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Schwingförderer zur Beförderung in einer Richtung
Die Erfindung betrifft einen Schwingförderer insbesondere zur Beförderung von Stück- oder Schüttgut in einer, u. zw. in horizontaler Richtung.
Bekannte Förderer dieser Art bestehen im wesentlichen aus einem Trog oder einem Förderrohr, das an einem Rahmen befestigt ist und in bezug auf diesen in schräger Richtung auf-und abschwingt. Bei der Aufwärtsbewegung kommt die horizontale Komponente dieser schrägen Schwingung zur Geltung, so dass das Material in der Richtung der Achse des Förderrohres oder des Troges befördert wird.
Ein Nachteil der bekannten Ausführungen solcher Schwingförderer ist die Übertragung der Reaktionskraft der Schwingung von dem Rahmen in das Fundament. Dadurch wird eine wesentliche Beanspruchung des Fundamentes hervorgerufen, die die Durchführung einer festen Lagerung des Rahmens im Fundament erfordert. Ein weiterer Nachteil ist der grosse Lärm beim Betrieb des Förderers. Die Abfederung des Rahmens gegenüber dem Fundament stellt hier keine geeignete und wirksame Lösung dar, da das Rohr oder der Trog ausserhalb des Rahmens befestigt zu sein pflegt, so dass die Schwerpunkte dieser beiden Massen einander nicht decken. Es erfolgt hier daher eine weitere Bewegung in der Form einer Torsionsschwingung des Systems um den Schwerpunkt, die dann auf jeden Fall in das Fundament übertragen wird.
Ein weiterer Nachteil der bestehenden Förderer beruht darin, dass der verhältnismässig grosse Innenraum des Rahmens nicht vollkommen ausgenützt wird.
Man hat nun diese Nachteile schon dadurch zu vermeiden gesucht, dass man das eigentliche Förderelement (Rohr, Rinne, Sieb od. dgl.) auf einem federnd gelagerten Tragrahmen angeordnet hat.
Die Erfindung bringt hier nun eine weitere Verbesserung, u. zw. dadurch, dass gemäss ihrem Hauptkennzeichen der Tragrahmen in Kastenform als Fachwerk oder in einer ähnlichen Konstruktion ausgeführt ist, in deren Innerem ein Förderelement derart eingebaut ist, dass die Schwerpunkte der beiden Teile in einen gemeinsamen Schwerpunkt zusammenfallen, wobei am Tragrahmen ein oder mehrere Schwingungserreger angebracht sind, welche den Tragrahmen mittels einer variablen Erregerkraft in Schwingung bringen, wobei die Resultierende gegen die horizontale Achse des Förderers eine konstante Neigung hat und durch den erwähnten gemeinsamen Schwerpunkt geht.
Bei einer bekannten Anordnung ist der Siebkasten oberhalb des Tragrahmens angebracht und diese beiden Teile weisen keinen gemeinsamen Schwerpunkt auf. Die Erregungskraft einer konstanten Amplitude wird durch einen Antrieb gleichzeitig auf den Tragrahmen und auf den Siebkasten übertragen, wobei diese beiden Teile in einer Phasenverschiebung von 180 schwingen.
Gemäss einem andern Vorschlag ist die Förderrinne gleichfalls über dem Tragrahmen angebracht, so dass auch hier die Schwerpunkte der beiden Teile nicht zusammenfallen. Die elektromagnetische Erregungskraft wirkt gleichzeitig sowohl auf den Tragrahmen als auch auf die Förderrinne.
Ein weiterer Vorschlag betrifft einen Wendelförderer, der mit einer oder mehreren Platten- bzw.
Blattfedern auf dem Tragrahmen gelagert ist. Der Schwerpunkt des Tragrahmens sowie jener des Förderelementes fallen hier ebenfalls nicht in einem Punkt zusammen. Eine elektromagnetische Erregungskraft wirkt gleichzeitig auf den Rahmen und auf dasFörderelement und überträgt sich auch auf das Fundament.
Es handelt sich hier also um eine ganz andere Art eines Schwingförderers.
Bei einer weiteren bereits bekannt gewordenen Konstruktion weist der Schwingförderer wiederum einen unteren Tragrahmen und eine obere Förderrinne auf. Die Schwerpunkte der beiden Teile können nie zusammenfallen. In einer Beschreibung dieser Konstruktion ist ausgeführt, dass der Förderer für grosse Ent-
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fernungen nur in jenen Fällen möglich ist, wo auf die Förderrinne Kräfte z. B. nur von Blattfedern, die in ihrer ganzen Länge gleichmässig verteilt sind, einwirken. In diesem Falle ist jedoch die variable Belastung gleichmässig verteilt, so dass es praktisch nicht zu übergrossen Schwingungen und Schwingungsknoten kommt.
Bei allen diesen Vorschlägen handelt es sich durchwegs um prinzipiell abweichende Ausführungen, denen gegenüber der Erfindungsgegenstand klare, technische Vorteile aufweist. Diese Vorteile beruhen hauptsächlich in einer besseren räumlichen Anordnung und in weiteren Anwendungsmöglichkeiten, wie z. B. die Möglichkeit der Aufhängung des Förderers. Der erfindungsgemasse Schwingförderer ist als ein vollkommen ausgewuchtetes System ausgebildet, so dass die Umgebung gegen die Übertragung der Erschütterungen gesichert ist.
Die Erfindung wird im weiteren an Hand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie- len noch näher erläutert. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. l eine schematische Ansicht des Schwingförderers gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. l in etwas vergrössertem Massstab, Fig. 3 ein vereinfachtes dynamisches Schema des Schwingförderers, Fig. 4 eine andere Aus-
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derers.
Das Förderrohr 1 ist im Inneren eines hohlen Rahmens 2 elastisch gelagert, welch letzterer mittels Fundamentfedern 3 auf dem Fundament 5 gelagert ist. Das beförderte Material wird aus einem Fülltrichter N in einen Stutzen 11 geschüttet und bewegt sich durch das Rohr 1 hindurch, aus welchem es auf eine Rutsche V ausgeschüttet wird. Das Rohr 1 ist an der Einschüttseite mit einem Deckel 12 versehen, nach dessen Abnahme es leicht gereinigt werden kann. Der Rahmen 2 ist in dem angeführten Beispiel als ein aus Blech bestehender Prismamantel von quadratischem Querschnitt gestaltet. Ebenso könnte im Rahmen der vorliegenden Erfindung dieser Rahmen auch in einer andern zweckmässigen Gestalt z. B. kreisförmig oder in der Gestalt eines Fachwerks aus Trägern usw. hergestellt sein.
Die Seitenwände des Rahmens 2 sind mit mehreren Öffnungen 20 versehen, durch welche Tragarme 13 des Förderrohres 1 frei hindurchtreten. Diese Tragarme werden von Federn 4 getragen, die eine Schwingbewegung des Rohres 1 gegenüber dem Rahmen 2 ermöglichen. In der dargestellten Ausführung sind es Blattfedern 4, die an beiden Seiten ausserhalb des Rahmens 2 mit Befestigungsgliedern 21 und 22, z. B. am Rahmen 2 angeschweissten Winkelstücken befestigt sind. Die Blattfedern 4 sind in einer zur Schwingungsrichtung des Rohres 2 senkrechten Lage gelagert. Wenn z. B. die Schwingungsrichtung cx = 300 von der horizontalen Achse in der Bewegungsrichtung des Materials beträgt, weisen die Federn 4 eine La- ge 1200 auf.
Die Befestigung der Tragarme 13 an die Federn 4 kann verschiedenartig erfolgen, z. B. sind die Tragarme 13 an ihren Enden mit Ausschnitten 13a versehen, in welchen die Federn durch Nieten oder Schrauben 13b befestigt sind.
Wie ersichtlich, ist das Förderrohr 1 im Inneren des Rahmens 2 derart angeordnet, dass die Schwerpunkte T der beiden Massen der beiden Teile 1 und 2 zusammenfallen, wobei die gegenseitige Bewegung dieser Massen in der Richtung des Winkels ermöglicht wird. In derselben Richtung wirkt die Erregungskraft
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(mit vollen Linien gezeichnet) oder rechts oben angeordnet sein (wie strichliert angedeutet ist), jedoch so, dass die Kraft P durch den Punkt T hindurchtritt. Es können jedoch zwei oder auch mehr Schwingungserreger verwendet werden.
Theoretisch kann das beschriebene System des Schwingförderers durch ein vereinfachtes dynamisches Schema gemäss Fig. 3 veranschaulicht werden. Mit Hilfe dieses vereinfachten Schemas können die Vortei-
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wo PO die Amplitude der Erregungsschwingungen, w die Kreisfrequenz der harmonischen Schwingungen, t die veränderliche Zeit bedeuten.
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Gemäss den Gesetzen der Dynamik gelten aus Fig. 3 die folgenden zwei Differentialgleichungen für ungedämpfte Schwingung
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wo x., x. den augenblicklichen Ausschlag der Masse M. bzw. M, und x.,x den zweiten Differentialquotienten nach der Zeit t bedeuten.
Die Lösung der Gleichungen (2) und (3) wird wie folgt vorausgesetzt :
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und es ist
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gilt
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Aus dieser mathematischen Erwägung geht hervor, dass bei den durch die Gleichung (8) bestimmten Betriebsschwingungen, d. h. bei
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der Rahmen 2 des Schwingförderers im Ruhezustand sein und das Förderrohr 1 gemäss Gleichung (9) schwingen wird.
Die mathematische Analyse wurde für sogenannte ungedämpfte Schwingungen vorgenommen. Wenn die Dämpfung in den Federn 3 und 4 in Betracht gezogen wird, kommt natürlich eine bestimmte ganz ge- ringe Bewegung des Rahmens 2 zum Vorschein, jedoch ist auch bei einer praktisch verhältnismässig grossen
Dämpfung diese Bewegung in bezug auf die Bewegung des Förderrohres 1 vernachlässigbar.
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trog la verwendet wird. Die Anordnung sowie die Befestigung des Troges kann in vollkommen gleicher
Weise wie in Fig. 1 und 2 erfolgen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des erfindungsmässigen Förderers. Der Rahmen 2 ist hier auf elastischen Zugstangen oder Stahlseilen aufgehängt. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Förderer in einer höheren Lage z. B. bei der Decke arbeiten kann, wo er einer andern maschine len Vorrichtung nicht im Wege steht und die Grundrissfläche des Arbeitsraumes nicht einnimmt.
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Die Vorzüge des Schwingförderers gemäss der vorliegenden Erfindung können in den folgenden Punkten kurz zusammengefasst werden : a) Obwohl der Erregungsmechanismus das Förderrohr in Schwingung versetzt, bleibt er praktisch vollkommen in Ruhe, so dass der Antriebselektromotor unmittelbar am Rahmen 2 befestigt werden kann und durch die Schwingungen nicht beansprucht wird. b) Da die Schwerpunkte der beiden Massen (d. h. des Rahmens 2 und des Rohres 1 bzw. Troges la) zusammenfallen, erfolgt weder beim Anlauf noch beim Auslauf ein Schwanken des ganzen Systems um den Schwerpunkt herum. c) Da die Federkonstante C der Feder 3 sehr gering ist, und da die Masse M praktisch nicht schwingt, werden die Schwingungen von der Maschine überhaupt nicht auf ihre Umgebung übertragen. d).
Die Raumersparnis ist bedeutend, da das Förderrohr bzw. der Trog im Inneren des kastenförmigen Rahmens gelagert sind. e) Da die Schwingungen auf das Rohr (Trog) vom Rahmen mittels mehrerer Blattfedern übertragen werden, entsteht keine Gefahr von weiteren durch unerwünschte Verformungen hervorgerufenen Wechselbeanspruchungen ; der Förderer kann daher in einer grossen Länge gebaut werden. f) Bequeme Reinigung des Rohres 1 nach Abnahme des Vorderdeckels 12.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwingförderer zur Beförderung in einer Richtung, bestehend aus einem federnd gelagerten Tragrahmen, auf dem das eigentliche Förderelement (Rohr, Rinne, Sieb od. dgl.) federnd angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (2) in Kastenform als Fachwerk oder in einer ähnlichen Kon- struktion ausgeführt ist, in deren Innerem ein Förderelement (1) derart eingebaut ist, dass die beiden Schwerpunkte der beiden Teile in einen gemeinsamen Schwerpunkt (T) zusammenfallen, wobei am Tragrahmen (2) ein oder mehrere Schwingungserreger (6, 6') angebracht sind, welche den Tragrahmen (2) mittels einer variablen Erregerkraft in Schwingungen bringen,
wobei die Resultierende gegen die horizontale Achse des Förderers eine konstante Neigung (et) hat und durch den erwähnten gemeinsamen Schwerpunkt (T) geht.