DE2951257A1

DE2951257A1 - Zentrifugalkupplung

Info

Publication number: DE2951257A1
Application number: DE19792951257
Authority: DE
Inventors: Wiebe Koning
Original assignee: Machinefabriek en Technische Handelsonderneming MH Van der Graaf BV
Current assignee: Machinefabriek en Technische Handelsonderneming MH Van der Graaf BV
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1980-07-17
Also published as: CA1132471A; GB2037910A; DE2951257C2; GB2037910B; NL179086C; AU519991B2; ATA795779A; NL7812622A; FR2445466A1; AT384087B; ES487315A1; FR2445466B1; US4317513A; AU5405079A; NL179086B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifugalkupplung, insbesondere eine Granulat-Zentrifugalkupplung, versehen mit einem Gehäuse und einem drehbar in diesem Gehäuse aufgestellten Rotor, ausgestattet mit mindestens einer rinnenformigen Umfangsnut, von der jede Wand mindestens eine Durchlassöffnung aufweist.

Bei einer solchen aus der US Patentschrift 2.85^.860 bekannten Kupplung wird das Granulat bei schlüpfender Kupplung in Kreislauf gebracht durch an der Innenwand des Gehäuses angeordnete Rippen, die das Granulat auswärts drücken, worauf das Granulat in die Umfangsnut strömt und über die Oeffnung, die unten in der Nut angebracht ist, nach aussen strömt.

Bei einer solchen Kupplung tritt die grösste Wärmeentwicklung an der Aussenseite der Wände der rinnenformigen Nut auf. Gemäss der genannten US Patentschrift wird das Granulat von der Stelle mit der grossten Wärmeentwicklung zunächst durch den Rotor strömen, bevor es längs der mit Rippen ausgestattenen Wand des Gehäuses strömt, wo Wärmeabgabe möglich ist. Dadurch ist die Schlüpfungszeit dieser Kupplung bzw. die Lebensdauer stark beschränkt.

Der Zweck der Erfindung ist die Behebung des obengenannten Nachteils.

Dazu wird eine Zentrifugalkupplung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass jede Durchlassoffnung unter einem von 90 verschiedenen Winkel zu der Mittelebene des Rotors aufgestellt ist. Dadurch tritt bei schlüpfender Kupplung ein Granulatkreislauf auf, der dem nach der US Patentschrift entgegengesetzt ist, d.h., dass bei der Kupplung gemäss der Erfindung das Granulat von dem Punkt mit der grossten Wärmeentwicklung nämlich radial auswärts der Wände der Umfangsnut, längs der kühlenden Aussenwände des Gehäuses in Richtung der Rotationsachse des Rotors strömt und von dort an über die Durchlassöffnungen in den Wänden der Nut und sodann radial auswärts. Dadurch wird eine weit bessere Wärmeabgabe erhalten, wodurch verhältnismässig lange Schlüpfungs·

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zeiten zulässig sind. Zu einer weiteren Verbesserung des genannten Granulatkreislaufs kann jede Oeffnung mit einer ausserhalb der Umfangsnut des Rotors hervorragenden Schaufel versehen sein.

Um die erfindungsgemässe Zentrifugalkupplung im Gegensatz zu der nach der genannten US Patentschrift für zwei Drehrichtungen anwenden zu können, kann die oder jede Oeffnung in der Wand der Umfangsnut mit mindestens zwei entgegengesetzt gerichteten Schaufeln versehen sein. Dabei kann weiter der der Nut zugekehrte Teil sich bis in die Nut erstrecken. Durch letztere Massnahme wird vermieden, dass das durch die eine der beiden so gebildeten Oeffnungen in der Nutwand einströmende Material nicht direkt wieder durch die andere Oeffnung nach aussen strömt.

Dabei können die Schaufeln durch aus der Nutwand gebogene Teil gebildet werden.

Damit gewährleistet wird, dass der Nut eine genügende Granulatmenge zugeführt wird, kann die Breite der Oeffnung über die ganze Hohe der Schaufel ganz oder nahezu ganz gleich sein.

Um das erwünschte Verhältnis zwischen dem Anlaufmoment und dem Losbrechmoment (Ueberlastungsmoment, bei dem aufs neue Schlupf auftritt) zu erhalten, kann die Nut in verschiedenen Weisen, z.B. V-förmig, U-förmig, gemäss einer Kombination dieser beiden, o.dgl. ausgebildet werden. Es ist dabei auch möglich, die Wände der Nut asymmetrisch in bezug auf die Mittelebene des Rotors auszubilden.

Zum Erhalten einer möglichst grossen Kühlung des Granulats bei der Bewegung längs der Wand des in bekannter Weise mit Kühlrippen versehenen Gehäuses können auf beiden Seiten des Rotors fest mit dem Gehäuse verbundene ringförmige Führungswände angeordnet sein. Dabei können zum Erhalten einer guten Vermischung des Granulats die Führungswände jeweils mittels einer Anzahl versetzt angeordneter Rippen mit dem betreffenden Gehäuseteil verbunden sein.

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Eine noch weitere Verbesserung der genannten Vermischung wird dadurch erhalten, dass die Innenwand des Gehäuses mit Buckeln oder derartigen Vorsprüngen versehen wird.

Neben den schon genannten Vorteilen, hat die erfindungsgemässe Zentrifugalkupplung noch den Vorteil, dass bei demselben Durchmesser in bezug auf die bekannte Kupplung das zu übertragene Anlaufmoment bei der Kupplung gemSss der Erfindung beträchtlich hoher ist infolge der Erhöhung des Druckes auf das Granulat in der Zone an dem Aussenumfang des in die Rotornut gepressten Granulats, das einen Gegendruck erfahrt von dem durch die Zentrifugalkraft aufgestauten Granulat auf beiden Seiten des Rotors. Bei den bekannten Kupplungen ist ja der Druck auf das Granulat in dem genannten Gebiet nicht grosser als der, welchen das Granulat erfährt von dem durch die Zentrifugalkraft auf das auf beiden Seiten des Rotors vorhandene Granulat ausgeübten Druck.

Zur Klarstellung der Erfindung wird jetzt unter Hinweis auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Zentrifugalkupplung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Zentrifugalkupplung mit dem Rotor im Schnitt gemäss der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine Seitenansicht des bei der Kupplung gemäss Fig. 1 angewendeten Rotors;

Fig. 3 eine Unteransicht des Rotors nach Fig. 2;

Fig. k in vergrossertem Massstab ein Detail A des Rotors nach Fig. 2 und

Fig. 5 eine Anzahl Abwandlungen des Rotors nach den Figuren 1-¹+.

Gemäss der Zeichnung ist eine Granulat-Zentrifugalkupplung versehen mit einem aus zwei Gehäuseteilen 1 und 2 und einem Nabenteil 3 bestehen-

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den Gehäuse, das mit einer nicht viedergegebenen antreibenden Achse verbunden werden kann. Die Gehauseteile 1 und 2 sind durch regelmassig über den Umfang angebrachte Bolzen k und Muttern 5 verbunden, während die Teile 1 und 3 durch Bolzen 6 miteinander verbunden sind.

Das Gehäuse 1, 2 ist mit einer im Querschnitt grSsstenteils kreisförmigen Arbeitskammer 7 versehen. In dieser Arbeitskammer befindet sich ein Rotor 8, der mittels regelmässig über den Umfang angebrachter Bolzen 9 auf einer ausgehenden angetriebenen Buchse 10 befestigt ist.

Zwischen der Buchse 10 und dem Nabenteil 3 befinden sich ein Kugellager 11 und ein Nadellager 12, die durch eine Abstandsbuchse 13 voneinander getrennt sind. Auswärts der genannten Lager sind Abdichtringe in diesem Fall Simmer-Ringe 1k und 15 angeordnet.

Zur Gewahrleistung, dass das in die Kupplung, d.h. in die Arbeitskammer aufgenommene Granulat, dessen Stelle in Fig. 1 während des sihlüpfenden Betriebs getüpfelt wiedergegeben ist, nicht in die vitalen Teile gelangt oder ungewünscht aus der Kupplung entfernt wird, ist diese noch mit Abdichtringen 16 bzw. 17 versehen.

Wie aus den Figuren 1, 2 und 3 ersichtlich, ist der Rotor 8 mit einer rinnenförmigen, in diesem Fall U-formigen Umfangsnut mit Wänden oder Schenkeln 18 bzw. 19 versehen. Die Wände der Nut sind, diametral gegenübereinander, jeweils mit Schaufeln 20 bzw. 21 aufweisenden Oeffnungen 22 bzw. 23 versehen: in dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Schaufeln und die Oeffnungen durch auswärts gebogene Teile der Wände 18 und 19 gebildet.

Der der Nut zugekehrte Teil der Schaufeln erstreckt sich an der Stelle des mit 2U angebenen Punktes bis in die Nut des Rotors (Fig. 3).

Wenn die Kupplung im Betrieb ist, wird das Granulat durch die Zentrifugalkraft auswärts bewegt. Bei schlüpfender Kupplung wird mittels der Schaufeln Granulat in die Rotornut "gepresst", wodurch der Druck in dem Granulat in dem Teil zwischen der Rotornut und dem Innenumfang des Gehäuses erhöht werden wird. Um einen ausreichenden Druck, d.h. eine aus-

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reichende Granulat-"Zufuhr" zu erhalten ist die Breite der Oeffnungen über die ganze Höhe der Schaufeln vorzugsweise gleich und gross genug; bei einer zu kleinen Oeffnung und dadurch einer zu geringen Granulatzufuhr, fällt der Druck in der Druckkammer, während bei einer zu grossen Oeffnung bzw. einer zu weit ausgebogenen Schaufel ein grösseres Losbrechmoment auftritt. Ein Teil des Granulats wird jetzt entgegen der Zentrifugalkraft, längs der Innenwand des Gehäuses radial einwärts strömen und sodann wieder von den Schaufeln aufgefangen und wiederum unter Druck gebracht werden.

Zum Kühlen des sich so bewegenden Granulats sind die Gehäuseteile 1 und 2 mit Kühlrippen 25 bzw. 26 versehen. Damit gewährleistet wird, dass das Granulat dabei möglichst günstig längs der "kühlenden" Innenwand strömt, sind in dem Gehäuse ringförmige Führungswände 27 bzw. 28 angeordnet.

Diese Führungswände sind jeweils durch eine Anzahl Rippen 29 bzw. 30 mit dem betreffenden Gehäuseteil 1, 2 verbunden. Die Rippen 29 bzw. 30 sind dabei jeweils versetzt, d.h. in einem anderen Radialabstand angeordnet, um eine möglichst grosse Turbulenz in dem zu kühlenden Granulat zu bewirken. Diese Turbulenz wird weiter noch dadurch vergrossert, dass auf der Innenwand der Gehäuseteile 1 und 2 an der Stelle der Arbeitskammer Buckel 31 angeordnet werden.

Die beschriebene Kupplung hat den Vorteil, dass das Material bei schlüpfender Kupplung in genügendem Masse in Kreislauf gebracht wird, d.h. gekühlt wird, um in bezug auf die bekannten Kupplungen längere Schlüpfungszeiten zu ermöglichen.

Dabei kann durch Aenderung der Hohe und des Masses der Ausbiegung der Schaufeln das Verhältnis zwischen dem Anlaufmoment und dem Losbrechmoment geändert werden.

AndereVerhältnisse zwischen Anlauf- und Losbrechmoment können durch Aenderung der Form und der Tiefe der Rotornut erreicht werden. Beispiele davon sind in Fig. 5 wiedergegeben, in der fur gleiche Teile dieselben Bezugsziffern angebracht wird.

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Es wird weiter bemerkt, dass in dem Ausfuhrungsbeispiel nach den Figuren '\-k jeder Nutschenkel jeweils mit zwei entgegengesetzt gerichteten, je für eine Drehrichtung bestimmten Schaufeln versehen ist. Zur Gewährleistung, dass bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel das in die Nut strömende Material nicht wieder durch die dahinten liegende Oeffnung nach aussen strömt, erstreckt sich der der Nut zugekehrte Teil der Schaufeln einwärts bis in die Fläche der Nut (Punkt 2U). Es wird klar sein, dass auch mehrere Schaufeln angeordnet werden können, wobei die Schaufeln dann jeweils regelmässig verteilt über den Umfang aufgestellt sind, und zwar derart, dass die gegenseitige Beeinflussung des durch jede der Oeffnungen strömenden Materials minimal ist.

Es wird noch bemerkt, dass im Rahmen des Erfindungsgedankens eine grosse Anzahl Aenderungen möglich ist.

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Claims

P A T S N T A im W A L T-E DIPL.-INQ. R. SPLANEMANN oipl-chem. dr. B. REITZNER

ZUGEU. VCRTBETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO · MANOATAIRES AGREES PRES U¹OEB

Machinefabriek en Technische Handelsondememing M.H. van der Graaf B.V.
De Weyert 14

Vollenhove/Niederlande

• 000 MUNCHBN * 19· ΏθΖ . 1979

Tal 13

T.l.fon (089) 22«207/MiJW Telegramm·: Inventiu T.le«: 528418 intu» d

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( 1./Zentrifugalkupplung, insbesondere eine Granulat-Zentrifugalkupplung, versehen mit einem Gehäuse und einem drehbar in diesem Gehäuse aufgestellten Rotor, ausgestattet mit mindestens einer rinnenförmigen Umfangsnut, von der jede Wand mindestens eine DurchlassSffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Durchlassöffnung unter einem von 90 verschiedenen Winkel zu der Mittelebene des Rotors aufgestellt ist.
2. Zentrifugalkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

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jede Oeffnuug mit einer aueserhalb der Umfangsnut hervorragenden Schaufel versehen ist.
3. Zentrifugalkuppling nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Oeffnung in der Umfangsnutwand wenigstens zwei entgegengesetzt gerichtete Schaufeln aufweist.
U. Zentrifugalkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der der Nut zugekehrte Teil der genannten zwei entgegengesetzt gerichteten Schaufeln sich bis in die Nut erstrecken.
5. Zentrifugalkupplung nach Anspruch 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln durch aus der Nutwand gebogene Teile gebildet werden.
6. Zentrifugalkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Oeffnung über die ganze Höhe der Schaufel ganz oder nahezu ganz gleich ist.
7. Zentrifugalkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Nut asymmetrisch in bezug auf die Mittelebene des Rotors aufgestellt sind.
8. Zentrifugalkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten des Rotors fest mit dem Gehäuse verbundene, ringförmige Führungswände angeordnet sind.
9. Zentrifugalkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswände jeweils mittels einer Anzahl versetzt angeordneter Rippen mit dem betreffenden Gehäuseteil verbunden sind.
10. Zentrifugalkupplung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Gehäuses mit Buckeln oder derartigen Vorsprüngen versehen ist.

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