Die Erfindung betrifft eine Schüttelmaschine mit einem Gestell, mindestens einem Schüttelgutträger und einer zu dessen beziehungsweise zu deren Antrieb dienenden Antriebsvorrichtung, wobei jeder Schüttelgutträger im Gestell derart geführt ist, dass beim Betrieb jeder seiner Punkte die gleiche Kreisbewegung ausführen kann.
Es sind bereits verschiedene Ausführungen von derartigen Schüttelmaschinen bekannt, bei denen die Schüttelgutträger beim Betrieb kreisende Bewegungen ausführen. Alle diese Maschinen weisen Antriebsvorrichtungen mit einem Motor und mindestens einer drehbar im Gestell gelagerten, am Schüttelgutträger angreifenden, beim Betrieb vom Motor angetriebenen Kurbel auf.
Diese vorbekannten Schüttelmaschinen haben den Nachteil, dass bei der mittels der Kurbel erfolgenden Umwandlung der vom Motor erzeugten Drehbewegung in eine kreisende Bewegung relativ viel Energie verlorengeht.
Des weitern wird durch die Kurbeln die Bauhöhe der Maschine vergrössert. Dies hat zusätzlich zum grösseren Platzbedarf den Nachteil. dass bei nicht ganz einwandfreier Auswuchtung der Schüttelgutträger relativ grosse Kippmomente auftreten können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schüttelmaschine zu schaffen, bei der nicht zuerst eine Drehbewegung erzeugt wird, die dann in eine kreisende Bewegung umgewandelt werden muss.
Diese Aufgabe wird durch eine Schüttelmaschine der eingangs genannten Art gelöst, die erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist. dass die Antriebsvorrichtung eine Steuereinheit und mindestens ein leitend mit dieser verbundenes.
am Gestell und am beziehungsweise an einem der Schüttelgutträger angreifendes Krafterzeugungsaggregat aufweist und dass die Steuereinheit und das Krafterzeugungsaggregat beziehungsweise die Krafterzeugungsaggregate derart ausgebildet sind, dass beim Betrieb horizontale Kräfte mit periodisch abwechselnden Richtungen und/oder periodischen Unterbrüchen erzeugt werden können um den beziehungsweise die Schüttelgutträger anzutreiben.
Bei einer besonders zweckmässigen Ausführung der Schüttelmaschine weist jedes Krafterzeugungsaggregat einen Elektromagneten auf. Des weitern können jedoch zur Krafterzeugung auch Pneumatik- oder Hydraulikzylinder verwendet werden.
Im folgenden soll nun der Erfindungsgegenstand anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden. In der Zeichnung zeigt: die Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Schüttelmaschine und die Fig. 2 eine Draufsicht auf einige der in der Fig. 1 dargestellten Elemente.
Die schematisch in der Fig. 1 dargestellte Schüttelmaschine weist ein Gestell 1 und einen Schüttelgutträger 2 auf. Im Gestell 1 sind mit Wälzlagern 3 mindestens zwei Kurbeln 4 und 5 drehbar gelagert, deren Kurbelzapfen 4a und 5a über Wälzlager 6 am Schüttelgutträger 2 angreifen. Durch die Kurbeln 4, 5 wird der Schüttelgutträger 2 derart im Gestell geführt, dass er beim Betrieb eine horizontale Bewegung ausführen kann, bei der jeder seiner Punkte die gleiche Kreisbewegung ausführt.
Im folgenden soll nun die zur Erzeugung dieser Bewegung dienenden Antriebsvorrichtung beschrieben werden, deren wichtigste Teile in der Fig. 2 separat in der Draufsicht dargestellt sind. Die Antriebsvorrichtung weist vier am Gestell 1 befestigte Elektromagnete 7, 8. 9 und 10 auf. Die Elektromagnete haben je eine Wicklung 7a, 8a, 9a, 10a und einen horizontal verlaufenden Kern 7b, 8b, 9b, 10b.
Die Elektromagnete 7, 8, 9, 10 sind im übrigen derart angeordnet, dass sie sich paarweise gegenüberstehen und dass die Spulenachsen von aufeinanderfolgenden Magneten recht winklig zueinander verlaufen. Die Kerne 7b, 8b, 9b, lOb sind C-förmig ausgebildet und derart angeordnet, dass ihre die Magnetpole bildenden Enden 7c, 7d, 8c, 8d, 9c, 9d, lOc, 1 tod jeweils dem gegenüberstehenden Elektromagneten zuge wandt sind. Zur Antriebsvorrichtung gehört eine Steuerein heit 12, die über Leitungen 11 mit den Wicklungen 7a, 8a, 9a, 10a der Elektromagnete 7, 8, 9, 10 verbunden ist.
Des weitern weist die Antriebsvorrichtung vier mittels eines Halters 13 fest mit dem Schüttelgutträger 2 verbundene Permanentmagnete 14, 15, 16, 17 auf. Diese sind C-förmig ausgebildet und derart angeordnet, dass die ihre Pole 14a,
14b, 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b bildenden Enden in bestimmten Stellungen des Schüttelgutträgers 2 jeweils paarweise mit den Polen der Elektromagnete 7, 8, 9, 10 fluchten.
In der in der Fig. 2 dargestellten Stellung des Schüttelgutträgers 2 fluchten beispielsweise die Pole 7c, 7d, 9c, 9d der Elektromagnete 7 beziehungsweise 9 mit je einem der Pole
14a, 14b, 16a, 16b der Permanentmagnete 14 beziehungsweise 16. Im übrigen sind die Permanentmagnete selbstverständlich so angeordnet, dass sich ihre Pole möglichst nahe bei den Polen des ihnen zugewandten Elektromagneten befinden, diese Pole jedoch in keiner Schüttelgutträger-Stellung berühren.
Die Steuereinheit 12 ist elektrisch mit einem nicht dargestellten Gleichspannungsspeisegerät verbunden und enthält einen drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbundenen Kommutator sowie auf diesem schleifende Bürsten. Durch die Steuereinheit 12 werden den Elektromagneten 7, 8, 9, 10 über die Leitungen 11 Ströme zugeführt, die nach jeder halben Kreisbewegung des Schüttelgutträgers 2 ihre Richtungen ändern.
Dadurch werden Magnetfelder mit wechselnder Polarität induziert, die bewirken, dass die einander zugewandten Pole der Elektro- und Permanentmagnete einander abwechselnd anziehen und wieder abstossen.
In den beiden Figuren der Zeichnung ist der Schüttelgutträger 2 in derjenigen Stellung dargestellt, in welcher sich die Permanentmagnet-Pole 14a, 14b am nächsten bei den Elektromagnet-Polen 7c, 7d befinden.
In diesem Zeitpunkt wechseln die den Wicklungen 7a und 9a zugeführten Ströme gerade ihre Richtungen, so dass sich die Magnete 7 und 14 nun abstossen und die Magnete 9 und 17 anziehen. Die Elektromagnete 8 und 10 sind zu diesem Zeitpunkt etwa derart polarisiert, dass die Magnete 8 und 15 einander anziehen und die Magnete 10 und 17 einander abstossen. Wenn der Schüttelgutträger um einen Viertelkreis weiterbewegt wurde, werden die Stromrichtungen in den Wicklungen 8a und 10a umgekehrt, während die Ströme in den Wicklungen 7a und 9a ihre Richtung beibehalten, bis sich der Schüttelgutträger um einen weitern Viertelkreis weiterbewegt hat.
Die Elektromagnete 7, 8, 9, 10 und die Permanentmagnete 14, 15, 16, 17 bilden also zusammen paarweise Krafterzeugungsaggregate 7, 14; 8, 15; 9, 16; 10, 17, die je ein am Gestell 1 und ein am Schüttelgutträger 2 angreifendes Element, nämlich einen Elektromagneten und einen Permanentmagneten, aufweisen. Die Krafterzeugungsaggregate ermöglichen, beim Betrieb horizontale Kräfte mit periodisch abwechselnden Richtungen zu erzeugen, durch die der Schüttelgutträger angetrieben wird.
Die Steuereinheit 12 wird zweckmässigerweise zusätzlich mit einem Tachogenerator und mit einem Stromregler versehen, so dass die Leistung derart geregelt werden kann, dass sich der Schüttelgutträger 2 mit einer bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Bahngeschwindigkeit bewegt.
Selbstverständlich muss das Gestell 1 derart dimensioniert sein, dass es die durch die Elektromagnete ausgeübte Reaktionskräfte aufnehmen kann.
Damit die Lager 3 und 6 nicht übermässig beansprucht werden und damit keine Kippmomente entstehen, kann die durch die Kreisbewegung des Schüttelgutträgers erzeugte Zentrifugalkraft durch ein rotierendes Gegengewicht kompensiert werden, wie dies etwa aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 585 584 (Patentgesuch Nr. 13418/74) bekannt ist.
Die Antriebsvorrichtung kann in verschiedener Weise modifiziert werden.
Beispielsweise ist es ohne weiteres möglich, die Steuereinheit statt mit einem Bürsten-Kommutator mit einem berührungslos arbeitenden Kommutator zu versehen. Ferner kann als Steuereinheit ein Frequenzgenerator verwendet werden, so dass die Antriebsvorrichtung dann ähnlich wie ein Synchronmotor arbeitet.
Des weitern können die Permanentmagnete durch Weicheisenelemente ersetzt und die Elektromagnete mit Wechselstrom erregt werden. Da in diesem Fall keine Stoss-. sondern nur Zugkräfte erzeugt werden können, muss die Steuereinheit die Elektromagnete dann derart periodisch ein- und ausschalten, dass in jedem Zeitpunkt mindestens zwei der vier Elektromagnete stromlos sind.
Eine weitere Modifikationsmöglichkeit besteht darin, die Elektromagnete mit den Permanentmagneten zu vertauschen oder sowohl am Gestell als auch am Schüttelgutträger Elektromagnete zu befestigen.
Des weitern können die Magnete derart angeordnet werden, dass die magnetischen Achsen der Pole nicht wie beim beschriebenen Ausführungsbeispiel horizontal, sondern vertikal verlaufen.
Selbstverständlich kann auch die Anzahl der Magnetpaare, das heisst der Krafterzeugungsaggregate, erhöht oder verkleinert werden. Beispielsweise ist es im Extremfall an sich möglich, nur ein einziges Krafterzeugungsaggregat vorzusehen.
das etwa während der ersten Hälfte der Kreisbewegung eine Zugkraft und während der zweiten Hälfte der Kreisbewegung eine Schubkraft oder gar keine Kraft erzeugt. Damit der Schüttelgutträger nicht in einem Totpunkt stehen bleibt, kann etwa eine Feder vorgesehen werden, die ihn bei abgeschalteter Antriebsvorrichtung in einer bestimmten Lage hält.
Zur Erzielung eines gleichmässigen, schlagfreien Antriebs ist es jedoch vorteilhaft, mindestens zwei Krafterzeugungsaggregate vorzusehen, die derart angeordnet sind. dass sie zueinander nichtparallele Zug- oder Stosskräfte erzeugen können.
Ferner besteht die Möglichkeit, Krafterzeugungsaggregate mit Pneumatik- oder Hydraulikzylindern zu verwenden. Die Zylinder könnten dann etwa am Gestell befestigt und die Kolben über Lenker mit dem Schüttelgutträger verbunden werden. Die Steuereinheit müsste dann Ventile enthalten und über Rohr- und Schlauchleitungen leitend mit den Zylindern verbunden sein.
Schliesslich kann natürlich der Schüttelgutträger mit andern Mitteln geführt werden oder es können auch mehrere Schüttelgutträger vorgesehen werden.
Ein wesentlicher Vorteil der vorstehend beschriebenen Antriebsvorrichtungen besteht darin, dass damit ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann als mit einer Antriebsvorrichtung, mit der zuerst eine Drehbewegung erzeugt wird.
The invention relates to a shaking machine with a frame, at least one shaking goods carrier and a drive device used to drive it, each shaking goods carrier being guided in the frame such that each of its points can perform the same circular movement during operation.
Various versions of such shaking machines are already known, in which the shaking goods carriers perform circular movements during operation. All of these machines have drive devices with a motor and at least one crank which is rotatably mounted in the frame, engages the shaking goods carrier and is driven by the motor during operation.
These previously known shaking machines have the disadvantage that a relatively large amount of energy is lost when the rotary movement produced by the motor is converted into a circular movement by means of the crank.
Furthermore, the height of the machine is increased by the cranks. In addition to the larger space requirement, this has the disadvantage. that relatively large tilting moments can occur if the jar carriers are not perfectly balanced.
The invention is now based on the object of creating a shaking machine in which a rotary movement is not first generated, which then has to be converted into a circular movement.
This object is achieved by a shaking machine of the type mentioned at the beginning, which is characterized according to the invention. that the drive device has a control unit and at least one that is conductively connected to it.
on the frame and on or on one of the Schüttelgutträger engaging force generating unit and that the control unit and the power generating unit or the power generating units are designed such that horizontal forces with periodically alternating directions and / or periodic interruptions can be generated to drive the Schüttelgutträger or the Schüttelgutträger.
In a particularly expedient embodiment of the shaking machine, each power generating unit has an electromagnet. Furthermore, however, pneumatic or hydraulic cylinders can also be used to generate force.
In the following, the subject matter of the invention will now be explained using an exemplary embodiment shown in the drawing. In the drawing: FIG. 1 shows a schematic vertical section through a shaking machine and FIG. 2 shows a plan view of some of the elements shown in FIG.
The shaking machine shown schematically in FIG. 1 has a frame 1 and a carrier 2 for shaking goods. In the frame 1, at least two cranks 4 and 5 are rotatably mounted with roller bearings 3, the crank pins 4a and 5a of which engage the shaking goods carrier 2 via roller bearings 6. By means of the cranks 4, 5, the shaking goods carrier 2 is guided in the frame in such a way that it can execute a horizontal movement during operation in which each of its points executes the same circular movement.
The drive device used to generate this movement will now be described below, the most important parts of which are shown separately in plan view in FIG. The drive device has four electromagnets 7, 8, 9 and 10 attached to the frame 1. The electromagnets each have a winding 7a, 8a, 9a, 10a and a horizontally extending core 7b, 8b, 9b, 10b.
The electromagnets 7, 8, 9, 10 are also arranged in such a way that they face each other in pairs and that the coil axes of successive magnets are at right angles to each other. The cores 7b, 8b, 9b, 10b are C-shaped and are arranged in such a way that their ends 7c, 7d, 8c, 8d, 9c, 9d, 10c, 1d each face the opposing electromagnet. The drive device includes a control unit 12 which is connected to the windings 7a, 8a, 9a, 10a of the electromagnets 7, 8, 9, 10 via lines 11.
Furthermore, the drive device has four permanent magnets 14, 15, 16, 17 which are firmly connected to the shaking goods carrier 2 by means of a holder 13. These are C-shaped and arranged in such a way that their poles 14a,
14b, 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b forming ends in certain positions of the bulk goods carrier 2 are each in pairs with the poles of the electromagnets 7, 8, 9, 10 in alignment.
In the position of the bulk goods carrier 2 shown in FIG. 2, for example, the poles 7c, 7d, 9c, 9d of the electromagnets 7 and 9 are each aligned with one of the poles
14a, 14b, 16a, 16b of the permanent magnets 14 and 16. The rest of the permanent magnets are of course arranged in such a way that their poles are as close as possible to the poles of the electromagnet facing them, but do not touch these poles in any position of the bulk goods carrier.
The control unit 12 is electrically connected to a DC voltage supply device (not shown) and contains a commutator connected non-rotatably to the crankshaft 5 and brushes sliding thereon. The control unit 12 supplies the electromagnets 7, 8, 9, 10 via the lines 11 with currents which change their directions after every half circular movement of the bulk goods carrier 2.
This induces magnetic fields with alternating polarity, which have the effect that the mutually facing poles of the electric and permanent magnets alternately attract and repel each other.
In the two figures of the drawing, the product carrier 2 is shown in the position in which the permanent magnet poles 14a, 14b are closest to the electromagnet poles 7c, 7d.
At this point in time, the currents fed to the windings 7a and 9a are just changing their directions, so that the magnets 7 and 14 now repel each other and the magnets 9 and 17 attract. The electromagnets 8 and 10 are polarized at this point in time such that the magnets 8 and 15 attract each other and the magnets 10 and 17 repel each other. When the bulk carrier has moved a quarter circle further, the directions of the currents in the windings 8a and 10a are reversed, while the currents in the windings 7a and 9a maintain their direction until the bulk carrier has moved another quarter circle.
The electromagnets 7, 8, 9, 10 and the permanent magnets 14, 15, 16, 17 thus together form power generating units 7, 14 in pairs; 8, 15; 9, 16; 10, 17, each having an element acting on the frame 1 and an element acting on the Schüttelgutträger 2, namely an electromagnet and a permanent magnet. The power generation units enable horizontal forces with periodically alternating directions to be generated during operation, by means of which the bulk goods carrier is driven.
The control unit 12 is expediently additionally provided with a tachometer generator and with a current regulator, so that the power can be regulated in such a way that the shaking goods carrier 2 moves at a certain, preferably adjustable, path speed.
Of course, the frame 1 must be dimensioned in such a way that it can absorb the reaction forces exerted by the electromagnets.
So that the bearings 3 and 6 are not excessively stressed and thus no tilting moments arise, the centrifugal force generated by the circular movement of the shaking goods carrier can be compensated by a rotating counterweight, as described in Swiss patent specification No. 585 584 (patent application No. 13418/74 ) is known.
The drive device can be modified in various ways.
For example, it is easily possible to provide the control unit with a contactless commutator instead of a brush commutator. Furthermore, a frequency generator can be used as the control unit, so that the drive device then works similarly to a synchronous motor.
Furthermore, the permanent magnets can be replaced by soft iron elements and the electromagnets can be excited with alternating current. Since in this case no shock. but only tensile forces can be generated, the control unit must then periodically switch the electromagnets on and off such that at least two of the four electromagnets are de-energized at any point in time.
Another possible modification is to swap the electromagnets with the permanent magnets or to attach electromagnets to both the frame and the bulk goods carrier.
Furthermore, the magnets can be arranged in such a way that the magnetic axes of the poles do not run horizontally, as in the exemplary embodiment described, but run vertically.
Of course, the number of pairs of magnets, that is to say the power generating units, can also be increased or decreased. For example, in extreme cases, it is actually possible to provide only a single force generating unit.
that generates a pulling force during the first half of the circular movement and a pushing force or no force at all during the second half of the circular movement. So that the Schüttelgutträger does not stop in a dead center, a spring can be provided that holds it in a certain position when the drive device is switched off.
To achieve a uniform, impact-free drive, however, it is advantageous to provide at least two power-generating units which are arranged in this way. that they can generate non-parallel tensile or impact forces.
It is also possible to use power generating units with pneumatic or hydraulic cylinders. The cylinders could then be attached to the frame, for example, and the pistons could be connected to the Schüttelgutträger via links. The control unit would then have to contain valves and be connected to the cylinders via pipes and hoses.
Finally, the Schüttelgutträger can of course be guided by other means or several Schüttelgutträger can be provided.
An essential advantage of the drive devices described above is that a higher degree of efficiency can be achieved with them than with a drive device with which a rotary movement is first generated.