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Unwucht-Schwingantrieb
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Die Erfindung betrifft einen Unwucht-Schwingantrieb zur wahlweisen
Erzeugung gerichteter Schwingungen an einer Vibrationsmaschine bzw. deren Arbeitsteil
unter unterschiedlichen vorgegebenen Schwingungswinkeln zu einer Bezugsebene, insbesondere
für einen reversierbaren Schwingförderer od.dgl., mit zwei jeweils an einer Unwuchtwelle
angeordneten, in einer vertikalen Umlaufebene gegenläufig synchron umlaufenden Unwuchtmassen,
deren Massenschwerpunkt jeweils exzentrisch zur Drehachse ihrer senkrecht zu ihrer
Umlaufebene verlaufenden Unwuchtwelle liegt, und die mittels einer
mechanischen
Kopplungseinrichtung derart miteinander gekoppelt sind, daß in einer ersten Betriebsstellung
bei von der Bezugsebene senkrecht nach unten verlaufender (erster) Wirkungslinie
der einen (ersten) Unwuchtmasse die (zweite) Wirkungslinie der anderen (zweiten)
Unwuchtmasse zur ersten Wirkungslinie um einen Phasenwinkel von 180° vermindert
um den doppelten Betrag eines vorgegebenen ersten Schwingungswinkels verdreht ist,
und daß in der zweiten Betriebsstellung bei von der Bezugs ebene senkrecht nach
unten verlaufender erster Wirkungslinie der ersten Unwuchtmasse die Wirkungslinie
der zweiten Unwuchtmasse zur ersten Wirkungslinie um einen Phasenwinkel von 1800
vermindert um den doppelten Betrag eines vorgegebenen zweiten Schwingungswinkels
verdreht ist, wobei die Drehachsen parallel zueinander sowie zur Bezugsebene verlaufen
und das Produkt aus Masse und Massenschwerpunktsabstand zur Drehachse beider Unwuchtmassen
gleich groß ist.
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Zur (Schwingungs-)Erregung von Vibrationsmaschinen bzw.
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deren Arbeitsteilen sind unterschiedliche, auch als Vibratoren bezeichnete
Schwingantriebe bekannt, nämlich z.B. insbesondere Unwucht-Vibratoren, Magnetvibratoren
und Schubkurbelantriebe.
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Handelt es sich bei der Vibrationsmaschine um einen Schwingförderer
oder ein Schwingsieb, so kommt der mit einem Schwingantrieb erzielbaren Fördergeschwindigkeit
insbesondere hinsichtlich deren Größe, aber auch bezüglich deren Richtung, besondere
Bedeutung zu. Die Fördergeschwindigkeit von Schwingförderern od.dgl. bestimmt sich
- außer fördergutspezifischen Größen - insbesondere durch den sogenannten Schwingungswinkel,
d.h. also der zwischen der als Bezugsebene dienenden, im allgemeinen
horizontalen
Förderbahn und der von dem Schwingantrieb erzeugten Schwingrichtung, der Schwingbreite
(= Doppelamplitude) und der Erregerfrequenz. Schließt beispielsweise der Förderboden
eines Schwingförderers mit der Schwingungsrichtung einen auch als Wurfwinkel bezeichneten
Schwingungswinkel von 300 ein (hierbei wird vorausgesetzt, daß die Projektion der
im Winkel zur Förderbahn (= Rinnenboden) verlaufenden Schwingungsrichtung in Längsrichtung
des Schwingförderers liegt), so bewegt sich das jeweils auf dem Schwingförderboden
liegende Fördergut aufgrund der ihm von dem Schwingförderer vermittelten (Mikro-)Wurfbewegung
gleichsam "fließend" in Längsrichtung des Schwingförderers.
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Beträgt der Wurfwinkel 900, was beispielsweise bei sogenannten Rütteltischen
der Fall ist, so führt das auf dem Förderboden ruhende Gut eine senkrechte Schwingung
auf der Stelle (also ohne Förderbewegung) aus. Ist der mit dem Förderboden eingeschlossene
Wurfwinkel indes engegengesetzt in Längsrichtung des Schwingförderers gerichtet,
so wird das auf dem Förderboden befindliche Gut in dieser entgegengesetzten Richtung
gefördert.
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Wenn man mithin die Möglichkeit hat, den Wurfwinkel entsprechend zu
verändern, so kann man hiermit die Fördergeschwindigkeit eines Schwingförderers
od.dgl. beeinflussen und bei Uberschreiten eines Wurfwinkels von 900 die Fördergeschwindigkeit
umkehren (= reversieren), was in zahlreichen Anwendungsfällen in höchstem Maße erwünscht
ist.
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Bei Magnetvibratoren, die gleichsam "von Haus aus" eine gerichtete
(lineare) Schwingung erzeugen und demgemäß bei normalen Konstruktionen unter einem
dem vorgegebenen, gewünschten Wurfwinkel entsprechenden Winkel zum Förderboden (Bezugsebene)
des Schwingförderers
od.dgl. angeordnet sind, läßt sich eine Reversierbarkeit
lediglich durch eine entsprechend andere Anordnung des Vibrators zum Förderboden
bewirken. Dieses ist für praktische Belange, die gleichsam eine momentane Reversierbarkeit
verlangen, ersichtlich ungeeignet.
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Entsprechendes gilt für sog. Schubkurbelantriebe, bei denen die Schwingung
durch eine Exzenterwelle erzeugt wird und der Schwingungswinkel im allgemeinen durch
sog. Lenkerfedern vorgegeben wird, die unter einem entsprechenden Anstellwinkel
zur Vertikalen bzw. Horizontalen angeordnet sind.
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Grundsätzlich gilt dieses zunächst einmal auch für Unwuchtvibratoren,
nämlich dann, wenn man von dem bekannten Effekt der sog. Selbstsynchronisation Gebrauch
macht und die Unwuchtmassen zweier gegenläufig rotierender Einzel-Unwuchtvibratoren
beispielsweise in einer Ebene umlaufen läßt, die unter dem vorgegebenen Wurfwinkel
zur Förderebene verläuft.
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Darüber hinaus sind aber auch bereits Ausgestaltungen von Unwucht-Schwingantrieben
bekanntgeworden, deren Ziel es ist, die Vibrationsmaschine bzw. deren Arbeitsteil
(bei einem Schwingförderer also beispielsweise dessen Fördertrog) mit unterschiedlichen
Wurfwinkeln, und zwar auch reversierbar arbeiten lassen zu können, ohne daß es einer
Veränderung der Anordnung des gesamten Schwingantriebs relativ zu der betreffenden
Vibrationsmaschine bzw. deren Förderboden od.dgl.
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bedarf.
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So ist es beispielsweise aus der DE-GMS 76 13 723 bekanntgeworden,
daß man den Schwingungswinkel (= Wurfwinkel) eines mit einem Unwucht-Schwingantrieb
versehenen Schwingförderers durch Verstellung des Phasenwinkels zwischen den beiden
Unwuchtmassen
(ohne Änderung der Schwingungsamplitude bzw.
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Schwingbreite) verändern kann. Hierfür schlägt der aus dieser Druckschrift
vorbekannte gattungsgemäße Unwucht-Schwingantrieb eine geradezu extrem komplizierte
und demgemäß nicht nur investitionsintensive, sondern auch außerordentlich störungsanfällige
Kopplungseinrichtung zwischen den beiden Unwuchtwellen oder aber eine elektrische
Phasensteuerung der beiden Unwuchtwellen vor. Die letztgenannte Lösung ist schon
deswegen unzweckmäßig, weil sie für jede Unwuchtwelle einen gesonderten Elektroantrieb
erfordert.
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Es kommt hinzu, daß eine derartige elektrische Phasensteuerung nicht
nur relativ kompliziert, sondern auch aus unterschiedlichen Gründen nicht hinreichend
betriebsstabil ist. Dieses beruht offenbar u.a. darauf, daß zwei gegenläufig umlaufende
Unwuchtvibratoren unter üblichen Bedingungen zu einer Selbstsynchronisation neigen,
von der - wie oben ausgeführt - in einer großen Vielzahl von Fällen in vorteilhafter
Weise Gebrauch gemacht wird, so daß es während des Betriebes aufgrund der mechanisch
recht verwickelten Grundlagen der Selbstsynchronisation dazu kommen kann, daß sich
zwei aufgrund einer entsprechenden Schaltung phasenverschobene Elektroantriebe während
des Betriebes noch phasengleich synchronisieren. Auch andere Einflußgrößen können
offenbar auf eine bewußt herbeigeführte elektrische Phasenverschiebung von Einfluß
sein, so daß diese Möglichkeit für die Praxis ausscheidet.
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Andererseits ist die aus der DE-GMS 76 13 723 vorbekannte mechanische
Phaseneinstellung aus den bereits genannten Gründen ebenfalls für praktische Belange
völlig ungeeignet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die
Unwucht-Schwingantriebe der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer
vorgenannten und weiterer
Nachteile insbesondere dahingehend zu
verbessern, daß sie so einfach und robust ausgestaltet sind, daß sie nicht nur im
Hinblick auf entsprechend geringe Investitionskosten, sondern insbesondere auch
im Hinblick auf ihr Betriebsverhalten für einen praktischen Einsatz tatsächlich
geeignet sind. Dabei sollen mit dem erfindungsgemäßen Unwucht-Schwingantrieb nicht
nur überhaupt zwei vorgegebene unterschiedliche Schwingungswinkel zu realisieren
sein, sondern es soll vor allem mit ihm ein Unwucht-Schwingantrieb geschaffen werden,
der als Antrieb für einen reversierbaren Schwingförderer od.dgl. in besonderer Weise
geeignet ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens die
eine (erste) Unwuchtmasse in ihrer relativ zu der anderen (zweiten) Unwuchtmasse
um den Phasenwinkel verdrehten Betriebsstellung an einer Anschlagfläche einer drehfest
mit ihrer Unwuchtwelle verbundenen, in ihrem Umlaufpfad liegenden Anschlages anliegt
und durch Drehrichtungsumkehr aus dieser (ersten) Betriebsstellung relativ zu der
anderen (zweiten) UnwucE masse auf ihrer Unwuchtwelle in einer von der Anschlagfläche
abgekehrten Richtung selbsttätig in die zweite Betriebsstellung zu drehen ist.
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Bevorzugt ist die relative Drehbarkeit der ersten Unwuchtmasse zu
ihrer Unwuchtwelle (und damit zu der zweiten Unwuchtmasse) durch eine zweite Anschlagfläche
begrenzt, bei der es sich um eine Anschlagfläche desselben Anschlages handeln kann,
wie weiter unten anhand der Ausführungsbeispiele noch weiter erläutert ist.
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Um den ersten oder/und den zweiten Schwingungswinkel auf einfache
Art und Weise verändern zu können, können die Anschlagflächen einstellbar, d.h.
auf dem Umlaufpfad der
betreffenden Unwucht verstellbar sein, wobei
diese Maßnahme ersichtlich auch lediglich bei einer Anschlagfläche verwirklicht
sein kann. Dieses kann dadurch geschehen, daß der gesamte Anschlagkörper entsprechend
verstellt wird. In Ausgestaltung der Erfindung kann aber auch die jeweilige Anschlagfläche,
d.h. also das die betreffende Anschlagfläche enthaltende Teil des Anschlages, einstellbar
sein.
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Zur Verwirklichung eines Unwucht-Schwingantriebes für einen reversierbaren
Schwingförderer od.dgl. kann der mögliche relative Drehwinkel der ersten Unwuchtmasse
auf ihrer Unwuchtwelle so groß ausgebildet sein, daß zwischen ihrer Wirkungslinie
in ihrer ersten Betriebs stellung und ihrer Wirkungslinie in ihrer zweiten Betriebsstellung
ein dem Phasenwinkel entsprechender Winkel eingeschlossen ist, wobei die erste Unwuchtmasse
in beiden Betriebsstellungen an einem Anschlag anliegt.Hierdurch wird erreicht,
daß die Vibrationsmaschine in der ersten Betriebsstellung unter dem vorgegebenen
ersten Schwingungswinkel zur Bezugsebene und in der zweiten Betriebsstellung um
einen Schwingungswinkel zur Bezugsebene schwingt, der absolut gleich dem ersten
Schwingungswinkel ist, in der Zählung des ersten Schwingungswinkels aber 180° vermindert
um den ersten Schwingungswinkel beträgt, so daß die Bezugsebene bei dieser Ausgestaltung
mithin unter dem gleichen Schwingungswinkel zur entgegengesetzten Richtung schwingt,
was bei einem Schwingförderer mithin bedeutet, daß dieser bei Umkehrung der Drehrichtung
mit gleicher Fördergeschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung fördert.
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Da es ersichtlich auf eine relative Phasenverschiebung der beiden
Unwuchten ankommt, um zunächst einmal überhaupt eine Schwingung unter dem ersten
Schwingungswinkel zur Bezugsebene zu erhalten und nach Drehrichtungsumkehr unter
einem anderen Schwingungswinkel, können zur Verwirklichung
dieser
relativen Phasenverschiebung in Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ersichtlich
auch beide Unwuchtmassen jeweils auf ihrer Unwuchtwelle begrenzt drehbar angeordnet
sein, wobei diese begrenzte Drehbarkeit dann so groß ist, daß sich wiederum der
gleiche Betriebszustand einstellt, wie dieses bereits vorstehend unter Bezugnahme
auf eine Ausgestaltung erläutert worden ist, bei welcher lediglich eine Unwuchtmasse
relativ zu ihrer Unwuchtwelle begrenzt drehbar ist.
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Die Kopplungseinrichtung kann bevorzugt im wesentlichen aus einem
Getriebe bestehen, und zwar besteht eine bevorzugte Ausgestaltung darin, daß jede
der beiden Unwuchtwellen drehfest mit einem Zahnrad verbunden ist, welches mit dem
gleich ausgebildeten Zahnrad der anderen Unwuchtwelle im Eingriff steht, wobei die
eine (erste) Unwuchtwelle von einem Antrieb angetrieben ist, während die andere
(zweite) Unwuchtwelle von dem ersten Zahnrad der angetriebenen Unwuchtwelle angetrieben
ist.
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Um sicherzustellen, daß über die gesamte Länge der Vibrationsmaschine
der gleiche Schwingungswinkel erzeugt wird, und unerwünschte Drehmomente vollkommen
auszuschalten, können die beiden Unwuchtwellen in einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung
koaxial zueinander angeordnet sein.
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Zur Vermeidung störender Momente ist es weiterhin zweckmäßig, wenn
die Unwuchtmassen in einer gemeinsamen Umlaufebene umlaufen, und zwar auch dann,
wenn - wie vorstehend dargelegt - die beiden Unwuchtwellen koaxial zueinander angeordnet
sind.
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Selbstverständlich ist der erfindungsgemäße Unwucht-Schwingantrieb
wie allgemein üblich so angeordnet, daß die von ihm erzeugten, die Schwingung bewirkenden
Kräfte
zumindest im wesentlichen durch den Schwerpunkt des gesamten
Schwingungssystems verlaufen, um dadurch zu erreichen, daß der schwingende Teil
der betreffenden Vibrationsmaschine im wesentlichen überall in gleicher Weise schwingt.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung weiter erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung der beiden Unwuchten
des erfindungsgemäßen Schwingantriebesin einerseitlichen Draufsicht zur Erläuterung
der Kraft- und Schwingungsverhältnisse; Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung,
bei welcher die beiden Drehachsen der Unwuchtwellen ineinanderfallen; Fig. 3 eine
Fig. 1 entsprechende Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung, bei welcher
die eine Unwuchtmasse auf ihrer Unwuchtwelle begrenzt drehbar ist; Fig. 4 eine Fig.
3 entsprechende Darstellung einer Variante, bei welcher beide Unwuchtmassen jeweils
auf ihrer Unwuchtwelle begrenzt drehbar sind;
Fig. 5 eine etwas
vereinfachte Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 3 in Richtung des Pfeiles 5
in Fig. 3 gesehen; Fig. 6 eine vereinfacht dargestellte Schwingrinne mit einem erfindungsgemäßen
Unwucht-Schwingantrieb; Fig. 7 eine Variante des erfindungsgemäßen Unwucht-Schwingantriebes,
bei welcher die Drehachsen der beiden Unwuchtwellen zusammenfallen/in einer Schnittdarstellung
gemäß der Schnittlinie VII-VII in Fig. 8 gesehen; und Fig. 8 eine Vorderansicht
auf die Darstellung gemäß Fig. 7 in Richtung des Pfeiles VIII in Fig. 7 gesehen.
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Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine seitliche Draufsicht
auf einen gattungsgemäßen Unwucht-Schwingantrieb mit zwei jeweils an einer Unwuchtwelle
1 bzw. 2 angeordneten, in einer vertikalen Umlaufebene gegenläufig synchron umlaufenden
Unwuchtmassen 3 bzw. 4. Die Unwuchtmassen 3, 4 laufen mithin entweder in Richtung
der ausgezogenen Pfeile n um oder aber in Richtung der gestrichelten Pfeile n'.
Der jeweils mit S bezeichnete Massenschwerpunkt der Unwuchtmassen 3 bzw. 4 liegt
jeweils exzentrisch zur Drehachse 6 der Unwuchtwelle 1 bzw. der Unwuchtmasse 3 bzw.
zur Drehachse 7 der Unwuchtwelle 2 bzw. der Unwuchtmasse 4. Die Drehachsen 6, 7
verlaufen parallel zueinander sowie parallel zur Bezugsebene 8, die parallel zu
den Drehachsen 6, 7 verläuft und im Falle eines
Schwingförderers
den Fördererboden repräsentiert. Das Produkt aus der Masse der Unwuchtmassen 3 bzw.
4 und ihrem jeweiligen Schwerpunktabstand von ihrer Drehachse 6 bzw. 7 ist gleich
groß, so daß beide Unwuchtmassen 3, 4 während des Betriebes aufgrund ihres synchronen
Umlaufes mit gleicher Drehzahl n bzw. n' jeweils eine Fliehkraft F1 bzw. F2 von
absolut gleicher Größe erzeugen. Die Fliehkraft F1 der Unwuchtmasse 3 weist in dem
in Fig. 1 dargestellten Zustand senkrecht nach unten, während die Fliehkraft F2
der Unwuchtmasse 4 um einen Phasenwinkel γ versetzt ist.
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Dieser Phasenwinkel T steht mit dem während des Betriebes erzielten
Schwingungswinkel ß in einem Zusammenhang, der nachstehend unter Bezugnahme auf
Fig. 2 erläutert werden soll.
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In Fig. 2 sind die beiden Drehachsen 6 und 7 der Unwuchtwellen 1 und
2 der besseren Übersicht halber zusammengelegt worden, wie dieses beispielsweise
auch tatsächlich der Fall sein kann (s.hierzu Fig. 7, 8), da sich an einer derartigen
Darstellung die geometrischen Zusammenhänge am besten erläutern lassen.
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Es ist erkennbar, daß die beiden Fliehkräfte F1 und F2 eine Resultierende
FR erzeugen, deren Größe unter der oben bereits angegebenen Voraussetzung, daß die
Fliehkräfte F1 und F2 gleich groß sind und den absoluten Betrag F haben, 2 F x cos
Dagegen heben sich 2 beträgt.
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die senkrecht zu der Resultierenden F verlaufenden Komponenten F1
x sin γ und F2 x sin γ auf, da sie entgegen-2 2 2 gesetzt zueinander
verlaufen.
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Der Winkel der Resultierenden FR zur (horizontalen)Bezugsebene 8-8
ist zugleich der Schwingungswinkel ß = 90 - γ, 2
wie sich
aus Fig. 2 ohne weiteres ergibt. Will man also im Betriebszustand einen bestimmten
Schwingung swinkel /3 erhalten, so ist der Phasenwinkel X in der aus den Fig. 1
und 2 erkennbaren Bezugsstellung so einzustellen, daß er 1800 vermindert um das
Doppelte des vorgegebenen Schwingungswinkels p ist.
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Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß der in Fig. 1
schematisch dargestellte Unwucht-Schwingantrieb zwar über die gesamte Länge eines
Schwingförderers od.dgl eine gerichtete Schwingung unter dem Schwingungswinkel/3
ergibt, indes nicht an allen Stellen eine genau lineare Schwingung (an den Enden
ist die Schwingung leicht elliptisch), da die senkrecht zur Schwingungsrichtung
gerichteten Komponenten F1 x s in 2 und F2 x sin 2 nicht genau auf einer Wirkungslinie
liegen, sondern um einen Betrag a zueinander versetzt sind, so daß sich hieraus
ein gewisses Moment ergibt, welches sich der gerichteten Schwingung zur Bezugsebene
8-8 um den Winkel /3 überlagert.
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Dieses ist jedoch für den erstrebten Effekt unkritisch, da, wie bereits
erwähnt, die Schwingung insgesamt eine gerichtete bleibt und im übrigen beispielsweise
bei einer Ausgestaltung gemäß den Fig. 7 und 8 auch die Möglichkeit besteht, dieses
überlagerte Moment völlig zu eliminieren, wenn man aus bestimmten Gründen Wert darauf
legt, daß die erzeugte Schwingung über die gesamte Länge des betreffenden Schwingförderers
od.dgl. genau linear ist, wobei der Antrieb dann selbstverständlich so angeordnet
wird, daß die Resultierende FR praktisch durch den Massenschwerpunkt des Gesamtsystems
verläuft.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausgestaltung unterscheidet sich grundsätzlich
zunächst einmal nicht von der Darstellung
gemäß Fig. 1. Es ist
indes zu erkennen, daß in der Bezugsstellung, in welcher der Massenschwerpunkt S
der Unwuchtmasse 3 senkrecht nach unten gerichtet ist, die Unwuchtmasse 4 um einen
größeren Phasenwinkel f zur Unwuchtmasse 3 verdreht ist. In diesem Falle ist nämlich
ein Schwingungswinkel /3 von 300 vorgegeben, woraus sich aufgrund der obigen Beziehung
ein Phasenwinkel von 120° errechnet.
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Ein weiterer Unterschied der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 gegenüber
der Darstellung gemäß Fig. 1 besteht darin, daß die Unwuchtmasse 4 nicht fest mit
ihrer Unwuchtwelle 2 verbunden ist, sondern mittels einer Buchse 9 auf der Unwuchtwelle
2 drehbar ist. Diese Drehbarkeit ist indes durch einen Anschlag 11 begrenzt, der
drehfest mit der Unwuchtwelle 2 verbunden ist, und zwar sitzt dieser Anschlag 11
fest auf einer Scheibe 12 (s. Fig. 5), die ihrerseits drehfest mit der Unwuchtwelle
2 verbunden ist. Außerdem sitzt auf der Unwuchtwelle 2 ebenfalls drehfest ein Zahnrad
13; welches mit einem Zahnrad 14 in kämmendem Eingriff ist, welches drehfest auf
der Unwuchtwelle 1 angeordnet ist.
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An ihrem der Unwuchtmasse 4 abgekehrten Ende ist die Unwuchtwelle
2 über eine Kupplung 16 mit einem reversierbaren Antrieb 17 verbunden. Die Lagerung
der beiden Unwuchtwellen 1, 2 erfolgt durch Wälzlager 18 in einem Getriebekasten
19.
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Dreht der Antrieb 17 die Unwuchtwelle 2 und damit die Scheibe 12 und
den auf der Scheibe 12 fest angeordneten Anschlag 11 in Richtung des in Fig. 3 mit
n bezeichneten ausgezogenen Pfeils, so nimmt der Anschlag 11 die Unwuchtmasse 4
mithin in Richtung des Pfeiles n mit. Gleichzeitig
dreht sich aufgrund
des gleich ausgebildeten Zahnradpaares 13, 14 die Unwuchtwelle 1 und damit die fest
auf ihre angeordnete Unwuchtmasse 3 in entgegengesetzter Richtung synchron, so daß
sich die anhand der Figuren 1 und 2 allgemein erläuterten Wirkungen ergeben, d.h.
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das Schwingungssystem schwingt unter dem Schwingungswinkel Ä zur Bezugsebene
8-8.
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Spezielles Ziel dieser Anordnung ist es nun aber, bei einem Drehrichtungswechsel,
also einer Drehung gemäß den strichpunktiert dargestellten und mit n' bezeichneten
Pfeilen, eine Reversierbarkeit des Schwingförderers zu erzielen, d.h. also eine
Schwingung unter dem absolut gleichgroßen Winkel /3 (s.Fig. 3), also bei Weiterzählung
des Winkels /3 um einen Winkel /3' = 180 -Hieraus errechnet sich nach der obigen
Beziehung ein Phasenwinkel ' = 2 p - 180, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
3 mit einem ersten Schwingungswinkel von p = 300 mithin ein Phasenwinkel t ' = -120°.
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Demgemäß muß man nach Drehrichtungsumkehr mithin dafür Sorge tragen,
daß die Unwuchtmasse 4 in der Bezugsstellung, in welcher sich die Unwuchtmasse 3
in senkrechter Richtung nach unten befindet, die Unwuchtmasse 4 in einer um den
Phasenwinkel >' zu der Unwuchtmasse 3 verschobenen Stellung befindet, wie sie
in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet ist. Dieses wird dadurch erreicht, daß der Anschlag
11 außer seiner Anschlagfläche 11', mit welcher er im ersten Betriebszustand an
der Unwuchtmasse 4 anliegt, eine weitere Anschlagfläche 11" aufweist, mittels welcher
er in der zweiten Betriebsstellung - nach Umkehrung der Drehrichtung durch den Antrieb
17 - (auf der anderen Seite) an der Unwuchtmasse 4 anliegt, wobei die Umfangserstreckung
des Anschlages 11 ersichtlich von der Dimensionierung
der Unwuchtmasse
4 abhängt.
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Setzt sich nach Drehrichtungsumkehr die Unwuchtwelle 2 in Richtung
des gestrichelten Pfeils n' in Bewegung, so hebt die Anschlagfläche 11' mithin von
der entsprechenden Seitenkante der Unwuchtmasse 4 ab und eilt der gegenüberliegenden
Anschlagseite der Unwuchtmasse 4 entgegen, während sich das Zahnrad 14 unter Mitnahme
der Unwuchtmasse 3 bereits in Richtung des gestrichelten Pfeiles n' in Bewegung
setzt, bis die Anschlagfläche 11" des Anschlages 11 sodann die Unwuchtmasse 4 erreicht
und mit ihrer Anschlagfläche 11" an dieser treibend angreift. Dabei ist es ersichtlich
unkritisch, wenn die Unwuchtmasse 4 beim Reversieren nicht zunächst stehenbleibt,
sondern sich aufgrund der Schwerkraft in Richtung auf ihre untere Position bewegt,
da der betriebliche Phasenwinkel im Beharrungszustand durch die feste Kopplung des
Anschlages 11 relativ zu der jeweiligen Winkellage der anderen Unwuchtmasse 3 über
das Zahnradgetriebe 13, 14 vorgegeben ist,so daß-sichdererstrebte Zustand vorgegebener
relativer Phasenlage zwangsläufig von selbst einstellt.
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Grundsätzlich ist es ersichtlich durchaus möglich, daß beide Unwuchtmassen
3 bzw. 4 jeweils auf ihrer Unwuchtwelle 1 bzw. 2 begrenzt drehbar angeordnet sind,
wenn man mittels des erfindungsgemäßen Unwucht-Schwingantriebes nach Umkehrung der
Drehrichtung gemäß dem Pfeil n in die Drehrichtung gemäß den Pfeilen n' Reversierbetrieb,
d.h.
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also eine Schwingung zur Bezugsebene 8-8 unter dem gleichen Winkel
aber in umgekehrter Richtung,erreichen will, wie dieses in Fig. 4 angedeutet ist.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist dann jeder der Unwuchtmassen 3 bzw. 4 ein entsprechend
dimensionierter Anschlag 11 zugeordnet, wobei die Anschläge 11 jeweils wieder drehfest
mit
der betreffenden Unwuchtwelle 1 bzw. 2 verbunden sind und sowohl in der ersten Betriebsstellung
als auch nach Drehrichtungswechsel in der zweiten Betriebsstellung die entsprechende
relative Phasenlage sicherstellen. Selbstverständlich muß bei einer derartigen Ausgestaltung
der winkelmäßige gegenseite Bogenabstand der beiden Anschlagflächen 11'und 11" anders
gewählt werden als bei einer Ausgestaltung gemäß Fig.3, bei der lediglich die Unwuchtmasse
4 relativ zu ihrer Unwuchtwelle 2 drehbar ist.
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Bei dem Beispiel gemäß Fig. 4 beträgt der Winkel zwischen den beiden
Anschlagflächen 11' und 11" jeweils 750, doch ist diese Dimensionierung jeweils
im Zusammenhang mit der konstruktiven Gestaltung der Unwuchtmassen 3 und 4 zu sehen,
deren radiale Flächen bei dem gewählten Ausführungsbeispiel jeweils 900 einschließen,
so daß sich für eine Verstellung der Wirkungslinie W4 der Unwuchtmasse 0 4 in ihre
Stellung W4' um 240 bei fest angenommener, nach unten gerichteter Wirkungslinie
W3 der Unwuchtmasse 3 mithin für den Winkel zwischen den radialen Anschlagflächen
11' und 11" ein Wert von 150° ergibt, nämlich der gesamte Verstellwinkel (2400)
vermindert um die winkelmäßige Erstreckung der Unwuchtmassen (90°) ud bei einer
Aufteilung auf beide Unwuchtmassen mithin ein von den Anschlagflächen 11', 11" jedes
Anschlages 11 der halbe Wert von 750.
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Fig. 6 zeigt in einer vereinfachten Darstellung einen Schwingförderer
21, dessen horizontaler Boden 22 die Bezugsebene 8-8 darstellt. Der Schwingförderer
21 ist mit Federn 23 am Untergrund abgestützt, so daß er frei schwingen kann. Der
Schwingförderer 21 ist mit einem
Schwingantrieb gemäß Fig. 3 versehen.
Wenn die Unwuchtmassen 3, 4 gemäß den Pfeilen n gegenläufig synchron laufen, schwingt
der Schwingförderer 21 und damit sein Boden 22 unter dem Winkel 3 von 300, da zwischen
den Wirkungslinien W3 und W4 in der dargestellten Bezugsstellung (die Wirkungslinie
W3 weist senkrecht nach unten) ein Phasenwinkel 2' von 1200 vorhanden ist. Wird
dagegen die Drehrichtung des Antriebes umgekehrt, so daß beide Unwuchtmassen 3,
4 in entgegengesetzter Richtung verlaufen, so kommt es zu einer Anlage der Anlagefläche
11" an der Unwuchtmasse 4 und damit zu einer Schwingung um in entgegengesetzter
Richtung, so daß der Schwingförderer 21 dann nicht mehr in Richtung der Pfeile 24
arbeitet, sondern in entgegengesetzter Richtung.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Unwucht-Schwingantriebes,
bei dem die Drehachsen 6 und 7 der beiden Unwuchtmassen 3 und 4 zusammenfallen.
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Die Unwuchtwelle 2 für die Unwuchtmasse 4 verläuft mithin koaxial
zu der Unwuchtwelle 1 für die Unwuchtmasse 3, wobei die Ausbildung so getroffen
ist, daß beide Unwuchten in einer Umlaufebene umlaufen, so daß sie insgesamt keine
störenden Momente ergeben und eine lineare Schwingung des gesamten Schwingförderers
od.dgl. zu erzielen ist, wenn die Resultierende durch den Massenschwerpunkt des
Gesamtsystems verläuft. Auch bei der Ausgestaltung gemäß den Fig. 6 und 7 laufen
beide Unwuchtwellen 1, 2 selbstverständlich wiederum gegenläufig. Die hierfür vorgesehenen
Mittel können unterschiedlichster Art sein (z.B. entsprechendes Zahnradgetriebe)
und sind demgemäß nicht im einzelnen dargestellt, da dem zuständigen Fachmann verschiedene
Möglichkeiten bekannt sind, um koaxial angeordnete Wellen gegenläufig synchron umlaufen
zu lassen.
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Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
diese eine äußerst einfache Möglichkeit geschaffen hat, um einen Schwingförderer
mit wenigstens zwei unterschiedlichen Schwingungswinkeln arbeiten lassen zu können
(die Anzahl unterschiedlicher Wurfwinkel kann ersichtlich durch Veränderung des
Anschlages bzw. der Anschläge beliebig vergrößert werden). Vor allem schafft die
Erfindung einen Unwucht-Schwingantrieb, der für reversierbare Schwingförderer od.dgl.
in hervorragender Weise geeignet ist, da man einfach durch Knopfdruck die Drehrichtung
des Antriebes umzukehren braucht, um bei geeigneter Ausbildung des Anschlages bzw.
Einstellung der Anschlagflächen mit den gleichen Schwingungsdaten in umgekehrter
Richtung fördern zu können.
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BEZUGZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS) 1 Unwuchtwelle (für
3) 1 2 Unwuchtwelle (für 4} 3 Unwuchtmasse (auf 1) 4 Unwuchtmasse (auf 2) 4 5 6
Drehachse (von 1 bzw. 3) 6 7 Drehachse (von 2 bzw. 4) 7 Bezugsebene 8 Buchse 10
- 10 11 Anschlag 11', 11" - Anschlagflächen (von 11) ii 12 Scheibe 12 13 Zahnrad
(auf 2) 13 ,4 Zahnrad (auf 1) 14 15 - 15 -16 Kupplung 16 17 reversierbarer Antrieb
17 18 Lager 18 19 Getriebekasten 19 20 - 20 21 Schwingförderer 21 22 Boden 22 23
Federn 23 24 Pfeile 24 25 26 26 27 27 28 28 29 29 30 30
- Leerseite
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