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Starr angetriebene Zweimassenschwingmaschine Starr angetriebene Zweimassenschwingmaschinen
bestehen üblicherweise aus der Schwingmasse, z. B. dem Siebkasten, und dem über
schräge Lenker angeschlossenen, seinerseits federnd verlagerten Tragrahmen sowie
einem Schubkurbelantrieb. D!ie be-Kanne Au.sführungsform ist in vielfacher Hinsicht
nicht frei von Nachteilen, insbesondere sind Nachteile darin zu sehen, daß Wurfwinkel
und Schwingungsform ohne Änderung der Gesamtkonstruktion nicht verändert und daher
wechselnden Betriebslbedingungen nicht angepaßt werden können. Nachteilig ist darüber
hinaus, daß unter Umständen, vor allem bei schweren Maschinen, durch den schwingenden
Tragrahmen in leichte Unterstützungskonstruktionen verhältnismäß ig große Feder-Rückstellkräfte
eingetragen werden, wenn die Federn nicht weich genug sind.
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Zur Vermeidung des letzterwähnten Nachteils ist eine Ausfiihrungsform
einer starr angetriebenen Zweimassenschwingmaschine als Sieb- oder Fördervorrichtung
belianntgeworiden, bei der der Siebkasten mittels schräger Stützfedern auf einem
horizontal heweglichen Tragrahmen abgestützt ist, der auch den Kurbelantrieb trägt,
wobei die Mittellinie der Schubstange etwa senkrecht zu den Stützfedern oder Lenkerfedern
und durch den Schwerpunkt des Siebkastens verläuft und wobei die Antriebswelle zum
Ausgleich der senkrechten Stampfkomponente eine Unwucht trägt sowie die Mittel der
Antriebswelle in der horizontalen Linie liegt, die durch den gemeinsamen Schwerpunkt
von Siebkasten und Tragrahmen geht und parallel zum Tragrahmen in seiner Längsrichtung
verläuft. Bei diesen Schwingmaschinen ist außerdem der als Trägheitsmasse mit hohem
Gewicht ausgebildete Tragrahmen auf Federn abgestützt.
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Durch die Kombination der aufgezählten Merkmale der letzterwähnten
bekannten Ausführungsform gebirgt es, eine starr angetriebene Zweimassenschwingmaschine
so zu erstellen, daß praktisch nur die waagerechte Kraftkomponente auf den Tragrahmen
übertragen wird, während die unerwünschte senkrechte Kraftkomponente durch die dieser
entgegenwirkenden Unwucht aufgehoben wird. Die waagerechte Kraftkomponente führt
wegen des schweren Tragrahmens nur zu geringen linearen Horizontalschwingungen in
waagerechter Ebene, die von der Lagerung des Tragrahmens aufgenommen werden können,
so daß ein erschütterungsarmer Lauf der Siebvorrichtung erzielt wird. Wie aus dem
Zusammenhang ersichtlich, findet bei dieser Maschine die Lage der beiden Massenschwerpunkte
zur relativen Schwingungsrichtung (rechtwinkliig zur Lenkerstellung) keine Berücksichtigung,
d. h., eine gedachte Verbindungslinie zwischen den beiden Schwerpunkten wird und
muß nicht senkrecht zur Lenkerstellung verlaufen. Hingegen muß
die Schubstangenrichtung
senkrecht zur Lenkerstellung und durch den Schwerpunkt des Siebkastens verlaufen,
wenn ein einwandfreier Lauf erreicht werden soll. Auch bei diesen Maschinen ist
eine Anpassung von Wurfwinkel und Schwingungsform an unterschiedliche Betriebsbedingungen
nicht möglich.
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Für viele Verwendungszwecke wesentlich störender als die bei der
letztbeschriebenen Ausführungsform unterdrückte Eintragung von vertikalen Feder-Rückstellkräften
in den Unterbau, die insbesondere bei leichteren Maschinen oder bei Maschinen mit
weichen Federn nicht stören, ist einerseits (der Nachteil der mangelnden Anpassung
des Wurfwinkels sowie der Schwingungsform an verschiedene Betriebsbedingungen und
andererseits der stets steil nach oben gerichtet Wurfwinkel, der bei dieser Ausführungsform
durch die charakteristische horizontale Gegenbewegung des Tragrahmens zustande kommt.
Dieser steile, von der Lenkerneigung abweichende Wurfwinkel ist indes bei vielen
Betriebsbedingungen unerwünscht.
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Darüber hinaus soll der Tragrahmen im Verhältnis zum Siebkastensmit
möglichst kleiner Amplitude schwingen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine starr angetriebene
Zweimassenschwingmaschine so auszubilden, daß auf einfache Weise und ohne Änderung
der Konstruktion der Wurfwinkel verschiedenen Betriebsbedingungen anpaßbar ist,
daß darüber hinaus die Schwingungsform verändert und den unterschiedlichen Betriebsbedingungen
angepaßt werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine starr angetriebene Zweimassenschwingmaschine
aus einer Schwingmasse, z. B. Siebkasten, und der über schräge Lenker angeschlossenen
zweiten federnd gelagerten Tragrahmenschwingmasse, wobei die Schwerpunkte beider
Massen
auf einer gemeinsamen, senkrecht zu den schrägen Lenkern
stehenden Linie liegen, sowie mit einer Unwucht versehenem Schubkurbelantrieb, dessen
Schubstangenrichtung zur Lenkerstellung und zum Schwerpunkt der angetriebenen Schwingmasse
beliebig verläuft; sie besteht darin, die Schufbkurbelwellenmitte durch den Gesamtschwerpunkt
beider Schwingmassen zu führen und die Unwuchtmasse zum Zwecke einer Schwingungsüberlagerung
in dem Winkelbereich von 90 bis 2700 zur Verbindungslinie zwischen Zudem Gesamtschwerpunkt
und dem Schwerpunkt der sich in ihrer oberen Umkehriage befindenden, angetriebenen
Schwingmasse fest oder verstellbar anzuordnen. Eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellwinkel der Unwuchtmasse zu
der angetriebenen Schwingmassen-Totlage 0° etwa 90 oder 2700 beträgt. Hierdurch
sind zwei besonders vorteilhafte Anordnungen ausgezeichnet, durch die für die erfindungsgemäße
Zweimassenschwingmaschine extreme Wurfwinkelbedingungen als besonders flacher oder
besonders steiler Wurfwinkel festgelegt sind.
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Der durch den starren Schubkurbelantrieb erzwungenen Schwingungsbewegung
überlagert sich die von der Unwucht erregte Schwingung dergestalt, daß bei Anordnung
der Unwucht in der Stellung 900 zur Verbindungslinie zwischen dem Gesamtschwerpunkt
und dem Schwerpunkt der sich in ihrer oberen Umkehrlage befindenden, angetriebenen
Schwingmasse ein Kippen, d. h. ein flacher Wurfwinkel gegenüber dem unwuchtfreien
Betrieb der Zweimassenschwingmaschine eintritt. In umgekehrter Weise, d. h., wenn
die Unwucht um etwa 2700 versetzt ist, erreicht man ein entsprechendes Aufrichten
der Schwingungsrichtung, d. h. einen steileren Wurfwinkel gegenüber dem unwuchtfreien
Betrieb. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung geht dahin, die Unwucht um
1800 zur Verbindungslinie zwischen dem Gesamtschwerpunkt und dem Schwerpunkt der
sich in ihrer oberen Umkehrlage befindenden, angetriebenen Schwingmasse zu versetzen.
In diesem Falle erreicht man an der angetriebenen Schwingmasse als Schwingungsform
eine flache Ellipse, wobei die Amplituden dieser Schwingmasse vergrößiert und die
senkrechten Amplituden der Tragrahmenmasise wesentlich verkleinert werden. Letztere
können bis zu einem Bruchteil der Siebkastenamplituden unterdrückt werden, und hierdurch
werden auch die Feder-Rückstellkräfte der Tragrahmenfederung auf ein praktisoh bedeutungsloses
Maß herabgesetzt. Diese Unwuchtstellung erlaubt wegen der unmittelbaren Unterdrückung
der Tragrahmenamplituden die Verwendung verhältnismäßig leichterer Tragrahmen, sie
führt daher zu einer leichteren und wenig aufwendingen Maschinenkonstruktion und
erlaubt die Anordnung -des zumeist als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotors
auf dem Tragrahmen, ohne daß die in üblicher Weise ausführbaren Lager des Motors
oder dessen Wicklung durch die Schwingungsbeanspruchung Schaden nehmen.
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Durch beliebige Zwischenstellungen und Kombinationen der Unwuchtanteile
zwischen den beiden beschriebenen Formen ist einerseits eine Änderung des Wurfwinkels
und andererseits eine Beeinflussung der Schwingungsform bei gleichzeitiger Verringerung
der Tragrahmenamplituden möglich. Eine bevorzugte Einrichtung der Erfindung besteht
darin, die Winkelstellung der Unwuchtmasse in bezug auf die obere Totlage 00 betriebsmäßig
beliebig verstellbar auszuhilden, so daß gegebenenfalls während des Betriebes
Anpassungen
der erfindungsgemäßen Zweimassenschwingmaschine an spezielle Betriebsbedingungen
möglich sind.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind, neben den erwähnten,
darin zu sehen, daß erstmals und in einfacher Weise bei starr angetriebenen Zweimassenschwingmaschinen
eine Anpassung von Wurfwinkel sowie Schwingungsform an verschiedene Betriebsbedingungen
möglich ist. Dabei bedarf die Gesamtkonstruktion keinerlei Veränderung, und es gelingt
mit einigen leichten Handgriffen, bei der Einstellung der erfindungsgemäßen Zweimassenschwingmaschinen
oder sogar bei vorhandenen Zweimassenschwingmaschinen entsprechender Bauart, nachträglich
die Wurfwinkelveränderung durchzuführen.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich zwei Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen Fig. 1 und 2 in schematischer
Darstellung je eine erfindungsgemäße Zweimassenschwingmaschine als Siebmaschine
mit je einer unterschiedlichen Winkelstellung für die Unwucht, Fig. 3 eine der Fig.
3 zugeordnete, im Ausschnitt schematisch dargestellte weitere Einstellungsmöglichkeit
für die Unwucht, Fig. 4 eine der Fig. 2 zugeordnete, im Ausschnitt schematisch dargestellte
andere Einstellungsmöglichkeit für die Unwucht, Fig. 5 die den Fig. 1 und 2 zugeordnete
schematische Darstellung der Schwingbewegung, Fig. 6 die der Fig. 3 zugeordnete
schematische Darstellung der Schwingbewegung.
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Die in den beiden Fig. 1 und 2 ,dEargestellte starr angetriebene
Zweimassenschwingmaschine ist als 5 chwingsieb ausgebildet. Sie besteht aus der
angetriebenen Schwingmasse, nämlich dem Siebkasten 1 und dem Tragrahmen 2 sowie
einem Schubkurbelantrieb 3. Der Siebkasten oder die Schwingmasse 1 ist über Lenker
4 auf zudem Tragrahmen 2 abgestützt.
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Letzterer ist auf den Federn 5 federnd gelagert. Die Schubstange 3
a des Kurbelantriebes verläuft in Fig. 1 etwa senkrecht zu den um den Winkel a schräggestellten
Lenkern 4, während in Fig. 2 diese Schubstange nicht senkrecht und auch nicht durch
den Schwerpunkt des Siebkastens 1 verläuft. An der Antriebswelle 3b des Kurbelantriebes
3 ist eine Unwucht 3 c angebracht. Die Antrièbs.welle 3 b des Kurbelantriebes selbst
gehttdurch den gemeinsamen Schwerpunkt.S,der der in der Figur mit m1 bezeichneten,
punktförmig gedachten Schwingmasse und der mit m2 bezeichneten Masse des Tragrahmens
2. Die Unwuchtmasse 3 c ist in geometrischer Hinsicht auf einem Radius der Antriebswelle
so angeordnet, daß sie zur Verbindungslinie zwischen dem Gesamtschwerpunkt S und
dem Schwerpunkt ml der sich in ihrer oberen Umkchrfage befindenden, angetriebenen
Schwingmasse 1 eine Winkelstellung zwischen 90 und 2700 einnehmen kann.
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In Fig. 1 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der diese Winkelstellung
der Unwucht 900 beträgt.
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Bei dieser Anordnung der Unwucht 3 c entsteht durch Uberlagerung der
erzwungenen Schwingung des Kurbelantriebes mit der von der Unwucht erregten Schwingung
eine Schwingungsbewegung, die in Fig. 5 als ausgezogene Linie verdeutlicht ist.
Strichpunktiert ist in der Fig. 5 die mit dem Lenkerwinkel a identische Schwingungsrichtung
eingetragen, die sich ergibt, wenn mit unwuchtfreiem Antrieb 3 gearbeitet wird.
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Durch die Unwucht 3 c werden Bewegungskomponenten in die Bewegung
der Maschine hineingetragen,
welche die Schwingungsbnie gleichsam
bis auf die ausgezogene Linie kippen. Wählt man die in Fig. 2 angedeutete, der Ausführungsform
nach Fig. 1 diametral entgegengesetzte Anordnung der Unwucht 3 c. so erhält man
ebenfalls gleichsam eine Kippung der Schwingungsrichtung, jedoch in umgekehrter
Rlichtung, was in Fig. 5 als gestrichelte Linie dargestellt ist. Es ist so erkennbar,
daß durch die beschriebene Anordnung der Unwucht eine Wurfwinkelveränderung möglich
ist. Wählt man für die Unwucht eine Winkelstellung, wie sie in Fig. 3 angedeutet
ist, so ergibt sich eine Veränderung des Schwingungstyps, und zwar geht die Schwingung
üiber in eine in der Fig. 6 angedeutete Ellipsenschwingung. Durch Anordnungsmöglichlseiten
der Unwuchtmasse, die zwischen den gezeigten Extremen liegen, sind heliebige Variationen
möglich.
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PATENTANSPROCHE 1. Starr angetriebene Zweimassenschwingmaschine aus
einer Schwingmasse, z. B. einem Siebkasten, und aus einer über schräge Lenker angeschlossenen
zweiten federnd gelagerten Tragrahmensebwingmasse, wobei die Schwerpunkte beider
Massen auf einer gemeinsamen, senkrecht zu den schrägen Lenkern stehenden Linie
liegen. sowie mit einem mit einer Unwucht versehenen
Schubkurbelantneb, dessen Schubstangenrichtung
zur Lenkerstellung und zum Schwerpunk der angetriebenen Schwingmasse beliebig verl
uft, dadurch gekennzeichnet, Idaß die Dreha se der Kurbelwdle (3 b) durch den Gesamtsch
erpunkt (S) beider Schwingmassen (1 und 2) ge ihrt und die Unwuchtmasse (3 c) zuiii
Zwecke einer Schwingungsüberlagerung in dem Winkelbereich von 90 bis 2700 zur Verbindungslinie
zwischen dem Gesamtschwerpunkt (S) und dem Schwerpunkt (nu1) der sich in ihrer oberen
Umkehrlage befindenden, angetriebenen Schwingmasse (1) fest oder verstellbar angeordnet
ist.