DE2855436C2 - Vibrationseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vibrationseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I

Eine solche Einrichtung ist z. B. aus der DE-AS 25 22 940 bekannt. Die dort beschriebene Verwendung mehr als einer Anregungsanordnung zur Wahl mehrerer Förderrichtungen eines in Vibration zu versetzenden Materials ist aixh aus den US-Patentschriften 27 12 459,37 93 780 und 40 25 419 bekannt. Diese zeigen beispielsweise Systeme, in denen Elektromotoren Wellen mit jeweils einem exzentrischen Gewicht antreiben, wobei die Motore direkt an der Vibrationsvorrichtung befestigt sind. Diese Systeme sind jedoch sogenannte »Massivsysteme«, die Hochleistungsmotore benötigen, um die erforderlichen Vibrationskräfte zu erzeugen.

Aus der US-Patentschrift 27 95 828 ist ferner eine Einrichtung bek.innt, bei der die Anregungsanordnungen mit zueinander schräger Wirkrichtung so betätigt werden können, daß eine resultierende Wirkrichtung entweder vertikal oder so erzeugt wird, daß auf einem Materialträger liegende Gegenstände horizontal wandern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vibrationseinrichtung anzugeben, bei der Antriebe vergleichsweise kleiner Leistung verwendet werden können, jedoch die oben genannten Nachteile bekannter Einrichtungen dieser Art vermieden werden und in einfacher Weise vertikale und horizontale Bewegungseffekte erzielt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer Einrichtung ivach äe< Erfindung werden zwei Resonanzantriebe verwendet, die auf beiden Seiten des Schwerpunkts der Vibrationseinrichtung angeordnet sind. Die Anregungsmasse eines jeden Antriebs ist mit der Vibrationseinrichtung über ein Fcdersystem verbunden, dessen Schraubenfedern eine relativ hohe Federkonstante in Richtung der Anregungsbewegung der Anregungsmasse und eine relativ geringe Federkonstante in dazu senkrechter Richtung haben. Die Anregungsanordnungen sind so vorgesehen, daß ihre Vibrationsrichtung auf einer Linie liegt, die durch den Schwerpunkt des das Material tragenden Elements läuft. Da die Anregungsanordnungen beiderseits des Schwerpunkts vorgesehen sind, schneiden sich die entsprechenden Wirklinien im Schwerpunkt vorzugsweise unter einem Winkel von 90\ Werden beide Vibrationsgeneratoren eingeschaltet, so erzeugt die resultierende, auf den Materialträger einwirkende Kraft vertikale Vibrationen. Wenn ein Vibrationsgenerator ausgeschaltet wird, so erzeugt der andere Vibrationen unter einem Winkel zur Vertikalen, d. h. unter einem Winkel, der eine Förderbewegung des das Material tragenden Elements erzeugt. Die abgeschaltete Anregungsmasse ist dann effektiv von dem Materialträger isoliert, da sie mit ihm über ein Federsystem mit geringer Federkonstante normal zur .Arbeitsrichtung verbunden ist, Somit bleibt die Anrcgungsmasse der abgeschalteten Anrcgungsanordnur.g praktisch bewegungslos. Diese Arbeitsweise unterscheidet sich grund-

legend von derjenigen bisher bekannter Einrichtungen und ermöglicht den Einsatz wesentlich kleinerer Antriebe.

Der Materialträger umfaßt an der Oberseite ein Gitter oder Sieb, auf dem beispielsweise ein mit Sand bedecktes Gußstück angeordnet werden kann. Wenn die Einrichtung dann vibriert, wirkt das Gitter oder Sieb als Rüttelsieb und befreit das Gußstück von dem Formsand, so d?Q dieser in ein Bett innerhalb der Einrichtung fallen kann, wo die Vibrationswirkung den Sand dann in Einzelstücke zerteilt. Durch Abschaltung eines der den Anregungsanordnungen zugeordneten Vibrationsgeneratoren können der Sand und die Gußstücke zu einer Ausgabt befördert werden, so daß sie hier aus der Einrichtung abgeführt werden können. Die andere Anregungsanordnung kann dabei periodisch abgeschaltet werden, so daß unzerteilbares Material, welches im Zuge des Zerteilungsvorgangs zurückgeblieben ist, am anderen Ende der Einrichtung ausgegeben werden kann. -0

Ein Ausfühningsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung wird im folgenden anhand der ^igureri beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise gebrochene und teilweise geschnittene Seitenansicht einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Rückansicht der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung und

Fi g. 3 eine andere Art der Montage der Anregungsanordnung. JO

In Fig. 1 und 2 ist eine Vibrationseinrichtung mit einem nach oben offenen Materialträger 10. Seitenwänden 11 und 12 und Querwänden 13 und 14 dargeste'lt. Der Boden 15 des Materialträgers 10 bildet ein Bett mit einem aufwärts geneigten Abschnitt 16, der zu einem Sieb 17 auf der einen Seite des Materialträgers 10 führt. Auf der anderen Seite ist eine Klappe 18 vorgesehen, die durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung 19 zwischen einer Öifnungs- und einer Schließstellung geschwenkt werden kann. w

Der Materialträger 10 ist schwingungsartig bewegbar auf Federn 20 gelagert, die auf einer Grundplatte 21 stehen. Die Seitenwände Il und 12 haben nach unten ragende Abschnitte 22 und 23. An diesen ist eine erste Anregungsanordnung 25 mit zwei I-Trägcrn 26 und 27 aufgehängt. Mehrere parallele Schraui. enfedern 28 sind mit einem Ende an einem der I-Träger 26, 27 und mit ihrem anderen Ende an zwei weiteren I-Trägern 29 und

30 befestigt. Zwischen den I-Trägern 29 und 30 ist an diesen befestigt ein Vibrationsgenerator 31 vorgesehen, so der einen Elektromotor 32 sowie eine damit verbundene Exzentergew'chtvorrichtung 33 umfaßt. Vorzugsweise ist der Vibrationsgenerator gemäß dem US-Patent 33 58 815 aufgebaut, d. h. bei ihm kann der Grad der mit der Drehung des Ex;:entergewichts erzeugten Exzenter- r>-> kraft /wischen dem Wert Null und einem Maximalwert geändert werden.

Die I-Träger 29 und 30 und der Vibrationsgenerator

31 bilden eine Anregungsmasse, die auf einer Seite des Schwerpunkts 34 des Matcrialträgcrs 10 liegt. hi)

Fine /weiie Anrcgungsanordruing 15 ist an den nach

•.inten ragenden Abschnitten 22 und 23 auf der anderen Seile des Schwerpunkt wie die Anrcgungsanordnung 2i aufgehängt. Die /weite \nrcgungsanordnung 35 umfallt /wci 1-IrUgCr 3h und !7. die in der Einrichtung ι·ί ähnlich wie die I-Träger 2β und 27 verlaufen, sowie mehrt.ic Schraubenfeder" 38. die jeweils mit einem l'nde an einem der I-Trät'er 3b und 37 und mil ihrem anderen Ende an zwei I-Trägern 39 und 40 befestigt sind, die zwischen den Abschnitten 22 und 23 der Seitenwändt 12 und 13 wie die I-Träger 29 und 30 verlaufen. Ein Vibrationsgenerator 41 ist zwischen den I-Trägern 39 und 40 an diesen befestigt vorgesehen und ist gleichartig wie der Vibrationsgenerator 31 aufgebaut.

An der Oberseite des Materialträgers 10 ist ein Sieb 45 angeordnet, das zur Aufnahme mit Formsand beschichteter Gußstücke dient. Das Sieb 45 ist über der offenen Oberseite des Materialträgers 10 angeordnet und an einer Konstruktion 46 gehalten, die wiederum von dem Ma'terialträger 10 getragen wird. An der Außenseite des Siebes 17 ist eine Kammer 47 vorgesehen, die eine Schütte 48 zur Leitung des aus dem Innenraum des Materialträgers 10 kommenden Formsands auf einen Förderer oder in einen Behälter aufweist.

Die Vibraiionsgeneratoren 31 und 41 haben gleichartige Krafterzeugungseigenschaften und bewirken bei Einschaltung eine Vibration der Ar.,.:gungsmasse 25 längs der Linie 50 parallel zur Achse du Federn 28, wobei die Linie 50 den Schwerpunkt 34 schneidet. Die Linie 50 verläuft unter einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen. Wenn die Anregungsmasse 35 durch EinschaLung des Vibrationsgenerators 41 bewegt wird. so vibriert sie längs der Linie 51, die parallel zur Achse der Federn 38 verläuft und gleichfalls den Schwerpunkt

34 schneidet. Die Linie 51 verläuft unter einem stumpfen Winkel gegenüber der Horizontalen.

Die Anregungsanordnungen 25 und 35 sind abgestimmte Resonanzsysteme, d. h. die Drehzahl der exzentrischer, Gewichte eines jeden Vibrationsgenerators liegt nahe der Resonanzfrequenz der .Schraubenfedern, die mit Druck beaufschlagt und jeder Anordnung zugeordnet sind. Wenn beide Anordnungen mit übereinstimmender Kraft betrieben werden, so ergibt sich eine vertikale Richtung der Vibration des Materiallrägers 10. el. h. in Richtung der Halbieruidcn des Winkels 53. der /wischen den Linien 50 und 51 eingeschlossen ist. Diese .Schwingungsrichtung ist in Fig. I durch einen Pfeil 52 gezeigt. Wenn die Vibrationskraft eines der Vibrationsgeneratoren verringert wird (wie es bei dem System gemäß US-Patent 33 58 815 möglich ist), so bewegt sich die Riehtungslinie der Vibration des Matcrialträgers 10 von der vertikalen in eine schräge Lage, wobei sie auf die Anregungsanordnung gerichtet ist. bei der die Kraft verringert wurde. Wenn eine Anregungsanordnung. beispielsweise die Anordnung 25. vollständig abgeschaltet wird, so erfolgen die Schwingungen in Richtung des Pfeiles 54. während bei Abschaltung der anderen Anregungsanordnung 35 die Schwingungen in Richtung des Pfeils 55 er^folg«.n. Vibrationen in Richtungen zwischen den Richtungen 54 und 52oder zwischen den Richtungen 55 und 52 können nur durch teilweise Verringerung der Vibrationskraft erzieh werden.

Die Sehraubenfedern 28 haben eine relativ hohe Federkonstante in Richtung ihrer Längsachse und eine viel kleinere Fedci konstante in Richtung normal zur Längsachse. Wenn beispielsweise der Vibrationsgenerator 31 ausgeschaltet wird und dl·.· Anrcgungsanoi dining

35 Schwingungen in Richtung des Pfeils 54 erzeugt, so ist diese Richtung normal zur Achse der ledern 28 und damit ir: "iclituiig ('er kleineren 1 ederkonslantv. lr\ diesem Falle wirken die Federn 28 als Isolationslcdern. die die Anregiingsmassc aus den I-Trägern 29 und 30 und dem Vibrationsgenerator 3! gegenüber dem Rest

der Vibrationseinrichtiing isolieren. Somit bleibt cliust Anregiingsmasse praktisch alionar. Die andere Ame gungsniassc. die aus ilen I 1 rägern 34 und 40 iiiui dem Vibralionsgeneralor 41 gebildet ist. wird derselben Erscheinung ausgesetzt, uiul wenn dei entsprechende Vibralionsgeneralor abgeschaltet wird und der Vibia tionsgenerator 31 arbeilet, so wirken die .Schraubenfedern 38 in ähnlicher Weise als Isolationsfedern.

Werden beide Vibrationsgeneratoren 31 und 41 in gleicher Weise zur Erzeugung von Vibrationskräflen betrieben, so vibriert der Mnleriallriiger 10 in vertikaler Richtung, wie es durch ilen i'feil 52 gezeigt ist. In diesem Fall bewegen sich die unteren Enden der Federn 28 in Richtung parallel zur Linie 50, während sich die oberen Enden dieser Federn 28 in einer Richtung parallel zur Linie 52 bewegen. Ähnlich bewegen sich die unleren Enden der Federn 38 in Richtung parallel zur Linie 51. während sich die oberen finden der Federn 38 in iMLYiiiiiig vertikal fVira'lc! zur Linie 52 bewegen. W;c bereits ausgeführt, ist die Federkonsiante der ledern in Richtung normal zu ihren Längsachsen kleiner, so daß durch Bewegung eines Teils der Federn außerhalb der Längsachse die Gesamtfederkonstante der Federn 28 und 38 kleiner als ihre Federkonstante ist, wenn sie nur in Richtung der Längsachse die Gesanitfedcrkonstanle der Federn 28 und 38 kleiner als ihre Federkonsiante ist, wenn sie nur in Richtung der Längsachse arbeiten wurden. Unier den beschriebenen Bedingungen liefern beide Anregungsanordnungen gemeinsam die Kraft zur vertikalen Vibration des Materiallrägers 10. Wird jedoch einer der V'ibrationsgcncatoren, beispielsweise der Generator 31. auf die Ausgangsgröße Null gestellt, so arbeiten die Federn 38 insgesamt längs einer Linie parallel zur Linie 51. so daß ihre Federkonstante größer als bei gleichartiger Arbeitsweise beider Vibrationsgeneratoren ist. Somit betätigt die Anregungsanordnung 35 die Gesamtmasse des Materialträgers, d. h. sie liefert allein die Kraft zur Vibration des Materi.llträgers. Die Federkonstante der Federn 38 ist jedoch nun maximal, da beide Enden dieser Federn sich auf ein und derselben Achse bewegen. Die Einrichtung kann dann so getroffen sein, daß die natürliche Frequenz des -S>stems bei nur einer arbeitenden Anregungsanordnung noch im Resonanzbereich liegt.

Beim Betrieb der Einrichtung kann ein in Formsand eingebettetes Gußstück auf dem Sieb 45 angeordnet werden, und beide Vibrationsgeneratoren 31 und 41 werden eingeschaltet. Dadurch werden Vibrationen in vertikaler Richtung gemäß dem Pfeil 52 erzeugt. Das Sieb 45 wirkt als ein Rüttelsieb, und der Formsand fällt auf das Bett 15. Gerauf da* Bett fallende Formsand wird natürlich den Vibrationen ausgesetzt, die zur Zerteilung der Sandklumpen dienen, so daß der Sand wiederverwendbar wird. Nachdem ausreichende Zeit zur Entfernung des l-orms.inds von Urin GuIK'.ick und /in /erteiltinj.· der Samlklunipen wi hangen ist. k.inn der Vibrationsgenerator ti abgeschaltet wrrden. so d.ilt der Materialträger 10 dann in Richtung des Pfeiles 54 ■> vibriert und das Gullstiick \on den; Siel·· 45 auf (!cn Bandförderer 44 befördert, während gleichzeitig der Sand auf dun Bett 15 durch das Sieb 17 hindurch in die KaniiiH·; 47 und auf die Schutte 48 betoniert -.Mid. so dal! er in einen Behälter oder anl einen I orderer

κι belangt. Periodisch kann der Vibrationsgenerator 41 abgeschaltet werden, während der Vibrationsgenerator 31 arbeitet, um "'.iierialansammlungen iin.i andere nicht zeikleineruiigsl.i.nge Teile zu sammeln und bezüglich der Darstellung in (-"ig. I nach rei his zu Ir,im pol tieren.

fi Dabei kann die Kolben-Alinder Vorrichtung 14 z:ii Öffnung der Klappe 18 hi.-tiitigi werden, so daß auch diese angesammelten Materialinengen aus der Lmrich lung in einen geeigneten Behälter befördert werden ΐΛηηΐΜΐ

Die Einrichtung »ach der Erfindung kann auch als kontinuierlich arbeitendes S\slem eingesetzt werden, indem der Vibrationsgenerator 31 so eingestellt wird, daß er schwächere Vibrationen aK der Vibrationsgenerator 41 erzeigt. Dadurch wird eine langsame ) Förderwirkung von rechts nach links erzeugt, und tue Geschwindigkeit dieses Vorgangs kann leicht so eingestellt werden, daß the Gußstücke auf dem Sieb 45 und 'Λ:r Sand auf dom Bett Ii jewe.is an ihrer Stelle ausreichend Innge verbleiben, um einerseits den Sand

in von dem Gußstück zu entfernen und die Klumpen zu zerteilen und doch langsam nach links zur Austrittsseite zu befördern. Auch bei einer lOlchen kontinuierlichen Arbeitsweise ist es günstig, periodisch die Förderrichtung umzukehren, damit nicht zcrkleinerungsfähiges

ü Material durch die Klappe 18 abgeführt werden kann.

Dem Fachmann wird erkennbar, daß das in den Figuren dargestellte Mehrfach-Resonanzs>stem auch in einer Einrichtung angewendet werden kann bei der der Sand nicht ausgegeben und wiederverwendet wird. Es

" handelt sich hierbei nämlich um ein Resonanzfrequenzsystem, das leicht und genau so eingestellt werden kann. daß maximale oder minimale Vibrationen in eine· Richtung erzeugt werden, die eine Förderung in einer oder der anderen Richtung bzw. keine Förüeriing zur

*> Folge hat.

Es kann auch günstig sein, eine Führung für die Anregungsmassen vorzusehen. Hierzu kann beispielsweise eine einfache Gelenkanordnung der in F i g. 3 gezeigten Art verwendet werden. Diese umfaßt eine

o Halterung 56 an dem I-Träger 30. an der ein Gelenk 57 schwenkbar befestigt ist. das wiederum schwe:..:bar mit einer zweiten Halterung 58 verbunden ist. die an dem I-Träger 26 befestigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vibrationseinrichtung zur Vibration von Gegenständen, insbesondere zur Entfernung von Formsand von Gußstücken, mit einem schwingungsartig s bewegbar gelagerten Materialträger, der mit mehreren Anregungsanordnungen in Vibrationsbewegungen versetzbar ist, mit einer ersten Anregungsanordnung auf der einen Seite des Massenschwerpunktes des Materialträgers mit einer ersten Anregungsmasse und einer ersten Federanordnung, mit einer zweiten Anregungsanordnung auf der anderen Seite des Massenschwerpunktes des Materiallrägers mit einer zweiten Anregungsmasse und einer zweiten Federanordnung und mit je einem jeder Anregungsmasse zugeordneten Vibrationsgenerator, wobei diese Vibrationsgeneratoren einzeln oder gleichzeitig zur Anregung der zugehörigen ersten bzw. zweiten Anregungsmasse betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Federan- Ordnung J28, 38) mehrere zueinander parallele Schraubenledern umfaßt, die an einem Ende mit der zugeordneten Anregungsmasse (29—31; 38—41) und am anderen Ende mit dem ebenen Materialträger (10) verbunden sind, die ferner die jeweilige Anregungsmasse (29, 31; 38—41) mit Vibrationsgenerator^,41)schwingup,gsartig längs einer Linie parallel zu der Federlängsachse bewegbar tragen und die schließlich derart schräg zueinander angeordnet sind, daß sich ihre Wirklinien (50,51) im jo Massenschwerpunkt (34) des Materialträgers (15) schneiden.

2. Einrichtung nach Ansp-uch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Vibrationsgenerator (31) variabler Vibrationskraft an ^cr ersten Anregungs- r> masse gehalten ist, daß ein zweiter Vibrationsgenerator (41) variabler Vibrationskraft an der zweiten Anregungsmai.se gehalten ist und daß Vorrichtungen zur Variation der Vibrationskraft eines jeden Vibrationsgenerators (31, 41) zwischen dem Wert Null und einem Maximalwert vorgesehen sind, so daß die Größe und Richtung der auf den Materialträger (10) ausgeübten Vibrationskriiftc veränderbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wirklinien unter einem Winkel von ca. 90° schneiden.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen nach oben offenen Materialträger (10) mit einem an seinem Boden ausgebildeten Bett (15) und davon ausgehenden aufrechten Seiten- und Querwänden (11, 12, 13, 14), durch ein erstes auf einer Seite des Betts (15) angeordnetes Sieb (17) und eine diesem auf der anderen Seite des Betts (15) gegenüberliegend ^r>> angeordnete Klappe. (18) und durch ein zweites, über dem Bett (15) angeordnetes und als Materialauflage dienendes Sieb (45).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsgeneratoren (31, 41) wahlweise so betätigbar sind, daß sich eine Vibration des Materialträgers (10) in einer ersten, vertikalen Richtung oder eine Vibration des Materiallrägers (10) in einer zweiten Richtung schräg zu dem zweiten Sieb (45) oiler eine Vibration des Material- b'> trägers (10) in einer drillen Richtung schräg zum /weiten Sieb (45) ergibt.

b. Einrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß seitlich und unterhalb des zweiten Siebes (45) eine Fördervorrichtung (49) zum Abtransport von Gegenständen vorgesehen ist.