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Diese Erfindung betrifft eine Vibratoranordnung, insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Vibratoranordnung zur Verwendung mit Ausrüstung, die in der Mineralklassifikation und – aufbereitung benutzt wird, wie etwa Siebe oder Zufuhrkanäle, auf die im folgenden als Siebe Bezug genommen wird.
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Siebe werden zur Klassifikation von Feststoffen häufig verwendet. In mineralverarbeitenden Betrieben und Steinbrüchen müssen gewöhnlich große Mengen von Erz so schnell und kosteneffektiv wie möglich klassifiziert werden. In solchen Betrieben findet man daher häufig Reihen von dicht übereinanderliegenden Sieben, die Vibrationen ausgesetzt sind. Kompaktheit wird durch die Verwendung von Reihen von Sieben erreicht, während die Siebklassierungseffizienz durch Vibration der Siebe erhöht wird. Wenn sie Vibrationen ausgesetzt werden, wird ein hoher Volumendurchsatz durch ein Sieb erzielt und gesiebt.
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Um die Vibration der Siebe zu erreichen, wird eine Anzahl von Verfahren verwendet. Diese können die Form eines Vibrators haben, der auf jeder Seite einer Siebbank befestigt ist, üblicherweise an den Seitenplatten, an denen die Siebe angebracht sind, wobei die Bank wiederum auf Spiralfedern, Gummiträgern oder ähnlichen Vorrichtungen aufgestellt ist. Die Vibratoren weisen manchmal die Form eines Elektromotors auf, der eine exzentrisch mit einem Gewicht versehene Welle antreibt.
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Es gibt zwei Vibrationsverfahren, die meistens bei den Vibrationssieben Anwendung finden: Kreisbewegung oder die lineare Bewegung.
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Die Kreisbewegung ist wegen niedrigerer Kosten weiter verbreitet als die lineare Bewegung. Sie wird meistens durch rotierende Vibratoren erhalten, die an den Seitenplatten oder auf einem Träger über oder unter der Siebfläche angeordnet sind.
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Es wird allgemein angenommen, dass die lineare Bewegung für den Siebprozess viele Vorteile besitzt. Aufgrund ihrer höheren Produktionskosten war ihre Anwendung jedoch begrenzt. Die lineare Bewegung wird gewöhnlich durch zwei Stangen erhalten, die verzahnt sind, um synchronisiert zu sein, wobei der Vibrationsmechanismus auf zwei Trägern über oder unter der Siebfläche angebracht oder direkt an den Seitenplatten einer Kastenkonstruktion von ähnlicher Breite wie das Sieb befestigt ist.
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Ein anderer Weg, um die lineare Bewegung mittels zweier Wellen zu erhalten, ist die Ausnutzung des Phänomens der Selbstsynchronisation, bei dem die zwei Wellen keine Zahngetriebe zur Synchronisation benötigen und es ausreicht, dass sie geeignet angeordnet sind und in umgekehrter Rotation zueinander rotiert werden (eine im Uhrzeigersinn und die andere entgegen dem Uhrzeigersinn). Die kosteneffektivste Ausgestaltung der Selbstsynchronisation besteht darin, die Vibratoren mit dem vibrierenden Gegengewicht parallel zu der Ebene der Seitenplatten auf jeder Seitenplatte befestigt und in einem geeigneten Winkel geneigt anzuordnen.
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Diese Art von Anordnung ist durch die großen Spannungen, die in die Siebstruktur eingeleitet werden, auf Schwierigkeiten gestoßen, und nur wenige Hersteller haben mit begrenztem Erfolg von einer solchen Ausgestaltung Gebrauch gemacht.
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WO 93/19 859 A1 beschreibt eine Siebanordnung mit einem Sieb, das zwischen einem Paar von Seitenplatten befestigt ist. Ein rotierender, exzentrischer Vibrator ist an jeder Seitenplatte angebracht und verkippt, um eine einseitig wirkende, elliptische Vibrationsbewegung auf die Anordnung zu übertragen. Eine elliptische Bewegung ist weniger effizient als eine lineare Bewegung und die Spannungen, die in die Seitenplatten eingeleitet werden sind wahrscheinlich etwas geringer als die, die durch lineare Bewegung erzeugt werden. Der Anmelder meint jedoch, dass die offenbarte Siebanordnung aufgrund von Spannungen, die sich während des Betriebs entwickeln, nicht mit Sieben, die länger als 1 m sind, dauerhaft arbeiten wird. Diese Spannungen werden aufgrund des Drehmoments, das durch die Vibratoren ausgeübt wird, besonders an den Befestigungsplatten für die Vibratoren und den Befestigungen an die Seitenplatten bedeutsam sein. Dieses Patent offenbart außerdem ein strukturelles Rohr, das sich zwischen den für viele Siebanordnungen typischen Seitenplatten erstreckt. Der Anmelder hält dieses Rohr für nicht effektiv zur Verhinderung von Schäden an den Seitenplatten, da Spannungen durch die Seitenplatten übertragen werden, bevor sie das strukturelle Rohr erreichen.
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EP 0 185 409 A2 offenbart ein Paar von Siebmatten, die in einem gespannten Zustand zwischen einem Paar von Seitenplatten gehalten werden. Querrohre halten die Seitenplatten in einem beabstandeten Zustand und tragen dazu bei, die Anordnung mit struktureller Stärke zu versehen. Auf jeder Seitenplatte ist zentral ein Rotationsvibrator befestigt. Dieses Patent offenbart das Problem von Spannungsbrüchen, die sich in dem Siebapparat bilden, und schlägt vor, dieses Problem mittels einer komplexen Befestigungsanordnung für die Vibratoren zu lösen. Der Anmelder meint, dass durch die Übertragung der Vibrationskräfte dennoch Brüche in den Seitenplatten auftreten werden und dass diese nur in geringem Maße durch die Querrohre abgeschwächt werden.
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US 5 802 965 A offenbart einen Rahmen, an dem ein Paar von Vibratoren befestigt ist und der wiederum eine bohnensprößlingbehandelnde Oberfläche über den Vibratoren trägt. Der Anmelder vertritt die Auffassung, dass diese Anordnung für schwere Lasten eine nicht ausreichende Robustheit aufweist.
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FR 2 604 376 A1 offenbart einen Dämpfer für Vibrationen zwischen Motoren und Siebanordnungen, beschreibt aber nicht die Art, in der ein Motor an einem Sieb angebracht werden kann, oder die Art, in der Spannungen in den Siebanordnungen reduziert werden können.
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Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, eine Vibratoranordnung zu schaffen, die zumindest teilweise einige der oben erwähnten Probleme mindert.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vibratoranordung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sehen für das Sieb vor, dass es ein Paar von Seitenplatten aufweist, zwischen denen sich mindestens ein Sieb erstreckt, und für jede Seitenplatte, dass sie an einem Vibrator befestigt ist.
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Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sehen für den Rahmen vor, dass er Kräfte überträgt, die quer zu den Seitenplatten wirken, für den Rahmen, dass er Kräfte überträgt, so dass Kräfte, die quer zu den Seitenplatten wirken, im Gleichgewicht sind, und für die Vibratoren, dass sie ausgestaltet sind, um eine lineare Bewegung auf die Siebanordnung zu übertragen.
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Noch andere bevorzugte Merkmale der Erfindung sehen vor, dass der Rahmen zwei Querstücke aufweist, wobei jedes Querstück im Querschnitt rohrförmig, vorzugsweise rund ist, dass die Enden von jedem Querstück zusammengedrückt sind, dass jedes Querstück sich funktionsmäßig zwischen den Seitenplatten erstreckt, und dass jedes Querstück an jedem Ende einen Flansch aufweist, an dem die Seitenplatten anbringbar sind.
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Noch andere bevorzugte Merkmale der Erfindung sehen vor, dass jeder Vibrator an einem Flansch befestigt ist, der an jedem Querstück anbringbar ist, dass jeder Vibrator an einem Träger befestigt ist, der von den jeweiligen Flanschen ausgeht, dass jeder Träger senkrecht zu dem damit verbundenen Flansch verläuft, dass die Träger in einer Ebene verlaufen, die die Längsachse von jedem Querstück schneidet, und dass die Träger länglich sind, wobei an einem Ende von ihnen ein Vibrator angebracht ist und sie sich zu ihrem anderen Ende hin verjüngen.
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Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sehen vor, dass jeder Vibrator mindestens eine, vorzugsweise zwei Unwuchtscheiben aufweist, die drehbar auf einer Achse gelagert sind, um durch eine Welle von einem Motor angetrieben zu werden, dass jeder Motor an einer Seitenplatte befestigt ist, dass alternativ jeder Motor freistehend ist, und dass zwei oder mehr Siebe sich zwischen den Seitenplatten in dicht übereinanderliegender Anordnung erstrecken.
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Die Erfindung schafft außerdem eine Siebanordnung mit mindestens einem Sieb, das sich zwischen einem Paar von Seitenplatten erstreckt und an einer Vibratoranordnung von im Wesentlichen oben definierter Art befestigt ist.
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Die Erfindung schafft auch einen selbsttragenden Rahmen für eine Vibratoranordnung von im Wesentlichen oben definierter Art.
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Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sehen vor, dass Seitenplatten an der Siebanordnung an den Vibratoren befestigt werden, dass die Vibratoren durch mindestens ein Querstück zwei Querstücke untereinander verbunden sind, die sich zwischen den Seitenplatten erstrecken, und dass die Vibratoren an jedem Querstück durch Befestigungsmittel angebracht sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Siebanordnung wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Schrägansicht einer Siebanordnung mit einem Vibrator ist;
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2 eine Schrägansicht des Vibrators mit dem Rahmen aus 1 ist;
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3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Teils des Vibrators aus 2 ist.
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In den 1, 2 und 3 ist eine Siebanordnung 1 gezeigt, die ein Paar von Sieben 2, 3 aufweist, die in dicht übereinanderliegender Beziehung zwischen einem Paar von Seitenplatten 4 mit daran angebrachter Vibratoranordung 5 befestigt ist. Die Siebe 2, 3 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander, wobei jedes Sieb 2, 3 auf einer Anzahl von Trägern 6 angeordnet ist, die sich zwischen den Seitenplatten 4 erstrecken. An einem Ende des obersten Siebs 2 ist in konventioneller Weise eine Zufuhrrinne 7 vorgesehen. Die Seitenplatten 4 sind an jeder ihrer untersten Ecken auf Spiralfedern (nicht gezeigt) gelagert.
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Die Vibratoranordnung 5 ist klarer in den 2 und 3 gezeigt und weist einen unabhängigen Rahmen 10 auf, an dem ein Paar von Vibratoren 11 angebracht ist. Der Rahmen 10 hat zwei Paare von Flanschen 12, 13, die durch ein Paar von parallelen, länglichen Querstücken 14, 15 beabstandet sind. Die Querstücke 14, 15 sind im Querschnitt runde Rohre, die an ihren Enden zusammengedrückt und, wie deutlicher in 3 gezeigt, an die jeweiligen Flansche 12, 13 angeschweißt sind. Die Querstücke 14, 15 beabstanden die Flansche 12, 13, so dass diese funktionsmäßig gegen die Innenflächen der Seitenplatten 4 stoßen.
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Jeder Vibrator 11 ist an einem länglichen Träger 20 angebracht, wobei jeder Träger 20 an einem Flansch 21 befestigt ist, um senkrecht dazu zu verlaufen. Jeder Träger 20 erstreckt sich über die Länge des Flansches 21, an dem er befestigt ist. Die Vibratoren 11 sind nahe an einem Ende des jeweiligen Trägers 20 angebracht, der sich von diesem Ende zum gegenüberliegenden Ende hin verjüngt.
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Jeder Vibrator 11 weist ein Paar von Unwuchtscheiben auf, das an einer in einem Gehäuse 22 drehbaren Achse (nicht gezeigt) befestigt ist, und jede Achse ist drehbar an dem Träger 20 angebracht. Ein Elektromotor 25 ist an einem freistehenden Träger (nicht gezeigt) direkt benachbart zu jeder Seitenplatte 4 angebracht und durch eine Antriebswelle 26 und eine Kreuzgelenkkupplung 27 mit der Achse des Paars von Unwuchtscheiben verbunden.
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Der Flansch 21 jedes Trägers 20 ist durch Bolzen an einem Flansch 12, 13 auf den Querstücken 14, 15 befestigt, wobei eine Seitenplatte 4 zwischen den Flanschen 12, 13, 21 liegt und die Ebene der Träger 20 die Längsachsen der Querstücke 14, 15 schneidet und parallel zu den zusammengedrückten Enden davon verläuft.
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Der Rahmen der Vibratoranordnung ist von sehr starrer, jedoch leichter Konstruktion. Im Gebrauch übertragen die Querstücke Kräfte, die quer, gewöhnlich senkrecht, zu den Seitenplatten wirken, zwischen den Vibratoren und verteilen diese Kräfte in dem Rahmen. Das vermeidet, dass diese unerwünschten Spannungen durch die Seitenplatten und das Sieb aufgezehrt werden und diesen folglich Schaden zufügen. Außerdem gewährleistet die Anordnung der Träger in Bezug auf die Querstücke, dass die Kräfte im Gleichgewicht sind und somit kein Drehmoment um irgendeinen Punkt bewirken. Die Vibratoranordnung hat daher zur Folge, dass die Seitenplatten und Siebe von sehr leichter Konstruktion sein können, so dass die sehr schweren und robusten Strukturen, die vorher erforderlich waren, wenn ein Vibrator an jeder der Seitenplatten befestigt war, vermieden werden. Durch die sehr leichte Konstruktion schafft die Siebanordnung auch höhere Effizienzen, als sie zur Zeit durch konventionelle Siebanordnungen erzielt werden.
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Die Vibratoranordnung ist besonders für linear vibrierende Siebe nützlich, bei denen Kräfte quer zu den Seitenplatten unerwünschte Spannungen in der Siebanordnung erzeugen und dieser wiederum Schaden zufügen. Bei dieser Art von Sieb werden die Vibratoren synchronisiert, um im Gleichgewicht befindliche Querkräfte zu schaffen, und daher werden dadurch, dass bewirkt wird, dass der Rahmen diese Kräfte überträgt und aufzehrt, praktisch keine Querkräfte auf die Seitenplatten und Siebe ausgeübt.
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Die Erfindung schafft daher ein Verfahren zum Übertragen einer linearen Vibration auf eine Siebanordung, das die Notwendigkeit einer schweren und sehr robusten Siebanordnungskonstruktion vermeidet. Durch Verbinden eines Paars von Vibratoren und Befestigen einer Siebanordnung daran, werden Kräfte, die quer zu der gewünschten Bewegungsrichtung wirken, durch die Mittel, die zur Verbindung dienen, aufgezehrt und nicht in der Siebanordnung selbst, wie es in dem Stand der Technik geschah.
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Wenn die Siebanordnung Seitenplatten hat, ist es günstig, die Vibratoren an gegenüberliegenden Seitenplatten zu befestigen, wobei mindestens ein Querstück, das sich zwischen den Seitenplatten erstreckt, die Vibratoren verbindet, vorzugsweise mittels Befestigungselementen wie etwa Bolzen. Die Verwendung von Befestigungselementen hat den Vorteil, dass besonders nach außen wirkende Querkräfte direkt auf die Querstücke und nicht auf die Seitenplatten wirken.
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Es ist jedoch festzustellen, dass viele andere Ausführungsformen einer Siebanordnung zum Übertragen einer linearen Vibration auf eine Siebanordnung existieren, die in den Bereich der Erfindung fallen, insbesondere im Hinblick auf die Anordnung des Vibrators und der Siebe. Der Rahmen der Vibratoranordnung kann genauso wie die Vibrationsmittel jede geeignete Konstruktion aufweisen.
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Querstücke, die in dem Rahmen verwendet werden, müssen im Querschnitt nicht rund sein, sondern könnten jede geeignete Gestalt haben und könnten beispielsweise aus einem U-Profil hergestellt sein.
