DE278218C

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Publication number: DE278218C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich einer schwingenden Massengruppe mit veränderlichen Massen. Der Ausgleich erfolgt in der Weise, daß der Drehachse der selbsttätigen Ausgleichvorrichtung oder dem Schwingungsmittelpunkt der schwingenden Massengruppe eine bestimmte Lage vorgeschrieben wird, die entweder konstant gehalten oder veränderlich sein kann, in letzterem Falle

ίο aber einer durch die Ausbildung der Ausgleichvorrichtung von vornherein bedingten und vorgeschriebenen Gesetzmäßigkeit folgen muß. Um Mißverständnisse von vornherein auszuschließen, muß betont werden, daß es sich bei dem Erfindungsgegenstande um den selbsttätigen Massenausgleich einer schwingenden Massengruppe handelt, im Gegensatz zum selbsttätigen Ausgleich einer umlaufenden veränderlichen Massengruppe. Die Erfindung er-

ao streckt sich demnach auf alle Gebiete der Technik, in denen Güter einer Verarbeitung oder Behandlung unterzogen werden, wobei diese Güter schwingende veränderliche Massenpunkte darstellen, die auf die Bewegung der Maschinen einen Einfluß ausüben, wie beispielsweise bei allen Schüttelrinnen für Kohlenoder Erzbergwerke, ferner bei Müllereimaschinen o. dgl. mehr. Sie erstreckt sich nicht auf jene Gebiete der Technik, bei denen die der Verarbeitung oder Behandlung unterzogenen veränderlichen Güter lediglich umlaufende veränderliche Massenpunkte darstellen, wie es beispielsweise bei Schleudertrommeln für die verschiedensten Zwecke der Fall ist.

Bei der letztgenannten Gattung von Maschinen liegen Aufgaben vor, die völlig verschieden sind von denen, die durch den Erfindungsgegenstand gelöst werden sollen.

Bei den Schleudertrommeln ist das Bestreben vorhanden und muß vorhanden sein, die Schwerpunkt achse ' der veränderlichen umlaufenden Massenpunkte zusammenfallen zu lassen mit der mechanischen Antriebsachse des Systems. Eine Einregulierung für veränderliche Lagen der Drehachse ist überhaupt nicht vorgesehen. Um die kritischen Erscheinungen bei diesen Vorrichtungen zu überwinden, genügt es, die Achse federnd zu lagern und mit einem gewissen Spielraum in festen Anschlägen zu führen. Unter kritischen Erscheinungen sind dabei besonders starke Resonanzschwingungen der freien Achse verstanden, die bei den Schleudertrommeln infolge der starken Federung der Antriebsachse bei etwa 400 Umläufen pro Minute auftreten. Es sind nun bereits Vorrichtungen für Schleudertrommeln bekannt, bei denen zusätzliche Gewichte angeordnet sind, die sich auf Bahnen konzentrisch zur mechanischen Antriebsachse bewegen und durch die die Lage der' mechanischen Drehachse konstant gehalten werden soll. Die Führung der Achse mit gewissem Spielraum in festen Anschlägen genügt an sich für Schleudertrommeln vollkommen, weil die Ausschläge durch die veränderlichen Massen normalerweise sehr gering sind. Sollte aber einmal bei einer solchen Schleudertrommel durch ungleiche Speisung der Schwerpunkt stark einseitig verlegt werden, so wird dies. zur Folge haben, daß die Achse sich sofort

an die äußersten Anschläge nach dieser Seite legt, so daß infolgedessen keine freie Drehachse sich entwickeln kann, und das hat wieder zur Folge, daß die zusätzlichen Massen, d. h. die Reguliergewichte, nach derselben Seite ausschlagen und das Übel dadurch noch verstärken. Die Trommel ist dann gar nicht in der Lage, sich selbsttätig wieder in ihre normale Lage einzustellen. Da bei den normalen

ίο Betrieben der Schleudertrommel die Drehachse der zusätzlichen Massen mit der mechanischen Drehachse zusammenfällt, ist eine Einregulierung für veränderliche Lage der Drehachse beim Anlassen der Maschine überhaupt nicht vorgesehen. Bei dem Erfindungsgegenstand ist diese Einregulierung aber unumgänglich notwendig, um die Resonanzschwingungen zu überwinden. Die Erfahrung hat gelehrt, daß bei schwingenden Massen die Resonanzerscheimangen im selben Maße sich vermindern wie die Ausschläge der anfänglichen Schwingungen. Beim Anlassen der Maschine sollen aber die schwingenden Teile vom Beginn der Drehbewegung der zusätzlichen Massen bis über die kritische Umlaufszahl hinaus in Ruhe bleiben. Unter kritischer Umlaufszahl soll dabei diejenige Zahl der Umdrehungen gemeint sein, die gleich der Zahl der Eigenschwingungen des Systems ist. Um die stören- den Resönanzerscheinungen zu vermeiden, sollen zunächst nur die umlaufenden Massen sich bewegen und darauf, nachdem die kritische Umlaufszahl überschritten ist, sollen erst die Schwingungen der schwingenden Massengruppen beginnen. Das wird dadurch erreicht, daß die zusätzlichen Massen, d. h. die Reguliergewichte, bei Beginn der Drehbewegung so weit verschoben werden oder verschoben sind (z. B. durch Federwirkung), daß ihr gemeinsamer Schwerpunkt mit der Mitte der mechanischen Antriebsachse möglichst nahe zusammenfällt. Wenn daher zu verarbeitende Massen auf die schwingenden Maschinenteile gebracht werden, welche den Schwerpunkt verändern, so hat dieses zunächst gar keinen Einfluß auf die Entwicklung der freien Drehachse. Im Gegensatz zu den Schleudertrommeln liegt die kritische Umlaufszahl bei dem Erfindungsgegenstand z. B. bei Sichtern, Förderrinnen o. dgl.

bei etwa 20 Umläufen pro Minute. Erst erheblich oberhalb dieser Umlaufszahl, etwa bei 50 bis 100 pro Minute, soll die ideelle Drehachse des Systems aus der mechanischen Antriebsachse heraus um einen bestimmten, mögliehst gleichbleibenden Betrag exzentrisch verlegt werden. Die Vorrichtung, welche diese Exzentrizität bei den normalen Umläufszahlen möglichst konstant erhalten soll bzw. ihr eine genau vorgeschriebene Veränderung erteilen soll, ist der Gegenstand vorliegender Erfindung. Von der Reibung und anderen Nebenkräften, die eventuell bei der Veränderung der Exzentrizität mitwirken, soll hierbei abgesehen werden.

Bei allen bisher bekanntgewordenen freischwingenden Maschinen ändert sich der Hub umgekehrt proportional mit den schwingenden Massen. Je größer demnach die schwingenden Massen sind, je kleiner ist der Hub und umgekehrt. Es ist klar, daß diese Hubveränderungen von nachteiligem Einfluß auf den Gang der Verarbeitung sein können, z. B. bei Förderrinnen, Plansichtern usw. Die vorliegende Erfindung betrifft dagegen eine Vorrichtung, welche den Hub bei allen Belastungs-Schwankungen konstant erhält oder nach einem vorgeschriebenen Gesetz verändert. Eine Kreiselwirkung wie bei den Schleudertrommeln, die normalerweise mit über 1000 Umläufen pro Minute laufen, kommt hier nicht zur Geltung, da die Umlaufszahl von. 180 Umläufen pro Minute nicht überschritten wird.

Es möge noch darauf hingewiesen werden, daß bereits Vorrichtungen zum selbsttätigen Ausgleich schwingender Massen bekanntgeworden sind, bei denen bewegliche Gewichte zum selbsttätigen Ausgleich angeordnet sind. Alle diese bekannten Vorrichtungen erstreben durch die Beweglichkeit ihrer Gewichte nur den Zweck, bei Beginn der Drehbewegung den Schwerpunkt der Schwungmassen mit der mechanischen Antriebsachse soweit wie möglich zusammenfallen zu lassen. Bei erhöhter Umlaufszahl schlagen die Gewichte in ihrer äußersten Lage in der Regel gegen feste Anschlage aus und bleiben hier auch bei Belastungsschwankungen unverändert. Von einer Hubregulierung wie bei der vorliegenden Erfindung kann keine Rede sein. Das Neue besteht demnach darin, daß erstens die Dreh- iod achse des Systems zu Beginn der Drehbewegung mit dem Mittelpunkt des Antriebszapfens zusammenfällt, ohne daß die zusätzlichen Massen ihre Regulierbewegungen machen, und zweitens, daß bei normaler Umlaufszahl und bei der Regulierstellung der zusätzlichen Massen die ideelle Drehachse des Systems selbsttätig um ein möglichst konstantes oder gesetzmäßig.vorgeschriebenes Maß exzentrisch zum Antriebszapfen verlegt wird. .110

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Vorrichtung in ihrer Anwendung für Schüttelrinnen und Sichter dargestellt.

Fig. ι zeigt die Anwendung auf ein Schütteirinnensystem für Erz- oder Kohlenförderung im Aufriß,

Fig. 2 im Grundriß,

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Einrichtung auf einen Sichter,

Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 im Grundriß.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungs-

Claims

beispiel einer Schüttelrinne. Mit K₁ und K₂ sind die Träger der zusätzlichen Massen bezeichnet, welche im Grundriß die Bewegungsbahnen deutlicher erkennen lassen. Mit S₁ und S₃ sind in diesem Falle Kugeln bezeichnet, die innerhalb einer entsprechenden Rollbahn laufen. Mit F und G sind die Schüttelrinnen bezeichnet, deren Bewegung von einer rotierenden Bewegung ausgeht, die in S₂ um

ίο S gedacht ist, und die durch die Kugeln S₁ und S₃ ausgeglichen wird, so daß die Drehachse S konstant bleibt. Mit I₁ und I₂ sind die Kurbelstangen bezeichnet, durch die die Schüttelrinnen angetrieben werden. Der Einfluß der endlichen Schubstangenlänge auf die Bewegung der Schüttelrinnen soll in diesem Falle unberücksichtigt bleiben. Belastungsschwankungen von F und G werden auf diese Weise völlig ausgeglichen.

In den Fig. 3 und 4 ist die Anwendung der Erfindung auf einen Siebkasten mit paralleler Kreisbewegung dargestellt. Der Rahmen R trägt den Siebkasten A und die beiden Schwungräder H mit der Welle W und dem Antriebsmechanismus E. Mit den Stangen C - ist das ganze System frei aufgehängt. Die Schwungräder H können feste Gegengewichte S₄ und bewegliche S₁ und S₃ tragen, welche sich um S bewegen können. Zu Beginn der Drehbewegung liegen die Gewichte

5₁ und S₃ in der Stellung S₁' und S₃', so daß

5₂ gemeinsamer Schwerpunkt und freie Drehachse ist. Liegt S₂ in der Drehachse der Welle W, dann befindet sich der Rahmen R mit dem Siebkasten A in Ruhe. Bei Steigerung der Drehgeschwindigkeit schlagen die Gewichte S₁ und S₃ in Richtung auf S₁ und

5₃ aus,, und die freie Drehachse nähert sich der Lage S, so daß der Rahmen R mit Siebkasten A in parallele Kreisbewegungen mit dem Radius S₂ S gerät.

Pate ν t-Anspruc η :

Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich schwingender veränderlicher Massen durch Regelgewichte, deren Schwerpunkt in der Ruhelage möglichst· nahe mit der mechanischen Drehachse zusammenfällt, durch eine solche Anordnung der Regelgewichte gekennzeichnet, daß die Bahnen, auf denen sie sich infolge ihrer Zentrifugalkraft bewegen, konzentrisch zu einem exzentrisch von der Antriebsachse gelegenen Punkt liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.