DE4417162C1 - Vorrichtung zur Einstellung des Schwingverhaltens einer Schwingförderrinne - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Ein­ stellung des Schwingverhaltens einer Schwingförderrinne der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist der DE-PS 9 72 488 zu entnehmen, in der eine Schwingförderrinne beschrieben ist mit zwei gegenläufig angetriebenen Wellen mit Unwuchten, die von Elektromotoren angetrieben sind. Die Regelung der Antriebsleistung wird dabei z. B. bei Drehstrommotoren durch Spannungsänderung, z. B. regelbare Vorschaltwiderstände oder Transformatoren vorgenommen, Leistungsänderungen bei Gleichstrommotoren können beispielsweise durch eine Feldre­ gelung erfolgen. Die bekannte Lösung wird als Schwingförde­ rer oder als Sieb eingesetzt.

Aus der DE-34 10 449-C2 der Anmelderin ist es bekannt, eine Unwuchtmasse auf wenigstens einer der Unwuchtwellen durch Drehrichtungsumkehr zwischen einer ersten und einer zweiten Anschlagsposition zu verstellen, so daß es möglich ist, ei­ nen Schwingförderer zu bauen, der sowohl vorwärts als auch rückwärts fördern kann.

Die EP-0 511 923-A1 zeigt ein Getriebe mit Phasenlagen der Unwuchtgewichte, die in ihrer Position während des Betrie­ bes in mehreren Stufen verändert werden können, wobei al­ lerdings ein entsprechender mechanischer und elektrischer Aufwand getrieben werden muß.

Wie die bekannten Lösungen zeigen, gibt es im Prinzip zwei Bauarten. Entweder wird mit zwei identischen Unwuchtmotoren oder zwei Unwuchtwellen mit ortsfesten Drehstrommotoren ge­ arbeitet, wobei der Drehsinn der Unwuchtmotoren gegenläufig ist, oder es wird mit zwei Unwuchtantrieben gearbeitet, wo­ bei die Unwuchtwellen über ein Getriebe so miteinander ver­ bunden sind, daß die Unwuchtwellen gegenläufig in einer be­ stimmten Phasenlage rotieren.

Problematisch kann es sein, wenn bei der ersten Art der in allen Richtungen schwingungsfähig gelagerte Schwingförderer und die Unwuchtmotoren nicht einen gemeinsamen Gesamt­ schwerpunkt aufweisen, da die Phasenlage der rotierenden Unwuchtgewichte und damit die Fördereigenschaften unter Um­ ständen vom Fördergut negativ beeinflußt werden, so bei­ spielsweise wenn der Schwingförderer nur einseitig beladen ist, zudem muß oft ein großer Aufwand getrieben werden, um den Schwingwinkel im nachhinein zu verändern. Diese Nach­ teile weist die zweite Bauart nicht auf, allerdings sind die Getriebelösungen, wie schon erwähnt, häufig konstruktiv aufwendig.

Problem der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrich­ tung so weiter zu bilden, daß auf der Rinne unterschiedli­ che Hauptförderrichtungen möglich gemacht werden.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird dieses Problem gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Wellen der Unwuchtantriebe zur Senkrechten auf die Horizontalebene in Richtung der Hauptförderrichtung geneigt angeordnet sind und daß durch mindestens einen nicht syn­ chronen Betrieb der Unwuchten wenigstens zwei unter einem spitzen Winkel zueinander verlaufende Hauptförderrichtungen in der Rinne gegeben sind.

Mit der Erfindung ist es möglich, eine Förderrinne als eine Art Sortierrinne zu benutzen und auszugestalten, derart, daß je nach Einstellung des Schwingverhaltens der Material­ strom in eine der Hauptförderrichtungen und bei Änderung des Schwingverhaltens in die andere Hauptförderrichtung ge­ leitet wird. Wird die Schwingrinne in drei Bereiche einge­ teilt mit einem mittleren Bereich und davon im spitzen Win­ kel abzweigenden äußeren Randbereichen kann eine Drei­ fachsortierung vorgenommen werden.

Wird wenigstens ein Bereich als Siebeinrichtung ausgestal­ tet, läßt sich auch die entsprechende Siebcharakteristik den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. So kann durch Beein­ flussung des Schwingwinkels die Vertikalbeschleunigung und damit die Verweildauer des Siebgutes auf dem Sieb einge­ stellt werden. Eine Veränderung des Schwingwinkels macht es möglich, während des Siebens eine Optimierung der Aussie­ bung zu erreichen. An dieser Stelle sei bemerkt, daß es grundsätzlich aus der DE 41 06 443-A1 bei einer Vibrations­ maschine bekannt ist, Unwuchtwellen im Winkel so zur Senk­ rechten auf die Horizontalebene, z. B. an einem Vibrations­ sieb, anzuordnen.

Aus der DE 41 16 632-A1 ist eine Sensorik zur Ermittlung von Drehrichtungs- und Synchronisationsfehlern bekannt.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen, wobei darauf hinzuweisen ist, daß aus "Wehr­ mann, K.: Drehstrommotoren regeln, TR Nr. 23, 6. Juni 1978, S. 5, 7", als Regelmöglichkeiten Spannungssteller und Fre­ quenzumrichter bekannt sind; die Merkmale der Unteransprü­ che stellen eine komfortable Regelungsmöglichkeit bei einer Vorrichtung dar, die es möglich macht, unter­ schiedliche Hauptförderrichtungen in einer Schwingförder­ rinne zu erreichen und damit die Rinne als Trennrinne ein­ zusetzen.

Es hat sich gezeigt, daß das Vorsehen zweier Unwuchtwellen mit einem eigenen Motor das gestellte Problem in vorteil­ hafter Weise lösen kann in Verbindung mit dem jeweiligen Initiator zur Abtastung der Stellung der Unwuchtgewichte, da die relative Position dieser Unwuchtgewichte zueinander mittels Regelungen über die elektrische Spannung oder Fre­ quenz des Drehstromes in Abhängigkeit der Impulse dieser Initiatoren veränderbar ist, solange bis beide Unwuchtan­ triebe in einer gewünschten Phasenlage synchron laufen.

Um in der Förderrichtung unabhängig sein zu können, d. h. sowohl Vor- wie auch Rückwärtsförderungen zu ermöglichen, ist es möglich, die beiden Unwuchtantriebe im Schwingförde­ rer-Schwerpunktbereich im geringfügigen Abstand dazu zu be­ treiben bzw. anzuordnen. Damit ist beispielsweise möglich, eine verzögerte selbständige Synchronisation zu erreichen. Um eine selbständig stabile Phasenlage zu erreichen, weisen beide Antriebsmotoren gleiche Unwuchtgewichte auf, die elektrischen Teile der Motoren weisen gleiche Eigenschaften auf, wobei die Drehrichtung der Motoren entgegengesetzt ist.

Ein nichtsynchroner Betrieb, wie z. B. direkt nach dem Ein­ schalten der Motoren, erzeugt je nach Lage der Unwuchtan­ triebe eine zusätzliche Schwingung des Schwingförderers rechtwinklig zur eigentlichen Schwingrichtung, insbesondere wenn, wie hier, der Schwingförderer in allen Richtungen frei schwingbar gelagert ist. Durch die zusätzliche Schwin­ gung ergibt sich eine Überlagerung an den Motoren, die eine Wirkung derart hervorruft, daß das eine Unwuchtgewicht ei­ nes Motors verzögert, das andere beschleunigt wird. Bei Synchronisation verschwindet die oben erwähnte Zusatz­ schwingung.

Zur Erzeugung einer in unterschiedlichen Winkeln gerichte­ ten Förderrichtung in der Horizontalebene des Schwingförde­ rers sind die Unwuchtantriebe mit geringfügig rückwärts zur Senkrechten auf die Horizontalebene im Sinne der Hauptför­ derrichtung geneigt liegenden Achsen derart der Förderrinne zugeordnet, daß eine in der Horizontalebene liegende Schwingung erzeugbar ist, wobei die Unwuchtantriebe zweck­ mäßig neben der Förderrinne angeordnet werden.

Die Vorrichtung kann daher bei gleicher Bauweise für unter­ schiedliche Einsatzzwecke und Verwendungen herangezogen werden. So läßt sich eine Trennrinne ausgestalten, bei der beispielsweise in vollautomatischen Gießerei-Betrieben heißer Sand und Sandknollen von den Gußteilen getrennt wer­ den sollen. Dabei ist es bekannt, die Schwingförderer mit einem Siebboden auszurüsten, so daß während des Transportes die Sandknollen zerstört werden, die anfallenden Sandknol­ len zerrieben werden und gleichzeitig die heißen, in der Regel noch empfindlichen Gußteile weitergefördert werden. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die Gußteile an sich nur schwachen Schwingungen zur Vermeidung von Oberflächen­ schäden ausgesetzt werden dürfen, während die Sandknollen mit höherer Intensität zerrieben werden.

Es ist möglich, eine Trenncharakteristik, die im wesentli­ chen durch den Schwingwinkel gegeben ist, optimal jedem Gußprogramm anzupassen.

Wie schon weiter oben erwähnt, ist es möglich, eine rever­ sive Schwingförderrinne zu schaffen, d. h. ein Fördermittel, das in beiden Richtungen fördern kann.

Eine weitere Möglichkeit des Einsatzes besteht darin, eine Förderrinne als eine Art Sortierrinne zu benutzen und aus­ zugestalten, wenn die Unwuchtantriebe wirkmäßig neben der Förderrinne angeordnet werden, derart, daß bei einer Stel­ lung des Schwingverhaltens der Mittelbereich vom geförder­ ten Gut durchlaufen wird, während, je nach Stellung der Un­ wuchten, erreichbar ist, daß einmal zum linken oder zum rechten Randbereich gefördert wird, so daß dort weitere Ab­ gabeelemente vorgesehen sein können.

Schließlich kann die Vorrichtung auch als Siebeinrichtung eingesetzt werden, da eine entsprechende Sieb-Charakteri­ stik den jeweiligen Bedürfnissen anpaßbar ist. So kann durch Beeinflussen des Schwingwinkels die Vertikalbeschleu­ nigung und damit die Verweildauer des Siebgutes auf dem Sieb eingestellt werden. Eine Veränderung des Schwingwin­ kels macht es möglich, während des Siebens eine Optimierung der Aussiebung zu erreichen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in den

Fig. 1 bis 3 Aufsichten auf vereinfacht wiedergegebene Schwingförderer mit seitlichen angeordne­ ten Unwuchtwellen sowie in

Fig. 1a eine vereinfachte Seitenansicht gemäß Pfeil I in Fig. 1.

Ein allgemein mit 1 bezeichneter Schwingförderer weist zwei Unwuchten 2 und 3 mit zugeordneten Elektromotoren 4 und 5 auf, die in den Figuren nur vereinfacht wiedergegeben sind.

Der Schwingförderer 1 ist in allen Richtungen bewegbar über Federstützen 6 gelagert. Dies ist in Fig. 1a angedeutet.

Die Unwuchten 2 bzw. 3 sind an den Elektromotoren 4 bzw. 5 mittels Unwuchtwellen 2a und 3a gelagert, denen, wiederum vereinfacht dargestellt, Sensoren bzw. Initiatoren 7 zuge­ ordnet sind, die die Position der jeweiligen Unwucht 2 bzw. 3 ermitteln können.

Der Schwingförderer 1 weist eine Aufgabeseite und drei Abgaberinnen 14, 15 und 16 auf. Die Unwuchten 2 und 3 mit ihren Unwuchtwellen 2a und 3a sowie den Sensoren 7 sind seitlich neben dem Schwingförderer 1 angeordnet, und zwar in einem leicht schräg geneigten Sinne, wie sich dies aus Fig. 1a ergibt.

Befinden sich die Unwuchtgewichte 2 und 3 in der in Fig. 1 wiedergegebenen Position, ergibt sich die dort wiederge­ gebene Schwingrichtung, d. h. ein auf der Aufgabeseite 13 aufgegebenes Gut wird durch die mittlere Abgaberinne 15 ge­ führt.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Position der Unwuchtge­ wichte 2 und 3 ergibt sich eine in der Zeichenebene leicht nach oben rechts weisende Förderrichtung, d. h. die Rinne 14 wird beaufschlagt, während sich bei der Position der Un­ wuchtgewichte 2 und 3 gemäß Fig. 3 eine Förderrichtung nach rechts unten ergibt, was jeweils in den Figuren eingezeich­ net ist.

In Fig. 2 ist punktiert angedeutet, daß Unwuchtantriebe auch unterhalb einer derartigen Selektierrinne angeordnet sein können, die beiden Unwuchtgewichte sind dort mit 2′ und 3′ bezeichnet.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist dabei im wesentlichen die folgende:
Der auf den Federn 6 gelagerte Schwingförderer wird durch die Unwuchtwellen in Schwingung versetzt, wobei die Senso­ ren 7 immer dann, wenn sie von den Unwuchtgewichten 2 und 3 überdeckt werden, ein Signal an die Steuerelektronik 12 ab­ geben. Dabei werden die Unwuchtantriebe gegenläufig betrie­ ben, wie sich dies aus den kleinen Pfeilen in den Fig. 1 bis 3 ergibt.

Erfolgt keine Phasenregelung, laufen die Unwuchten nach ei­ ner Anlaufzeit synchron um, die Schwingrichtung ist dann parallel zur Verbindungsgeraden des resultierenden Kraftan­ griffspunktes der beiden Unwuchtantriebe zum Schwerpunkt der Schwingförderrinne, derart, daß sich keine Förderung ergibt.

Wird beispielsweise der eine Antrieb 4 über einen Frequenz­ umrichter beeinflußt, während der andere Antrieb 5 unmit­ telbar am Netz läuft, ergibt sich ein anderes Bild. Eilt z. B. der Unwuchtantrieb 5 dem Antrieb 4 z. B. voraus, wie sich aus Fig. 2 ergibt, war sich beispielsweise durch eine etwas niedrigere Frequenz erreichen läßt, ergibt sich eine in Fig. 2 dargestellte Förderrichtung. Natürlich wäre es auch möglich, die Spannung des Unwuchtantriebes durch einen Spannungssteller etwas zu reduzieren.

Um eine Stabilität der Phasenlage zu erreichen, werden die Signale der Sensoren 7 eingesetzt, um mit Hilfe eines Re­ gelalgorithmus die Frequenz des Frequenzumformers so an­ zupassen, daß die Phasenlage stabil bleibt, insbesondere dann, wenn eine einseitige Belastung des Schwingförderers 1, z. B. mit einem schweren Gußteil, die Phasenlage verän­ dern will.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß der Unwuchtantrieb 4 dem Un­ wuchtantrieb 5 vorauseilt. Hier ergibt sich eine Änderung der Förderrichtung. Die elektronische Steuerungseinrichtung 12 stellt sicher, daß beide Unwuchtantriebe mit der glei­ chen Frequenz umlaufen, wobei zur Messung der Impulse die Sensoren 7 eingesetzt werden. Durch geringfügiges Verändern der Frequenz des Frequenzumrichters kann vom elektronischen Regler jede gewünschte Phasenlage eingestellt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Einstellung des Schwingverhaltens einer Schwingförderrinne (1), die von zwei von je einem Elektro­ motor (4, 5) gegenläufig angetriebenen Wellen (2a, 3a) mit Unwuchten (2, 3) beeinflußt wird, die von einer elektroni­ schen Steuereinheit über die Antriebsleistung der Antriebs­ motoren (4, 5) zueinander einzustellen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen (2a, 3a) der Unwuchtantriebe (2, 3) zur Senkrechten auf die Horizontalebene in Richtung der Haupt­ förderrichtung geneigt angeordnet sind und daß durch min­ destens einen nicht synchronen Betrieb der Unwuchten wenig­ stens zwei unter einem spitzen Winkel zueinander verlau­ fende Hauptförderrichtungen in der Rinne gegeben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Arbeitsleistung über die Spannung insbesondere ein Spannungssteller und/oder über die Frequenz insbesondere ein Frequenzumrichter bei einem Drehstrom-Syn­ chronmotor vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß zur Ermittlung der Stellung der Unwuchten (2, 3) über jeder Welle zugeordnete Sensoren (7) vorgesehen sind.