DE3642183A1

DE3642183A1 - Vibrations-laengsfoerderer

Info

Publication number: DE3642183A1
Application number: DE19863642183
Authority: DE
Inventors: Helmut Krell
Original assignee: KARL MARX STADT HAUSHALTGERAET
Current assignee: KARL MARX STADT HAUSHALTGERAET
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1987-07-30
Also published as: DD257737A3

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Vibrations-Längsförderer lassen sich vorteilhaft als Werkstück-Speichermagazine anwenden und werden in automatisierten Fertigungsprozessen aller Art eingesetzt. Sie übernehmen aus einem Vibrations- Wendelförderer, geordnete Werkstücke, speichern diese und fördern sie weiter zur Eingabe in eine Fertigungseinrichtung. Der Werkstückfüllstand des Vibrations-Längsförderers wird durch geeignete Geräte, z. B. Lichtschranke überwacht und in Abhängigkeit davon die davor angeordnete Zubringeeinrichtung zu- oder abgeschaltet. Vibrations-Längsförderer in Kopplung mit Vibrations-Wendelförderer dienen einer störungs- und bedienungsarmen automatischen Fertigung, insbesondere als periphere Geräte der Industrieroboter-Technik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Vibrations-Längsförderer sind in der Regel als krafterregte Zweimassen-Schwingsysteme aufgebaut.

Die Förder- und Speicherrinne ist der Nutzmasse zugeordnet und führt mit dieser gemeinsam gerichtete Schwingungen aus, die eine Mikrowurfförderung der Werkstücke bewirken.

Die Nutzmasse und die Gegenmasse sind üblicherweise parallel zueinander angeordnet und durch schräggestellte Lenkerfedern direkt miteinander verbunden. Nutz- und Gegenmasse führen gegensinnige, sinusförmig verlaufende Schwingbewegungen aus. Zur Erzeugung der Mikrowurfbewegung der Werkstücke sind sie schräg nach oben gerichtet. Die aus den Schwingbeschleunigungen der Nutz- und Gegenmasse resultierenden Schwingkräfte wirken in zueinander entgegengesetzten Richtungen, aber nicht auf gleichen Wirklinien. Bei einer Zerlegung der Schwingkräfte in Horizontal- und Vertikalkomponenten ergibt sich, daß die entgegengesetzt wirkenden, jedoch in ihren Wirkungslinien versetzten Horizontalkräfte Schwing-Drehmomente erzeugen, die zu Kippschwingungen des gesamten Vibrations- Längsförderers führen können und damit keine kontinuierliche Werkstückförderung zulassen. Im gleichen Sinne wirken die Vertikalkomponenten der Schwingkräfte. Dort kommt jedoch hinzu, daß die Vertikalkräfte auf das Fundament wirken, dieses zum Mitschwingen erregen und darüber hinaus unzulässigen Lärm erzeugen können.

Um diesen Nachteilen bekannter Vibrations-Längsförderer zu begegnen, hat man versucht, die Gegenmasse sehr groß auszubilden. Im gleichen Verhältnis werden deren Schwingbewegungen kleiner. Die störenden Kippmomente und die auf das Fundament wirkenden Massenkräfte werden geringer.

Obwohl sich die beschriebenen Nachteile solcher Vibrations-Längsförderer nicht mehr so deutlich auswirken, sind die Ursachen dafür nicht beseitigt.

Als neu hinzukommende Nachteile ist hier der erhöhte Materialeinsatz, die zunehmende Baugröße und der steigende Verbrauch an Antriebsenergie zu nennen.

Außerdem erfordern alle beschriebenen Vibrations-Längsförderer Maßnahmen zur Schwingungsisolierung gegenüber den Fundamenten, z. B. die Aufstellung und Befestigung auf Gummifedern und darüber hinaus eine stabile Ausbildung der Fundamente. Zur Vermeidung genannter Nachteile wurde vorgeschlagen (DE- "Industrie-Anzeiger" Nr. 103/104 v. 30.12.1983), die Nutzmasse in zwei im Gegentakt schwingende Teilmassen aufzuteilen. Jede dieser Teilmassen ist dabei über schräg angeordnete Blattfedern mit einer gemeinsamen Grundplatte verbunden und durch einen Elektromagneten angetrieben.

Die an der Grundplatten-Befestigung wirkenden Kräfte heben sich dadurch auf. Die Kippmomente um die senkrecht zur Schwingungsebene gerichtete horizontale Achs treten dabei nicht mehr auf, da die entgegengesetzten Schwingkräfte in dieser Ebene auf gleichen Wirklinien liegen. Dagegen bleiben nach wie vor wechselnde Schwing-Drehmomente um die zur Führungsbahn des Vibrations-Längsförderers senkrecht gerichtete vertikale Drehachse, da beide Teilmassen nebeneinander angeordnet sind und ihr Abstand zueinander einen Hebelarm bilden. Dadurch entstehen wechselnde Schwing-Drehmomente um die Vertikalachse.

Obwohl diese Vibrations-Längsförderer weitestgehend ohne Schwingungsisolierung auskommen, sind Fundamenterregungen durch die verbleibenden wechselnden Drehmomente nicht auszuschließen.

Die Trennung der Nutzmasse in zwei Teilmassen bedingt außerdem, daß die Förder- und Speicherrinne ebenfalls getrennt werden muß. Jede Hälfte der Förder- und Speicherrinne ist dann einer der Teilmassen der Nutzmasse zugeordnet. Eine Trennung der Förder- und Speicherrinne ist jedoch nicht in allen Fällen möglich, z. B. dann nicht, wenn sie um ihre Längsachse in sich gedreht ausgeführt sein müssen, um eine bestimmte Ordnungslage der Werkstücke zu erreichen. Darüber hinaus treten an der Trennfuge der Teilmassen immer Abdichtungsprobleme auf, die nur mit zusätzlichem Aufwand und außerdem nicht immer befriedigend zu lösen sind. Wie alle Vibrations-Längsförderer muß auch der mit geteilter Ausführung aus energieökonomischen Gründen in Resonanznähe arbeiten, d. h. Erreger- und Eigenfrequenz müssen aufeinander abgestimmt werden. Üblicherweise geschieht das durch Veränderung der Federsteife der Lenkerfedern, insbesondere durch Einstellung der Federlänge. Die Anlenkung der Teilmassen an separate Lenkerfedern erschwert jedoch die Resonanzabstimmung, die zu Unsymmetrien und damit zu unterschiedlichen Schwingweiten und Schwingkräften führen kann. Als Folge treten durch Restkräfte und -momente verursachte Fundamenterregungen auf.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, einen Vibrations-Längsförderer zu schaffen, der sich insbesondere als Werkstück- Speichermagazin eignet, die genannten Nachteile vermeidet und deshalb alle Formen von Förder- und Speicherrinnen aufnehmen kann, alle Schwingkräfte und Schwingmomente in sich eliminiert, so daß keine Fundamenterregungen auftreten und Maßnahmen zur Schwingungsisolierung entfallen können sowie eine einfache Resonanzabstimmung ermöglicht, die nicht zur Ausbildung von fundamenterregenden Restkräften oder -momenten führt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vibrations-Längsförderer zu schaffen, mit dem durch eine geänderte Gestaltung und Anordnung der Nutz- und Gegenmasse die bisher aufgetretenen störenden Kippmomente und Massenkräfte nicht mehr nachteilig wirksam werden können.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, indem die Nutzmasse aus einem Schwinggehäuse sowie dem Elektromagnet-Anker und der zugeordneten Förder- und Speicherrinne besteht und eine annähernd gleichgroße Gegenschwingmasse aus einem innerhalb des Schwinggehäuse angeordneten Schwingrahmen sowie dem Elektromagnetkern gebildet ist, wobei deren Masseschwerpunkte sich zentrisch und auf gleicher Wirklinie befinden. Die zur schwingenden Befestigung der Funktionsteile dienenden bekannten Lenkerfedern sind gemäß der Erfindung mehrfach geschlitzt ausgeführt, wobei die Nutzmasse über das Schwinggehäuse an den äußeren Lenkerfedernteilen und die Gegenmasse über den Schwingrahmen an dem inneren Lenkerfederteil befestigt sind. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mehrere Lenkerfedern zu einem Lenkerfedernpaket zusammengesetzt und an den Befestigungspunkten der Lenkerfedernpakete im Bereich des Fundamentgehäuses verschiebbare Einstellplatten zur Veränderung der erforderlichen Federlänge vorgesehen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 den Schnitt A-A der Fig. 3

Fig. 2 den Schnitt B-B der Fig. 1

Fig. 3 die Draufsicht der Fig. 1

Fig. 4 eine Lenkerfeder

Der neuerungsgemäße Vibrations-Längsförderer besteht im wesentlichen aus einer Förder- und Speicherrinne 3, dem Schwingsystem mit dem Elektromagnet-Anker 2 sowie dem Elektromagnet-Kern 5 und einem Schwinggehäuse 1 mit einem darin angeordneten Schwingrahmen 4. Die Befestigung der Funktionsteile erfolgt über schräggestellte Lenkerfedern 6 in einem Fundamentgehäuse 12.

Erfindungsgemäß wird die Nutzmasse aus dem Schwinggehäuse 1, dem einstellbaren Elektromagnet-Anker 2 sowie der Förder- und Speicherrinne 3 gebildet. Die Gegenmasse setzt sich aus den Schwingrahmen 4 und dem Elektromagnet- Kern 5 zusammen.

Die Befestigung an dem Fundamentgehäuse 12 erfolgt über die aus Lenkerfedern 6 bestehenden Lenkerfedern-Paketen 7. Dabei sind die Lenkerfedern 6 bzw. die Lenkerfeder- Pakete 7 mit Schlitzen 8 versehen und damit in Außenteile 9 und einem Mittelteil 10 unterteilt. Das Schwinggehäuse 1 wird an den beiden Außenteilen 9 und der Schwingrahmen 4 an dem Mittelteil 10 durch Verschrauben befestigt. Durch die Gestaltung der Lenkerfedern 6 als komplettes Bauteil ist die Einbaulage des Schwinggehäuses 1 und des Schwingrahmens 4 definiert, wodurch Montage- und Justierarbeiten erleichtert werden.

Unter Berücksichtigung, daß zur Erreichung der zugrundegelegenen Zielstellung die Nutz- und Gegenmasse annähernd gleich groß sein müssen, erfordert diese Festlegung, daß die Summen der Breite der Außenteile 9 des Lenkerfeder-Paketes 7 gleich der Breite des zugehörigen Mittelteiles 10 entspricht. Damit sind die Federmassensysteme von Nutz- und Gegenmasse untereinander ebenfalls gleich. Die Einstellung des Resonanzverhaltens beider Schwingsysteme kann dann gemeinsam erfolgen. Unsymmetrien können nicht auftreten. Zur Abstimmung der Resonanz sind längsverschiebbare Einstellplatten 11 vorgesehen, die als Zwischenlagen zur Befestigung der Lenkerfeder-Pakete 7 am Fundamentgehäuse 12 dienen. Während die Befestigungspunkte 13 Fixpunkte sind, können die Einstellplatten 11 längs der Lenkerfeder-Pakete 7 so verschoben werden, daß die Einspannlänge der Lenkerfeder-Pakete 7 entsprechend der erforderlichen Federsteife verändert werden kann. Die gleich großen Nutz- und Gegenmassen sind entsprechend Fig. 2 so ineinandergeschachtelt angeordnet, daß sich nicht nur die Schwingkräfte F ₁ und F ₂ in ihren absoluten Größen zueinander aufheben, sondern auch keine Schwing-Drehmomente entstehen können. Deshalb sind alle Massen symmetrisch zur Längsachse der Förder- und Speicherrinne angeordnet, wie Fig. 1, 2 und 3 erkennen lassen. Außerdem befindet sich der Nutzmassen-Schwerpunkt 14 auf der gleichen Wirklinie wie der Gegenmassen-Schwerpunkt 15. Die Wirklinie verläuft dabei in Richtung der Schwingungsebene. Auf diese Weise erzeugen die entgegengesetzt wirkenden Schwingkräfte F ₁ und F ₂ gleich große Gegenkräfte an den Befestigungspunkten 13 des Fundamentgehäuses 12, die sich gegenseitig aufheben. Da auch keine Schwing-Drehmomente auftreten, kann das Fundamentgehäuse 12 ohne Schwingungsisolierung an Fertigungseinrichtungen aller Art direkt befestigt werden.

Es ist beispielsweise auch möglich und vorteilhaft, den Vibrations-Längsförderer auf einem leichten, einstellbaren Ständer anzuordnen und so die Montage- und Justagearbeiten beim Anbau des Vibrations-Längsförderers zu vereinfachen.

Mit dem Einsatz des erfindungsgemäßen Vibrations-Längsförderers werden funktionsmäßig ungestörte Speicher- und Fördereigenschaften bei Nichtauftreten bisheriger Nachteile, insbesondere bezüglich der Fundamenterregungen, erreicht. Die Herstellung ist mit geringem Materialaufwand gegeben, wobei geringe Baugrößen und ein Minimum an Antriebsenergie als besondere Vorteile zu werten sind.

Aufstellung der Bezeichnungen 1 Schwinggehäuse
2 Elektromagnet-Anker
3 Förder- und Speicherrinne
4 Schwingrahmen
5 Elektromagnet-Kern
6 Lenkerfeder-Einzelteil
7 Lenkerfeder-Paket
8 Schlitze
9 Außenteile
10 Mittelteil
11 Einstellplatten
12 Fundamentgehäuse
13 Befestigungspunkte
14 Nutzmassen-Schwerpunkt
15 Gegenmassen-Schwerpunkt
F 1 Schwingkraft-Nutzmasse
F 2 Schwingkraft Gegenmasse

Claims

1. Vibrations-Längsförderer zur Speicherung und Weitergabe zugeführter geordneter Werkstücke, bestehend aus einem krafterregten Schwingsystem mit einer zugeordneten Nutz- und einer Gegenmasse sowie die Funktionsteile verbindende, vorzugsweise schräg angeordnete und in einem Fundamentgehäuse befestigte Blattfedern und einer mit dem Schwingsystem verbundenen Förder- und Speicherrinne, gekennzeichnet dadurch, daß die Nutzmasse aus einem Schwinggehäuse (1) sowie dem Elektromagnet-Anker (2) des Schwingsystems und der Förder- und Speicherrinne (3) besteht und die annähernd gleichgroße Gegenschwingmasse aus einem in dem Schwinggehäuse (1) angeordneten Schwingrahmen (4) sowie dem Elektromagnet-Kern (5) gebildet ist, wobei deren Masseschwerpunkte (14; 15) sich zentrisch und auf gleicher Wirklinie befinden und die der schwingenden Befestigung der Funktionsteile dienenden Lenkerfedern (6) mehrfach geschlitzt ausgeführt sind, wobei die Nutzmasse über das Schwinggehäuse (1) an den äußeren Lenkerfederteilen (9) und die Gegenmasse über den Schwingrahmen (4) an dem inneren Lenkerfederteil (10) befestigt sind.

2. Vibrations-Längsförderer nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Lenkerfedern (6) zu einem Lenkerfederpaket (7) zusammengesetzt und an den Befestigungspunkten (13) der Lenkerfederpakete (7) im Bereich des Fundamentgehäuses (12) verschiebbare Einstellplatten (11) angeordnet sind.