designed as a tacho-dynamo, while an electric motor acts as a torque generator is used at constant speed.

Xine weitere Verbesserung ist nach der erfindung dadurch erzielt, daß für den Drehzahl-Rücklauf der Teil des Drehzahlreglers, der auf der der Schleudertrommel abgewandten Seite des Differentialgetriebes angeordnet ist, von einem Hilfsmotor antreibbar ist, der bei der gleichbleibenden Drehgeschwindigkeit des Differentialgetriebes den anderen Teil des Drehzahlreglers entlastet. Xine further improvement is achieved according to the invention by that for the speed reverse the part of the speed controller that is on that of the centrifugal drum facing away from the differential gear is arranged by a Auxiliary engine is drivable at the constant rotational speed of the differential gear the other part of the speed controller is relieved.

Eine konstruktive Vereinfachung ergibt sich nach der Erfindung dadurch, daß das Differentialgetriebe und der Drehmomenterzeuger eine Baueinheit bilden. A structural simplification results according to the invention in that that the differential gear and the torque generator form a structural unit.

Um den Drehmoment erzeuger noch kleiner halten zu können, und das Energienetz von Einschaltepitzen weiter zu entlasten, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß mit dem Drehmomenterzeuger eine Zusatzmasse gekoppelt ist, die bei ansteigeiidem Moment im Drehmomenterzeuger diesen energetisch unterstützt. Hierbei. können auch Motoren mit größerem Schlupf vorteilhaft verwendet werden auch ohne Nachteil für die Arbeitsdrehzahl der ZentrifMge, da die Arbeitsdrehza gemäß der Erfindung unabhängig vom Drehmomenterzeuger durch Getriebeauslegung festgelegt wird. In order to be able to keep the torque generator even smaller, and that To further relieve the power network of switch-on peaks is provided according to the invention, that an additional mass is coupled to the torque generator, which increases in the case of ansteigeiidem Moment in the torque generator supports this energetically. Here. can also Motors with greater slip can also be used advantageously without any disadvantage for the working speed of the centrifuge, since the working speed according to the invention is independent is determined by the torque generator through the gear unit design.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt. In the drawing is an embodiment of the invention as an example shown.

Fig. 1 stellt ein Schaltschema dar. Fig. 1 shows a circuit diagram.

Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer mit der Erfindung auserüstetendiskontinuierliob arbeitenden Suck-rzentrifuge. Fig. 2 shows a schematic side view of one with the invention equipped discontinuous working suction centrifuge.

Fig. 3 ist die Darstellung einer Variante zu der Ausführung nach Fig. 2. Fig. 3 is the representation of a variant of the embodiment according to Fig. 2.

Die dargestellte diskontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifuge ist mit einem kontinuierlich durchiaufenden Elektromotor als Drehmomenterzeuger 1 ausgerüstet, dessen Drehzahl sich entgegen dem abverlangten Drelmoment-in gewissen Schlupfgrenzen ändert. Der Drehmomenterzeuger ist zweckmäßig als Drehstrom-Kurzschluß-liormmotor mit Keilstabläufer ausgebildet. Ein solcher Antriebsmotor hat ein ausgeprägt hohes Verhältnis bei nur geringem Drehzahlabfall, d.h. geringem Schlupf. The discontinuous sugar centrifuge shown is equipped with a continuously running electric motor as a torque generator 1, whose speed is contrary to the required torque - within certain slip limits changes. The torque generator is useful as a three-phase short-circuit liormmotor formed with wedge bar runoff. Such a drive motor has a pronounced high Ratio with only a slight drop in speed, i.e. little slip.

Dem Drehmoment erzeuger 1 ist in Richtung des Energieflusses ein Differentialgetriebe 2 nachgeschaltet.The torque generator 1 is a differential gear in the direction of the energy flow 2 downstream.

Dieses Differentialgetriebe ist mit einem antreibenden Kegelradpaar 3 und zwei über die Differentialzahnräder 4, 5, 6, 7 angetriebene Abtriebewellenstümpfe 8,9 versehen. Der Abtriebswellenstumpf 8 ist mit der Arbeitsmaschine einer Zuckerzentrifuge 10 unmittelbar gekoppelt, während der Abtriebswellenstumpf 9 praktisch massefrei angeordnet ist. Er trägt ein wesentlich geringeres Schwungmoment als der Wellenstumpf 8, nämlich nur etwa 86Xo der Zentrifuge.This differential gear has a driving bevel gear pair 3 and two output shaft stubs driven by the differential gears 4, 5, 6, 7 8.9 provided. The output shaft stub 8 is connected to the working machine of a sugar centrifuge 10 coupled directly, while the output shaft stub 9 is practically mass-free is arranged. It carries a significantly lower moment of inertia than the stub shaft 8, namely only about 86Xo the centrifuge.

Die Charakteristik eines Differentialgetriebes besteht darin, daß die Summe der reduzierten Momente beider Abtriebswellenstümpfe gleich dem Antriebsmoment ist, wobei das Produkt aus Gegenmoment und Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswellenstümpfe im Rahmen der vom Drehmomenterzeuger und der Getriebsauslegung gegebenen Drehzahlen konstant ist. Ein weiteres hier direkt ausgenutztes Charakteristikum ist die Energieverzweigung bzw. -ablenkung. The characteristic of a differential gear is that the sum of the reduced torques of both output shaft stubs is equal to the drive torque is, where the product of the counter torque and the angular velocity of the output shaft stubs within the range of speeds given by the torque generator and the gearbox design is constant. Another characteristic that is directly used here is the energy branching or distraction.

Beim direkt gekuppelten Motor treten während des Hochfahrens und generatorischen Bremsens so hohe Verluste auf, daß sie einen erheblichen Anteil der Gesamtenergie ausmachen. Die Ausnutzung einer durchlaufenden Antriebsmaschine bringt erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Wie oben dargelegt, kann die Antriebsmaschine dann durchlaufen, wenn das erzeugte Drehmoment abgelenkt bzw. verzweigt werden kann. When the motor is directly coupled, the and regenerative braking so high losses that they make a significant contribution the total energy. The use of a continuous drive machine brings considerable economic benefits. As stated above, the prime mover then run through when the generated torque can be deflected or branched.

Bei der erfindung ist eine mechanische Energieverzweigung bzw. -ablenkung vorgesehen. Sie besteht aus einer Regeleinrichtung, nämlich zwei Regelbremsen 11,12, die auf den hbtriebswellenstümpfen 8 und 9 angeordnet sind. Der elektrohydraulische Antrieb dieser Regelbremsen 11,12 erfolgt über einen drehzahl- bzw. frequenzabhängigen Fühler 13, der als Tacho-Dynamo ausgebildet ist. In the invention there is a mechanical energy branching or deflection intended. It consists of a control device, namely two control brakes 11, 12, which are arranged on the stub shafts 8 and 9. The electrohydraulic one These control brakes 11, 12 are driven via a speed or frequency-dependent one Sensor 13, which is designed as a tachometer dynamo.

Der kontinuierlich durchlaufende Drehmoment erzeuger 1 wird dabei mit einem wechselnden Gegenmoment belastet, wobei seine Drehzahl zwischen etwa 0,93 bis 0,98 x Synchrondrehzahl variiert.The continuously rotating torque generator 1 is thereby loaded with an alternating counter-torque, with its speed between about 0.93 varies up to 0.98 x synchronous speed.

Eingeschaltet wird der Drehmoment erzeuger 1 bei dem geringfügigen Gegenmoment der Abtriebswelle 9, von welcher der Fühler 13 über eine Stirnradübersetzung 14 ins Schnelle angetrieben wird. Da die Einrichtung stromlos war, waren die beiden Regeleinrichtungen 11a und 12a geschlossen. Durch das Unterspannungsetzen wird die Regeleinrichtung 12a geöffnet, wodurch der Abtriebswellenstumpf 9 über die Regelbremse 12 beschleunigt wird. The torque generator 1 is switched on at the minor one Counter-torque of the output shaft 9, of which the sensor 13 via a spur gear transmission 14 is driven at high speed. Since the facility was dead, the two were Control devices 11a and 12a closed. The Control device 12a opened, whereby the output shaft stub 9 via the control brake 12 is accelerated.

Bei Erreichen einer durch die Getriebeauslegung vorgegebenen Drehzahl wird über einen Drehzahlwächter 15 umgeschaltet, d.h. die Regeleinrichtung 12a schließt, während die Regeleinrichtung 11a öffnet. Hierdurch wird bei ansteigendem Moment im Drehmoment erzeuger 1 die Abtriebswelle 8 angetrieben, die ihrerseits die Zentrifuge 10 beschleunigt.When a speed specified by the gear unit is reached is switched over via a speed monitor 15, i.e. the control device 12a closes, while the control device 11a opens. This is when the moment increases In the torque generator 1, the output shaft 8 is driven, which in turn is the centrifuge 10 accelerates.

Regelbremsen sind mit vorgegebenem Moment einstellbar; d.h. bei konstantem Bremsmoment an den Regeleinrichtungen 11a und 12a und bekanntem Gegenmoment der Zentrifuge 1 ist die Zeit von der Füllung bis zur Beendigung des Schleuderprozesses festgelegt, wodurch die Regeleinrichtungen 11a, 12a über ein Zeitglied, z.B. Control brakes can be set with a specified torque; i.e. at constant Braking torque at the control devices 11a and 12a and known counter torque of the Centrifuge 1 is the time from filling to completion of the spinning process determined, whereby the control devices 11a, 12a via a timer, e.g.

Zeitrelais 16, steuerbar sind. Nach der Umschaltung des Zeitrelais 16 lüftet die Regeleinrichtung 12a, während die Regeleinrichtung 11a den Bremsvorgang mit vorgegebenem Bremsmoment einleitet. Die dem Antriebsdrehmoment innewohnende Energie am Abtriebswellenstumpf 8 wird durch die Regeleinrichtung 11a mit Regelbremse 11 aufgezehrt, während der Drehmoment erzeuger 1 den praktisch massefreien Abtriebswellenstumpf 9 bis zur Solldrehzahl beschleunigt, worauf der Umschaltprozes neu beginnt.Timing relay 16 are controllable. After switching the timing relay 16 ventilates the control device 12a, while the control device 11a the braking process initiates with a specified braking torque. The one inherent in the drive torque Energy at the output shaft stub 8 is generated by the control device 11a with a control brake 11 consumed, while the torque generator 1 has the virtually mass-free output shaft stub 9 accelerates up to the target speed, whereupon the switching process begins again.

Im Schleuderprozeß kann es bedingt sein, daß eine Zwischenschleuderzeit bei einer gegenüber der Schleuderzeit relativ langen Dauer und geringerer Drehzahl vorzusehen ist. In diesem Fall ist das Differentialgetriebe 2 so auszulegen, daß die Abtriebswelle 9 in der Zwischenschleuderstufe die Drehzahl 0 hat und entgegen der allgemeinen Drehrichtung mittels eines Hilfsmotors 17 beschleunigt wird. Im übrigen ist der Umschaltvorgang der gleiche wie oben beschrieben. In the spinning process, it may be necessary to have an intermediate spinning time with a relatively long duration and lower speed compared to the spin time is to be provided. In this case, the differential gear 2 is to be interpreted so that the output shaft 9 in the intermediate spin stage has the speed 0 and opposite the general direction of rotation is accelerated by means of an auxiliary motor 17. in the Otherwise, the switching process is the same as described above.

Bei einer Hochfahrzeit von etwa 30% der Chargendauer ist der Drehmomenterzeuger 1 auch nur über diese Zeit belastet, so daß eine Antriebsmaschine genügt, die 60t/ó des Beschleunigungsmomentes als Nennmoment hat. The torque generator is at a start-up time of around 30% of the batch duration 1 is only loaded over this time, so that a drive machine is sufficient, the 60t / ó of the acceleration torque as the nominal torque.

Durch entsprechende Wahl der Differentialzahnräder 4 bis 7 können die Dre:»-;ahlen an der Abtriebswelle 8 so vorgegeben werden, daß bei Erreichen der optimalen Schleuderdrehzahl die Abtriebswelle 9 die Gefflendrehzahl 0 hat.By choosing the differential gears 4 to 7 accordingly the Dre: »-; dials on the output shaft 8 are specified so that when the output shaft 9 has the Gefflendrepeed 0 at the optimum spin speed.

Mit dem Drehmoment erzeuger 1 ist eine Schwungmasse 18 verbunden, die als Energiespeicher dient. A flywheel 18 is connected to the torque generator 1, which serves as an energy store.

Dieser Energiespeicher unterstützt den Erfindungszweck, nämlich das Kleinhalten des Drehmomenterzeugers und die Entlastung des Energienetzes.This energy store supports the purpose of the invention, namely that Keeping the torque generator small and relieving the load on the energy network.

Der Drehmomenterzeuger 1 zusammen mit dem Differentialgetriebe 2 ist auf einer Traverse 19 des Zentrifugengerüstes 20 angeordnet. Das Gerüst steht auf dem Grundrahmen 21 der Zentrifuge. The torque generator 1 together with the differential gear 2 is arranged on a cross member 19 of the centrifuge frame 20. The scaffolding is in place on the base frame 21 of the centrifuge.

Claims

1. Drive for discontinuous centrifuges, in particular Sugar centrifuge, which is directly connected to the drum shaft of the centrifuge and which is an automatic control of the in an operational time unit Rotation speed of the centrifugal drum from a minimum to a maximum value and vice versa made possible, characterized in that the drive consists of one on the drum shaft (22) switched differential gear (2) with a constant rotating torque generator (1) and a two-part braking or accumulative acting speed controller (11, 12 or 17), of which one part (12 or 17) with the one output shaft (9) and the other part (11) on the one hand with the other output shaft (8) of the differential gear (2) and on the other hand is connected to the centrifuge drum (10), the control the required braking torque is carried out via a speed-dependent sensor (13).

2. Drive according to claim 1, characterized in that the differential gear (2) is designed as a front edge differential gear.

3. Drive according to claims 1 and 2, characterized in that the speed-dependent sensor (13) is designed as a tachometer dynamo.

4. Drive according to claims 1 to 3, characterized in that as a torque generator SleLtromotor (1) with constant speed serves.

5. Drive according to claims 1 to 4, characterized in that for the speed reverse of part (12) of the speed controller (11,12) on which the Centrifugal drum (10) facing away from the differential gear (2) arranged is, can be driven by an auxiliary motor (17), which at the constant Drehescwidigkeit of the differential gear relieves the other part (11) of the speed controller (11,12).

6. Drive according to claims 1 to 5, characterized in that the differential gear (2) and the torque generator (1) form a structural unit.

7. Drive according to Claims 1 to 6, characterized in that with the torque generator (1) an additional mass (18) is uoe.oppel that with increasing Moment in the torque generator (1) supports this energetically.