DD216868A1 - UNWOOD STUDENTS FOR CENTRIFUGES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Unwuchtaufnehmer fuer Zentrifugen. Ihr Ziel ist es, die Stoeranfaelligkeit der Unwuchterfassung und -anzeige zu beseitigen und einen Aufwand zur Abschirmung von Stoerfeldern zu vermeiden. Ihr lag die Aufgabe zugrunde, einem Unwuchtaufnehmer ohne elektrische Uebertragungsleitungen zwischen der Erfassungsstelle und der Auswerteschaltung zu schaffen. Erfindungsgemaess sind fuer den Unwuchtaufnehmer ein Lichtsender, ein ueber einen Lichtleiter mit der Unwuchterfassungsstelle verbundenen Lichtempfaenger und ein die Unwuchterfassungsstelle bildendes Zentrifugenteil im Lichtweg vorgesehen. Fig. 1The invention relates to an unbalance sensor for centrifuges. Their goal is to eliminate the risk of the imbalance detection and display and to avoid a burden to shield from interference fields. It was based on the task of creating an unbalance sensor without electrical transmission lines between the detection point and the evaluation circuit. According to the invention, a light emitter, a light receiver connected via an optical waveguide to the imbalance detection point, and a centrifuge part forming the imbalance detection point are provided in the light path for the imbalance sensor. Fig. 1

Description

Unwuchtaufnehmer für Zentrifugen Internationale Patentklassifikation: B 04 B - 9/14 Anwendungsgebiet der Erfindung: Centrifugal imbalance sensors International Patent Classification: B 04 B - 9/14 Field of the Invention:

Die Erfindung betrifft einen Unwuehtaufnehmer für Zentrifugen, durch, den in Verbindung mit einet das Unwuchtsignal vorarbeitenden Auswerteschaltung die Zentrifuge beim Erreichen einer vorbestimmten Unwucht stillgesetzt wird und gleichzeitig eine Unwuchtanzeige erfolgt.The invention relates to a Unwuehtaufnehmer for centrifuges, by, in connection with the einetuchtsignal preprocessing evaluation circuit, the centrifuge is stopped when reaching a predetermined imbalance and simultaneously an imbalance display.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Unzulässige Schwingungsbeanspruchungen von Zentrifugen können durch Unwuchten der Trommel auftreten, die durch ungleichmäßige Verteilung des Schleudergutes in der Trommel, durch Fehler und Unachtsamkeiten beim Zusammenbau, ausgeschlagene Lager und dgl. hervorgerufen werden« Infolge der hohen Trommeldrehzahlen können bei zu großer Unwucht die Massen-Impermissible vibration stresses of centrifuges can occur due to unbalance of the drum, which are caused by uneven distribution of the material to be centrifuged in the drum, by errors and inattentiveness during assembly, worn bearings and the like. "Due to the high drum speeds can be too large imbalance, the mass

kräfte so groß werden» daß die Zentrifuge zerstört wird und weitere Einrichtungen beschädigt werden· Eine ständige und zuverlässige überwachung der Unwucht der Zentrifuge ist daher für einen reibungslosen Betrieb unerläßlich· Bekannte Unwuchtaufnehmer sind als Grenzbeschleunigungsmesser oder als Grenzwegmesser ausgeführt (DD-ES 58 925; B 04 Bforces are so great that the centrifuge is destroyed and further equipment is damaged. A constant and reliable monitoring of the imbalance of the centrifuge is therefore essential for smooth operation. Known unbalance sensors are designed as limit accelerometers or limit cutters (DD-ES 58 925; 04 B

Grenzbeschleunigungsmesser bestehen aus einem verschließbaren Gehäuseι das am Zentrifugengestell befestigt ist* Im Gehäuseinneren sind zwei ringförmig ausgebildete Kontaktschienen isoliert angeordnet, die über ein Relais und ein Steuergerät mit einer Spannungsquelle verbunden sind» Auf der einen Kontaktschiene ruht eine Metallkugel, deren Durchmesser größer ist als der des Kontaktringes« Bei zunehmenden Schwingungen des Gehäuses wird die Kugel aus ihrem Bett herausgerollt und stellt eine leitende Verbindung zwischen den beiden Kontaktschienen her. Über das Heiais und das Steuergerät wird nun ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst« Ferner können der Antriebsmotor abgeschaltet und die Bremse betätigt werden·Grenzbeschleunigungsmesser consist of a closable Gehäuseι which is attached to the centrifuge frame * Inside the housing two ring-shaped contact rails are arranged isolated, which are connected via a relay and a control unit to a voltage source »resting on a contact rail, a metal ball whose diameter is greater than that of Contact ring "As the housing oscillates, the ball rolls out of its bed and creates a conductive connection between the two contact rails. The heiais and the control unit now an optical or acoustic signal is triggered «Furthermore, the drive motor can be turned off and the brake is operated ·

Bei den Grenzwegmessern ist in einem der zulässigen Unwucht entsprechenden Abstand von der Trommel oder ihrer Welle ein elektromechanischer Schalter angeordnet· Überschreitet die Trommel bzw, ihre Welle diesen Grenzwert der Unwucht, so stößt sie an den Schalter, der über eine Auswerteschaltung die Stillsetzung der Zentrifuge und ein Unwuchtsignal bewirkt· Dieser Unwußhtschalter wird direkt durch die Unwucht betätigt· Ein anderer Grenzwegmesser (DD-ES 58 925) besteht aus einem am Gestell der Zentrifuge befestigten Zungenfrequenzmesser und den Zungen gegenüber angeordneten Kontaktstiften· Er ermöglicht eine drehzahlabhängige Unwuchtmeldung. Die genannten Unwuchtmelder sind über elektrische Leitungen mit den Auswerteschaltungen verbunden» Die Leitungen wirken als Antennen für Störfelder, die hauptsächlich vomIn the Grenzwegmessern an electromechanical switch is arranged in one of the allowable imbalance corresponding distance from the drum or its shaft · If the drum or its shaft exceeds this limit value of unbalance, it comes to the switch, the shutdown of the centrifuge and an evaluation an unbalance signal causes · This Unwußhtschalter is operated directly by the unbalance · Another Grenzwegmesser (DD-ES 58 925) consists of a mounted on the frame of the centrifuge tongue frequency and the tongues arranged opposite pins · It allows a speed-dependent imbalance message. The unbalance detectors mentioned are connected to the evaluation circuits via electrical cables. »The cables act as antennas for interference fields, which are mainly used by the

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Elektromotor der Zentrifuge erzeugt werden· Durch die entstehenden Störspannungen ist die Unwuchtmeldung störanfällig. Zur Vermeidung der Störanfälligkeit sind eine Abschirmung der Leitungen oder elektronische Filter erforderlich, was einen hohen Aufwand bedingt·Electric motor of the centrifuge are generated · Due to the resulting interference voltages, the imbalance message is susceptible to interference. In order to avoid the susceptibility to failure, a shielding of the lines or electronic filters are required, which requires a high outlay ·

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, die Störanfälligkeit der Unwuchterfassung zu beseitigen und den Aufwand zur Unterdrückung der Störeinflüsse au vermeiden·The aim of the invention is to eliminate the susceptibility of the imbalance detection and avoid the effort to suppress the interference au ·

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Unwuchtaufnehmer für Zentrifugen ohne elektrische Übertragungsleitungen zwischen ,der Erfassungsstelle und der Auswerteschaltung zu schaffen«The invention had the object of providing an unbalance sensor for centrifuges without electrical transmission lines between, the detection point and the evaluation circuit to create «

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß ein Lichtsender, ein über einen Lichtleiter mit der Unwuchterfassungsstelle verbundener Lichtempfänger und ein die Unwuchterfassungsstelle bildendes Zentrifugenteil im Lichtweg vorgesehen. In zweckmäßigen Ausführungen ist das rotierende Zentrifugenteil eine rotationssymmetrisch angeordnete₉ reflektierende Fläche oder die Trommelwelle selbst. Bei der ersten Ausführung sind die Lichtaustritts- und die Lichtaufnahmestelle in einem Winkel, bei der zweiten Ausführung in einer Achse angeordnet· Die reflektierende Fläche kann beispielsweise als Kreisscheibe, die auf der Welle des Motors montiert ist, oder als Ring am Boden der Trommel ausgebildet sein· · Schließlich ist es wegen der Störfelder auch zweckmäßig, den Lichtsender ebenfalls über einen Lichtleiter mit der Unwuchterfassungsstelle zu verbinden·To achieve this object, a light emitter, a light receiver connected to the imbalance detection point via a light guide and a centrifugal part forming the imbalance detection point are provided in the light path according to the invention. In advantageous embodiments, the rotating centrifuge member is a rotationally symmetrically arranged ₉ reflective surface or the drum shaft itself. In the first embodiment, the light exit and the light receiving point are at an angle, arranged in the second embodiment in an axis · The reflecting surface may, for example as a circular disc, which is mounted on the shaft of the motor, or be formed as a ring at the bottom of the drum · · Finally, it is also appropriate because of the interference fields to connect the light emitter via a light guide with the imbalance detection point ·

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the accompanying drawing shows

Fige 1 das Blockschaltbild einer Anordnung zum Erfassen der Unwucht mit dem erfindungsgemäßen UnwuchtaufnehmerFig. 1 is a block diagram of an arrangement for detecting imbalance with the imbalance sensor according to the invention

Fig® 2 die Unwuchterfassungsstelle mit der Lichtaustrittsund -aufnahmestelle des UnwuchtaufnehmersFig® 2 shows the imbalance detection point with the light exit and receiving point of the imbalance sensor

Von der Zentrifuge sind in Fig. 1 nur ihre Hauptfunktions- . teile dargestelltί die Trommel oder der Rotor 1, die Rotor- ^% welle 2, das Getriebe 3, der Motor 4 und die Steuerschaltung 5β Das Getriebe 3 und der Motor 4 sind durch eine Aufhängung 7 federnd mit dem Gestell 6 der Zentrifuge verbtanden. Auf der Stirnfläche der Motorwelle 9 ist eine kleine Reflektorscheibe 10 angeordnet« Sie bildet die Unwuchterfassungsstelle 8« In ihrer Nähe sind die Lichtaustrittsstelle 17 und die Lichtaufnahmestelle 18 eines optischen Unwuchtaufnehmers fixiert» Die Lichtaustrittsstelle 17 ist durch die Stirnfläche eines Lichtleiters 12, die Lichtaufnahmestelle 18 durch die Stirnfläche eines Lichtleiters 14 repräsentiert. Als Lichtleiter 12 j 14 werden vorzugsweise Plastlichtleitkabel verwendet. Die Stirnflächen sind so angeordnet, daß ihre Achsen (Normalen) den gleichen Winkel zur Senkrechten auf der Reflektorscheibe 10 einnehmen· Der Lichtleiter 12 ist dicht an den Lichtsender 11, z# B. eine Infrarotleuchtdiode, der Lichtleiter 14 dicht an den Lichtempfänger 13, z. B. ein Fototransistor, herangeführt· Der Lichtempfänger 13 ist ausgangsseitig mit dem Eingang der Auswerteschaltung 15 verbun den, die einen Ausgang für ein Anzeigeelement 16 und einen Ausgang für die Steuerschaltung 5 aufweist. Die beschriebene Anordnung zur Erfassung der Unwucht arbeitet folgendermaßen . , Die rotierenden Teile der Zentrifuge bilden ein schwingungs-From the centrifuge are in Fig. 1 only their main function. parts shownί the drum or the rotor 1, the rotor shaft ^% 2, the transmission 3, the motor 4 and the control circuit 5β The transmission 3 and the motor 4 are connected by a suspension 7 resiliently with the frame 6 of the centrifuge. On the end face of the motor shaft 9, a small reflector plate 10 is arranged «It forms the Unwuchterfassungsstelle 8« In its vicinity, the light exit point 17 and the light receiving point 18 of an optical unbalance sensor fixed »The light exit point 17 is through the end face of a light guide 12, the light receiving point 18 through represents the end face of a light guide 14. As optical fiber 12 j 14 Plastlichtleitkabel are preferably used. The end faces are arranged so that their axes (normals) occupy the same angle to the vertical on the reflector disk 10. The light guide 12 is close to the light emitter 11, eg an infrared light emitting diode, the light guide 14 close to the light receiver 13, e.g. , B. The light receiver 13 is on the output side of the input of the evaluation circuit 15 verbun the, which has an output for a display element 16 and an output for the control circuit 5. The described arrangement for detecting the imbalance works as follows. , The rotating parts of the centrifuge form a vibratory

fähiges Gebilde, das durch die Unwucht insbesondere des Rotors 1 in Schwingungen gerat»capable structure that vibrates due to the unbalance, especially of the rotor 1 »

Im Ruhezustand und bei einem unwuchtfreien Lauf der Zentrifuge wird das vom Lichtsender 11 ausgehende Licht über den Lichtleiter 12 zur Reflektorscheibe 10 geführt und dort reflektiert. Das reflektierte Licht trifft auf die Licht- ' -' aufnahmestelle 18, von wo es durch den Lichtleiter 14 zum Lichterapfanger 13 geleitet wird. Der Lichtempfänger 13 bildet ein elektrisches Signal* das aur Auswerteschaltung 15 gelangt. Dort wird ein Signal "Rotor ohne Unwucht" gebildet. Dieses Signal hält die Motorsteuerschaltung 5 im Betriebszustand und bewirkt kein Ansprechen des AnzeigeelementesAt rest and in an unbalanced run the centrifuge outgoing light from the light emitter 11 is guided via the light guide 12 to the reflector plate 10 and reflected there. The reflected light impinges on the light '-' receiving point 18, from where it is passed through the light guide 14 to the Lichtapfanger 13. The light receiver 13 forms an electrical signal * aur the evaluation circuit 15 passes. There, a signal "rotor without imbalance" is formed. This signal keeps the motor control circuit 5 in the operating state and causes no response of the display element

Bei Vorhandensein einer Unwucht schwingt die Motorwelle 9 und mit ihr die Reflektorscheibe 10. Ab einer bestimmten Schwingungsweite trifft kein Licht mehr auf die Reflektorscheibe 10 und damit auf die Lichtaufnahmestelle 18. Die Auswerteschaltung 15 erhält kein elektrisches Signal vom Lichtempfänger 13· Sie stellt den Zustand "Rotor hat Unwucht'¹ festy was sie an das Anzeigeelement 16 und die Steuerschaltung 5 meldet. Die Steuerschaltung 5 schaltet den Motor 4-ab. Die zulässige Unwucht ist durch den Durchmesser der Reflektorscheihe 10 festgelegt.In the presence of an imbalance, the motor shaft 9 oscillates and with it the reflector disk 10. From a certain oscillation no longer hits light on the reflector plate 10 and thus on the light receiving point 18. The evaluation circuit 15 receives no electrical signal from the light receiver 13 · It sets the state " Rotor has unbalance ' ^{1 which} signals it to the display element 16 and the control circuit 5. The control circuit 5 switches off the motor 4. The permissible unbalance is determined by the diameter of the reflector row 10.

In anderen Ausführungen kann die Unwuchterfassungsstelle ein Reflektorring am Boden des Rotors 1 oder die Rotorwelle 2 sein·In other embodiments, the imbalance detection point may be a reflector ring at the bottom of the rotor 1 or the rotor shaft 2.

Claims (1)

. \ - 6 - . Erfindüngsanspruchs .,, \ - 6 -. Invention claim., 1_β Unwuchtaufnehmer für Zentrifugen ₉ gekennzeichnet durch einen Lichtsender (11), einen über einen Lichtleiter (14) mit der Unwuchterfassungssteile (8) irerbundenen Lichtempfänger (13) und ein die Unwuchterfassungsstelle (8) bildendes Zentrifugenteil (10) im Lichtweg»1 _β unbalance sensor for centrifuges ₉ characterized by a light transmitter (11), a via a light guide (14) with the unbalance detection parts (8) irlanged light receiver (13) and the imbalance detection point (8) forming the centrifuge part (10) in the light path » 2« Unwuchtaufnehmer nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet ₉ daß das Zentrifugenteil eine rotationssymmetrisch angeordnete, reflektierende Fläche ist·2 «Unwuchtaufnehmer according to item 1, characterized in that the centrifuge ₉ part a rotationally symmetrically arranged in reflecting surface is · 3β Unwuchtaufnehmer nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Fläche eine auf der Motorwelle (9) montierte Reflektorscheibe (10)3β unbalance sensor according to point 2, characterized in that the reflective surface mounted on the motor shaft (9) reflector disc (10) 4·_β Unwuchtaufnehme.r nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Fläche ein am Boden der Trommel (1) angebrachter Reflektorring ist» - ' 4 · _β imbalance receiver according to item 2, characterized in that the reflective surface is a reflector ring attached to the bottom of the drum (1) » - ' Unwuchtaufnehmer nach.Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das -Zentrifugenteil im Lichtweg die Troramelwelle (2) ist,Imbalance sensor nach.Punkt 1, characterized in that the -Zentrifugenteil in the light path is the Troramelwelle (2), 6_e Unwuchtaufnehmer nach Punkt 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (11) über einen Lichtleiter (12) mit der Lichtaustrittsstelle (17) verbunden ist·6 _e imbalance sensor according to item 1, 2 or 5, characterized in that the light transmitter (11) via a light guide (12) with the light exit point (17) is connected · Hierzu,1 Blatt PatentzeichnungFor this purpose, 1 sheet patent drawing