DE3137697A1

DE3137697A1 - Elektromagnetischer foerderer

Info

Publication number: DE3137697A1
Application number: DE19813137697
Authority: DE
Inventors: William Risinger Blairsville Pa. Brown
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1981-09-22
Publication date: 1982-05-06
Also published as: ES505685A0; US4378064A; JPS636445B2; CA1166991A; ZA816478B; GB2086529B; FR2490892A1; DE3137697C2; MX150697A; AU543767B2; GB2086529A; ES8302587A1; AU7544981A; JPS5762109A

Description

SiS t ¹V t *-»■ ν

Patentanwälte Dipl.-Ing. r&^gXckty/fNN· Dipd-P«YS. Dr. K. Fincke

D1PL.-ING. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

■■!

8000 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH S60 820 D/20A MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

FMC Corporation

Elektromagnetischer Förderer

Die Erfindung betrifft einen auf einer Stützfläche (19) zu befestigenden und zur Aufnahme von zu förderndem Material dienenden Förderer. ·

Förderer mit Schwingteilen werden allgemein zum Bewegen mechanischer Teile von einer Förderschale oder zum Bewegen von Material oder Teilen längs eines langgestreckten Troges von einer Zuführstelle zu einer Austragstelle benutzt. Solche Förderer enthalten häufig eine Basismasse, die auf dem Boden oder auf einer Fördererstütze mittels Schwingisolatoren abgestützt ist, welche zum Isolieren des Förderers vom Boden dienen, über der Basismasse ist durch eine Anzahl von geneigten Blattfedersätzen eine Rahmenmasse befestigt. Die Blattfedersätze ermöglichen es der Rahmenmasse als Reaktion auf einen Erregermotor zu schwingen. Solche Erregermotoren sind im allgemeinen von einem elektromagnetischen Typ, der einen Feldkern und eine Spule aufweist, die an der Basismasse montiert sind, sowie einem Anker, der an die Unterseite der Rahmenmasse so montiert ist, daß ein Luftspalt zwischen dem Anker und der Feldspule verbleibt. Wenn an die Spule ein Wechselstrom angelegt wird, werden der Anker und die Rahmenmasse wechselweise zur Spule hingezogen und wieder losgelassen und

dadurch die Blattfedersätze verbogen. Die Bewegung des Rahmens ist in bezug auf die Bewegung der Basis immer um 180° phasenverschoben» Dies bewirkt, daß die Rahmenmasse mit einer vorbestimmten Frequenz schwingt, die durch die Frequenz des an die Spule angelegten Stromes bestimmt ist. Da solche Förderer nur eine Basismasse und eine Rahmenmasse enthalten, können sie als Schwingförderer mit Zweimassensystem bezeichnet werden. Ein derartiger Förderer mit Schwingteilen geht aus der US-PS 3,258,111 hervor. Wenn ein derartiges Zweimassensystem verwendet wird, muß der Spalt zwischen dem Anker und der Feldspule geringfügig größer als der Abstand sein, in dem sich der Anker und die Feldspule bewegen. Die für die elektromagnetische Spule erforderliche Leistung oder Energie ist der Breite des Spalts (Länge des Spalts) direkt proportional und für große Bewegungen der Rahmenmasse und des daran angebrachten Troges ist eine beträchtliche Leistung oder Energie erforderlich.

Es sind auch Dreimassenschwingsysteme bekannt, beispielsweise aus der US-PS 2,353,492, der US-PS 3,786,912, der US-PS 4,117,381 oder der US-PS 4,007,825.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingförderer anzugeben, bei dem die zum Betrieb erforderliche Leistung stark reduziert ist.

Diese Aufgabe wird mit einem elektromagnetischen Förderer mit Dreimassensystem der genannten Art gelöst, der die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausfuhrungsformen gehen aus den Ansprüchen 2 bis 10 hervor.

Bei dem erfindungsgemaßen Schwingförderer ist die zum Betrieb erforderliche Leistung durch die Verwendung eines Dreimassen-

systems, in dem ein Anker und ein Feldkern relativ zueinander in Phase schwingen, d.h., sich beim Schwingen in der gleichen Richtung und nicht in der entgegengesetzten Richtung sich bewegen, stark reduziert. In den dargestellten Ausführungsformen der Erfindung enthält ein elastisch gefestigtes Basiselement einen Anker, der an einem Teil des Basiselements angebracht ist. Ein elektromagnetischer Antrieb ist mittels einer Feder am Basiselement befestigt, wobei der elektromagnetische Antrieb neben dem Anker befestigt ist. Mit dem Basiselement ist über eine Federstützeinrichtung eine Trogkonstruktion oder ein Arbeitselement befestigt. Die Antriebsspule und ihr Kern bilden eine Masse des Dreimassenantriebssystems; der Anker und das Basiselement bilden eine zweite Masse; und die Trogkonstruktion bildet eine dritte Masse.

Die Phase der Schwingung des Ankers relativ zur Schwingung der Antriebsspule kann durch Einstellen einer Federkonstante der Federstützeinrichtung reguliert werden. Wenn der Anker und die Antriebsspule in Phase zueinander schwingen, kann 0 die mittlere Breite oder Länge des Luftspalts zwischen dem Anker und der Antriebsspule beträchtlich reduziert werden.

Da die zum Betrieb der Antriebsspule erforderliche Leistung direkt proportional zur Breite des Luftspalts ist, resultiert eine Reduzierung des Luftspalts in einer Reduzierung der zum Betrieb der schwingenden Trogkonstrukfcion erforderlichen Leistung.

Die Erfindung wird anhand der Figuren, in denen auch Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen

Fig. 1 einen längs der Linie I-I in Fig. 2 genommenen vertikalen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingförderers;

'/11'

Fig. 2 einen längs der Linie II-II in Fig. 1 genommenen horizontalen Schnitt mit fortgebrochenen Teilen zur Sichtbarmachung von überdeckten Strukturen;

Fig. 3 einen längs der Linie III-III in Fig. 1 genommenen Querschnitt mit fortgebrochenen Teilen;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingförderers, der teilweise im Schnitt und mit fortgebrochenen Teilen dargestellt ist;

Fig. 5 einen längs der Linie V-V in Fig. 4 genommenen horizontalen Schnitt mit fortgebrochenen Teilen;

Fig. 6 einen längs der Linie VI-VI in Fig. 1 genommenen und vergrößert dargestellten Schnitt, aus welchem Einzelheiten des Elektromagneten und des Ankers hervorgehen;

0 Fig. 7 einen längs der Linie VII-VII in Fig. 1 genommenen und vergrößert dargestellten vertikalen Schnitt;

Fig. 8 ein Diagramm, welches die Amplitude und die Phase der Schwingungen des Ankers und des Elektromagneten eines 5 Vibrationsförderers mit Zweimassensystem zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm, welches die Schwingung des Ankers und

des Elektromagneten eines erfindungsgemäßen Vibrationsförderers mit Dreimassensystem zeigt; 30

Fig.10 eine schematische Darstellung der Massen, Kräfte und Schwingungsverschiebungen in einem Dreimassenschwingsystem; und

Fig.11 eine schematiche Darstellung der physikalischen Anordnung der Elemente des Dreimassenschwingsystems nach Fig. 10.

Ein vorgeschlagener elektromagnetischer Trogförderer weist eine langgestreckte Basiskonstruktion oder -einheit 11 " (Fig. 1, 2, 11) auf, die durch mehrere Blattfedern 13 mit einer Trogkonstruktion oder -einheit 12 verbunden ist, sowie einen elektromagnetischen Antrieb 17, der über mehrere elastische Einrichtungen, beispielsweise Federn 18 mit der Basiskonstruktion 11 verbunden ist. Die Basiskonstruktion 1T ist durch mehrere Vibrationsisolationsmittel oder Schwingungsisolierungen 22 auf einem Fundament 12 montiert.

·· ■ Die Basiskonstruktion 11 enthält ein Paar Seitenplatten 23, 24 (Fig. 1, 2) _r von denen jede mehrere Löcher (25) zum Montieren der Blattfedern 13 in einer gewünschten Neigung zwischen der Basiskonstruktion 11 und der Trogkonstruktion 12 ^r ₅ aufweist. An die Seitenplatten 23, 24 sind mehrere sich zwischen ihnen transversal sich erstreckende Gewichtsblöcke 2 9a bis 29c (Fig. 1 bis 3) geschweißt oder anderweitig daran befestigt. Die Seitenplatten 23, 24 sind durch die Schwingungsisolierungen 22 (Fig. 2, 3) mit dem Fundament 19 verbunden.

Jede Schwingungsisolierung weist ein Befestigungswinkelprofil oder -stück 30, ein Paar Schwingungsisolatoren 31, ein Paar Kopfschrauben 35 und ein Paar Stiftschrauben 36 auf. Die Schwingungsisolatoren 31 sind im wesentlichen zylinderförmig und aus einem elastomerischen Material, beispielsweise Gummi, gefertigt, das oder der sich unter Belastung verformt oder -biegt. Jeder Isolator 31 enthält eine nicht dargestellte, mit einem Innengewinde versehene, auf einer Seite in den Isolator eingebettete Buchse und die Stiftschraube 36 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Isolators eingebettet.

Die Blattfedern 13 erstrecken sich gemäß Fig. 1 von sich gegegenüberliegenden Seiten der Basiskonstruktion 11 nach oben und jede Blattfeder weist einen Satz Federblätter 13a auf. Auf jeder Seite des Förderers ist der.untere Teil eines jeden Satzes Federblätter 13a zwischen einer Klemme 37 und einem Befestigungsträger oder -block 41 durch transversal sich erstreckende Kopfschrauben 42 an Ort und Stelle gehalten. Die Befestigungsträger 41 sind an den Seitenplatten 23_r 24 mit-

»β β «t

tels Kopfschrauben 43 befestigt, von denen jede in einer der Öffnungen oder Löcher 25 in den Seitenplatten 23, 24 sitzt. Auf jeder Seite des Förderers sind die oberen Teile der Federblätter 13a zwischen Klemmen 47 und Befestigungsträgem oder -blocken 80 durch transversal sich erstreckende Kopfschrauben 49 an Ort und Stelle gehalten.

Die Befestigungsträger 48 sind mittels Kopfschrauben 53 (Fig. 1) an einem Paar Trogbefestigungsträgern oder Trogträgem 54 und 55 (Fig. 1, 3, 7) befestigt, die Teil der Trogkonstruktion 12 sind. Die Befestigungsträger 48 (Fig. 1) können um die Kopfschrauben 53 verdreht werden, so daß die Blattfedern 13 auf eine bestimmte Neigung eingestellt werden können, in der die wahlweise positionierbaren Befestigungsblocke 41 auf ein gewünschtes Loch 25 ausgerichtet sind. Von den Trogträgern 54, 55 (Fig. 3, 7) weist jeder einen im wesentlichen parallel zu den Seitenplatten 23, 24 sich erstreckenden vertikalen Schenkel und einen parallel und horizontal zum Boden eines, einen Teil der Trogkonstruktion 12 bildenden Troges 59 sich erstreckenden anderen Schenkel auf. Der Trog 59 (Fig. 1) ist an den horizontal sich erstreckenden Schenkeln der Trogträger 54 mittels Flachkopfschrauben 60 befestigt, die in den Boden des Troges 59 versenkt oder eingelassen sind. Der Trog 59 könnte auch an die Trogträger 54 geschweißt oder anderweitig daran befestigt sein.

Der elektromagnetische Antrieb 17 (Fig. 1, 2, 11) enthält einen an der Basiskonstruktion 11 befestigten Anker 63 und einen mit der Basiskonstruktion 11 durch elektromagnetische Federn 18 verbundenen Elektromagneten 64.Der Elektromagnet 64 und der Anker 63 (Fig. 1 bis 3, 6, 7) sind in einem schützenden Gehäuse 65 eingeschlossen, das eine entfernbare Abdeckung 69 (Fig. 1, 7) aufweist. Das Gehäuse 65 (Fig. 2, 3, 7) ist an den Seicenplatten 23, 24 durch ein Paar Platten 70, 71 befestigt, die zwischen den Seitenplatten 23, 24 angeordnet und daran und an den vertikalen Seiten des Gehäuses

65 angeschweißt sind. Di© Abdeckung 69 ist durch mehrere Schrauben 75 (Fig. 1, 3, I)₁ die in Löcher 76 (Fig. 7) im unteren Rand des Gehäuses 65 geschraubt sind, an der Unterseite des Gehäuses 65 befestigt. Der Anker 63 (Fig. 1, 2, 6) ist an einer Stirnseite des Gehäuses 65 durch mehrere Kopfschrauben 77 befestigt, die sich durch Löcher in der Stirnseite in Gewindelöcher 81 im Anker 63 erstrecken, wie es aus der Fig. 1 hervorgeht. Ein elektromagnetischer Kern 82 des Elektromagneten 64 ist mittels eines Abstandhalters 83 (Fig.

1, 2, 6, 11), einer Klemme 87 und eines Paares von Kopfschrauben 88, von denen jede in ein Gewindeloch 89 (Fig. 6) im Kern 82 geschraubt ist, an einem Ende der Federn 18 befestigt. Das andere Ende einer jeden Feder 18 ist mittels eines Paares von Klemmen 94, 95 und eines Paares von Kopfschrauben 99 mit einem Kernbefestigungsarm 93 verbunden. Der Befestigungsarm 93 ist auf der Oberseite des Gehäuses 65 mittels eines Paares von Kopfschrauben 100 befestigt, die in ein Paar Gewindelöcher 101 geschraubt sind, wie es am besten aus der Fig. 7 hervorgeht .

Die Betriebsweise des vorgeschlagenen Trogförderers mit Dreimassensystem gemäß den Fig. 1 bis 3, 6 und 7 kann am besten anhand der Fig. 8 bis 11 erklärt werden.

In der Fig. 10 sind Symbole verwendet, die folgendes bedeuten:

RA - räumlich fixierte Bezugsachsen, die sich an Vorderseiten von Massen befinden, wenn diese sich in einer Anfangsstellung befinden,
30

m.. - elektromagnetische Erregermasse,

iru - Masse der Basiskonstruktion, :

iru - Masse der Trogkonstruktion oder Arbeitsmasse,

* η

■/IS-

k_Q - Federkonstante des Isolators,
k₁ - Federkonstante des Erregers,
k~ - Federkonstante des Föx'derers,
F₁ - elektromagnetische Kraft an m ,

F₂ - elektromagnetische Kraft an m„ , 10

X₁ - Verschiebung der Masse In₁ ,

X₂ - Verschiebung der Masse m„,
Xo ~ Verschiebung der Masse m,.

Die Fig. 10 stellt ein elementares physikalisches Modell dar, welches Eigenschaften aufweist, die typisch für ein Dreimassensystem sind.

In einer in Fig. 11 dargestellten vereinfachten Ausführungsform der Erfindung wird zur Erzeugung von Leistung für den Betrieb des Förderers eine sinusförmige 60 Hz-Spannungswelie oder eine gleichgerichtete 60 Hz-Welle an den elektromagnetischen Antrieb 17 angelegt, obwohl auch andere Frequenzen für den Betrieb des Förderers benutzt werden können.

Auf das Modell nach Fig. 10, die Vorrichtung nach Fig. 11 oder auf irgendein typisches Dreimassensystem anwendbare allgemeine Gleichungen können so ausgedrückt werden, wie es in den folgenden Gleichungen (8.20), (8.21) und (8.23) dargelegt ist.

Eine Diskussion dieser Gleichungen ist aus dem Buch "Mechanical Vibrations", 2. Auflage von Austin H. Church, John Wiley & Sons, Inc. New York, «ew York 1963, Beginn Seite 312, entnehmbar .

(X₂-X₁J=F₁ (8.20)

(X₃-X₂J=F₂ (8.21)

^VVi^%-1⁾⁽VVi⁾⁺^X-⁽^%^l(Vr^Xn^)=Fr_l ⁽⁸'²³⁾

Bei Vernachlässigung-der Einflüsse des Isolationssystems gilt:

k_o=o.

. Bei Vernachlässigung aller Dämpfungen in dem System verschwinden alle imaginären Terme(j bedeutet die imaginäre Einheit).

Da es drei Massen gibt gilt:
15

n=3 und k =0; F =0.
η η

Die drei Gleichungen reduzieren sich auf die folgenden: -In₁0)²X₁ -k., (X₂-X₁J=F₁ (8.20)

(X₂-X₁)-"^ (X₃-X₂J=F₂ (8.21)

-m^²X₃+k₂ (X₃-X₂) =0 (8.23)

Die an der Basis wirkende elektromagnetische Kraft ist gleich und entgegengesetzt zu der elektromagnetischen Kraft an dem elektromagnetischen Erreger und deshalb gilt

F₂ =-F_r

Durch Umwandlung der Gleichung 8.20 kann eine Gleichung für die Amplitude X₁ des elektromagnetischen Erregers wie folgt erhalten werden:
35

■* if' -

X₁ (^-m ω²) =F₁ +k«!X₂ - (8.20)

2 2 2

X₁ = (F /k +X)/(1-BJ mit B₁ = Hi₁(O /k -

Durch Umwandlung der Gleichung 8.23 kann für die Amplitude X₃ für die Trogkonstruktion eine Gleichung wie folgt erhalten werden:

^X3^(k2"^m3^a) ⁾ ^{= k}2^X2

^ 2 ? 2 „ (R 7^a)

λ,-Λλ/(|-(5.) mxt p_ — πι-,ω /λ.-

Wenn der Wert von ß-, größer als 1 ist (ß_>1) dann hat

2
(1-B₃) einen negativen Wert und die Schwingungsamplitude

. _ς X₉ der Basis ist mit der Amplitude X-, der Druckkonstruktion nicht in Phase. Wenn umgekehrt der Wert von B-. kleiner

als 1 (ß-.<1)ist, dann hat (1-ß_) einen positiven Wert und

die Amplitude X₂ der Basis ist mit der Amplitude X-. der Trogkonstruktion in Phase. Durch Einsetzen der abgeleiteten _?n Beziehungen für die Amplituden X₁ und X₃ in die Gleichung 8.21 wird für die am Erreger wirkende elektromagnetische Kraft F₁ eine Gleichung folgendermaßen erhalten:

C₁LX₂-(F₁A^x₂)Z(I-B²P-.2,

-k₂[x₂/(1-ß₃)-X₂l = -F₁.
Daraus erhält man durch Umformung:

Setzt man diese Gleichung für F₁ in die Gleichung 8.20 ein, so erhält man eine Beziehung zwischen der Amplitude X₁ des Erregers und der Amplitude X„ der Basis.

(1-B₁)

+Ic₁ β^/(1-B₁)+Ic₂

Wenn der Wert von ß_ größer als 1 (ß.,>) ist und der absolute

Wert des Verhältnisses m_/(1-ß_) größer als m₉ ist, dann -m + m Z(I-B₃)J negativ und die Amplitude X₁ des Erregers ist mit der Amplitude X- der Basis in Phase.

Aus der Fig. 11 ist zu entnehmen, daß der Anker 63 (mit der Masse m_) und der Elektromagnet 64 (mit der Masse m₁) sich in jedem Augenblick in der gleichen Richtung bewegen, wenn die Basiskonstruktion und der Erreger in Phase sind. Wenn dies der Fall ist, kann der Luftspalt zwischen dem Anker 63 und dem Kern des Elektromagneten gemäß Fig. 9 klein sein, weil der kleinste und mittlere Wert des Luftspalts beinahe gleich sind. Die graphische Darstellung gemäß Fig. zeigt die Größe der Ankerverschiebung um eine Ruheposition Lj-, die Größe der Verschiebung des elektromagnetischen Kerns um eine Ruheposition L. und die Größe der Trogverschiebung um eine Ruheposition L₃. Alle Verschiebungen sind über der Zeit aufgetragen. Die augenblickliche Breite des Luftspalts ist gleich der Summe aus der Verschiebung des Ankers, der Verschiebung des Elektromagneten und der mittleren Länge des Luftspalts. Wenn die Basiskonstruktion und der Erreger in Phase sind und im wesentlichen die gleiche Schwingungsamplitude aufweisen, ist die augenblickliche Länge des Luftspalts im wesentlichen konstant und gleich der minimalen Länge oder Ausdehnung des Luftspalts. Dies bedeutet eine wesentliche Verbesserung über die bekannten Zweimassensysterne, bei denen der Trog entweder mit dem Anker oder mit dem

"1 JLl

xt. it c # - » a ■

Elektromagneten verbunden ist und bei dem der Anker und der Elektromagnet sich um 180° relativ zueinander phasenverschoben bewegen, wie es in der Fig. 8 gezeigt ist. Die graphische Darstellung der Fig. 8 zeigt die Größe der Ankerver-Schiebung um eine Ruhelage L~ und die Größe der Verschiebung des elektromagnetischen Kerns um eine Ruheposition L.. Der minimale Luftspalt ist geringfügig kleiner als der minimale Luftspalt (Fig. 9) des Dreimassensystems, aber der mittlere Luftspalt ist viel größer. Da die für den Betrieb des Troges erforderliche Leistung mit dem mittleren Luftspalt anwächst, ist die für den Betrieb des Elektromagneten in dem Zweimassensystem notwendige Leistung viel größer als bei dem Dreimassensystem .

Wie aus der obigen Gleichung 8.23a hervorgeht, kann die Phase des elektromagnetischen Erregers relativ zu der der Basiskonstruktion in einem Dreimassensystem dadurch geändert werden, daß die Masse iru (die Masse der Trogkonstruktion) oder der Wert der Federkonstante k„ geändert wird. Die Federkonstante kann durch Änderung der Anzahl der Federblätter in den Blattfedern 13 (Fig. 11) verändert werden, und die Masse m, kann durch Änderung der Größe oderdas Wertes eines Gewichts 68 (Fig. 1, 11) verändert werden. Wenn das Frequenzverhältnis ß„ größer als 1 ist und der absolute Wert des Verhältnisses

2 2 ~^

iru/d-ß-) kleiner als itu ist, dann ist der Term |_m„+m₃/(1-|3' )-i positiv und die Amplitude X₁ des Erregers ist zur Amplitude X₂ der Basis nicht in Phase.

Die Isolationsfedern, welche den Förderer stützen und die an der Basis angebracht sind, wurden vernachlässigt. Ihr Einfluß auf den Betrieb des Förderers wird dadurch minimal gehalten, daß die Übertragungsfähigkeit und Federkonstante der Isolationsfedcrn reduziert wird.

Eine andere Ausführungsform eines vorgeschlagenen elektromagnetischen Förderers mit Dreimassensystem, die aus den Fig.

4 und 5 hervorgeht, enthält eine Basiskonstruktion 111, eine Schalenkonstruktion 112 und einen elektromagnetischen Antrieb 117. Die Basiskonstruktion 111 ist mit der Schalenkonstruktion 112 durch mehrere in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Blattfedern 113 verbunden. Die Schalenkonstruktion 112 enthält eine im wesentlichen kreisförmige Schale 119, die an einen oberen Querarm 123 geschweißt oder anderweitig damit verbunden ist. Der obere Querarm umfaßt mehrere radial sich erstreckende Arme 123a, von denen jeder ein Gewindeloch 124 aufweist. Das obere Ende einer jeden Blattfeder 113 ist an einem zugeordneten radialen Arm 123a befestigt, und zwar mittels Kopfschrauben 125, die sich durch eine Klemme 129, das obere Ende der Blattfeder 113 und einen Klemmblock 130 in das Gewindeloch 124 erstreckt.

Die Basiskonstruktion 111 enthalt ein Basiselement 131 und ein damit durch mehrere Kopfschrauben 136 verbundenes bodenseitiges Querelement 135. Das untere Ende einer jeden Blattfeder 113 ist mit einem radial sich erstreckenden Arm 135a des bodenseitigen Querelements 135 verbunden, und zwar durch eine Kopfschraube 137, eine Klemme 141 und einen Klemmblock 142. Die Kopfschraube 137 erstreckt sich in ein Gewindeloch (Fig. 4), das in dem Arm 135a des bodenseitigen Querelements 135 ausgebildet ist. Die Basiskonstruktion 111 ist auf dem Fundament 19 durch mehrere Vibrationsisolatoren 147 befestigt, die durch eine Anzahl von Schrauben oder Bolzen 148 an der Basiskonstruktion 111 befestigt sind.

Ein Schutzgehäuse 149 (Fig. 4, 5), das den elektromagnetisehen Antrieb 117 aufnimmt, ist an die Basiskonstruktiön 111 geschweißt oder anderweitig damit verbunden. Der elektromagnetische Antrieb 117 ist von der gleichen Art wie der elektromagnetische Antrieb 17 gemäß den Fig. 1 bis 3, 6 und 7. Ein Anker 163 ist an ein Ende des Gehäuses 149 geschweißt oder anderweitig damit verbunden, und ein Elektromagnet ist neben dem Anker 163 und im Abstand davon angeordnet. Der Elektromagnet 164 ist mit dem Gehäuse 149 durch ein Paar Federn 118 verbunden, wobei ein Ende einer jeden dieser Fe-

dern mit dem Elektromagneten 164 über einen Abstandhalter 183, eine Klemme 187 und eine Kopfschraube 188 verbunden ist. Das andere Ende einer jeden Feder 118 ist mit einer Kernbefestigungsstütze 193 durch ein Paar Klemmen 194, 195 und eine Kopfschraube 199 verbunden. Die Befestigungsstütze 193 ist mittels Kopfschrauben 200 an einer Befestigungsplatte 189 befestigt und diese ist wiederum an einer Seitenwand des Gehäuses 149 durch eine Anzahl von Kopf schirauben 201 befestigt.

Eine an den Elektromagneten angelegte elektrische Wechselstromenergie oder -leistung bewirkt, daß der Anker 163 und die Basiskonstruktion 111 um eine vertikale Achse A (Fig. 5) schwingen und die Blattfedern 113 koppeln Energie von der Basiskonstruktion auf die Schalenkonstruktion 112 über, wodurch bewirkt wird, daß die Schalenkonstruktion um die Achse A schwingt.

Ein vorgeschlagener elektromagnetischer Förderer mit Dreimassensystem verwendet einen Anker und einen Elektromagneten, welche beide in Phase zueinander schwingen und die Länge oder Ausdehnung des Luftspalts zwischen dem Anker und dem Elektromagneten reduzieren und dadurch die zum Betrieb des Förderers erforderliche Leistung oder Energie reduzieren. 25

Leerseite

Claims

* «Ο « ί. βο ο * *#β Patentanwälte Dipl.-Ing. rIj^j5ipk%AiNN,*DipeL?-PHYs. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.¥eickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska 8000 MÜNCHEN 86, DEN £2. $8β, J9§i POSTFACH 860 820 D/2 OA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 PMC CORPORATION East Randolph Drive Chicago, Illinois, V.St.A. Elektromagnetischer Förderer Patentansprüche

1. Auf einer Stützfläche zu befestigender und zur Aufnahme von zu förderndem Material vorgesehener elektromagnetischer Förderer, gekennzeichnet durch eine Basiskonstruktion (11; 111)

eine erste elastische Einrichtung (22; 147, 148) zur elastischen Befestigung der Basiskonstruktion (11? 111) auf der Stützfläche (19),

eine Trogkonstruktion (12; 112),

eine zweite elastische Einrichtung (13; 113) zur elastischen Befestigung der Trogkonstruktion (12; 112) an der Basiskonstruktion (11 ; 111) ,
einen Schwingungsmechanismus (17; T17) mit zwei Schwingungsteilen (63, 64; 163, 164), die bei Erregung relativ zyklisch verschiebbar sind,

eine Einrichtung (77, 65, 70, 71; 149) zum Befestigen eines der beiden Schwingungsteile an der Basiskonstruktion (11; 111), um Schwingungen in der Basiskonstruktion zu induzieren, wenn der Schwingungsmechanismus (17; 117) erregt ist, und um Schwingungen der Basiskonstruktion (11; 111) über die zweite elastische Einrichtung (13; 113) in der Trogkonstruktion (12; 112) zu induzieren, und

eine Einrichtung (18; .118) zur elastischen Koppelung des anderen Schwingungsteils an die Basiskonstruktion (11; 111), damit dieser in Phase mit dem einen Schwingungsteil an der Basiskonstruktion (11; 111) schwingt.

2. Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phaseneinstelleinrichtung (13, 68) zur Einstellung der Schwingungsphase eines der Schwingungsteile (63, 64) relativ zur Schwingung des anderen Schwingungsteils vorgesehen ist (siehe Fig. 11).

. 3. Förderer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phaseneinstelleinrichtung (13) eine Federeinstelleinrichtung zum Einstellen der Federkonstanten der zweiten elastischen Einrichtung (13) zwischen der Trogkonstruktion (12) und der Basiskonstruktion (11) aufweist.

4. Förderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elastische Einrichtung (22) zwischen der Basiskonstruktion (11) und der Stützfläche (19) Isolationsmittel zum Isolieren der Bewegung der Basiskonstruktion (11) von der Stützfläche (19) aufweist.

5. Auf einer Stützfläche zu befestigender und zur Aufnahme von zu förderndem Material vorgesehener elektromagnetischer Förderer mit Dreimassensystem, insbesondere Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch

ein Basiselement (11; 111)·, an dem ein Anker (63; 163) befestigt ist,

einen elektromagnetischen Antrieb (64; 164), eine elastische Einrichtung (18; 118) zum Verbinden des elektromagnetischen Antriebs (64; 164) mit dem Basiselement (11; 111) und zum Befestigen des elektromagnetischen Antriebs (64; 164) im Abstand neben dem Anker (63;

9« ■»· QO ο

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163), damit Schwingungen in dem Basiselement (11; 111) induziert werden, wenn der elektromagnetische Antrieb (64; 164) erregt wird,

durch ein Arbeitselement (12; 112), und eine Federeinrichtung (13; 113) zum Abstützen des Arbeitselements (12; 112) auf dem Basiselement (11; 111) und zur Übertragung von Schwingungen von dem Basiselement auf das Arbeitselement.

6. Förderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Isolationsmittel (23) zum Befestigen des Basiselements (11; 111) auf der Stützfläche (19) vorgesehen sind.

7. Förderer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine Einrichtung (68) zur Einstellung der Federeinrichtung (13) vorgesehen ist, mit der eine minimale Breite des Spaltes zwischen dem elektromagnetischen Antrieb (64) und dem Anker (63) eingehalten wird, in dem bewirkt wird, daß der Anker (63) und der elektromagnetische Antrieb

(64) in Phase miteinander schwingen.

8. Förderer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (rru) des Arbeitselements (12) so einstellbar ist, daß die Schwingungsphase des Ankers (6 3) relativ zur Schwingung des elektromagnetischen Antriebs (64) einstellbar ist.

9. Auf einer Stützfläche zu befestigender und zur Aufnahme von zu förderndem Material vorgesehener elektromagnetischer Förderer mit Dreimassensystem, insbesondere Förderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Basiselement (11; 111) mit einem daran befestigten Anker (^3; 163),
eine zwischen der Stützfläche (19) und dem Basiselement (11; 111) angeordnete isolierende Stützeinrichtung (22; 147) zum Isolieren von Schwingungen des Basiselements

von der Stützfläche, - . .

einen elektromagnetischen Antrieb (64; 164), eine mit dem Basiselement (11; 111) und dem elektromagnetischen Antrieb (64; 164) verbundene Antriebsfedereinrichtung (18; 118) zum Befestigen des elektromagnetischen Antriebs (64; 164) im Abstand neben dem Anker (63; 163), um in dem Basiselement (11; 111) Schwingungen zu induzieren, wenn der elektromagnetische Antrieb erregt ist, eine Trogkonstruktion (12; 112)

eine Federeinrichtung (13; 113) zum Abstützen der Tragkonstruktion (12; 112) auf dem Basiselement (11; 111) und zur übertragung von Schwingungen des Basiselements auf die Trogkbnstruktion, und
eine Einrichtung (13; 68) zum Einstellen der Schwingungsphase des Ankers (63; 163) relativ zur Schwingung des elektromagnetischen Antriebs (64; 164).

10. Förderer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einstellen der Schwingungsphase eine Einrichtung zum Einstellen der Federkonstante der Federeinrichtung aufweist, so daß bewirkt wird, daß der Anker (63; 163) und der elektromagnetische Antrieb (64; 164) miteinander in Phase schwingen und dadurch die Breite des zwischen dem Anker und dem Antrieb erforderlichen Spaltes reduziert wird.

11. Verfahren zur Reduzierung der für einen Förderer erforderlichen Antriebsleistung, der auf einer Stützfläche befestigt ist und eine Basiskonstruktion, eine Trogkonstruktion sowie einen Schwingungsmechanismus aufweist, der zwei Teile enthält, die bei gleicher Regung des Mechanismus relativ zueinander zyklisch verschiebbar sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) zwischen der Basiskonstruktion und der Stützfläche wird ein Schwingungsisolator befestigt;

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b) die Trogkonstruktipn wird elastisch an der Basiskonstruktion befestigt;

c) einer der Teile des Schwingungsmechanismus wird an der Basiskonstruktion befestigt, so daß bei erregtem

Schwingungsmechanismus Schwingungen in der Basiskonstruktion induziert und Schwingungen von der Basiskonstruktion durch eine elastische Befestigung in der Trogkonstruktion induziert werden; und 10

d) der andere Teil des Schwingungsmechanismus wird elastisch mit der Basiskonstruktion so verbunden, daß er mit dem einen Teil an der Basiskonstruktion in Phase schwingt.

12. Verfahren zum Reduzieren der für einen auf einem Stützfundament befestigten elektromagnetischen Förderer erforderlichen Antriebsleistung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

e) eine Basiskonstruktion des Förderers wird durch Schwingungsisolatoren mit einer Stützfläche verbunden;

f) an der Basiskonstruktion wird ein Anker befestigt; 25

g) an der Basiskonstruktion wird im Abstand neben dem Anker ein Elektromagnet elastisch befestigt;

h) eine Trogkonstruktion wird durch eine elastische Einrichtung mit der Basiskonstruktion verbunden; und

i) die Federkonstante der Federeinrichtung wird so eingestellt, daß der Anker mit dem Elektromagneten in Phase schwingt, wenn der Elektromagnet durch einen Wechselstrom erregt wird.

13. Verfahren zum Reduzieren der für einen elektromagnetischen Förderer erforderlichen Antriebsleistung und zum Befestigen des Förderers auf einem Stützfundament, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

j) eine Basiskonstruktion des Förderers wird durch Schwingungsisolatoren auf einer Stützfläche befestigt;

k) an der Basiskonstruktion wird ein Anker befestigt; -

1) an der Basiskonstruktion wird im Abstand neben dem Anker ein Elektromagnet elastisch befestigt;

m) an der Basiskonstruktion wird eine Förderkonstruktion elastisch befestigt;

n) die Masse der Förderkonstruktion wird solange eingestellt, bis der durch einen Wechselstrom erregte Elektromagnet mit dem Anker in Phase schwingt. 20

14. Verfahren zur Konstruktion eines elektromagnetischen Förderers mit Dreimassensystem, der eine reduzierte Betriebsleistung benötigt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

o) es wird eine Basiskonstruktion mit einem Anker gebaut, .

p) zwischen der Basiskonstruktion und einem Stützfundament wird ein Schwingungsisolator montiert;

q) ein elektromagnetischer Antrieb wird elastisch mit der Basiskonstruktion so verbunden, daß er neben dem Anker angeordnet ist;
35

r) an der Basiskonstruktion wird eine Trogkonstruktion

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elastisch befestigt; und

f) die Phase des elektromagnetischen Antriebs wird solange eingestellt, bis der Anker und der Antrieb in Phase miteinander schwingen.