DE3245223A1 - Zwei-massen schwingsystem, insbesondere schwingsieb - Google Patents

Description

Be Schreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zwei-Massen Schwingsystem, insbesondere Schwingsieb, Schwingförderer oder dgl,,'bei dem eine als Gegenmasse dienende Masse gegenüber einem Fundament oder einer Tragkonstruktion federnd abgestützt ist und eine Nutzmasse"z.B. ein Schwingsieb federnd an der Gegenmasse abgestützt ist.

Ein solches System, das zumeist mit einer über seiner Resonanzfrequenz liegenden Frequenz betrieben wird, ist z.B. durch die DE-PS 2 121 539 bekannt geworden.

Oberhalb ihrer ersten Resonanzfrequenz betriebene Zwei-Massen-Schwingsysteme haben den Wachbeil, daß sie nach dem Abschalten des Antriebes in Resonanz auslaufen. Nach dem Abschalten des Antriebes vergrößert sich deshalb die Amplitude der Nutzmasse des Schwingsystems um ein Vielfaches, Diese großen Amplituden bedeuten eine sehr starke Belastung der einzelnen Bauteile des Schwingsystems, die deshalb sehr viel stärker ausgelegt werden müssen als für den normalen Betrieb eigentlich notwendig wäre. Außerdem bewirken die großen Amplituden beim Auslaufen von Schwingsystemen, z.B. von Schwingförderern, daß nach dem Abschalten des Antriebs noch Material nachgefördert wird. Dies wirkt sich besonders nachteilig aus, wenn ein schnelles Abschalten des Schwingförderers etwa infolge einer Betriebsstörung oder infolge eines Unglücksfalles notwendig wird. Schließlich müssen stationäre Bauteile, die zu der Gesamtanlage gehören, von der auch der Schwingförderer oder das Schwingsieb ein Teil ist, in einem hinreichend großen Abstand der Nutzmasse montiert werden, um zu vermeiden, daß sich die Nutzmasse und die stationären Bauteile gegenseitig zerstören.

BAD ORIGINAL

4 « a »a »at

Um die Amplituden der Nutzmasse beim Durchlaufen des Resonanzbereiches auf ein vertretbares Maß zu reduzieren, wurde schon vorgeschlagen, die Gegenmasse mit dem Fundament zusätzlich zu den Federn über mehrere Stoßdämpfer zu verbinden. Dabei muß bei der Auslegung des Systems darauf geachtet werden, daß die Gegenmasse bei der Betriebsfrequenz das System mit einer möglichst kleinen Amplitude schwingt um die durch die Stoßdämpfer bedingten Verluste klein zu halten.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Art der Dämpfung der Schwingungen der Gegenmasse liegt darin, daß sich insbesondere bei den großen Amplituden des Schwingsystems, die während des Auslaufens des Schwingungserregers bei Erreichen der Eigenfrequenz des Systems auftreten, erhebliche dynamische Belastungen ergeben, die auf die Tragkonstruktion einwirken.

Die Stoßdämpfer, die meist als hydraulische Stoßdämpfer ausgebildet sind, sind überdies störungsanfällig. So führt z.B. eine geringe Undichtheit zu einer drastischen Reduzierung ihrer Wirksamkeit bzw. zu ihrer Wirkungslosigkeit.

Reduziert sich aber die Wirksamkeit auch nur eines Stoßdämpfers in einem größeren Ausmaß, so schwingt das System an dieser Stelle unkontrolliert auf, wobei erhebliche Schäden auftreten können.

Aus diesen Gründen müssen die Stoßdämpfer bei gemäß der DE-PS 2 121 539 aufgebauten Schwingsystemen in relativ kurzen Abständen überprüft und ausgetauscht werden.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein Zwei-Massen Schwingsystem vorzugschlagen, bei dem bereits durch seinen Aufbau im Bereich der Resonanzfrequenz eine zur Unterdrückung gefährlich hoher Amplituden der Nutzmasse ausreichende Dämpfung sichergestellt ist und auf zusätzliche Einrichtungen,, wie Stoßdämpfer oder auf den Schwingungserreger einwirkenden Bremsein riehtungr-in verzichtet werden kann, die selbnt wieder vom Ausfall bedroht sind.

BAD

. 5.

Erfindungsgenäß wird dies dadurch erreicht, daß die als Gegennasse dienende Konstruktion mindestens einen Hohlraum aufweist, der teilweise nib einen losen Granulat oder einem Gemisch aus einem Granulat und einem cinuerviskosen Bindemittel gefüllt ist, wobei das Massoverhiiltnis der leeren Konstruktion zur Füllung des bz^r.-r. der Hohlräume 1 : 0,2 bis 1 : 3 vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 2, S beträgt. Vorzugsweise weist das dauerviskose Bindemittel eine Viskosität im Bereich von 1000 cP (.1ΡΛ.Π.) auf, um einen besonders hohen Dämpfungsef^ekt zu ermöglichen.

Bei der Betriebsfrequenz schwingt die Gegennasse des Schwingsystems üblicherweise mit kleiner Amplitude und die.auf die Gegenmasse einwirkenden Beschleunigungswerte sind daher ebenfalls relativ klein und liegen unter der Erdbeschleunigung. Das in den Hohlräumen befindliche Granulat bleibt daher auf dem Boden des Hohlräumen liegen und es tritt keine nennenswerte /Relativbewegung svischon dem Granulat und der Konstruktion der Cegenmasse auf. Bei der Betrieh.sfrequenz wirken daher die Konstruktion der Gegenmasse und das Granulat stets als eine Hasse, bzw. sind gekoppelt.

Vergrößert sich jedoch die Amplitude der Gegenmasse bei Annäherung an die Resonanzfrequenz so erhöhen sich die auf die Gegenmasse einwirkenden Beschleunigungswerte und überschreiten dabei den Uert der Erdbeschleunigung. Dadurch hebt aber das Granulat vom i3oden des Hohlraumes ab und wird aus dem freien Fall wieder aufgefangen. Die diiriit verbundene Stoßarbeit wird dem Schwingsystem entzogen und letzteres dadurch bedänpft. Außerdem ergibt sich von Moment des Abhebens des Granulats bis zu dessen Aufprall an der Decke oder dem Boden des Hohlraumes eine Verminderung des für die Resonanzfrequenz der Gegenmasse maßgebenden Viertes ihrer Masse, wodurch sich deren Resonanzfrequenz ständigihdert und so ein ausgeprägtes /ufschaukeln der Schwingung der Gegenmasse verhindert wird.

Boi der erfindungsgemäßen Ausbildung einos Svei-ri systems ergibt sich somit der Vorteil, daß die Dämpfung in

BAD ORIGINAL

Betriebszustand praktisch v;J rkungrslos ist und :;omit keinen höheren Enorgieeincati: erfordert, bein Durchlaufen des Resonanzbereiches nach den Abschalter. cOa Antriebs <ler; Schwingung scrrogera das Syr;ton aber umso mehr dämpft,desto größer die Amplituden der Schwingungen der Gegennasse werden. Außerdem erfordert dieser Aufbau auch keine besondere Wartung und Kontrolle und es bestellt auch keine Gefahr, daß die Dämpfung plötzlich ausfällt.

Wach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Granulat eine Korngröße von weniger als 1O mn und ein Schüttgewicht von 1,5 bis 3 t/m vorzugsweise eine Korngröße

von 1 bis 5 mm und ein Schüttgev/icht von 1,8 bis 2,3 t/n aufweist, wodurch während des Durchlaufens des Resonanzbereiches dem System besonders viel Energie entzogen wird. Dabei ist es besonders günstig, wenn der Füllungsgrad jedes Hohlraumes 50 -- 95 ·% vorzugsweise 70 - 80 3 beträgt.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kornform des Granulats einem muscheligen Bruch entspricht.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figuren 1 und 2 ein erfindungsgemäßes Schwingsieb

in Auf- und Seitenriß, und die

Figuren 3 und Λ Schnitte durch eine Kammer der

Gegennasse! im Betriebszustand bzw. während des Durchlaufens des Resonanzbereiches.

Die über Federn 7 auf einem Fundament 3 abgestützte Gegennasse 1 ist im wesentlichen durch zwei hohle, an ihren Stirnseiton miteinander verbundene Lüngr.kästen gebildet, die durch Trennwände in mehrere Kammern unterteilt sind. Auf der Gefjpnnar.se 1 ist ein Schwingsieb 4 über Federn 5 abgestützt..Alp Schwingungs-

erregcr sind vier gen-enlnufig angetriebene Unwuchtria ssen G vorgesehen, die übor Kardanwellen 8 niteinfiridor bzw» nit einen Antriebnnotor 9 verbunden sind. Selbstverständlich erfolgt der Antrieb zweier der Unwuchtnuissen 6 nicht direkt über eine von einer Kardanwelle 8 angetriebenen Welle, sondern über je ein die Drehrichtung umkehrender; Getriebe.

Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, sind die Kammern der hohlen Längskästen der Gegenrnasse 1 teilweise mit Granulat 2 gefüllt, v/obei der Füllgratd im dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 95lbl.°o beträgt.

Der Füllgrad muß aber keineswegs so hoch gewählt werden und kann auch erheblich unter diesem Uert z. B, bei 50 % liegen.

Das als Füllmaterial dienende Granulat z. b. Sand weist zweckiTiäßigerweine ein Schüttgewicht von 1,8 bis 2,3 t/n und eine Korngröße von weniger als 10 nun auf, wobei die Kornfom vorteil' hafterweise einen muscheligen Bruch entspricht.

Das Verhältnis der Massen der Konstruktion der Gecfennasse zur nasse ihrer Füllung beträgt etwa 1 : 2, sodaß dich in Falle des Abhebens des Granulats 2 vom Boden der Hohlräume der Gegenlasse 2 ein erheblicher Unterschied in der für die Resonanzfrequenz der Gegenmasse 1 maßgeblichen Größe ihrer Masse

Wie au3 Figur 3ersiehtlieh, wirken bei der Detriebsfrequenz des Schwingsiebes, die über der Resonanzfrequenz der Gegenmasse 1 liegt, auf diese relativ geringe, unter dar Erdbeschleunigung liegende Beschleunigungskräfte ein, sodaß das Granulat 2 auf dem Boden der Kammern der Läncrnkästen der Gegenma'sse 1 liegen bleibt und somit mit dieser gekoppelt ist.

Treten jedoch beim Durchlaufen des ResonnnzberGiches bezogen auf die gekoppelten Massen des Granulats 2 und eier Konstruktion der Gegenmasse 1 größere Schwingungen tier Gegenmasse auf, so

BAD ORfGfNAL

■2-

:;tcigon die auf das Granulat 2 einwirkenden Beschleunigunqskriifrtc an und das Granulat 2 hebt π ich phrnenvo i r,o vom Boden der Kammer de.^c; Länqr.kastonr; nh . (Figur 4) Dadurch ändert sich zeitweise die wirksame Hanno der Gegennasse 1 und damit deren Resonanzfrequenz- Außerdem prallt das Granulat 2 abwechselnd an der Decke und dem Boden der Kammer an. Dadurch wird den im Auslaufen befindlichen Schwingsystem die zum Abbremsen und Beschleunigen des Granulats 2 nötige Energie entzogen und so ein hohes Maß an Dämpfung erreicht»

BAD

Claims (5)

1. Patentansprüche :

   1, Zwei-Massen Schwingsystem, insbesondere Schwingsieb, Schwingförderer oder dgl., bei dem eine als Gegenmasse dienende Masse gegenüber einem Fundament oder einer Tragkonstruktion federnd abgestützt ist und eine Nutzmasse, z.B. ein Schwingsieb federnd an der Gegenmasse abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die als Gegenmasse (1) dienende Konstruktion mindestens einen Hohlraum aufweist, der teilweise mit einem losen Granulat (2) oder einem Gemisch aus einem Granulat und einem dauerviskosen Bindemittel gefüllt ist, wobei das Masseverhältnis der leeren Konstruktion zur Füllung des bzw. der Hohlräume 1 : 0,2 bis 1 : 3 vorzugsweise 1 : 2 bis 1: 2,5 betragt.
2. 2. Schwingsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dauerviskose Bindemittel eine Viskosität im Bereich von 1000 ep (1Pa.s) aufweist.

   BAD ORiGIfMAL

   # »I» fc · ·
3. 3. Schwingsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
   gekennzeichnet , daß das Granulat eine Korngröße von weniger als 10 mm und ein Schüttgewicht von 1,5 bis 3 t/m vorzugsweise eine Korngröße von 1 bis 5 mm und ein Schüttgewicht von 1,8 bis 2,3 t/m aufweist.
4. 4. Schwingsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß die Kornform des Granulats (2) einem muscheligen Bruch entspricht.
5. 5. Schwingsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a durch gekennzeichnet, daß der bzw. die Hohlräume der Gegenmasse zu 50 - 95 % vorzusweise zu 70 -■ 80 % mit Granulat gefüllt sind.

   BAD ORIGINAL