DE19609039A1 - Resonanzschwingförderer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingförderer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, insbesondere einen Schwingförderer dieser Art, der im Resonanzbereich arbeitet. Die Erfindung betrifft ferner einen Schwingantrieb für einen solchen Schwingförderer.

Es ist eine Vielzahl von Schwingförderern bekannt, deren elastisch gelagerten Schwing- bzw. Förderkörpern durch an diesen angebrachte Vibratoren eine aufgezwungene Schwingung erteilt wird, die das auf dem Schwingförderer befindliche Fördergut in kleine Wurfbewegungen versetzen, wodurch das Fördergut auf dem Förderer weiterwandert. Insbesondere sind Schwingförderrinnen bekannt, die in eine im wesentlichen linear gerichtete Schwingung versetzt werden, deren Richtung in etwa dem Anfangswinkel einer Wurfparabel entspricht. Solche Schwingförderrinnen lagert man gerne elastisch auf Blattfedern, die rechtwinklig zu der gewünschten Schwingungsrichtung angeordnet werden und in dieser Richtung nur eine quasi lineare Schwingung zulassen, die von der Linearität nur durch die Kreisbogenbahn ihrer Enden abweicht, eine Abweichung, die bei einem großen Unterschied zwischen Schwingungshub und Federlänge vernachlässigt werden kann.

Als Schwingantriebe für solche Schwingförderrinnen lassen sich neben elektromagnetischen Vibratoren auch druckluftbeaufschlagte Kolbenvibratoren einsetzen. Letztere haben den Vorteil, daß ihr Bewegungsspiel keiner Zwangsumsteuerung unterliegt und sie daher in ihrem Schwingungsverhalten an unterschiedliche Anforderungen besser anpaßbar sind.

Vom Energieaufwand her ist es am günstigsten, Schwingförderer im Resonanzbereich arbeiten zu lassen. In diesem Bereich kommt es kaum darauf an, wie groß die bewegten Massen sind, es muß lediglich die Energie ersetzt werden, die durch die Dämpfung in den Federn und das bewegte Fördergut verbraucht wird. Das Fördergut geht dabei nur mit einem Teil seines Gewichtes ein. Resonanzrinnen werden vorzugsweise als Transportrinnen eingesetzt. Von den Antriebserfordernissen her ist es jedoch nachteilig, daß die Resonanzfrequenz eines Systems von der jeweiligen Belastung mit Fördergut abhängig ist und sich entsprechend ändert. Es bereitet in der Regel schon Schwierigkeiten, einen Schwingantrieb auf die Resonanzfrequenz eines Systems abzustimmen, eine sich anpassende Änderung der Erregerfrequenz während des Betriebes wäre nur mit erheblichem Aufwand erreichbar gewesen, weswegen man in der Regel von ihr Abstand genommen hat und die Schwingungsantriebe so ausgelegt hat, daß sie unterhalb des in Frage kommenden Resonanzbereich fielen.

Selbst bei dem von Haus aus flexibleren Kolbenvibrator ist die Anpassung der Frequenz an die Resonanzfrequenz eines Systems nur bedingt möglich. Bei Kolbenvibratoren ist die Kraft im wesentlichen vom Kolbendurchmesser abhängig. Frequenz und Schwingbreite ergeben sich dagegen aus dem Kolbengewicht. Je schwerer der Kolben bei gleichbleibendem Durchmesser ist, umso größer wird die Schwingbreite, und umso niedriger wird die Frequenz. Das liegt daran, daß der Kolben wegen seiner größeren Masse beim Kolbenvibrator über die an sich vorgesehenen Umsteuerpunkte, d. h. die Punk(e, an denen Druckmittel zur Umsteuerung der Kolbenbewegung zugegeben wird, hinausschießt und auch hinausschießen kann. Das gilt für zylindrische, wie auch abgesetzte, d. h. Differenzdruck-Kolbenvibratoren. Um das Schwingungsverhalten eines Kolbenvibrators zu verändern, ist es daher üblich, Kolben in verschiedenen Längen bei gleichem Durchmesser anzubieten, damit im gleichen Kraftbereich verschiedene Arbeitsmomente zur Verfügung stehen. Normale Kolbenvibratoren, die an ein in Schwingung zu versetzendes System angekoppelt werden, haben im allgemeinen einen kolbenstangenlosen Kolben, der sich nur innerhalb des Vibratorgehäuses hin- und herbewegt. Nun ist es auch bekannt, den Kolben einseitig mit einer aus dem Gehäuse hinausgeführten Kolbenstange zu versehen, deren einseitig die Kolbenfläche vermindernde Wirkung bereits die Ausbildung als Differenzdruck- Kolbenvibrator erforderlich macht. Diese herausgeführte Kolbenstange kann zusätzlich mit die Frequenz erniedrigenden Massen versehen werden. Eine Anpassung der Frequenz eines Kolbenvibrators an das Resonanzerfordernis des Systems wäre nur über das Absenken des Luftdruckes möglich. Dabei ändert sich jedoch die Kraft des Kolbenvibrators quadratisch mit der Frequenz, so daß sich eine derartige Maßnahme ausschließt. Üblich ist es daher bei bekannten Systemen, die Federn von Resonanzrinnen so auszulegen, daß die Resonanzfrequenz des Systems in den wirtschaftlichen Betriebsbereich eines bestimmten Vibratortyps paßt. Dies kann beispielsweise durch Änderung der Kolbenmasse geschehen.

Resonanzförderrinnen sind aber nicht nur gegen Laständerungen empfindlich. Die Eigenfrequenz hängt wesentlich auch von den Daten der verwendeten Federn und beispielsweise dem Rinnengewicht ab. Werden an der Rinne bauliche Veränderungsmaßnahmen vorgenommen, die beispielsweise das Gewicht ändert, kann es sein, daß die Rinne aus der Resonanz fällt und nicht mehr fördert. Es ist daher üblich, auch bei herkömmlichen sog. Resonanzschwingförderern bei einer Frequenz von nur etwa 85% der Resonanzfrequenz unterhalb von dieser zu arbeiten, damit zwar noch eine merkbare Resonanzverstärkung der Schwingbreite stattfindet, das System aber weniger empfindlich wird. Auch wenn eine in ihrer Resonanzfrequenz an sich richtig berechnete und ausgelegte Förderrinne auf einem Fundament oder Rahmen aufgestellt wird, der seinerseits schwingungsisoliert, d. h. elastisch aufgestellt ist, um möglichst wenig Schwingungen in den Untergrund zu übertragen, geht diese Fundamentmasse mit ihrer elastischen Lagerung in die Schwingungsberechnung ein, so daß allein schon hierdurch ein an sich antriebsmäßig auf Resonanz abgestimmtes System außer Resonanz fallen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingförderer zu schaffen, dessen Schwingantrieb die jeweilige Resonanzfrequenz des angetriebenen Systems quasi erkennt, in dieser Resonanzfrequenz mitschwingt und dem System dabei die erforderliche Energie zur Aufrechterhaltung der Schwingung zuführt, ohne daß elektrische Erkennungen oder Steuerungen erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß grundsätzlich durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Im folgenden soll die Erfindung am Beispiel einer Resonanzförderrinne beschrieben werden, obwohl, wie der Fachmann leicht erkennen kann, der Erfindung auch entsprechende andere Anwendungen zugänglich sind. Dies sind beispielsweise Vibrationstische, Siebe, Filterrahmen usw.

Wesentlich an der Erfindung ist, daß hier ein Schwingantrieb, beispielsweise ein Kolbenvibrator, bei dem, obwohl die Punkte des Beginns der Energiezufuhr im Bewegungsablauf (nicht dagegen die Zeitpunkte) in der Konstruktion bestimmt sind, die Bewegungsumkehrpunkte des Kolbens nicht bestimmt sind, so daß dieser durch das schwingende System bestimmt, an welches er angekoppelt ist, ausschwingen kann, mit seinen beiden relativ zueinander schwingenden Teilen einerseits mit der an eine Gegenmasse elastisch angekoppelten Förderrinne und andererseits mit dieser Masse selbst verbunden ist. Um die in den Schwingantrieb eingebrachte Energie, die dort in eine Schwingbewegung umgesetzt wird, möglichst unmittelbar auf das schwingende System übertragen zu können, soll die Ankoppelung des Schwingantriebes an die beiden betroffenen Massen in Richtung der Schwingungsübertragung möglichst starr sein, insoweit die Schwingung des Antriebes in Form und Richtung jedoch nicht exakt mit dem möglichen Schwingungsweg des angetriebenen Systems übereinstimmt, werden bevorzugt jedoch beispielsweise flexible oder gelenkige Stangen für die Ankopplung verwendet, die zwar in ihrer Erstreckungsrichtung relativ starr sind, eine seitliche Auslenkung beim Schwingungsablauf aber zulassen, damit der Kolben im Schwingantrieb nicht unnötig mit Querkräften belastet wird.

Eine gewisse Elastizität der Ankopplungselemente in Richtung der Schwingungsübertragung ist auch denkbar, um beispielsweise Vorsorge dafür zu treffen, daß bei großen Schwingungsausschlägen und eventuellem Anschlag des Kolbens des Schwingantriebes im Gehäuse noch ein Reservefederweg für den Schwingausschlag zur Verfügung steht, eine solche Lösung bringt aber den Nachteil mit sich, daß einerseits die Schwingungsenergie nur mit Verzögerungen auf das eigentliche System übertragen wird, weil durch eine solche elastische Ankopplung des Kolbens wiederum ein eigenes schwimmfähiges System entsteht, das dazu neigt, in Resonanz zu schwingen und so den Energieübertragungsablauf unkontrolliert machen kann. Besser ist es in jedem Fall, den Schwingantrieb so auszulegen, daß der mögliche Kolbenweg die beim Betrieb auftretenden Schwingungsamplituden des Systems bewältigt.

Die Gegenmasse, an der die Schwingantriebe der Förderrinne andererseits abgestützt sind, kann ein bodenstationäres Fundament sein. In diesem Fall ist die Gegenmasse starr oder quasi starr und im wesentlichen unendlich groß, so daß sich die Resonanzfrequenz der Förderrinne vornehmlich aus ihrer eigenen Masse und der Art ihrer Federabstützung bestimmt. Die Gegenmasse kann aber auch ein Sockelrahmen der Vorrichtung sein, welcher seinerseits elastisch auf einem Fundament bzw. dem Untergrund abgestutzt ist, um möglichst wenig Schwingungen in den Untergrund zu übertragen. Eine solche Anordnung verändert die Resonanzfrequenz des Systems im Gegensatz zu einer starren Abstützung. Erfindungsgemaß kann die Gegenmasse aber auch eine frei im Raum angeordnete Masse sein, die von den Federn gehalten wird, über die die eigentliche Förderrinne mit ihr verbunden ist. In einem solchen Fall ist es natürlich erforderlich, daß das Gesamtsystem irgendwo aufgehängt oder abgestützt ist. Dies kann in der Weise geschehen, daß man es an der Förderrinne beispielsweise in sehr weichen Federn aufhängt, durch die die Bewegungsfreiheitsgrade des Gesamtsystems zweckmäßigerweise möglichst wenig beschränkt sind. Ein an derart weichen Federn aufgehängtes Gesamtsystem hat insgesamt eine andere, in der Regel wesentlich niedrigere Resonanzfrequenz als diejenige des angetriebenen, isoliert betrachteten Systems aus den beiden Massen und deren gegenseitiger Federankopplung. Der Nachteil einer solchen Anordnung kann sein, daß mangels einer Abstützung der Gegenmasse die Schwingungsamplitude der eigentlichen Rinne, bezogen auf die Umgebung, erheblich reduziert wird.

Schwingförderrinnen sollen im allgemeinen bei jeder Schwingung eine Wurfbewegung des Fördergutes einleiten, so daß ihre Schwingung in Förderrichtung des Gutes gesehen schräg nach oben gerichtet ist. Ein elastischer Bewegungsfreiheitsgrad in einer solchen Richtung und möglichst starre Anordnung in anderen Richtungen wird zweckmäßigerweise durch Blattfedern erreicht, deren Erstreckung rechtwinklig zu der vorgesehenen Schwingungsrichtung verläuft. Die Enden solcher Blattfedern führen zwar keinen strikt linearen Weg aus, solang ihre Schwingungsauslenkung im Verhältnis zu ihrer Länge jedoch klein ist, kann die eigentliche Kreisbogenbewegung als quasi linear angesehen werden.

Es ist zwar nicht unbedingt erforderlich, daß die Schwingungsrichtung der Schwingantriebe mit der Richtung des Schwingungsfreiheitsgrades der Förderrinne übereinstimmt, im allgemeinen wird die Ausführung aber so vorgenommen, da im anderen Falle nur eine bestimmte Komponente des Momentes des Schwingantriebes für die Erzeugung der Schwingung wirksam wird.

Insbesondere bei einer Förderrinne, deren elastische Ankopplung an die Gegenmasse die Schwingungsrichtung nicht zwangsbestimmt, ist es bei Anordnung nur eines Schwingantriebes erforderlich, daß seine Wirkungslinie durch den Schwerpunkt der schwingenden Masse der Rinne verläuft. Ist die Gegenmasse elastisch abgestützt, sollte die Wirkungsrichtung des Schwingantriebes auch durch ihren Schwerpunkt verlaufen. Um dies zu erreichen, ist die Masse in ihrer Gestalt entsprechend auszubilden. Auch bei in Blattfedern aufgehängten Förderrinnen ist es sinnvoll, diese Vorschrift einzuhalten. Weniger kritisch ist die Anordnung zwar, wenn mehrere Schwingantriebe vorgesehen werden, da es sich aber hier vorliegend um in Resonanz schwingende Systeme handelt, kommt man in einer Vielzahl der Fälle mit nur einem entsprechend ausgelegten Schwingantrieb aus.

Ein Schwingantrieb, der einerseits beispielsweise an einem Fundamentrahmen abgestützt ist und andererseits an einer federelastisch abgestützten Masse angreift, ist auch der herkömmliche Kurbeltrieb. Beim Kurbeltrieb sind jedoch Frequenz und Amplitude beim Betrieb vorgegeben, so daß durch den Kurbeltrieb nur eine Zwangsschwingung erzeugt werden kann. Wie weiter oben erwähnt, ist es für die Erfindung wesentlich, daß ein Schwingantrieb verwendet wird, bei dem die Lage der Bewegungsumkehrpunkte nicht festgelegt ist, damit sein mit dem System verbundener Kolben weitgehend ungehindert mit dem System mitschwingen kann, so daß seine Schwingungsamplitude wie auch seine Schwingungsfrequenz wesentlich durch das System mitbestimmt werden. Auf diese Weise übernimmt bzw. erkennt der Schwingantrieb die jeweilige Resonanzfrequenz des Gesamtsystems.

Ein hierfür geeigneter Schwingantrieb ist ein herkömmlicher Kolbenvibrator, und zwar insbesondere eine Ausführung als Differenzdruck-Vibrator, dessen eine Kolbenseite mit einer herausgeführten Kolbenstange verbunden ist, über die die Ankoppelung an das System vorgenommen werden kann. Auch wenn beim normalen wie beim Differenzdruck-Kolbenvibrator entlang des Kolbenweges die Punkte vorgegeben sind, an denen, gesteuert durch das Öffnen und Verschließen von Zutritts- bzw. Ausströmöffnungen für das Druckmedium durch den Kolben selbst, an denen die eine Bewegungsumkehr des Kolbens einleitende Zugabe von Druckmedium jeweils beginnt, hat es sich dennoch gezeigt, daß der Vibrator durch Überschwingen dieser Punkte im wesentlichen in der Resonanzfrequenz des Systems arbeitet.

In bevorzugter Ausführungsform wird jedoch ein Kolbenvibrator verwendet, der nur einseitig, d. h. nur vor einem seiner Bewegungsumkehrpunkte mit Druckmedium beaufschlagt und etwas später entlüftet wird, der in Richtung auf seinen anderen Umkehrpunkt aber frei ausschwingen kann, wobei die Rückbewegung ohne Unterstützung externer Energie allein durch das rückschwingende angekoppelte System erfolgt.

Während bei zweiseitig beaufschlagten Kolbenvibratoren mit herausgeführter Kolbenstange im allgemeinen nur mit Differenzdruck gearbeitet werden kann, steht beim einseitig beaufschlagten Vibrator, bei dem zweckmäßigerweise die der Kolbenstange abgewandte Seite für die Druckbeaufschlagung ausgewählt wird, die volle Kolbenfläche für die Druckbeaufschlagung zur Verfügung. Dies hat insbesondere für das Anfähren eines in Resonanz zu betreibenden Systems einen Vorteil. Bevor beim Anfahren die Resonanzfrequenz erreicht wird, sind im allgemeinen erheblich höhere Rückstellkräfte der Federn zu überwinden. Insofern sichergestellt wird, daß sich der einseitig beaufschlagte Vibrator im Ruhezustand des Gerätes in geeigneter Anfahrposition befindet, kann das System durch volle Druckbeaufschlagung des Vibrators problemlos in Betrieb genommen werden. Da später im Betriebszustand das System selbsttätig in den Resonanzzustand übergeht, wirkt sich eine Änderung des Druckes des Betriebsmediums und somit der zugeführten Energie allein in der Weise aus, daß die Schwingungsamplitude verändert wird. Allein durch die Druckänderung läßt sich dem System die entsprechende Ergänzungsenergie zuführen.

Erfindungsgemäß kann auch ein neuer elektromagnetischer Vibrator eingesetzt werden. Bekannte elektromagnetische Vibratoren sind im allgemeinen in ihrer Betriebsfrequenz festgelegt, auch wenn diese durch einen Frequenzwandler veränderbar ist. Ein im Rahmen dieser Erfindung vorgeschlagener elektromagnetischer Schwingantrieb ist in seiner Funktionsweise ähnlich wie der vorstehend beschriebene einseitig beaufschlagte fluidbetriebene Kolbenvibrator. Ein in einer Erregerspule linear hin- und herbeweglicher Anker als Kolben löst an einer bestimmten Stelle in seinem Bewegungsablauf vor einem seiner Bewegungsumkehrpunkte die elektrische Energiezufuhr zu der Erregerspule aus. Dies kann beispielsweise durch einen seitlich vom Anker angeordneten Induktivschalter oder einen dem einen Ankerende gegenüberliegenden Kontaktschalter geschehen, der jedoch federnd nachgiebig gelagert sein muß, um keinen festen Anschlag für den Anker zu bilden. Wie der Kolben beim Druckluftvibrator ist der Anker an seiner anderen Seite mit einer Ankopplungsstange für das System versehen. Da die Einschaltzeitpunkte der Energiezufuhr auch bei diesem Schwingantrieb durch das System bestimmt werden, ist ein solcher Antrieb für den erfindungsgemäßen Schwingförderer geeignet. Wie beim fluidbetriebenen Kolbenvibrator soll die Energiezufuhr zur Erregerspule nur für ein bestimmtes Zeitintervall erfolgen. Während die Beendigung der Energiezufuhr beim fluidbetriebenen Kolbenvibrator im allgemeinen durch die Freigabe einer Entlüftungsöffnung begrenzt wird, kann die Zufuhr der elektrischen Energie entweder durch ein Zeitglied oder aber auch durch einen zweiten Auslöser entlang des Kolbenweges begrenzt werden.

In spezieller Ausführungsform eines solchen elektromagnetischen Schwingantriebes ist es auch denkbar, daß durch ein bestimmtes Sensorsystem jeweils der Bewegungsumkehrpunkt des Ankers ermittelt wird, um die Energiezufuhr in Abhängigkeit von dem Zeitpunkt des Totpunktdurchganges des Ankers auszulösen. Die Energiezufuhr kann dabei beispielsweise zum Zeitpunkt des Totpunktdurchganges aber gewünschtenfalls auch etwas verzögert einsetzen. Eine solche Steuerung würde es verhindern, daß der Anker bereits vor Erreichen seines sich aus freier Schwingung ergebenden Totpunktes in Gegenrichtung negativ beschleunigt wird und so die Schwingung geringfügig dämpft. Eine solche Steuerung ist jedoch aufwendig, und da sich gezeigt hat, daß die hier betroffenen Schwingförderer überraschenderweise auch gut im Resonanzzustand betrieben werden können, wenn der Energiezuführzeitpunkt beim Schwingantrieb auch bereits kurz vor den Bewegungsumkehrpunkten liegt, ist es im allgemeinen nicht erforderlich, den zusätzlichen Aufwand einer totpunktgesteuerten Energiezufuhr vorzunehmen.

Der vorstehend beschriebene elektromagnetische Schwingantrieb kann auch in einer Weise ausgeführt werden, daß der Anker nicht an ein äußeres System angekoppelt, sondern innerhalb seines Gehäuses federelastisch abgestützt ist. Es ist auch möglich, einen solchen Schwingantrieb mit Energiezuführauslösungen vor beiden Bewegungsumkehrpunkten auszurüsten. Für den Fall, daß keine Ankopplung eines äußeren Systems an den Anker erfolgt, kann ein solcher Antrieb als ein in sich geschlossener Vibrator Verwendung finden, dessen Schwingungsverhalten durch Änderung der Masse des Ankers bzw. Vorsehen einer diese Masse ergänzenden Masse beeinflußt werden kann. Die konstruktiven Beschränkungen, wie sie beispielsweise bei einem fluidbetriebenen Differenzdruck-Vibrator vorgegeben sind, würden für die elektromagnetische Ausführung nicht gelten.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen noch zusätzlich erläutert:

Fig. 1 eine in Blattfedern an einem festen Fundament schwingfähig abgestützte Resonanzförderrinne mit einem Schwingantrieb, der einerseits an der Rinne und andererseits an dem Fundament angreift;

Fig. 2 eine mittels Blattfedern auf einem elastisch gelagerten Sockel abgestützte Resonanzförderrinne mit zwei möglichen Anordnungen des Schwingantriebes;

Fig. 3 eine auf weichen Schraubenfedern abgestützte Resonanzförderrinne, die über Blattfedern mit einer Gegenmasse verbunden ist, wobei der Schwingantrieb an der Rinne und an dieser Gegenmasse angreift;

Fig. 4 eine kompakte Baueinheit für eine Resonanzförderrinne nach Fig. 3, die den Schwingantrieb, die Blattfedern und die Gegenmasse umfaßt;

Fig. 5a und b eine schematische Darstellung eines fluidbetriebenen Kolbenvibrators als Schwingantrieb mit einseitiger Fluidbeaufschlagung, angeordnet in einem schwingenden System gemäß Fig. 1;

Fig. 6a und b den Kolbenvibrator nach Fig. 5 mit einer verbesserten Entlüftungsführung,

Fig. 7 einen elektromagnetischen Vibrator als Schwingantrieb und

Fig. 8 einen elektromagnetischen Vibrator in anderer Ausführung.

In Fig. 1 ist schematisch eine Schwingförderrinne mit einem Rinnenkörper 2 dargestellt, der über Blattfedern 4 auf zwei festen Fundamentblöcken 6 federelastisch abgestutzt ist. Ein Pfeil 8 deutet die vorgesehene Förderrichtung der Rinne an. Zwischen einem unteren Ansatz 10 am Rinnenkörper und dem hinteren Fundamentblock 6 ist ein Schwingantrieb 12 angebracht. Dieser Schwingantrieb 12 weist ein Gehäuse 14 auf, mit dem er an dem hinteren Fundamentblock 6 befestigt ist. Aus der anderen Seite des Gehäuses 14 ragt eine Kolbenstange 16 hinaus, die über eine Koppelstange 18 mit dem Ansatz 10 des Rinnenkörpers 2 verbunden ist. Wird der Schwingantrieb 12, hier ein druckluftbetriebener Kolbenvibrator in Betrieb gesetzt, regt er das System zu einer Schwingung an, die durch den Doppelpfeil 20 angedeutet ist.

Fig. 2 zeigt eine Resonanzförderrinne, deren Rinnenkörper 2 ebenfalls an Blattfedern 4 federelastisch abgestützt ist, deren untere Enden jedoch mit einem Sockelblock 22 verbunden sind, der seinerseits mittels elastischer Lager 24 auf dem Untergrund 26 ruht. Es sind zwei Schwingantriebe 28 und 30 dargestellt, die einerseits am Rinnenkörper 2 und andererseits am Sockelblock 22 angreifen. Die Anordnung der Schwingantriebe 28 und 30 ist alternativ gedacht. Die Wirkungslinie des Schwingantriebes 28 verläuft dicht parallel neben der Verbindungslinie der Schwerpunkte S des Rinnenkörpers 2 und des Sockelblocks 22. Eine genaue Konkurrenz zwischen der Wirkungslinie des Schwingantriebes 28 und der Verbindungslinie der Schwerpunkte S ist bei einer Anordnung mit Mehrfachblattfedern 4 nicht unbedingt erforderlich. Wird ein Antrieb in der Position des Schwingantriebes 30 vorgesehen, so verläuft seine Wirkungslinie zwar durch den Schwerpunkt S des Rinnenkörpers 2, jedoch nicht durch den Schwerpunkt des Sockelblockes 22. Da der Sockelblock sehr lang ist, werden durch diese Anordnung seine elastischen Lager 24 auf Scherung beansprucht. Eine Kippbewegung ist bei der verhältnismäßig hohen Druckfestigkeit der gummielastischen Lager 24 nicht zu befürchten.

Fig. 3 zeigt eine Resonanzförderrinne, deren Rinnenkörper 2 mittels senkrecht angeordneter, verhältnismäßig weicher Schraubenfedern auf dem Untergrund 26 abgestützt ist. An einem hinteren Ansatz 34 ist der Rinnenkörper mit Blattfedern 36 versehen, die zwischen sich eine Gegenmasse 38 tragen. Ein Schwingantrieb 40 greift einerseits an einem unteren Ansatz 10 des Rinnenkörpers 2 an und andererseits an der Gegenmasse 38. Die Schwingungsrichtung ist wiederum durch den Doppelpfeil 20 angedeutet.

Fig. 4 stellt ein Kompaktsystem dar, welches fertig montiert mit einem entsprechend Fig. 3 gelagerten Rinnenkörper 2 verbunden werden kann. Es trägt an einem Rahmen 42 Blattfedern 36 und den Schwingantrieb 40. Die Enden der Blattfedern 36 sind einerseits mit dem anderen Ende des Schwingantriebes 40 und mit der Gegenmasse 38 verbunden. Die Koppelstange 18 des Schwingantriebes 40 ist als ein teilweise flexibles Kunststoffrohr ausgebildet, welches in seiner Längserstreckung jedoch knicktest ist. Da die unteren Enden der Blattfedern 30 im Schwingungszustand keinen genau linearen sondern einen Kreisbogenweg gegenüber dem Rahmen 42 beschreiben, sollen durch die flexible Koppelstange 18 Querkräfte auf den Kolben des Schwingantriebes 40 vermieden werden.

Fig. 5 zeigt einen einseitig beaufschlagten Kolbenvibrator 44, der in ein schwingendes System eingebettet ist, wie es der Anordnung nach Fig. 1 entspricht. Die Masse 46 repräsentiert den Rinnenkörper 2 und ist über Blattfedern 48 an einer Gegenmasse 50 abgestützt. Der Kolbenvibrator 44 weist ein Gehäuse 52 auf, mit dem er an der Gegenmasse 50 befestigt ist, und einen linear in dem Gehäuse 52 beweglich angeordneten Kolben 54, der über eine Koppelstange 56 mit der Masse 46 verbunden ist.

Fig. 5a stellt den Inbetriebnahmezustand aus der Ruhelage des Systems dar. Über einen Druckluftzuführanschluß 58 wird Druckluft in die Ringnut 60 des Gehäuses 52 eingeleitet und gelangt über den Kolbenkanal 62 in den Zylinderraum 64. Dadurch wird der Kolben 54 nach links gedrückt, bis der Kolbenkanal 62 mit der Entlüftungsringnut 66 in Verbindung gelangt, wie dies in Fig. 5b dargestellt ist. Der Druckluftzuführanschluß ist mittlerweile durch den Kolben selbst verschlossen und der Zylinderraum 64 kann entlüften. Die Rückbewegung des Kolbens 54 erfolgt nunmehr durch die Rückstellkraft der ausgelenkten Blattfedern 48 und der Vorgang läuft erneut ab.

Bei der Ausführungsform des Kolbenvibrators gemäß Fig. 5 ist die Entlüftung des Zylinderraumes 64 bei der Rückbewegung des Kolbens nicht optimal gelöst, da nach Verschließen der Entlüftungsringnut 66 durch den Kolben eine Kompression der im Zylinderraum 64 verbliebenen Restluft erfolgt.

Dieses Problem kann beispielsweise durch die Ausführungsform eines Kolbenvibrators gemäß Fig. 6 gelöst werden. Dort ist im Kolben 54 ein zusätzlicher Entlüftungskanal 68 vorgesehen, der mit dem Kolbenkanal 62 querverbunden ist. An der Vereinigungsstelle zwischen Kolbenkanal 62 und Entlüftungskanal 68 ist ein Verschluß 70 vorgesehen, der in Art eines kleinen federabgestützten Kolbens ausgebildet ist, welcher in seiner unteren Schließstellung (Fig. 6a) zumindest den linken Teil des Entlüftungskanals 68 verschließt, ihn in Öffnungsstellung aber freigibt (Fig. 6b). Die Steuerung des Verschlußkolbens 70 kann beispielsweise durch den Luftdruck selbst erfolgen. Wird dem Kolbenkanal 62 von außen Druckluft zugeführt, wirkt diese gleichzeitig auf den Kolben 70 und verschließt den Entlüftungskanal. Andererseits kann bei abwesender Druckluftbeaufschlagung des Kolbenkanals 62 durch einen durch Kompression hervorgerufenen Druckanstieg im Zylinderraum 64 der Verschluß 70 geöffnet werden. Anstelle eines Kolbens kann beispielsweise als Verschluß 70 ein Membranschlauch Anwendung finden, der durch den Arbeitsluftdruck verschlossen, d. h. abgequetscht, bei fehlendem Arbeitsdruck aber für die Entlüftung freigegeben wird. Andere Steuerungen sind hier denkbar. Wie von Kolbenvibratoren bekannt, wird die Dauer der Druckluftzufuhr durch die Breite der Ringnut 60 bestimmt.

In Fig. 7 ist lediglich ein Schwingantrieb 72 dargestellt, der als ein elektromagnetischer Vibrator ausgebildet ist. Die Darstellung ist rein schematisch. In einem Vibratorgehäuse 74 ist eine Erregerspule 76 angeordnet. Innerhalb dieser Erregerspule 76 ist linear verschiebbar ein Anker 78 vorgesehen, der dem Kolben des Kolbenvibrators entspricht. Am rechten Kopfende des Gehäuses 74 ist ein federnd nachgiebig gelagerter Schaltkontakt 80 vorgesehen, der durch Bewegung des Ankers 78 nach rechts geschlossen wird. Hierdurch wird die Stromzufuhr zur Erregerspule 76 eingeschaltet, die dem Anker 78 einen Bewegungsimpuls nach links erteilt. Eine Rückbewegung des Ankers 78 erfolgt durch die Rückstellkraft des hier nicht dargestellten schwingenden Systems, mit dem der Anker auf seiner linken Seite verbunden ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Energiezufuhr solange, wie der Anker 78 in seinem Bewegungsablauf den Schalter 80 geschlossen hält.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform eines entsprechenden elektromagnetischen Vibrators, bei dem der Schalter 80 durch einen Induktivauslöser 82 ersetzt ist, der seitlich des Ankers 78 im Vibratorgehäuse 74 untergebracht ist.

Resonanzschwingförderer der hier beschriebenen Art lösen die Probleme bekannter Resonanzschwingförderer, weil sie praktisch nur in der Eigenresonanz des Systems schwingen können, gleichgültig, ob es sich um Zwei- oder Mehrmassensysteme handelt, die durch Federn zu einem schwingfähigen System miteinander verbunden sind.

Claims (21)

1. Schwingförderer, dessen Förderkörper zum Ausführen der Förderschwingungen federelastisch an eine Gegenmasse gekoppelt ist und dessen Förderkörper zur Schwingungserregung mit mindestens einem Schwingantrieb kraftschlüssig verbunden ist, welcher aus zwei Teilen besteht, die linear relativ zueinander beweglich und nach Passieren mindestens eines Punktes in ihrem Bewegungsablauf mit Energie beaufschlagbar und so in gegenseitige Schwingbewegung versetzbar sind, wobei die Totpunkte der Schwingungsumkehr nicht vorgegeben sind, sondern weitgehend durch das schwingende System bestimmt werden, und wobei eines dieser Teile in dieser kraftschlüssigen Verbindung mit dem Förderkörper steht, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schwingantrieb (12, 28, 30, 40) wirkungsmäßig parallel zu der federelastischen Kopplung (4, 36) zwischen Förderkörper (2) und Gegenmasse (6, 22, 38) geschaltet ist, indem er mit seinem anderen Teil (14) kraftschlüssig mit der Gegenmasse (6, 22, 38) verbunden ist.

2. Schwingförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmasse (6) starr oder quasi starr angeordnet ist und ein ortsfestes Fundament darstellt.

3. Schwingförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmasse (22) ihrerseits elastisch (24) nachgiebig ortsfest abgestützt ist.

4. Schwingförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmasse (38) frei im Raum von den federelastischen Koppelgliedern (36) des Förderkörpers (2) getragen und der Förderkörper (2) im wesentlichen frei beweglich, insbesondere ohne nennenswerte Beschränkung seiner Bewegungsfreiheitsgrade im Raum abgestützt (32) ist.

5. Schwingförderer nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Kopplungsglieder zwischen dem Förderkörper und der Gegenmasse Blattfedern (4, 36) sind.

6. Schwingförderer nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsrichtung (20) des mindestens einen Schwingantriebes (12, 28, 40) in etwa in Richtung des Anfangswinkels einer Wurfparabel ausgerichtet ist.

7. Schwingförderer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsrichtung (20) des mindestens einen Schwingantriebes (12, 28, 40) in etwa rechtwinklig zur Erstreckung der Blattfedern (4, 36) verläuft.

8. Schwingförderer nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schwingantrieb (12) ein Kolbenvibrator ist, dessen Gehäuse (14) der eine Teil des Schwingantriebes und dessen Kolben (16) der andere Teil des Schwingantriebes ist.

9. Schwingförderer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderräume des Schwingantriebes zu beiden Seiten des Kolbens wechselweise mit Druckfluid als Energieträger beaufschlagbar sind, wobei die Fluidzufuhr durch den Kolben selbst gesteuert ist, der Kolben aber über die eine Bewegungsumkehr einleitenden Fluidzuführzeitpunkte hinaus in seiner in diesen Zeitpunkten bestehenden Bewegungsrichtung verharren kann.

10. Schwingförderer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenvibrator ein Differenzdruck-Kolbenvibrator ist.

11. Schwingförderer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenvibrator (44) ein fluidbetriebener, einseitig beaufschlagter Kolbenvibrator ist, dessen nur an einer Kolbenseite vorgesehener Zylinderraum (64) mit Druckfluid beaufschlagbar (58) und nach einem bestimmten Kolbenhub automatisch entlüftbar (66) ist.

12. Schwingförderer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (54) mit einem Kolbenkanal (62) versehen ist, der einerseits in die dem Zylinderraum (64) zugewandte Stirnseite des Kolbens (54) und andererseits in die Mantelfläche des Kolbens (54) mündet, und daß das Zylindergehäuse (52) an seiner Innenseite mit zwei umlautenden Nuten (60, 66) versehen ist, die bei Bewegen des Kolbens (54) wechselweise mit dem Kolbenkanal (62) in Verbindung treten und von denen eine mit einem Druckluftzuführanschluß (58) und die andere mit einer Entlüftungsöffnung versehen ist.

13. Schwingförderer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (54) einen zusätzlichen Entlüftungskanal (68) enthält, der einerseits in den Zylinderraum (64) und andererseits in die freie Umgebung mündet, und daß dieser zusätzliche Entlüftungskanal (68) mit einem Verschlußmittel (70) versehen ist, welches in Abhängigkeit vom Druck im Kolbenkanal (62) oder vom Bewegungsablauf des Kolbens (54) betätigbar ist.

14. Schwingförderer nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schwingantrieb ein elektromagnetischer Schwingantrieb (72) mit gesteuerten Energiezufuhzzeitpunkten ist, dessen Magnetspule (76), insbesondere zusammen mit einem Gehäuse (74), der eine Teil des Schwingantriebes und dessen Anker (78) der andere Teil des Schwingantriebes ist.

15. Schwingförderer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (78) innerhalb der Magnetspule linear verschiebbar angeordnet ist und daß Schaltmittel (80, 82) für das Auslösen einer Energiezuführperiode vorgesehen sind, die vom Anker (78) bei dessen Annäherung an mindestens das eine Ende seines Bewegungsspieles automatisch betätigbar sind.

16. Schwingförderer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel seitlich des Ankers (78) vorgesehene induktive Schaltmittel (82) sind.

17. Schwingförderer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel von der Stirnseite des Ankers (78) betätigbare, elastisch nachgiebige Kontaktschaltmittel (80) sind.

18. Schwingförderer nach mindestens einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (80, 82) nur im Bereich des einen Endes des Ankerhubes vorgesehen sind.

19. Schwingförderer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingantrieb mit Mitteln versehen ist, die den Zeitpunkt der Bewegungsumkehr im Totpunkt zumindest an einer Seite des Schwingungshubes erfassen und ausgebildet sind, den Energiezuführzeitpunkt in Abhängigkeit vom Totpunktdurchgang auszulösen.

20. Schwingantrieb mit den Merkmalen eines der Ansprüche 11-13.

21. Schwingantrieb mit den Merkmalen eines der Ansprüche 14-19.