<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft einen Schwingförderer zum Fördern von z. B. Halbfabrikaten oder andern stückartigen Produkten, mit einem aus zwei durch Federn miteinander verbundenen Schwingmassen und einer erregenden, vorzugsweise elektromagnetischen Antriebseinheit bestehenden Schwingsystem, dessen Eigenfrequenz durch stufenlose Änderung der freien Länge der Federn in der Nähe der Erregerfrequenz feineinstellbar ist.
Zur Bedienung, Beschickung bzw. Materialversorgung von Einzweckmaschinen werden in bekannter Weise häufig Schwingförderer verwendet, deren zahlreiche Ausführungen von vielen Firmen hergestellt und auf den Markt gebracht werden.
Die bisherigen Schwingförderer werden in mehr oder weniger unterschiedlichen konstruktiven Ausführungen hergestellt und sind sämtlich mit verschiedenen Nachteilen und Mängeln behaftet : Einerseits liegt ihr Geräuschpegel relativ hoch, wodurch die Verwendung in ansonsten geräuscharmen Räumen, wie Messräumen, Laboratorien usw. nahezu ausgeschlossen, aber auch in Werkhallen mit einem mittleren oder gar hohen Geräuschpegel infolge der lärmerhöhenden Wirkung unerwünscht ist. Anderseits ist die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der bekannten Schwingförderer nicht befriedigend, da sie unter der dynamischen Belastung relativ häufig zu Störungen neigen und Ermüdungsbrüche auftreten.
Nach einem weiteren charakteristischen Merkmal sind die bekannten Schwingförderer auch deshalb als nachteilig zu bezeichnen, weil sie im Vergleich zu den funktionellen, aktiven Teilen der Maschine einen Grundkörper mit grosser Masse und Abmessungen aufweisen.
Hinsichtlich des hohen Geräuschpegels der bekannten Förderer ist besonders hervorzuheben, dass die einzelnen Bestandteile allgemein nicht starr genug ausgeführt sind, wodurch sie Schwin- gungen nicht als starre Körper übertragen, sondern auch selbst wieder eine Geräuschquelle dar- stellen und gleichzeitig einen beachtlichen Anteil an Erregungsenergie aufzehren, eine rasche Er- müdung des eigenen Baumaterials herbeiführen und auch unerwünschte erzwungene Schwingungen ausführen. Allgemein konnte festgestellt werden, dass die Eigenfrequenzen der bekannten Schwing- förderer grosse Unterschiede und Abweichungen zur Erregerfrequenz zeigen, wodurch bei diesen Systemen überlagerte, erzwungene Schwingungen auftreten, in deren Komponentenspektrum die Kompo- nenten der Erregung, der Eigenschwingung sowie obere harmonische (Oberschwingungen) derselben mit enthalten sind.
Es wurde ferner erkannt, dass die schweren, grossen Grundkörper der bekannten Schwingdosierer auf das allgemein übliche Prinzip zurückzuführen sind, wonach die Dosierer allgemein als Schwingungssysteme mit einer an einer Feder aufgehängten einzigen Schwingmasse erfasst und dimensioniert werden können. Hieraus resultierend musste die elastische Aufhängung der schwingenden Masse an einem Grundkörper mit einer ihr gegenüber hinreichend grossen Masse erfolgen, um die Eigenschwingungen des Grundkörpers vollständig unterdrücken zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingförderer mit einem äusserst niedrigen Geräuschpegel zu schaffen, der auch in geräuscharmen Räumen ohne Belästigung der Umgebung betrieben werden kann, und dessen Zuverlässigkeit sowie Stabilität hinreichend hoch sind. Dabei sollen Masse und Gewicht des Grundkörpers im Vergleich zu den gleichen Parametern der funktionellen Bestandteile gegenüber den bekannten Schwingförderern ein wesentlich geringes Verhältnis zeigen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Schwingförderer der eingangs umschriebenen Gattung dadurch gelöst, dass die Schwingmassen zur Befestigung der Federn oder Federpakete einstückig, jeweils mit angearbeiteten schrägen Sitzflächen als schwingfest starre Körper ausgebildet sind, wobei die Federn an der einen Schwingmasse unmittelbar, an der andern Schwingmasse hingegen unter Zwischenfügung von mit Langloch versehenen Distanzplatten mittels Langloch-Klemmstücken versehenen Schraubenverbindungen befestigt sind. Hiebei können die Schwingmassen als Gusskörper, vorzugsweise mit angegossenen schrägen Sitzflächen entgegengesetzter Neigung für zwei Förderrichtungen geeignet montierbar ausgebildet sein.
Bei vorteilhaften Ausführungen des erfindungsgemässen Schwingförderers beträgt die Differenz zwischen der Eigenfrequenz des Zweimassen-Schwingsystems und der Erregerfrequenz höchstens : ! : 3 Hz, wobei als Erregerfrequenz allgemein die ein-oder zweifache Netzfrequenz verwendet wird.
Zur Dimensionierung des erfindungsgemässen Zweimassen-Schwingsystems mit einer der Erreger-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
EMI2.2
ermittelt, wobei mit z die freie Länge und mit h die Dicke der Blattfeder bezeichnet sind.
EMI2.3
EMI2.4
EMI2.5
<Desc/Clms Page number 3>
und rn 1 die Masse der unteren Schwingmasse in kg, rn die Masse der oberen Schwingmasse in kg, b die Breite eines Federblatts in mm, und, eine Einweg-Gleichrichtung vorausgesetzt, die Anzahl der Federn
EMI3.1
sind.
Bei Schwingtopf-Förderern ist die Berechnung etwas komplizierter, da ausser den Massen auch die aus den Trägheitsmomenten auf den Radius des Federteilkreises im Verhältnis der vertikalen
EMI3.2
Darüber hinaus tritt eine Torsionsbeanspruchung und auch eine von der Schrägstellung und der Breite der Federn abhängige spezielle Kantenbiegebeanspruchung der Federn mit auf, die stets mit einem Faktor als Erfahrungswert in der Dimensionierung berücksichtigt werden.
Als Antriebseinheit wird zweckmässig ein in einer Ausnehmung im mittleren Bereich des Guss- körpers der unteren Schwingmasse-l-angeordnetes, aus genormten E-förmigen Eisenkernelementen bestehender Elektromagnet-7-verwendet, dessen aus I-Elementen bestehendes Schlussglied an der oberen Schwingmasse-Z-angeschraubt ist. Die obere Schwingmasse -2-- selbst besteht aus einem Leichtmetallgussstück, welches beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit sechs fussartigen
Fortsätzen versehen ist, an den unter einem Winkel von 150 gegenüber einer Vertikale geneigte
Sitzflächen angegossen sind.
Beide Schwingmassen --1 und 2-- sind so ausgebildet, dass die Gussstücke zur Ausbildung von rechts-und linksgängigen Schwingdosierern, d. h. für Förderrichtungen im Uhrzeigersinn bzw. gegen Uhrzeigersinn gleichfalls geeignet sind. Hiezu bedarf es lediglich eines Umbaues der Blattfedern-3-.
Der oben beschriebene erfindungsgemässe Schwingförderer enthält nur eine minimale Anzahl von Bauelementen, deren Anschlüsse und Verbindungsstellen eindeutig definiert sind. Die Bauelemente sind jeweils nach Grösse und Richtung der Beanspruchungen hinreichend starr dimensioniert.
Um den Schwingförderer herum ist eine Verkleidung --6- aus verschweisstem Blech vorgesehen, deren Innendurchmesser etwas grösser als der Durchmesser der unteren Schwingmasse --1-- gewählt ist.
Werden die Befestigungsschrauben der Verkleidung --6- angezogen, so erfährt sie eine leichte Verformung, wodurch die Verbindungsstellen zur Schwingmasse klein und von hoher Anpresskraft sind.
An der oberen Schwingmasse -2-- können Schwingtöpfe von beliebiger Ausführung, d. h. aus Blech, aus glasfaserverstärktem Polyesterharz, aus Leichtmetallguss usw. bestehend angeordnet sein, deren Durchmesser sogar das Zweifache von dem der Schwingmassen --1 oder 2- erreichen kann. Die Masse und das Massenträgheitsmoment des jeweiligen Schwingtopfes können auch bei der Dimensionierung, aber auch bei der Abstimmung mit berücksichtigt werden.
Die erfindungsgemässen Schwingförderer können mit der geringsten Leistungsaufnahme betrieben werden, falls sie genau auf die Resonanzfrequenz abgestimmt sind. Hinsichtlich Geräuschpegel und Betriebsstabilität hat sich jedoch als günstig erwiesen, dass die Schwingförderer von der Resonanzfrequenz in Richtung oberhalb der Erregerfrequenz um etliche Hz abweichen.
Die erfindungsgemässen Schwingförderer zeichnen sich gegenüber den herkömmlichen, bekannten Ausführungen durch einen wesentlich niedriger liegenden Geräuschpegel aus, ihr Gewicht ist geringer, sie sind äusserst zuverlässig und betriebssicher. Sie können in Serienfertigung ohne grossen Aufwand hergestellt werden, da ihre Genauigkeit im wesentlichen nur von der Bearbeitungsgenauigkeit zweier Teile, nämlich der Sitzflächen der Schwingmassen abhängt. Diese können jedoch ohne Schwierigkeit hinreichend genau bearbeitet werden, so dass die Serienherstellung gleich-
<Desc/Clms Page number 4>
mässig guter Produkte gesichert erscheint.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwingförderer zum Fördern von z. B. Halbfabrikaten oder andern stückartigen Produkten, mit einem aus zwei durch Federn miteinander verbundenen Schwingmassen und einer erregenden, vorzugsweise elektromagnetischen Antriebseinheit bestehenden Schwingsystem, dessen Eigenfrequenz durch stufenlose Änderung der freien Länge der Federn in der Nähe der Erregerfrequenz feineinstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingmassen (1, 2) zur Befestigung der Federn (3) oder Federpakete einstückig, jeweils mit angearbeiteten schrägen Sitzflächen als schwingfest starre Körper ausgebildet sind, wobei die Federn (3) an der einen Schwingmasse (2) unmittelbar, an der andern Schwingmasse (1) hingegen unter Zwischenfügung von mit Langloch versehenen Distanzplatten (5)
mittels Langloch-Klemmstücken (4) versehenen Schraubenverbindungen befestigt sind.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a vibratory conveyor for conveying z. B. semi-finished products or other piece-like products, with an oscillating mass consisting of two spring masses connected by springs and an exciting, preferably electromagnetic drive unit, the natural frequency of which can be finely adjusted by continuously changing the free length of the springs in the vicinity of the excitation frequency.
Vibratory conveyors, the numerous versions of which are manufactured and brought onto the market by many companies, are frequently used to operate, load and supply materials for single-purpose machines.
The previous vibratory bowl feeders are manufactured in more or less different designs and all have various disadvantages and shortcomings: On the one hand, their noise level is relatively high, which means that they can be used in otherwise quiet rooms such as measuring rooms, laboratories, etc., but also in workshops with a medium or even high noise level is undesirable due to the noise-increasing effect. On the other hand, the reliability and operational safety of the known vibratory conveyors is unsatisfactory, since under the dynamic load they tend to malfunction and fatigue fractures occur relatively often.
According to a further characteristic feature, the known vibratory conveyors can also be described as disadvantageous because, compared to the functional, active parts of the machine, they have a base body with a large mass and dimensions.
With regard to the high noise level of the known conveyors, it should be emphasized that the individual components are generally not rigid enough, as a result of which they do not transmit vibrations as rigid bodies, but also represent a source of noise themselves and at the same time consume a considerable amount of excitation energy , bring about a rapid fatigue of your own building material and also cause unwanted forced vibrations. In general, it could be determined that the natural frequencies of the known vibratory feeders show large differences and deviations from the excitation frequency, which means that superimposed, forced vibrations occur in these systems, in their component spectrum the components of excitation, natural vibration and upper harmonics (harmonics) of the same are included.
It was also recognized that the heavy, large base bodies of the known vibration metering devices can be traced back to the generally accepted principle, according to which the metering devices can generally be detected and dimensioned as vibration systems with a single oscillating mass suspended on a spring. As a result of this, the elastic suspension of the vibrating mass had to be carried out on a base body with a mass that was sufficiently large in relation to it in order to be able to completely suppress the natural vibrations of the base body.
The invention has for its object to provide a vibratory conveyor with an extremely low noise level, which can be operated even in low-noise rooms without disturbing the environment, and its reliability and stability are sufficiently high. The mass and weight of the base body should show a significantly low ratio compared to the same parameters of the functional components compared to the known vibratory conveyors.
The object is achieved according to the invention with a vibrating conveyor of the type described at the outset in that the vibrating masses for fastening the springs or spring assemblies are formed in one piece, each with attached oblique seating surfaces as a rigid body which is vibration-resistant, the springs on one vibrating mass directly on the other Vibration mass, however, are fastened with the interposition of spacer plates provided with elongated holes by means of screw connections provided with elongated hole clamping pieces. Here, the vibrating masses can be designed as cast bodies, preferably with cast-on sloping seat surfaces of opposite inclination, suitable for two conveying directions.
In advantageous embodiments of the vibratory conveyor according to the invention, the difference between the natural frequency of the dual-mass vibratory system and the excitation frequency is at most:! : 3 Hz, the excitation frequency generally being one or two times the mains frequency.
For dimensioning the two-mass vibration system according to the invention with one of the excitation
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
EMI2.2
determined, where z is the free length and h is the thickness of the leaf spring.
EMI2.3
EMI2.4
EMI2.5
<Desc / Clms Page number 3>
and rn 1 is the mass of the lower vibrating mass in kg, rn is the mass of the upper vibrating mass in kg, b is the width of a spring leaf in mm, and, assuming one-way rectification, the number of springs
EMI3.1
are.
In the case of vibratory bowl feeders, the calculation is somewhat more complicated because, in addition to the masses, those from the moments of inertia to the radius of the spring pitch circle in relation to the vertical
EMI3.2
In addition, there is torsional stress and also a special edge bending stress of the springs, which depends on the inclination and the width of the springs, which are always taken into account in the dimensioning with a factor as empirical value.
The drive unit used is advantageously an electromagnet 7, which is arranged in a recess in the central region of the cast body of the lower oscillating mass 1 and consists of standardized E-shaped iron core elements, the closing member of which consists of I elements on the upper oscillating mass Z is screwed on. The upper vibrating mass -2-- itself consists of a light metal casting, which in the illustrated embodiment has six foot-like castings
Extensions is provided on the inclined at an angle of 150 to a vertical
Seating surfaces are cast on.
Both vibrating masses --1 and 2-- are designed so that the castings are used to form right-hand and left-hand vibrating dosing devices. H. are also suitable for conveying directions clockwise or counterclockwise. All that is required is a modification of the leaf springs-3.
The vibratory conveyor according to the invention described above contains only a minimal number of components, the connections and connection points of which are clearly defined. The components are dimensioned sufficiently rigid according to the size and direction of the stresses.
A cladding --6- made of welded sheet metal is provided around the vibrating conveyor, the inside diameter of which is somewhat larger than the diameter of the lower vibrating mass --1--.
If the fastening screws of the cladding --6- are tightened, they undergo a slight deformation, which means that the connection points to the vibrating mass are small and have a high contact pressure.
On the upper vibration mass -2-- vibration pots of any design, i. H. be made of sheet metal, glass fiber reinforced polyester resin, cast light metal, etc., the diameter of which can even double that of the vibrating masses --1 or 2-. The mass and the moment of inertia of the respective vibration pot can also be taken into account when dimensioning, but also when coordinating.
The vibratory feeders according to the invention can be operated with the lowest power consumption if they are precisely matched to the resonance frequency. With regard to noise level and operational stability, however, it has proven to be favorable that the vibratory feeders deviate by several Hz from the resonance frequency in the direction above the excitation frequency.
The vibratory conveyors according to the invention are distinguished from the conventional, known designs by a significantly lower noise level, their weight is lower, they are extremely reliable and reliable. They can be mass-produced without great effort, since their accuracy essentially depends only on the machining accuracy of two parts, namely the seating surfaces of the vibrating masses. However, these can be processed with sufficient accuracy without difficulty, so that series production
<Desc / Clms Page number 4>
moderately good products appear secure.
PATENT CLAIMS:
1. Vibratory conveyor for conveying z. B. semi-finished products or other piece-like products, with an oscillating mass consisting of two spring masses connected by springs and an exciting, preferably electromagnetic drive unit, the natural frequency of which can be finely adjusted by continuously changing the free length of the springs near the excitation frequency, characterized in that the Oscillating masses (1, 2) for fastening the springs (3) or spring assemblies in one piece, each with attached sloping seats, are designed as rigid bodies that are resistant to vibrations, with the springs (3) directly on one oscillating mass (2) and on the other oscillating mass (1 ), however, with the interposition of spacer plates with an elongated hole (5)
are attached by means of elongated hole clamps (4) screw connections.