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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien
und insbesondere eine Trommel-Rüttelvorrichtung
zum Zermahlen von Aggregaten, wie etwa abgebautem Erz, zum Zerkleinern
voluminöser
Erzklumpen auf Korngröße. Auch verwendbar
ist die Vorrichtung in der Gießereiindustrie
zum Reinigen von Gußerzeugnissen,
Vermengen granulärer
Materialien u. dgl.
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Die
Nutzung von Rüttelbewegung
zum Mahlen, Reinigen, Vermengen, Vermischen und Trennen von Gußerzeugnissen
von Gußmedien
ist vorangeschritten, seit der Anmelder eine schwenkbare Rüttelpoliermaschine
zum Patent angemeldet hat (
US-PS
3,157,004 , ausgegeben am 17. November 1994). Die Gußerzeugnisse
und Gußmedien
wurden unter Verwendung eines Zwei-Massensystems Rüttelkräften ausgesetzt
(Erregungselement und Motor als eine Masse und Behälter und
Rahmen als zweite Masse) mit dazwischen eingesetzten Federn, so
daß die
Rüttelkräfte durch
den Behälter
nicht nur die Gußerzeugnisse
und Medien heftig durchrüttelten,
sondern auch die Gußerzeugnisse
und Medien in einer allgemein kreisförmigen Bewegung umwälzten, um hierdurch
die Gußerzeugnisse
zu mahlen, reinigen, polieren oder/und Hochglanz zu polieren.
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Zur
Verstärkung
der Umwälzbewegung
der Maschine, Verbesserung der Balance der Maschine und zur Minderung
von Abnutzung der Lager und zur Beschleunigung des Vorgangs meldete
der Anmelder eine verbesserte Rüttelvorrichtung
zum Patent an (
US-PS Re. 33,542 ,
Reissue-Ausgabe am 26. Februar 1991), in der die Rüttelgeneratorvorrichtung von
der Längsachse
des Behälters
versetzt angebracht ist, wobei eine lineare Rüttelkraft von der Rüttelgeneratorvorrichtung
von außen
zum Behälter
gelangt, wodurch die Teile in dem Behälter besser gemahlen, zerkleinert,
gefördert
und umgewälzt
werden. Diese Vorrichtung erwies sich als außerordentlich effizient, besonders
vielseitig und wirtschaftlich erfolgreich. Wegen des enormen Volumens
und Gewichte der Vorrichtung und der Betriebsparameter der patentierten
Vorrichtung wurden jedoch Schwingungen von der Vorrichtung in die
Tragstruktur übertragen,
wodurch sich Probleme in die Vorrichtung enthaltenden Gebäude ergaben,
sowie manchmal auch bei benachbarten Gebäuden.
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Es
stellte sich heraus, dass bei Betrieb dieser Vorrichtung jedes ihrer
viele Tonnen wiegenden Teile Vibration in die Tragstruktur (das
Gebäude)
und dann in den Boden einleitet. Diese Vibrationen erzeugen manchmal
Wellen der Rüttelbewegung
durch den Boden, und es ist bekannt, dass sie sich mit Eigenfrequenzschwingungen
angrenzender Gebäude überlagern
und tatsächlich
gewaltige tief tönende Schwingungen
in dem angrenzenden Gebäude
erzeugen, die unerwünschten
Lärm und
Vibrationsempfindungen verursachen können.
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Die
US 4,926,601 offenbart eine
Rüttelvorrichtung,
welche einen im Wesentlichen horizontal angeordneten Behälter umfasst,
welcher über
eine erste Federanordnung an einer Stützeinrichtung federnd abgestützt ist.
Zusätzlich
umfasst die Rüttelvorrichtung
eine Rüttelgeneratoreinrichtung,
welche an einer Tragplatte angebracht ist, die über eine weitere Federanordnung
an dem Behälter
abgestützt
ist, um Rüttelkräfte von
der Rüttelgeneratoreinrichtung auf
den Behälter
zu übertragen
und den Behälter
und dessen Inhalt zu rütteln.
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Aus
der
EP 0 636 456 A1 ist
eine weitere Rüttelvorrichtung
bekannt mit einem im Wesentlichen horizontal angeordneten Behälter mit
einer Materialträgerfläche, wobei
der Behälter
mittels einer ersten Federanordnung relativ zu einer Stützeinrichtung
federnd angebracht ist. Zum Rütteln
des Behälters
ist eine an einer Trägereinrichtung
angebrachte Rüttelgeneratoreinrichtung
vorgesehen, welche mittels einer weiteren Federanordnung an dem
Behälter
angebracht ist, um Rüttelkräfte von
der Rüttelgeneratoreinrichtung
auf den Behälter
zu übertragen
und den Behälter
und dessen Inhalt zu rütteln.
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Die
US 2,353,492 offenbart unterschiedliche Rüttelvorrichtungen,
welche jeweils im Wesentlichen aus einer Trägereinrichtung mit einer Rüttelgeneratoreinrichtung
bestehen, welche mittels einer ersten Federanordnung an einer Stützeinrichtung
federnd angebracht sind, wobei ein zu rüttelnder Gegenstand mittels
einer weiteren Federanordnung an der Trägereinrichtung abgestützt ist.
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Aus
der
US 3,812,625 ist
eine Rüttelvorrichtung
zum Polieren von Steinen bekannt, welche im Wesentlichen aus einer
U-förmigen
Trägereinrichtung
besteht, welche über
eine Blattfeder an einer Stützeinrichtung
federnd abgestützt
ist und ohne Zwischenschaltung weiterer Federelemente einen vertikal
angeordneten Behälter
ungefedert abstützt.
Um die Trägereinrichtung
und den vertikalen Behälter
zu rütteln,
ist eine Rüttelgeneratoreinrichtung
fest an der Trägereinrichtung
angebracht. Darüber
hinaus ist zwischen der Federanordnung und der Stützeinrichtung
eine Stange vorgesehen, mittels welcher die Resonanzfrequenz des
Systems und die Amplitude des Behälters verändert werden kann.
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Aus
der
US 4,164,328 ist
eine weitere Rüttelvorrichtung
bekannt, welche eine Trägereinrichtung mit
einer Rüttelgeneratoreinrichtung
umfasst, welche über
eine Federanordnung relativ zu einer Stützeinrichtung federnd angebracht
ist. An der Trägereinrichtung
sind zwei im Wesentlichen horizontal angeordnete Behälter fest
angebracht, deren Inhalte beim Betrieb der Rüttelgeneratoreinrichtung gerüttelt werden.
Die Rüttelvorrichtung
ist mit einer Druckversorgung versehen, um die Balgen der Federanordnung hinsichtlich
ihres Innendrucks zu verändern,
um die Höhe,
horizontale Neigung und Querneigung der Rüttelvorrichtung zu verändern.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Rüttelvorrichtung so auszubilden,
dass sie in eine Tragstruktur eingeleitete Vibrationen minimiert.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Rüttelvorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere eine verbesserte Anordnung, die
die Rüttelkräfte besser
ausbalanciert, in den Boden oder die Tragstruktur eingeleitete Rüttelkräfte reduziert
und das Volumen und Gewicht der Vorrichtung reduziert, während sie gleichzeitig
einen weiteren Bereich von Betriebsparametern ermöglicht als
bisher.
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Nach
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist ein Behälter
oder eine Trommel relativ zu einer Befestigungsfläche an diametral
entgegengesetzten Seiten des Behälters
elastisch angebracht. Der Behälter
oder die Trommel weist an einer Seite eine kurze horizontal verlaufende
Platte auf, die durch Gummi oder Schraubenfedern elastisch abgestützt ist,
die von der Tragstruktur oder der Befestigungsfläche gehalten sind. Von der
entgegengesetzten Seite des Behälters
oder der Trommel steht eine breite horizontal verlaufende Platte
radial ab, welche zwischen einer Mehrzahl von Paaren mit Abstand
angeordneter Luftfedern gefangen ist, wobei eine Feder jedes Paars
von einem langgestreckten Trägerelement
oder Balken gestützt
ist, der wiederum an seinen entgegengesetzten Enden an einer Luftfeder
gestützt
ist, die durch die Tragstruktur oder Befestigungsfläche gehalten
ist. An dem langgestreckten Trägerelement
oder Balken ist eine Rüttelgeneratoreinrichtung
angebracht. Die den Behälter
oder die Trommel stützenden
Luftfedern und die das Trägerelement
oder den Balken stützenden
Luftfedern sind wirkungsmäßig um 180° derart phasenversetzt,
daß ein
Teil der Rüttelkraft
von dem Rüttelgenerator
dazu genutzt wird, eine Balance zwischen den den Behälter stützenden
Luftfedern und den das Trägerelement stützenden
Luftfedern einzurichten, um die zum Boden oder der Haltefläche übertragenen
Vibrationskräfte
zu reduzieren. Die Verwendung der Luftfedern reduziert das Gewicht
der Vorrichtung und verlängert die
Zeit zwischen Reparaturen der Anlage und vergrößert den Bereich von Betriebsparametern
für die Anlage.
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Die
Rüttelerzeugungseinrichtung
kann ein Zwei-Massensystem sein, ein synchronisiertes Antriebssystem,
ein Ein-Exzenterantriebssystem oder ein Zwangsantriebssystem.
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Bevorzugte
Ausführungen
der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung der Trommelrüttelvorrichtung;
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2 ist
eine Teildraufsicht auf den linken Abschnitt von 1;
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3 ist
eine vergrößerte Teilansicht
der in 1 gezeigten Vorrichtung;
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4 ist
eine Endansicht in Blickrichtung von links auf 3;
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5 ist
eine Querschnittsansicht entlang Linie 5-5 von 1;
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6 ist
eine Querschnittsansicht entlang Linie 6-6 von 1,
entsprechend den 4 und 5 vergrößert; und
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7 ist
eine schematische Darstellung des Antriebszugs von dem Motor zu
den Exzentern.
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Die 1 bis 7 zeigen
eine bevorzugte Ausführung
einer Rüttelvorrichtung 10.
Verwendbar ist diese Vorrichtung zum Mahlen bergmännisch abgebauter
Aggregate auf eine reduzierte Partikelgröße, Reinigen von Gußerzeugnissen
oder Teilen, Feinpolieren oder/und Polieren von Gußerzeugnissen
oder Teilen, Herausschütteln
von Medien aus Gußerzeugnissen
oder Teilen, Mischen und Vermengen granulärer oder pulverartiger Materialien
u. dgl. Allgemein dient die Vorrichtung zur Bearbeitung von Produkten
mit oder ohne Arbeitsmedium.
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Ein
neuartiges Befestigungssystem unter Verwendung von Luftfedern nutzt
einen Teil der Rüttelkräfte für einen
Ausgleich oder eine Balance zwischen dem Trommelhalter und dem Rüttelgeneratorträger mit
der Folge, daß weniger
Vibrationen zum die Vorrichtung tragenden Boden oder zum Erdboden übertragen
werden.
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Die
Rüttelvorrichtung 10 umfaßt einen
Behälter 12,
der zylindrisch dargestellt ist, jedoch auch quadratisch oder rechteckig
ausgebildet sein kann, mit einer gekrümmten, jedoch nicht notwendigerweise
kreisförmigen
Materialträgerfläche 14,
wie in den 4, 5 und 6 gezeigt.
Der zylindrische Behälter
oder die Trommel 12 hat eine Längsachse 16, die in 1 horizontal
dargestellt ist, jedoch auch von einem Einlaßendabschnitt 18 zu
einem Auslaßendabschnitt 20 ein
wenig abwärts
geneigt sein kann, um die Zeit abzukürzen, während der die abgebauten Erzklumpen,
ein Gußerzeugnis
oder/und ein Medium zur Bearbeitung in dem Behälter verbleibt. Der Einlaßendabschnitt 18 hat
einen Einlaßdurchgang
oder eine Öffnung 22,
durch die zu bearbeitendes Material 24 und 25 in
den Behälter
gekippt werden kann. In einer leicht modifizierten Ausführung der Vorrichtung
kann eine Einlaßöffnung (nicht
gezeigt) in der Endwand 26 des Behälters oder in der Seitenwand
des Behälters
angeordnet sein, wobei durch diese Öffnung ein Förderer (nicht
gezeigt) das Material 24 und 25 in den Behälter fördern kann.
Die Vorrichtung dient in einer bevorzugten Ausführung zur Bearbeitung von abgebauten
Aggregaten aus Erzklumpen 24 und Steinen, Schmutz oder/und
Sand 25. Die Vorrichtung dient in einer anderen bevorzugten Ausführung zur
Bearbeitung von Gußerzeugnissen 24' und Gußmedien 25', von denen
keine gezeigt sind.
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Das
bearbeitete Material, das Erz 24 oder die Gußerzeugnisse 24' und einige
Steine 25 verlassen den Behälter durch eine Auswurföffnung oder
einen Durchgang 28 (nicht gezeigt) in der Endwand 29 oder durch
eine Auswurföffnung
oder einen Durchgang (nicht gezeigt) in der Längsseitenwand 30 des
Behälters
nahe dem stromabwärtigen
Ende des Behälters. In
der Praxis arbeitet ein nicht gezeigter Förderer mit der Auswurföffnung oder
dem Durchgang 28 zusammen, um das bearbeitete Material
aufzunehmen und es zur nächsten
Station zu transportieren. Der Schmutz und einige Steine 25 oder/und
Sand 25' wird
von geeigneten Öffnungen
nahe dem Austrittsendabschnitt des Behälters ausgeworfen.
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Der
Behälter 12 weist
eine Vielzahl von Rippen oder Platten 32 auf, die relativ
zur Längsachse der
Trommel quer orientiert sind und mit gleichem Abstand entlang der
Länge des
Behälters angeordnet
sind. Wie in den 3, 4, 5 und 6 gezeigt,
umfaßt
jede Rippe oder Platte 32 einen im wesentlichen kreisförmigen oberen
und unteren Rand sowie einen zentralen Ausschnitt 33, der,
etwa durch Schweißen,
an der Außenfläche des
Behälters angebracht
ist, einen kurzen Flansch 34, der an einer Seite nach außen oder
hinten vorsteht, und einen langen oder breiten Flansch 35,
der an der entgegengesetzten Seite nach außen oder nach vorne absteht.
Eine langgestreckte radial ausgerichtete Tragplatte 36 ist
an einer Seite des Behälters
sowie am Unterrand 37 jedes kurzen Flansch 34 jeder
Querrippe oder Platte 32 angebracht. In ähnlicher
Weise, nur in Radialrichtung länger,
ist eine langgestreckte radial ausgerichtete Tragplatte 38 an
der entgegengesetzten Längsseite
des Behälters
und am Unterrand 39 jedes nach vorne vorstehenden langen
oder breiten Flansch 35 jeder Querplatte 32 angebracht.
Die Tragplatten 36 und 38 fluchten bevorzugt miteinander
und mit der Längsachse
des Behälters
und liegen in einer gemeinsamen Ebene.
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Zwei
mit Längsabstand
angeordnete Stützen 40 und 42 stehen
auf einer Stützfläche wie
etwa auf dem Untergrund oder auf einem Fabrikboden. Jede Stütze 40, 42 hat
gemäß Darstellung
drei Ebenen 44, 46 und 48, wobei jede
Ebene 44 eine Luftfeder 45 trägt, die wiederum die breite
Tragplatte 38 des Behälters
trägt,
wobei jede Ebene 46 Schrauben- oder Gummifedern 47 trägt (siehe 4, 5 und 6),
die bevorzugt als Gummifedern ausgebildet sind, jedoch auch von
jedem anderen Federtyp sein können,
welche die kurze Tragplatte 36 stützen, und wobei jede Ebene 48 eine
Luftfeder 39 trägt,
die wiederum ein Ende eines Balkens oder Trägers 50 stützt, wobei
dieser Balken oder Träger
mehrere Luftfedern 52, 58 in Eingriff mit der
breiten Tragplatte 38 trägt. Wie am besten in 3 zu
sehen, durchsetzen Bolzen 53 die Platte 38 und
die Oberseite der Ebene 44 mit einem Abstandshalter 55 um
den Bolzen 53 zwischen der Platte 38 und der Deckplatte
der Ebene 44 derart, daß in jeder Luftfeder 45 eine
vorbestimmte Vorspannung erzeugt wird, wenn Muttern 57 auf den
Bolzen 53 festgezogen werden. In ähnlicher Weise durchsetzen
Bolzen 53' die
Bodenwand 59 an der Unterfläche der Endabschnitte 54 des
Trägers
oder Balkens 50 und durchsetzen die Deckplatte der Ebene 48 mit
einem die Bolzen 53 umgebenden Abstandshalter 55' zwischen der
Bodenwand 59 des Halters und der Deckplatte der Ebene 48 derart,
daß in
jeder Luftfeder 49 eine vorbestimmte Vorspannung erzeugt
wird. Die Bedeutung der Luftfeder-Tragstruktur wird nachfolgend
im Detail näher
erläutert.
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Wie
aus den 4, 5 und 6 ersichtlich,
tragen die Ebenen 46 der Stützen 40, 42 den
Behälter
an der Rückseite
oder der einen Seite mittels Gummi- oder Schraubenfedern 47,
welche die Platte 36 tragen. Die Ebenen 44 der
Stützen 40, 42 tragen den
Behälter
an der vorderen oder anderen Seite mittels der Luftfedern 45,
welche die Platte 38 tragen. Das heißt, der Behälter 12 ist vorne
und hinten und am Einlaßendabschnitt
und am Auslaßendabschnitt durch
Gummi- oder Schraubenfedern 47, die durch die Platte 36 und
den Flansch 34 wirken, und Luftfedern 45, die
durch die Platte 38 und den Flansch 35 wirken,
federnd unterstützt.
Die Vielzahl querverlaufender Rippen oder Platten 32, die
etwa durch Schweißen
an dem Behälter
oder der Trommel und an den Platten 36 und 38 befestigt
sind, ergeben eine starre Struktur, auf der der Behälter abgestützt ist.
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Der
langgestreckte Balken oder Träger 50 erstreckt
sich im wesentlichen über
die Länge
des Behälters
zwischen den Ebenen 48 der Stützen 40, 42.
Der Balken oder Träger 50 ist
starr und umfaßt eine
flache Oberwand 51 und abgesetzte Endabschnitte 54 reduzierter
Dicke mit einer Bodenwand 59, die sich durch die Luftfedern 49 auf
den Ebenen 48 der Stützen 40 und 42 abstützen. Zwischen
der Oberwand 51 des Trägers
oder Balkens 50 und der langen Tragplatte 38 des
Behälters
befinden sich mehrere Luftfedern 52. Jede Luftfeder 52 ist
zusammen mit einer zwei ten dazu passenden Luftfeder 58,
die auf der oberen Fläche
der langen Tragplatte 38 an dem Behälter abgestützt ist, Teil einer Federkupplung 56,
die in 3 mit geschwungenen Klammern dargestellt ist.
Wie am besten in den 3 und 5 zu sehen,
sitzt eine Kappe 60 auf der Luftfeder 58, wobei
vier Verbindungsstangen 62 durch die Kappe, durch vergrößerte Öffnungen 64 in
der breiten Tragplatte 38 und durch eine Gegenplatte 66 und eine
Wand 51 des Trägers
oder Balkens 50 hindurch laufen, wobei die Platte 66 zwischen
der Luftfeder 52 und der Wand 51 des Balkens oder
Trägers 50 angeordnet
ist. Ein Abstandshalter 63 in Form eines Rohrs umgibt jede
Verbindungsstange 62 und hat eine derart vorbestimmte Länge, daß beim Festschrauben von
Muttern 67 auf den Enden der Verbindungsstangen 62 die
Kappe 60, die Gegenplatte 66 und die Wand 51 des
Balkens 50 an den Enden der Abstandshalter 63 anliegen,
um die Luftfedern 58 und 52 gegen die entgegengesetzten
Seiten der langen Tragplatte 38 um einen vorbestimmten
Betrag zu komprimieren. Der Kompressionsgrad der Luftfederkupplungen 56 wird
durch die letztlichen Vibrationsbewegungen bestimmt, die auf die
Trommel und ihren Inhalt wirkt.
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Von
dem Balken oder Träger 50 hängt die Rüttelgeneratoreinrichtung 68 ab,
wie am besten in den 1, 6 und 7 zu
sehen, und sie umfaßt
mit Abstand angeordnete Träger 70 und 72,
die mit der Bodenwand 59 des Balkens 50 verbunden sind.
Die gezeigten Träger
enthalten drei nebeneinander und mit Abstand voneinander angeordnete Öffnungen 73, 74, 75,
die entgegengesetzte Endabschnitte 76, 77 drehbarer
Wellen 78, 79, 80 drehbar halten. An
jeder Welle 79 und 80 ist ein langgestrecktes
Exzentergewicht 82 befestigt. Die Exzentergewichte 82, 82 werden
in entgegengesetzte Richtungen angetrieben, wobei sie sich zum Erzeugen der
gewünschten
Rüttelbewegung
synchronisieren.
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Wie
in den 1 und 7 gezeigt, ist ein Antriebsmotor 84 an
einer Platte 81 angebracht, die an einem Gelenk 87 an
einer Plattform 85 angelegt ist, die auf der Montagefläche steht.
Der Motor 84 treibt eine Welle 88 an, auf der
eine Riemenscheibe 89 befestigt ist. An einem Endabschnitt
jeder Welle 78, 79 und 80 ist jeweils
eine Riemenscheibe 90, 91 bzw. 92 befestigt.
Die Riemenscheiben 91 und 92 haben den gleichen
Durchmesser, und die Achsen der Wellen 79 und 80 liegen
in einer gemeinsamen Ebene im wesentlichen parallel zur Montagefläche. Eine zweite
Riemenscheibe 93 ist in Flucht mit der Riemenscheibe 89 des
Motors an der Welle 80 derart angebracht, daß ein Riemen 94 die
Riemenscheiben 89 und 93 umschlingt und die Riemenscheibe 93 zusammen
mit der Antriebsriemenscheibe 92 und der Welle 80 antreibt.
Die Achse der Zwischenwelle 78 ist ein wenig über der
Ebene der Achsen der Welle 79 und 80 derart angebracht,
daß die
Riemenscheibe 90 an der Welle 78 an ihrem obersten
Abschnitt eine Tangente bildet, die mit Abstand über einer Tangente zum obersten
Abschnitt der Riemenscheibe 91 verläuft. Ein Riemen 95 umschlingt
die Riemenscheibe 90 an der Welle 80, wobei der
Riemen mit seiner Unterseite auf der Oberseite der Riemenscheibe 91 läuft, die
Riemenscheibe 90 von unten umschlingt und mit Abstand über der
Riemenscheibe 91 direkt zurück und um die Riemenscheibe 92 verläuft. Wenn der
Motor die Riemenscheiben antreibt, werden die Wellen 79 und 80 mit
ihren zugeordneten Exzentern 82, 82 in entgegengesetzte
Richtungen angetrieben. Die Exzenter synchronisieren sich unter
Erzeugung einer linearen Rüttelkraft 96,
die außerhalb
des Behälters
oder der Trommel verläuft.
Die den Motor 84 tragende Schwenkplatte 81 wird
etwa durch eine Spannfeder 97 federnd gegen Schwenkbewegung um
das Gelenk 87 gehalten, so daß der Motor um einen kontrollierten
Betrag verschwenken kann, um beim Anfahren oder bei ungleichmäßigen Belastungszuständen den
Riemen unter Antriebsspannung zu halten.
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Bei
Betrieb wird der Motor 84 zum Antrieb der Exzenter 82 aktiviert,
um eine Rüttelkraft
zu erzeugen, die linear ist und im wesentlichen in Vertikalrichtung
relativ zu der Montagefläche
verläuft,
auf der die Vorrichtung angebracht ist. Aufgrund der Anordnung der
Luftfedern 45, 49 zueinander und der Rüttelwirkung
von der Generatoreinrichtung 86, werden die auf die Luftfedern 45 wirkenden
Kräfte
zu den auf die Luftfeder 49 wirkenden Kräfte um 180° phasenversetzt
sein, so daß ein
Teil der erzeugten Rüttelkräfte verwendet
wird, um einen Ausgleich zwischen der Luftfeder 45 und
der Luftfeder 49 zu bilden. Auf diese Weise werden weniger
Rüttelkräfte auf
das Gebäude
oder den Untergrund übertragen,
auf der die Vorrichtung steht. Die Minderung der Rüttelkräfte auf das
Gebäude
oder den Untergrund reduziert durch die Vibrationen entstehenden
Lärm.
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Die
Luftfedern können
von der Bauart sein, die von Firestone Tire and Rubber Company unter dem
Handelsnamen Airstroke Springs
® hergestellt und verkauft
werden. Der Grad des Festziehens der Verbindungsstangen an den Luftfedern
52 und
58, der
durch die Längen
der Abstandshalter
63 zusammen mit dem den Luftfedern zugeführten Luftdruck bestimmt
ist, bestimmt den Hub und die Amplitude der dem Behälter zugeleiteten
Vibrationen. Der den Luftfedern zugeleitete Luftdruck ergibt sich
durch geeignete Steuerungen von Pumpen an sich bekannten Typs, die
normalerweise vom Hersteller der Luftfedern geliefert oder von diesem
empfohlen werden. Die im wesentlichen vertikalen Rüttelkräfte erzeugen eine
vibrierende Umwälz-
bzw. Taumelwirkung in dem Behälter
in etwa entlang der Linien, die im
Reissue-US-Patent
33,542 vom 26. Februar 1991 des Anmelders beschrieben sind.
Der Unterschied liegt darin, daß aufgrund
der Steuermöglichkeit
der Federkonstante der Hub und die Amplitude der Rüttelwirkung
einen weiten Bereich von Betriebsparametern ergeben, die von der
mit der Vorrichtung durchzuführenden
Arbeit abhängen.
Beispielsweise sind verschiedene Sätze von Betriebsparametern
erforderlich, um die Größe von abgebauten
Erzklumpen auf Taconit zu verkleinern, um Sand aus Gußerzeugnissen
herauszuschütteln
oder um Gußerzeugnisse zum
Mahlen oder Polieren der Gußerzeugnisse
umzuwälzen
oder hin- und herzuschütteln.
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In
der Eisenerz- oder Taconitindustrie wird das Erz, d. h. das Eisenerz
aus der Erde in Brocken oder Klumpen extrahiert, die im Fels eingebettet
sind. Die Brocken oder Klumpen von Erz und Fels werden auf Golfballgröße, Baseballgröße oder/und
ein Aggregat oder Verbundmaterial einer ersten Größe zerbrochen,
das auch Schmutz und Sand enthalten kann. Das in den Behälter oder
die Trommel 12 gekippte Aggregat oder Verbundmaterial wird
Rüttelkräften ausgesetzt,
die das Aggregat umwälzen,
hin- und herrütteln bzw.
in Taumelbewegung versetzen, wodurch die verschiedenen Elemente
des Aggregats die Elemente abtragen und abmahlen, um die Größe der Elemente
allmählich
zu reduzieren, bis die Aggregate aus Pellet- oder korngroßen Erzkugeln
zusammen mit Steinen und Sand bestehen. Die feinen oder kleinen
Steine und der Sand werden fortlaufend ausgetragen, und das korngroße Erz und
die korngroßen Steine
werden auf einen Ausgangsförderer
ausgeworfen. Magneten trennen die Erzkörner oder Erzpellets (Taconit)
von inertem Stein und Sand, die den Pellets aus dem Auswurf folgen.
Die Rüttelvorrichtung
mahlt und trennt die Steine und das Erz und zerkleinert durch Mahlen
das Erz auf Pelletgröße, die zur
Verwendung in der Eisen- und Stahlindustrie erforderlich ist.
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Um
das Mahlen, das zur Zerkleinerung des Aggregats auf Pellet- oder Taconitgröße erforderlich ist,
in praktischer Weise zu erreichen, benötigt die Rüttelvorichtung Schwerlastfedern
zwischen dem Rüttelgenerator
und der Trommel. Allein dies würde in
der Tat zusätzliche
Tonnen an Gewicht der Federn mit sich bringen, um die erforderliche
Kraft zu erzeugen. Die Federn würden
nach relativ kurzer Benutzung ausfallen, was zum Ersetzen der Federn
aufwendige und schwierige Wartung erfordert. Die Verwendung der
Luftfedern ermöglicht
die Minderung des Gewichts pro Maschine um mehrere tausend Pfund.
Die Luftfedern haben eine viel längere
Lebensdauer und lassen sich bei Bedarf relativ schnell und billig
austauschen. Die Luftfedern machen es möglich, der Federwirkung einen
Steifheitsgrad zu geben, der mit herkömmlichen Schraubenfedern fast unmöglich zu
erreichen ist.
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Die
linearen Rüttelkräfte, die
auf die Außenseite
der Trommel 12 längs
der Linie 96 wirken, die an der von der Längsachse 16 der
Trommel oder des Behälters 12 abgelegenen
Seite des Schwerpunkts 17 im wesentlichen vertikal verläuft, bewirken,
daß sich
jeder Punkt auf der Oberfläche 14 der
Trommel längs
eines Wegs dreht, der auf einem Kreissegment liegt. Jedes der Kreissegmente
hat ein im wesentlichen gemeinsames Rotationszentrum R, das mit 19 bezeichnet
ist und sich an einer von der Längsachse 16 versetzten
Stelle und an der vom Schwerpunkt 17 abgelegenen Seite
der Achse 16 befindet, so daß die Kreissegmente nicht mit
der gekrümmten
Materialträgerfläche übereinstimmen.
Die Federn 45 und 47 halten den Behälter oder
die Trommel 12 so, daß sie eine
ungedämpfte
Rüttelbewegung
durchführen
können.
Die Trommel oder der Behälter 12 ist
gewöhnlich
vom Einlaßende
zum Auswurfende leicht abwärts
geneigt, um die Bewegung des Materials durch die Trommel und aus
dem Auswurf zu erleichtern.
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Durch Ändern der
Federkonstante der Luftfedern 52, 58 und durch Ändern der
durch den Rüttelgenerator 68 erzeugten
Rüttelkräfte 96 läßt sich
in Anpassung an die gewünschte
Behandlung des Gegenstands eine gewünschte Rüttel- oder Umwälzwirkung
der Trommel 12 einstellen.
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Eine
Rüttelvorrichtung
umfaßt
einen im wesentlichen horizontal angeordneten Behälter mit
einer Materialträgerfläche sowie eine
Anordnung zur federnden Anbringung des Behälters relativ zu einer Stützfläche. Ein
Träger
ist relativ zu der Stützfläche federnd
angebracht und ist ferner an dem Behälter federnd angebracht. Eine
Rüttelgeneratoreinrichtung ist
an dem Träger
an einer von dem Behälter
seitlich versetzten Stelle angeordnet. Die Rüttelgeneratoreinrichtung erzeugt
eine Rüttelkraft
entlang einem von dem Behälter
versetzten linearen Weg. Ein Teil der Federhalterung des Behälters an
der Stützfläche die
Federhalterung des Trägers
an der Stützfläche sowie
die Federhalterung des Trägers
an dem Behälter
sind alle Federeinrichtungen mit variabler Kennung, die alle so
eingestellt werden können,
daß sie beim
Betrieb der Vorrichtung erwünschten
Parametern genügen.
Die Federhalterung des Behälters
an der Stützfläche und
die Federhalterung des Trägers und
des Rüttelgenerators
an der Stützfläche sind
um 180° phasenversetzt,
was die Überleitung
von Rüttelkräften auf
die Stützfläche minimiert.