DE2353030C3 - Schwingungserzeugender Antrieb für Aufbereitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schwingungserzeugenden Antrieb für Aufbereitungsmaschinen, wie z. B. Siebe, Förderrinnen u.dgl., die mittels eines entsprechend komplizierten Antriebes in Schwingungen der verschiedensten Formgebung versetzt werden, um z. B. ein Absieben, Entwässern oder auch nur eine reine Vorwärtsbewegung zu erreichen. Die von der Erfindung zu lösende Problematik wird nachstehend im wesentlichen anhand eines Siebes erläutert werden. Anwendbar ist sie jedoch grundsätzlich für alle derartigen Aufbereitungsmaschinen, wie z. B. auch solche, die zum Klassieren oder Entwässern od. dgl. verwendet werden. Unter de.; verschiedensten derartigen Maschinen sind auch solche, die mit Schwingungserregern arbeiten, die Linearschwingungen erzeugen. So sind z. B. vor allem auch Siebmaschinen als Linearschwinger bekannt.

Diese sogenannten Linearschwinger haben nur unter einem konstanten Angriffswinkel wirkende Beschleunigungsvektoren. Neben den ihnen gegebenen Vorteilen haben diese Linearschwinger jedoch den Nachteil, daß sich Klemm- und Grenzkörner schlecht aus den Maschen des Siebes lösen, z.T. in den Maschen hängenbleiben und somit langsam aber sicher die freie Siebfläche vermindern. Dieses Zusetzen der Siebfläche hängt im wesentlichen von der Form und Art des Siebgutes ab. So neigt z. B. ein längliches, scharfkantiges Gut eher dazu, sich in den Maschen eines Siebes festzusetzen, als rundes Siebgut.

Um das Zusetzen der Siebfläche zu vermeiden, werden deshalb für verschiedene Körnungsformen des Siebgutes unterschiedliche Angriffswinkel gewählt, die bei rundkörnigem Siebgut kleiner sein können als bei länglichem, scharfkantigem Siebgut.

Die gewünschten Linearschwingungen werden bei den bekannten Aufbereitungsmaschinen durch verschiedene Antriebsarten erreicht. So sind z. B. Kurbeltriebe, elektromagnetische Vibratoren, Linearmotoren, sowie selbstsynchronisierende und zwangssynchronisierte, Linearschwingungen erzeugende Kreisschwingungserreuer bekannt. Um nun die an sich notwendigen verschiedenen Angriffswinkel erreichen zu können, ist bei diesen bekannten Antriebsarten ein sehr großer technischer und damit teurer Aufwand notwendig. Bei Kurbeltrieben müssen der Antrieb und die Führungselemente dem jeweiligen Angriffswinkel angepaßt werden, was hier in aller Regel eine gesonderte Ausführung bedingt, so daß also eine Verstellbarkeit nicht gegeben ist. Ähnliches gilt bei den anderen Antriebsarten. Bei ίο den selbstsynchronisierenden und beim größten Teil der zwangssynchronisierten Kreisschwingungserregern wäre ebenfalls nicht nur eine lineare Verschiebung zur Änderung des Angriffswinkels, sondern ein Verschwenken auf einer Kreisebene notwendig. Auch dies ist mit entsprechendem Aufwand verbunden.

Der Aufbau einer Aufbereitungsmaschine, z. B. eines Siebes, mit einem zwangssynchronisierten oder auch selbstsynchronisierenden Antrieb, sieht nun zwei gegenläufige Kreisschwingungserreger über oder unter dem

Siebkasten vor, wobei die senkrechte Mittellinie auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Erregerachsen

durch den Schwerpunkt oder zumindest angenähert durch den Schwerpunkt der Siebanordnung laufen muß.

Hieraus erklärt sich im übrigen die Notwendigkeit des Verschwenken eines solchen Antriebes, wenn der Angriffswinkel verändert werden soll. Eine lineare

Verschiebung des Antriebes würde die genannte

Mittellinie zu weit vom Schwerpunkt wegführen.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei zwangssynchroni-

sierten Kreisschwingungserregern der Angriffswinkel verändert werden kann, indem über eine formschlüssige Kupplung eine Phasenverschiebung erreicht wird. Auch hier sind eine lineare Verschiebung des Antriebes, sowie entsprechende technische Mittel, wie Zahnräder, Kupplungen usw. erforderlich.

Es sind des weiteren selbstsynchronisierende, lineare Schwingungen erzeugende Kreisschwingungserreger bekannt, bei welchen wiederum gegenläufig umlaufend der eine Erreger oberhalb des Siebkastens und der andere unterhalb des Siebkastens angeordnet ist, wobei des weiteren die Verbindungslinie zwischen den beiden Antriebsachsen selbst durch den Schwerpunkt oder zumindest durch dessen unmittelbaren· Nachbarschaftsbereich verläuft. Die Änderung des Angriffswinkels kann bei dieser Anordnung durch Verschiebung der beiden Erreger erreicht werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Mittel und Wege zu finden, wie der Angriffswinkel ohne den bisher bei allen Antriebsarten notwendigen erheblichen Aufwand in einfacher Weise verändert werden kann. Dies würde die bisher notwendigen gesonderten Konstruktionen oder den oft sehr großen technischen Aufwand überflüssig machen. Es wäre auch möglich, z. B. ein Sieb kurzfristig, in wählbaren Intervallen, mit einem während des Laufes veränderten Angriffswinkel zu fahren, um die zugesetzte Siebfläche wieder frei zu machen und dann zu dem Angriffswinkel, wie er für die gewünschte Leistung notwendig ist, zurückzukehren. Ferner wäre es auch möglich, sich schnell und einfach, auch während des Laufes der Maschine, den oftmals wechselnden Aufgabebedingungen, wie z. B. Witterungseinflüssen, Veränderungen des Aufgabegutes in Form und prozentualen Anteilen usw., die einen anderen Angriffswinkel erfordern, anzupassen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen schwingungserzeugendeii Antrieb für Aufbereitungsmaschinen mit zwei gegenläufigen, selbstsynchronisierenden, Linearschwingungen erzeugenden Kreisschwin-

gungserregern dadurch, daß Mittel zur Erreichung von in jeder Phase des Ablaufes voneinander unterschiedlichen Winkeln zwischen den Radien, auf welchen die Unwuchtschwerpunkte der Kreisschwingungserreger liegen, und der Verbindungslinie zwischen ihren beiden Drehachsen vorgesehen sind.

1st ein selbstsynchronisierender Antrieb mit zwei einzeln angetriebenen Kreisschwingungserregern vorgesehen, die z. B. unterhalb und oberhalb des Aufbereitungsmaschinenkastens angeordnet sind, genügt hierzu eine Veränderung der Ausgangsdrehzahl eines der beiden Kreisschwingungserreger, so daß zwischen beiden ein bestimmter Schlupf entsteht.

Der Schlupf entsteht dadurch, daß sich die beiden Kreisschwingungserreger mit ihren, einzeln betrachtet, unterschiedlichen Ausgangsdrehzahlen auf eine Synchrondrehzahl, die zwischen ihren Ausgangsdrehzahlen liegt, während des Laufes einpendeln, wobei der schneller laufende auf die Synchrondrehzahl abgebremst und der langsamere auf die Synchrondrehzahl beschleunigt wird. Dabei entspricht der Schlupf der unterschiedlichen Leistungsabgabe beider Antriebsmotoren, die aus dem Abbremsen bzw. Beschleunigen resultieren. Läuft z. B. bei gegebenen Drehrichtungen der obere Erreger schneller als der untere, erfolgt eine Abflachung des Angriffswinkels, läuft der obere Erreger gegenüber dem unteren langsamer, wird der Angriffswinkel größer. Gerade mit dieser Antriebsart kann also in besonders einfacher und eleganter Weise die angestrebte Veränderung des Angriffswinkels erreicht werden. Die entsprechende Steuerung der Ausgangsdrehzahlen kann manuell erfolgen, sie kann auch automatisiert sein. So kann z. B. insbesondere durch entsprechende Impulsgabe eine kurzzeitige Veränderung des Angriffswinkels erreicht werden, worauf er wieder in seine ursprünglich eingestellte Lage zurückkehrt.

Sind zwei in Selbstsynchronisation umlaufende, Linearschwingungen erzeugende Kreisschwingungserreger oberhalb oder unterhalb des Aufbereitungsmaschinenkastens vorgesehen, genügt eine lineare Verschiebung des Antriebes parallel zur Arbeitsebene und eine entsprechende Veränderung der Ausgangsdrehzahlen, so daß die Zentrifugalkraftresultierende durch den Schwerpunkt der Siebanordnung oder zumindest durch dessen unmittelbaren Nachbarschaftsbereich verläuft. Auch hier ergibt sich gegenüber den bisher notwendigen Umbaumaßnahmen eine wesentliche Vereinfachung und Erleichterung.

Weitere Merkmale der Erfindung und der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in den beigefügten Zeichnungen rein schematisch und beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes sowie eines erläuternden Kräftepianes.

F i g. 1 zeigt diesen Kräfteplan, in

F i g. 2 ist eine Siebmaschine mit selbstsynchronisierenden, Linearschwingungen erzeugenden, oberhalb und unterhalb des Siebkastens angeordneten Kreis-Schwingungserregern dargestellt, in

F i g. 3 eine solche Siebmaschine mit in Selbstsynchronisation laufenden, Linearschwingungen erzeugenden, oberhalb des Siebkasteiis als Einheit ausgebildeten Kreisschwingungserregern wiedergegeben,

F i g. 4 zeigt weitere Einzelheiten einer Siebmaschine entsprechend F i g. 2 in Seitenansicht, in

F i er. 5 ist dieselbe Siebmaschine in der Draufsicht dargestellt.

Die beiden Kreisschwingungserreger sind in Fig. 1 rein schematisch als Kreise 1 und 2 dargestellt. Die Erreger drehen in Richtung Her Pfeile 3 und 4 gegeneinander. Die Drehachsen 5 und 6 sind durch die strichpunktierte Linie 7 verbunden. Die Punkte a bis g bzw. a'biSff'auf den Kreisen 1 und 2 geben bei Drehung die aufeinanderfolgenden Lagepunktc der Unwuchtschwerpunkte an.

Es ist natürlich bei Erläuterung dieses Schemas davon auszugehen, daß bei einem Antrieb in Selbstsynchronisation mit zwei mit gleicher Ausgangsdrehzahl laufenden Kreisschwingungserregern die Unwuchtschwerpunkte jeweils gegensinnig ausgerichtet sind, also Punkt a und Punkt a'auf dem Kreisumfang der Kreise 1 und 2 und auf den strichpunktierten Linien 8 und 9 bei 10 bzw. 11 liegen und deren Radien mit der Linie 7 zwei gleiche Winkel 17 bilden. Es ergibt sich dann also ein symmetrisches Vektorbild, bei welchem die Resultierenden auf einer senkrechten Mittellinie 12 zur Linie 7 liegen.

Werden nun die Unwuchtschwerpunkte a bzw. a' versetzt, bilden ihre Radien mit der Linie 7 voneinander unterschiedliche Winkel 18 bzw. 19, deren Differenz der Schlupfwinkel ist. Die Zentrifugalkraftresultierenden 13 und 14, ebenso diejenigen, die aus allen anderen augenblicklichen Lagepunkten der Unwuchtschwerpunkte zu konstruieren sind, wie z. B. 15 und 16, weichen von der Senkrechten zur Linie 7 um einen Winkel 20 ab, der der halbe Schlupfwinkel ist und mit seiner Größe den Angriffswinkel verändert.

Am einfachsten wird diese Veränderung des Angriffswinkels erreicht, wenn bei einem Antrieb mit zwei einzeln angetriebenen, Linearschwingungen erzeugenden, selbstsynchronisierenden Kreisschwingungserregern deren Ausgangsdrehzahlen so verändert werden, daß beide Erreger, einzeln betrachtet, unterschiedliche Ausgangsdrehzahlen haben, die sich während des Laufes auf eine Synchrondrehzahl, die zwischen den beiden Ausgangsdrehzahlen liegt, einpendeln.

In Fig.2 ist schematisch eine Siebmaschine mit einem Siebkasten 21 und einem Siebboden 22 dargestellt. Der Siebkasten ist in an sich bekannter Weise über Federn 23 schwingungsisoliert auf einer Unterlage, 2. B. im Maschinengestell 24, gelagert. Die Fördervorrichtung in der dargestellten Maschine ist durch einen Pfeil 25 angedeutet. Oberhalb und unterhalb des Siebkastens ist je ein Kreisschwingungserreger 26 und 27 angeordnet, die gegensinnig in Richtung der Pfeile 28 und 29 umlaufen. Die Verbindungslinie 7 zwischen den beiden Erregern führt durch den Schwerpunkt S der Siebmaschine. Wird nun die Ausgangsdrehzahl des einen gegenüber dem anderen Kreisschwingungserreger geändert, entsteht beim Selbstsynchronlauf eine "«".akelverschiebung der Unwuchten, also ein entsprechender Schlupf zwischen den Unwuchtschwerpunkten beider Erreger. Läuft ζ Β. der obere Erreger 27 schneller, dann wird die Linie 12 riacher, wie bei 12a bzw. 12t> dargestellt. Läuft der obere Erreger 27 langsamer, wird die Linie 12 steiler, wie bei 12' bzw. 12" angedeutet. Mit der Änderung dieser Linie ändert sich aber auch der Angriffswinkel, was erreicht werden sollte.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Angriffswinkel als Summe zwischen Wurfwinkel und Siebwinkel anzusehen ist. Ist die Siebebene waagerecht, sind Wurfwinkel und Angriffswinkel gleich.

Bei einem Antrieb der Aufbereitungsmaschine mittels

selbstsynchronisierenden, Linearschwingungen erzeugenden Kreisschwingungserregern, wie in F i g. 3 dargestellt, ergibt sich ebenfalls noch eine verhältnismäßig einfache Möglichkeit, den Angriffswinkel erfindungsgemäß zu verändern. Der Siebkasten ist wiederum mit 21 und der Siebboden mit 22 bezeichnet. Die zwei selbstsynchronisierenden Kreisschwingungserreger 30 und 31 sind in einem Block 34 angeordnet und laufen wiederum gegensinnig in Richtung der Pfeile 32 und 33 um. Die senkrechte Mittellinie 12 auf der Verbindungslinie 7 zwischen den beiden Erregerachsen verläuft wiederum durch den Schwerpunkt S der Siebanordnung.

Zur Veränderung des Angriffswinkels genügt hier eine Verschiebung des Bockes 34 parallel zur Siebebene, wie strichpunktiert angedeutet, sowie eine entsprechen-

de Veränderung der Ausgangsdrehzahl zumindest an einem der Kreisschwingungserreger, so daß die Zentrifugalkraftresultierende durch den Schwerpunkt S der Siebanordnung oder zumindest durch dessen unmittelbaren Nachbarschaftsbereich verläuft.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Siebmaschine bestimmter Ausbildungsform, die der schematischen Darstellung von F i g. 2 entspricht, mit weiteren Einzelheiten. Der Kreisschwingungserreger 26 wird hier durch einen Elektromotor 35 über eine Gelenkwelle 37 direkt angetrieben, während der Kreisschwingungserreger 27 vom Elektromotor 36 über einen verstellbaren Riementrieb 39 und eine Gelenkwelle 38 angetrieben wird. Mit dem verstellbaren Riementrieb wird hier beispielsweise die Bedingung zweier, einzeln betrachtet, unterschiedlicher Ausgangsdrehzahlen erfüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   !. Schwingungserzeugender Antrieb für Aufbereitungsmaschinen, wie z.B. Siebe u.dgl., mit zwei gegenläufigen, selbstsynchronisierenden, Linearschwingungen erzeugenden Kreisschwingungserregern, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erreichung von in jeder Phase des Ablaufes voneinander unterschiedlichen Winkein zwischen den Radien, auf welchen die Unwuchtschwerpunkte der Kreisschwingungserreger liegen, und der Verbindungslinie zwischen deren beiden Drehachsen vorgesehen sind.
2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung der voneinander unterschiedlichen Winkel die Ausgangsdrehzahlen der Kreisschwingungserreger, einzeln betrachtet, von dem Selbstsynchronlauf unterschiedlich sind.
3. 3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Ausgangsdrehzahl des einen der beiden Kreisschwingungserreger veränderbar ist.
4. 4. Antrieb nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsdrehzahlen auch während des Laufes der Maschine veränderbar sind.