Unwuchtgetriebener Schwinger mit im Betrieb regelbarer Schwingweite Schwinger, insbesondere Schwingförderer oder Schwingsiebe mit Unwuchtantrieb werden heute in vielen Zweigen der Technik eingesetzt. Sie haben gegenüber der zweiten, bei Schwingantrieben heute üblichen Antriebsform, dem elektromagnetischen Schwingmotor, bisher den entscheidenden Nachteil, dass ihre Schwingweite nicht während des Betriebes geändert werden kann.
Die Erfindung macht von einem mechanischen Schwingsystem Gebrauch, dessen Nutzmasse sich über Federn gegen ein Fundament oder einen schwin gungsisoliert aufgestellten Rahmen abstützt.
Es sind bereits mechanische Schwingsysteme be kannt, bei denen Federn mit nichtlinearer Rückstell- kraftlinie allein oder zusätzlich zu den Federn mit linearer Kennlinie in die Abstimmung des Schwing systems einbezogen werden, um bei elektromagne tischen Schwingmotoren das Schwingungssystem un empfindlich in der Schwingbreitenänderung gegen über äusseren Einflüssen zu machen.
Der Gesamtfederwert des Schwingmotors wird bei dieser Ausführung ausschlagsabhängig und das Schwingsystem unempfindlich gegenüber Netzspan- nungs-, Frequenz- und Belastungsschwankungen.
Weiter ist ein elektromagnetischer Schwingmotor bekannt, bei dem über ein Federelement die Vor spannung einer die Freimasse tragenden Gummifeder durch eine Stellschraube verändert wird. Diese be kannte Anordnung hat die Aufgabe, bei elektroma gnetischen Schwingantrieben mit Gummifederelemen- ten zur Erzeugung einer frequenz-, spannungs- und belastungsunempfindlichen Schwingung eine nach trägliche Korrektur der herstellungsbedingten Ab weichungen der Sollfederwerte von Gummifedern vorzunehmen. Die Regelung der Schwingweite im Be trieb, durch die z.
B. die Förderleistung von Schwing- förderrinnen geändert werden sollen, wird auch hier- bei - wie bei sämtlichen elektromagnetischen An- trieben - durch Veränderung der Ankerspannung vorgenommen.
Ferner ist eine Anordnung bekannt, bei der bei einem aus einer Masse und einer Feder bestehenden Schwingsystem die Federkonstante durch Verändern der elastischen Federlänge geändert werden sollte. Die Verwirklichung dieses Gedankens bereitet jedoch grosse Schwierigkeiten durch die Randbedingungen der Federeinspannung. Insbesondere bei hohen Fre quenzen ergibt sich ein ungünstiges Schwingungsver halten.
Schliesslich ist ein mechanisches Schwingsystem mit stufenlos veränderlicher Frequenz und Amplitude für den Antrieb von Rütteltischen und dynamischen Werkstoffprüfmaschinen bekannt, bei dem eine ein gespannte Blattfeder verwendet und durch Zu- oder Abfuhr von Druckluft die federnde Länge und damit die Federkonstante durch Anliegen an eine Kurven fläche verändert wird.
Die bekannten Ermüdungsbrüche bei Blattfedern, die im Frequenz- und Amphtudenbereich von Schwingförderrinnen auftreten, setzen der Verwen dung dieser Antriebsform bei Schwingförderrinnen grosse Schwierigkeiten entgegen.
Es ist also eine Reihe von Fällen bekannt, bei denen Federn mit nichtlinearer Federkennlinie bei Schwingantrieben verwendet werden. Es handelt sich dabei jedoch entweder um elektromagnetische Schwingantriebe, die durch Verwendung dieser Fe dern unempfindlich gegen Netzspannungs-, Frequenz- und Belastungsänderungen werden, aber nicht zur Regelung der Schwingweite dienen sollen, oder um Ausführungen, die für den Betrieb unwuchtgetriebe- ner Schwingförderrinnen oder Schwingsiebe un brauchbar sind.
Die Erfindung besteht nun darin, dass gegen einanderwirkende, vorgespannte Federn mit nicht linearer Federkennlinie verwendet sind, die in ihrer Vorspannung zwecks Änderung der Eigenfrequenz während des Betriebes mittels Verstelleinrichtungen verändert werden können.
Hierdurch ändert sich die Federkonstante c und damit die Eigenfrequenz f des Schwingungssystems gemäss der Formel:
EMI0002.0006
Hierin ist m"d beim Einmassenschwinger gleich dem reduzierten Wert der schwingenden Masse. Beim Zweimassenschwinger wird
EMI0002.0011
wobei ml und m2 die beiden Massen sind.
Bei konstanter Erregerfrequenz des Unwuehtmotors ändert sich damit die Abstimmung und demzufolge die Schwingweite. Durch die Verwendung gegenein ander wirkender vorgespannter Federn mit nicht linearer Kennlinie ergibt sich innerhalb der Schwing weite ein linearer Kennlinienverlauf und damit ein harmonisches Schwingungsverhalten. Die Steigung der Kennlinie ist jedoch für jeden Betriebspunkt ent sprechend der eingestellten Vorspannung eine an dere.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
In Fig. 1 ist eine über zwei gegenläufig synchron laufende Unwuchtmassen 1 angetriebene Schwingför- derrinne 2 schematisch dargestellt, die sich über ge- geneinanderwirkende vorgespannte Federn 3 und 3' mit progressiver oder degressiver Kennlinie auf einen schwingungsisolierend aufgestellten Grundrahmen 4 abstützt. Die weichen Federn 5 haben auf das Schwingungsverhalten der Rinnen keinen Einfluss.
Die Veränderung der Vorspannung der Federn 3 und 3' erfolgt mittels der drehbaren Spindel 6, die in der feststehenden Mutter 7 führt. Die Ver änderung der Vorspannung im Betrieb kann aber auch mittels anderer, an sich bekannter Vorrich tungen wie z. B. Zahnstangen- oder Schneckentrieb, mit einem Exzenter, hydraulisch oder pneumatisch oder dergleichen von Hand oder motorisch erfolgen.
In Fig. 2 ist eine Schwingrinne 1 mit Unwucht antrieb als Zweimassen-Freischwinger, bestehend aus der Nutzmasse ml und der Freimasse m2 sche matisch dargestellt. Die Freimasse m2 ist über gegeneinanderwirkende vorgespannte Federn 9 und 9' mit progressiver oder degressiver Kennlinie an die Nutzmasse ml gekoppelt. Die Vorspannung der Federn wird hier mittels Schneckentrieb, bestehend aus der Schnecke 10 und dem Schneckenrad 11 ver ändert.
Die Rinne 1 ist an Federn 12 mit kleinen Federkonstanten aufgehängt oder kann auf solche abgestützt werden, so dass praktisch keine nennens werten Kräfte auf das Fundament übertragen wer den. Die Vorspannung der Federn 9 und 9' kann aber auch wie in der vorigen Ausführung mittels anderer an sich bekannter Vorrichtungen verändert werden. Als Freimasse lässt sich auch der Unwucht motor 8 verwenden.
Imbalance-driven oscillators with adjustable amplitude during operation Oscillators, in particular vibratory conveyors or vibrating screens with an unbalance drive, are used today in many branches of technology. Compared to the second type of drive commonly used today in vibratory drives, the electromagnetic vibratory motor, they have so far had the decisive disadvantage that their amplitude cannot be changed during operation.
The invention makes use of a mechanical vibration system, the useful weight of which is supported by springs against a foundation or a vibration-isolated frame.
Mechanical oscillation systems are already known in which springs with a non-linear restoring force line alone or in addition to the springs with a linear characteristic curve are included in the coordination of the oscillation system in order to make the oscillation system insensitive to external influences in terms of the change in oscillation width in electromagnetic oscillation motors close.
With this version, the total spring value of the vibrating motor is dependent on deflection and the vibrating system is insensitive to fluctuations in the mains voltage, frequency and load.
Next, an electromagnetic vibrating motor is known in which the tension of a spring element before a rubber spring carrying the free mass is changed by an adjusting screw. This known arrangement has the task of making a subsequent correction of the manufacturing-related deviations in the nominal spring values of rubber springs in electromagnetic vibratory drives with rubber spring elements to generate a frequency, voltage and load-insensitive vibration. The regulation of the amplitude in Be operating through the z.
If, for example, the conveying capacity of vibratory feeders is to be changed, this is done - as with all electromagnetic drives - by changing the armature voltage.
Furthermore, an arrangement is known in which, in an oscillating system consisting of a mass and a spring, the spring constant should be changed by changing the elastic spring length. However, the implementation of this idea causes great difficulties due to the boundary conditions of the spring clamping. Particularly at high frequencies, there is an unfavorable Schwingungsver behavior.
Finally, a mechanical vibration system with infinitely variable frequency and amplitude for driving vibrating tables and dynamic materials testing machines is known, in which a tensioned leaf spring is used and the resilient length and thus the spring constant are changed by contacting a curved surface by supplying or removing compressed air becomes.
The well-known fatigue fractures in leaf springs that occur in the frequency and amphitheater range of vibratory feeders, oppose the use of this type of drive for vibratory feeders with great difficulties.
A number of cases are known in which springs with a non-linear spring characteristic are used in vibratory drives. However, these are either electromagnetic vibratory drives that are made insensitive to changes in the mains voltage, frequency and load by using these springs, but are not intended to regulate the amplitude, or versions that are designed for the operation of vibratory feeders or vibrating screens are useless.
The invention consists in that counteracting, pretensioned springs with a non-linear spring characteristic are used, the pretensioning of which can be changed by means of adjusting devices for the purpose of changing the natural frequency during operation.
This changes the spring constant c and thus the natural frequency f of the oscillation system according to the formula:
EMI0002.0006
Here, m "d for the single-mass oscillator is equal to the reduced value of the oscillating mass
EMI0002.0011
where ml and m2 are the two masses.
With a constant excitation frequency of the lunatic motor, the tuning changes and consequently the amplitude. The use of pre-tensioned springs with non-linear characteristics acting against each other results in a linear characteristic curve within the oscillation range and thus a harmonious oscillation behavior. However, the gradient of the characteristic curve is different for each operating point, depending on the set preload.
The invention is illustrated in the drawing using two exemplary embodiments.
In FIG. 1, a vibrating conveyor trough 2 driven by two unbalanced masses 1 running synchronously in opposite directions is shown schematically, which is supported on a base frame 4 set up to isolate vibrations via opposing pretensioned springs 3 and 3 'with progressive or degressive characteristics. The soft springs 5 have no influence on the vibration behavior of the channels.
The preload of the springs 3 and 3 'is changed by means of the rotatable spindle 6, which guides in the fixed nut 7. The change in the bias in operation can also be done by means of other known Vorrich devices such. B. rack or worm drive, with an eccentric, hydraulic or pneumatic or the like by hand or by motor.
In Fig. 2, a vibrating trough 1 with unbalance drive is shown as a two-mass cantilever, consisting of the useful mass ml and the free mass m2 cal cally. The free mass m2 is coupled to the useful mass ml via counteracting pretensioned springs 9 and 9 'with a progressive or degressive characteristic curve. The bias of the springs is changed here by means of a worm drive consisting of the worm 10 and the worm wheel 11.
The channel 1 is suspended from springs 12 with small spring constants or can be supported on them so that practically no significant forces are transferred to the foundation. The preload of the springs 9 and 9 'can, however, also be changed, as in the previous embodiment, by means of other devices known per se. The unbalance motor 8 can also be used as the free mass.