Vorrichtung zum Austrag schüttbaren Materials
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Austrag schüttbaren Materials, welche einen Behälter mit nach unten und innen geneigten Seitenwänden und eine an deren unteren Enden gebildete Abgabeöffnung besitzt, wobei dem Behälter ein Schwingmechanismus zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines wirbelähnlichen Materialflusses von zur Brückenbildung neigendem Material die Lagerung des Behälters und der Schwingemechanismus derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Wirkrichtung der Vibratoren gegen die Horizontale nach oben geneigt ist und die Behälterwand eine schraubenlinienförmige Schwingbewegung ausführt, welche eine spiralartige, intermittierende Bewegung des Materials nach oben anregt, deren nach oben gerichtete Komponente auf die auf das Material wirkende Schwerkraft derart abgestimmt ist,
dass im Bereich der Mittelachse des Behälters ein Materialfluss nach unten erfolgt.
Eine Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Grundriss einer bevorzugten Ausfüh rungsform;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig.
1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Bewegung eines Materialteilchens in einer erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Bodenplatte (base) der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 6 eine verkleinerte Teilansicht, z. T. im Schnitt, der Vorrichtung nach Fig. 4 und
Fig. 7 eine Teilansicht eines Senkrechtschnittes durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Trichter 10 in Form eines Kegelstumpfes mit vier Lagerböcken 11. Jeder Lagerbock 11 ist vermittels eines nachgiebigen Gummibeutels 13, der unter Druck stehende Luft und Flüssigkeit enthält, auf einer feststehenden Unterlage 12 gelagert.
Diese Gummibeutel stützen den Trichter 10 federnd ab und gestatten ihm eine begrenzte Bewegungsfreiheit in allen Richtungen.
Statt der elastischen Gummibeutel 13 kann auch jede andere Art Lagerung verwendet werden, die dem Trichter eine begrenzte Bewegungsfreiheit gibt. Er kann z. B. an Federn aufgehängt oder auf Federn gelagert sein. Die Gummibeutel 13 sind jedoch vorteilhaft wegen ihrer abdämpfenden bzw. puffernden Wirkung, die die tÇbertra- gung von Erschütterungen auf Gebäude- und sonstige Konstruktionsteile, in denen der Trichter aufgestellt ist, auf ein Mindestmass herabsetzt.
Der in Fig. 2 dargestellte Trichter hat an seinem unteren Ende einen kurzen, zylindrischen Abschnitt 14, dessen Boden offen ist, damit das Material ausgetragen werden kann. Zum Einstellen der aus dem Trichter strömenden Materialmenge ist ein konischer Leitkörper 15 vorgesehen, der auf einem mit Gewinde versehenen Schaft 16 angebracht ist, der durch einen am zylindrischen Abschnitt 14 befestigten U-förmigen Bügel 17 hindurchtritt und an diesem verstellbar befestigt ist.
Die Kegelstumpfform des Trichters 10 ist die bevorzugte Form eines bewegbaren Behälters für eine Materialsäule, deren Material nach unten gefördert wird; andere Formen bewegbarer Behälter sind jedoch ebenfalls verwendbar. In jedem Fall aber verlaufen die Seitenwände des bewegbaren Behälters zum Boden des Behälters hin nach innen geneigt, und ihre Durchschnittsneigung vom untersten Ende einer Materialsäule im Behälter bis zu deren obersten Ende beträgt mindestens 15C und nicht mehr als 80O gegenüber der Senkrechten.
Die Seitenwände des bewegbaren Behälters müssen nicht gleichförmig konisch sein wie die des in Fig. 2 dargestellten Trichters; ihr Neigungsmass kann wechseln.
Der bewegbare Behälter ist mit einer Einrichtung versehen, die dazu dient, den Behälter in eine schraubenförmige Schwingbewegung zu versetzen, die sich aus einer senkrechten Komponente und einer Drehschwingung des Behälters um seine senkrechte Achse zusammensetzt. Gemäss Fig. 1 und 2 weist diese Einrichtung zwei Elektromotoren 18 auf, die einander gegenüberliegend an zwei Seiten des Trichters 10 befestigt und jeweils von einem dichten Gehäuse 19 umschlossen sind.
Die Welle 20 jeden Motors ist an ihren Enden mit je einem exzentrischen Gewicht 21 belastet.
Die Motoren 18 werden in der gleichen Richtung angetrieben, z. B. von oben gesehen, im Uhrzeigersinn.
Sobald die Motoren 18 angelassen sind, kommen sie zwangsläufig in Gleichlauf und die Phasenstellung der Gewichte 21 ist derart, dass alle Gewichte 21 im gleichen Augenblick nach innen zur senkrechten Achse des Trichters hin und ebenfalls gleichzeitig nach aussen von dieser Trichterachse weg gerichtet werden. Bei dieser Phaseneinstellung erzeugen die Gewichte 21 während einer vollständigen Umdrehung der Wellen 20 zuerst ein Moment, das den Trichter in der einen Richtung dreht und danach ein Moment, das ihn entgegengesetzt dreht. Auf diese Weise führt der Trichter 10 bei jeder vollständigen Umdrehung der Motorwellen 20 eine vollständige Schwingbewegung um seine senkrechte Achse aus.
Die Motorwellen 20 sind in Bezug auf eine Ebene, die durch die senkrechte Achse des Trichters und durch die Mittelpunkte beider Motorwellen führt, unter gleichen Winkeln, jedoch entgegengesetzt, geneigt. Diese Schrägstellung der Motorwellen bewirkt, dass jede vollständige Umdrehung der Motorwellen nicht nur eine vollständige Drehschwingung des Trichters um seine senkrechte Achse, sondern auch eine vollständige Hinund Herbewegung des Trichters in senkrechter Richtung hervorruft. Diese Kombination aus Drehschwingung und vertikaler Hin- und Herbewegung ergibt insgesamt eine schraubenförmige Schwingbewegung des Trichters.
Anstelle der in Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtung kann jede andere verwendet werden, die geeignet ist, einem bewegbaren Behälter in einer Vorrichtung gemäss der Erfindung eine schraubenförmige Schwingbewegung zu vermitteln. Verschiedenartige Mechanismen zur Erzeugung einer derartigen Bewegung sind bekannt und werden beispielsweise zum Antrieb von Schüttel-Förderschnecken verwendet.
Damit die nachgiebigen Gummibeutel 13 ihre Funktion erfüllen können, die darin besteht, die Übertragung von Erschütterungen auf den Unterbau, auf dem die Vorrichtung lagert, auf ein Mindestmass zu beschränken, liegt die Eigenschwingungszahl des aus den Gummibeuteln 13 und den auf diesen gelagerten Massen bestehenden Systems vorzugsweise wesentlich unter der Schwingungsfrequenz, mit der die Motoren 18 den Trichter 10 bewegen.
Fig. 3 veranschaulicht, in welcher Weise ein auf der schrägen Seitenwand des Trichters 10 liegendes Materialteilchen während der schraubenförmigen Aufwärtsbewegung des Trichters fortbewegt wird. Die Linie PL-PR stellt die Schwingungswege eines Punktes auf der Innenseite der schrägen Seitenwand des Trichters 10 dar.
Obwohl die Schwingbewegung in Wirklichkeit schraubenförmig verläuft, ist in Fig. 3 diese Bewegung als Projektion auf eine senkrechte Ebene dargestellt, so dass der Verlauf der Schwingbewegung PL-PR als gerade Linie erscheint.
Bewegt sich ein Punkt der schrägen Seitenwand des
Trichters 10 während der Schwingbewegung des Trich ters auf der Bahn PL-PR von links nach rechts, so wird ein Materialteilchen, das an diesem Punkt auf der
Seitenwand des Trichters ruht, dazu neigen, den gleichen
Weg zu nehmen. Die Aufwärtsbewegung des Trichters verlangsamt sich aber, wenn er sich dem oberen Ende seiner Schwingbewegung nähert.
Ist diese Verlangsa mung der Aufwärtsbewegung des Trichters gross genug im Verhältnis zu der durch die Schwerkraftwirkung erzeugten Abwärtsbeschleunigung eines auf der Seiten wand des Trichters ruhenden Materialteilehens, so wird der Trichter am äussersten Ende seiner Aufwärts
Schwingbewegung so schnell verlangsamt und abge stoppt, dass die auf das Materialteilchen wirkende
Schwerkraft sich nicht so auswirkt, dass es mit der
Seitenwand des Trichters in Berührung bleibt, sondern vielmehr so, dass es zu einem Projektil wird, das auf einer in Fig. 3 mit T bezeichneten Bogenbahn fortge schleudert wird.
Obschon der Weg der Schwingbewegung PL-PR tatsächlich schraubenförmig verläuft, ist die Bogenbahn
T tangential; sie verläuft nämlich auf einer senkrechten
Ebene, die im Punkt PI tangential zur Schraubenlinie PPR liegt (PI ist der Punkt, an dem das Materialteil chen während der schraubenförmigen Aufwärtsbewe gung des Trichters dessen geneigte Seitenwand ver lässt).
Fig. 3 enthält eine Verktorzeichnung, in welcher ein
Verktor d die Verlangsamung des Trichters in dem
Augenblick darstellt, in dem sich ein Punkt auf der
Seitenwand des Trichters in einer Stellung PI befindet.
Der Verktor d ist in eine senkrechte Komponente dv und eine horizontale Komponente dh auflösbar. Die Trägheit eines im Punkt PI auf der Seitenwand des Trichters ruhenden Materialteilchens bewirkt, dass das Teilchen dazu neigt, sich geradlinig in der Richtung und mit der
Geschwindigkeit seiner Bewegung am Punkt PI weiter zubewegen. Folglich ist die horizontale Komponente dh die Komponente der Verlangsamung, d, die bewirkt, dass das Teilchen infolge eines Beharrungsvermögens entlang der Seitenwand weitergleitet, auf die vertikale
Komponente dv ist der Anteil der Verlangsamung d. der bewirkt, dass das Teilchen infolge seiner Trägheit von der Seitenwand des Trichters abgehoben wird.
In dem in Fig. 3 dargestellten Fall ist die senkrechte
Komponente dv der Verlangsamung d des Trichters in dem Augenblick, in dem sich das Teilchen in der
Stellung PI befindet, gleich einer Abwärtsbeschleunigung g, die von der auf das Teilchen wirkenden Schwerkraft erzeugt wird. Mit anderen Worten, d sin x = g.
Demzufolge ist der Druck des Teilchens gegen die
Seitenwand des Trichters in der Stellung PI gleich Null.
Im Verlauf der weiteren Aufwärtsbewegung des Trich ters wird sich dann seine Verlangsamung verstärken bis zu einer Maximalverlangsamung, die in dem Augenblick erreicht ist, in dem der Trichter das obere, äusserste
Ende seines Aufwärtshubes erreicht. Nachdem das Teil chen die Stellung PI durchlaufen hat, wird dementspre chend die durch Schwerkraft erzeugte Abwärtsbeschleu nigung das Teilchen nicht veranlassen, mit der Seiten wand des Trichters in Berührung zu bleiben.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Fall liegen die
Bedingungen so, dass das Materialteilchen sich nach Durchlaufen der Stellung PI auf einer Wurfbahn T fortbewegt und sein Auftreffen auf die Seitenwand des Trichters an einem Punkt QL in dem Augenblick stattfindet, wo der Trichter das unterste Ende seiner Abwärtsbewegung erreicht. Unmittelbar nach seinem Auftreffen auf die Trichterwand bei QL verharrt das Teilchen auf der Wand, während der Trichter den ersten Teil seiner neuen Aufwärtsbewegung macht und dann gleichartigen Kräften unterworfen wird wie beim vorhergehenden Aufwärtshub des Trichters, so dass es einen Weg nimmt, der der in Fig. 3 gezeigten Bahn von PL nach QL gleicht. Für den Fall der Fig. 3 ist angenommen, dass das Teilchen nicht an der Seitenwand des Trichters abspringt oder gleitet.
Die vertikale Komponente der Maximalverlangsamung, die in dem Augenblick erreicht ist, in dem der Trichter das oberste Ende seines Hubes erreicht, lässt sich in Zoll pro Sekunde nach der Gleichung dvinax = 19,74 fSsv errechnen. Darin ist f die Schwingungsfrequenz in Perioden pro Sekunde und sy die vertikale Komponente des Hubs (z. B. PI=PR sin x) in Zoll.
Aus der vorausgehenden Erläuterung der Verktorzeichnung nach Fig. 3 geht hervor, dass ein auf der Seitenwand des Trichters ruhendes Materialteilchen die Trichterwand während der Aufwärtsschwingung des Trichters nur dann verlässt, wenn dvmax grösser ist als g.
Es ist jedoch nicht erforderlich, dass ein auf der Seitenwand des Trichters ruhendes Teilchen diese Wand tatsächlich verlässt, während der Trichter sich dem oberen Ende seiner Schwingbewegung nähert, weil die Teilchen die auf der Seitenwand des Trichters ruhen, gleiten, wenn die Verlangsamung des Trichters sich nach dem oberen Ende seiner Aufwärtsbewegung dem Maximum nähert. Dieses Gleiten tritt als Folge der Trägheit der Teilchen auf. Der Trichter verringert seine Ge schwindigkeit schnell, während die Teilchen bestrebt sind, ihre Geschwindigkeit und ihre Bewegungsrichtung beizubehalten und infolgedessen vorwärts gleiten, wenn die Bewegung des Trichters sich verlangsamt.
Es ist ferner zu beachten, dass die Verlangsamung des Trichters bei seiner Annäherung an das obere Ende seines Hubes der Schwerkraft entgegenwirkt und demzufolge eine Reduzierung des Druckes der Teilchen auf die Seitenwand des Trichters bewirkt, so dass die Reibung verringert wird und die Teilchen auf der Seitenwand des
Trichters vorwärts gleiten können.
Andererseits erfolgt die Verlangsamung des Trichters während der zweiten Hälfte seines Abwärtshubes in der entgegengesetzten Richtung und verstärkt demzufol ge den durch Schwerkraft erzeugten Druck der Teilchen auf die Seitenwand des Trichters. Auf diese Weise werden die Teilchen, die nahe dem Ende des Aufwärts hubes des Trichters vorwärtsgleiten können, nahe dem unteren Ende des Abwärtshubes fest gegen die Seiten wand des Trichters gehalten und daran gehindert, unter
Wirkung der nahe diesem Ende herrschenden Kräfte rückwärts zu gleiten.
Das Vorwärtsgleiten der Material teilchen an der Seitenwand des Trichters, das auf diese
Weise nahe dem oberen Ende der Trichterbewegung zugelassen wird, während ein Rückwärtsgleiten nahe dem unteren Ende der Trichterbewegung verhindert ist, wird auch dann erzielt, wenn die Verlangsamung des
Trichters nicht stark genug ist, um die Materialteilchen auf einer Bogenbahn, wie in Fig. 3 mit T bezeichnet, abzuschleudern.
Zur Erzielung der besten Ergebnisse sollte der Winkel x mindestens 5 betragen. Der bevorzugte Winkelbereich für x ist 100 bis 30". Der Winkel kann jedoch bis zu 400 gross sein und in einige Fällen sogar 80" betragen. In jedem Fall aber ist x ein spitzer Winkel.
Die Schwingungsfrequenz des Trichters beträgt vorzugsweise nicht mehr als 2000 Perioden pro Minute, das entspricht 33 1/3 Perioden pro Sekunde. Sind die Schwingungsfrequenz und der Winkel x festgelegt, so kann die zur Erzielung der gewünschten Maximalbeschleunigung erforderliche Hublänge aus der vorstehenden Gleichung errechnet werden. Die benötigte Hublänge lässt sich durch Verändern der Grösse und der Aussermittigkeit der Gewichte 21 erreichen. Um jedoch die bezweckte, schraubenförmige Schwingbewegung zu erzeugen, sollten Grösse und Aussermittigkeit aller vier Gewichte 21 gleich sein.
Zur Erzielung der besten Ergebnisse bei der praktischen Anwendung der Erfindung ist es zweckmässig, dass die senkrechte Komponente der Maximalbeschleunigung des Trichters mindestens so gross ist wie die Schwerkraftbeschleunigung, die normalerweise etwa 981 cm s2 beträgt. Die zur Erzeugung einer gegebenen Maximalbeschleunigung des Trichters erforderliche Hublänge wird grösser in dem Masse, in dem die Schwingungsfrequenz abnimmt.
Vorzugsweise wird die Schwingungsfrequenz des Trichters verhältnismässig niedrig gewählt bei einem relativ langen Hub im Bereich von 4,8 mm (3/16 Zoll) bis 25,4 mm (1 Zoll), von der oberen Kante des Trichters aus gemessen. Der Trichter kann z. B. bei einem Hub von 9,6 mm (3/S Zoll) mit so hohen Schwingungsfrequenzen wie 1200 Perioden/Minute und mit so niedrigen wie 400 Perioden/Minute betrieben werden. Bei Motoren mit einer Drehzahl von 900 U.p.M. beträgt der Hub vorzugsweise 4,8 mm (1/16 Zoll) bis 6,4 mm (t/4 Zoll).
Der Haupteffekt der schraubenförmigen Schwingbewegung des Trichters 10 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, die Erzeugung eines im wesentlichen spiraligen Materialflusses nach oben längs der schrägen Wände des Trichters.
Diese Spiralbewegung des Materials bewirkt, dass der Materialspiegel in der Nachbarschaft der Seitenwände etwas über den Spiegel des im Mittelabschnitt des Trichters 10 befindlichen Materials angehoben wird, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 dargestellt. Zugleich wird der Spiegel des im Mittelabschnitt des Trichters befindlichen Materials durch die Materialabgabe am Boden des Trichters weiter gesenkt. Diese Materialabgabe am Boden überlagert den primären Spiralfluss längs der Wände des Trichters nach oben einen sekundären Abwärtsfluss des Materials zur Mitte des Trichters hin.
Der erzeugte Materialfluss, bei dem ein sekundäres Abwärtsfliessen des Materials einem primären, spiraligen Aufwärtsfliessen längs der schrägen Wände mit überla gert wird, (siehe Pfeile in Fig. 1), ist vollkommen neu in der Technik der Förderung fester Materialien aus einem
Trichter. Diese Art des Materialflusses kann als induzierter Wirbel oder Strudel bezeichnet werden. Der induzierte Wirbel ähnelt einem natürlichen Wirbel, wie er oft spontan in einem Flüssigkeitsbehälter entsteht, wenn die Flüssigkeit unter Schwerwirkung durch einen
Auslass abgelassen wird. Ein Wirbel entsteht jedoch nicht spontan, wenn festes Material durch Schwerkraft durch einen Auslass ausgetragen wird. Die Bildung eines
Wirbels in einer ausströmmenden Flüssigkeit ist insofern nachteilig, als hierdurch die Entleerung der Flüssigkeit verzögert wird.
Im Gegensatz dazu ist der bei der beschriebenen Vorrichtung induzierte Wirbel höchst vorteilhaft, weil er es ermöglicht, mit gleichmässiger Geschwindigkeit verschiedene Materialien zu fördern, die bisher schwierig zu fördern waren, und die nicht mit gleichmässiger Geschwindigkeit gefördert werden konnnten. Wie an früherer Stelle erklärt, kann auf Grund der wirbelartigen Bewegung in der erfindungsgemässen Vorrichtung ein Material glatt und schnell durch Schwerkraft ausgetragen werden, ohne dass es sich staut oder festklemmt, Brücken oder Ballungen bildet.
Es lassen sich sehr gut Materialien fördern, die klebrig sind und zu Kuchenbildung neigen, z. B. Kunststoffe kittartiger Substanz, Lehm, nasser Sand, Späne, Fasern, und Material, das aus relativ langen Stäbchen besteht.
Ein zusätzlicher Vorteil der induzierten, wirbelartigen Bewegung des Materials in einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist die sehr wirksame Scheuerwirkung dieser Bewegung, so dass eine Vorrichtung gemäss der Erfindung sich selbst reinigt.
Zum Einstellen der Fördermenge aus der Auslassöffnung kann jede gewünschte Art von Schienen oder Ventilen verwendet werden. Vorzugsweise wird ein zentral angeordneter konischer Leitkörper 15 gemäss Fig. 2 verwendet. Dieser hilft mit, das Material im unteren Teil des Trichters 10 in kreisender Bewegung zu halten. Die schraubenförmige Schwingbewegung des Körpers 15 hat einen spiralförmigen Fluss des darauf ruhenden Materials zur Folge, jedoch verläuft diese Bewegung nicht nach oben sondern abwärts längs den konischen Flächen. Jedenfalls wirken der konische Körper 15 und der Trichter 10 zusammen so, dass eine kreisende Bewegung des Materials um den Konus 15 herum aufrechterhalten wird. Auf diese Weise werden ausgezeichnete Ergebnisse hinsichtlich der Aufrechterhaltung einer konstanten Fördermenge aus dem Trichter erzielt.
Der normale Grössenbereich eines Trichters gemäss Fig. 1 und 2 umfasst etwa 425 bis 17 000 ltr. (15 Kubikfuss bis 600 Kubikfuss).
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, 5 und 6 zeigt einen Trichter 22, der auf senkrechten, auf einer kreisrunden Plattform 24 errichteten Ständern 23 gelagert ist. Auf der Oberfläche der Plattform 24 sind um diese herum eine Anzahl Blöcke 25 befestigt, deren jeder mit einem geneigten winkligen Bügel 26 versehen ist. Die oberen Enden je eines Paares von Blattfedern 27 sind mittels Klemmplatten 28 an den einzelnen Winkelbügeln 26 festgeklemmt. Die unteren Enden jedes Blattfederpaares sind jeweils mittels gleichartiger Klemmplatten 29 an weiteren Winkelbügeln 30 festgekelmmt, die an einer Grundplatte 31 der Maschine befestigt sind.
Die Blattfederpaare 27, die aus jedem geeigneten Federmaterial, z. B. Stahl oder Verbundglasfiber hergestellt sein können, bilden die einzige Abstützung der Plattform 24 und des Trichters 22.
Eine Antriebswelle 33 (Fig. 5) ist in zwei auf der Grundplatte 21 befestigten Lagern 32 drehbar gelagert.
Die Welle 33 trägt eine Riemenscheibe 34, die über einen Riemen 36 von einem auf der Grundplatte 31 gelagerten Motor 35 angetrieben wird. Jedes Ende der Antriebswelle 33 hat eine aussermittige Verlängerung 37 kleineren Durchmessers, auf der jeweils das eine Ende einer Verbindungsstange 38 drehbar gelagert ist. Die beiden anderen Enden der Verbindungsstangen 38 sind jeweils auf einer Stange 39 schwenkbar gelagert, und die Stangen 39 sind jeweils in einem Plattenpaar 40 befestigt. Jedes Plattenpaar 40 seinerseits ist an einem an der Unterseite der Plattform 24 angebrachten Bügel 41 befestigt.
Die Exzenter 28 verwandeln die Drehbewegung der Antriebswelle 33 in eine Schwingbewegung der Plattform 24 und des Trichters 22. Die Blattfedern 27, die die Plattform 24 tragen, werden während dieser Schwingbewegung gebogen, und diese Blattfedern bestimmen den Weg, den die Plattform 24 und der Trichter 22 bei ihrer Schwingung durchlaufen. Weil die Blattfedern 27 zur Senkrechten geneigt sind, ist die der Plattform 24 und dem Trichter 22 vermittelte Bewegung eine schraubenförmige Schwingbewegung der gleichen Art wie die Schwingbewegung des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Trichters. Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 4 ist demzufolge derjenigen der in Fig. 2 gezeigten gleichartig, obwohl zur Erzeugung der Schwingbewegung in der Vorrichtung nach Fig. 4 eine andere Art Mechanismus verwendet ist.
Zur Verminderung der Übertragung von Erschütterungen auf ein Gebäude, in dem die Vorrichtung nach Fig. 4 aufgestellt ist, hat die Grundplatte 31 Lagerbügel 42, die auf biegsamen Gummiblöcken 43 ruhen, die ihrerseits auf Platten 44 lagern, die auf einen Zementboden oder einem sonstigen Fundament angebracht sind.
Die Vorrichtung nach Fig. 4 hat eine Zusatzeinrichtung für die Materialabgabe. Hierzu gehört eine Mulde 45, die an die Ständer 23 umgebenden Hülsen 46 befestigt und von diesen getragen wird. Einstellschrauben 47 dienen dazu, die Hülsen 46 und die Mulde 45 in einstellbaren Höhen an den Ständern 23 zu befestigen.
Der Boden der Mulde 45 hat in der Mitte einen konischen Vorsprung 48, der dazu beiträgt, das aus dem Trichter 22 abzugebende Material zu führen, und auf dessen Mitte eine Säule 49 befestigt ist. Durch eine Stellschraube 50 ist an der Säule 49 eine Hülse 51 einstellbar befestigt, an der eine Scheibe 52 angebracht, deren Funktion derjenigen des konischen Leitkörpers 15 in Fig. 2 entspricht.
Das aus dem Trichter 22 abgegebene Material wird über eine Planke 53 aufwärts getragen; diese Planke 53 verläuft im wesentlichen senkrecht zur schrägen Seitenwand der Mulde 45 und vom Boden der Mulde 45 aus in einer Spirale nach oben. Die schraubenförmige Schwingbewegung der Vorrichtung veranlasst das von dem Trichter 22 abgegebene Material sich der Planke entlang spiralig nach oben zu bewegen, bis es durch eine Auslaufrinne 54 abläuft. Die Mittelscheibe bzw. Leitscheibe 52 trägt wie der konische Leitkörper 15 nach Fig. 2 dazu bei, dass das Material im unteren Teil des Trichters kreist. Die schraubenförmige Schwingbewegung der Scheibe 52 veranlasst auf der Scheibe ruhende Materialteilchen, sich spiralig nach aussen zur Peripherie der Scheibe hin zu bewegen.
Der konische Vorsprung 48 am Boden der Mulde 45 nimmt ebenfalls an der schraubenförmigen Schwingbewegung teil und übt deshalb eine Wirkung aus, die derjenigen des konischen Leitkörpers 15 nach Fig. 2 entspricht. Materialteilchen werden veranlasst, sich spiralig auf der Oberfläche des konischen Vorsprungs 48 nach unten zu bewegen und werden auf diese Weise auf die Planke 53 geleitet. Die schraubenförmige Schwingbewegung der Mulde 45 veranlasst das unter der untersten Stufe der Planke 53 befindliche Material, sich entgegen dem Uhrzeigersinn um den konischen Vorsprung 48 herum zu bewegen, bis es auf die unterste Stufe der Planke 53 gelangt.
Da die Gummiblöcke 43 gemäss der Vorrichtung nach Fig. 4 in ihrer Funktion den elastischen Gummisäcken 13 der Vorrichtung nach Fig. 2 entsprechen, liegt die Eigenfrequenz des aus den elastischen Gummiblökken 43 und der von ihnen getragenen Masse bestehenden Systems vorzugsweise wesentlich unter der Schwingungsfrequenz, mit der der Trichter 22 arbeitet.
Andererseits ist es zweckmässig, dass die Eigenfrequenz des aus den Blattfedern 27 und der von diesen getragenen Masse (einschl. einer normalen Materiallast im Trichter 22) bestehenden Systems die gleiche ist wie die Schwingungsfrequenz, mit der der Trichter 22 arbeitet, wenn der Motor 35 mit seiner normalen Geschwindigkeit arbeitet, damit sich für die Vorrichtung ein minimaler Energieverbrauch ergibt.
Der Trichter 22 wird durch die Verbindungsstangen 38 zwangsläufig in Schwingung versetzt, so dass der Hub bzw. die Amplitude der Schwingung des Trichters 22 festgelegt ist und von einer Anderung der Materialmenge im Trichter 22 unbeeinflusst bleibt.
Eine Vorrichtung nach Fig. 4 mit einem Trichter von 0,59472m3 (21 Kubikfuss) Fassungsvermögen arbeitete erfolgreich mit einem Schwingungshub von 9,525 mm (3/8 Zoll) bei einer Frequenz von 525 bis 1000 Perioden pro Minute. Die Vorrichtung wurde dazu verwendet, ein faseriges Material mit hohem Feuchtigkeitsgehalt mit konstanter Fördermenge, die z. B. eine Grösse von 0,1416 m3 (5 Kubikfuss) pro Minute erreichen kann, zu fördern.
Die Materialabgabe aus der Auslassrinne 54 bleibt konstant, solange die Drehzahl des Motors 35 konstant ist, und die Abgabe lässt sich, während die Vorrichtung in Betrieb ist, durch Änderung der Drehzahl des Motors 35 ändern. Eine maximale Leistung wird erzielt, wenn die Motordrehzahl gleich der Eigenfrequenz des Systems ist, das aus den Federn 27 und der von ihnen getragenen Masse besteht. Auch wenn das Material in relativ geringer Menge aus der Auslassrinne 54 abgegeben wird, kreist das im Trichter 22 befindliche Material bei der Schwingung des Trichters weiter und staut sich nicht.
Fig. 7 zeigt eine Variante, in welcher ein in schraubenlinienförmige Schwingung versetzter Behälter bzw.
Trichter 55 als Boden eines darüber gelagerten Vorratsbunkers 56 dient. In diesem Fall besitzt der Behälter einen oberen, zylindrischen Abschnitt 57, der teleskopisch in das untere Ende des Behälters 56 hineinreicht.
Zur Staubabdichtung ist eine elastische Manschette 58 vorgesehen, deren unteres Ende vermittels eines Bandes 59 an der Aussenseite des zylindrischen Abschnittes 57 festgeklemmt ist, und deren oberes Ende vermittels eines gleichartigen Bandes 60 an einen auf der Aussenseite des Behälters 56 vorgesehenen Flansch 61 angeklemmt ist.
In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 sind sowohl der Trichter 55 als auch der Vorratsbunker 56 mit dem nach unten zu fördernden Material gefüllt. Die schraubenförmige Schwingbewegung des Trichters 55 kann bewirken, dass ein Materialanteil 62 in den Raum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 57 und dem unteren Ende des Trichters 56 aufsteigt. Das vom Vorratsbehälter 56 umschlossene Material unterliegt nicht der Wirkung des schraubenförmigen schwingenden Trichters 55, so dass man die Oberfläche des Materials 62 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 57 und dem unteren Ende des Vorratsbehälters 56 als äusserstes, oberes Ende einer Materialsäule ansehen kann, die den bewegbaren Trichter bzw. Behälter füllt.
Bei Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 7 ist der Materialfluss im wesentlichen gleich dem Materialfluss im Behälter 10 nach Fig. 1 und 2, und Material sinkt konstant aus dem Behälter 56 in den Trichter 55 herab.
Auf diese Weise wird der Trichter 55 in der Vorrichtung nach Fig. 7 ständig mit Material gefüllt gehalten.
Das aus dem Behälter 56 herabsinkende Material übt einen bestimmten Druck auf das den Trichter 44 füllende Material aus. Dieser zusätzliche Druck kann einen zusätzlichen Energieverbrauch zur Erzeugung der Schwingbewegung des Trichters 55 verursachen. Es ist zweckmässig, dass die Schwingbewegung des Trichters 55 einen relativ langen Hub und eine maximale Beschleunigung hat, deren senkrechte Komponente grösser ist als die Schwerkraftbeschleunigung, um das Material im Trichter in verhältnismässig heftige Bewegung zu versetzen.
Hat die dem Trichter 55 vermittelte, schraubenförmige Schwingbewegung eine Maximalbeschleunigung, deren vertikale Komponente grösser ist als die Schwerkraftbeschleunigung, so wird der Kontakt des Materials mit dem Trichter jedesmal ruckartig gelöst, wenn der Trichter am oberen Ende seines Schwinghubes seine Richtung umkehrt. Diese Wirkung wird dadurch unterstützt dass die Seitenwände des Trichters 55 nicht senkrecht, sondern schräg verlaufen. Diese Wegstosswirkung des Trichters 55 am oberen Ende jedes Schwingungshubes ermöglicht es dem Trichter 55, jeweils am unteren Ende seines S