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Antriebsvorrichtung für schwingungsfähige Gebilde Iin Patent 314 136
sind Vorrichtungen beschrieben, bei denen je zwei schwingungsf*illige Gebilde durch
lose koppelnde Organe so bewegt werden, daß sie keine Erschütterung auf ihre Unterlage
ausüben, wobei die schwingungsfähigen Gebilde unter sich oder die koppelnden Organe
durch zwangsläufig wirkende Hilfsmittel (Umkehrhebel oder Kurbelpaare, die um 18o'
versetzt sind) veranlaßt «erden, mit 18o° Phasenverschiebung gegeneinander zu schwingen.
Der hier \-erweildete Gedanke des Kraft- und Massenausgleiches schwingungsfähiger,
lose gekoppelter Organe erfährt durch die vorliegende Erfindung insofern eine weitere
Ausbildung, als hier Koppelvorrichtungen verwendet werden, die durch nachgiebige
Mittel miteinander verbunden sind und somit die Bewegungen des Siebes trotz Kräfte-
und Massenausgleiches noch zwangsloser gestalten und durchweg auf einen Kräfte-
und Massenausgleich der Koppelvorrichtung an sich Rücksicht nehmen.
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I n Fig.1 bedeutet 1 eine antreibende Achse, an deren Ende eine Planscheibe
z befestigt ist. Scheibe 2 ist durch zwei U-förmig gebogen. Lederriemen oder Stahlfedern
3 mit einer ganz gleichen Planscheibe 11 so nachgiebig verbunden, daß sich die Achsen
1 und (@ der beiden Scheiben beim Rotieren gegeneinander verschieben können. Die
Scheibe 11, Achse 6 und Unbalanz 4. stellen ein festes Ganzes dar. Die Unbalanz
4., die ihrerseits ebenfalls als Planscheibe mit einem exzeitrisch angebrachten
Gewicht ausgebildet sein möge, ist durch Lederriemen 3 mit den beiden LTnbalanzen
; und 8, die durch Verbindung ihrer Achse g untereinander ein festes Ganzes bilden,
ebenfalls in der vorbeschriebenen Weise verbunden. Weiterhin führt von der Unbalanz
; eine ganz gleiche Verbindung durch Lederriemen oder Feder zur Unbalanz 3, Von
den Lagern (i und 1o der Unbalanzen 3 und .I führen -zwei starre Stangen 1 2 und
13 zu einem schwingungsfähiger. Gebilde, «-elches aus Massea., und den elastischen
Mitteln b., besteht; ebenso führt von der Achse p der Unbalanzen ; und 8 eine Stange
14 ztl einem zweiten schwingungsfähigen Gebilde, welche aus der Masse a,, und den
elastischen Mitteln h, b, bestellt. -Nimmt nlan nun an, daß die sch«ingungsfä teigen
Gebilde sowohl als auch die Lager 6, 9 und 1o in Richtung der Papierebene zu schwingen
vermögen, quer zur Papierebene aber durch Gelenkhebel oder andere Mittel am Ausschwingen
verhindert sind, so ergibt sich bei Inbetriebsetzung der beschriebenen Vorrichtung
folgendes Die `Felle 1 führt Rotationsbewegungen aus und erzeugt an den Unbalanzen
3 und 4. bzw. 7 und 8 Fliehkräfte, die iin Tempo der
Umlaufzahl
auf die schwingenden Systeme einwirken. Da die Unbalanzeii so untereinander durch
nachgiebige Mittel verbunden sind, daß sich ihre exzentrischen Massen gegenüberstehen,
so wird firn selben Augenblick, wo die Masse a., nach auswärts schwingt, auch die
Masse a., nach auswärts schwingen, und umgekehrt, so daß sich die Kräfte- und Massenwirkungen
beider Systeme auf der gesamten Unterlage der Vorrichtung gegenseitig aufheben.
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Fig. i kann dementsprechend als ein in bezug auf Kräfte und Masse
vollkommen ausgeglichenes schwingendes System angesehen werden.
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Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. i lediglich durch die Ausführungsform
der Koppelvorrichtung. Es sind bei Fig. 2 anstatt vier Unbalanzen nur zwei solcher
Organe 3 und .4 verwendet, die unter sich durch nachgiebige 1-littel5 miteinander
verbunden sind und durch die Welle i und die Planscheibe 2 unter Vermittlung eben
solcher nachgiebiger .Mittel in Umlauf gesetzt werden. Die Achsen der Unbalanzen6
und 9 sind durch zwei gekröpfte Stangen 12 und 14 mit den schwingungsfähigen
Gebilden verbunden. Die Wirkung der Ausführungsform in Fig. 2 deckt sich im übrigen
vollkommen mit derjenigen in Fig. i.
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Fig.3, bei der die Kopplung identisch ist mit derjenigen in F ig.2,
unterscheidetsich durch die Form des schwingungsfähigen Gebildes. Während bei Fig.2
zwei voneinander unabhängige schwingungsfähige Gebilde zur Erzielung einer Massen-
und Kräfteausgleichwirkung verwendet werden, ist dieses Ziel in Fig. 3 bei einem
einzigen schwingungsfähigen Gebilde, bestehend aus den zwei Massen a, und a., und
dem gemeinsamen elastischen Mittel b, b, erreicht worden. Auch hierbei soll
angenommen werden, daß sich der Schwingungsvorgang in der Papierebene abspielt.
Die Welle i wird in Umlauf gesetzt und nimmt durch Vermittlung der nachgiebigen
Verbindungen 5 die beiden Unbalanzen 3 und .I mit. Durch die Fliehkräfte der Unbalanzen,
die an einem Ausschwingen quer zur Papierebene durch entsprechende Vorrichtungen
verhindert werden, tritt eine periodische Verschiebung der Lager 6 und 9. je nach
der momentanen Lage der exzentrischen Massen, nach links oder rechts ein, so daß
die Massen a, und a., des schwingungsfähigen Gebildes mit i8o° Phasenverschiebung
gegeneinander bewegt werden. Hierdurch werden abwechselnd die beiden elastischen
Mittel des schwingungsfähigen Gebildes gespannt bzw. entspannt, so daß ein regelrechter
Schwingungsvorgang entsteht, bei dem, wie beabsichtigt, keine Kräfte- und :Massenwirkung
auf die Unterlage übertragen wird. In den Fig.4 bis 6 ist ein schwingungsfähiges
Gebilde zur Darstellung gebracht, welche eine spezielle Arbeit erfüllen, nämlich
zwei Freiläufe F und F, betätigen soll. In diesem Falle werden, wie in Fig. 2, durch
die Unbalanzen 3 und .I zunächst auf direktem Wege die Massen a, und a_ mit i8o°
Phasenverschiebung in Schwingung versetzt. Da die Unbalanz 3 finit ihrer Achse 6
an einem Umkehrhebel 7 und die Unbalanz 4. durch ihren Zapfen 9 mit einem Umkehrhebel
8 verbunden ist, so werden gleichzeitig die Massen a; und a., mitbewegt, und zwar
so, daß a, und a., sich gleichzeitig nach rechts bewegen, wenn a., und a, nach links
bewegt werden. Hierbei werden abwechselnd die elastischen Mittel b, und b;, die
im vorliegenden Falle als Gummibälle ausgebildet sind, auf Druck beansprucht. Die
mittlere Widerlage der Bälle befindet sich an der Masse a., und die beiden äußeren
an der Masse a., und sind in beiden Fällen in diagonaler Richtung nach der Masse
a." bzw. a., geführt, wo sie mit Rücksicht auf die eintretende Verkürzung beweglich
gelagert werden. Da immer einer der beiden Freiläufe vorwärts bewegt wird und Arbeit
leistet, während der andere eine Rückwärtsbewegung (Leerlauf) ausführt, und an diesen
Bewegungen durch die beschriebene Kreuzschaltung beide Unbalanzen und beide Massengruppen
in gleichem Maße teilnehmen, so findet auch in diesem Falle ein restloser Massen-
und Kräfteausgleich statt.
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In den Fig, j bis i i ist zuni Unterschied der oben dargestellten
schwingungsfähigen Gebilde, die in der Hauptsache eine hin und her gehende Bewegung
ausführen, eine Vorrichtung für Kreisschwingung zur Darstellung gebracht, d. h.
es werden hier Systeme beschrieben, bei denen zwei Schwingungsbewegungen finit Phasenverschiebung
gleichzeitig auf jedes der vorhandenen schwingungsfähigen Gebilde einwirken. Jeder
Punkt des schwingungsfähigen Gebildes führt somit eine Bewegung auf einem Kreisbogen
oder, falls die Amplitude in der einen Richtung kleiner als in der anderen gewählt
wird, eine Bewegung auf einer elliptischen Kurve aus.
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Entsprechend dem der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Gedanken
soll auch diese Bewegungsart, die insbesondere bei Siebvorrichtungen besonderen
Vorteil bietet, in bezug auf Massen- und Kräftewirkung ausgeglichen werden. Denkt
man sich zwei Siebe a, und a._ (Fig. 7 und 8) an beiden Enden mit Lagern
L,, L, L, und L, versehen und zentrisch durch diese Lager je eine Achse v
gelegt, die von jedem Lager aus an vier Stellen durch Federn b gehalten wird, so
kann jedes der beiden Siebe unabhängig vom anderen Schwingungen in beliebiger Richtung
bzw.
bei entsprechender Erregung Kreisschwingungen ausführen. Im vorliegenden Falle können
Kreisschwingungen ohne weiteres dann zustande kommen, wenn die seither beschriebenen
Koppelvorrichtungen unmittelbar an den beschriebenen schwingenden Massen a., und
a_ (an den Sieben), die unendlich @-iel Freiheitsgrade aufweisen, angebracht werden,
etwa wie in Fig. 9 dargestellt ist. i bedeutet hierin die Antriebswelle, a die iibertragende
Planscheibe, 5 die nachgiebigen Mittel, die zur Unbalanz 3 führen. Die Unbalanz
3 ist durch ein Lager 11 an dem Siebe a., befestigt und ihrerseits durch nachgiebige
Mittel 5 mit der Unbalanz 7 verbunden. Die Unbalanz ; bildet durch ihre Achse 9
reit der Unbalanz S ein Ganzes und ist am Sieb a., gelagert. Letztere setzt durch
Vermittlung der nachgiebigen Mittel 5 die Unbalanz 4., die durch das Lager 1.4 mit
dem Sieb a., verbunden ist, in Umlauf.
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Beim Rotieren der Welle i führen die Achsen 6 und 1o einerseits und
die Achse 9 andererseits, hervorgerufen durch die Fliehkräfte der zugehörigen Unbalanzen,
kreisende Bewegungen um die Achse i aus. Bei Anwendung gleicher Massen und gleicher
elastischer Mittel verlaufen diese Bewegungen auf Kreisbogen gleichen Durchmessers,
und zwar so, daß sich die schwingenden Massen in jedem Augenblick mit 18o° Phasenverschiebung
gegenüberstehen. Hieraus ergibt sich, daß auch in diesem Falle die Kraft- und Massenwirkung
jedes Systems dem anderen gegenüber ausgeglichen ist und daß die nachgiebigen Drittel
5 nur so lange durchgebogen werden, bis sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt
hat, da dann eine Relativverschiebung der Svsteme untereinander, wie dies bei den
Ausfi@lirungsformen i bis 5 der Fall ist, nicht mehr eintritt.
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Gerade dieser letzterwähnte Umstand in Verbindung mit der Schaufelwurfwirkung
kreisender Systeme befähigt besonders diese Ausführungsform für Siebvorrichtungen,
bei denen ein Verstopfen befürchtet werden muß.
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Während in den Fig. 7 bis 9 die Außenlager an den schwingenden Massen,
den Sieben selbst und die Achsen am Fundament befestigt wurden, ist bei den I# ig.
1o und i i diese Anordnung in umgekehrter Weise dargestellt. Die Siebe a, und a,
weisen in diesem Falle auf jeder Seite je -zwei Lager auf, an denen Rollen befestigt
sind, die Pneumatikreifen nach bekannter Art tragen. Da der Pneumatikreif nach Art
des Gummihalles als elastisches Mittel in schwingungsfähigen Gebilden verwendet
werden kann und die Annehmlichkeit hat, pseudoharmonische Schwingungen auszuführen,
eignet er sich ganz besonders für den vorliegenden Zweck. je nach Bedarf können
solche Gummirollen in festsitzenden Lagern (Fig. 12) verwendet werden, wobei lediglich
ihre elastische Wirkung ausgenutzt wird, oder sie können beispielsweise bei langsamer
schwingenden Sieben nach Fig. 13 in Lager eingebaut sein, in denen sie einen größeren
Spielraum haben und regelrecht umlaufen. Selbstverständlich kann sich auch je nach
Bedarf, wie schon dargetan, der Schwingungsvorgang auf einer elliptischen Kurve
abspielen, und es können dementsprechend Lager nach Fig. 14. verwendet werden.
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In Fig. 1 5 ist ein Lager dargestellt, bei dem das elastische Mittel
durch einen Weichgummiklotz, der den ganzen Lagerraum ausfiillt, gebildet wird.
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In Fig. 16 besteht das elastische Mittel aus radial angeordneten Federn.
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Die in Fig. 1; angewendeten elastischen .,Mittel sind winkelig gebogene
Flachfedern, die an einem Rahmen befestigt und an den Sieben angelenkt sein können,
oder umgekehrt. In Fig. icg bis 23 sind verschiedene Ausführungsformen der Koppelvorrichtung
bzw. der Unbalanzen zur Darstellung gebracht. In Fig. 1ä sind die Scheiben 3 und
.t, an denen sich die exzentrischen Gewichte befinden, möglichst nahe aneinandergerückt,
um eine günstige Beanspruchung der Lagerung zu erzielen. Die nachgiebigen Verbindungselemente
5, die, wie bereits hervorgehoben, aus einzelnen Stahl- oder Lederlamellen bestehen
können, sind unter Verwendung entsprechender Zwischenlagen mehrschichtig ausgebildet.
In Fig. 19 ist eine Unbalanz dargestellt, bei der die die Unbalanzen verbindenden
nachgiebigen Mittel 5 als Scharniere ausgebildet sind. In Fig. 20 sind die beiden
Unbalanzen 3 und 4. durch ein doppeltes Kardan 5 und 6 verbunden, welches so konstruiert
ist, daß eine Verlängerung und Verkürzung in bekannter Weise möglich ist. In Fig.
21 und 22 ist die Verbindung der beiden Unbalanzen 3 und 4. durch eine biegsame
Welle, die ebenfalls verlängerbar sein kann, erzielt.
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Schließlich stellt Fig.23 die Seitenansicht und Fig. 24. die Draufsicht
zweier Unbalanzen 3 und 4. dar, die durch Lederscheiben 5 und ein verlängerbares
Element 6 miteinander gekoppelt sind. Auch in diesem Falle können <lie Achsen
der beiden Unbalanzen 3 und .4 bei gleichzeitiger LTbertragung eines Drehmomentes
gegeneinander verschoben werden.
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Die beschriebenen und dargestellten Ausführungen stellen natürlich
nur beispielsweise Ausführungsformen dar, und es ändert an der vorliegenden Erfindung
nichts, wenn zwei koppelnde Organe an zwei oder mehreren gegeneinander verschiebbaren
Angriffspunkten des oder der schwingungsfähigen Gebilde
angreifen
und diese einerseits zu Schwingungen anregen, andererseits aber durch Dimensionierung
oder Anordnung ihrer Massen so ausgewuchtet sind.. daß sie die gemeinsame Unterlage
möglichst nicht erschüttern.
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Ferner ist es gleichgültig, welcher Art die schwingenden Bewegungen
sind, ob sie auf geschlossenen oderoffenen Kurven verlaufen bzw. ob sie svtllinetrisch
oder unsvmmetrische Schwingungen uni eine Nullage ausführen.