CH659720A5 - DEVICE FOR CHANGING THE VIBRATIONAL FORCE. - Google Patents

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CH659720A5
CH659720A5 CH1755/82A CH175582A CH659720A5 CH 659720 A5 CH659720 A5 CH 659720A5 CH 1755/82 A CH1755/82 A CH 1755/82A CH 175582 A CH175582 A CH 175582A CH 659720 A5 CH659720 A5 CH 659720A5
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CH1755/82A
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Albert Musschoot
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Gen Kinematics Corp
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    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/162—Making use of masses with adjustable amount of eccentricity

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Veränderung der durch eine rotierende Masse erzeugten Vibrationskraft gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. Schwingfördergeräte oder Vibrator-fördergeräte sind in der Industrie seit langem bekannt. Eine grundsätzliche Ausführungsform eines Schwingförderers ist im US-Patent 3,089,582 beschrieben, bei dem ein Erreger mit zwei Massen verwendet ist, um einen Trog in eine schwingende Bewegung zu versetzen. In der Vorrichtung zur Erzeugung der Vibration ist ein konstant drehender Motor vorhanden, der ein Paar exzentrisch angeordnete Gewichte an jedem Ende der Motorwelle trägt und die Vibrationskraft, die durch den Motor erzeugt wird, wird über ein Federsystem auf den Trog übertragen. Bei dieser Ausführungsform ist die Vibrationsamplitude konstant und dadurch wird das Material in konstanter Weise gefördert. The present invention relates to a device for changing the vibration force generated by a rotating mass according to the preamble of independent claim 1. Vibratory conveyors or vibrator conveyors have long been known in the industry. A basic embodiment of a vibratory conveyor is described in US Pat. No. 3,089,582, in which an exciter with two masses is used in order to set a trough in an oscillating motion. In the vibration generating device there is a constantly rotating motor which carries a pair of eccentrically arranged weights at each end of the motor shaft and the vibratory force generated by the motor is transmitted to the trough via a spring system. In this embodiment, the vibration amplitude is constant and the material is conveyed in a constant manner.

Der Motor 16 hat eine Motorwelle 20, die in Fig. 2 strich-50 liert dargestellt ist, und die Welle trägt an jedem Ende radähnliche Glieder 21, von denen eines dargestellt ist, und das andere identisch aufgebaut ist. An jedem Rad beidseits der Welle 20 befindet sich ein ortsfestes Gewicht 22. Jedes Rad 21 trägt überdies einen Zylinder 23, der sich beidseits der 55 Welle 20 diagonal über das Rad erstreckt. Das eine Ende 24 des Zylinders 23 befindet sich nahe dem Schwerpunkt des Gewichtes 22, und das gegenüberliegende Ende 25 befindet sich auf der andern Seite der Achse der Welle 20. Ein Deckel 26 dient zum Verschliessen des Endes 24 des Zylinders 23, 60 und an diesem Deckel 26 ist eine Schraubenfeder 27 befestigt. Innerhalb des Zylinders 23 befindet sich ein Gewicht 28, das an einem Kolben 29, der im Zylinder verschieblich ist, befestigt ist. Der Kolben und das Gewicht bilden zusammen ein bewegliches Gewicht innerhalb des Zylinders 65 23. Ein Deckel 30 dient zum Verschliessen des Endes 25 des Zylinders 23, um zwischen dem Kolben 29 und dem Deckel 30 eine Druckkammer 31 zu bilden. Eine Druckleitung 32 für ein Fluid ist einerseits in die Druckkammer 31 eingeleitet The motor 16 has a motor shaft 20, which is shown in phantom in FIG. 2, and the shaft carries wheel-like members 21 at each end, one of which is shown and the other of identical construction. There is a fixed weight 22 on each wheel on both sides of the shaft 20. Each wheel 21 also carries a cylinder 23 which extends diagonally over the wheel on both sides of the shaft 20. One end 24 of the cylinder 23 is near the center of gravity of the weight 22, and the opposite end 25 is on the other side of the axis of the shaft 20. A cover 26 serves to close the end 24 of the cylinder 23, 60 and on it Cover 26, a coil spring 27 is attached. Within the cylinder 23 there is a weight 28 which is fastened to a piston 29 which is displaceable in the cylinder. The piston and the weight together form a movable weight within the cylinder 65 23. A cover 30 serves to close the end 25 of the cylinder 23 in order to form a pressure chamber 31 between the piston 29 and the cover 30. A pressure line 32 for a fluid is introduced into the pressure chamber 31 on the one hand

3 3rd

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und verbindet diese mit einem Drehanschluss 33 auf der Welle 20, wie Fig. 1 schematisch zeigt. Eine Druckleitung 34 für das Fluid dient zur Verbindung des Drehanschlusses 33 mit einer Druckquelle für das Fluid, beispielsweise Druckluft. and connects it to a rotary connection 33 on the shaft 20, as shown schematically in FIG. 1. A pressure line 34 for the fluid serves to connect the rotary connection 33 to a pressure source for the fluid, for example compressed air.

Bei Stillstand befindet sich der Schwerpunkt des Kolbens mit dem Gewichtssystem und dem Teil der Feder 36, rechts der Achse der Drehwelle 20 in Fig. 2. Wenn der Motor nach dem Anlaufen die Arbeitsdrehzahl erreicht, bewegen sich der Kolben und das Gewicht von der Achse der Drehwelle 20 weg bis zu der Lage gemäss Fig. 3. Die Rotation dehnt die Feder 27 gemäss der Zentrifugalkraft, die auf den Kolben und das Gewicht einwirkt. In der Lage der Teile gemäss Fig. 3, ist die Vibrationskraft, die durch das ortsfeste Gewicht 22 und den Teil der Feder links der Achse der Drehwelle entgegengesetzt gleich der Vibrationskraft, die durch das Gewicht mit dem Kolben 29 und dem Teil der Feder 36 rechts der Achse der Drehwelle, so dass keine Vibrationskraft auf den trog 11 übertragen werden kann. Durch Anlegen eines Fluid-drucks durch die Leitung 34, den Anschluss 33 und die Leitung 32 in die Druckkammer 31 wird der Kolben 29 mit dem Gewicht nach links in Fig. 3 bewegt, wobei die Spannung der Feder zuerst die durch das Fluid ausgeübte Kraft unterstützt und zunehmend abnimmt, wenn der Kolben 29 gegen die Rotationsachse bewegt wird, wodurch die Zentrifugalkraft, die mit diesen Gliedern erzeugt wird, ebenfalls abnimmt, und wenn schliesslich der Kolben und die Feder nach links At a standstill, the center of gravity of the piston with the weight system and the part of the spring 36 is to the right of the axis of the rotary shaft 20 in Fig. 2. When the motor reaches the working speed after starting, the piston and the weight move from the axis of the Rotary shaft 20 away to the position according to FIG. 3. The rotation stretches the spring 27 according to the centrifugal force which acts on the piston and the weight. 3, the vibration force, which is due to the fixed weight 22 and the part of the spring on the left opposite the axis of the rotary shaft is equal to the vibration force, which is due to the weight with the piston 29 and the part of the spring 36 on the right the axis of the rotary shaft, so that no vibration force can be transmitted to the trough 11. By applying a fluid pressure through line 34, port 33 and line 32 into pressure chamber 31, piston 29 is moved to the left in FIG. 3, the tension of the spring first supporting the force exerted by the fluid and decreases progressively when the piston 29 is moved against the axis of rotation, whereby the centrifugal force generated with these links also decreases, and when the piston and the spring finally move to the left

über die Drehachse hinaus bewegt werden, wie Fig. 2 zeigt, erzeugt die Feder 27 einen Gegendruck auf den Kolben, so dass Gewicht und Kolben nicht weiter nach links in Fig. 2 bewegt werden können, sondern dass sich ein Gleichgewicht 5 zwischen dem Druck des Fluids und der Zentrifugalkraft einerseits und der Federkraft andererseits einstellt. Be moved beyond the axis of rotation, as shown in FIG. 2, the spring 27 generates a counter pressure on the piston, so that the weight and piston can not be moved further to the left in Fig. 2, but that there is a balance 5 between the pressure of the Fluids and the centrifugal force on the one hand and the spring force on the other.

Somit ist ersichtlich, dass wenn die Zentrifugalkraft, die durch das bewegliche Gewicht 28 und den Kolben 29 am grössten ist, wie Fig. 3 zeigt, und genügt, um das Gewicht und io die Feder in die Lage gemäss Fig. 3 entgegen der Federkraft zu bringen, hilft die Feder dem Druck des Fluids, um das Gewicht und den Kolben nach links in dieser Figur zu bewegen. Wenn die Wirkung der Feder bis gegen null abnimmt, wobei der Kolben und das Gewicht etwa die Lage 15 gemäss Fig. 2 eingenommen haben und dadurch einer Kompressionskraft ausgesetzt sind, wirkt sie dem Druck des Fluids entgegen. Wenn der Kolben und das Gewicht aus der Lage gemäss Fig. 2 weiter nach links bewegt würde, würde die Bewegung des Kolbens und des Gewichts eine umge-20 kehrte Zentrifugalkraft in Richtung gegen das ortsfeste Gewicht 22 erzeugen. It can thus be seen that when the centrifugal force, which is greatest due to the movable weight 28 and the piston 29, as shown in FIG. 3, is sufficient to bring the weight and the spring into the position according to FIG. 3 against the spring force bring, the spring helps the pressure of the fluid to move the weight and the piston to the left in this figure. When the action of the spring decreases to almost zero, whereby the piston and the weight have taken up the position 15 according to FIG. 2 and are thereby subjected to a compressive force, it counteracts the pressure of the fluid. If the piston and the weight were moved further to the left from the position according to FIG. 2, the movement of the piston and the weight would produce an inverse centrifugal force in the direction against the stationary weight 22.

Es ist insbesondere vorteilhaft eine Schraubenfeder vorzusehen, weil die Auslenkung einer Schraubenfeder entweder als Zug- oder Druckfeder proportional zur Kraft steht, d.h. in 25 einer linearen Abhängigkeit steht. Dieser lineare Zusammenhang trägt zur leichteren und genaueren Steuerung der Vibrationskraft bei. It is particularly advantageous to provide a coil spring because the deflection of a coil spring is proportional to the force, either as a tension or compression spring, i.e. is a linear dependency. This linear relationship contributes to easier and more precise control of the vibration force.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (6)

659720 659720 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 1. Vorrichtung zur Veränderung der durch eine rotierende Masse erzeugten Vibrationskraft, gekennzeichnet durch eine motorisch angetriebene Drehwelle (20) mit einem ersten Gewicht (22), dessen Schwerpunkt ausserhalb der Achse der Drehwelle (20) liegt, einem an der Drehwelle (20) befestigten Träger (23 ) zur verschieblichen Halterung eines zweiten Gewichts (28), der sich diagonal beidseits der Achse der Drehwelle (20) erstreckt, und durch Mittel (29, 31, 32) zum Bewegen des beweglichen zweiten Gewichts (28) zwischen einer ersten Stelle auf dem Träger (23), die der Stelle des ersten Gewichts (22) diagonal gegenüberliegt und einer zweiten Stelle auf dem Träger (23), die sich auf der andern Seite der Achse der Welle (20) befindet. 1. Device for changing the vibration force generated by a rotating mass, characterized by a motor-driven rotary shaft (20) with a first weight (22), the focus of which lies outside the axis of the rotary shaft (20), one attached to the rotary shaft (20) Carrier (23) for slidably supporting a second weight (28) extending diagonally on either side of the axis of the rotary shaft (20) and by means (29, 31, 32) for moving the movable second weight (28) between a first location on the support (23) diagonally opposite the location of the first weight (22) and a second location on the support (23) located on the other side of the axis of the shaft (20). 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als Zylinder (23) ausgebildet ist, der sich beidseits über die Drehwelle (20) hinaus erstreckt, dass im Zylinder (23) eine Feder (27) mit dem zweiten Gewicht 2. Device according to claim 1, characterized in that the carrier is designed as a cylinder (23) which extends on both sides beyond the rotary shaft (20), that in the cylinder (23) a spring (27) with the second weight (28) befestigt ist, um das zweite Gewicht (28) auf die dem ersten Gewicht (22) gegenüberliegende Seite zu drücken und dass ein mit dem Druck eines Fluids beaufschlagbares Mittel (28) is attached in order to press the second weight (28) onto the side opposite the first weight (22) and that a means that can be pressurized with a fluid (29) vorhanden ist, um das zweite Gewicht (28) entgegen der Kraft der Feder (27) auf die Seite des ortsfesten ersten Gewichts (22) zu drücken. (29) is present to press the second weight (28) against the force of the spring (27) onto the side of the stationary first weight (22). 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, gekennzeichnet durch ein auf der Drehwelle (20) befestigtes radähnliches Gebilde (21 ), an dem das erste Gewicht (22) exzentrisch befestigtest und das auch den diagonal angeordneten Zylinder (23) trägt, von dem das eine Ende (26) wenigstens angenähert beim Schwerpunkt des ortsfesten ersten Gewichts (22) liegt. 3. Device according to claim 2, characterized by a wheel-like structure (21) fastened on the rotary shaft (20), to which the first weight (22) is eccentrically fastened and which also carries the diagonally arranged cylinder (23), one end of which (26) is at least approximately at the center of gravity of the stationary first weight (22). 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine einerseits am einen Ende (26) des Zylinders (23) befestigte Schraubenfeder (27) ist, von der das zweite Ende am zweiten Gewicht (28) befestigt ist. 4. The device according to claim 3, characterized in that the spring is on the one hand at one end (26) of the cylinder (23) attached coil spring (27), of which the second end is attached to the second weight (28). 5. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Mittel ein Kolben (29) ist, der zusammen mit einem Deckel zum Verschliessen des Endes 5. The device according to claim 2, characterized in that said means is a piston (29) together with a cover for closing the end (30) des Zylinders (23) eine Druckkammer (31) bildet, in die eine Zuleitung (32) für ein unter Druck stehendes Fluid mündet, und dass das genannte verschlossene Ende (30) (30) of the cylinder (23) forms a pressure chamber (31) into which a feed line (32) for a pressurized fluid opens, and that said closed end (30) einen Abstand von der Achse der Drehwelle (20) aufweist, derart, dass das zweite Gewicht (28) zusammen mit dem Kolben (29) und mit dem Teil der Feder (27) der sich auf der dem ortsfesten Gewicht (22) gegenüberliegenden Seite der Drehwelle (20) befindet, dieselbe Zentrifugalkraft ausübt wie das ortsfeste Gewicht (22). has a distance from the axis of the rotary shaft (20) such that the second weight (28) together with the piston (29) and with the part of the spring (27) on the opposite side of the fixed weight (22) Rotary shaft (20) is located, exerts the same centrifugal force as the fixed weight (22). 6. Verwendung der Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1 in einem Vibratorantrieb zum Antreiben eines Schwingförderers. 6. Use of the device according to claim 1 in a vibrator drive for driving a vibratory conveyor. Eine verbesserte Ausführungsform eines Schwingförderers ist im US-Patent 3,358,815 beschrieben, wobei der elektrische Motor an jedem Ende der Welle ein radförmiges Glied trägt, das mit der Motorwelle rotiert wird. Das radähn-5 liehe Glied ist mit einem Gewicht versehen, das auf einem gebogenen Weg von einer ersten Lage nahe einem ortsfest angeordneten exzentrischen Gewicht auf jedem Rad bis zu einer zweiten Lage, die diesem Gewicht gegenüberliegt, verschoben werden kann. Die bevorzugte Ausführungsform in io diesem zuletzt genannten Patent weist als Gewicht eine Flüssigkeit, nämlich Quecksilber auf, und kann daher durch Verändern des Druckes leicht bewegt werden. In neuerer Zeit wird jedoch Quecksilber als umeltverschmutzend angesehen und deshalb konnte sich ein solcher Schwingförderantrieb, 15 bei dem Quecksilber eine veränderbare Vibratormasse darstellt, nicht durchsetzen. An improved embodiment of a vibratory conveyor is described in US Patent 3,358,815, wherein the electric motor carries a wheel-shaped member at each end of the shaft which is rotated with the motor shaft. The wheel-like link is provided with a weight which can be shifted in a curved path from a first position near a stationary eccentric weight on each wheel to a second position which is opposite this weight. The preferred embodiment in this last-mentioned patent has a liquid, namely mercury, as its weight and can therefore be easily moved by changing the pressure. More recently, however, mercury has been regarded as polluting the environment and therefore such a vibratory conveyor drive, 15 in which mercury is a variable vibrator mass, has not been able to establish itself. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vibratorantrieb zu schaffen, bei dem die Schwingungsamplitude mittels starrer Massen verändert werden kann. 20 Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. It is therefore an object of the present invention to provide a vibrator drive in which the vibration amplitude can be changed by means of rigid masses. 20 According to the invention this is achieved by the features in the characterizing part of independent claim 1. Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen : An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. Show it : 25 25th Fig. 1 einen Aufriss eines Schwingförderers mit einem erfindungsgemässen Antrieb, 1 is an elevation of a vibratory conveyor with a drive according to the invention, Fig.2 eine Querschnittsansicht eines der beiden radähnlichen Gebilde, das starr mit der Motorwelle verbunden ist, 30 in vergrössertem Massstab, und 2 shows a cross-sectional view of one of the two wheel-like structures which is rigidly connected to the motor shaft, 30 on an enlarged scale, and Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 mit dem Gewicht in einer andern Lage. Fig. 3 shows a section of Fig. 2 with the weight in a different position. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Schwingförderers 33 10, ähnlich demjenigen gemäss dem US-Patent 3,358,815 und weist einen Materialförderer in Form eines Troges 11 auf, der mittels Isolationsfedern 12 auf Stützen 13 oberhalb einer Grundplatte 14 montiert ist. Der Vibrationserzeuger besteht aus einem Erreger 15 mit einem Konstantdrehzahlmotor 16. Der Motor 16 ist an einem Rahmen 17 angeflanscht und der Rahmen 17 ist am Trog 11 und der Zwischenlage von Gummifedern gemäss den US-Patenten 3,089,582 und 3,358,815 befestigt. Die Gummifedern 18 sind schematisch dargestellt. Somit ist der Motor 16 über ein Federsystem mit dem Rahmen 17 verbunden, und der Motor dreht mit konstanter Geschwindigkeit, die nahe der Eigenfrequenz dieses Schwingsystems liegt. 1 shows an embodiment of a vibratory conveyor 33 10, similar to that according to US Pat. No. 3,358,815, and has a material conveyor in the form of a trough 11, which is mounted on supports 13 above a base plate 14 by means of insulation springs 12. The vibration generator consists of an exciter 15 with a constant speed motor 16. The motor 16 is flanged to a frame 17 and the frame 17 is attached to the trough 11 and the intermediate layer of rubber springs according to the US Patents 3,089,582 and 3,358,815. The rubber springs 18 are shown schematically. Thus, the motor 16 is connected to the frame 17 via a spring system, and the motor rotates at a constant speed which is close to the natural frequency of this vibration system. 40 40 45 45
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