DE1576910A1 - Safety device for machines with parts rotating in a housing, especially for Roots blowers - Google Patents
Safety device for machines with parts rotating in a housing, especially for Roots blowersInfo
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Description
München, den '3, H 260/w.ss.Munich, '3, H 260 / w.ss.
. 8. V utasen 1C7CQin . 8. V utases 1C7CQin
fV-.r.i , noo * V / D 9 I ü fV-.ri, n oo * V / D 9 I ü
η 82η 82
Widenmaytistrae· 40 TeL £»5128Widenmaytistrae 40 TeL £ »5128
W.C. Holmes & Company Limited in Huddersfield,York,GroßbritannienWC. Holmes & Company Limited of Huddersfield, York, UK
Sicherheitsvorrichtung für Maschinen mit in einem Gehäuse umlaufenden Teilen, insbesondere für BootsgebläseSafety device for machines with rotating in a housing Parts, in particular for boat fans
Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen mit in einem Gehäuse umlaufenden Teilen, z.B. auf Gebläse, Ventilatoren, Turbinen, Verdichter oder Pumpen, insbesondere aber Auf Rootsgebläse. The invention relates to machines with parts rotating in a housing, for example to blowers, fans, turbines, compressors or pumps, but in particular to Roots blowers.
Beim Betrieb solcher Maschinen besteht immer die Gefahr, daß bei übermäßiger Erwärmung und/oder bei unzulässigen Druckschwankungen durch überlastung Wärmedehnungen an den Läufern /land/ο der eine Verformung des Gehäuses eintritt, die das für den Betriebszustand erforderliche Spiel zwischen dem Gehäuse und den Läufern oder zwischen zwei zusammenwirkenden Läufern, z.3. zwischen den' oei-den umlaufenden Kolben eines Rootsgebläses, beseitigen. Die Maschine muß dann schnellstens ausgeschaltet werden, um ernstliche deecnddigungen an den umlaufenden Teilen oder am Gehäuse zu verjieiden. Ebenso kann auch das Abreißen des Ölfilms auf den Zahnungen /on .^wei in einem Gehäuse umlaufenden Zahnrädern zu einer Besch-Hli^ung der Mahnungen fuhren.When operating such machines there is always the risk of excessive heating and / or impermissible pressure fluctuations thermal expansions on the runners / land / ο der due to overload a deformation of the housing occurs, the clearance required for the operating state between the housing and the rotors or between two interacting runners, e.g. 3. between the rotating pistons of a Roots blower. the The machine must then be switched off as quickly as possible in order to avoid serious damage to the rotating parts or to the housing. Likewise, the tearing off of the oil film on the teeth / on. ^ Wei gears rotating in a housing can lead to a coating of reminders.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in solchen Fällen die Veränderung des Spiels zwischen dem Gehäuse und dem darin umlaufenden Teil bzw. zwischen zwei umlaufenden Teilen zur Auslösung eines elektrischen Stromkreises zu verwenden, der eine Signal- oder Anzeigevorrichtung betätigt oder den Antrieb der Maschine bzw. des Getriebes abschaltet. Hierdurch ist es möglich, das für den Betriebszustand erforderliche Spiel von vornherein ohne ernstliche Gefahr einer Beschädigung der umlaufenden Teile bzw. ihres Gehäuses besonders klein zu halten, so daß die Maschinen mit besonders hoher Leistung arbeiten können.The invention is based on the object of changing the play between the housing and the inside in such cases revolving part or to use between two revolving parts to trigger an electrical circuit, the one Signal or display device actuated or the drive of the machine or the gearbox switched off. This makes it possible the clearance required for the operating condition from the outset without any serious risk of damage to the rotating parts or to keep their housing particularly small, so that the machines can work with particularly high performance.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß daduroh gelöst, daß der oder die in einem Gehäuse umlaufenden Teile derart in eine· elektrischen Stromkreis eingeschaltet sind, daß sie bei unzulässiger Veränderung des Spiels eine Schaltgebung bewirken.According to the invention, this object is achieved in that the part or parts rotating in a housing are converted into an electrical Circuit are switched on, that they cause switching in the event of an impermissible change in the game.
Zweckmäßig weist die Maschine wenigstens einen elektrischen Kontakt auf, der am Gehäuse isoliert angebracht ist und über die Innenfläche des Gehäuses in Richtung auf den daraS* umlaufenden Teil so geringfügig hervorsteht, daß er vom umlaufenden Teil unter normalen Bedingungen nicht berührt wird. Dieser oder mehrere yolchei Kontakte können an einem die Umfangsfläche des Läufers umscnließenden oder an einem der Stirnfläche des Läufers gegenüberliegenden Teil der Innenfläche des Gehäuses angeordnet sein. Enthält das Gehäuse zwei getrennt gelagerte α&κχ und gegensinnig angetriebene Läufer, wie dies bei einem Rootsgebläse der Fall 1st, so sind zweckmäßig gesonderte Kontakte an den die Stirnflächen und an den die Urafangsflachen der Läufer einfassenden Gehäuseflächen vorgesehen» wobei sämtliche Kontakte im elektrischen Signal- oder AuslöseStromkreis parallel geschaltet sein können. Die Kontakte bestehen vor-The machine expediently has at least one electrical contact which is attached to the housing in an insulated manner and via which Inner surface of the housing in the direction of the daraS * circumferential Part protrudes so slightly that it is not touched by the rotating part under normal conditions. This or more yolchei Contacts can be attached to the circumferential surface of the rotor or be arranged on a part of the inner surface of the housing opposite the end surface of the rotor. Contains that Housing two separately mounted α & κχ and driven in opposite directions Runners, as is the case with a Roots blower, are useful separate contacts are provided on the end faces and on the housing surfaces enclosing the primary faces of the rotors » all contacts in the electrical signal or trip circuit can be connected in parallel. The contacts exist
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zugsweise aus einem in eine Isolierung eingebetteten Metallstab, der gegebenenfalls mit einer von außen her zugänglichen und ablesbaren Hikroneterzusteilung versehen sein kann. Zur Überwachung des Spiels und/oder des Schmierfilms zwischen zwei ständig In Eingriff kommenden, umlaufenden Teilen soll wenigstens.einer der beiden umlaufenden Teile am Gehäuse elektrisch isoliert gelagert und derart an den Signal- oder Ausideestromkreis angeschlossen sein, daS der* Stromkreis durch eine Berührung zwischen den umlaufenden Teilen geschlossen wird»preferably made of a metal rod embedded in insulation, possibly with a rod that is accessible and readable from the outside May be provided with microneter allocation. For monitoring of the play and / or the lubricating film between two constantly In Intervening rotating parts should at least one of the two rotating parts on the housing stored electrically insulated and connected to the signal or exit circuit in this way that the * circuit is created by a contact between the circulating Share is closed »
Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung und Anwendung der Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung,· und zwar zeigen .The drawing shows an example of the design and application of the safety device according to the invention, namely demonstrate .
Fig. 1 die schaubildliche Ansicht eines teilweise im Schnitt dargestellten Rootsgebläses,1 is a perspective view of a Roots blower shown partially in section,
Flg. 2 das Schaltsoheraa der bei einem solchen Gebläse verwendeten Sicherheit s vori-iohtiij,^,Flg. 2 the Schaltsoheraa used in such a blower Security s vori-iohtiij, ^,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Gebläses, Fig. k den Grunüri* des Gebläses,Fig. 3 is a side view of the fan, Fig. K the green * of the fan,
Pig. 5 eine Stirnansicht des Gebläses undPig. 5 is an end view of the fan and
Flg.' 6 ein bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendetes Kontaktgerät tu Schnitt.Flg. ' 6 a used in the device according to the invention Contact device do cut.
Des In Fig. 1 dargestellte Rutsgebläse weist zwei umlaufende Kolben 10 und 12 auf, die in sich überlappenden, zylindrischen Ausnehmungen 14 und 16 (s.Fig.2) eines Gebläsegehäuses 16 angeordnet sind.Jeder der beiden Kolben ist in Lagern 20 des Gehäuses drehbarι mit zwei sich gegenüberliegenden Kolbenwulsten 22 versehen und durch zugeordnete Zahnräder 2^ und 2ό derart gegensinnig zum anderen Kolben angetrieben, da.? die Kolber. mit ihren-Kolben-The suction fan shown in Fig. 1 has two rotating pistons 10 and 12, which are arranged in overlapping, cylindrical recesses 14 and 16 (see Fig. 2) of a fan housing 16. Each of the two pistons is rotatable in bearings 20 of the housing provided with two opposing piston beads 22 and driven by associated gears 2 ^ and 2ό in opposite directions to the other piston, there.? the Kolber. with their pistons
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wulsten beim Umlaufen in der in Figo 2 angedeuteten Weise ineinandergreifen. Der Kolben 10 ist in üblicher Weise mit einer Antriebswelle 28 versehen, die auf der den Zahnrädern 24 und 26 abgekehrten Kolbenseite liegt.bulges interlock in the manner indicated in FIG. 2 as they circulate. The piston 10 is provided in the usual manner with a drive shaft 28 which faces away from the gear wheels 24 and 26 Piston side lies.
Die umlaufenden Kolben 10 und 12 sind in den sie aufnehmenden, zylindrischen Gehauseausnehinungen 14 und 16 mit Spiel angeordnet. Je nach der Größe des Gebläses kann dieses Spiel unterschiedlich groß sein, beträgt aber in jedem Falle nur einige Zehntel Milli-The rotating pistons 10 and 12 are arranged with play in the cylindrical housing recesses 14 and 16 that receive them. Depending on the size of the fan, this clearance can vary, but in each case is only a few tenths of a millimeter.
meter. In ähnlicher Weise sind auch die Stirnflächen der beiden umlaufenden Kolben von den inneren Stirnflächen der Gehäusedeckel 30 und 32 mit einem Spiel <oa4t, das nur wenige Zehntel mm beträgt. Natürlich wird das Spiel zwischen dem Kolben und den ihnen zugekehrten Gehäuseflächen unter Berücksichtigung möglicher Wärmedehnungen der umlaufenden Kolben gewählt, doch besteht immer eine Gefahr, daß bei auftretender Überlastung, z.B. durch Zusetzen des Einlaßfilters, Absperren der Auslaßleitung, Beschädigung eines Lagers oder aus sonstigem Grund einer oder beide Kolben einer unvorhergesehenen Wärmedehnung unterliegen*.oder daß das Gehäuse deformiert wird.meter. In a similar way, the end faces of the two rotating pistons are also separated from the inner end faces of the housing cover 30 and 32 with a play <oa4t that is only a few tenths of a millimeter amounts to. Of course, taking into account the play between the piston and the housing surfaces facing them becomes more possible Thermal expansion of the rotating pistons is selected, but there is always a risk of overloading, e.g. through clogging the inlet filter, blocking the outlet line, damage to a bearing or for any other reason one or both pistons of a are subject to unforeseen thermal expansion * .or that the housing is deformed.
Die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung soll verhindern, daß in solchen Fällen eine Beschädigung eintritt. Sie besteht im wesentlichen aus einem elektrischen Steuerstromkreis, der bei seiner Schließung den Antrieb der umlaufenden Kolben abschaltet oder ein sichtbares oder höroares Warnsignal auslöst. Für die Aus-. bildung einer solchen Schaltung gibt es viele Möglichkeiten. So kann z.B. die Antriebswelle 28 mit einer durch ein Relais ausrückbaren Kupplung versehen sein oder ein das Gebläse antreibender Elektromotor abgeschaltet werden.The safety device according to the invention is intended to prevent damage from occurring in such cases. It essentially consists of an electrical control circuit which, when it closes, switches off the drive of the rotating pistons or triggers a visible or audible warning signal. For the training. There are many ways to create such a circuit. For example, the drive shaft 28 can be provided with a clutch that can be disengaged by a relay, or an electric motor driving the fan can be switched off.
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Zum S-chließen des elektrischen Stromkreises sind zweckmäßig sechs Kontaktkästen 34 vorgesehen, die je eine^ durch eine Messingstange gebildete^ Seifcie- 36 aufweisen. Dtf Se»to jede* Kontaktkastens sitzt mit fester Passung in einer Isolierhülse 38» die ihrerseits an einer Gewindehülse 40 mittels eines von einer Gewindemuffe 42 unter Druck gesetzten, elastischen Dichtungsringes 44 verklemmt ist. Die Gewindehülsen 4-0 verklemmen dabei zugleich je ein zugeordnetes Metallgehäuse 46 an/einer Wand des Gebläsegehäuses 18 oder an der Außenfläche der Gehäusedeckel 30 und 32. Dabei liegen die in das Gebläsegehäuse ragenden, inneren Enden der Messingstäbe 36 dicht neben den zugeordneten Flächen der Kolben. Wie sich aus Fig. 3-5 entnehmen läßt, sind an der Außenseite jedes der beiden Deckel 30,32 des Gebläsegehäuses zwei Kontaktkästen 34, ferner am mittleren Gehäuseteil zwei weitere Kontaktkästen 34 vorgesehen, deren Messingstäbe bis dicht an die Umlaufbahn der Kolben 10 und 12 reichen.To close the electrical circuit are useful six contact boxes 34 are provided, each one ^ by a brass rod formed ^ Seifcie- 36 have. Dtf Se »to each * contact box sits with a tight fit in an insulating sleeve 38 »die in turn on a threaded sleeve 40 by means of an elastic sealing ring which is placed under pressure by a threaded sleeve 42 44 is jammed. The threaded sleeves 4-0 jam at the same time one associated metal housing 46 on / one wall of the fan housing 18 or on the outer surface of the housing covers 30 and 32. The inner ends protruding into the fan housing are located here of the brass rods 36 close to the associated surfaces of the pistons. As can be seen from Fig. 3-5, are on the outside each of the two covers 30, 32 of the fan housing has two contact boxes 34, and two further contact boxes on the middle housing part 34 are provided, the brass rods of which extend close to the orbit of the pistons 10 and 12.
üemäi3 Fig. 2 ist der elektrische Stromkreis mit einem Pol an das Gehäuse 18 und demgemäß natürlich auch an die beiden umlaufenden Kolben angelegt, während der andere Pol über eine Sig-- üemäi3 Fig. 2, the electrical circuit is applied with one pole to the housing 18 and accordingly of course also to the two rotating pistons, while the other pole via a signal -
nallampe 48 an die parallel-geschalteten Messingstäbe 36 angeschlossen ist. Zur Vereinfachung sind in Fig. 2 nur die beiden Kontaktkästen des mittleren Gehäuseteils dargestellt. Der. Anzeigestromkreis kann mit Schwachstrom von z.B. sechs oder zwölf Volt betrieben werden, der z.B. von einem Akkumulator, einer Batterie oder einem Kleintransformator geliefert werden kann. Diese Ausrüstung des Gebläses gestattet es, ein kleineres Spiel als bisher zwischen den umlaufenden Kolben und c(,em Gehäuse eines RootsgelyläseBsignal lamp 48 connected to the brass rods 36 connected in parallel is. For the sake of simplicity, only the two contact boxes of the middle housing part are shown in FIG. 2. Of the. Display circuit can be operated with low current of e.g. six or twelve volts, e.g. from an accumulator, a battery or a small transformer. This equipment of the fan allows a smaller game than before between the rotating piston and c (, em housing of a Rootsgely blower B.
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oder zwischen umlaufenden und stationären Teilen sonstiger Maschinen vorzusehen, so daß die Maschinen ohne ernsthafte Beschädigungsgefahr mit größerer Leistung arbeiten können.Das Gebläse oder die sonstige Maschine kann auch unter höherem Druck als bisher geprüft werden, und zwar kann man für jedes einzelne Gebläse die maximal zulässige Auslaßtemperatur durch Versuch genauer als bisher bestimmen.or between rotating and stationary parts of other machines to be provided so that the machines without serious risk of damage can work with greater power. The fan or other machine can also work under higher pressure than have been tested so far, namely the maximum permissible outlet temperature for each individual fan can be more precisely determined by experiment than before.
In abgeänderter Ausführung können die einzelnen Kontaktvorrichtung*"^^ h durch eine Doppelanordnung von Kontakten ersetzt werden. In diesem Falle wird ein elektrischer Warn- oder Anzeigestromkreis geschlossen, wenn die Kontakte irgendeines Kontaktpaares durch Berührung mit einem der beiden umlaufenden Kolben elektrisch verbunden werden, wenn dies vielleicht auch nur für den Bruchteil einer Sekunde geschieht.In a modified version, the individual contact device * "^^ h can be replaced by a double arrangement of contacts. In this case there is an electrical warning or indicator circuit closed when the contacts of any contact pair come into contact with one of the two rotating pistons be electrically connected, if this happens for even a fraction of a second.
In weiterer Abänderung können die Kontaktstäbe der Kontaktvorrichtungen mit mikromelfisehen Zustellvorriohtungen versehen sein, die so angeordnet sind, daß sie auch im Betriebszustand des Gebläses oder der sonstigen damit ausgerüsteten Maschine betätigt werden können. An diesen Zustellvorrichtungen ist dann der jeweilige Abstand ablesbar, um den der zugeordnete Kontaktstab über die Innenfläche des Gehäuses hervorsteht. Diese unmittelbare Ablesbarkeit des Läuferspiels gestattet es dann, die potentielle MaximalleiBtung anzugeben, bis zu der die Maschine belastet werden darf, d.h. festzustellen, ob die Maschine bei einer erhöhten ; Temperatur und/oder bei erhöhtem Druck noch betriebssicher arbeitet.In a further modification, the contact rods of the contact devices provided with micromechanical feed devices which are arranged so that they are operated even when the fan or other machine equipped with it is in operation can be. The respective distance by which the assigned contact rod over the Inside surface of the housing protrudes. This direct readability of the runner game then allows the potential maximum benefit indicate up to which the machine may be loaded, i.e. determine whether the machine is subject to an increased; Temperature and / or at increased pressure is still operationally safe.
Stattfde"» beschriebenen Sicherheitsvorrichtungen oder zusätz-r IiQh dazu kann ein Rootsgebläse mit Vorrichtungen versehen sein,Do "» described safety devices or additional In addition, a Roots blower can be provided with devices
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die eine Signalgebung verursachen oder den Gebläseantrieb abschalten, wenn infolge von Wärmedehnungen der umlaufenden Kolben und/oder des Gehäuses das Spiel zwischen den beiden umlaufenden Teilen zu klein wird. Hierfür wird dann wenigstens einer der beiden umlaufenden Teile vom Gehäuse elektrisch isoliert gelagert und mit einem Schleifring für die Stromzuführung versehen.which cause a signal or switch off the fan drive, if as a result of thermal expansion of the rotating piston and / or the housing, the clearance between the two rotating Sharing becomes too small. For this purpose, at least one of the two rotating parts is then stored and electrically insulated from the housing provided with a slip ring for the power supply.
Die Erfindung ist nicht auf Einzelheiten der beschriebenen und dargestellten Ausführungen beschränkt, insbesondere nicht auf die Anzahl und Anordnung der Kontaktvorrichtungen. Die an den Stirnflächen vorgesehenen Kontaktpaare können für jede Seite durch einen Kontakt ersetzt werden, der zwischen den Läuferwellen, also in demjenigen Bereich liegt, In dem sich die beiden Läufer beim Umlaufen überlappen, so daß der Kontakt von jedem der beiden Läufer berührt werden kann. In abgewandelter Ausführung kann die Erfindung auoh zur überwachung des Schmierungszustandes von hochbelasteten Zahnrädern verwendet werden, die normalerweise an den Flanken der in Eingriff komnenden Zähne mit einem Ölfilm versehen sind. Werden die Zahnräder an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen, wobei wenigstens ein Zahnrad vom zugeordneten Gehäuse elektrisch Isoliert ist, so wird der elektrische Stromkreis geschlossen, wenn der Ölfilm durch übermäßigen Ölverbrauch oder durch Nachlassen des Öldrucks oder durch Überlastung der Haschine reii3t.The invention is not based on details of those described and illustrated embodiments are limited, in particular not to the number and arrangement of the contact devices. The Andes Pairs of contacts provided for end faces can be replaced for each side by a contact that is between the rotor shafts, ie is in the area in which the two runners are at Overlap the circumference so that the contact can be touched by either of the two runners. In a modified embodiment, the invention auoh for monitoring the lubrication condition of highly loaded Gears are used, which are normally provided with an oil film on the flanks of the meshing teeth are. If the gears are connected to an electrical circuit, where at least one gear is electrically isolated from the associated housing, the electrical circuit is closed, if the oil film is caused by excessive oil consumption or by a decrease in oil pressure or by overloading the machine reii3t.
Im übrigen kann die Erfindung natürlich auch bei Haschinen und Vorriohtungen verwendet werden, die nur mit einem einzelnen Läufer versehen sind, z.B. bei Ventilatoren, Turbinen od.dergl.In addition, the invention can of course also with machines and Devices are used that only work with a single runner are provided, e.g. for fans, turbines or the like.
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BAD ORiöii\ALBAD ORiöii \ AL
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