DE2120428A1 - Automatische Balanciervorrichtung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH 8 MÖNCHEN 22.

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN Dr. rer. not. W. KORBER

PATENTANWÄLTE 26. April 1971

D/Ne

■Reactor Centrum Nederland
No. 112, Scheveningseweg,
Den Haag / Niederlande

Patentanmeldung Automatische Balanciervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine sich automatisch einstellende Balanciervorrichtung für einen um eine vertikale Welle drehbaren Rotationskörper, bestehend aus einem ringförmigen Hohlgehäuse, in dem eine Anzahl loser Umdrehungskörper angeordnet ist, die je mindestens eine begrenzende Feigenflache aufweisen und die die genannte vertikale Welle umgeben und bei Drehung des Gehäuses unter der Wirkung der Zentrifugalkraft ausweichen können.

Die bekannten Balanciervorrichtungen dieser Art besassen den Nachteil, dass die Umdrehungskörper beim Ausweichen erst mit viel Reibung in der Ausweichstellung zur Buhe kamen. Hierdurch wurden diese bekannten Balanciervorrichtungen nicht empfindlich genug, um in allen Fällen vorteilhaft anwendbar zu sein. Namentlich versagte diese Balanciervorrichtung bei etwas höheren Drehzahlen.

Erfindungsgemäss besitzt mindestens ein Umdrehungskörper am Umfang der äusseren Felgenfläche an der oberen Seite einen kleineren Durchmesser als an der unteren Seite. Diese Formgebung macht es möglich, dass der Umdrehungskörper-

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um einen auf dem grössten Durchmesser liegenden Punkt kippen kann. Insbesondere, wenn bei einer bevorzugten Ausführungsform mindestens eine äussere Felgenfläche kegelstumpfförmig verläuft, kann ein derartiger Umdrehungskörper in der Ausweichstellung mit der inneren Wandung des ringförmigen Hohlgehäuses Linienkontakt halten.

Dadurch, dass der Umdrehungskörper beim Ausweichen plötzlich in eine neue Stellung übergeht, kann er mit rollender Reibung, um eine mittlere Gleichgewichtsstellung Schwingungen ausführen. Diese rollende Reibung macht die Balanciervorrichtung nach der Erfindung sehr empfindlich.

Die Anzahl der Umdrehungskörper, die in einem ringförmigen Hohlgehäuse vorhanden sind, beträgt mindestens zwei, obwohl auch drei oder mehr Ringe benutzt werden können.

Die Umdrehungskörper, können z. B. aus Ringen oder Scheiben bestehen. Diese Ringe oder Scheiben brauchen jedoch nicht platt ausgebildet zu sein, sondern sie können Teile von gewölbten Schalenwänden bilden.

Bei einer bevorzugten JLUsfiümingsform sind die Umdrehungskörper als Ringe ausgebildet, die an ihrem grössten Durchmesser mit geringem Spiel von einem Wandungsteil des ringförmigen Gehäuses umgeben sind. Dieses Spiel muss nur gross genug sein, um es den Ringen zu erlauben, in die erforderliche Endstellung auszuweichen.

Ein Vorteil, der durch die Möglichkeit entsteht, hier ein kleines Spiel zu belassen, ist, dass eine sehr kompakte Bauart möglich wird, insbesondere wenn zudem ein Teil der Umdrehungskörper derartig hohl ausgebildet ist, dass aussen liegende ^: Körper innen liegende Körper umgeben. Falls Leichtgewichtskonstruktionen angestrebt werden, ist es empfehlenswert, die Umdrehungskörper mit einer schalenförmigen Wand auszubilden.

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Gegebenenfalls kann ein derartiger Umdrehungskörper die Form einer Schüssel besitzen.

Mit dem Ausdruck "Binge" wird auch eine reifenförmige oder manschettenförmige Bauart gemeint.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer Zentrifuge, bei der die Erfindung angewandt ist;

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt einer Einzelheit einer Balanciervorrichtung;

Fig. 3 eine Variante einer der-artigen Balanciervorrichtung; Fig. 4- eine Balanciervorrichtung, die sich eignet, ein Rohr oder Gefäss von ziemlich grossem Durchmesser zu umgeben;

Fig. 5 bis 8 Varianten der Umdrehungskörper, die in der erfind ungsgemäs sen Balanciervorrichtung anwendbar sind.

In Fig. 1 stellt das Bezugszeichen 1 eine Schleudertrommel dar, die an ihrer unteren Seite mit einer vertikalen Welle 2 ausgestattet ist. Diese Welle ist bei 3 ⁰^ Boden 4· der Schleudertrommel ortsfest befestigt. Die Schleudertrommel 1 hat an ihrer oberen Wand eine öffnung 5i durch die Materialien in die Schleudertrommel eingebracht oder aus derselben herausgebracht werden können. Die Welle 2 der Schleudertrommel ruht mit ihrem unteren Ende in einem Abstätzlager 6. Bei 7 kann ein zusätzliches Abstützlager vorgesehen werden, falls dies erforderlich ist. Auf der Welle 2 ist der Botor 8 eines Elektromotors angeordnet, der innerhalb eines Stators 9 rotiert, der über die Konstruktion 10 an dem weiter nicht angedeuteten Gehäuse 11 der Schleudertrommel befestigt ist. An der unteren Seite des Bodens 4· ist ein Hohlgehäuse 12 derart angeordnet, dass ein Baum 13 gebildet wird, in dem zwei Balancierringe 14- und 15 angeordnet sind.

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: Die Figur zeigt, dass es möglich ist, gegebenenfalls auch an der oberen Seite der Schleudertrommel Balancierringe anzuordnen. Diese Hinge 16 und 17 sind innerhalb eines ringförmigen Hohlraums 18 angeordnet, der innerhalb eines verdickten haisförmigen Seils 19 der Wand der Schleudertrommel ausgespart ist.

; Selbstverständlich.ist es möglich, diesen ringförmigen Haum ganz zu verschliessen₃ so dass keine Gefahr besteht, dass Material, das in der Schleudertrommel behandelt werden soll, wie z. B. Zucker, zwischen die Balancierringe gelangen kann. Diese Verschlussmöglichkeit ist gedoch nicht dargestellt, weil die Sig. 1 nur schematisch ist.

Aus !ig. 2 ist ersichtlich, in welcher Weise die Einge 14- und ; gebildet sein können. Jeder King ist mit einer ζ entmischen

Öffnung 20 bzw. 21 versehen, durch die die Welle 2 hindurch- : geht, mit der die Schleudertrommel angetrieben wird. Jeder Eing hat aussen eine kegelstumpfförmige Mantelober fläche 22 ^: bzw. 23· Sobald die Balanciervorrichtung wirksam wird, werden die Balancierringe derart kippen, dass in der Nähe des Kipppunktes ein linienkontakt zwischen den Manteloberflächen 22 und 23 und der Innenseite der Wandungsteile 24- bzw. 25 des ringförmigen Hohlgehäuses 12,in dem die Hinge angeordnet sind, entsteht.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 sind ebenfalls zwei * Balancierringe angeordnet, jedoch nun in der Weise, dass der innere Balancierring 26 in einem zylindrischen Hohlraum 27 des äusseren Balancierringes 28 liegt.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4- sind grosse reifenförmige Hinge 29 und 30 iⁿ dem Hohlgehäuse 31 vorgesehen. Der Boden des ringförmigen Hohlgehäuses 32 ist mit einer ringförmigen Hippe 33 ausgestattet, an der der innere Eing 30 sich derart abstützen kann, dass ein Kippen des Hinges 30 um

einen Punkt auf der Innenseite der Hippe 33 möglich ist. Diese i
ι Figur lässt erkennen, dass die erfindungsgmmässe Balancier-

A vorrichtungl ine/einfacher Weise auf der Aussenseite eines zy-

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lindrischen Umdrehungskörpers 34- von ziemlich grossem Durchmesser angeordnet werden kann. Im Bedarfsfall kann an mehreren Punkten eines derartigen Umdrehungskörpers eine solche Balanciervorrichtung 31 vorgesehen werden, so dass auch bei längeren Umdrehungskörpern die Dämpfung vollkommen beherrscht werden kann.

In den Fig. 5» 6, 7 und 8 sind eine Anzahl von möglichen Varianten des Umdrehungskörpers dargestellt. Während die S¹Ig. 5 eine Schüssel mit einer kegelstumpfförmigen Aussenfläche darstellt, zeigt Fig. 6 eine umgekehrte Schüssel mit abgerundeter Bodenkante. In der Fig. 7 ist eine umgekehrte Schüssel · dargestellt, deren oben gelegener Boden vertieft ist. Durch diese Vertiefung wird die Lage des Schwerpunktes beeinflusst. Es ist einleuchtend, dass die Lage des Schwerpunktes,und zwar der Abstand des Schwerpunktes eines Ringes oder einer Scheibe, gemessen in vertikaler Richtung, von einer Abstützfläche für die Wirkung der vorliegenden Balanciervorrichtung von Bedeutung ist. Die Wirkung der Vorrichtung beruht ja darauf, dass durch das Kippen eines Umdrehungskörpers, dessen Schwerpunkt, der anfänglich zentrisch lag, sich nach der Aussenseite verlagert. Sobald dieser Schwerpunkt in einem Abstand von der Eotationswelle liegt, kann der Körper seine balancierende Wirkung ausüben.

' In Fig. 8 ist ein manschettenförmiger Körper dargestellt, der • ebenfalls als Balancierkörper angewandt werden kann.

: Aus dem Vorstehenden geht klar hervor, dass denUmdrehungskör- : pern derartig verschiedene Formen gegeben werden können, dass der Konstrukteur, der diese Balanciervorrichtung anzuwenden ! wünscht, in nahezu allen Fällen diese Balancierkörper aus '■ seinen bereits vorhandenen Konstruktionen entnehmen kann.

Patentansprüche i 109846/1309

Claims (5)

1. - 6 Patentansprüche

   Sich automatisch einstellende Balanciervorrichtung für einen um eine vertikale Welle drehbaren Rotationskörper, bestehend aus einem ringförmigen Hohlgehäuse, in dem eine Anzahl loser Umdrehungskörper angeordnet sind, die je mindestens eine begrenzende Felgenfläche aufweisen und die die genannte vertikale Welle umgeben und bei Drehung des Gehäuses unter der Wirkung der Zentrifugalkraft ausweichen können, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Umdrehungskörper (14, 15, 16, 17, 26, 28, 29, 30) am Umfang der äusseren Felgenfläche an der oberen Seite einen kleineren Durchmesser besitzt als an der unteren Seite.
2. 2. Balanciervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnnet, dass mindestens eine aussere Felgenfläche (22, 23) kegelstumpfförmig verläuft.
3. 3. Balanciervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Umdrehungskörper als Ringe ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (14, 15, 16, 17, 26, 28, 29, 30) an ihrem grössten Durchmesser mit geringem Spiel von einem Wandungsteil des ringförmigen Hohlgehäuses (12, 19, 31) umgeben sind.
4. 4. Balanciervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Seil der Umdrehungskörper (23, 29) derartig hohl ausgebildet sind, dass aussenliegende Umdrehungskörper inwendig liegende Umdrehungskörper j (26, 30) umgeben. |
5. 5. Balanciervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umdrehungskörper die Form einer Schüssel besitzt.

   Der Patentanwalt

   1098 46/1309