DE1557246C3 - Schutteigerat - Google Patents

Description

45

Die Erfindung betrifft ein Schüttelgerät mit einem Ständer und einer mit diesem im wesentlichen in vertikaler Richtung federnd verbundenen Haltevorrichtung, die mit Einspannmitteln zum Festlegen von zu schüttelnden Gegenständen wie Behältern ausgestattet ist und einen Magneten aufweist, parallel zu dem mit Abstand wenigstens ein Erregerrnagnet am Ständer gelagert ist, wobei die beiden Magnetpole des Erregermagneten in ihrer Lage gegenüber den Magnetpolen des Magneten der Haltevorrichtung periodisch veränderbar sind.

Eine derartige Schüttelvorrichtung ist aus der DT-PS 35 029 bekannt. Dabei ist jedoch eine biegsame Halteplatte vorgesehen, auf welcher mit Hilfe einer besonderen Führungsplatte und einer Spannvorrichtung mit Hilfe von Flügelmuttern Behälter befestigt werden können. Je nach Ausbildung der Führungsplatte können nur ganz bestimmte Behälter befestigt werden. Durch ein mehr oder weniger starkes Anziehen der erwähnten Flügelmuttern soll eine Veränderung der Federkonstante der elastischen Platte und dadurch eine Abstimmung der Schüttelvorrichtung auf das zu schüttelnde Gut erreicht werden. In nachteiliger Weise muß diese Einstellung jedoch an dem schwingenden System vorgenommen werden, so daß immer wieder ausprobiert werden muß, ob nun die richtige Einstellung gefunden ist. Darüber hinaus besteht bei manchen zu schüttelnden Gütern das Problem, daß sich die Masse während des Schüttelvorganges ändert.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Schüttelgerät der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß Gegenstände unterschiedlicher bzw. sich zeitlich ändernder Masse geschüttelt werden können, wobei die Anpassung an die Massen rein elektrisch einstellbar sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Haltevorrichtung als eine steife Halteplatte ausgebildet ist, an deren Unterseite einer der Magnete befestigt ist, dessen Pole sich oberhalb der Pole des Erregermagneten befinden, und daß die Umpolfrequenz veränderbar und an die Eigenfrequenz des ganzen Schwingsystems anpaßbar ist. Dadurch ist es möglich, während des Schwingvorganges durch elektrische Mittel die Schwingfrequenz in bestmöglicher Weise an die zu schüttelnde Masse anzupassen. Eine aufwendige Einstellung von mehreren Befestigungsschrauben entfällt. Darüber hinaus ist keine elastische Halteplatte notwendig, deren Werkstoff mit der Zeit ermüden könnte.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß der Erregermagnet drehbar und durch einen in seiner Drehzahl regelbaren Eleketromotor antreibbar ist.

Zwar ist durch das DT-GM 18 83 477 bereits eine Vorrichtung zum Umformen einer Drehbewegung in eine axiale Schubbewegung mit Hilfe zweier paralleler Magnete bekannt. Dabei befindet sich jedoch der Erregermagnet oberhalb des hin- und hergehenden Magneten, so daß die Anordnung an einer starren Halteplatte, auf welcher ein zu schüttelndes Gut befestigt werden kann, fehlt; ferner enthält diese bekannte Vorrichtung keinen Hinweis auf eine Möglichkeit der Anpassung an unterschiedliche oder sich während des Schüttelvorganges ändernde Massen. Diese Vorrichtung ist deshalb schon von der Gattung her mit der vorliegenden Erfindung nicht vergleichbar.

Eine andere nicht gattungsgemäße Vorrichtung gemäß der DT-PS 8 00 708 zeigt eine Rüttel- bzw. Stampfvorrichtung insbesondere zum Verdichten von Schüttgut wie Beton, Mörtel- oder Kunststeinmassen, bei welcher dem Schwingungserzeuger ein Trafo od. dgl. vorgeschaltet ist, welcher die Frequenz des Sekundärnetzes zur Erreichung einer hohen Arbeitsfrequenz erhöht. Dabei ist es bekannt, die Arbeitsfrequenz des Sekundärnetzes zu regeln. Diese im übrigen eine möglichst hohe Arbeitsfrequenz anstrebende Vorrichtung weist also weder zwei parallele Magnete, noch eine starre Halteplatte auf und eignet sich schon deshalb nicht zum Schütteln von Schüttgut möglichst mit der Eigenfrequenz des Schwingssystemes.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß als Erregermagnet ein feststehender Elektromagnet vorgesehen ist, dessen Magnetpole durch eine elektronische Regelvorrichtung periodisch vertauschbar sind. Dadurch ist ebenfalls eine periodische Veränderung des Magnetfeldes möglich, wodurch ein an der Halteplatte befestigter Magnet wiederum abwechselnd angezogen und abgestoßen wird und so bei entsprechender Einstellung der Umpolfrequenz die gewünschte Schüttelbewegung durchführt.

Zur federnden Befestigung zwischen Haltevorrich-

tung und Ständer können Federn und/oder ein abwechselnd in Ausnehmungen am Ständer und an der Halteplatte eingreifender Gummiring vorgesehen sein.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß die den Magneten aufweisende Haltevorrichtung federnd an einem Ansatz gelagert ist und der Aufsatz lösbar an dem den Erregermagneten enthaltenden Ständer befestigt ist.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Gerätes mit einer als horizontale Platte ausgebildeten Haltevorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1,

Fig.3 einen senkrechten Längsschnitt durch das in F i g. 1 dargestellte Gerät,

Fig.4 einen Querschnitt entsprechend der Linie IV-IVin Fig.3,

Fig.5 einen Längsschnitt durch ein Gerät in einer abgewandelten Ausführung sowie

F i g. 6 einen Querschnitt entsprechend der Linie Vl-VI in Fig. 5.

Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Rüttel- und Schüttelgerät — im folgenden kurz Gerät 1 genannt — besitzt eine an einem Ständer 2 federnd gelagerte Haltevorrichtung 3.

Diese Haltevorrichtung 3 besteht aus einer horizontal angeordneten Halteplatte 4 und einer ein zu schüttelndes Gefäß 5 befestigenden Einspannvorrichtung 6, weiche nach der Ausführung in F i g. 1 als federnd elastischer, an der Halteplatte 4 eingehakter, das Gefäß 5 übergreifender Gurt ausgebildet ist.

Die federnde Aufhängung der Halteplatte 4 erfolgt im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 mit Hilfe eines Gummiringes 7, welcher durch Verbinden der Enden 7 a eines Gummizuges gebildet ist. Dieser Gummiring 7 greift abwechselnd in am Ständer 2 angeordnete Ausnehmungen 2a und in an der Heizplatte 4 innen angebrachte Haken 4a ein. In den Ausnehmungen 2a ist der Gummiring 7 mittels von ihm umschlungenen, die Ausnehmungen innen übergreifenden Stiften Stgehalten.

An der Unterseite der im Ausführungsbeispiel kreisförmigen Halteplatte 4 ist etwa in deren Mitte ein Magnet 8 befestigt, welcher als verhältnismäßig breiter Stabmagnet ausgebildet ist. Unmittelbar unterhalb dieses Magneten 8 ist ein paralleler Erregermagnet 9 von etwa gleicher Form wie der Magnet 8 angeordnet. Dieser Erregermagnet 9 ist auf einer Welle 10 (F i g. 3) fliegend gelagert, welche von einem Elektromotor 11 mittels eines Riementriebes 12 od. dgl. angetrieben ist.

Bei Drehung des Elektromotors 11 und des Erregermagneten 9 stehen sich abwechselnd gleiche und entgegengesetzte Pole der Magnete 8 und 9 gegenüber. Entsprechend wird die federnd gelagerte Haltevorrichtung 3 abwechselnd nach unten gezogen oder nach oben abgestoßen. Die Drehzahl des Elektromotors kann mit einer Einstellvorrichtung 13, z. B. einem mit einem Schalter 14 stufenlos verstellbaren Potentiometer verändert werden. Dadurch kann die Periode der wechselnden Abziehung und Abstoßung in Resonanz mit der Eigenfrequenz des von der Haltevorrichtung 3, dem Gefäß 5 und dessen Inhalt gebildeten, federnd aufgehängten Systems gebracht werden. In F i g. 1 und 3 befinden sich gerade die Pole der Magnete 8 und 9 übereinander, was einer Anziehung oder Abstoßung zwischen beiden entspricht. Bei Resonanz erhält man gerade die größte Schüttelwirkung, jedoch können durch Verändern der Drehzahl des Elektromotors 11 auch geringere Schüttelbewegungen als die maximale eingestellt werden.

Anstelle einer Übersetzung mittels eines Riementriebs 12 zwischen Elektromotor Ii und drehbarem Erregermagneten 9 kann der Erregermagnei 9 auch direkt auf der Abtriebswelle des Elektromotors 11 gelagert sein, wobei der Motor 11 im Ausführungsbeispiel etwa in der Mitte des Ständers 2 anzuordnen ist. Es sei erwähnt, daß die im Ausführungsbeispiel als Permanentmagnete dargestellten Magneten 8 und 9 auch von Elektromagneten ersetzt werden können. Auf der Vorderseite des Gerätes 1 erkennt man noch einen Kippschalter 15 zum Einschalten des Gerätes und eine Kontrolleuchte 16. Die Stromzufuhr erfolgt über ein seitlich angebrachtes Kabel 17.

In den F i g. 5 und 6 ist eine abgewandelte Ausführung des erfindungsgemäßen Gerätes 1 dargestellt. Dabei ist der Elektromotor 11 durch eine elektrisch oder elektronisch betriebene Umpolvorrichtung 18 ersetzt, welche über die Pole 19 den an der Halteplatte 4 befestigten Magneten 8 im Takte der Umpolung abwechselnd anzieht und abstößt. Der Takt der Umpolung läßt sich dabei ebenfalls mit einer Regelvorrichtung 13a auf die Erregerfrequenz der federnd gelagerten Haltevorrichtung 3 abstimmen. Durch diese Umpolvorrichtung 18, welche mit einem Elektromagneten 9a zusammenwirkt, werden drehende Teile an dem Gerät 1 vermieden.

In diesem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 5 und 6 ist die federnde Lagerung mit Hilfe von vier gleichmäßig am Umfang verteilten Federn 20 durchgeführt, welche mit einem Ende am Ständer 2 und mit dem anderen an der Halteplatte 4 angreifen. Diese Lagerung kann auch bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel angewendet werden, ebenso wie bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 ein Gummiring 7 vorgesehen sein kann.

In den Fig. 3 und 5 ist noch eine abgewandelte Einspannvorrichtung 6 angedeutet, bei welcher eine Kette 21 um den Hals einer als Gefäß 5 verwendeten Flasche gelegt ist, welche mittels Zugfedern 22 sowie Haken 23 an der Halteplatte 4 befestigt ist.

Besonders vorteilhaft ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen des Gerätes 1, daß die Anziehungskraft zwischen den Magneten 8 und 9 durch die Erdanziehung entgegen der Kraft der Federn 20 bzw. des Gummiringes 7 unterstützt wird. Bei Drehung des Erregermagneten 9 um 180 Grad bzw. bei Umpolung der Pole 19 mittels der Umpolvorrichtung 18 wirken dann die Federkräfte und Abstoßung zwischen den sich dann mit gleichen Polen gegenüberstehenden Magneten zusammen. Bei Resonanz dieser abwechselnden Anziehung und Abstoßung mit der Eigenfrequenz der federnd gelagerten Haltevorrichtung 3 sind als Antriebsleistung des Gerätes 1 nur die Kräfte zur Überwindung der natürlichen Dämpfung der federnden Lagerung erforderlich, welche vergleichsweise gering sind. Dennoch wird eine hohe Schüttelleistung erzeugt, da die Schwingfrequenz dieser Federung ausgenutzt wird, indem durch kleine Anstöße der Reibungsverlust ersetzt wird.

Außer dem Vorteil, daß keine starren, leistungsverbrauchenden Teile mit verschleißgefährdeten Lagerungen zur Übertragung der eigentlichen Schüttelbewegung erforderlich sind, hat das Gerät noch den Vorzug, daß die Schüttelbewegung leicht abgestoppt werden kann, da wie bereits erwähnt, nur kleine Anstöße zum Überwinden der Reibungsverluste notwendig sind;

dadurch wird eine Verletzungs- und Zerstörungsgefahr vermindert.

Es sei noch erwähnt, daß die Haltevorrichtung 3 zweckmäßigerweise auch federnd an einem Aufsatz od. dgl. gelagert und der Aufsatz lösbar an dem Ständer 2 befestigt sein kann. Dadurch vereinfacht sich die Montage und ein schon vorhandener Ständer 2 mit Erregermagnet 9, dessen Haltevorrichtung 3 z. B.

beschädigt wurde oder wahlweise mit einer geänderten Federung ausgestattet werden soll, kann auf einfache Weise mit einem derartigen Aufsatz versehen werden, an welchem 'eine Haltevorrichtung federnd befestigt ist. Umgekehrt kann — z. B. bei schadhaftem Ständer bzw. Antrieb des Erregermagneten — der Aufsatz mit der Haltevorrichtung auf ein Austauschteil gesetzt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schüttelgerät mit einem Ständer und einer mit diesem im wesentlichen in vertikaler Richtung federnd verbundenen Haltevorrichtung, die mit Einspannmitteln zum Festlegen von zu schüttelnden Gegenständen wie Behältern ausgestattet ist und einen Magneten aufweist, parallel zu dem mit Abstand wenigstens ein Erregermagnet am Ständer gelagert ist, wobei die beiden Magnetpole des Erregermagneten in ihrer Lage gegenüber den Magnetpolen des Magneten der Haltevorrichtung periodisch veränderbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (3) als eine steife Halteplatte (4) ausgebildet ist, an deren Unterseite einer der Magnete (8) befestigt ist, dessen Pole sich oberhalb der Pole des Erregermagneten (9) befinden, und daß die Umpolfrequenz veränderbar und an die Eigenfrequenz des ganzen Schwingsystems anpaßbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregermagnet (9) drehbar und durch einen in seiner Drehzahl regelbaren Elektromotor (ll)antreibbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Erregermagnet (9) ein feststehender Elektromagnet vorgesehen ist, dessen Magnetpole durch eine elektronische Regelvorrichtung (13a) periodisch vertauschbar sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur federnden Befestigung zwischen Haltevorrichtung (3) und Ständer (2) Federn (20) und/oder ein abwechselnd in Ausnehmungen am Ständer (2) und an der Halteplatte (4) eingreifender Gummiring (7) vorgesehen sind.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magneten (8) aufweisende Haltevorrichtung (3) federnd an einem Aufsatz gelagert ist und der Aufsatz lösbar an dem den Erregermagneten (9) enthaltenden Ständer (2) befestigt ist.