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Zwei-Massen-Schwingungssystem Ein ahgestimmtes Zweimassen-Schwingungssystem,
von dem die eine Masse von dem Trichter und die andere von dem Fördertrog einer
Fördereinr chtung gebildet ist, ist an einem Heuptvorratsbehälter oder In einem
eigenen Rahmen an Isolatoren aufgehEngt, die das Zweimessen-Schwingungssystem unabhängig
abstützen. Der Einlaß des Trichters ist weit genug, um über den Auslaß des Hauptvorratsbehilter
geschoben zu werden, wobei noch genügend Platz zwischen beiden bleibt, um den Trichter
ungehindert schwingen zu lassen. An beiden Seiten des schwingenden Trichters sind
mehrere parallele Jeden hängend angeordnet, deren andere Enden an dem Bördertrog
des Zweimassen-Schwingungssystems befestigt sind. Der schwingende Trog reicht rings
um den nach unten geöffneten Auslauf des schwingenden Trichters nach oben, so daß
er alles aus dem Trichter entlassene Fördergut aufnimmt und zu seinem Auslaßende
weiterbefördert. Die Schwingbewegung des Trichters unterstutzt den Materialfluß
durch den Trichterauslauf und durch den Fördertrog.
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Der Erreger ist vorzugsweise ein einzelner oder ein zweifacher rotierender
Schwingungsmotor, dessen Geschwindigkeit steuerbar ist.
Wenn nur
ein einziger rotierender Schwingungsmotor als Erreger vorgesehen ist, ist dieser
an der Rückwand des schwingenden Trichters oder des schwingenden Troges angebracht.
Sind bei getrennte Vibrationemotoren verbanden, können sie an beiden zeiten von
Trichters oder de Troges oder auch an der Rückwand des Trichters oder des Troges
angebracht sein. In jedem Fall müssen die Wellen der beiden Motoren zueinander parallel
ausgerichtet sein. Unter diesen Umständen muß der Doppelmotor starr verbunden sein
und die Exzentergewichte werden von jedem einzelnen Motor im entgegengesetzten Sinn
gedreht, so daß die Motoren sich selbsttätig zu synchronisieren bestrebt sind und
eine Anregungskraft in der Richtung und rechtwinkelig zur achse der Moterwellen
und zwischen diesen liefern. Fogllich muß die Rotationsaches der rotierenden Schwingungsmotoren
senkrecht zu den Federn oder in Horizontalebene angeordnet sein; oder - wenn die
Motoren annähernd vertikal gestellt sind -rtLuß ihre Drehachse etrr? parallel mit
den Blattfedern ausgerichtet sein, die die Federung des abgestimmten Zweimassen-Schwingungssystems
darstellen. Die mit einem Exzentergewicht arbeitenden rotierenden Schwingungserzeuger
müssen mit einer Frequenz schwingen, die annähernd 10 % niedriger ist als die Eigenfrequenz
des abgestimmten Zweimassen-Schwingungssystems. Dies gilt unabhängig davon, ob die
rotierenden Schwingungserreger aus einem einzigen oder einem Dopelmotor bestehen
und ob sie an dem schwingenden Trichter oder an dem schwingenden Trog des Zweimassen-Schwingungssystems
montiert sind.
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Das abgestimmte Zweimassen-Schwingungssystem funktioniert, wenn die
maximale Betriebsfrequenz annähernd 10 % % unter der Eigenfrequenz des Schwingungssystems
liegt.
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Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Ansprüchen hervor. Die beigefügten Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele,
auf die jedoch die Erfindung nicht beschränkt ist.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die ein Zweimassen-Schwingungssystem,
bestehend aus einem Trichter, gekoppelt mit einem Trog, zeigt, das einen weiterenTrichterauslauf
und einen einzigen Retationsmotor mit Exzentergewicht zur Schwingungsanregung hat,
der an der Rückwand des Trichters befestigt ist.
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Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der oberen und der unteren Trichteröffnung
zu Fig. 1.
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines anderen Zweimassen-Sehwin£ungssystems,
aa.,s einen langen und schmaler Trichtenauslauf hat.
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Fig. 4 ist eine schetnatische Ansicht der oberen und der unteren Öffnung
des in Fig. 3 gezeigten Trichters.
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Fig. 5 ist eine Teilseitenansicht des Zweimassen-Schwingungssystems,
bestehend aus einem Trichter und einem Trog, das einen anderen Schwingungserreger
in Form eines Doppel-Rotationsmotors an dem Trichter hat.
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Fig. 6 ist eine Detailaseitenansicht der Federaufhängung zwischen
dem Trichter und dem Trog eines Zweimassen-Schwingungssystems Fig. 7 ist eine Endansicht
eines Details des Zweimassen-Schwingungssystems.
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Fig.. 8 ist eine Seitenansicht eines aus Trichter und Trog bestehenden
Zweimassen-Schwingungssystems mit schmalem Trichterauslauf, an dessen Trichter auf
beiden eiten je ein Rotationsmotor mit Exzentergewicht befestigt ist.
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Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines der Fig. 8 entsprechenden Zweimassen-Schwingungssystems,
bei dem jedoch an beiden Seiten des Troges je ein Rotationsmotor mit Exzentergewicht
angebracht ist.
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Fig. 10 ist eine Seitenansicht eines aus Trichter und Trog bestehenden
Zweimassen-Schwingungssystems mit weitem Grichterauslauf und einem Doppel-Rotationsmotor
mit Ex.entergewicht, der an der Rückwand des Trichters montiert ist. Das gesamte
System ist an einem Rahmen und zwischengefügten Dämpfern aufgehängt.
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Fig. 11 ist eine Endansicht zu Fig. 10.
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Fig. 12 ist ein Blockschema der Steuerschal.tung für die Erregung
des Schwingungssystems.
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Fig. 13 ist ein Diagramm, dessen Verstärkerkurve denSteuerbereich
für den Hub des aus Trichter und Trog bestehenden abgestimmten Schwingungssystems
veranschaulicht.
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In den Fig. 1 und 2 ist ein Trichter 1 dargestellt, an dessen Rückwvnd
3 ein Kotationsmetor 2 mit Exzentergewicnt befestigt ist, der zur Masse des Trichters
gehört. An einer Seitenwand 6 des Trichters ist eine vordere und eine hintere Federaufhängung
4 und 5 angeordnet. Die andere Seitenwand ist in Fig. 2 mit 7 angedeutet.
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Eine Vorderwand 8 und die Rückwand 3 bilden die Vorder- und Rückkanten
der oberen Öffnung 10 des Trichters, während die beiden Seitenwände 6 und 7 die
obere Öffnung 10 seitlich begrenzen, siehe Fig.
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2. Die unteren Ränder der Vorderwand 8 und der Rückwand 3 und der
beidenSeitenwände 6 und 7 bilden die Begrenzung der unteren Offnung 11, d.i. des
Trichterauslaufs. Da die beiden Seitenwände 6 und 7 vertikal stehen, fallen in der
skizzierten Draufsicht der Fig. 2 die Seitenränder der oberen und der unteren Öffnung
10 und 11 des Trichters 1 zusammen.
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Die Seitenwände 6 und 7 tragen an nach vorne stehenden Verlängerungen
auf jederSeite Federaufhängungen 4, sowie abgestimmte Verbindungsfedern 12 zwischen
den zwei Massen des aus dem Trichter 1 und einem Trog 13 gebildeten Zweimassen-Schwingungssystems.
Ein Boden 14 des Troges erstreckt sich weit genug unter dem Urichterauslauf
11,
um für den Materialfluß durch den Trog genügend Platz zu lassen. Seitenwände 15
und 16 des Troges reichen außerhalb der Seitenwände 6 und 7 des Trichters Uber deren
untere Ränder nach oben, so daß der Tricherauslauf vollständig eingeschlossen ist.
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Die Rückwand des Trichters reicht bis zu einer Stelle etwas oberhalb
des Bodens 14 des Drogen.
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Das Zweimassen-Schwingungssystem hat eine Eigenfrequenz. Die Betriebsfrequenz
aufgrund des Rotationsmotors 2 mit Exzentergewicht schafft jedoch eine Eigenfrequenz,
die um 10 % niedriger ist als die Eigenfrequenz des Zweimassen-Schwingungssystems.
Diese Abstimmung zwischen den Verbindungsfedern 12 und den zueinander in Beziehung
stehenden Massen des Trichters mit Inhalt und des Troges mit Inhalt liefert eine
zufriedenstellende Funktion des Zweimassen-Schwingungssystems.
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In den Fig. 3 und 4 hat der Trichter 1 eine andere Form als der in
Fig. 1 gezeigt; im frigen sind die gezeigten Vorrichtungen gleich. In Fig. 2 ist
die Öffnung zwischen den beiden Seitenwänden gemessen, also in der Breite größer
als in der Lange zwischen der Vorder- und der Rückwand 8 und 3. In Fig. 4 dagegen
laufen die Seitenwände 6 und 7 von oben schräg nach innen, so daß eine zur Vorderwand
hin langgestreckte Öffnung entsteht und der Trichter die Form eines Urapezoides
zu haben scheint. Betrachtet man die Weite der Öffnung W nahe der Rückwand des Troges,
so ist die Lange L größer ?.ls die Breite; höchstens kann der Trichterauslauf quadratisch
sein.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Detailkonstruktion der Befestigung der
abgestimmten Federn 12. Die beiden Enden der Federn 12 sind zwischen einer Klemmplatte
24 und einem Winkeleisen 25 eingespannt.
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Zweckmäßigerweise kann man eine Unterlagscheibe vorsehen, die eine
gewisse Elastizität besitzt, beispielsweise Fiberglas oder ein elastisches Metall,
und zwischen den Flächen der Klemmplatte 25 und des Winkeleisens und den entsprechenden
Flächen der Federn oder æwißchen benachbarten, zusammengeklemmten Federn eingefügt
wird,
Diese elastischen U'nterlegscheiben biegen sich innerhalb
ihrer Elastizitätzgrenzen und verhindern, daß die Federn sich abscheuern.
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Die Winkeleisen 25 sind an Aufspannplatten 26 angeschweißt und diese
sind an der zugehörigen Seitenwand 6 bzw. 15 des Trichters 1 bzw. des Troges 13
angenietet oder sonstwie befestigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 und 9 hat der Erreger die Form
eines Rotationsmotors 27 mit Exzentergewicht, es sind jedoch zwei solche Motoren
vorgesehen, einer auf jederSeite der Seitenwände 6 und 7, und die Drehachsen 28
dieser Motoren sind parallel zur Längsachse der Federn 12 angeordnet. Die Konstruktion,
die die Seitenwände des Trichters und desTroges umfaßt, muß ausreichend fest sein,
um diese Rotationsmotoren zu synchronisieren. Die Motoren können an beiden Seiten
des Trichters, siehe Fig. 8, oder sich des Troges, siehe Fig. 9, montiert sein;
in beiden Fällen arbeiten sie in gleicher Weise für das Zweimassen-Schwingungssysteruslauf
wie in den Fig. 1, 3 und 5. Die Vorrichtungen der Fig. 8 und 9 haben den gleichen
Tricherauslauf wie die in Fig. 4 gezeigte.
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In den Fig. 10 und 11 ist die Konstruktion im einzelnen dargestellt,
Ein Aufhängerahmen 30 mit Dämpfern hat ein rechteckiges Bodenteil 31, senkrechte
S@ützen 32 und ein oberes Teil 33, welches an jeder der vier Ecken eine Platte 34
trägt. An jeder Ecke ist auf dieser Platte ein pneumatischer Dämpfer 35 angebracht.
Die vier Dampfer 35 stützen einen Rahmen 36, der auch rechteckig ist und an dem
Aufhänger 37 befestigt sind, An den Aufhängen sind Seilschlingen 38 und 39 festgemacht,
mit welchen der Trichter 1 am Rahmen 36 aufgehängt ist. Die Rückwand 3 des Trichters
1 trägt den Doppelliotationsmotor 18, wie er inFig. 5 gezeigt ist. Die Federn 12
sind gemäß Fig. 1, 6 und 7 befestigt und werden an ihren beiden Enden mit Hilfe
der Äufspannplatten 26 an einer der beiden Massen des Zweimassensystems, nämlich
an dem Trichter 1 und an dem Trog 13, festgehalten.
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Die Rückwand 3 endigt unten bei 40, während die Vorderwand 8 mittels
zweier sich überlappender Platten 41 und 42 nachsunten verlängert
ist.
Die Platte 42 reicht unter den Unterrand 43 der Platte 41 herab. Der untere Rand
44 dieser Platte 42 stellt also die tatsachliche untere Kante der Vorderwand dar.
Die Platte 42 ist demnach ein verstellbarer Schieber und ihr unterer Rand 44 ist
an winkeleisen 4-5 an den gegenüberliegenden Wänden nach oben oder unten verschieblich.
Die Vorderkante 44 des Trichterauslaufs liegt mithin höher als die hintere Kante
40, die von der Rückwand 3 gebldet wird, und bestimmt die Horizontalausdehnung des
Trichterauslaufs, In diesem bereich wird die Förderung des Materialflußes hewirkt.
Die Fördertätigkeit wird durch die vertikalen Bereiche über den wirksamen Vorder-
und iftückwänden 8 und 3 verstärkt. Alle diese Bereiche tragen zur Materialförderung
über den Gesamtbereich des Trichters von dessen oberer zu dessen unterer Öffnung
bei.
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Zu beachten ist, daß der Boden 14 des Troges die Tragfläche unter
dem Auslauf des Trichters 1 darstellt und diese Tragfläche erstreckt sich nach hinten
bis zum Ende des Bodens 14, das bei 46 angedeutet ist und hinter der unteren Kante
40 der Rückwand 3 liegt.
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Die Vorwärtsbewegung des Föidergutes auf dem nach unten geneigten
Doden 14 nimmt das in dem Auslauf des Trichters oder zwischen den unteren Kanten
40 und 44 befindliche Fördergut mit.
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Da der Trichter mit Ilille der Schwerkraft in Schwingung versetzt
wird, unterstützt er den Materialfluß durch den Trichterauslauf.
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An den beiden Seitenwönden 6 und 7 des Trichters sind zur VerstSrkung
Winkelschienen 47 angebracht, die die Seitenwände oberhalb der Aufspannplatten 26
versteifen.
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Die Tatsache, daß die Seitenwände 6 und 7 des Trichters nach vorne
um ein StUck verlängert sind, das praktisch gleich der Länge des Troges ist, verleiht
dem Trichter zusätzlich Gewicht und Nasse und unterstützt dadurch die Förderwirkung
auf das in dem Trichter befindliche Fördergut. Auf diese Weise kommt ein glattcr,
kontinuierlicher Materialfluß zustande.
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Gemäß Fig. 12 ist die Wechselstromquelle ein Einpahsenstrom oder auch
Dreiphasenstrom konstanter Frequenz, der einem Drockenglei.chrichter zugeführt wird,
welcher als Gleichstromquelle angesehen werden kann. Von dieser Gleichstromque11e
wird ein Inverter gespeist, der über eine Steuerung rückgekoppelt ist, um den dreiphasigen
Ausgang veränderlicher Frequenz für die als Wechselstrommotor angegebene Last steuern
zu können. Dieser Wechselstrommotor reprvsentiert den Rotationsmotor 2 mit r:xzentergewicht
der Fig. 1 und 3 und den Doppelrotationsmotor 18 der Fig. 10 und 5 und die zweifachen
Rotationsmotoren 27 an beiden Seiten des Trichters gemaß Fig. 8 oder des Troges
gemäß Fig. 9.
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Fig. 13 zeigt ein Diagramm der Verstärkungskurve für das aus dem Trichter
und dem Trog bestehende, federnd gekuppelte System, das derart abgestimmt ist, daß
seine Eigenfrequenz annähernd 10% höher als die Frequenz des erregers, d.h. der
Motorkombinationen 2, 18, 27 ist. Der Hub des Troges ist mit Hilfe der Frequenzsteuerung
auf ein Minimum einregulierbar, wie aus dieser Kurve ersichtlich, Benützt man also
eine Steuerung, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, so kann man den Hub verändern und
damit die Förderleistung variieren, indem man die Erregerfrequenz zwischen dem Maximum
und einem den Ausgang Null liefernden Minimum verändert.
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- Patentansprüche -