Mechanischer Schwingantrieb an Wendelförderer
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mechanischen Schwingantrieb an Wendelförderer, an dessen Schwingkörper zwei waagrechte parallele Wellen symmetrisch zur zwischen den Wellen sich erstrek- kenden vertikalen Mittelebene des Schwingkörpers angeordnet sind, die exzentrische Wuchtmassen tragen und beim Fördervorgang in entgegengesetztem Drehsinn mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren. Die bisher verwendeten mechanischen Antriebe dieser Geräte arbeiten zum überwiegenden Teil nach dem Prinzip von auf rotierenden Wellen befestigten Wuchtmassen. So wird z. B. eine Anordnung zweier paralleler Wellen benützt, welche Wellen an aneinander gegenüberliegenden Enden je eine exzentrische Wuchtmasse tragen und in entgegengesetzten Richtungen mit derselben Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden.
Unter dem Einfluss dieser Wuchtmassen entsteht bei der Drehung eine Schwingbewegung, welche in diesem Falle sowie bei den anderen bisher verwendeten Vorrichtungen einen elliptischen oder anderen in sich geschlossenen Verlauf aufweist. Dadurch wird offenbar die Einstellung verschiedener Schwingbewegungen erschwert, da im Zusammenhang mit jeglicher Anderung der Geschwindigkeit, Masse oder Lage der Wuchtmasse sich zugleich der ganze Verlauf der Schwingbewegung ändert und somit die Einstellung der Beförderungsgeschwindigkeit bedeutende Schwierigkeiten bereitet.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die angeführten Nachteile zu beseitigen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mechanischer Schwingantrieb an Wendelförderer, der derart ausgebildet sein kann, dass dem Wendelförderer eine geradlinige Schwingbewegung mit einstellbarer Amplitude erteilt wird, welche mit der waagrechten Ebene ein einen beliebig einstellbaren Winkel einschliesst.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass vier Wuchtmassen vorgesehen sind, die auf jeder Welle voneinander distanziert an den beiden Wellen in einem solchen Abstand von den Drehachsen ihrer Wellen angebracht sind, dass jede von ihnen den gleichen dynamischen Einfluss aus übt, und deren Winkellagen gegenseitig so gebunden sind, dass bei der Drehung der Wellen die jeweiligen Winkellagen der auf diagonal gegenüberliegenden Stellen der beiden Wellen angebrachten Wuchtmassen bezüglich der vertikalen Mittelebene des Schwingkörpers des Wendelförderers zueinander symmetrisch sind. Beim erfindungsgemässen Schwingantrieb kann die exakte Lage der Wuchtmassen für jede geforderte Schwingbewegung genau durch eine verhältnismässig einfache Durchrechnung der Schwingbewegung bestimmbar sein.
Die Ermittlung des Einflusses der Anderung der Lage und Grosse der Wuchtmassen bzw. der Anderung der Fördergeschwindigkeit auf die Richtung, Grosse und Frequenz der Schwingbewegung kann gleichfalls keine Schwierigkeiten bereiten.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise praktische Ausführungsform der Erfindung und ihre theoretische Begründung.
In Fig. 1 und 2 ist schematisch in zwei Ansichten der mechanische Schwingantrieb an einem Wendelförderer veranschaulicht. Am Schwingkörper 6, 7 des Wendelförderers sind in den Lagern 3 zwei durch das auf ihren einen gegenüberliegenden Enden angeordnete Zahnrädergetriebe 1, 2 gekoppelte waagrechte, parallele Wellen 4 gelagert, so dass sie beim Fördervorgang in entgegengesetzten Richtungen mit derselben Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden. Die beiden Wellen liegen symmetrisch zur zwischen ihnen sich erstreckenden, vertikalen Mittelebene des Schwingkörpers 6, 7. Auf den andern ge genüberliegenden Enden der Wellen 4 sind die Scheiben 5, 5'befestigt.
Alle vier Scheiben 1, 2, 5, 5'sind mit je einer exzentrischen Wuchtmasse m im Abstand r von der Drehachse ihrer Welle versehen, wie schaubildlich in der perspektivischen Ansicht von Fig. 7 veranschaulicht. Um verschiedenes Material mittels des vibrierenden Wendelförderers aufwärtsfördern zu können, muss die Richtung der Schwingbewegung mit der Amplitude A und damit der Winkel a, den die Amplitude mit der Schraubenlinie des Wendels mit Steigungswinkel y einschliesst, wie in der Fig. 3 im Aufriss und in Fig. 4 im Grundriss veranschaulicht, veränderbar sein.
Die Amplitude A lässt sich in die waagrechte Richtung (Komponente Ai) und lotrechte Richtung (Komponente A2) zerlegen. Diese beiden Kompo- nenten Ai und A2 werden voneinander unabhängig untersucht und die Grosse und Anordnung der erforderlichen Wuchtmasse danach festgesetzt.
Die Amplitude Ai entspricht der Torsionsschwingung nach der Formel (für kleine Werte) Ai = R-V wobei R der Halbmesser der betreffenden Amplitude von der Wendelförderer-Mittelachse, 9 die Winkel grösse dieser Amplitude sind (siehe Fig. 4).
Zum Hervorbringen der Torsionsschwingung werden die Wuchtmassen mi gemäss Fig. 5 eingestellt, auf der auch die Richtungen der entsprechenden Trägheitskräfte Pi angedeutet sind.
Zwecks Erregung einer lotrechten Schwingung mit der Amplitude A, können z. B. die Wuchtmassen m2 nach Fig. 6 eingestellt werden. In Fig. 6 sind auch die Richtungen der entsprechenden Trägheits- kräfte P2 angedeutet.
Werden diese beiden von den Wuchtmassen ml und von den Wuchtmassen m2 hervorgerufenen Bewegungen addiert, erhält man die resultierende Schwingung mit der Amplitude A.
Die Wuchtmassen mj werden auf den vier Scheiben 1, 2, 5, 5'angeordnet. Die Wuchtmassen mg können z. B. auf weiteren zwei Scheiben in der Mitte der Wellen 4-auf der Zeichnung nicht angedeutet -angebracht sein. Vorteilhaft erfolgt jedoch eine Vereinigung der beiden Wuchtmassensysteme (der Wuchtmassen mi und m2) zu je einer einzigen resultie- renden Wuchtmasse m auf den vier Scheiben 1, 2, 5, 5'.
Auch bei getrennt angeordneten Komponentenwuchtmassen wirken die resultierenden Wuchtmassen entsprechend den Wuchtmassen m in Fig. 7 auf jeder Welle voneinander distanziert an den Wellen in einem solchen Radialabstand von der Drehachse ihrer Welle, dass jede von ihnen den gleichen dynamischen Einfluss auf den Schwingkörper ausübt. Die Grosse der resultierenden Wuchtmasse ist durch die Beziehung m2 = m12 + m22 gegeben.
Der Anordnungswinkel (p (siehe Fig. 7), durch den die gegenseitigen Winkellagen der resultierenden Massen gebunden sind, ist auf Grund der Beziehung festgesetzt :
An tg # = @/A1 Die anordnung der Wuchtmassen m ist aus Fig. 7 er sichtlich. In der Fig. 7 ist weiters eine Lage der resultierenden Wuchtmassen m (ausschraffierte Punkte) angezeigt, in welcher sich die beiden Wellen um einen Winkel t verdreht haben. Daraus ist ersichtlich, dass die beschriebene Anordnung der Massen in jedem Augenblick eine kreuzweise Symmetrie der Winkellagen der auf diagonal gegenüberliegenden Enden bzw.
Stellen bei getrennt angeordneten Komponenten-Wuchtmassen der beiden Wellen angebrachten bzw. wirkenden Wuchtmassen aufweist, d. h. der Winkel (p, der Wuchtmasse m an bzw. bei der Scheibe 1 ist jeweils symmetrisch mit dem Winkel cp', der Wuchtmasse an bzw. bei der Scheibe 5'und der Winkel (pg der Wuchtmasse an bzw. bei der Scheibe 2 ist jeweils symmetrisch zum Winkel 99'der Wuchtmasse an bzw. bei der Scheibe 5. Symmetrieachse ist die zentrale vertikale Achse x der Einrichtung, bzw.
Symmetrie-Ebene die vertikale Mittel-Ebene des Schwingkörpers 6, 7 des Wendelförderers, welche den Abstand zwischen den beiden Wellen halbiert.
Auf der Zeichnung (Fig. 7) ist das Ausführungs- beispiel mit vier resultierenden Wuchtmassen von gleicher Massengrösse m auf demselben Abstand r von der betreffenden Drehachse dargestellt. Es ist aber zu bemerken, dass auch vier ungleich grosse Wuchtmassen in ähnlicher Anordnung benutzt werden können. Um in diesem Falle gleiche dynamische Einflüsse auf allen vier Angriffsstellen an den beiden Wellen zu erzielen, muss dann jeweils das Produkt m. r konstant gehalten werden, d. h. z. B. die Benutzung einer Wuchtmasse von halber Grosse von m kann durch einen doppelten Radial-Abstand dieser Masse ausgeglichen werden.
Der beschriebene Schwingantrieb eines Wendelförderers bietet daher folgende Vorteile :
1. die Schwingungsamplitude A lässt sich in einfacher Weise durch Änderung der Wuchtmassen m ändern ;
2. der Schwingungswinkel lässt sich in Abhängigkeit vom Anordnungs-Winkel 9 der Wuchtmasse m ändern ;
3. mit Hilfe z. B. eines bezüglich der Antriebsdrehzahl veränderlichen Riemenantriebes lässt sich die Schwingungszahl des Antriebs und somit auch die Aufwärtsbewegung des Materials am Förderer än- dern.