DE102011089050A1

DE102011089050A1 - Schwingförderer

Info

Publication number: DE102011089050A1
Application number: DE201110089050
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Schultheis
Original assignee: Vibra Maschinenfabrik Schultheis GmbH and Co
Current assignee: Vibra Maschinenfabrik Schultheis GmbH and Co
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Ein Schwingförderer zum Fördern von rieselfähigem Schüttgut umfasst einen Förderkanal (2) mit einer Förderrichtung (F), einen Grundrahmen (4), der parallel zur Förderrichtung (F) angeordnet ist, eine Gegenmasse (11), einen Schwingungserreger (16), sowie eine oder mehrere erste Federn (8), die den Grundrahmen (4) mit dem Förderkanal (2) verbinden und mit der Förderrichtung (F) einen ersten Federwinkel (α1) einschließen, und eine oder mehrere zweite Federn (12), die den Grundrahmen (4) mit der Gegenmasse (11) verbinden und mit der Förderrichtung (F) einen zweiten Federwinkel (α2) einschließen. Der Schwingungserreger (16) ist derart an den Grundrahmen (4) angekoppelt, um in den Grundrahmen (4) lediglich Schwingungen parallel zur Förderrichtung (F) einzuleiten. Der erste Federwinkel (α1) und der zweite Federwinkel (α2) sind dem Betrag nach gleich, dem Vorzeichen nach jedoch verschieden. Der Förderkanal (2), der Grundrahmen (4) und die erste Federn (8) bilden ein erstes schwingfähiges Zweimassensystem. Die Gegenmasse (11), der Grundrahmen (4) und die zweiten Federn (12) bilden ein zweites schwingfähiges Zweimassensystem. Beide Zweimassensysteme weisen die gleiche Resonanzfrequenz auf. Der Schwingförderer zeichnet sich durch eine störungsunanfällige, flexible Betriebsweise aus. Er ermöglicht bei einfachem Aufbau und geringem Gesamtgewicht eine geringe Fundamentbelastung. Hierdurch wird eine kostengünstige und betriebssichere Alternative zu herkömmlichen Dreimassensystemen geschaffen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Förderns von rieselfähigem Schüttgut.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Schwingförderer, umfassend einen Förderkanal mit einer Förderrichtung, einen Grundrahmen, der parallel zur Förderrichtung angeordnet ist, eine Gegenmasse, einen Schwingungserreger, eine oder mehrere erste Federn, die den Grundrahmen mit dem Förderkanal verbinden und mit der Förderrichtung einen ersten Federwinkel einschließen, und eine oder mehrere zweite Federn, die den Grundrahmen mit der Gegenmasse verbinden und mit der Förderrichtung einen zweiten Federwinkel einschließen.
Ein derartiges schwingfähiges Dreimassensystem, bei dem der Förderkanal die erste Masse, der Grundrahmen die zweite Masse und die Gegenmasse die dritte Masse bilden, ist beispielsweise aus EP 0 589 162 A1 bekannt. Der Grundrahmen ist dabei über Federn an einem Fundament abgestützt. Um die in das Fundament einzuleitenden Kräfte sowie das Gesamtgewicht der Vorrichtung gering zu halten, wird in EP 0 589 162 A1 vorgeschlagen, die ersten und zweiten Federn miteinander fluchtend anzuordnen, so dass diese mit der Förderrichtung den gleichen Federwinkel einschließen. Die Schwingungserregung erfolgt dabei über einen Exzentertrieb, der an dem Grundrahmen abgeordnet und über eine Schubkurbel mit dem Förderkanal gekoppelt ist. Im Betrieb schwingen der Förderkanal und die Gegenmasse in Gegenphase, d. h. mit einer Phasenwinkeldifferenz von 180°.
Ein weiteres Dreimassensystem dieser Bauart ist aus US 3,528,541 A bekannt. Im Unterschied zu EP 0 589 162 A1 sind die ersten und zweiten Federn räumlich versetzt angeordnet. Wie in EP 0 589 162 A1 sind jedoch die ersten und zweiten Federn in gleicher Weise zur Förderrichtung angewinkelt. Dabei werden sowohl der Förderkanal als auch die Gegenmasse durch einen am Grundrahmen gelagerten Exzentertrieb angetrieben, wodurch eine drehzahlunabhängige Zwangskopplung dahingehend erreicht wird, dass der Förderkanal und die Gegenmasse in Gegenphase schwingen.
Ein weiteres Dreimassensystem ist aus US 2011/0083944 A bekannt. Bei diesem ist zwischen dem Grundrahmen, dem Förderkanal und der Gegenmasse eine Zwangskopplung über starre Schubkurbeln vorgesehen. Die Schwingungserregung erfolgt wiederum durch einen am Grundrahmen gelagerten Exzentertrieb, welcher über einen Kurbelarm elastisch mit dem Förderkanal gekoppelt ist. Auch hier schwingen aufgrund der Zwangskopplung der Förderkanal und die Gegenmasse im Betrieb in Gegenphase.
Dreimassensysteme bieten gegenüber herkömmlichen Zweimassensystemen deutliche Vorteile in Bezug auf die vom Fundament aufzunehmenden Kräfte, so dass diese bei schwingungsempfindlichen Stützkonstruktionen, Bühnen oder in mehrstöckigen Gebäuden betrieben werden können. Zudem kann der Grundrahmen mit einem relativ geringen Gewicht ausgeführt werden, da insbesondere die Problematik von Biegeschwingungen deutlich reduziert ist.
Die bekannten Dreimassensysteme sind jedoch verhältnismäßig störanfällig. Der Erfindung liegt die Aufgabe, hier Abhilfe zuschaffen und einen störungsunanfälligen Schwingförderer anzugeben, der bei einfachem Aufbau und geringem Gesamtgewicht eine geringe Fundamentbelastung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Schwingungsförderer gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Dieser umfasst einen Förderkanal mit einer Förderrichtung, einen Grundrahmen, der parallel zur Förderrichtung angeordnet ist, eine Gegenmasse, einen Schwingungserreger, eine oder mehrere erste Federn, die den Grundrahmen mit dem Förderkanal verbinden und mit der Förderrichtung einen ersten Federwinkel einschließen, und eine oder mehrere zweite Federn, die den Grundrahmen mit der Gegenmasse verbinden und mit der Förderrichtung einen zweiten Federwinkel einschließen. Er zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwingungserreger derart mit dem Grundrahmen gekoppelt ist, um in den Grundrahmen lediglich Schwingungen parallel zur Förderrichtung einzuleiten. Dabei sind der erste Federwinkel und der zweite Federwinkel dem Betrag nach gleich, dem Vorzeichen nach jedoch verschieden. Der Förderkanal, der Grundrahmen und die erste Federn bilden ein erstes schwingfähiges Zweimassensystem. Die Gegenmasse, der Grundrahmen und die zweiten Federn bilden ein zweites schwingfähiges Zweimassensystem. Beide Zweimassensysteme weisen die gleiche Resonanzfrequenz auf.
Bei einer parallel zur Förderrichtung wirkenden Wechselkraft in der Nähe der Resonanzfrequenz schwingen der Förderkanal und der Grundrahmen gegeneinander, wobei die Schwingungsrichtung vom Federwinkel der ersten Federn bestimmt wird. In gleicher Weise schwingen die Gegenmasse und der Grundrahmen gegeneinander. Aufgrund der spiegelbildlichen Anordnung der zweiten Federn schwingen somit der Förderkanal und die Gegenmasse in Bezug auf die Förderrichtung in Phase, während sich die Komponenten senkrecht zur Förderrichtung aufheben. Infolgedessen gehen die dynamischen Kräfte, welche die Vorrichtung senkrecht zur Förderrichtung auf ein Fundament oder eine Unterstützungskonstruktion ausübt, praktisch gegen Null. Zudem werden ansonsten störende Biegeschwingungen stark reduziert oder vermieden. Es ist ferner wichtig, festzuhalten, dass die verbleibenden horizontalen dynamischen Kräfte durch die Erregerkraft ganz oder zumindest teilweise kompensiert werden.
Der Grundrahmen kann sehr schlank und mit geringer Masse ausgeführt werden. Hierdurch ist es möglich, sehr lange Förderstrecken L von über 60 m in einer leichtgewichtigen Einheit zu realisieren.
Da im Unterschied zum oben erläuterten Stand der Technik mit dem Schwingungserreger lediglich Schwingungen parallel zur Förderrichtung in den Grundrahmen eingeleitet werden, entfällt jegliche Kopplung zwischen dem Grundrahmen und dem Förderkanal sowie der Gegenmasse über Schubkurbeln und dergleichen, wodurch Störungen vermieden werden.
Bereits durch eine geringe Veränderung der Erregerfrequenz des Schwingungserregers im Bereich von +/–1Hz um die Resonanzfrequenz kann die Fördergeschwindigkeit in ausreichendem Maß variiert werden. Die ist bei Erregung über Schubkurbeln, wie sie im oben genannten Stand der Technik zum Einsatz kommen, hingegen nicht möglich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben. Die Gegenmasse kann beispielsweise durch eine Vielzahl von über Federn angekoppelte Einzelmassen realisiert werden. Vorzugsweise ist die Gegenmasse jedoch als Rahmen ausgebildet, der parallel zur Förderrichtung angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine dem Förderkanal ähnlich Massenverteilung entlang der Förderrichtung, welche für die Kompensation der induzierten Schwingungskomponenten senkrecht zur Förderrichtung von Vorteil ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Grundrahmen zwischen dem Förderkanal und der Gegenmasse angeordnet, wodurch eine schlanke, platzsparende Bauweise erzielt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Gegenmasse zwischen dem Grundrahmen und dem Förderkanal anzuordnen. Ferner kann die Gegenmasse als weiterer Förderkanal ausgestaltet sein.
Als Schwingungserreger kann jede Vorrichtung eingesetzt werden, welche geeignet ist, gerichtete Schwingungen zu erzeugen. Ein bevorzugtes Beispiel hierfür sind zwei gegenläufige Unwuchtmotoren, die derart am Grundrahmen angeordnet werden, um in diesen eine Wechselkraft parallel zur Förderrichtung einzuleiten. Möglich ist ferner ein Motor, welcher über ein Getriebe zwei gegenläufige Unwuchtmassen antreibt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Grundrahmen über einen oder mehrere erste Lenker mit dem Förderkanal sowie über einen oder mehrere zweite Lenker mit der Gegenmasse gekoppelt. Hierdurch wird eine seitliche Führung gewährleistet und ein Kippen um eine Achse parallel zur Förderrichtung verhindert. Vorzugsweise weisen die ersten und zweiten Lenker entgegengesetzte Anstellwinkel zur Förderrichtung auf, so dass die Kopplung zwischen dem Grundrahmen und dem Förderkanal sowie dem Grundrahmen und der Gegenmasse auch in dieser Hinsicht spiegelbildlich ist.
Für eine schwingungsisolierte Aufstellung können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung Federeinrichtungen vorgesehen werden, über die der Grundrahmen in Schwerkraftrichtung an einem Fundament abstützbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Seitenansicht eines Schwingförderers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Schnittansicht des Schwingförderers gemäß 1 entlang der Linie A-A,
3 eine Schnittansicht des Schwingförderers gemäß 1 entlang der Linie B-B,
4 eine Ansicht des Stirnendes des Schwingförderers nach 1 mit Deckel, und in
5 eine schematische Ansicht der gerichteten Schwingungserregung.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Schwingförderer 1 zum Fördern von rieselfähigem Schüttgut wie Pulvern, Granulaten, Chips und dergleichen. Diese besitzen Schüttdichten im Bereich von etwa 0,05 bis 2,5 kg/l.
Der Schwingförderer 1 weist einen Förderkanal 2 zur Aufnahme des zu transportierenden Schüttguts auf, der gelegentlich auch als Fördertrog oder Förderrinne bezeichnet wird. Die in Längsrichtung des Förderkanals 2 verlaufende Förderrichtung ist in 1 durch einen Pfeil F angedeutet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Förderkanal 2 einen rechteckigen Querschnitt auf. Jedoch kann je nach Einsatzzweck auch eine andere Querschnittsform vorgesehen seien. Zudem ist es möglich, den Förderkanal 2 durch einen Deckel zu verschließen oder beispielsweise als Rohr auszugestalten.
Weiterhin weist der Schwingförderer 1 einen Grundrahmen 4 auf, an dem sich der Förderkanal 2 über erste Federn 5 abstützt, die als Speicher- oder Arbeitsfedern dienen. Der Grundrahmen 4 ist parallel zur Förderrichtung F angeordnet und weist vorliegend zwei profilierte Längsträger 5 auf, welche durch erste Querstreben 6 und zweite Querstreben 7 miteinander verbunden sind. Die ersten Federn 8 stützen sich mit einem ersten Ende an den ersten Querstreben 6 sowie mit einem zweiten Ende an dem Förderkanal 2 ab, an dem hierzu entsprechende Konsolen 9 angebracht sind. Dabei sind die ersten Federn 8 mit einem ersten Federwinkel α₁ zur Förderrichtung F angestellt, der im Bereich von –20 bis –60° liegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Federn 8 Schraubenfedern ausgeführt, die sich an entsprechend geneigten Flächen der ersten Querstreben 6 sowie der Konsolen 9 abstützen. Anstelle von Schraubenfedern können jedoch auch andere federelastische Elemente, beispielsweise Gummifedern, eingesetzt werden. Zudem kann der Grundrahmen 4 auch anders als dargestellt aufgebaut sein.
Der Förderkanal 2 ist mit dem Grundrahmen 4 weiterhin über erste Lenker 10 verbunden, welche vorwiegend der seitlichen Führung dienen und ein Kippen des Förderkanals 2 um die Förderrichtung F verhindern, jedoch eine Relativbewegung zwischen dem Förderkanal 2 und dem Grundrahmen 4 in Förderrichtung F sowie in Vertikalrichtung gestatten. Die ersten Lenker 10 sind beispielsweise als Blattfedern ausgeführt, die zur Förderrichtung F einen Anstellwinkel β₁ im Bereich von –110° bis –150° aufweisen.
Der Schwingförderer 1 weist weiterhin eine Gegenmasse 11 auf, die über zweite Federn 12 mit dem Grundrahmen 4 verbunden ist. Auch die zweiten Federn 12 dienen als Speicher- oder Arbeitsfedern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gegenmasse 11 als Rahmen ausgeführt, der innerhalb oder unterhalb des Grundrahmens 4 angeordnet ist und parallel zu der Förderrichtung F verläuft. Die Gegenmasse 11 kann wie der Grundrahmen 4 sehr einfach aus profilierten Längsträgern 13 gefertigt werden, welche durch Querstreben 14 miteinander verbunden sind. Die zweiten Federn 12 schließen mit der Förderrichtung einen zweiten Federwinkel α₂ ein. Sie stützen sich mit einem Ende an entsprechend geneigten Flächen der Querstreben 14 der Gegenmasse 11 sowie mit einem zweiten Ende an entsprechend geneigten Flächen der zweiten Querstreben 7 des Grundrahmens 4 ab. Die zweiten Federn 8 sind wiederum als Schraubenfedern ausgeführt, können jedoch auch Blattfedern, Gummifedern oder dergleichen sein. Zudem kann die Gegenmasse 11 auch durch mehrere Einzelmassen gebildet werden, die jeweils über eine Feder 8 an den Grundrahmen angekoppelt sind. Ferner ist es grundsätzlich möglich, die Gegenmasse 11 als weiterer Förderkanal mit umgekehrter Förderrichtung auszugestalten.
Wie 1 entnommen werden kann, sind die zweiten Federn 12 spiegelbildlich zu den ersten Federn 8 zur Förderrichtung F angewinkelt. Der zweite Federwinkel α₂ liegt dementsprechend im Bereich von +20 bis +60°. Erfindungsgemäß sind der erste Federwinkel α₁ und der zweite Federwinkel α₂ dem Betrag nach gleich, dem Vorzeichen nach jedoch verschieden. Der erste Federwinkel α₁ und der zweite Federwinkel α₂ sind somit entgegengesetzt zur Förderrichtung F angestellt.
Die Gegenmasse 11 ist mit dem Grundrahmen 4 weiterhin über zweite Lenker 15 verbunden, welche der seitlichen Führung dienen und wie die ersten Lenker 10 ein Moment um die Förderrichtung F abstützen, jedoch eine Relativbewegung in Förderrichtung F sowie in Vertikalrichtung zulassen. Wie die zweiten Federn 12 so sind auch die zweiten Lenker 15 spiegelbildlich zu den ersten Lenkern 10 zur Förderrichtung F angewinkelt. Dementsprechend liegt der Anstellwinkel β₂ der zweiten Lenker 15 zur Förderrichtung F im Bereich von +110° bis +150°. Im Hinblick auf eine spiegelbildliche Abstützung der Gegenmasse 11 am Grundrahmen 4 gilt auch für die ersten und zweiten Lenker 10 und 15, dass der erste Anstellwinkel β₁ und der zweite Anstellwinkel β₂ dem Betrag nach gleich, dem Vorzeichen nach jedoch verschieden sind.
Hierdurch ergibt sich ein schwingfähiges Dreimassensystem, bei dem die erste Masse m₁ durch den Förderkanal 2, die zweite Masse m₂ durch den Grundrahmen 4 und die dritte Masse m₃ durch die Gegenmasse 11 gebildet wird. Der Grundrahmen 4 ist beispielsweise über Federeinrichtungen 18 in Schwerkraftrichtung an einem Fundament 19 abgestützt. Dabei bilden der Förderkanal 2, der Grundrahmen 4 und die erste Federn 8 ein ersten schwingfähiges Zweimassensystem und die Gegenmasse 11, der Grundrahmen 4 und die zweiten Federn 12 ein zweites schwingfähiges Zweimassensystem. Erfindungsgemäß weisen diese beiden Zweimassensysteme die gleiche Resonanzfrequenz auf.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass für die ersten und zweiten Federn 8 und 12 baugleiche Federn zum Einsatz kommen und die Gegenmasse 11 der Masse des Förderkanals 2 entspricht. Bei dem oben geschilderten Einsatzzweck fällt die Masse des zu fördernden Schüttguts nicht ins Gewicht. Gegebenenfalls kann diese jedoch dem Förderkanal 2 zugeschlagen und bei der Auslegung der Gegenmasse 11 mit berücksichtigt werden. Ferner ist es denkbar, die Masse des zu fördernden Schüttguts durch an der Gegenmasse 11 anzubringende Zusatzgewichte auszugleichen. Durch die Verwendung baugleicher Federn und Lenker lässt sich die Vielfalt der benötigten Bauteile reduzieren, wodurch der Fertigungsaufwand vermindert wird.
Für die Funktion des vorstehend erläuterten Schwingförderers 1 ist es jedoch nicht wesentlich, baugleiche Federn 8 und 12 einzusetzen oder eine Massengleichheit in Bezug auf den Förderkanal 2 und die Gegenmasse 11 herzustellen. Vielmehr reicht es aus, die vorgenannten Zweimassensysteme in Bezug auf Federkennung und Masse derart abzustimmen, dass diese die gleiche Resonanzfrequenz aufweisen.
Aufgrund der gegenseitigen Kompensation der angeregten Schwingungskomponenten senkrecht zur Förderrichtung ist die Beanspruchung durch Biegeschwingungen minimal. Der Grundrahmen 4 kann daher sehr schlank und mit geringer Masse ausgeführt werden. Das Massenverhältnis von Förderkanal 2 zu Grundrahmen 4 liegt vorzugsweise im Bereich von 1:1 bis 1:3. Gleiches gilt für das Massenverhältnis von Gegenmasse 11 zu Grundrahmen 4.
Die Schwingungserregung des vorstehend erläuterten Dreimassensystems erfolgt durch einen Schwingungserreger 16, der mit dem Grundrahmen 4 derart gekoppelt ist, um in den Grundrahmen 4 lediglich Schwingungen parallel zur Förderrichtung F einzuleiten. Der Schwingungserreger 16 erzeugt eine gerichtete Wechselkraft lediglich in einer Richtung parallel zur Förderrichtung F, jedoch keine Kräfte quer hierzu. Dementsprechend ist der Schwingungserreger 16 fliegend an dem Grundrahmen 4 befestigt, d.h. lediglich mit dem Grundrahmen 4, jedoch nicht mit dem Förderkanal 2 oder der Gegenmasse 11 gekoppelt. Mechanisch problematische Schubkurbelverbindungen und Zwangsführungselemente zur Gewährleistung der gegenphasigen Schwingung der dritten Masse zur Nutzmasse m₂ sind nicht vorgesehen. In 1 ist der Schwingungserreger 16 an einem Ende in Längsrichtung des Grundrahmens 4 montiert, wo er sich leicht befestigen lässt. Der Schwingungserreger 16 kann jedoch auch an anderer Stelle des Grundrahmens 2 befestigt sein.
Als Schwingungserreger 16 kommen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei gegenläufige Unwuchtmotoren 17 zum Einsatz, welche gemeinsam eine gerichtete Schwingung in Längsrichtung des Grundrahmens 4 erzeugen. Jedoch können auch andere Schwingungserreger zum Einsatz kommen, die lediglich am Grundrahmen 4 angreifen und geeignet sind, eine entsprechende gerichtete Wechselkraft zu erzeugen. Als weitere Möglichkeit sei lediglich ein Antriebsmotor genannt, der über ein Getriebe zwei gegenläufige Unwuchtmassen antreibt.
5 zeigt die durch den Schwingungserreger 16 erzeugte gerichtete Wechselkraft P_Unwucht parallel zur Förderichtung F. Aufgrund der zur Förderrichtung F geneigten ersten und zweiten Federn 8 und 12 werden hierdurch der Förderkanal mit der Kraft P_m1 und der Gegenrahmen mit der Kraft P_m3 angeregt. Wie man der Darstellung von 3 leicht entnehmen kann, kompensieren sich die Komponenten der Kräfte P_m1 und P_m3 senkrecht zur Förderrichtung bzw. zur Richtung der Wechselkrafterregung. Hingegen addieren sich die Komponenten parallel zur Förderrichtung. Diese horizontalen dynamischen Kräfte können allerdings zum Teil oder bei entsprechender Auslegung der Unwuchtmassen des Schwingungserregers 16 auch gänzlich durch die Erregerkraft kompensiert werden.
Allein der Effekt, dass die vom Grundrahmen 4 auf ein Fundament 19 oder eine Unterstützungskonstruktion übertragenen dynamischen Restkräfte senkrecht zur Förderrichtung F gegen Null gehen, ist für die Aufstellung größerer Schwingförderer 1 von erheblichem Vorteil, da die Restkräfte in Förderrichtung F eine lediglich geringe Bedeutung bei der Beanspruchung der Unterkonstruktion besitzen. Im Vergleich zu herkömmlichen Resonanzschwingförderern lassen sich deutlich längere Förderstecken in der Größenordnung von 60m in einer Einheit in einer sehr leichten Bauweise ohne Beeinträchtigung durch die sonst störenden Biegeschwingungen verwirklichen.
Um Schüttgut entlang des Förderkanals 2 in Förderrichtung F zu fördern, wird der Schwingungserreger 16 im Bereich der Resonanzfrequenz der beiden Zweimassensysteme betrieben. Nach einer kurzen Einschwingphase schwingen der Förderkanal 2 und die Gegenmasse 11 bei Resonanz in gleicher Phase und gegenphasig zum Grundrahmen 4. Durch eine sehr geringe Variation der Erregerfrequenz um die Resonanzfrequenz herum lassen sich die Fördergeschwindigkeit verstellen und die Förderrichtung umkehren. Letzteres ermöglicht es beispielsweise auch, den Schwingförderer 1 als Weiche zu betreiben, d.h. eine Schüttgutzufuhr zwischen den Enden des Schwingförderers 1 vorzusehen und über die Schwingungserregung die Förderrichtung einzustellen, oder einen Reversierbetrieb vorzunehmen, in dem das Schüttgut z.B. aus Prozessgründen in dem Förderkanal 2 hin und her bewegt wird.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie zahlreicher Abwandlungsmöglichkeiten erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es wird an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch nicht unmittelbar im Zusammenhang miteinander erläuterte Abwandlungen von Einzelmerkmalen in beliebiger Weise und Anzahl miteinander kombiniert werden können und dementsprechend von der vorstehenden Beschreibung mitumfasst werden.
Der erfindungsgemäße Schwingförderer weist gegenüber herkömmlichen Zweimassensystemen deutliche Vorteile in Bezug auf die vom Fundament aufzunehmenden Kräfte auf. Im Betrieb bei Resonanzfrequenz ergeben sich am Grundrahmen 4 senkrecht zur Förderrichtung gegen Null gehende minimale dynamische Restkräfte. In Förderrichtung sind die dynamischen Restkräfte ebenfalls äußerst gering. Der Schwingförderer 1 kann so ohne Weiteres beispielsweise in einem mehrstöckigen Gebäude betrieben werden, ohne den Nutzen darunterliegender Stockwerke zu beeinträchtigen.
Er kann zudem mit einem geringen Gesamtgewicht ausgeführt werden, da die Problematik von Biegeschwingungen deutlich reduziert ist. Dies gestattet darüber hinaus Förderlängen, die sich mit Zweimassensystemen nicht oder nur mit großem Aufwand realisieren lassen.
Überdies zeichnet sich der erfindungsgemäße Schwingförderer durch einen besonders einfachen Aufbau, geringe Fertigungskosten und eine robuste sowie flexible Betriebsweise aus.
Bezugszeichenliste

1: Schwingförderer
2: Förderkanal (m₁)
3: Deckel
4: Grundrahmen
5: profilierter Längsträger
6: erste Querstrebe
7: zweite Querstrebe
8: erste Feder (Speicher- oder Arbeitsfeder)
9: Konsole
10: erster Lenker
11: Gegenmasse (m₃ = m₃₍₁₎ + m₃₍₂₎)
12: zweite Feder (Speicher- oder Arbeitsfeder)
13: Längsträger (m₃₍₁₎)
14: Querstrebe der Gegenmasse (m₃₍₂₎)
15: zweiter Lenker
16: Schwingungserreger
17: Unwuchtmotor
18: Federeinrichtung
19: Fundament
F: Förderrichtung
L: Förderstrecke bzw. Länge des Schwingförderers
P_Unwucht: gerichtete Wechselkrafterregung des Schwingförderers
P_m1: Anregungskraft des Förderkanals
P_m3: Anregungskraft der Gegenmasse
α₁: erster Federwinkel
α₂: zweiter Federwinkel
β₁: erster Anstellwinkel
β₂: zweiter Anstellwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0589162 A1 [0003, 0003, 0004, 0004]
US 3528541 A [0004]
US 2011/0083944 A [0005]

Claims

Schwingförderer, umfassend: einen Förderkanal (2) mit einer Förderrichtung (F), einen Grundrahmen (4), der parallel zur Förderrichtung (F) angeordnet ist, eine Gegenmasse (11), einen Schwingungserreger (16), eine oder mehrere erste Federn (8), die den Grundrahmen (4) mit dem Förderkanal (2) verbinden und mit der Förderrichtung (F) einen ersten Federwinkel (α₁) einschließen, und eine oder mehrere zweite Federn (12), die den Grundrahmen (4) mit der Gegenmasse (11) verbinden und mit der Förderrichtung (F) einen zweiten Federwinkel (α₂) einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (16) derart an den Grundrahmen (4) angekoppelt ist, um in den Grundrahmen (4) lediglich Schwingungen parallel zur Förderrichtung (F) einzuleiten, und der erste Federwinkel (α₁) und der zweite Federwinkel (α₂) dem Betrag nach gleich, dem Vorzeichen nach jedoch verschieden sind, wobei der Förderkanal (2), der Grundrahmen (4) und die erste Federn (8) ein erstes schwingfähiges Zweimassensystem bilden, die Gegenmasse (11), der Grundrahmen (4) und die zweiten Federn (12) ein zweites schwingfähiges Zweimassensystem bilden, und beide Zweimassensysteme die gleiche Resonanzfrequenz aufweisen.
Schwingförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontalen dynamischen Restkräfte durch die Erregerkraft des Schwingungserregers (16) ganz oder teilweise kompensiert sind.
Schwingförderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenmasse (11) als Rahmen ausgebildet ist, der parallel zur Förderrichtung (F) angeordnet ist.
Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (4) zwischen dem Förderkanal (2) und der Gegenmasse (11) angeordnet ist.
Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Federeinrichtungen (18) vorgesehen sind, über die der Grundrahmen (4) in Schwerkraftrichtung an einem Fundament abstützbar ist.
Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (16) zur Erzeugung gerichteter Schwingungen ausgebildet ist.
Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (16) durch zwei gegenläufige Unwuchtmotoren (17) oder durch einen Motor, welcher über ein Getriebe zwei gegenläufige Unwuchtmassen antreibt, gebildet wird.
Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (4) über einen oder mehrere erste Lenker (10) mit dem Förderkanal (2) gekoppelt ist, der Grundrahmen (4) über einen oder mehrere zweite Lenker (15) mit der Gegenmasse (11) gekoppelt ist, und die ersten und zweiten Lenker (10, 15) entgegengesetzte Anstellwinkel (β₁, β₂) zur Förderrichtung (F) aufweisen.
Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zum Fördern von rieselfähigem Schüttgut mit einer Schüttdichte im Bereich von 0,05 bis 2,5 kg/l eingerichtet ist.