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Ein- oder Mehrkomponenten-
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Schwingzuführungssystem Die Erfindung betrifft ein Ein- oder Mehrkomponenten-Schwingzuführungssystem
für Werkstücke oder dergleichen, mit einer Nutzmasse für die Förderung der Werkstücke,
einer zwischen der Nutzmasse und einer Gegenmasse angeordneten Feder, und mit einem
Antrieb zur Erzeugung einzelner oder mehrerer Schwingungskomponenten für die Förderbewegung
der Nutzmasse.
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Schwingzuführungssysteme dieser Art werden seit langem in vielen
Bereichen der verarbeitenden Industrie, insbesondere in der Handhabungstechnik,
eingesetzt, um im Rahmen von Rationalisierungs- und Automatisierungsprozessen das
Bunkern, Zuführen und Ordnen von Werkstücken zu ermöglichen. Auch unter dem Gesichtspunkt
der Verbesserung der Umweltbedingungen am Arbeitsplatz sind die Schwingzuführungssysteme
von großer Bedeutung.
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Bekanntlich zeichnen sich die Ein- und Mehrkomponenten-Schwingzuführungssysteme
alle durch ein gemeinsames Merkmal aus, welches darin besteht, daß die periodisch
schwingende Nutzmasse nur über Federelemente mit der Gegenmasse - meistens ein Fundament
- gekoppelt ist (Prinzip des Freiträgers). Diese Anordnung der schwingenden Nutzmasse
läßt bezüglich ihrer Bewegung Freiheitsgrade von größer als Eins zu, was - wie im
folgenden noch erläutert werden soll - zu gravierenden Nachteilen führen kann.
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Typische Beispiele für Einkomponenten-Schwingzuführungssysteme sind
der Linearförderer - nachstehend auch als Schwingrinne bezeichnet - und der Vibrationswendelförderer,
auch Schwingtopf genannt. Zum besseren Verständnis der weiter unten beschriebenen
Erfindung sei zunächst der Schwingtopf näher erläutert, der als Zubringeinrichtung
bekannt geworden ist, um bestimmte Werkttficke nachinarlcler in gewählter Lief(:rrnenge
und Li eferge -schwindigkeit an einer Verarbeitungsctelle zur Verfügung zu stellen
(Buch "Verkettungseinrichtungen in der Fertigungstechnik",
Carl
Hanser Verlag, München, 1971, Seiten 75 und 125; sowie Buch "Mechanized Assembly"
von G.Boothroyd und A.H. Redford, McGRAW-HILL, London, -1968, Seite 23 und 81).
Gemäß Fig. 1 der Zeichnung umfaßt der Schwingtopf 1 einen mit einem Boden versehenen
zylinderförmigen Topf 4, an dessen Innenwand sich ein kreisförmiger Förderweg in
Form einer Wendel 12 erstreckt. Der die Nutzmasse bildende Topf 4 ist über drei
schräggestellte Blattfedern 3 mit einer Grundplatte 8 verbunden, welche die Gegenmasse
bildet. Bei Einschalten eines Antriebs 6, z.B. eines Schwingmagneten, führt der
Topf 4 periodische Bewegungen durch, die sich aus der überlagerung einer Rotation
mit einer senkrecht gerichteten Translation ergibt. Durch den Antrieb 6 des Schwingtopfes
1 werden die in dem Topf 4 befindlichen Werkstücke längs der Wendel 12 bis zum oberen
Auslauf 14 gefördert, und die am Auslaß 14 nacheinander auftretenden Werkstücke
können nun entweder einer Verarbeitungsstätte zugeführt oder auch magaziniert werden.
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In vielen Fällen besteht der Wunsch, daß die einzelnen Werkstücke
nicht nur in einer kontinuierlichen Reihenfolge, sondern zusätzlich auch noch in
einer bestimmten Ausrichtung bzw. Orientierung und Lage zum Magazinieren oder an
der Verarbeitungsstätte zur Verfügung stehen. Wie in der vorangehend genannten Literaturstelle
beschrieben, kann die Wendel 12 zu diesem Zweck - was in der Zeichnung nicht dargestellt
ist -mit sogenannten Orientierungshilfen oder "Schikanen" versehen sein. Dadurch
wird erreicht, daß die Werkstücke die Wendel 12 am Auslauf 14 nur dann verlassen,
wenn sie in einer bestimmten definierten Orientierung vorliegen. Solche Werkstücke,
welche diese bestimmte Orientierung nicht aufweisen, werden durch die Schikanen
zwangsläufig von der Wendel 12 heruntergestoßen.
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Auch bei dem weiteren Beispiel eines Schwingzuführungssystems - nämlich
trei der Schwingrinne - wird durch einen Antrieb im Zusammenhang mit Federn eine
periodische Bewegungsbahn für die Nutzmasse erzeugt, die hier allerdings in Form
einer
länglichen Rinne ausgebildet ist (vgl. Zeitschrift "Fördern und Heben", 1963, Heft
12, Seite 844 - 854, Aufsatz von Dr.-Ing. K.H. Wehmeier "Schwingförderrinnen - Berechnung,
Konstruktion und Betrieb"). Die resultierende periodische Bewegung setzt sich aus
zwei Bewegungskomponenten zusammen, von denen die eine in Förderrichtung und die
andere senkrecht dazu auftritt.
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Die bekannten Schwingzuführungssysteme befinden sich seit etwa 30
Jahren im praktischen Einsatz, und der Bedarf nach solchen Handhabungsgeräten wird
immer größer. Bei dieser Bedeutung wirken sich natürlich technische Nachteile besonders
gravierend aus von denen die bekannten Schwingzuführungssysteme noch immer nicht
frei sind. Es wurde weiter oben schon auf den Umstand hingewiesen, daß die Anordnung
der schwingenden Nutzmasse Freiheitsgrade von größer als Eins zuläßt, und dies bedeutet,
daß die Nutzmasse bei diesen Geräten nichtgewollte Bewegungsrichtungen durchlaufen
kann. So können über das Fundament Störschwingungen auftreten, die dann der durch
den Antrieb erzeugten und gewünschten Bewegung überlagert werden.
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Der beispielsweise mit dem Schwingtopf angestrebte Ordnungsprozeß
läßt sich aber nur dann sicher erzielen, wenn nur die beiden Bewegungskomponenten
der Translation und Rotation sich in gewünschter Weise zu der Bewegungsrichtung
für den Topf überlagern. Wenn daher externe oder auch interne Störungen hinzukommen,
wird der Ordnungsprozeß in dem Topf erheblich gestört.
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Durch die überlagerung können sogar Schwingungsknoten auftreten, so
daß sich die Werkstückteile an einer bestimmten Stelle dann gar nicht mehr bewegen
und den Ordnungsprozeß unmöglich machen.
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Die sichere und zuverlässige Betriebsweise der bekannten Schwingzuführungssysteme,
z.B. des Schwingtopfes,erfordert also ganz bestimmte periodische Bewegungsrichtungen
der Nutzmasse, hier also des Topfes. Bei der Herstellung von Schwingtöpfen muß daher
jeder mit Hilfe von Justierhilfen genau
so abgestimmt werden, daß
unter Berücksichtigung der Nutz-und Gegenmasse, sowie der Trägheit oder Federsteifigkeit
die gewünschten Bewegungsrichtungen durchlaufen werden. Ein korrekt abgestimmter
Schwingtopf unterliegt aber nicht nur den erwähnten externen Störungen, die über
das Fundament kommen können, zu berücksichtigen ist auch die in den Topf eingebrachte
Masse der Werkstückteile, wobei noch hinzukommt, daß sich diese Massenverteilung
während der Ausbringung der Werkstückteile aus dem Topf ändert. Diese internen Störungen
können in ungünstigen Fällen zu schädlichen Unwuchten führen.
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Häufig ist auf Grund einer Beschädigung eine Demontage des Schwingtopfes
erforderlich, um irgendwelche Teile auszuwechseln. Die anschließende Remontage gestaltet
sich dann aber sehr schwierig und aufwendig, weil beim Auswechseln von schwingungswichtigen
Elementen das System erneut abgestimmt werden mn.
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Daneben erschweren oder verhindern die schon erwähnten Einflüsse von
Masse, Trägheit oder Federsteifigkeit die Reproduzierbarkeit von Ausbringungs- oder
Fördergeschwindigkeitsdaten.
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Im Zusammenhang mit den soweit beschriebenen Nachteilen ist auch
der Umstand zu sehen, daß der Anwendunysbereich z.B.
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der Schwingtöpfe immer noch sehr begrenzt ist. Wegen der nicht auszuschließenden
Störeinflüsse sind die in den Schwingtopf eingebrachten Werkstückteile während des
Ordnungsprozesses einer relativ starken mechanischen Beanspruchung unterworfen.
Eine Anwendung in der Lebensmittelindustrie, oder in der Pharmaindustrie - z.B.
zur Förderung von Pillen usw - konnte somit bisher nicht in Frage kommen, weil eine
überwiegende Zerstörung der hier empfindlichen Teile eintreten würde. Da die zu
ordnenden oder zu fördernden Teile während des Betriebs auf der Nutzmasse springen
(Mikrowurf-Fördertechnik), bleibt die Anwendung der bekannten Schwingzuführungssysteme
solchen Industriezweigen vorbehalten, in denen Werkstückteile hoher Festigkeit verwendet
werden.
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Die aufgeführten Nachteile gelten übrigens nicht nur für die bisher
betrachteten Ein-, sondern auch für die Mehrkomponenten-Schwingzuführungssysteme,
bei denen die einzelnen Bewegungskomponenten der resultierenden Bewegung der Nutzmasse
separat voneinander mit getrennten Antrieben erzeugt werden (vgl. "Vibratory-Conveyors",
A.H. Redford, Universität Salford, Seiten 67 - 72,- und "A Review of Developments
in Out-Of-Phase Vibratory Conveying", A.H. Redford, Zeitschrift: CIRP-Annalen, Oxford
24 (1975), Teil 1, Seiten 399 - 404). Bei einem Zweikomponenten-Schwingtopf sind
also zwei Antriebseinheiten vorgesehen, von denen die eine eine Translation und
die andere eine Rotation bewirkt.
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Solche Mehrkomponenten-Schwingzuführungssysteme lassen sich erfahrungsgemäß
noch schlechter montieren und justieren, als die Einkomponenten-Schwingzuführungssysteme.
Als ungünstig ist auch anzusehen, daß unter den einzelnen Bewegungskomponenten Rückwirkungen
entstehen können, was zu Taumelbewegungen der Nutzmasse führen kann. Insgesamt läßt
sich feststellen, daß bei einem Mehrkomponenten-Schwingzuführungssystem, bei dem
zur Erreichung einer räumlichen Bewegungsbahn der Nutzmasse zwei ungekoppelte Schwingungskomponenten
hintereinander geschaltet sind, die bei einem Einkomponenten-Schwingzuführungssystem
beschriebenen Störungen noch verstärkt auftreten.
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Unter Berücksichtigung all dieser ungünstigen Tatsachen wird verständlich,
daß in kompletten Verarbeitungsanlagen, in denen Schwingzuführungssysteme als zwischengeschaltete
Verarbeitungsstationen verwendet werden, der weitaus größte Teil aller auftretenden
Störungen durch die Schwingzuführungssystem verursacht wird. Es ist daher fast schon
üblich geworden, an den entsprechenden Verarbeitungsstationen mit Schwingzuführungssystemen
eine besondere Arbeitskraft lediglich zur überwachung des jeweiligen Handhabungsgerätes
abzustellen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung
aller aufgeführten Nachteile ein Schwingzuführungssystem
zu schaffen,
welches auch bei Auftreten von Störeinflüssen ein sicheres und zuverlässiges Ordnen
oder Fördern von Werkstücken ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt bei dem im Oberbegriff des Anspruchs
1 vordusgesetzten Schwiny,-ufüllrurlgssystem dadurch, daß die Nutzmasse einer Zwangsführung
unterworfen ist, die nur eine eindeutige gewünschte Förderbewegung der Nutzmasse
zuläßt.
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Die überraschende Maßnahme, die Nutzmasse zwangszuführen und damit
nur eine ganz bestimmte Bewegungsbahn bzw. Förderbewegung zuzulassen, beseitigt
praktisch alle Nachteile der bekannten Schwingzuführungssysteme, weil eine von Störkomponenten
unabhängige Arbeitsweise gewährleistet ist. So sind z.B. eine asymetrische Massenverteilung
auf Grund der in den Topf eingebrachten Werkstücke oder das Auftreten von Schwingungskomponenten
über das Fundament ohne nennenswerten Einfluß, da die Nutzmasse auch bei Unwuchten
wegen ihrer Zwangsführung in jedem Fall nur die durch diese Zwangsführung vorgegebenen
periodischen Bewegungsbahnen ausführen wird.
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Die mit der Erfindung erzielbaren und im folgenden noch erläuterten
Vorteile sind umso bedeutsamer zu beurteilen, wenn man berücksichtigt, daß trotz
eines etwa dreißigjährigen Einsatzes von Schwinyzuführungssystemen der Entwicklungsstand
bis heute beinahe stehengeblieben ist. Als ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist
die exakte Herstellung einer eindeutigen Schwingzuführspezifischen Förderbewegung
einzelner oder mehrerer Schwingkomponenten hervorzuheben, woraus eine hohe Bewegungstreue
resultiert. Rückwirkungen zwischen den einzelnen Schwingungskomponenten, z.B. Torsion
und Translation, sind also vollständig ausgeschlossen. Erstmals ist es auch möglich,
eine exakte Berechnung der Schwingungswege, - yeschwindigkeiten und - beschleunigungen
bei jeder Einstellung des Gerätes und jeder Konstellation der einzelnen Gerätekomponenten
durchzuführen.
Es sind also jederzeit reproduzierbare Bewegungsabläufe und Förderzustände möglich,
und die eindeutigen Bewegungsbahnen machen die Berechnung der Fördergeschwindigkeit
und des Einflusses der Bewegungsparameter erstmals richtig möglich.
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In vorteilhafter Weise gestattet es die Erfindung ferner, die Herstellung
der Schwingzuführungssysteme erheblich zu vereinfachen. Die bisher zur Abstimmung
der Parametermasse, Trägheit oder Federsteifigkeit vorzunehmenden Justierarbeiten
- was in der Praxis oft ein langes Probieren bedeutete -können entfallen, da erstmals
genaue Vorausberechnungen durchgeführt werden können, und da die Nutzmasse in jedem
Fall durch die Zwangsführung die gewählten periodischen Bewegungsabläufe ausführt.
Auch eine De- und die anschließende Remontage bereitet jetzt keinerlei Schwierigkeiten
mehr. Die Montagetoleranzen werden bis auf den natürlichen Verschleiß auf ein Minimum
reduziert, so daß keine montagebedingten großen Unwuchten entstehen.
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Als weiterer Vorteil ist die jetzt sehr leichte Einstel lbarkeit
und Justierung der mechanischen Eigenfrequenzen zu nennen. Da wegen der Zwangsführung
nur ganz bestimmte vorgesehene Bewegungszustände durchlaufen werden, existieren
keine Koppel- bzw. Kippschwingungen, keine Querbewegungen und keine Schwingungsknoten,
wie sie eingangs im Zusammenhang mit dem Schwingtopf erwähnt wurden.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Zwangsführung der Nutzmasse
wird eine sehr kontinuierliche und zuverlässige Werkstückförderung gewährleistet,
da die in der Praxis niemals auszuschaltenden äußeren Störeinflüsse auf die Förderung
und Orientierung minimiert sind. Daneben wird (em Anwender erstmals auch eine standardisierte
Vorgehensweise ermöglicht, wenn es darum geht, das jeweilige Handhabungsgerät an
ganz bestimmte Werkstücke anzupassen.
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Von großer Bedeutung ist ferner die Tatsache, daß der Einsatzbereich
der Schwingzuführungssysteme erheblich vergrößert wird. Die Zwangsführung der Nutzmasse
ermöglicht es nämlich, die Frequenz der einzelnen Bewegungskomponenten - und damit
auch die Frequenz der schwingenden Nutzmasse - soweit zu erniedrigen, beispielsweise
auf 10 - 15 Hz, und die Geräteparameter so auszuwählen, daß anstelle der Mikrowurf-Fördertechnik
in neuartiger Weise eine Gleitförderung auftritt, bei der die Werkstücke nicht von
der Förderbahn abheben. Dadurch erschließen sich neue Anwendungsmöglichkeiten und
-bereiche, bei denen solche Teile gefördert werden können, die bei der herkömmlichen
Mikrowurf-Fördertechnik beschädigt werden. So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen
Schwingzuführungssystem beispielsweise Keramik-, Glas-, Lebensmittel- und Pharmaerzeugnisse
ohne weiteres fördern.
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Die angesprochene Zwangsführung läßt sich in zweckmäßiger Ausgestaltung
der Erfindung durch eine Lagerung der Nutzmasse in einem ortsfesten Lager bilden.
Ebenso vorteilhaft ist aber auch die Verwendung eines Führungsyetriebes, welches
die Nutzmasse längs einer eindeutigen Bewegungsbahn führt. Antrieb und Zwangsführung
erfolgen dann also durch ein einziges Element.
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Während des Betriebes des Schwingzuführungssystems muß das Fundament
unter Umständen recht hohe Kräfte aufnehmen.
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Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist daher
vorgesehen, daß jeder Schwingkomponente eine gelagerte oder geführte Gegenschwingeinheit
zugeordnet ist, die im Gegentakt zur jeweiligen Nutzmasse schwingt. Der resultierende
Einfluß von Schwingeinheit und Gegenschwingeinheit auf das Fundament ist dann praktisch
gleich Null.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die Zwangsführung
auch durch Verwendung einer Regelschaltung realisieren, welche die Amplitude an
der Nutzmasse mißt, mit einem Sollwert vergleicht, und in Abhängigkeit des Vergleiches
dann
den Antrieb entsprechend beeinflußt. Auch auf diese Weise lassen sich die Wirkungen
von Störkomponenten ausschalten, wobei dann auf das Lager oder das Führungsgetriebe
für die Zwangsführung verzichtet werden kann.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
weiterer Unteransprüche.
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Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführunysbeispiele
wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die perspektivische
Ansicht eines bekannten Schwingtopfes, Fig. 2 die schematische Darstellung einer
erfindungsgemäßen Schwingrinne, Fig. 3 die Seitenansicht eines Ständers, der bei
einer Schwingrinne gemäß Fig. 2 verwendet wird, Fig. 4 die schematische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Schwingtopfes, Fig. 5 und 6 je eine Querschnittsansicht
zur Verdeutlichung der Erzeugung je einer Schwingungskomponente, Fig. 7 die schematische
Querschnittsansicht eines Zweikomponenten-Schwingtopfes, Fig. 8 die schematische
Querschnittsansicht einer Zweikomponenten-Schwingrinne, und
Fig.
9 die schematische Darstellung einer Gegenschwingeinheit.
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Fig. 1 zeigt einen bekannten Schwingtopf 1, dessen Funktion und Aufbau
weiter oben schon erläutert worden ist, so daß sich eine nähere Beschreibuny erübrigt.
Es soll nur noch bemerkt werden, daß es sich hier um ein Einkomponenten-Schwingzuführungssystem
handelt, bei dem die periodische Bewegungsbahn des die Nutzmasse bildenden Topfes
4 durch schräggestellte Blattfedern 3 erzeugt wird. In Verbindung mit dem Antrieb
6 in Form eines Schwingmagneten wird also gleichzeitig eine Rotationsbewegung und
eine senkrecht gerichtete Translationsbewegung erzeugt.
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Bei der in Fig. 2 zeichnerisch dargestellten Schwingrinne 22 handelt
es sich um einen Linearförderer mit einer Rinne 24, welche die Nutzmasse des Schwingzuführungssystems
bildet.
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Zur Erzeugung der durch den Doppelpfeil B angedeuteten periodischen
Schwingbewegungen der Rinne 24 dient der Antrieb 6, der auch hier als Schwingmagnet
ausgebildet sein kann. An den gegenüberliegenden Seiten der Rinne 24 sind mehrere
Ständer 16' ortsfest angeordnet. Diese Ständer 16' sind mit entsprechend dem Doppelpfeil
B schräg verlaufenden Führungen 20' versehen, in denen Gleitschuhe 18' gleiten können,
die an der Rinne 24 befestigt sind.
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Die erwähnten Führungen 20' bilden eine Zwangsführung, welche im
Zusammenhang mit den Gleitschuhen 18 die Bewegungsbahn der Rinne 24 eindeutig vorschreibt.
Auf Grund des Antriebs 6 ist die Rinne an sich bestrebt, eine in ihrer Ebene verlaufende
waagerechte Bewegung auszuführen, jedoch bewirkt die Zwangsführung, daß die Bewegungshahn
der Rinne 24 in der durch den Doppelpfeil B angedeuteten Richtung verläuft. Um eine
periodische Schwingbewegung ZU erhalten, sind Federn 2 vorgesehen, die in der Zeichnung
nur schematisch angedeutet sind und sich
zwischen der Rinne 24
und dem ortsfesten Fundament 10 erstrecken. Der Begriff "Feder" ist hier ganz allgemein
zu verstehen, so daß jedes wie eine Feder wirkende Element in Betracht kommt.
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Die in Fig. 2 nur symbolisch angedeuteten Federn 2 befinden sich
in einer praktischen Ausführung gemäß Fig. 3 innerhalb der Führung 20' an deren
beiden äußeren Enden. Zwischen den Federn 2 befindet sich der Gleitschuh 18', so
daß die Rinne 24 tatsächlich eine periodische Schwinybewegung durchführen kann.
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Die schematische Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt einen Schwingtopf
1, der gleichfalls mit einer Zwangsführung ausgestattet ist. Zu diesem Zweck sind
wiederum zwei Ständer 16 an gegenüberliegenden Seiten des Topfes 4 vorgesehen, der
in an sich bekannter Weise eine Wendel 12 und einen Auslauf 14 aufweist. Zur Erzeugung
der durch den Doppelpfeil A angedeuteten periodischen Schwingbewegung dient wiederum
der Antrieb 6. Die beiden ortsfest auf dem Fundament 10 befindlichen Ständer 16
sind der Kreisform des Topfes 4 angepaßt und weisen je eine schräg verlaufende Führung
20 auf. In diese Führung greifen zwei mit dem Topf 4 fest verbundene Gleitschuhe
18 ein, so daß bei Inbetriebnahme des Antriebs 6 die periodischen Schwingungen des
Topfes 4 durch die Führungsbahn 20 eindeutig vorgegeben sind.
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Wie schon in Fig. 2, so sind auch hier die Federn 2 nur schematisch
angedeutet, und in einer praktischen Ausführung können sie wie in Fig. 3 dargestellt
angeordnet sein.
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Bei den soweit beschriebenen Anordnungen handelt es sich um Einkomponenten-Schwingzuführungssysteme,
bei denen die periodischen Bewegungsbahnen der jeweiligen Nutzmassen sozusagen direkt
erzeugt werden. Wegen der Zwangsführungen sind diese Bewegungsbahnen eindeutig vorgeschrieben,
so daß interne oder externe Störungen und überlagerungen ohne Einfluß auf die Bewegung
der Nutzmasse sind. Die Zwangsführung wird dabei dch Art einer Lagerung erreicht,
da die Gleitschuhe 18 bzw.
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18' im Zusammenhang mit den Führungen 2Q bzw. 20' einen defixierten
Bewegungsablauf gewährleisten.
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Bei einem Zweikomponenten-Schwingzuführungssystem werden getrennt
voneinander jeweils einzelne Schwingkomponenten erzeugt, die dann zu einer resultierenden
Schwingkomponente für die Nutzbahn überlagert werden. Die Erfindung sieht in diesem
Fall für jede Schwingkomponente eine separate Zwangsführung vor, wie dies in den
Figuren 5 und 6 näher dargestellt ist. Dort werden eine Torsionsbewegung C und eine
vertikal gerichtete Translationsbewegung D getrennt voneinander erzeugt.
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In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 5 wird dabei die Zwangsführung
durch eine Torsionslagerung erreicht. Zu diesem Zweck ist ein Torsionsstab 29 in
einem Lagergehäuse 31 geführt, in welchem sich auch eine Torsionsfeder 2a befindet.
Infolge dieser Feder 2a entsteht eine Torsions-Schwingkomponente für die Nutzmasse
26 in bezug auf die ortsfeste Gegenmasse 28.
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In Fig. 6 wird die Zwangsführung durch eine Translationslagerung
realisiert. Zu diesem Zweck sind Lagerbolzen 30 vorgesehen, welche in jeweils einem
Lagergehäuse 32 geführt sind. Die Lagerbolzen 30 sind an der Nutzmasse 26' befestigt,
während die Lagergehäuse 32 auf der ortsfesten Gegenmasse 28' angeordnet sind. Durch
einen nicht näher fiargestellten Antrieb wird in Verbindung mit der Translationsfedur
2b infolge der Zwangsfütirung eine eindeutige Translations-Bewegu,yskomponente der
Nutzmasse 26' erzeugt.
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Fig. 7 zeigt den Aufbau eines Zweiitomponentcn-Schwinyzufuhrungssystems
in Form eines Schwingtopfes. Dabei sind die zuvor anhand von Fig. 5 und 6 beschriebenen
Erzeugungen der jeweils voneinander getrennten Schwingkomponenten deutlich zu erkennen.
Im unteren Teil der Fig. 7 befindet sich auf dem Fundament 10 die Gegenmasse 28,
gegenüber welcher die t!utzmasse 26a schwingt. In bezug auf die darüber befindliche
Translationslaneting bi1idet {3ie i-qutzmaDse 26a praktisch die Gegenmasse, zu
welcher
dann die Nutzmasse 26 gehört, die den Boden des Topfes 4 mit den Wendeln 12 bildet.
Es findet also eine überlagerung der getrennt voneinander erzeugten und jeweils
zwangsgeführten Translations- und Rotationsbewegungen statt, so daß der Topf 4 die
daraus resultierende Bewegung ausführt. Da hier jede einzelne Schwingkomponente
für sich schon einer Zwangsführung unterworfen ist, kann diese - anders als in der
Darstellung gemäß Fig. 4 - für den eigentlichen Topf natürlich entfallen.
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Mit der Erfindung läßt sich auch die zuvor schon beschriebene Schwingrinne
in Form eines Zweikomponenten-Schwingzuführungssystems aufbauen, wie in der Prinzipdarstellung
gemäß Fig. 8 verdeutlicht ist. Hier werden zwei Linearbewegungen miteinander gekoppelt,
wobei jede Linearbewegung für sich wieder einer Zwangsführung unterworfen ist. Für
den Fall der waagerecht gerichteten Linearbewegung E erfolgt die Zwangsführung durch
die Lagerung in Form der Lagerbolzen 30' in den Lagergehäusen 32'. Die periodische
Linearbewegung E wird durch einen nicht näher dargestellten Antrieb in Verbindung
mit der Translationsfeder 2b erzeugt, welche der Nutzmasse 26' die gewünschte Bewegung
erteilt.
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Mit der Nutzmasse 26' ist die bezüglich der senkrechten Linearbewegung
F als Geyenmasse 28"' zu betrachtende Masse fest verbunden. Hier erfolgt die Zwangsführung
wiederum durch Lagerbolzen 30" in Verbindung mit je einem Lagergehäuse 32". Die
Üherlagerung der getrennt voneinander erzeugten und jeweils zwangsgeführten Komponenten
E und F führt zu der resultierenden Schwingkomponente G für die Nutzmasse 26". Ein
Vergleich mit Fig. 2 zeigt, daß diese Bewegung G die gewünschte Förderbewegung für
die Rinne 24 ist.
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Da bei dem Zweikomponenten-Schwingzuführungssystem gemäß Fig. 8 jede
getrennt erzeugte Linearbewegung für sich zwangsgeführt ist, können natürlich die
Ständer 16' gemäß Fig.
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2 entfallen, da die Bewegung G durch die beiden getrennten
Zwangsführungen
eindeutig vorgeschrieben ist.
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Die zuletzt beschriebenen Zweikbmponenten-Schwingzuführungssysteme
sind im Aufbau zwar etwas aufwendiger, sie bieten jedoch den Vorteil, die resultierende
Gesamtbewegung durch Veränderung der einzelnen Bewegungskomponenten in gewünschter
Weise beeinflussen zu können. So kann die resultierende Gesamtbewegung G beispielsweise
auch eine räuM he elliptische Form einnehmen. Es ist ferner auch möglich, eine der
beiden separaten Bewegungskomponenten ganz auszuschalten, so daß die Nutzmasse 26
in Fig. 7 bzw. 26' in Fig. 8 dann nur noch eine einzige eindeutig vorgeschriebene
Bewegung ausführt. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, das jeweilige Schwingzuführungssystem
auch als Entwirrgerät zu benutzen, um auf der Nutzmasse befindliche und ineinander
verhakte Teile - Wirrteile genannt -voneinander zu trennen, wenn die Nutzmasse lediglich
einer vertikalen periodischen Bewegung unterworfen wird. Durch das zeitweise Zuschalten
der anderen Schwingkornponente lassen sich die entwirrten Teile durch die dann entstehende
resultierende Bewegungsbahn auf r-infache Weise aus dem Entwirrhereich fördern.
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Um die auf das Fundament 10 übertragenen Kräfte auf ein Minimum zu
reduzieren, läßt sich gemäß Figur 9 eine Gegenschwingmasse 36 verwenden. Dabei wird
eine für eine bestimmte Bewegung verantwortliche Komponente nicht mit einem, sondern
mit zwei schwingunysfähigen mechanischen Systemen bestückt, die im Gegentakt schwinyen
und somit die Kräfte bzw. Momente, die auf das Fundament einwirken, aufheben. In
dem gezeigten Beispiel schwingt also die der Torsionsfeder 40 zugeordnete Nutzmasse
38 im Gegentakt zu der Gegenschwingmasse 36 mit der Torsionsfeder 38. Bei exakter
Phasenlage und bei Übereinstimmung der jeweiligen im Gegentakt schwingenden Massen
heben sich die auf das als Gegenmasse zu betrachtende Fundament 10 einwirkenden
Kräfte vollständig auf.
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Die soweit beschrieibenen Ausführungseispiele verdolltlichten, daß
die ruf windung einen vollig storurlgsfreicn Einsatz
von Schwingzuführungssystemen
ermöglicht und deren Einsatzbereich sogar noch entscheidend vergrößert. Neben den
schon genannten Vorteilen sei ergänzend noch darauf hingewiesen, daß im Zusammenhang
mit der ermöglichten Gleitförderung der Topf 4 bzw. die Rinne 24 über eine lange
Zeitdauer gesehen natürlich sehr geschont werden, da die Werkstücke während der
Förderung nur gleiten und nicht mehr auf die Wendel 12 bzw. die Rinne 24 "aufprallen".
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Damit einher geht auch eine erhebliche Reduzierung der unvermeidlichen
Lärmentwicklung, so daß sich die Umweltbedingungen am Arbeitsplatz entscheidend
verbessern lassen.