-
Vibrationseinrichtung Die Neuerung betrifft einen Schwingungserzeuger
für Arbeitsmaschinen mit hin-und herschwingend bewegten Arbeitsvorrichtungen, insbesondere
für Schwingförderer, Schwingsiebe u. dgl., der mit zwei um eine gemeinsame, gegenüber
der Arbeitsvorrichtung ortsfeste Drehachse umlaufenden exzentrischen Schwungmassen
versehen ist, von denen die eine mit der Antriebswelle der anderen über ein Umkehrgetriebe
mit exzentrisch zur Antriebs-
| welle angeordneten Übertragungsrädern gekuppelt ist. |
| ED |
Bei einem solchen bekannten Schwingungserzeuger ist das den Schwingungserzeuger
aufnehmende Gehäuse zugleich als eine mit einer exzentrischen Unwucht versehene
Riemenscheibe ausgebildet, die auf einer feststehenden mit der hin-und herbewegten
Arbeitsvorrichtung starr verbundenen'Jelle gelagert ist. Die hohl ausgebildete Riemenscheibe
trägt an ihrer einen inneren Stirnwand ein die Welle konzentrisch umgebendes Kegelrad,
über welches eine auf der elle gelagerte-ebenfalls in der Riemenscheibe angeordnete-exzentrische
Schwungmasse rotierend
antreibbar ist. Zum Zwecke dieses Antriebes
weist die Schwungmasse an ihrer dem genannten Kegelrad zugekehrten Stirnfläche ein
gleiches, konzentrisch zur Welle angeordnetes Kegelrad auf, das mit dem erstgenannten
über ein exzentrisch angeordnetes drittes Kegelrad verbunden ist, dessen radial
zur Welle verlaufender Lagerbolzen zwischen den beiden axialen Kegelrädern bis zur
genannten Welle reicht und mit dieser starr verbunden ist. Hierdurch wird erreicht,
daß die über das beschriebene Umkehrgetriebe angetriebene Schwungmasse beim Umlauf
der Riemenscheibe mit gleicher Drehgeschwindigkeit gerade umgekehrt zur Schwungmasse
der Riemenscheibe umläuft.
-
Nachteilig ist bei einer solchen Ausbildung des Schwingungerzeugers,
daß die aus dem Umlauf der beiden Schwungmassen resultierende hin-und hergehende
Erregerkraft in ihrer Richtung nicht geändert werden kann. Es ist aber gerade bei
Schwingförderern, Schwingsieben u. dgl., bei denen Z. Beispiel gleichzeitig eine
gewisse Wendebewegung des geförderten oder gesichteten oder auch verdichteten oder
aufgelockerten Gutes erwünscht sein kann, wichtig, einen optimalen Einsatz des Schwingungserzeugers
zu sichern, zu welchem Zweck bisher meist komplizierte und kostspielige Getriebevorrichtung
Verwendung fanden, mittels welcher bei gleichbleibender Richtung der Erregerkraft
lediglich die Intensität und zeitliche Aufeinanderfolge
dieser
Kraftwirkung geändert werden kann.
-
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Mangel zu
vermeiden und die bekannten Schwingungserzeuger für Arbeitsmaschinen so zu vervollkommnen,
daß eine vielseitige und außerdem gut wirksame Änderung der Schwingwirkung des Schwingungserzeugers
mit einfachen konstruktiven Mitteln erzielt. wird.
-
Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Neuerung im wesentlichen dadurch
gelöst, daß die exzentrisch angeordneten Übertragungsräder des Umkehrgetriebes in
an sich bekannter Weise in einem um die Antriebswelle drehbaren Gehäuse gelagert
sind, wobei dieses Gehäuse gegenüber einem mit der Arbeitsvorrichtung starr verbundenen
Gehäuse des Schwingungserzeugers über einen am letzteren Gehäuse angeordneten Antrieb
beliebig verdrehbar und einstellbar ist.
-
Bei einer solchen Ausbildung des Schwingungserzeugers bringt jede
Winkelverstellung oder sonstige Drehung des die exzentrisch angeordneten Übertragungsräder
aufnehmenden Gehäuses eine Änderung der Richtung mit sich, in der die Erregerkraft
des Schwingungserzeugers hin und her verläuft. Eine solche Richtungsänderung der
erzeugten Schwingungen wirkt sich erfahrungsgemäß stark auf die Arbeit der durch
den Schwingungserzeuger angetriebenen Arbeitsvorrichtung
aus, so
daß bei unterschiedlichen geförderten, gesiebten oder sonst durch Schwingbewegungen
behandelten Güter durch eine einfache Veränderung der Winkelstellung des genannten
Gehäuses leicht die optimale Wirkung der Arbeitsvorrichtung herausgefunden und eingestellt
werden kann, ohne daß es hierzu eines veränderten äußeren Antriebes bedarf.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Neuerung besteht der Antrieb des verdrehbaren
Gehäuses aus einer im Gehäuse des Schwingungserzeugers tangential zum verdrehbaren
Gehäuse verdrehbar, jedoch nicht längenverschiebbar gelagerten und außerhalb des
Gehäuses des Schwingungserzeugers ein Handrad tragenden Gewindespindel, auf der
eine mit dem verdrehbaren Gehäuse über einen Lenker gekuppelte Mutter verdrehbar,
jedoch über die Gewindespindel längenverschiebbar gelagert ist.
-
Nach einer anderen Augestaltung der Neuerung liegt das zur Lagerung
der exzentrisch angeordneten Übertragungsräder dienende Gehäuse wahlweise in beiden
Drehrichtungen rotierend antrdjßbbar, wodurch es möglich ist, der die Schwingungen
erzeugenden Erregerkraft während des Betriebes des Schwin-
| gungserzeugers selbsttätig wechselnde Richtungen und Größen |
| CD |
| zu verleihen. Die mit einem solchen Schwingungserzeuger aus- |
| c |
gerüstete Arbeitsvorrichtung läßt somit eine bisher unbekannte, sehr weitgehende
Änderung der Schwingarbeit und eine
entsprechend weitgehende Anpassung
der Schwingarbeit an die verschiedensten Arbeiten und an die unterschiedlichsten
zu bewegenden oder sonst zu behandelnden Güter zu.
-
Es ist zwar schon eine Einrichtung mit zwei konzentrisch umlaufenden
Schwungmassen bekannt, bei der die eine Schwungmasse über ein Kegelradgetriebe mit
exzentrisch angeordneten Ubertragungsrädern gegenläufig zur anderen Schwungmasse
antreibbar und ein die exzentrisch angeordneten Übertragungsräder aufnehmendes Gehäuse
um die Drehachse der Schwungmassen drehbar ist. Bei dieser Einrichtung handelt es
sich jedoch lediglich darum, Schwingungen irgendwelcher Art zu dämpfen oder zu beseitigen
und nicht um einen Schwingungserzeuger für Arbeitsmaschinen mit hin-und herschwingend
bewegten Arbeitsvorrichtungen, weshalb die bekannte, bereits seit langem bekannte
Einrichtung die nunmehrige Neuerung nicht nahelegen konnte.
-
In der Zeichnung ist die Neuerung beispielsweise veranschaulicht ;
es zeigen : Figur 1 eine schematische Seitenansicht der Vibrationseinrichtung nach
der Neuerung bei Anwendung bei einer Fördervorrichtung,
Figur 2
einen Querschnitt der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung, Figur 3 eine Schnittansicht
des Vibrators der Vibrationseinrichtung, die die Einzelteile der Konstruktion wiedergibt,
Figur 4 einen Teilquerschnitt nach der Linie A-A der Figur 3, Figur 5 eine Stirnansicht
der Gewichte, die deren gegenseitige Bewegung veranschaulicht, Figur 6 ein Diagramm,
das die Vibrationskraft veranschaulicht, die durch die Vibrationseinrichtung ausgeübt
wird, Figur 7, Figur 8, Figur 9 und Figur 10 Diagramme der Vibrationskräfte, die
bei der Vibrationseinrichtung nach der Neuerung auftreten.
-
In Figur 1 und 2 ist eine Förderrinne mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet,
während 2 nachgiebige Abstützungen für die Förderrinne sind, die zur Isolierung
der Vibration dienen.
-
3 ist ein Vibrator, der fest mit der Förderrinne verbunden ist und
zwar etwa an deren Schwerpunkt. Einzelheiten dieses Vibrators sind in Figur 3 und
4 dargestellt.
-
4 ist ein mit konstanter Drehzahl antreibbarer Motor, der den Vibrator
3 über einen Riemen antreibt. 5 ist ein mit Fördergut gefüllter Aufgabetrichter.
In Figur 1soll die Strecke a die Richtung der Bewegung und die Bewegungsgröße der
Rinne 1 sein, die durch den Vibrator hin-und herbewegt wird. ob sei der Neigungswinkel
dieser Strecke zur Horizontalen. Durch die Bewegung wird eine bestimmte Menge des
Fördergutes dem Aufgabetrichter entnommen und einer weiteren Einrichtung zugeführt.
Die Steuerung der Zuführmenge wird kontinuierlich in sehr einfacher Weise durch
Änderung des Neigungswinkels v (der Bewegung des Maschinenrahmens durch Drehung
des Handrades 6 ausgeführt, das sich an dem Vibrator 3 befindet. Dies ist ein Fortschritt,
der durch die Neuerung erreicht wird.
-
Bei den bekannten Einrichtungen ist der Neigungswinkel im allgemeinen
konstant, so daß bei diesen außer einer kostspieligen Geschwindigkeitsänderungsvorrichtung,
durch die die Intensität der Schwingung bzw. Vibration verändert wird, keine andere
Einrichtung vorhanden ist, während bei der Vibrationseinrichtung nach der Neuerung
der Neigungs-bzw. Wurfwinkel (gleicht geändert werden kann, wodurch die Intensität
der Vibration konstant gehalten wird, so daß auf diese Weise die Zuführmenge des
Fördergutes geregelt werden kann.
-
In Figur 3 ist 7 eine Riemenscheibe, die durch einen Motor angetrieben
wird auf einer Welle 8 befestigt ist, auf der ein Kegelrad 9 und ein Gewicht 10
festgelegt sind. Das Kegelrad 9 kämmt mit einem Kegelrad 11 und dieses mit einem
Kegelrad 12, so daß ein Differentialgetriebe entsteht, das umgekehrt im Übersetzungsverhältnis
1 : 1 umläuft. Das Kegelrad 12 ist zu einem Gewicht 13 in Form einer Kurbelwelle
ausgebildet und in einem Getriebegehäuse 16 in Lagern 14 und 15 gelagert. Infolgedessen
laufen die Gewichte 10 und 13 mit gleicher Geschwindigkeit und entgegengesetzter
Richtung um die bei Drehung der Riemenscheibe 7.
-
In Figur 3 und 5 soll das Gewicht der Gewichte 13 und 10 G1 und G2
und deren Schwerpunktsabstand von der elle 8 je-
| weils R1 bzw. R2 sein, wobei G1. R1 = Gp. Rp ist. Wird die |
Riemenscheibe angetrieben, so setzt sich die resultierende Kraft aus den Zentrifugalkräften
der Gewichte in dem gesamten Getriebegehäuse 16 zusammen, wie es in Figur 6 dargestellt
ist.
| Die Umlaufgeschwindigkeit soll sein und die Zentrifugal- |
| kraft der Gewichte A. Dann ist : |
| A = 1"]u 2 Rpm |
| g g |
Und wenn zur Zeit t = 0 der Schwerpunkt des Gewichtes 13 auf der
Senkrechten der y-Achse liegt und der Schwerpunkt des Gewichtes 10 den Winkel @
mit der y-Achse bildet, so ist der Phasenwinkel der Schwerpunkte der Gewichte 13
und
| 10 e. Die Vibrationskraft, die resultierende Kraft der |
Zentrifugalkräfte der Gewichte 13 und 10 sei Z. Der Winkel zwischen der Resultierenden
und der Waagerechten, der x-Achse, ist der Neigungswinkel eines geworfenen Gegenstandes
infolge der Schwerkraft, der mit dem Winkel oCzusammenfällt.
-
Der Winkel der Vibrationskraft Z zur y-Achse sei #. Dann erhält man
folgende Gleichungen als gegenseitige Beziehung zwischen ihnen
Auf diese Weise kann der Iaschinenrahmen durch die Vibrationskraft Z mit dem Neigungswinkel
αin Schwingung versetzt werden und das Material kann sowohl gefördert als
auch gesiebt, verdichtet und aufgelockert werden.
-
In Figur 4 ist 17 das Gehäuse eines Differentialgetriebes, das so
gebaut ist, daß es im gleichen Winkel konzentrisch zur Welle 8 durch Drehung des
Handrades 6 über einen Lenker 18
und eine Schraubenspindeleinrichtung
19 verstellt werden kann. Dadurch kann die Differenz der Umdrehungsphase zwischen
dem Gewicht 13 und 10 wahlweise bei laufender Maschi-
resultierenden Vibrationskraft Z nämlich der Neugungswinkel i entsprechend geändert
werden kann.
-
Daher kann die Fördervorrichtung mit der Vibrationseinrichtung nach
der Neuerung die Zuführmenge des Materials in geeigneter Weise steuern, wodurch
der Neigungswinkel 4 nach Wahl geändert wird, wobei die Intensität der Vibration
konstant bleibt.
-
Wenn die Vibrationseinrichtung mit einem Schüttelsieb verbunden ist,
so wird die Siebkapazität durch ähnliche Wirkung, wie zuvor dargelegt wurde, mit
großem Nutzen erheblich erhöht.
-
Ganz allgemein kann bei einem Differentialgetriebe das Geschwindigkeitsverhältnis
und die Drehrichtung der Räder beliebig ausgewählt werden, so daß in dem Differentialgetriebe
durch Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses und der Drehrichtung der Gewichte
13 und 10 verschiedene Bewegungen erzeugt werden können, wie sie etwa in Figur 7-10
dargestellt sind, und zwar :
(1) Bei dem in Figur 7 dargestellten
Fall ist, wenn das Geschwindigkeits-ober Übersetzungsverhältnis 1 : 1 und die Drehrichtung
gegeneinander umgekehrt ist, die Bewegung gerade und der Wurfwinkel kann entsprechend
durch das Differentialgetriebe geändert werden (Figuren 1 bis 6).
-
(2) Bei dem in Figur 8 dargestellten Fall ist, wenn das Übersetzungsverhältnis
1 : x und die Drehrichtung gegeneinander umgekehrt ist, die Bewegung wie Blumenblätter
gestaltet und deren Vibrationskraft wirkt in der durch die Pfeile dargestellten
Weise sich in den Richtungen 1, 1', 2,2', 3, 3'drehend. In diesem Falle ist das
Different-
| algetriebe nicht immer notwendig. |
| CD |
(3) Wenn in dem in Figur 9 dargestellten Fall das Übersetzungsverhältnis 1 : 1 und
die Drehrichtung die gleiche ist, so ist die Bewegung kreisförmig und ihre Größe
kann in geeigneter Weise durch das Differentialgetriebe geändert werden.
-
(4) Wenn bei dem in Figur 10 dargestellten Fall das Übersetzungsverhältnis
1 : x und die Drehrichtung beidemale die gleiche ist, so ist die Bewegung spiralenförmig.
In diesem Falle ist das Differentialgetriebe nicht immer notwendig.
-
Wie zuvor erwähnt, können mit der Vibrationseinrichtung nach der Neuerung
verschiedene Vibrationsformen erreicht werden, die für ein sehr weites Anwendungsgebiet
benutzt werden können.