DE1114345B - Schraubenfedervibrator mit zwei parallelen Federbolzen - Google Patents

Description

• Schraubenfedervibrator mit zwei parallelen Federbolzen Zwei durch Federn gekoppelte Massen besitzen hinsichtlich ihrer Schwingrichtung mehrere Freiheitsgrade. Für die meisten Einsatzfälle ist jedoch nur eine Schwingung in einer einzigen Richtung erwünscht. Alle weiteren auftretenden Resonanzen bewirken Störeinflüsse, welche den am Nutzgerät erwünschten Arbeitsvorgang ungünstig beeinflussen.
• Weiterhin werden die Bauelemente eines Schwingers, welcher für eine Schwingrichtung ausgelegt ist, durch Störresonanzen in einem unkontrollierbar hohem Maße beansprucht. Es besteht daher die Aufgabe, das Auftreten solcher Störschwingungen zu verhindern.
• Die Erfindung betrifft einen bekannten, durch elektromagnetische Kräfte erregten Schraubenfedervibrator mit zwei Federbolzen, wie er in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Doppelt vorhandene Teile sind jeweils nur einmal bezeichnet. Die Federbolzen 3 sind an der Arbeitsmasse 2 befestigt und tragen je zwei Schraubenfedern 5 und 6 als Koppelfedern.
• Zwischen den beiden Federn eines Federbolzens ist die von ihm durchsetzte Freimasse 1 eingelegt. Durch die Federteller 4 erhalten die Koppelfedern eine Vorspannung. Der Elektromagnet ist nicht dargestellt.
• Er besteht gewöhnlich aus einem Hufeisenkern und einem Anker. Diese beiden Teile sind auf den Vibratormassen angebracht, so daß sich diese im Takt des Speisestromes anziehen.
• Die Antriebsschwingrichtung dieses Vibrators ist mit x bezeichnet. Als Störschwingungen treten besonders die Drehschwingung der Freimasse 1 um die y-Achse (Drehwinkel a) und die Biegeschwingung der Bolzen parallel der x-z-Ebene (Biegewinkel p) in Erscheinung. Es ist nun bekannt, daß die Amplituden solcher Störschwingungen um so kleiner sind, je mehr sich ihre Resonanzfrequenzen von der Antriebsfrequenz unterscheiden.
• Es wurde schon eine Anordnung vorgeschlagen, die von dieser Erkenntnis insofern Gebrauch macht, als die Resonanzfrequenz der Freimasse erhöht wird.
• Nach diesem werden (s. Fig. 1) an der Freimasse 1 und an der Arbeitsmasse 2 Tragarme 7 und 10 angebracht, deren freie Enden durch zwei distanzierte Blattfedern8 und 9 verbunden sind. Dadurch wird nun eine Führung der Freimasse 1 erreicht. In der Hauptschwingrichtung x sind die Federn relativ weich und leicht zu biegen. Bei Drehung der Freimasse 1 um die y-Achse werden die Federn jedoch in ihrer Längsrichtung beansprucht und weisen dabei eine sehr hohe Federkonstante auf. Hierdurch wird die Störresonanzfrequenz erhöht. Die Lage der Federbolzenresonanz wird durch diese auch Parallelogrammführung genannte Anordnung jedoch nur unwesentlich beeinflußt.
• Zur Beseitigung der oft störenden Bolzenresonanz werden daher erfindungsgemäß die freien Enden der Federbolzen mit der Freimasse über federnde Elemente kraftschlüssig verbunden, welche in der Antriebsschwingrichtung biegeweich, in der Senkrechten dazu dagegen biegesteif sind.
• Ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt und wird nachstehend beschrieben. In dieser Figur ist der interessierende Teil eines zweibolzigen Vibrators nach Fig. 1 dargestellt.
• Die Freimasse 1 besitzt Tragarme 11 und 13, die symmetrisch zur Bolzenebene (x-y-Ebene) angeordnet sind und die Bolzen und ihre äußeren Schraubenfedern 5 bis zu den freien Bolzenenden überdecken.
• Eine Blattfeder 12 ist mit ihren Enden zwischen den Tragarmen 11 und 13 eingespannt und mit ihrem Mittelteil am Bolzenende befestigt. Als Weiterbildung der Erfindung können an Stelle einer einzigen Blattfeder 12 auch mehrere gegeneinander distanzierte und flächenparallele Blattfedern vorgesehen sein.
• Duroh diese Anordnung wird bei Verwendung der schon vorgeschlagenen Parallelogrammführung (Teil 7, 8, 9, 10) erreicht, daß die Steifigkeit des gesamten Gebildes bezüglich der Störschwingungen wesentlich höher liegt, d. h. daß die Resonanzfrequenz der Freimasse 1 um die y-Achse noch mehr erhöht wird, und die Bolzenresonanz bei einer weit höheren Frequenz auftritt.
• Zur y-Schwingungsdämpfung ist jedoch die Parallelogramruführung nicht notwendig. Bei alleiniger Verwendung der Querfeder 12 ergibt sich eine wesentliche Herabsetzung der Bolzenresonanzfrequenz.
• Dies erklärt sich dadurch, daß die rechnerisch an das Bolzenende zu verlegende Bolzenmasse durch die Vibratorfreimasse auf ein Vielfaches erhöht wird.
• Das Ziel der Vermeidung der Bolzenschwingungen läßt sich durch diese Maßnahme ebenfalls erreichen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schraubenfedervibrator mit zwei parallelen Federbolzen, die mit je zwei Koppelfedern bestückt sind, und einer von den Bolzen durchsetzten, zwischen den Koppelfedern eingespannten und in der Bolzenachse als Antriebsschwingrichtung schwingenden Freimasse, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Federbolzen mit der Freimasse über federnde Elemente kraftschlüssig verbunden sind, welche in der Antriebsschwingrichtung (x-Richtung) biegeweich, in der Senkrechten dazu dagegen biegesteif sind.
2. 2. Schraubenfedervibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als federnde Elemente zur Bolzenachse senkrechte Blattfedern (12) vorhanden sind.
3. 3. Schraubenfedervibrator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Freimasse (1) Tragarme (11, 13) besitzt, die symmetrisch zur Bolzenebene (x-y-Ebene) angeordnet sind und die Bolzen (3) und ihre äußeren Federn (5) bis zu den freien Bolzenenden überdecken.
4. 4. Schraubenfedervibrator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden der Tragarme (11, 13) jeweils eine Blattfeder (12) eingespannt und mit ihrem Mittelteil am Bolzenende befestigt ist.
5. 5. Schraubenfedervibrator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer einzigen Blattfeder (12) mehrere gegeneinander distanzierte und flächenparallele Blattfedern vorgesehen sind.