DE599118C - Elektromagnetische Schuetteleinrichtung - Google Patents

Description

Die JEkfindung richtet sich auf eine elektromagnetische Schütteleinrichtung, beispielsweise für Siebe, Verdichter und Stampfer oder für Schlagwerkzeuge, wie Gesteinbohrer und Niethammer, für Massageapparate und viele andere Zwecke, bei denen ein Elektromagnet ein oder mehrere schwingungsfähige Schüttelelemente in Bewegung hält. Man pflegt bei derartigen Schütteleinrichtungen die Frequenz des schwingungsfähigen mechanischen Schüttelelements mit der Frequenz des elektromagnetischen Schwingungserregers praktisch in Übereinstimmung zu bringen, indem man eine bestimmte Schüttelmasse wählt.

Zur Anpassung an die Frequenz des elektromagnetischen Schwingungserregers, die gegeben zu sein pflegt, ist bereits vorgeschlagen worden, das schwingungsfähige System, meist einen oder mehrere Stäbe, unter Längsvorspannung zu setzen. Dann hat man es in der Hand, durch Regelung dieser Vorspannung die Eigenfrequenz zu ändern und so auf den gewünschten Wert zu bringen.

Demgegenüber soll die Erfindung ein Spannen des Schüttelelements überflüssig machen. Erreicht wird dies durch einen solchen Aufbau des Schüttelelements nach Baustoff und Abmessungen, daß es schon vermöge der ihm von selbst innewohnenden Eigenschaften, unter Berücksichtigung der geschüttelten Masse, die gewollte Frequenz aufweist. Demgemäß kennzeichnet sich die Erfindung wesentlich dadurch, daß das Schüttelelement frei von Längsvorspannung ist.

Weitere Merkmale richten sich auf die Lagerung und Durchbildung des Schüttelelements und des Elektromagneten, das Verhältnis ihrer Frequenzen zueinander und die Spannung des Magneten.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in Anwendung auf den Antrieb einer .Rüttelsiebmaschine zum Sichten von Erzen oder anderen Stoffen dargestellt; es sind:

Abb. ι Längsschnitt durch' den Siebträger, besonders zur Darstellung der Anordnung und Befestigungsweise des elektrischen Schüttelmotors, wobei der Schnitt längs 1-1 der Abb. 2 geführt ist,

Abb. 2 Aufsicht einer Hälfte des Siebträgers, teilweise geschnitten,

Abb. 3 Endansicht des Siebträgers, teilweise geschnitten,

Abb. 4 Schaltbild,

Abb. 5 Seitendarstellung der Anbringung des Siebträgers in kleinerem Maßstabe und

Abb. 6 Einzelschnitt durch einen der Pufferträger des Siebträgers.

Die Sichtmaschine, für die der elektrische Schüttelmotor gemäß der Erfindung beispielsweise verwendet wird, besitzt einen Haupt-

tragrahmen, der im wesentlichen aus zwei getrennten längsgerichteten, parallelen Rahmenteilen ι besteht, die zur Aufnahme der weiterhin erwähnten Schüttelelemente hohl ausgebildet sind. Die Rahmenteile ι sind durch zwei Querstücke 2 fest miteinander verbunden, die am besten hohl, wie dargestellt, und außerdem durch eine angegossene Rippe 3 verstärkt sind. Zum leichteren Aufbau kann der ganze *° Rahmen ein Gußstück bilden, wie dargestellt, dessen Seitenteile 1, Querstücke 2 und Rippen 3 aus einem Stück bestehen, wobei die Querstücke 2 von den Seitenteilen 1 aus abwärts und dann quer geführt sind, während sich die Rippen 3 längs der Außenflächen der Seitenteile ι emporziehen. Diese Ausbildung des Hauptrahmens als einteiliges Gußstück ist allerdings nicht wesentlich.

Jeder der seitlichen Rahmenteile 1 ist hohl und von rechtwinkligem Querschnitt, wie die gestrichelten Linien der Abb. 3 angeben, wobei die Mittelöffnung des Rahmenteils nach den Enden hin an Höhe zu- und an Breite abnimmt (Abb. ι und 2); auf diese Weise wird ein rechtwinkliger Hohlraum 4 zur Aufnahme des entsprechenden Endes des Schüttelelements geschaffen (links in Abb. 3). Jeder der seitlichen Rahmenteile 1 ist in der Mitte an der Innenseite einschließlich der oberen und unteren Wandung aufgeschnitten (bei 5 in Abb. 2 ^ and λ) ■ um die Verbindung zwischen_den Schüttelelementen und dem~SieT5rahmerir ~zuT gestatten. Die seitlichen Rahmenteile sind an diesen Stellen durch Verdickung der äußeren Wandung und durch Rippen 6 verstärkt. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Antriebsmotoren oder Schüttelgetriebe verwendet, je einer in Vereinigung mit und getragen durch einen der beiden seitlichen Rahmenteile 1. Jeder dieser Motoren umfaßt ein oder mehrere Schüttelelemente und einen damit vereinigten Elektromagneten.

Das Schüttelelement besitzt die Form einer flachen Stange, die an beiden Enden verankert ist, und vermag im mittleren Teil Schwingungen auszuführen. Diese Stange kann einteilig sein, vorzuziehen ist aber ihr Aufbau aus mehreren übereinanderliegenden Stangen 7. Gezeichnet ist ein Element mit vier derartigen Stangen. Jedes Ende des .Schüttelelements ist durch Schrauben 8 verankert, die in der oberen Wandung des Hohlraums 4 angezogen werden, um die Stangenenden festzuklemmen. Die Stangenenden ruhen vorzugsweise auf erhöhten Flächen 9, welche die unteren Wandungen der Hohlräume 4 bilden und bearbeitet sind, um den Enden des Schüttelelements eine genaue Lagerung darzubieten. Zu bevorzugen ist auch, statt die Schrauben 8 unmittelbar auf die oberste Stange 7 drücken zu lassen, vielmehr einen Block 10 von im wesentlichen der gleichen Länge wie die Lagerfläche 9 zwischen die Enden der Schrauben und die oberste Stange einzufügen. Ferner lassen sich im Bedarfsfall kurze Platten 11 aus Fiber o. dgl. zwischen.die Stangenenden einlegen.

Am mittleren Teil des Schüt-telelements, das durch die Gruppe der Stangen 7 gebildet wird, ist eine Stütze 12 festgeklemmt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Schüttelelement in einer rechtwinkligen Öffnung 13 aufnimmt. Die obere Fläche des Schüttelelements liegt gegen die obere Wandung der öffnung 13 an, die zwecks genauer Lagerung bearbeitet sein kann, und durch Schrauben 14 in der unteren Wandung der Stütze, welche das Schüttelelement gegen die obere Wandung drücken, ist die Stütze fest mit dem Schüttelelement verklammert. Auch in diesem Falle legt man vorzugsweise zwischen die Schraubenenden und die unterste Stange 7 einen Block 15, im wesentlichen von der Länge der Stütze, sowie zwischen die Stangen 7 kurze Platten 16 aus Fiber 0. dgl. ein.

Jede der Stützen 12 besitzt einen emporgehenden Teil 17 mit einem Flansch 18, der den Anker des zugehörigen Elektromagneten trägt. Der Anker 19 ist lamelliert und in einen Kernhalter 20 aus nicht magnetischem Baustoff eingebaut, der seinerseits, etwa durch Schrauben 21, am Tragflansch 18 der Stütze 12 befestigt ist.
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glÄ₌₌L·^J_!t aus einem im wesentlichen C-förmigen, Iamellierten Kern 22, dessen Arme oder Pole die Erregerspulen 23 zum Anschluß an eine Stromquelle für Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom tragen. Auch der Kern 22 ist in einen Kemhalter 24 aus nicht magnetischem Baustoff eingebaut, der seinerseits durch eine Stütze oder einen Ständer 25 von der Form eines umgekehrten U gehalten wird; die unteren Enden der Ständerarme sind, etwa durch Schrauben 26, auf Vorsprüngen 27 des · Oberteils des seitlichen Rahmenträgers 1 festgezogen.

Vorzugsweise ist der Kern 22 verstellbar, so daß der Luftspalt zwischen den Magnetpolen und den Ankerpolen eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Kemhalter 23 an der Stütze 25 unter Vermittlung von Stellvorrichtungen angebracht, jede bestehend aus einer Gewindemuffe 28, die in eine Verdickung 29 des Ständers 25 geschraubt ist. Die Muffe ist am Kemhalter durch einen Bolzen 30 befestigt, n₅ der sie so durchsetzt, daß sie sich gegenüber dem Kernhalter drehen kann. So kann man durch Drehung der Muffe in der einen oder anderen Richtung den Kern dem Anker mehr oder weniger nähern; die Muffen besitzen zu ihrer Drehung Köpfe 31 sowie Kiemmuttern zur Sperrung nach dem Einstellen.

Die Stützen 12 weisen ferner Tragwinkel 33 für das Sieb auf. Bei dem Ausführungsbeispiel bestehen die Tragwinkel mit den Stützen aus einem Stück, wobei zur Verbindung Rippen 34 dienen, deren mittlere gegenüber den anderen schräg nach unten und innen geht. Zwischen den Stützen 12 verläuft quer eine Spannplatte 35, deren Enden durch Schweißung oder Verschraubung an den mittleren Rippen 34 der Stützen befestigt sind. Vorzugsweise sind die mittleren Rippen 34 gegen die Mittelebene der Stütze versetzt, so daß sie an gegenüberliegenden Flächen der Spannplatte 35 anliegen. Man sieht, daß die beiden Stützen 12 und die Spannplatte 35 ein einheitliches Ganzes bilden, das zusammen mit dem dadurch getragenen Siebrahmen als geschütteltes Glied bezeichnet werden mag und das von dem mittleren Teil der Schüttelelemente 7 gehalten und daran befestigt ist.

Der Rahmen, auf den das eigentliche Sieb gespannt ist, kann beliebige Form und Anordnung besitzen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Hauptrahmen 36 vorgesehen, der beiderseits unmittelbar auf den Tragwinkeln 33 der Stützen 12 ruht und hier durch Schrauben 37 befestigt ist. Der Rahmen besteht aus Seiten- und Endteilen, die miteinander verzapft oder sonstwie verbunden sind, einem mittleren Längsstab 38 und mittleren Querstäben 39. Die Querstäbe 39 ruhen auf der Oberkante der Spannplatte ^35, während der mittlere Längsstab daran durch eine oder mehrere Schrauben 40 befestigt sein kann. Die Seitenteile oder Bretter 41 sind an den Seitenteilen des Hauptrahmens 36 z. B. durch Schrauben 42 angebracht.

Auf dem Hauptrahmen 36, und zwar zwischen den Seitenteilen 41, ruht der in ähnlicher Weise wie der Hauptrahmen aufgebaute Hilfsrahmen 43 mit mehreren längsgerichteten Zwischengliedern 44. Das Siebgewebe 45 ist in üblicher Weise auf den Hilfsrahmen 43 gespannt, und der Hilfsrahmen kann mit dem Hauptrahmen 36 beispielsweise verschraubt oder verklammert sein.

Die Schüttelelemente sind nach Baustoff,

Länge und Querschnitt so entworfen, daß sie zusammen mit den Massen des Schüttelgutes eine Eigenschwingungszahl aufweisen, die ungefähr so groß ist wie die Frequenz des den Magnetwicklungen zugeführten Stromes.

Der schwingende Anker des Magnetmotors ist an dem Schüttelelement befestigt, und der feststehende Elektromagnet wird durch Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom erregt.

Die Schwingungsweite des geschüttelten Gliedes läßt sich einstellen, indem man in üblicher Weise die Stromstärke in den Erregerspulen einstellt. Die Schwingungsamplitude des Schüttelelements ist der Stromstärke annähernd proportional.

Der Aufbau eines Schüttelelementes aus einer Anzahl von Stangen ist der Anordnung mit einem einzigen massiven Schüttelelement vorzuziehen, weil sich damit eine gewisse Anpassungsmöglichkeit der Schüttelvorrichtung an Schüttelkörper von verschiedenen vorausbestimmbaren Gewichten erreichen läßt, d. h. man kann verschiedene Eigenschwingungszahlen erzielen, je nachdem man eine, zwei oder mehr Stangen für das Schüttelelement verwendet.

Vorzugsweise wählt man in an sich bekannter Weise einen solchen Aufbau des mechanischen schwingungsfähigen Systems, daß seine Eigenfrequenz von der Frequenz der elektromagnet!- sehen Impulse ein wenig abweicht; denn bei genauer Übereinstimmung beider Frequenzen besteht wegen der in der Resonanzlage auftretenden starken Kräfte die Gefahr des Außertrittfallens.

Vorzuziehen ist ferner eine Erregung der Elektromagnete durch einen Wellenstrom, der bekanntlich durch Überlagerung eines Gleichstroms und eines Wechselstroms entsteht. Dieser Wellenstrom läßt sich durch eine An-Ordnung gemäß Abb. 4 erzielen, bei der eine Wechselstromquelle 46 von passender Frequenz ■ und eine Gleichstromquelle 47 in den Stromkreis der Erregerspulen 23 des Schüttelmotors geschaltet sind; der eine Pol der Wechselstromquelle ist beispielsweise mit dem einen Pol der Gleichstromquelle verbunden, während die anderen Pole der Stromquellen an den Erregerspulen liegen. Bei dieser Anordnung wird eine kräftiger abgesetzte Impulsreihe erzielt. In der Praxis hat sich die Speisung von elektrischen Schüttelmotoren mit Wellenstrom gegenüber der Speisung mit reinem Wechselstrom als überlegen erwiesen. .·

Selbstverständlich wird man, wenn es sich um ein Sieb handelt, den Hauptrahmen der Länge nach geneigt anbringen (Abb. 5), und man hängt den Rahmen vorzugsweise an ein Tragwerk unter Vermittlung von Pufferfedern auf, um soweit wie möglich die Übertragung der Schwingungen auf das Gebäude oder den Unterbau zu verhindern. Gemäß Abb. 5 hängt das Sieb an vier Tragpuffern, jeder besteht aus einem Gehäuse 48 (Abb. 6), das an den Enden durch Kappen 49 und 50 geschlossen no ist und eine Druckfeder 51 birgt. Eine Stange 52 tritt nach unten durch die Kappe 49 aus und trägt oben eine auf der Feder 51 aufruhende Stützplatte 53, während das untere Ende der Feder gegen die Kappe 49 drückt. Das untere Ende der Stange ist zu einem Haken 54 ausgebildet, der in das Auge 55 eines Gehänges 56 eingreift; das Gehänge 56 weist einen Haken 57 zum Einfassen in ein Loch der äußeren Seitenwand des entsprechenden seitlichen Rahmenteiles 1 des Hauptrahmens auf. Eine Tragstange 58 tritt nach oben durch die obere

Kappe 50 des Gehäuses 48, wobei sie am unteren Ende eine Stützmuttcr 59 aufweist. Das obere Ende durchsetzt ein passendes Tragwerk, von dem ein Teil bei 60 angedeutet ist, und oberhalb dessen die Stange 58 eine Stützmutter und Scheibe 61 besitzt. Die Stange 58 ist vorzugsweise zweiteilig, wobei die benachbarten Enden mit Rechts- bzw. Linksgewinde in eine Mutter 62 geschraubt sind, so daß die Stangenlänge und damit die Neigung des Siebes eingestellt werden kann. Es versteht sich, daß sich die Erfindung, obwohl sie in ihrer besonderen Anwendung auf einem Sichter geschildert ist, nicht hierauf beschränkt; sie kann vielmehr auch anderen Zwecken dienen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Schütteleinrichtung, bei der die Frequenz des schwingungsfähigen mechanischen Schüttelelements unter Voraussetzung einer bestimmten Schüttelmasse mit der Frequenz des elektromagnetischen Schwingungserregers an-

nähernd in Übereinstimmung gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttelelement (7) frei von Längsvorspannung ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttelelement (7) an seinen Enden mittels Schrauben (8) fest- ^StSB^IiBLJ⁸^' wahrend jder^Anker ^jg) des^ BTeHromägriefen (22} mit dem' schwingenden Mittelteil des Schüttelelements mechanisch verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttelelement (7) aus einer oder mehreren Stangen von rechteckigem Querschnitt besteht. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Än'derung der Schwingungsweite des Schüttelelements die Feldstärke des Elektromagneten (22) regelbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des dem Schüttelmotor zugeführten Stromes von der Eigenschwingungszahl der Schüttelvorrichtung (7) ein wenig abweicht.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, bei der der Elektromagnet auf einem Halter an dem das Schüttelelement tragenden Rahmen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (25) eine Vorrichtung (30,31) zum Verstellen des Elektromagneten (22) gegenüber dem am Schüttelelement (7) sitzenden Anker (19) aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schüttelelement tragende Rahmen (1) an einem Tragwerk (60) mittels einer Anzahl von So schwingungsdämpfenden Gehängen (48, 62) mit auf Druck beanspruchten Pufferfedern (51) aufgehängt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehänge ein Gehäuse (48) umfaßt, ferner eine darin befindliche Druckfeder (51), die gegen das untere Gehäuseende drückt, weiter eine Stange (52), die mit ihrem oberen Ende auf dem oberen Ende der Feder ruht und mit dem unteren 7<> ösenförmigen Ende (54) an dem Rahmen (1) Eingehakt ivirdrendMfceme^täBgeJflSX^m·." oberen Ende des Gehäuses (48), die mit ihrem oberen Ende mit dem Tragwerk (60) mechanisch verbunden ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß .die Wicklungen (23) des Elektromagneten zur Erzielung pulsierender Zugkräfte mit Wellenstrom gespeist werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen