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Schüttelrinne mit Antrieb durch einen umlaufenden oder hin und her
gehenden Motor. Im Hauptpatent 323700 ist ein Antrieb für in der Längsrichtung
hin und her gehende Schüttelrinnen unter Schutz gestellt, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß nach Betriebspausen das Ingangsetzen der Rinnen mit in der Länge zunehmenden
Hüben erfolgt. Die vorliegende Erfindung hat eine weitere Ausbildung .dieses Gedankens
zum Gegenstande; dabei wird die Kraft, mit der die Rinne in Gang gesetzt wird, allmählich
vergrößert. Die Veränderlichkeit dieser auf die Rinne einwirkenden Kraft wird durch
ein bei der Übertragurig der Motorkraft auf .die Rinne mitwirkendes Organ erreicht,
dessen Widerstand gegen Lagenänderungen gegenüber ,dem Motor oder der anzutreibenden
Rinne während deren Ingangsetzen verändert werden kann. Ein solches Organ kann z.
B. ein Hebel oder Mitnehmer sein, der unter der Einwirkung einer oder mehrerer Federn
steht, deren Spannun- während des Ingangsetzens der Rinne im Laufe einer Anzahl
von Umläufen,des Antriebs mittels z. B. einer Kurbel oder eines umlaufenden Motors
mehr und mehr gesteigert werden kann. Das Organ kann aber auch aus einem mit Flüssigkeit
oder Gas gefüllten Zylinder mit in ihm befindlichen Kolben und einem beide Zylinderenden
verbindenden verengerbaren Umlaufkanal bestehen. Das Organ kann ferner gebildet
werden durch eine mit Reibung arbeitende oder in der eigenen Bewegiung durch Reibung
gehemmte Vorrichturig, wobei die Reibung während des Ingangsetzens der Schüttelrinne
veränderbar ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung. Fig. r bis 3 sind Oberansichten von Schüttelrinnen, bei deren Antrieb
je eine Feder mitwirkt, deren Kraft beim Ingangsetzen der Rinne allmählich gesteigert
und zwecks Stilisetzens der Rinne ebenso geschwächt wenden kann. Die Fig. 4 und
5 sind ein Längsschnitt bzw. eine Seitenansicht zweier Ausführungen, bei denen j
e zwei in entgegengesetzten Richtungen antreibend wirkende, in ihrer Spannung veränderbare
Federn vorgesehen sind. Fig.6 zeigt die Seitenansicht einer Schüttelrinne, bei der
der veränderbare Reibungswiderstand eines zu ihrem Antrieb dienenden, gleichbleibend
hin und her gehenden Mitnehmers .die eingangs gekennzeichnete veränderbare Kraft
bildet. In Fig. 7 und 8 ist ein Antrieb gezeichnet, bei dem eine in veränderlichem
Grade am freien Strömen verhinderte Flüssigkeit- oder ein unter erheblichem Druck
stehendes Gas zur Hervorbringung der veränderlichen Kräfte dient. Fig. 9 zeigt eine
Ausführung, bei der die veränderliche Kraft ebenfalls durch einstellbare Reibung
erzeugt wird.
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Den F il-. r bis 3, 8 und 9 ist gemeinsam, daß das unter .dem Einfluß
der veränderlichen Kraft stehende, bei der Übertragung der Motorkraft auf die Rinne
mitwirkende Orgän
an .dem einen Ende seines Hubes zur Ruhe kommt,
wenn die Rinne ihren größten Hub erreicht hat. Diese Aufgabe ist mit Hilfe einer
Feder in Fig. i bis 3, einer Flüssigkeit in Fig. 8 und der Reibung in Fig. 9 gelöst.
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In den Fig. i und 2 ist eine Antriebskurbel 2 durch eine Stange 4
mit einem Hebel io verbunden. Dieser treibt durch eine Stange 9 die Rinne i an,
mit der sie durch Bolzen g' gekuppelt ist. Der Hebel io greift an dem Zapfen 66
einer Hülse 14 an, die hier das Organ bildet, dessen Widerstand gegen Lagenänderungen
gegenüber dem Motor bzw. der Kurbel e während des Ingangsetzens und auch während
des Stillstandes .der Rinne verändert werden kann. Diese Hülse sitzt längsverschiebbar
auf einer Spindel 16. Mit .der Hülse 14 ist ein Rohr 41 fest verbunden, das eine
Führung für eine zur Ausübung er veränderlichen Kraft dienende Feder 42 bildet.
Die Feder stützt sich mit ihrem einen Ende gegen den Boden des Rohres 41 und mit
dem andern Ende gegen eine auf der Spindel i6 drehbare und entgegen der Richtung
35 längsverschiebbare Hülse 43. Zwischen dieser und dem Ring 44 eines Kugellagers
44, 45 liegt eine Feder 36, die ihrem Zusammendrücken einen beträchtlich größeren
Widerstand als die Feder 42 entgegensetzt.
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Die Feder 36 kann mit Vorspannung eingesetzt werden. Sie kann z. B.
mit dieser Vorspannung so stark sein, daß sie einen größeren Widerstand leistet
als die Feder 42 nach starkem Zusammendrücken. Zwei fest auf der Spindel 16 sitzende
Ringe 63, 45 dienen beim gewöhnlichen Arbeiten der Schüttelrinne als Widerlager
für den von der Feder 36 nach beiden Seiten ausgeübten Druck. Die Spindel 16 ruht
an ihrem vorderen, mit Gewinde versehenen Ende in einer Mutter 39, die undrehbar
und unverschiebbar mit der Grundplatte 25 verbunden ist, auf der auch die Welle
der Kurbel 2 gelagert ist. Das andere glatte Ende der Spindel 16 ruht in einem Lager
37.
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Beim Umlauf der Kurbel 2 wird die Schüttelrinne i entgegen der Richtung
8 angeholt und geht unter ihrem Eigengewicht oder einer anderen, nicht von der Kurbele
ausgeübten Kraft in der Richtung 8, die zugleich die Förderrichtung ist, selbsttätig
zurück. Die Rinne ist. in Fig. i und 2 am Ende ihres Förderhubes.
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Befindet sich die Rinne in Ruhe und wird die Kurbel 2 in Gang gesetzt,
während sich die Spindel 16 in .der in Fig. i und 2 dargestellten Anfangslage befindet,
so dreht sich der Hebel io um den ihn mit der Stange 9 verbindenden Zapfen 64 in
der Richtung 65. Dabei werden die Hülsen 14,41 entgegen der Richtung 35 verschoben,
wobei die Hülse 14 auf der Spindel 16 und die Hülse 41 auf der Hülse 43 gleitet
und die Feder 42 stark zusammengedrückt wird. Die Rinne i erhält dabei nur einen
geringen Antrieb, weil die Feder 42 sehr lang ist und eine geringe oder keine Anfangsspannung
hat, so daß sie der Hülse 14 erst nach erheblichem Zusammendrücken einen Widerstand
entgegensetzt, der es dem Hebel io ermöglicht, die Rinne i entgegen der Richtung
8 merklich mitzunehmen. Die Feder 36 wird dabei nur sehr wenig zusammengedrückt.
Sobald die Kurbel: den Hebel io in entgegengesetzter Richtung bewegt, dehnt sich
die Feder 42 wieder aus und die Rinne macht eine Bewegung in der Richtung 8, an
deren Ende das Gut in ihr, ebenfalls in der Richtung 8, weiterrutscht.
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Wird die Spindel 16 durch Drehen mittels der Kurbel 17 in der Richtung
35 verstellt, so erhält die Feder 42 eine Anfangsspannung oder ihre anfänglich vorhandene
Spannung wird vergrößert; sie wird daher bei den folgenden Umläufen der Kurbele
weniger zusammengedrückt, und der Hub der Rinne i vergrößert sich. Je mehr nun die
Spindel 16 irr der Richtung 35 verstellt wird, desto mehr steigt die Spannung der
Feder 42 und demgemäß ihr mittlerer Widerstand gegen ein Zusammendrücken .durch
die Hülse 14. Sie wird also beim Umlauf der Kurbel :2 weniger nachgeben, und der
Hub der Rinne wird sich weiter vergrößern. Ist die Feder 42 nach entsprechender
Drehung der Spindel a6 vollständig zusammengedrückt, so daß ihre Gänge fest aufeinander
liegen, so wird die Hülse 14 zum unbeweglichen Stützpunkt für den Hebel io und ,die
Schüttelrinne erreicht den größten Hub, den sie durch die Kurbel 2 unter Berücksichtigung
des gewählten Armverhältnisses des Hebels io erhalten kann. Nach vollständigem Zusammendrücken
der Feder 42 dient die Feder 36 als Sicherheitsvorrichtung, falls aus irgendwelchen
Gründen Stöße indem Gestänge auftreten.
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Bei der Ausführung nach T;ig.3 ruht die Spindel 16 am einen Ende drehbar,
aber unverschiebbar in einem hager 37, das fest mit der Rinne i verbunden ist. Der
Gewindeteil der Spindel ruht in einer Mutter 39, die mit einem Führungsschuh 7o
und mit der Hülse 4.1 in- fester Verbindung steht. Der Schuh 70 und die Hülse 41
können in Führungen 46 und 47 der Länge nach gleiten. Die Schraubenfeder 42 liegt
mit ihrem einen Ende gegen den Boden der Hülse 41 und mit ihrem anderen Ende gegen
einen Bund 48 einer Zugstange 49 an. Diese geht durch den Boden der Hülse 41 hindurch
und ist durch einen Bolzen 5o mit dem Seil ig verbunden, das unter einer festen
Rolle 23 hindurch zur Kurbel 2 geht. Die Rinne i ist in Fig. 3 ,am Ende
des
Förderhubes. Sie wird- .durch die Kurbel 2 entgegen der Förderrichtung 8 angeholt
und durch,die Schwere oder eine andere, nicht von der Kurbel :2 ausgeübte Kraft
wieder zurückbewegt.
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Wenn die Schüttelrinne stillsteht, so befinden sich alle Teile des
Antriebs 41 in der in Fig. 3 gezeichneten Lage. Wird die Kurbel 2 in Gang gesetzt,
so wird die Feder 42 erheblich zusammengedrückt. Die Rinne i erhält aber nur einen
geringen Antrieb, weil die Feder erst dann, wenn sie fast vollständig zusammengedrückt
ist, eine zum merklichen Mitnehmen der Rinne .ausreichende Kraft äußern kann. Während
des dann folgenden halben Umlaufes der Kurbel entspannt sich die Feder 42 und -die
Rinne macht einen sehr kleinen Förderhub. Wird nun die Hülse 41 in der Richtung
35 durch Drehen der Spindel 16 verschoben, so wird die Feder 42 zusammengedrückt.
Ihre Anfangsspannung nimmt zu und die Rinne erhält einen stärkeren Antrieb. I.3t
die Schraubenfeder 42 mittels der Spindel 16 ganz zusammengedrückt, so ist der Hub
der Schüttelrinne gleich dem der Kurbel. In Fig. 3 ist die Sicherheitsfeder 36 der
einfacheren Darstellung halber fortgelassen. Zur Verbindung der Kurbel e, mit der
Rinne i kann statt eines biegsamen Zugmittels 1g auch, wie in Fig. i und 2, eine
starre Stange 4 gewählt werden. Ebenso kann in Fig. i und 2 an Stelle der Stange
4 ein Seil verwendet werden.
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Während in den Fig. i bis 3 die Antriebe für Rinnen dienen, die im
Niederfall fördern, wobei also die Kurbel 2 nur in der einen Richtung die Rinnen
zwangläufig bewegt, erteilt bei dem Rinnenantrieb nach Fig. 4 und 5 die Kurbel 2
der Rinne i eine Bewegung in beiden Richtungen. Das Gesetz der Bewegung der Rinne
in der beabsichtigten Förderrichtung ist dabei ein anderes als für die entgegengesetzte
Bewegungsrichtung, damit ein Rutschen ,des Gutes in der beabsichtigten Förderrichtung
eintritt. Die Spindel 16 ruht in Lagern 37, und zwar gegen diese achsial unverschiebbar.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sitzen diese Lager 37 an einer unbeweglich auf
der Streckensohle ruhenden Grundplatte 25, während sie bei der Ausführungsform nach
Fig. 5 fest an der Rinne i angebracht sind: Die Spindel 16 ist bei den Ausführungsformen
nach Fig. 4 und 5 rechts-und linksgängig und trägt zwei Muttern 52 und 53. Eine
Stange 6o, die die Lager 37 verbindet, verhütet, daß ,die Muttern 52 und 53 sich
mit der Spindel 16 drehen. Die Hülse 14 sitzt auch hier achsial verschiebbar auf
der Spindel 16. Die beiden in ihrer Wirkung gleichen Schraubenfedern 42 und 54 liegen
mit ihren einander zugekehrten Enden gegen die Hülse 14 an, während die anderen
Enden der Federn ihre Stützung durch die Muttern 52 und 53 finden. In Fig. 4 sind
auf der Spindel 16 zwischen den Federn 42 und 54 einerseits und den Muttern 52 und
53 anderseits innen glatte Hülsen 43 und 56 angeordnet, die sich auf der Spindel
16 verschieben können, aber durch die Stange 6o gegen Drehung gesichert werden.
Zwischen den Hülsen 43, 56 -und .den lbluttern 52, 53 liegen die Sicherheitsfedern
36 und 57. In Fig. 5 sind diese der einfacheren Darstellung halber fortgelassen.
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Wird bei den Ausführungen nach Fig.4 und 5 die Kurbel e in Umlauf
gesetzt, so werden die Federn 42, 54 abwechselnd erheblich zusammengedrückt. Sie
erteilen der Rinne dabei entsprechend abwechselnd und in den entgegengesetzten Richtungen
zunächst nur einen geringen Antrieb. Je mehr die Muttern 52, 53 durch Drehen der
Spindel einander genähert werden, desto mehr vergrößert sich die Spannung der Federn
42 und 54 und desto stärker wird die Rinne in beiden Richtungen angetrieben. Sind
die Federn ganz zusammengedrückt, so entspricht der Hub der Rinne dem der Kurbel.
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Bei der Ausführung nach Fig. 6 sitzt auf der Stange 16', die unter
Zwischenschalten der Sicherheitsfedern 36 mit der Rinne i verbunden ist, ein Mitnehmer
14, der durch die Stange 4 mit der Kurbel :2 verbunden ist. Dieser Mitnehmer kann
vor dem Ingangsetzen der Rinne beim Umlauf der Kurbel 2 auf der Stange 16' entsprechend
dem vollen Kurbelbub frei hin und her gehen. Soll er die Rinne antreiben, so wird
die Reibung zwischen ihm und der Stange 16' gesteigert. Dies kann durch eine an
dem Mitnehmer gelagerte Schraube mit Handrad 85 geschehen, die z. B. unter Zwischenschaltung
einer Feder 86 auf die Stange 16' einwirkt. Je mehr der Reibungswiderstand erhöht
wird, desto weniger gleitet der Mitnehmer 14 auf .der Stange 16' und mit desto größerem
Hube wird die Rinne i angetrieben. Sobald die Reibung soweit gesteigert ist, daß
der Mitnehmer 14 nicht mehr auf der Stange 16' gleiten kann, wird die Rinne entsprechend
.dem vollen Hub der Kurbel 2 mitgenommen.
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Der Mitnehmer 14, der in Fig. 6 beim Umlauf der Kurbel hin und her
geht und dabei, wenn er ganz fest gebremst ist, die Schüttelrinne entsprechend dem
vollen Kurbelhub mitnimmt, kann auch bei der Ausführung nach Fig. 4 Verwendung finden.
Die Federn 42 und 54 würden dann bei dieser Ausführung fortfallen. Solange die Reibung
des Mitnehmers 14 dabei niedrig gehalten wird, kann er beim Umlauf -der Kurbel 2
ohne erheblichen Widerstand auf der Stange hin, und
her 'gleiten;
wobei die Rinne @ keine oder nur eine geringe Bewegung macht. Je mehr die Reibung
des Mitnehmers auf der hier unbeweglich ruhenden Stange 16, z. B. durch Anziehen
einer Schraube erhöht wird, desto mehr kommt die Rinne in Bewegung und desto kleiner
ist daher die Bewegung des Mitnehmers auf der festen Stange. Nach dem gänzlichen
Festbremsen des Mitnehmers macht die Rinne eine Bewegung, die dem Hub der Kurbel
und dem Armverhältnis des Hebels io entspricht.
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Fig.7 zeigt einen mit einer Flüssigkeit oder einem unter starkem Druck
stehenden Gas gefüllten Zylinder 77 mit einem beide Enden .des Zylinders verbindenden
Umlaufkanal 77, in den ein Drosselventil So eingeschaltet ist. Die Rinne befindet
sich, weil sie an Lenkern 86 hängt, beim Ruhezustand in einer Mittellage zwischen
den beiden Endlagen, in die sie schwingend beim Betriebe gelangt. Der Kolben 74
befindet sich dann, wenn die ruhende Kurbel :2 auf Mitte Hub steht, .ebenfalls im
mittleren Teil des Zylinders 75. Soll .die Rinne in Gang gesetzt werden, so ist
das Drosselventil So vollkommen zu öffnen, so daß die in dem Zylinder 75 befindliche
Flüssigkeit beim Umlauf der Kurbel 2 ungehindert von dem einen nach dem andern Zylinderende
strömen kann. Wird das Ventil So während des Umlaufs der Kurbel mehr und mehr geschlossen,
so wird dadurch der Strömungswiderstand der.F,lüssigkeit allmählich erhöht, und
die Rinne wird mit zunehmenden Hublängen mitgenommen. Ist das Ventil--So ganz geschlossen,
so hört die Strömung in den Kanal 77 auf, und die Rinne wird nun durch den Kolben
74 nach Maßgabe des vollen Hubes der Kurbel e hin und her bewegt.
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In Fig.8 ist 72 ein durch ein elastisches oder unelastisches Druckmittel
in einem Zylinder 94 auf und nieder bewegter Kolben; er ist durch die Kolbenstange
q. mit dem Heb°1 io im Punkt 50 verbunden. An dem Punkt 6.1 des Hebels ro
greift das Gestänge 78 einer Vorrichtung zum Betrieb von Schüttelrinnen an. An dem
Punkt 66 des Hebels io greift die Stange 16 an, die mit einem Kölben 74: gekuppelt
ist. Der Zylinder 75 für diesen Kolben und die Leitungen 76, 77, die seine Enden
miteinander verbinden, sind mit einem urelastischen oder einem unter erheblichem
Druck stehenden elastischen Mittel gefüllt; das unelastische Druckmittel kann auch
unter Druck stehen. Bei der Ingangsetzung der Schüttelrinne 78 befindet diese sich
in derjenigen Endlage, die sie z. B.- unter ihrer Schwere bei Betriebspausen selbsttätig
einzurehmen pflegt. Das durch Handrad und Spindel beliebig einstellbare Drosselventi18o
ist-ganz geöffnet, Wird =nun ein -Druckmittel gegen die -Unterseite des Kolbens
72 geleitet; so dreht sich .der Hebel io im Punkt 64, während-beide Kolben 72 und
74 aufwärts gehen. Das Druckmittel über dem Kolben 74 strömt durch das selbsttätige
Rückschlagventil8i und das Regelventil 8o gegen die Unterseite des -Kolbens 74.
Wird; während sich beide Kolben72 und 74 in ,der Nähe des oberen Totpunktes befinden,
der Durchgang durch das Drosselventil 8o verengt, so hat bei dem dann folgenden
Abwärtsgang beider Kolben 72, 74 der Widerstand, den das im gewissen Grade am Abfließen
durch den Kanal 77 verhinderte- Druckmittel- dem Kolben 74 entgegengesetzt, zur
Folge, daß der Punkt 66 nicht mehr vollkommen nachgibt und ,daher im gewissen Grade
zum Stützpunkt für den Hebel io wird. Dies hat zur Folge, daß der Punkt 64 mit dem
Gestänge 78 mit geringer Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt wird. Während des dann
folgernden Aufwärtsganges beider Kolben geht das Gestänge 78 selbsttätig in die
in Fig. 8 dargestellte Anfangslage zurück. Wird, nachdem beide Kolben
72,74
in die Nähe des oberen Totpunktes gelangt sind, der Durchgangsquerschnitt
des Drosselventils 8o noch mehr verengt, so steigert sich der Widerstand, den .das
Druckmittel bei dem dann folgenden Abwärtsgang beider Kolben 72, 74 findet, weiter,
der Kolben 74 geht, obwohl der Kolben 72 seinen vollen Hub durchläuft, noch weniger
als vorher abwärts, und das Gestänge 78 wird noch mehr als beim vorangegangenen
Aufwärtshube gehoben. Wird der Durchgang durch das Ventil So wäh: end der dann folgenden
Kolbenhübe absetzend weiter verengt, so verkürzen sich die Hübe des Kolbens 74 bei
gleichbleibendem Hube des Kolbens 72 immer mehr, und das Gestänge 78, das bei jedem
Aufwärtshub des Kolbens 72 ganz wieder in seine Anfangslage zurückgeht, steigt immer
weiter hinauf. Wird das Ventil 8o, während sich beide Kolben 72, 74 etwa im höchsten
Punkt ihres Hubes befinden, ganz geschlossen, so kann der Kolben 74, da das Druckmittel
unter ihm nun keinen Abfluß hat, nicht mehr abwärts gehen und 66 wird nun zum festen
Drehpunkt für den Hebel io; das Gestänge 78 durchläuft daher bei den folgernden.
Hüben des Kolbens 72 seinen größten Hub. Die beiden gekreuzten punktierten Linien
in Fig.8 stellen die beiden Endlagen des Hebels io bei dieser Arbeitsweise des Kolbens
72 und des Gestänges 78 dar.
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Es kann ein Luftpuffer 82, 83 vorgesehen werden, der einen harten
Anschlag des Kolbens 74 gegen den oberen Deckel seines Zylinders verhütet, wenn
beim Aufwärtsgang beider Kolben 72, 74; infolge etwaigen zu langsamen- Abwärtsgehens
des Gestänges 78,
der Kolben 74 das obere Hubende früher erreicht
als der Kolben 72. Vorstehend ist angenommen, daß der Hub des Kolbens 72 sich dauernd
gleichbleibt; sollte ein Antrieb der Schüttelrinne verlangt werden, bei dem sowohl
die Länge als auch Lage des Hubes veränderbar sein muß, so wird vorteilhaft eine
Steuerung verwendet, die gestattet, an der ausgeführten Maschine sowohl den Hub
des Kolbens 72 als auch den Teil des Zylinders 94, innerhalb dessen der Kolben 72
seinen Hub durchläuft, veränderlich zu wählen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 9 wird, wie eingangs erwähnt, der Stützpunkt
66 für den Hebel io ebenfalls, wie in den Fig. i bis 3 und 8 nach seinem einen Hubende
hin zur Ruhe gebracht. Die Schüttelrinne 78 befindet sich zunächst ebenfalls in
der Lage, die sie bei Betriebspausen selbsttätig einnimmt. Wird die Kurbel e in
Umlaüf gesetzt, so schwingt der Hebel io um den Punkt 64. Dabei nimmt er den Punkt
66 und den hin und her gehend bewegten Teil 87 eines Gesperres 87, 88 mit.
Der umlaufende Teil 88 dieses mit Klinke und- Zahnrad, wie gezeichnet, oder aber
auch mit Reibung arbeitenden Gesperres ist mit einer Bremsscheibe 89 fest verbunden,
gegen die ein Bremsklotz 9o unter Vermittlung einer Feder 9i durch die Schraube
92 und Mutter 93 angepreßt -,verden kann. Die Bremse ist anfänglich lose. Wird sie
mehr und mehr angezogen, so folgt das Gesperre der Bewegung des Hebels io in entsprechend
abnehmendem Maße. Die Bewegungen des Punktes 66 werden kürzer. Wird die Bremse festgezogen,
so daß,das Sperrad88 keine Drehung machen kann, so verbleibt der Punkt 66 in der
höchsten Lage und die Schüttelrinne 78 durchläuft nun ihren grüßten Hub.
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Ein solcher Antrieb, bei .dem die Kraft, mit der die Rinne in Gang
gesetzt wird, allmählich vergrößert wird, kann natürlich auch auf die Bewegung anderer
Massen, z. B. von Pumpen mit schweren Gestängen, von Vorrichtungen zur Herstellung
tiefer Bohrlöcher im Gebirge o. dgl. angewandt werden.