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Sicherheitsvorrichtung für rotierende Maschinen, insbesondere für
Zentrifugen, Rühr- und Mischwerke u. dgl. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung
der bisher üblichen Sicherheitsvorrichtungen, wie sie für rotierende Maschinen,
insbesondere für Zentrifugen, Rühi- und Mischwerke u. dgl., Verwendung finden.
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Es sind Deckelverriegelungen für Zentrifugen @hekannt, bei welchen
ein Verriegelungsgestänge durch Fliehkraft bestätigt wird. Als Fliehgewichte dienen
Kugeln, die, wie bei einem Fliehkraftregler, %-on einer gewissen Drehzahl ab nach
auswärts streben und dadurch einen Schaltvorgang hervorrufen bzw. ein Verriegelungsgl.ied
bewegen. Diese Sicherheitsvorrichtungen, besitzen jedoch den Nachteil aller Fliehkraftregler,
daß eine verhältnismäßig hohe Umlaufgeschwindigkeit erforderlich ist, um das Gewicht
der Kugelre zu überwinden; sie sprechen daher erst bei höheren, Dreh-zahlen an,
ein gewisser, unter Umständen gefährlicher Drehzahlbereich bleibt ungesichert. Die
Forderung daß Schutzvorrichtungen bei rotierenden Maschinenteilen erst bei vollständigem
Stillstand oder zumindest bei sehr kleiner Drehzahl außer Wirkung kommen sollen,
wird von einem solchen System nicht erfüllt.
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Ferner ist eine elektrische Deckelverriegelung bekannt, die unter
Ausnutzung der Zentrifugalkraft AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957
mit
einem Quecksilberschalter arbeitet, wobei durch das gegen den Umfang aufsteigende
Quecksilber ein elektrischer Kontakt betätigt wird, der seinerseits wieder den Stromfiuß
für einen elektrisch betätigten Riegel freigibt. Dieser Vorrichtung haftet, wenn
vielleicht auch nicht so sehr wie bei der erstgenannten Vorrichtung, der Nachteil
an, daß sie auf geringe Umlaufzahlen der zu sichernden Maschine nicht mehr anspricht
und daher gerade in der wichtigen Zeitspanne des Anlaufens der Maschine versagt.
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Schließlich ist noch eine Sicherung von Verschlüssen an lange auslaufenden
Maschinen, z. B. Zentrifugen, bekannt, bei der eine von der Maschine in Drehung
gehaltene Mutter vorgesehen ist, die eine senkrecht mit einem Riegel für die Verschlußsicherung
verbundene Scl-raubenspindel trägt, an der ein in einer Flüssigkeit liegendes Flügelrad
befestigt ist. Diese Vorrichtung gibt wohl den Verschlug erst nach Stillstand der
Maschine frei, sie ist jedoch durch ihren Aufbau und dieVerwendung von zahlreichen
komplizierten und mit großem Reibungsverlust behafteten Maschinenelementen dexart
empfindlich, daß dadurch die Zuverlässigkeit beeinträchtigt wird. Diese. Vorrichtung
ist außerdem kostspielig und nimmt viel Platz in Anspruch, wa-@s auch die Zugänglichkeit
der -zu. sichernden Maschine verschlechtert.
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Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Vorrichtungen
vermieden. Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung besteht der Kontaktgeber
aus einem von den bewegten, vorzugsweise rotierenden Maschinenteilen, z. B. der
Zen-triifugernwelle, angetriebenen hohlzylindrischen Körper, der in einem mit Flüssigkeit,
z. B. Öl, gefüllten Gehäuse umläuft und einen koaxial zu ihm gelagerten zweiten
hohlizy-li'mdrrischen Körper durch Vermittlung der Flüssigkeit mitdreht. Der angetriebene
Körper schließt bzw. öffnet mittels eines Kontakthebels, eines Kontaktfingers od.
dgl. sowie einer Rückholfeder einen oder mehrere Kontakte. Dadurch wird z. B. der
Stromkreis einer Solenoidspule geschlossen, deren Anker einen Verschlußriegel für
den Maschinendeckel od. dgl. betätigt.
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Diese Ausführung hat den Vorteil großer Einfachheit des Aufbaues,
kleiner Abmessungen und daher einer guten Unterbringmöglichkeit sowie einer großen
Betriebssicherheit wegen der geringen Reibungsverluste der in Öl laufenden Teile.
Sie bedarf ferner nur geringfügiger Wartung und bietet dafür Gewähr, daß z. B. beim
Öffnen des Deckels der Verschluß praktisch erst bei Stillstand der Maschine freigegeben
wird.
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Eine weitere Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems
besteht darin, an Stelle der beiden in Öl laufenden hohlzyldndrsschen Körper scheibenförmige
Körper zu verwenden, die an den einander zugekehrten Flächen mit radialen Rippen
versehen sind. Nach der Erfindung wird dazu auch noch vorgeschlagen, den angetriebenen
scheibenförmigen und mit Rippen versehenen Körper am äußeren Umfang mit einem Kragen
auszustatten, der den zweiten scheibenförmigen und mit Rippen versehenen Körper
mit Spiel umfaßt. Durch die scheibenförmige Ausbildung der sogenannten Treib- und
Schaltkörper und: durch die Anordnung von radialen Rippen auf den einander zugekehrten
Flächen wird einerseits die Bauhöhe der Vorrichtung und andererseits die Flüssigkeitsreibung
vermindert. Außerdem wird mit einem kleineren Quantum an Flüssigkeit als bei der
vorgenannten Lösung ausgekommen. Ferner wird die Flüssigkeit gezwungen, sich zwischen
den beiden Teilen in mehreren kleineren, voneinander praktisch unabhängigen @sektorförmigen:
Räumen zu sammeln. In diesen Räumen lagert nun die Flüssigkeit nach Art von Flüssigkeitspolstern,
die infolge ihrer Spannungen eine sofortige Mitnahme des getriebenen Teiles (Schaltscheibe)
bei Drehung der Treibscheibe bewirkt. Desgleichen kommt nach Stillstand der Treibscheibe
auch die Schaltscheibe sehr rasch zum Stillstehen, was einen nützlichen Zeitgewinn
ergibt. Der Kragen der Treibscheibe, welcher die Schaltscheibe mit Spiel umfaßt,
wirkt sich ebenfalls in der genannten Richtung verbessernd aus.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß
der Erfindung veranschaulicht.
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Fig. i a zeigt die Vorrichtung teilweise im Längsschnitt und teilweise
in Ansicht; Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. i a; Fig. i
b und i c zeigen je eine weitere Ausführungsform der Getriebeteile.
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In dem mit einer Flüssigkeit 4 gefüllten Gehäuse 3 läuft ein hohlzylindrischer
Körper i (eine Treibscheibe), welcher auf der Welle i' verdrehungssicher befestigt
ist. Die Welle i' ist in zwei Kugellagern 16 gelagert und wird über die, Scheibe
$ von den rotierenden Maschinenteilen, z. B. von der Zentrifugenwelle, angetrieben.
Koaxial zur Treibscheibe i ist ein zweiter hohlzylindrischer Körper 2 (eine Schaltscheibe)
am Ende der Welle i' in Kugellagern 17 gelagert, welcher von der Treibscheibe i
durch Vermittlung der Flüssigkeit mitgedreht wird. Mit der Schaltscheibe 2 in Verbindung
oder aus einem Stück ist die Hohlwelle 15, an welcher im Anlenkpunkt 18 eine Rückholfeder6
angreift. Ein an der Hohlwelle 15 befestigter Kontakthebel ? aus Metall kommt bei
Drehung der Hohlwelle 15 entgegen dem Uhrzeigersinn an Anschlagstifte 8, 8' und
bei entgegengesetzter Drehrichtung an elektrische Kontaktstifte 9, 9' zum Anliegen.
Im letzteren Fall wird der Stromkreis der Solenoidspule io geschlossen, wodurch
der Anker i i den Verschlußriegel 12 für den Maschinendeckel 14 od. dgl. entgegen
der Kraft der Feder, 13 betätigt.
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In Fig. i b sind die Treibscheibe 1b und die Schaltscheibe 2b als
ebene Scheiben ausgeführt und an den einander zugekehrten Seiten mit radialen Rippen
versehen. Die beiden Scheiben können an Stelle der Rippen auch andere Unebenheiten,
z. B. ausgeprägte Erhebungen, aufweisen, die in
gleicher Weise eine
bessere Bewegungsübertragung bezwecken. Die Schaltscheibe 2b ist in einem Gleitlager
i9 auf der Welle r' gelagert.
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Bei der Ausführung nach Fig. i c besitzt die Treibscheibe i c am äußeren
Umfang einen Kragen 2o, mit welchem die Schaltscheibeec mit Spiel umfaßt wird. Ein
Spalt zwischen den Scheiben gewährleistet den erforderlichen Ölzutritt. Die Schaltscheibe
2, kann auch mit einer Anzahl Durchgangsbohrungen für den Ölzutritt versehen sein.
Bei den beiden letztgenannten Ausführungen ist an Stelle der Hohlwelle 15 ein Schaltfinger
23 vorgesehen, der in eine oder in zwei nicht dargestellte Schaltfedern eingreift,
welche im feststehenden Aufbau gelagert sind.
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Das flüssigkeitsgefüllte Gehäuse 3 ist unten in nicht dargestellter
Weise durch einen Boden abgeschlossen. Unter diesem befindet sich ein Berührungsschutzdecke121
an sich bekannter Bauart, mit einer Anbauverschraubung 22 zum Durchführen der elektrischen
Leitungen.