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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um eine Siebvorrichtung hoch- und runterzufahren.
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Aus der
DE 10 2017 218 371 B3 und aus der
DE 10 2018 205 997 A1 sind Siebsysteme mit gruppenweise angeordneten Schwingungsanregern bekannt. Diese gruppenweise Anordnung ermöglicht eine starke Anpassungsfähigkeit der Betriebsweise der Siebvorrichtung, welche bei den klassischen Linearschwingern, Ellipsenschwingern oder Kreisschwingern nicht möglich ist. Diese Gruppe von Siebvorrichtungen ermöglicht damit ganz neue Ansteuerschemata.
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Aus der
DE 10 2019 204 845 B3 ist ein Verfahren zum Einstellen und Regeln wenigstens einer Schwingungsmode einer Siebvorrichtung bekannt.
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Während des Hoch- und Runterfahrens einer Siebvorrichtung vom Stillstand zur Betriebsgeschwindigkeit beziehungsweise anders herum durchläuft die Anregung üblicherweise den Bereich der Eigenschwingung der Siebvorrichtung, welcher typisch in einem Bereich von 5 % bis 20 % der Frequenz im kontinuierlichen Betrieb liegen kann. Somit kann es während des Hochfahrens, vor allem aber während des Runterfahrens zu einem gefährlichen Aufschaukeln kommen, welches wenigstens eine zusätzliche Belastung für die Lager darstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem eine Siebvorrichtung sicher und zuverlässig hoch- und runtergefahren werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Hoch- und/oder Runterfahren einer Siebvorrichtung. Entsprechende Siebvorrichtungen werden beispielsweise beim Abbau von Material, insbesondere aber in Kombination mit einem vorgelagerten Brecher oder einer vorgelagerten Mühle verwendet. Die Siebvorrichtung dient typischer Weise dazu eine Grobfraktion und eine Feinfraktion abzutrennen. Die Grobfraktion läuft hierbei über das Sieb, während die Feinfraktion durch das Sieb hindurch nach unten geführt wird. Beispielsweise kann eine Siebvorrichtung auch zwei übereinander angeordnete Siebe aufweisen. Das obere Sieb ist entsprechend grob, das untere feiner. In diesem Fall wird eine zusätzliche Mittelfraktion abgetrennt. Die Siebvorrichtung weist wenigstens vier Cluster von Unwuchterregereinheiten auf. Die Unwuchterregereinheiten dienen dazu, das Sieb der Siebvorrichtung in Bewegung zu versetzen und so das Siebgut auf dem Siebgut zu bewegen. Jeder Cluster weist wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten auf, wobei jeder Cluster jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Siebvorrichtung mit Schwingungen ausgebildet ist. Durch die gemeinschaftliche Einkopplung in einen gemeinsamen Kopplungspunkt wird die aus den Unwuchterregereinheiten resultierende Gesamtbeschleunigung am Kopplungspunkt auf das System übertragen, wodurch sich vielfältige Steuerungsmöglichkeiten ergeben. Die zwei vorderen Cluster sind näher zum Materialauftrag angeordnet und die zwei hinteren Cluster sind näher zum Materialaustrag angeordnet. Zusätzlich kann die Siebvorrichtung weitere Cluster aufweisen, beispielsweise können Siebvorrichtungen auch sechs oder acht Cluster aufweisen, die bevorzugt äquidistant zueinander sich jeweils paarweise gegenüberliegend angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß werden die Unwuchterregereinheiten in jedem Cluster so angesteuert, dass der resultierende Kraftvektor geringer ist als in Regelbetrieb. Besonders bevorzugt werden die Unwuchterregereinheiten in jedem Cluster so angesteuert, dass der resultierende Kraftvektor minimal ist.
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Theoretisch kann es in einigen Konstellationen möglich sein, den Kraftvektor theoretisch auf null zu bringen. Rein praktisch ist jedoch zu berücksichtigen, dass während des Hoch- und Runterfahrens kein stabiler Betrieb vorliegt und sich die Drehzahl kontinuierlich ändert. Daher ist es rein praktisch die idealen Vorgaben von exakt gleicher Drehzahl bei einem exakten Phasenversatz zwischen den Unwuchterregereinheiten einzustellen. So ist das theoretische Minimum praktisch nicht erreichbar. Ziel ist es, im Rahmen der Genauigkeiten des während des Hoch- und Runterfahren dynamischen Systems im Rahmen des technisch sinnvoll möglichen an das theoretische Optimum anzunähern.
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In einer ersten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist jeder Cluster zwei Unwuchterregereinheiten auf. Die beiden Unwuchterregereinheiten werden während des Hoch- und/oder Runterfahrens mit der gleichen Drehzahl, gleichen Drehrichtung und einem Phasenversatz von 180° betreiben. Hierdurch sind die Kraftvektoren der Unwuchterregereinheiten entgegengesetzt, sodass im theoretischen Idealfall der resultierende Kraftvektor 0 ist. Wie bereits ausgeführt, sind gleiche Drehzahl und der Phasenversatz von 180° vorgegebene Idealwerte. Realistisch wird während dieses dynamisch sich kontinuierlich ändernden Zustands die Drehzahl der beiden Unwuchterregereinheiten im Bereich ± 10 %, bevorzugt ± 5 %, gleich sein. Entsprechend wird der Phasenversatz ± 30 °, bevorzugt ± 15 ° genau einstellbar sein.
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In einer zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist jeder Cluster drei Unwuchterregereinheiten auf. Die drei Unwuchterregereinheiten werden während des Hoch- und/oder Runterfahrens mit der gleichen Drehzahl und gleichen Drehrichtung und einem Phasenversatz von 120 ° und 240 ° betrieben. Hierdurch sind die Kraftvektoren der Unwuchterregereinheiten entgegengesetzt, sodass im theoretischen Idealfall der resultierende Kraftvektor 0 ist. Wie bereits ausgeführt, sind gleiche Drehzahl und der Phasenversatz von 180° vorgegebene Idealwerte. Realistisch wird während dieses dynamisch sich kontinuierlich ändernden Zustands die Drehzahl der beiden Unwuchterregereinheiten im Bereich ± 10 %, bevorzugt ± 5 %, gleich sein. Entsprechend wird der Phasenversatz ± 30 °, bevorzugt ± 15 ° genau einstellbar sein.
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In einer dritten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist jeder Cluster drei Unwuchterregereinheiten auf. Die drei Unwuchterregereinheiten werden während des Hoch- und/oder Runterfahrens mit der gleichen Drehzahl betrieben. Eine erste Unwuchterregereinheit weist eine erste Drehrichtung und einen Phasenwinkel von 0 ° auf. Eine zweite Unwuchterregereinheit weist eine erste Drehrichtung und einen Phasenwinkel von 90 ° auf. Eine dritte Unwuchterregereinheit weist eine zweite Drehrichtung und einen Phasenwinkel von - 45 ° auf, wobei die zweite Drehrichtung der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist. Dieses Verfahren zum Hoch- und/oder Runterfahren ist bevorzugt, wenn die Siebvorrichtung als Ellipsenschwinger betrieben werden soll oder betrieben wurde. In diesem Fall kann keine vollständige Kompensation des Kraftvektors erreicht werden, es verbleibt eine Kraftkomponente geringer ist im Vergleich dazu, wenn die zweite Unwuchterregereinheit und die dritte Unwuchterregereinheit ebenfalls einen Phasenwinkel von 0 ° aufweisen würde.
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In einer dritten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist jeder Cluster drei Unwuchterregereinheiten auf. Die drei Unwuchterregereinheiten werden während des Hoch- und/oder Runterfahrens mit der gleichen Drehzahl betrieben. Eine erste Unwuchterregereinheit weist eine erste Drehrichtung und einen Phasenwinkel von 0 ° auf. Eine zweite Unwuchterregereinheit weist eine erste Drehrichtung und einen Phasenwinkel von 180° auf. Eine dritte Unwuchterregereinheit weist eine zweite Drehrichtung und einen Phasenwinkel von 0 ° auf, wobei die zweite Drehrichtung der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist. Dieses Verfahren zum Hoch- und/oder Runterfahren ist bevorzugt, wenn die Siebvorrichtung als Ellipsenschwinger betrieben werden soll oder betrieben wurde. In diesem Fall kann keine vollständige Kompensation des Kraftvektors erreicht werden, es verbleibt eine Kraftkomponente von etwa 1/3 im Vergleich dazu, wenn die zweite Unwuchterregereinheit und die dritte Unwuchterregereinheit ebenfalls einen Phasenwinkel von 0 ° aufweisen würde.
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In einer dritten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist jeder Cluster wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten auf. Die wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten werden während des Hoch- und/oder Runterfahrens mit der gleichen Drehzahl betrieben. Der erste Cluster weist eine erste erste Unwuchterregereinheit und eine zweite erste Unwuchterregereinheit auf und der zweite Cluster weist eine erste zweite Unwuchterregereinheit und eine zweite zweite Unwuchterregereinheit auf. Die erste erste Unwuchterregereinheit und die erste zweite Unwuchterregereinheit weisen die gleiche Drehrichtung und einen Phasenwinkel relativ zueinander von 180 ° auf. Die erste zweite Unwuchterregereinheit und die zweite zweite Unwuchterregereinheit weisen die gleiche Drehrichtung und einen Phasenwinkel relativ zueinander von 180 °° aufweisen. Somit erfolgt eine Kompensation jeweils zwischen zwei Clustern. Dieses hat den Vorteil, dass die Unwuchterregereinheiten innerhalb eines Clusters jede beliebige Drehrichtung und Phasenwinkel einnehmen können, wie diese für den späteren Betrieb gewünscht ist.
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In einer dritten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist jeder Cluster drei Unwuchterregereinheiten auf. Die drei Unwuchterregereinheiten werden während des Hoch- und/oder Runterfahrens mit der gleichen Drehzahl betrieben. Der erste Cluster weist eine erste erste Unwuchterregereinheit, eine zweite erste Unwuchterregereinheit und eine dritte erste Unwuchterregereinheit auf und der zweite Cluster eine erste zweite Unwuchterregereinheit, eine zweite zweite Unwuchterregereinheit und eine dritte zweite Unwuchterregereinheit auf. Die erste erste Unwuchterregereinheit und die erste zweite Unwuchterregereinheit weisen eine erste Drehrichtung und einen Phasenwinkel von 0 ° auf und die zweite erste Unwuchterregereinheit (62) und die zweite zweite Unwuchterregereinheit weisen eine erste Drehrichtung und einen Phasenwinkel von 180 ° auf. Hierdurch wird eine Kompensation der ersten Unwuchterregereinheiten und der zweiten Unwuchterregereinheiten innhalb jedes Clusters erreicht. Die dritte erste Unwuchterregereinheit und die dritte zweite Unwuchterregereinheit weisen die gleiche Drehrichtung und einen Phasenwinkel relativ zueinander von 180 ° auf. Hierdurch wird eine Kompensation durch beide Cluster zusammen erreicht.
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In einer vierten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist jeder Cluster vier Unwuchterregereinheiten auf. Jeweils zwei der Unwuchterregereinheiten werden während des Hoch- und/oder Runterfahrens mit der gleichen Drehzahl, gleichen Drehrichtung und einem Phasenversatz von 180 ° betreiben. Dabei können die beiden Paare von Unwuchterregereinheiten die gleiche oder bevorzugt eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen. Hierdurch sind die Kraftvektoren der Unwuchterregereinheiten jeweils paarweise entgegengesetzt, sodass im theoretischen Idealfall der resultierende Kraftvektor 0 ist. Wie bereits ausgeführt, sind gleiche Drehzahl und der Phasenversatz von 180 ° vorgegebene Idealwerte. Realistisch wird während dieses dynamisch sich kontinuierlich ändernden Zustands die Drehzahl der beiden Unwuchterregereinheiten im Bereich ± 10 %, bevorzugt ± 5 %, gleich sein. Entsprechend wird der Phasenversatz ± 30 °, bevorzugt ± 15 ° genau einstellbar sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Unwuchterregereinheiten in allen Clustern jeweils in gleicher räumlicher Anordnung relativ zum Materialauftrag und zum Materialaustrag angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist jede Unwuchterregereinheit einen Initialsensor auf, einen Sensor, der einmal pro Umdrehung den exakten Zeitpunkt der Position des Sensors an ein Steuersystem meldet. Nachteil eines solchen Initialsensors gegenüber Inkrementalgebern oder Absolutgebern, welche mehrere Positionen oder jeweils die exakte Position der Unwuchterregereinheit an ein Steuersystem melden können, ist die sehr viel geringere Datendichte, da nur pro Umdrehung eine einzige Information zur Verfügung steht, wodurch eine Regelung schwieriger ist. Dieser Nachteil ist aber in Kauf zu nehmen, da ein Initialsensor im Vergleich zu den anderen Sensorarten wesentlich robuster ist und der Initialsensor an der Unwuchterregereinheit und damit im mechanisch stark belasteten Bereich der Siebvorrichtung angeordnet ist.
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Nachfolgend ist eine Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- 1 erstes Beispiel
- 2 erstes Beispiel beim Hochfahren
- 3 erstes Beispiel im Normalbetrieb
- 4 zweites Beispiel
- 5 zweites Beispiel beim Hochfahren
- 6 zweites Beispiel im Normalbetrieb
- 7 drittes Beispiel beim Hochfahren
- 8 drittes Beispiel im Normalbetrieb
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1 bis 3 zeigen ein erstes Beispiel.
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1 zeigt eine Siebvorrichtung 10 im Stillstand. Die Siebvorrichtung 10 weist vier Cluster mit jeweils zwei Unwuchterregereinheiten 61, 62, 71, 72 auf. Zwei Cluster sind zu sehen, die beiden anderen liegen hinter den sichtbaren Clustern. Ein Cluster ist auf der Seite des Materialauftrags 20, einer auf der Seite des Materialaustrags 30. Über ein Förderband 50 kann im laufenden Betrieb Material zugeführt werden, das gesiebte Feingut wird dann über den Feingutaustrag 40 abgeführt, das Grobgut über den Materialaustrag 30.
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Um die Siebvorrichtung 10 hochzufahren, werden wie in 2 gezeigt, zunächst alle Unwuchterregereinheiten 61, 62, 71, 72 in gleicher Drehrichtung und mit gleicher steigender Drehzahl hochgefahren. Hierbei weisen die Unwuchterregereinheiten 61, 62, 71, 72, welche innerhalb eines Clusters angeordnet sind, jeweils einen Phasenversatz von 180 ° zueinander auf. Im gezeigten Beispiel weisen die Unwuchterregereinheit 61 und die Unwuchterregereinheit 62 einen Phasenversatz von 180 ° auf. Ebenso weisen die Unwuchterregereinheit 71 und die Unwuchterregereinheit 72 ebenfalls einen Phasenversatz von 180 °.
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Nachdem die Unwuchterregereinheiten 61, 62, 71, 72 hochgefahren sind, wird beispielsweise der Phasenversatz auf 0 ° eingestellt und das Förderband 50 liefert Material und trägt dieses am Materialauftrag 20 auf die Siebvorrichtung 10 auf, wie in 3 gezeigt.
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4 bis 6 zeigen ein zweites Beispiel. 4, 7 und 8 zeigen ein drittes Beispiel. Das zweite Beispiel und das dritte Beispiel weisen im Unterschied zum ersten Beispiel jeweils drei Unwuchterregereinheiten 61, 62, 63, 71, 72, 73 je Cluster auf. Das zweite Beispiel und dritte Beispiel sind maschinentechnisch gleich, die Beispiele unterscheiden sich durch die im Betrieb eingestellte Betriebsweise. Im zweiten Beispiel wird die Siebvorrichtung 10 als Kreisschwinger betrieben, im dritten Beispiel als Ellipsenschwinger.
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4 zeigt die Siebvorrichtung mit je drei Unwuchterregereinheiten 61, 62, 63, 71, 72, 73 je Cluster im Ruhezustand.
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In 5 ist das Hochfahren für den Betreib als Kreisschwinger gezeigt. Die drei Unwuchterregereinheiten 61, 62, 63 im ersten Cluster und die Unwuchterregereinheiten 71, 72, 73 im zweiten Cluster werden jeweils in die gleiche Drehreichtung mit kontinuierlich steigender Drehzahl hochgefahren. Dabei ist im gezeigten Beispiel der Phasenversatz zwischen der Unwuchterregereinheit 61 und der Unwuchterregereinheit 62 120° und der Phasenversatz zwischen der Unwuchterregereinheit 61 und der Unwuchterregereinheit 63 240 °. Im zweiten Cluster ist dieses analog. Der Phasenversatz zwischen der Unwuchterregereinheit 71 und der Unwuchterregereinheit 72 beträgt 120 ° und der Phasenversatz zwischen der Unwuchterregereinheit 71 und der Unwuchterregereinheit 73 beträgt 240 °. Nach dem Hochfahren wird für den Regelbetreib der Phasenversatz für alle Unwuchterregereinheiten 61, 62, 63, 71, 72, 73 auf 0 gesetzt, wie in 6 gezeigt und Material über das Förderband 50 auf die Siebvorrichtung 10 transportiert.
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In 7 ist das Hochfahren für den Betreib als Ellipsenschwinger gezeigt. Die Unwuchterregereinheit 61 und die Unwuchterregereinheit 62 weisen die gleiche Drehrichtung auf, jedoch einen Phasenversatz von 90 ° auf. Die dritte Unwuchterregereinheit 63 des ersten Clusters weist die entgegengesetzte Drehrichtung und einen Phasenversatz von - 45 ° zu der Unwuchterregereinheit 61 auf. Der zweite Cluster wird analog hochgefahren. Die Unwuchterregereinheit 71 und die Unwuchterregereinheit 72 weisen die gleiche Drehrichtung auf, jedoch einen Phasenversatz von 90 ° auf. Die dritte Unwuchterregereinheit 73 des zweiten Clusters weist die entgegengesetzte Drehrichtung und einen Phasenversatz von - 45 ° zu der Unwuchterregereinheit 71 auf. Nach dem Hochfahren wird die Siebvorrichtung dann beispielsweise wie in 8 gezeigt betrieben. Im ersten Cluster haben Unwuchterregereinheit 61 und die Unwuchterregereinheit 62 die gleiche Drehrichtung und die Unwuchterregereinheit 63 die entgegengesetzte Drehrichtung. Der Phasenversatz beträgt 0. Der zweite Cluster wird analog betrieben. Im zweiten Cluster haben Unwuchterregereinheit 71 und die Unwuchterregereinheit 72 die gleiche Drehrichtung und die Unwuchterregereinheit 73 die entgegengesetzte Drehrichtung. Der Phasenversatz beträgt 0.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Siebvorrichtung
- 20
- Materialauftrag
- 30
- Materialaustrag
- 40
- Feinfraktionsaustrag
- 50
- Förderband
- 61
- erste erste Unwuchterregereinheit
- 62
- zweite erste Unwuchterregereinheit
- 63
- dritte erste Unwuchterregereinheit
- 71
- erste zweite Unwuchterregereinheit
- 72
- zweite zweite Unwuchterregereinheit
- 73
- dritte zweite Unwuchterregereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017218371 B3 [0002]
- DE 102018205997 A1 [0002]
- DE 102019204845 B3 [0003]
- DE 102019214864 B3 [0004]
- DE 102021204377 [0005]
- DE 102021204388 [0005]
- DE 102021204390 [0005]
- DE 102021204391 [0005]
- DE 102021204392 [0005]
- DE 102021204393 [0005]
- DE 102021204394 [0005]
- DE 102021204396 [0005]
