DE2833717C3

DE2833717C3 - Vorrichtung zum Aufhängen einer Vibrationsmaschine

Info

Publication number: DE2833717C3
Application number: DE2833717A
Authority: DE
Inventors: Robert Eugen Borough Of Indiana Pa. Kraft
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1978-08-01
Publication date: 1981-07-30
Also published as: FR2399580A1; US4162778A; IT7826313A0; NL171432C; BR7804922A; MX146506A; JPS6158363B2; AU517780B2; NL7807025A; GB1602867A; DE2833717B2; AU3740678A; FR2399580B1; NL171432B; JPS5427182A; BE869221A; CA1087147A; DE2833717A1; ZA783597B; NL8203525A

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (48L, 4SR) auf einander gegenüberliegenden Seiten der Vibrationsmaschine (10) angeordnet und der Vibrationsmaschine (10) zugewandt sind, daß die Lagerflächen im gleichen Winkelbetrag zur Horizontalen geneigt sind und daß Achsen (54L, 54R), die senkrecht auf den Lagerflächen (48L, 48;?; stehen und sich schneiden, sich oberhalb des Schwerpunktes (CGM.) der Vibrationsmaschine (10) schneiden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch !gekennzeichnet, daß die Bügel (46, 146) mittels elastischer Buchsen (6OL, 60/?; 160L, 160/?; bei ihren Schwenkachsen (Ao-o) aufgehängt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vibrationsmaschine (10) und den Lagerflächen (48L, 48/?,· 148L, 148/?; schwingungsdämpfende elastische Elemente (52; 152L, 152/?; angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfenden elastischen Elemente (52) mit Elastomerblöcken gebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfenden elastischen Elemente (152L, 152R) mit Schraubenfedern gebildet sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufhängen einer Vibrationsmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und wie sie beispielsweise aus der DE-PS 6 25 745 bekannt ist.

Bei der bekannten Vorrichtung ist die Vibrationsmaschine an vertikalen Blattfedern aufgehängt, welche mit Haltern verbunden sind. Durch horizontale Schwingungen verursachte Kräfte werden über die Blattfedern auf die Halter übertragen.

Aus der US-PS 30 29 924 ist eine Vorrichtung zum Aufhängen einer Vibrationsmaschine bekanntgeworden, bei der die Vibrationsmaschine an einem Stab aufgehängt ist, der um eine horizontale Achse drehbar an einem Halter aufgehängt ist Bei dieser Vorrichtung

ίο schwingt sich die Vibrationsmaschine um ein Schwingungszentrum, das außerhalb der Achse liegt Auch hier werden durch horizontale Schwingungen verursachte Kräfte auf den Halter übertragen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die durch die Schwingungen der Vibrationsmaschine verursachten horizontalen Kräfte von den Haltern ganz oder weitgehend ferngehalten werden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß horizontale Kräfte, die an den Lagerflächen angreifen, keine oder höchstens annähernd verschwindende Reaktionskräfte in der Schwenkachse des Bügels erzeugen können.

Vorteilhafte Ausführungsformen einer Aufhängung nach Anspruch 1, bei denen auch die Einwirkung anderer Kräfte auf einen Bügel vermindert sind, gehen aus den Unteransprüchen hervor. Dabei werden in der Ausführungsform nach Anspruch 2 Kräfte vermindert, die durch ein Verkippen der Vibrationsmaschine um ihre Längsachse erzeugt werden können und in den Ausführungsformen nach den Ansprüchen 3 bis 6 sind jeweils Maßnahmen getroffen, welche vertikale Kräfte dämpfen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeipiels,

F i g. 2 einen längs der Linie 2-2 in F i g. 1 genommenen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Teils des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, welche die Schwenkbewegung eines U-förmigen Bügels veranschaulicht,

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung eines U-förmigen Bügels,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung, welche ein

so zweites Ausführungsbeispiel veranschaulicht, in welcher der U-förmige Bügel von einem Bodenständer gehalten wird,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung, welche ein drittes Ausführungsbeispiel veranschaulicht, in welcher der U-förmige Bügel von einem oberen Rahmen gehalten wird,

F i g. 7 einen Querschnitt, welcher ein viertes Ausführungsbeispiel veranschaulicht, in welcher die Basis der Vibrationsmaschine oberhalb des U-förmigen Bügels durch Schraubenfedern getragen wird, und

Fig.8 eine Seitenansicht eines Teils des in Fig.7 dargestellten Ausführungsbeispiels.

Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt eine Vibrationsmaschine 10, welche eine Basis 12 und ein Arbeitsteil 14 besitzt. Obwohl die Maschine jede beliebige Vibrationsmaschine sein kann, in welcher ein Arbeitsteil bezüglich der Basis in Längsschwingung gebracht wird, wie beispielsweise ein Schwingförderer,

eine vibrierende Beschickungsvorrichtung oder ein Schwingsieb, ist für Erläuterungszwecke ein Materialförderer dargestellt. Das Arbeitsteil besitzt die Form eines Troges, welcher, wie in F i g. 1 dargestellt, bei seiner linken Stirnseite Material erhält und dieses nach seiner rechten Stirnseite befördert

Das Arbeitsteil 14 ist mittels Blattfedern 16 relativ zur Basis beweglich befestigt. Ein Ende jeder Blattfeder ist mittels Schrauben an einem Montageblock 18 am Arbeitsteil befestigt während das gegenüberliegende Ende jeder Blattfeder mittels Schrauben an einem Montageblock 20 an der Basis befestigt ist Die Blattfedern, die leicht aus der Vertikalen geneigt sind, legen den Bewegungsweg des Arbeitsteils als senkrecht zu den gezeigten Blattfedern fest Dadurch bewegt sich jede Stirnseite des Arbeitsteils in Richtung der Pfeile 22.

Eine Antriebseinheit ist zwischen der Basis 12 und dem Arbeitsteil 14 angeordnet und mit beiden verbunden. Die Antriebseinheit enthält einen Motor 26, welcher an die Basis montiert ist und eine Kurbelwelle 28, welche drehbar in Halteblöcken 30 befestigt ist wobei letztere ihrerseits an der Basis befestigt sind. Die Kurbelwelle 28 wird vom Motor durch eine an der Kurbelwelle befestigte Riemenscheibe 32 und einen Riemen 34 angetrieben. Das Drehen der Kurbelwelle vermittelt dem Arbeitsteil eine Schwingbewegung durch eine Kurbel 36, welche exzentrisch an der Kurbelwelle befestigt und mit dem Arbeitsteil 14 drehbar verbunden ist

Da die Schwingbewegung des Arbeitsteils 14 in Richtung der Pfeile 22 verläuft hat die Schwingung des Arbeitsteils eine longitudinale oder horizontale Komponente 22Λ und eine vertikale Komponente 22 v. Die horizontale und vertikale Komponente der Schwingbewegung des Arbeitsteils erzeugen horizontale und vertikale rückwirkende Schwingungskomponenten in der Basis 12.

Die Basis 12 ist länglich und hat einen U-förmigen Querschnitt, wie in F i g. 2 dargestellt mit einer längsgerichteten Mittellinie 40, die sich dort hindurch erstreckt Die Basis wird von einer Anzahl von U-förmigen Bügeln 46 gehalten, wovon jeder seinerseits mit einem Paar gegenüberliegender Halter 47, beispielsweise Tragseile, die von einem nicht gezeigten oberen Träger herabhängen, verbunden ist Wenn die Vibrationsmachine 10 schwingt, erzeugen Schwingungsrückwirkungen longitudinale und vertikale Schwingungen in der Basis. Diese Basisschwingungen können zerstörend sein, wenn sie vjn den Haltern nicht isoliert werden, besonders wenn solche Schwingungen nahe bei der Eigenfrequenz der Halter 46 liegen.

Wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt, sind bei zwei oder mehreren Punkten entlang jeder Längssseite der Basis 12 L-förmige Halter 42L bzw. 42/? befestigt. Diese weisen Lagerflächen bildende Oberflächen 44 L und 44/? auf, die zur Horizontalen geneigt sind, derart daß ihre Flächennormalen von der Mittelachse 40 der Basis fort schräg nach unten zeigen. Vorzugsweise sind die Lagerflächen 44L, 44/? in einem Winkel von angenähert 45° zu der Horizontalen geneigt, obwohl auch andere Winkel in einem Bereich zwischen 30° und 70° benutzt werden können.

Die U-förmigen Bügel 46 weisen zwei seitliche, zur Horizontalen geneigte, den Lagerflächen 42/?, 42L an der Basis 12 gegenüberliegende angeordnete Lagerflächen 48/?, 48Z, auf, die somit an gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse 40 angeordnet sind, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Auf jeder Lagerfläche 48/?

bzw. 48/. ist eine Montageplatte aufgebracht deren Oberfläche 50/? bzw. 50L der entsprechenden Lagerfläche 44/? bzw. 44L der Basishalter 42/? bzw. 42L gegenüberliegt und entsprechend zur Horizontalen geneigt is?_

Ein Elastomerblock 52 ist zwischen jedem Paar sich gegenüberliegender paralleler Flächen 44/? und 50/?, 44L und 50L angeordnet um die Vibrationsmaschine 10 am U-förmigen Bügel 46 zu lagern. Die Blöcke könrjen

ίο an diesen Flächen mittels Klebstoff befestigt sein. Da der Elastomerblock in einem Winkel zur Horizontalen, beispielsweise einem Winkel von 45° geneigt ist verursacht eine vertikal wirkende Kraft z- B. die Schwerkraft Beanspruchungen innerhalb des Blockes.

welche teilweise in einer Kompression und teilweise in einer Scherung bestehen. In dieser Orientierung fallen die elastischen Eigenschaften des Blockes bezüglich vertikaler Kräfte unmittelbar zwischen steif und weich und die Steifheit des Blockes bezüglich Längskräften wird nicht erhöht Unter Bezugnahme auf F i g. 1 ist zu sehen, daß Längsschwingungen der Basis auf die Elastomerblöcke scherend wirken, so daß die Blöcke bezüglich dieser Kräfte weich bleiben. Auf diese Weise werden solche Schwingungen gedämpft oder von den U-förmigen Bügeln 46 isoliert

Bezüglich der F i g. 2 sei angemerkt, daß zentrale Achsen 54L und 54/? durch die Blöcke und senkrecht zu deren Flächen sich in einem Punkt schneiden, welcher mit einem Rollzentrum RC gleichbedeutend ist. Diese Punkte, welche eine Rollzentrumsachse festlegen, die sich durch zwei oder mehrere /?C-Punkte erstreckt bilden Rollzentren, weil sie die Punkte sind, um welche die Elastomerblöcke 52 den geringsten Widerstand zum Rollen bieten. Um ein unerwünschtes Rollen zu verhindern, sollte der Neigungswinkel der Blöcke so sein, daß sichergestellt ist daß die Achsen 541 und 54/? sich über dem Schwerezentrum CC der normal belasteten Vibrationsmaschine 10 schneiden, so daß die Vibrationsmaschine keine Tendenz zum Kippen hat.

Während die Elastomerblöcke 52 im wesentlichen die Maschinenschwingungen dämpfen, können Vibrationskräfte durch die Blöcke auf die U-förmigen Bügel 46 übertragen werden, wie es durch die horizontalen Vibrationskräfte Rh in den F i g. 3 und 4 angedeutet ist Diese Kräfte werden von den Haltern 47 durch die U-förmigen Bügel 46 isoliert, wie es nun beschrieben wird. Jeder Bügel ist aus einem flachen Streifen aus Metall geformt, welches Schenkel 56/?, 56L besitzt die in bezug auf ein Zwischenteil des Bügels nach aufwärts stehen. Die geneigten Lagerflächen 48/?, 48L des Bügels sind bei Übergängen von dem Zwischenteil auf die aufwärts stehenden Schenkel angeordnet. Innerhalb der Lagerflächen 48/?, 48L sind Öffnungen für Schrauben 58 vorgesehen, welche dort die Montageplatten mit den Oberflächen 50/?. 5OL befestigen. Nahe den distalen Enden der aufwärts stehenden Schenkel sind elastische Buchsen 60/?, 60Z. koaxial zu einer Schwenkachse Ao-o in die Bügel eingesetzt Diese elastischen Buchsen enthalten metallische innere Buchsen 62/?, 62L, metallisehe äußere Buchsen 64/?, 64L und elastische Zwischenbuchsen 66/?, 66L. Von der Vibrationsmaschine 10 übertragene vertikale Kräfte werden zuerst von den elastomerischen Blöcken 52 und dann durch die elastischen Buchsen 60 vermindert.

Ur>ter Bezugnahme auf die F i g. 4 hat jeder U-förmige Büge! 46 einen Schwerpunkt CG, in dem seine Masse als konzentriert betrachtet werden kann. Der senkrechte Abstand von der Schwenkachse Λο-ο zu

einer parallelen Achse, die durch das Schwerezenlrum geht, ist durch den schwerpunktmäßigen Abstand F repräsentiert. Jeder Bügel hat auch ein Stoßzenlrum CP bezüglich der Schwenkachse Ao-o und dieses kann als Angriffspunkt der Resultierenden all der Kräfte, die dazu tendieren, den Bügel um die Schwenkachse zu verschwenken, definiert werden. An dem Bügel können Stoßkräfte in Längsrichtung der Vibrationsmaschine angreifen, wie es durch die Schwingungskräfte Rn angedeutet ist, und die Resultierende dieser Kräfte wirkt auf das Stoßzentrum ein, ohne irgendeinen Druck in der Schwenkachse zu verursachen. Auf diese Weise isoliert der aufgehängte Bügel Schwingungen von der Schwenkachse.

Die Lagerflächen 48/?, 48L eines jeden Bügels 46 sind so angeordnet, daß sie in ihren Flächenzentren von einer Achse Acψ geschnitten werden, welche durch das Stoßzenlrum CP geht. Die Achse Ac ρ ist parallel zur Schwenkachse Ληο und der Höhenabstand zwischen diesen Achsen isl mit b bezeichnet. Dieser Abstand kann durch die Formel

h = A

äM

bestimmt werden, in der /0 das Trägheitsmoment eines !Bügels um seine Schwenkachse, 2 den Höhenabstand des Schwerpunkts CC des Bügels 46 von seiner Schwenkachse Λ00 und M die Masse des Bügels bedeuten. Wenn die Bügel so dimensioniert und die resultierenden Kräfte am Stoßzentrum angreifen, ist die Schwenkachse A_Oo auch die Achse des momentanen Schwenkzentrums. Dieses momentane Schwenkzentrum ist als ein imaginärer Punkt definiert, um welchen ein Körper mit allgemeiner Bewegung als momentan sich drehend betrachtet werden kann.

Die Bügel 46 sind mit den Tragseilen 47 durch hakenartige Verbinder 70/?, 7OL verbunden. Diese Verbinder enthalten drehbare Bolzen 47R. 47L. welche durch die inneren Buchsen 62/?, 62L passen sowie die Seitenabstände 74/?, 74L, 76/?, 76L, welche an gegenüberliegenden Seiten jeder inneren Buchsen befestigt sind. An den Enden der Seitenstäbe, die den drehbaren Bolzen gegenüberliegen, befinden sich Verbindungsbolzen 78/?, 78L, welche durch Schlaufen 80/?. 8OL an den Enden der Tragseile gehen.

Beim Betrieb werden Schwingungen von der Vibrationsmaschine 10 im wesentlichen durch die Elastomerblöcke 52 gedämpft. Vertikale Impulse, welche auf die Bügel 46 übertragen werden, werden weiter von den elastischen Buchsen 60/?, 6OL absorbiert, so daß solche Schwingungen von den drehbaren Bolzen 72R. 72L isoliert werden, impulse Rn. weiche in Längsrichtung der Vibrationsmaschine wirken, bewirken, daß der Bügel sich um die drehbaren Bolzen dreht, ss Da diese Impulse so angreifen, daß ihre Resultierende im Stoßzentrum des Bügels angreift, gibt es keine Übertragung von horizontalen Kräften auf die drehbaren Bolzen. Auf diese Weise werden Schwingungen von der Vibrationsmaschine wirksam von den Tragseilen 47 bo isoliert.

In Fig.5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt. Ein Bügel 46. wie er vorstehend zum Halten der Vibrationsmaschine 10 beschrieben wurde, ist an drehbaren Bolzen 72/Z. 72L aufgehängt, aber diese drehbaren Bolzen sind durch ein Paar gegenüberliegender Halter 87 in Form von Bodenständern getragen. Jeder Halter weist eine Grundplatte 88 auf und eine aufrechte Platte 90, welche auf der Grundplatte durch eine Stülzplatte 92 gehalten ist. Die drehbaren Bolzen sind durch Öffnungen nahe bei den oberen Enden der aufrechten Platten gepaßt, während Öffnungen 94 in der Grundplatte zur Aufnahme von Verankerungsbolzen vorgesehen sind, um die Grundplatte am Boden zu befestigen.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 6 dargestellt. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist ein Bügel 46, wie er vorstehend für das Lagern der Vibrationsmaschine 10 beschrieben ist, an drehbaren Bolzen 72/?, 72L aufgehängt, aber diese drehbaren Bolzen werden von einem Paar gegenüberliegender Halter 107/?, 107L in Form eines oberen Rahmens 107 getragen. Diese Halter sind seitlich durch ein Winkelprofil 108 versteift. Die drehbaren Bolzen passen durch Öffnungen nahe beim Boden der Haller.

Ein viertes Ausführungsbeispiel ist in den F i g. 7 und 8 dargestellt. In dieser Ausführungsform der Erfindung weist eine Vibrationsmaschine 110 eine Basis 112 und ein Arbeitsteil 114 auf. Das Arbeitsteil ist mittels Blattfedern 116. welche mit einem Ende an einen Befesligungsblock 118 des Arbeitsteils und am gegenüberliegenden Ende an einen Befestigungsblock 120 der Basis geschraubt sind, relativ zur Basis beweglich befestigt. Die Basis ist länglich und hat einen U-förmigen Querschnitt, wie es in der F i g. 7 gezeigt ist. An zwei oder mehreren Punkten entlang jeder Seite dei Basis 112 sind Winkelhalter 142/? bzw. 142L befestigt. Ein Schenkel eines jeden Halters hängt parallel zu einer Seite der Basis und stößt an diese an, während der gegenüberliegende Schenkel horizontal von der Basis nach außen wegsteht. Verstärkungen 144/?. 144L stehen von den unteren Oberflächen der nach außen stehenden Schenkel nach unten hervor. Diese Verstärkungen liefern seitliche Halterungen für die oberen Enden von Spiralfedern 152/?. 152L. welche darunter vertikal angeordnet sind. Die unteren Enden dieser Spiralfedern werden von einem U-förmigen Bügel 146 getragen, welcher Verstärkungen 148/?. 148L besitzt, die nach oben hervorstehen, um seitlichen Halt für die unteren Enden der Spiralfedern zu liefern.

Die U-förmigen Bügel 146 sind den vorstehend beschriebenen Bügeln 46 ziemlich ähnlich. Die Unterschiede zwischen den Bügeln liegen darin, daß die Bügel 146 an den Ecken zwischen einem Zwischenteil und aufwärts stehenden Schenkeln 156/?. 156L rechtwinklige Biegungen haben: Vorsprünge 148/?. 148L ragen von der oberen Oberfläche des Zwischenteils nach oben; weiter ist der Bügel so dimensioniert, daß die Achse, die durch das Stoßzentrum A₁ ρ nahe bei der oberen Oberfläche des Zwischenteils sich befindet. Die von den Schraubenieueni 152/?. 152L verursachten Schwingungskräfte Rn würden an den Bügel bei der Achse, die durch das Stoßzentrum geht, angreifen.

Jeder Bügel weist elastische Buchsen 160/?. 160L auf. die den vorstehend beschriebenen elastischen Buchsen ähnlich sind und innerhalb der aufrechten Schenkel koaxial zur Schwenkachse A0.0 angeordnet sind. Diese Bügel können von nicht dargestellten, gegenüberliegenden Haltern herabhängen. Solche Halter können ähnlich den Tragseilen 47. den Bodenständern 87 und dem oberen Rahmen 107 sein. Die Arbeitsweise der Schraubenfedern 152/?, 152L, der elastischen Buchsen 160/?. 160L und der Bügel 146 zur Isolation von Schwingungen ist für die Aufhängung der Vibrationsmaschine UO im wesentlichen ähnlich zur vorstehend beschriebenen.

Hic r/u 3 Blatt Zcn. hnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufhängen einer Vibrationsmaschine, die längs eines Schwingungsweges schwingt, der eine horizontale Komponente aufweist, wobei die Vorrichtung im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und zu beiden Seiten der Vibrationsmaschine angeordnete, nach oben weisende Schenkel aufweist, die an Haltern aufgehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit mindestens zwei Bügeln (46, 146) gebildet ist, daß jeder Bügel (46,146) um je eine quer zur Vibrationsmaschine (10 110) und senkrecht zu einer den Schwingungsweg (22) enthaltenden Ebene sich erstreckende, eigene Schwenkachse (Ao-o) verschwenkbar aufgehängt ist, daß jeder Bügel (46, 146) Lagerflächen (48L, 4SR,- 14SL, USR) zum Lagern der Vibrationsmaschine (10, 110) in einem mittleren radialen Abstand (b) von der jeweiligen prehachse (Aa-o) aufweist und daß der radiale Abstand ^wenigstens annähernd die Gleichung

b = I₀ZSM

genügt, in der bedeutet:
#o = Trägheitsmoment eines Bügels (46, 146) um

seine Schwenkachse (Λο ο)
M — Masse des Bügels (46,146)
SF = Höhenabstand des Schwerpunkts (CG.) des Bügels (46, 146) von seiner Schwenkachse