DE2255071A1

DE2255071A1 - Schwingfoerderer

Info

Publication number: DE2255071A1
Application number: DE2255071A
Authority: DE
Inventors: Preston Henry Schrader
Original assignee: Rex Chainbelt Inc; Rexnord Inc
Current assignee: Carrier Vibrating Equipment Inc
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1973-05-24
Also published as: AU4906572A; US3746149A; CA968297A; NL175281C; FR2162989A5; IT973438B; BE790835A; GB1400739A; NL175281B; DE2255071C2; NL7214692A

Description

Ma 2294· P/b

Rex Chainbelt Inc., Milwaukee, Wisconsin/USA Schwingförderer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingförderer oder eine in Schwingung zu versetzende Verarbeitungseinheit.

Schwingförderer oder Verarbeitungseinheiten, die in einer Richtung wahlweise fördern können, sind bekannt. Die Richtung der Förderer wird herkömmlicherweise gesteuert durch wahlweise Anregung von einem Paar Schwingungsanregern oder durch mechanische Änderung des Winkels der Stütz- oder Führungsglieder, die den Förderer mit der Basis verbinden. Jede dieser Anordnungen hat verschiedene Nachteile. Wenn zwei Schwingungsanreger verwendet werden, ist es schwierig, Wechselwirkungen zwischen diesen zu vermeiden, da beide Motoren kontinuierlich betrieben werden müssen, um zerstörende Erschütterungen der Motorwelle auf seine Lager zu vermeiden, wenn der in Ruhe befindliche Motor in . Schwingung versetzt ist. Auf gleiche Weise ist es ein sehr schwieriges Konstruktidnsproblem, einstellbare Führungsglieder zu schaffen, die den durch die Glieder übertragenen Schwingungskräften widerstehen können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungsförderer zu schaffen, der die obigen Nachteile vermeidet.

Ein diese Aufgabe lösender Schwingungsförderer kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß elastische Halterungsmittel, wenigstens zwei Absorptionsgewichte, eine Mehrzahl von Federgruppen zur Verbindung jeder der Absorptionsgewichte mit

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dem Körper, Mittel zur Änderung der Federkonstanten von wenigstens einigen der Federn jeder Gruppe und Mittel, die eine Schwingung unterbrechende Kraft auf den Körper ausüben, vorgesehen sind.

Ein federnd befestigter Schwingungsförderer oder eine Verarbeitungseinheit wird in Schwingung versetzt durch ein rotierendes exzentrisches Gewicht, das in der Einheit gelagert ist, und wenigstens zwei in mehreren Richtungen abstimmbare dynamische Schwingungsabsorber, die an der Einheit befestigt sind, sind wahlweise abstimmbar - zur Beschränkung der Schwingungsbewegung des Förderers oder der Verarbeitungseinheit auf einen bestimmten Schwingungsweg.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht eines Schwingförderers oder einer Verarbeitungseinheit; und

Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht eines Schwingförderers mit einer abgeänderten Anordnung der dynamischen Absorber zur weiteren Steuerung der Schwingbewegung des Förderers oder der Verarbeitungseinheit.

Ein Schwingförderer oder eine entsprechende Verarbeitungseinheit gemäß der Erfindung weist einen Behälter 1 auf, der auf weichen Dämpfungsfedern 2 getragen wird, so daß er leicht auf eine durch exzentrische Gewichte 3 hervorgerufene Schwingung anspricht, wobei die Gewichte 3 von einer Welle f getragen werden, die in dem Behälter 1 gelagert ist und sich quer zu diesem erstreckt nahe aber nicht notwendig in dessen Schwerpunkt. Die Welle 4 kann die Ankerachse eines gezeigten Antriebsmotors oder einer über einen Riemen mit einem getrennt angeordneten Motor verbundene Welle sein. Bei der letzteren Anordnung erlaubt die Elastizität des Antriebsriemens, daft der Förderer 1 relativ zu dem separat angeordneten Motor schwingt.

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Wird der Forderbehälter 1 als Verarbeitungseinheit verwendet, kann er klappbare Tore an einem der Enden oder an beiden Enden zur Steuerung der Entladung des Materials aufweisen. Das Material kann zugeführt werden durch eine Rutsche 7. Das Material in dem Behälter kann beispielsweise einem Laugprozeß unterworfen werden, kann getrocknet, gekühlt oder erhitzt oder in anderer Weise verarbeitet werden, .

Die Richtung und das Ausmaß der Förderung in dem Behälter 1 wird gesteuert durch eine Mehrzahl von verstellbaren dynamischen Schwingungsabsorbern 8, 9. Wie bekannt ist, weist ein dynamischer Schwingungsabsorber eine über eine Feder mit dem Körper, dessen Schwingung zu reduzieren ist, verbundene Masse auf. Die Kombination aus Masse und Feder wird abgestimmt oder eingestellt, so daß sie eine Eigenfrequenz hat, die ungefähr gleich und vorzugsweise gleich der Störungskraft ist. Der Absorber schwingt als Antwort· auf die Störungskraft zur Erzeugung einer Gegenkraft, die nahezu gleich und entgegengesetzt der Störungskraft ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist jeder Absorber eine Masse 10 auf, die durch eine Mehrzahl von Luftfedern 11, 12 getragen werden, die an einem Rahmen 13 des Behälters 1 befestigt sind. Wie gezeigt ist, wirken die Luftfedern 11 entlang einer nach rechts geneigten Linie, während die Luftfedern 12 entlang einer nach links geneigten Linie wirken. Durch Änderung des Luftdrukkes in den Luftfedern kann das Ausmaß der Federung entlang jeder Linie variiert werden. Der Luftdruck kann gesteuert werden durch Druckregulierungsventile IH, 15, die eingebaut sind in Luftleitungen 16, 17, welche von einer Zuführungsleitung 18 zu den Luftfedern führen.

Im Betrieb neigt das exzentrische Gewicht 3 dazu, den Behälter in einer Kreisbahn anzutreiben. Die Kreisbahn wird modifiziert zu einer Ellipse oder zu einer geraden Linie entlang der Achsen der Luftfedern durch Einstellung der Absorber 8 und 9 durch Variation des Luftdruckes in den entsprechenden Lufttaschen oder Federn, Beispielsweise werden für eine Führung nach rechts die

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Luftfedern 12 auf einen solchen Druck aufgeblasen, daß der Absorber bei der Antriebsfrequenz entlang der Achse der Federn 12 mitschwingt. Es gleicht dann die Kraft des exzentrischen Gewichtes 3 aus, indem es in der Richtung wirkt und der Behälter freibleibt zur Schwingung entlang der Achse der Federn 11. Die Schwingungsauslenkung wird gesteuert durch Anpassung des Druckes in den Federn 11 und kann variiert werden von einer kleinen Amplitude, die bestimmt wird durch die Dämpfung in den Luftfedern, bis wenigstens zu der Schwingungsamplitude, die durch das exzentrische Gewicht erzeugt wird, wenn die Absorber nicht vorhanden oder unwirksam sind. Die Dämpfung in den Luftfedern wird verkleinert durch Verwendung von Leitungen mit kleinem Durchmesser zwischen den Luftfedern jedes Paares.

Eine Förderung nach links wird bewirkt durch Einstellen des Absorbers auf Resonanz mit dem Antrieb durch Anpassung der Federn 11, wodurch die Schwingungsbewegung begrenzt wird auf einen Weg geneigt nach oben und nach links.

In Fig. 1 sind zwei Absorber gezeigt. Sie sind gleich. Die Einstellungen sind im allgemeinen so, wie es durch die gestrichelten Linien dargestellt ist, die die Druckregulatoren für gemeinsame Steuerung verbinden. Es können jedoch zusätzliche individuelle Steuerungen zur Kompensation von Unterschieden in den einzelnen Luftfedern vorgesehen sein, insbesondere für Differenzen in den effektiven Abständen der Absorber vom Schwerpunkt des Behälters 11 oder von Variationen in der Belastungsverteilung.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wirkt eine Absorbermasse mit einer oder beiden Federgruppen zusammen. Obwohl eine getrennte Masse mit jeder Federgruppe verwendet werden kann, wird es bevorzugt, eine Masse zu verwenden, weil dadurch die gesamte Masse des Systems verringert wird.

Wie gezeigt ist, werden zwei entgegengesetzte Luftfedern entlang jeder Schwingungsachse verwendet. Wird das volle Ausmaß der Einstellung nicht gewünscht, oder ist die Einstellung entlang einer Achse nicht nötig, dann können eine oder mehrere feste

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Federn, etwa Stahl-Spiralfedern oder Gummifedern anstelle einer oder mehrerer der Luftfedern verwendet werden.

In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, in der die Wirkungsiinien der Federn einen rechten Winkel miteinander bilden, kann ein Zustand starker Schwingung ohne Förderung zur Erzeugung mechanischer Bewegung erreicht werden durch Einstellung der Luftfedern zur Förderung in einer Richtung entgegengesetzt der Förderung, die bewirkt wird, durch die allgemeine Kreisbahnbewegung des exzentrischen Gewichtes in Alleinwirkung. Bei einer derartigen Einstellung ist der tatsächliche Schwingungsweg nahezu eine vertikale elliptische Bahn.

Für den Fall, daß eine weitere Steuerung der Richtung und der Schwingungsamplitude gewünscht wird, können die Absorber in der in Fig. 2 gezeigten Weise ausgebildet werden. Diese Anordnung weist' jeden der Absorber mit einer Masse 20 mit Federsitzen 21 auf, die unter einem Winkel von 60° oder einem Vielfachen von gegeneinander versetzt sind. Wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung ist eine Mehrzahl von Luftfedern 22, 23 zwischen der Masse 20 und einem umgebenden Rahmen 24, der an einem Förderbehälter 25 befestigt ist, angeordnet. Ein rotierendes exzentrisches Gewicht 26 liefert die Kraft für die Schwingungsanregung.

In dieser Anordnung schwingt der Förderer, wenn die Federn 22 auf Resonanz zur Masse 20 eingestellt sind, senkrecht zur Achse dieser Federn, d.h. entlang eines nach oben links geneigten Weges. In gleicher Weise ergibt die Abstimmung der Federn 23 und die Verminderung des Druckes in den Federn 22 einen Schwingungsweg, der nach oben rechts geneigt ist. Gleiche Drücke in den Luftfedergruppen liefern eine vertikale Federung von ungefähr 1 3 /*f dessen, was entlang einer einzigen Federachse bei demselben Druck in einer Federgruppe erhalten wird. Durch Abgleichen des Druckes bei einem verminderten Ausmaß in beiden Federgruppen kann der Absorber so abgestimmt werden, daß die Schwingungsbewegung des. Behälters begrenzt wird auf eine horizontale Bewegung. Durch Abgleichen des Druckes bei einem höheren Wert kann der Absorber so abgestimmt werden, daß die horizontale Bewegung des Behälters

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ausgeschaltet wird und sich dieser nur in vertikaler Richtung als Antwort auf das exzentrische Gewicht bewegt.

Das Prinzip der Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine lineare Schwingungsbewegungsvorrichtung erläutert. Dieselben Prinzipien können aber auch angewandt werden auf eine Vorrichtung, die entlang einer Kreisbahn oder entlang eines spiralförmigen Weges schwingt. In diesem Fall können die Absorber die Bewegung steuern von einer Kreisbahn in der Ebene zu einer schraubenförmigen Bewegung oder einer geraden linearen vertikalen Bewegung durch Dämpfen der Anregung des Systems durch auslenkende oder störende Komponenten in ungewünschten Richtungen.

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Claims

Patentansprüche

1. /Tn Schwingung zu versetzender Körper, dadurch gekennzeicht, daß elastische Halterungsmittel, wenigstens zwei Absorptionsgewichte, eine Mehrzahl von Federgruppen zur Verbindung jeder der Absorptionsgewichte mit dem Körper, Mittel zur Änderung der Federkonstanten von wenigstens einigen der Federn jeder Gruppe und Mittel, die eine Schwingung unterbrechende Kraft auf den Körper ausüben, vorgesehen sind.

2. In Schwingung zu versetzender Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei diesem um einen Schwingförderer oder eine Verarbeitungseinheit handelt.

3. In Schwingung zu versetzender Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsgewichte einen Abstand vom Schwerpunkt des Körpers haben.

4. In Schwingung zu versetzender Körper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Federgruppen so orientiert ist, daß die Wirkungslinie einer Gruppe senkrecht zu einem vorbestimmten Schwingungsweg des Körpers ist.

5. In Schwingung zu versetzender Körper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Federn, die das Absorptionsgewicht mit dem Körper verbinden, Luftfedern sind.

6. In Schwingung zu versetzender Körper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die die Schwingung störende Kraft anlegen, ein rotierendes exzentrisches Gewicht aufweisen.

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Le e rs e i t e