DE1919350U - Schwingarbeitsmaschine mit erschuetterungsfreier lagerung. - Google Patents

Description

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Sehwingarbeitsmaschine mit erschütterungsfreier Lagerung

Es ist bekannt» Schwingarbeitsraaschinen zum Fördern und Sieben eines körnigen Schüttgutes derart zu betreiben, daß der zum Fördern oder Sieben vorgesehene Trog, die Nutzschwingmasse, zu linearen Schwingungen angeregt wird, deren Sehwingrichtung mit dem Förderboden einen Winkel einschließt, so da& das Fördergut unter diesem Winkel geworfen wird und als Summe dieser sog. Mikrowurfbewegungen eine stetige Förderung erfolgt» Der Wurfwinkel liegt Üblicherweise für Förderrinnen zwischen 20 und 30 Grad, für Siebmaschinen zwischen 35 und US Grad.

Es ist weiter bekannt, derartige Maschinen mit einer Gegenmasse zu versehen und den Schwingantrieb so zwischen Nutz- und Gegenmasse anzuordnen, daß die Erregerkräfte in gleicher Größe, jedoch gegenphasig auf beide Massen wirken. Dies kann erfolgen, indem das Hauptlager eines Schubkurbelantriebes an der Gegenmasse, das freie Ende der Kurbelschwinge an der Nutzmasse befestigt werden.

Zur Einsparung von Erregerkraft ist es üblich, »wischen den beiden Massen Arbeits- oder Speicherfedern anzuordnen, die so bemessen sind, daß die Eigenfrequenz des zwei-Hassen-Schwingsysteias, bestehend aus Nutzmasse, Gegenmasse und Arbeitsfedern, gleich oder annähernd gleich der Erregerfrequenz ist, so daß Massen- und Federkräfte annähernd gleich sind, der Antrieb also nur die zur Oberwindung der Dämpfung erforderlichen Kräfte aufzubringen hat.

Ein solches System ist, da alle auftretenden Kräfte als innere Kräfte zu betrachten sind, ohne Kraftwirkung nach außen. Praktisch ist es nun allerdings notwendig, die Sehwingarbeitsmaschine auf einer UnterstütZungskonstruktion zu lagern, wozu zweckmäßig Druckfedern zwischen Maschine und Auflager vorgesehen werden. Diese Federn werden durch die schwingende Maschine ausgelenkt und übertragen auf die Stützkonstruktion SchwingungskrSfte, die gleich dem Produkt aus ihrer Steifigkeit in Sehwingrichtung und der Größe der Auslenkung sind.

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Fig. 1 zeigt die Prinzipskizze einer solchen Schwingarbeitssiaschine, bestehend aus Nutzmasse (1), Gegenmasse (2), Arbeitsfedern (3), Schubkurbelantrieb (U) und Abstützfedern (5). Zur Führung der Schwingrichtung von Nutz- und Gegenlasse sind zusätzlich Lenker (.6) angedeutet.

Fig. 2 zeigt eine übliche Ausführung der Ärbeits- und AbstQtsfedern. Als Arbeitsfedern sind Schubgummiplatten (7) vorgesehen» wobei zweckmäßig 2 solcher Elemente zwischen einer an der Gegeniaasse angebrachten Halterung (8) und einem mit der Nutzmasseversehraubten Schubprofil (9) unter Druckvorspannung eingeschoben-aind« Die kraftlose Mittellage der Schubfedern ist voll ausgezogen gezeichnet, eine Endstellung der Schwingung (größte Annäherung beider Massen) unterbrochen.

Die Abbildung zeigt weiter in Mittellage und größter Auslenkung ei-f ne als.Gummidruekpuffer ausgebildete Abstützfeder (10), die über Führungszapfen (11) (12) mit der Gegenlasse und der Auflagerfläche befestigt ist.

Grundsätzlich könnten die Abstützfedern auch an der Nutzmasse befestigt werden. Da die zur Erzielung der Fördergeschwindigkeit bei Schubkurbelförderern möglichen Schwingweiten zwischen 10 und 25 mm liegen, die Schwingungskräfte der Federn aber den Schwingamplituden verhältnisgleich sind, verbietet sich eine solche Anordnung mit Rücksicht auf die Erschütterung der Umgebung.

Werden die Stützfedern aber an der Gegenmasse angebracht» so wird eine wesentliche Verringerung der übertragenen Schwingungskrlfte nur erzielt, wenn das Gewicht der Gegenmasse als ein Vielfaches des Gewichtes der Nutzmasse gewählt wird, da nämlich die Schwingamplituden von Nutz- und Gegej&iaasse im umgekehrten Verhältnis ihrer Gewichte stehen, üblich sind Massenverhältnisse von 3 : 1 und darüber».

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Bei der Bemessung der Stützfedern treten die folgenden Schwierigkeiten auf:

Einerseits erfordert ein gute*¹ Isolierwirkungsgrad eine welche Feder (geringe Federsteifigfceit), Andererseits ist die Belastung der Feder durch die zulässigen Spannungen begrenzt. Bei großem Gesamtgewicht infolge eines hohen Massenverhältnisses (Gegenaasse zu Htitzmasse) wird der Vorteil der geringeren Auslenkungsajaplitude durch den Nachteil der erforderlichen größeren BelastungsfWehe und damit größeren Steifigkeit der Stützfeder wieder aufgewogen» falls der Aufwand für die Stützfedern in tragbaren Grenzen bleiben soll· fian ist daher gezwungen, mit Rücksicht auf die zu erwartenden Eestkräfte die Schwingamplitude der Gegenraasse dadurch in Grenzen zu halten» daß auch die Nutzsehwingweite begrenzt wird. Praktisch arbeiten Schwingförderer der beschriebenen Bauart mit Schwingweiten nicht über 12 - IS mm bei Massenverhältnissen nicht unter 3 ; 1,

Nun ist es bekannt, daS bei gleichen Schwingungskräften d.h. gleicher Schwingbeschleunigung die Maschine mit größerer Amplitude (bei höherer Frequenz) größere Fördergeschwindigkeiten und damit größere Leistungen erzielt. Der Verzicht auf hohe Nutzschwingweiten »it Rücksicht auf die Kleinhaltung der Restkräfte ist also gleichbedeutend mit eine® schlechteren Gesaratwirkungsgrad der Maschine.

Es wurde nun gefunden, da& es möglich ist, eine SchwingarbeitSBiaschine rait möglichst hoher Nutzsehwingweite bei geringem Gesamtgewicht« und damit Anwendbarkeit auch bei schwacher Unterstützungskonstruktion mit geringem Aufwand herzustellen, wenn man die aus Nutzmasse, Gegen-Hiasse und zwischengeschalteten Sehubgummifedern aufgebaute Schwingarbeitsraaschine derart lagert, daß das Gesamtgewicht der Maschine über eine Tragkonstruktion, die in der auslenkungsfreien Ebene eines Teils der Schubgummifedern angebracht ist, auf die Stützfedern absetzt.

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Fig. 3 zeigt als Beispiel einen Schubgummianschluß, dessen obere Gummiplatte (13)» dessen Schubprofil aura Anschluß an die Nutzmasse (1Ό und dessen Halterung an der Segemaasse (15) im Wesentlichen: mit dem üblichen Anschluß nach Fig. 2 übereinstimmen. Gezeichnet sind die Lagen in den jeweiligen Urokehrpunkten der Sehwingbewegwng und zwar ist die obere Endlage ausgezogen, die untere unterbrochen gezeichnet» Di« auslenkungsfreie Ebene der oberen Gummipiatte ist strichpunktiert gezeichnet. Die Lage dieser Ebene laßt sich entsehnen aus dem Verhältnis des» Sehwingamplituden.

Ist: Ag .... die Amplitude der Gegen©asse

Aji .... die Amplitude der Nutzmasse

Hg .... die Gegenmasse

M„ .... die Nutzmasse

und sind weiter RL· und H« die Teilhöhen der Gunaniplatte zwischen der auslenkungsfreien Ebene und den Anschluiflachen an das SehubpiOfil zur Nutzmasse bzw. die Halterung an der €egenmasse» so folgt:

^HG " ^AG " ⁿH

Die untere Schubgummiplatte der Fig. 2 ist in Fig. 3 aufgeteilt in 2 Teilfedern (18» 17) durch eine in Höhe der auslenkungsfreien Ebene eingeschobene Zwischenplatte (18), die ihrerseits wieder auf den Stützfedern (19) (z.B. Guimaidruckfedern) gelagert ist. Entsprechend der theoretisch gleich Null zu setzenden Auslenkung der Zwischenplatte verschwinden auch die aber die Druckfeder übertrage· nen SehwingungskrSfte.

Es muß nun allerdings berücksichtigt werden, daß durch die des Fördergutes auf dem Rinnentrog auch periodische Kräfte auftreten* die nicht in Schubrichtung der Schubgummifedern fallen,

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Diese haben infolge der durch sie bewirkten zusätzlichen Sehwingbe« wegungen geringe Restkräfte in den Fuföpunkten der Druckfedern zur' Folge. Obgleich diese Kräfte gegenüber den kompensierten Massenkraft ten der Maschine verschwindend klein sind, empfiehlt es sich» die Zwischenplatte über Druckfedern zu lagern, da anderenfalls diese Därapfungskräfte bei starrem Anschluß der Zwischenplatte an den Unterbau voll Obertragen würden. Es sind aber auch Fälle möglich, in denen der starre Anschluß vorzuziehen ist, etwa bei Vorhandensein eines stabilen und schwingungssteifen Unterbaues und bei sehr langen Maschinen, bei denen die Gefahr von Biegeeigenschwingungen besteht, die durch den Anschluß an den Unterbau beseitigt wird.

Weiter ist zu berücksichtigen, daß durch das Eigengewicht der Maschine die Schubgummifedern oberhalb der ΖΐιτίΒσηβηρΙαΐΐβ eine Druck« vorspannung erhalten. Diese ist zur Erhöhung der Schubbelastbarkeit erwünscht und wird auch bei allen üblichen SchubgummiarbeTtsfedern durch entsprechende statische Pressung vorgesehen.

Die durch die Unterteilung erhaltenen Teilfedern weisen die Federsteifigkeiten in Schubrichtung:

r - r ÜSJLÜS

auf, wobei C_Q der der Gegenlasse zugewandten_s C« der der Nutzmasse zugewandten Teilfeder zuzuordnen ist«

Da das Verhältnis der Federsteifigkeiten aber das eigentliche Kriterium der erfindungsgeraaßen Vorrichtung ist, kann man auch die Schubfläche der oberen Teilfeder vergrößern, wenn gleichzeitig die

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dadurch bewirkte Vergrößerung der Steifigkeit durch eine größere Gumisihöhe wieder kompensiert wird» die errechnete Teilfederzahl also erhalten bleibt.

Eine solche Anordnung ist in Fig, *» gezeigt und wird dann verwendet, wenn bei gleichen Schubflächen die Gummihöhe der flacheren Teilfelder zu gering wird.

Es ist selbstverständlich möglich, die bei der erfindungsgemäßen Schwingmaschine verwendete Gegenschwihgmasse auch als Nutzgerät auszubilden.

Claims (3)

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1) Sehwiiigarbeitsiaasehine zum Fördern oder Sieben mit einer Nutzschwingmasse und einer Gegenschwingmasse, welche durch Sehubgumsiifedern miteinander verbunden sind und durch ei-· nen zwischen den beiden Hassen angeordneten Schwingantrieb erregt werden, wobei die linearen Erregerkräfte fir beide Massen gleich groß.» jedoch gegenphasig gerichtet sind» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Schwingarbeitsmaschine über eine Tragkonstruktion erfolgt, welche die zur Lagerung benutzten Schubgumiaifedern in einen zur Schwingebene parallelen Ebene so in zwei Teilfedern unterteilt» daft sich die Schubfedersteifigkeit der zwischen Gegenlasse und Tragkonstruktion angeordneten Teilfeder zu der Schubfedersteifigkeit zwischen Nutzmasse und Tragkonstruktion verhält wie Gegenlasse zur Nutzmasse.

2) Schwingarbeitsitiaschine gemäß Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkonstruktion starr mit dem Untergrund verbunden ist.

3) SchwingarbeitsHiaschine geasÄÄ Anspruch J) dadurch gekennzeichnet» daß die Tragkonstruktion über weiche Stützfedern mit dem Untergrund verbunden ist«