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Vorrichtung zum Behandeln, z. B. Mahlen, von Gut in Kreisschwingungen
ausführenden Behältern Es ist bekannt, schwingfähig gelagerte, Kreisschwingungen
ausführende Behälter zum Behandeln von Gut zu benutzen. Diese Behälter werden teils
zwangsläufig durch Exzenterwelle oder Wuchtmasse, teils mittels Resonanzantriebs
bewegt. Soll, in ihnen Gut gemahlen werden, so füllt man die Behälter ganz oder
teilweise mit Mahlkörpern Es ist auch bereits bekannt, einen schwing-Fähig gelagerten
Mahlbehälter und eine zweite als Gegengewicht wirkende schwingfähige Masse unter
Zwischenschaltung elastischer Mittel ineinanderzuschachteln. Die beiden Massen schwingen
hierbei um eine gemeinsame Schwerachse mit gleicher Schwingungszahl und einer Phasenverschiebung
von 180° gegeneinander. Aus diesem Resonanzantrieb ergeben sich die solchen Antrieben
eigenen Vorteile. insbesondere eine wesentliche Kraftersparnis und ein erschütterungsfreier
Lauf der Vorrichtung. Die zwischen den gegeneinanderschwingenden Massen vorgesehenen
elastischen Mittel sind bei den bekannten Vorrichtungen durch Gummikugelabschnitte
gebildet. Sie bieten r auf sie während des Schwingungszustandes einwirkenden Druckbeanspruchung
infolge
ihrer Formgebung einen zunehmenden Widerstand, so daß sich ein unbarmonfscher Schwingungsvorgang
ergibt. Ein solcher ist für die Arbeitsweise der Schwingvorrichtung sehr vorteilhaft,
da unvermeidliche Schwankungen in der Spannung, im Strom oder in der Belastung dadurch
ausgeglichen werden. Es wird somit vermieden, daß die Vorrichtung auf Grund solcher
Schwankungen außer Tritt fällt.
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Es ist bereits eine schwingende Arbeitsmaschine mit einem zur Aufnahme
des zu behandelnde Guts bestimmten Schwingbehälter mit elektromagnetischem Schwingungserreger
vorgeschlagen worden, bei dem die Ankermasse von einem oder mehreren vorzugsweise
schwingbar angeordneten Elektromagneten zu Schwingungen erregt wird. Bei dieser
nicht zum Stande der Technik gehörenden Arbeitsmaschine ist die Behältermasse mit
der Gegenmasse durch einen oder mehrere schwache, die Schwingbewegung praktisch
nicht beeinflussende Federstäbe verbunden, deren Achsen vorzugsweise im wesentlichen
senkrecht zur Schwingungsebene angeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln, z. B. Mahlen,
von Gut in Kreis schwingungen ausführenden Behältern, die mit einer Gegenmas-se
durdi Federstäbe verbunden sind, deren mittlerer Teil an der einen schwingenden
Masse befestigt ist und deren Enden mit der anderen schwingenden Masse verbunden
sind, wobei die Behälter und die Gegenmasse mit gleicher Scllwingungszahl und einer
Phasenverschiebung von 180° gegeneinanderschwingen. Während bei der vorgeschlagenen
Arbeitsmaschine die Federstäbe sowohl mit ihrem mittleren Teil als auch mit ihren
Enden in den gegeneinanderschwingenden Massen fest eingespannt liegen, sind bei
der Vorrichtung gemäß der Erfindung die zweckmäßig nach ihren Enden hin verjüngten
Schenkel der Federstäbe unter Vermittlung einer Zwischenlage aus nachgiebigem Werkstoff
mit der äußeren schwingenden Masse verbunden. Hierdurch wird erreicht, daß sich
die Federstäbe bei der Schwingbewegung kreisbogenförmig nach einer Richtung hin
durchbiegen und nicht, wie bei fester Einspannung, S-förmig nach zwei Richtungen
hin.
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Infolge der Verwendung einer Zwischenlage bedarf es auch keines besonders
stark ausgebildeten Einspannkopfes für die Federstabenden.
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Die gekeunzei chuete Lagerung ermöglicht es ferner, die Schenkel
der Federstäbe nach ihren Enden hin zu verjüngen und infolgedessen leichter zu halten,
ohne daß dadurch -die Festigkeit der Stäbe beeinträchtigt wird.
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Es ist bereits bekannt, Wellen oder Stäbe in Kautschukringen zu lagern,
wobei diese als kraftspeichernde Mittel von Schwingsystemen dienen.
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Auch die Verjüngung von Federstäben nach dem freien Ende zu ist an
sich bekannt.
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Man hat auch schon nachgiebige Mittel vor den Enden einer schwingenden
Vorrichtung angeordnet, um deren Schwingungsweite zu begrenzen.
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In der Schwingungstechnik ist es schließlich üblich, Wellen od. dgl.
mittels Scheiben oder ringförmiger Wulste aus nachgiebigem Werkstoff abzustützen,
um eine planparallele Bewegung der Wellen zu ermöglichen. Das Neue gemäß der Erfindung
liegt in der besonderen Anordnung der nachgiebigen Mittel an den Federstäben eines
Kreisschwingungen ausführenden SclmsTingsystemts.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Gegenstands
der Erfindung veranschaulicht.
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Abb. I und 2 zeigen eine Schwingmühle im senkrechten und waagerechten
Querschnitt, Abb. 3 und 4 die gleichen Schnitte bei einer Schwingmühle in anderer
Ausbildung und Abb. 5 bis 8 Einzelheiten der elastischen Mittel, ebenfalls im senkrechten
und waagerechten Schnitt.
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Bei der Schwingmühle nach Abb. I und 2 sind zwei Mulden I und 2 übereinandergelagert.
Die Mulden haben Siebboden, durch die das gemahlene Gut nacheinander hindurchfällt.
Beide Mulden liegen in einem gemeinsamen Gestell 3. In der Schwerachse des Gestells
3 liegt zwischen den Mulden eine Antriebswelle 4. Auf den beiden Enden der Antriebswelle
ist je eine Schwungmasse 5, 6 befestigt. Das Gestell 3 ist an jeder seiner vier
Ecken auf einer Federung abgestützt, die vorzugsweise je aus einer Bügelfeder 7
und Schraubenfedern 8, 9, 10 gebildet wird.
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Ein als Gegengewicht dienender, waagerecht liegender Rahmen In umschließt
mit Spielraum das Gestell 3 und ist an jeder seiner vier Ecken auf einer Federung
12 gelagert, die bei dem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus einer Bügelfeder mit
Schraubenfedern besteht. Beiderseits des Gestells 3 ist in dem Rahmen 1 1 gleichachsig
zur Antriebswelle 4 je ein Wellenstück I3, 14 gelagert, das an jedem Ende eine Schwungmasse
I5, I6 und 17, I8 trägt. Auf dem außen liegenden Ende des Wellenstücks I3 ist ferner
eine Antriebsscheibe 19 befestigt. Die Wellenstücke I3, 14 stehen mit der Antriebswelle
4 durch nachgiebige Kupplungen 20, 21 derart in Verbindung, daß sich die Wellenstücke
und die Antriebswelle gegeneinander wohl in radialer Richtung verschieben, jedoch
nicht verdrehen können. Die Schwungmassen der Antriebswelle einerseits und der Wellenstücke
anderseit, die um 1800 zueinander versetzt angeordnet
sind, behalten
infolge der Wirkung der Kupplungen 20, 2I diese gegenseitige Winkellage stets bei.
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Zwischen dem Gestell 3 und dem Rahmen 11 sind noch elastische Mittel
folgender Bauart vorgesehen. An jeder der parallel zur Antriebswelle liegenden Seiten
des Rahmens 11 ist in einem Halter 22, 23 der mittlere Teil eines Federstabs 24,
25 fest eingespannt. Die Schenkel der Fedrstäbe sind nach ihren beiden Enden hin
verjüngt ausgeführt und greifen mit diesen unter Zwischenschaltung von nach giebigen
Mitteln, wie Gummiringen 26 bis 29, in Ausnehmungen des Gestells 3 ein. Bei, der
seits eines jeden Halters 22, ,23 ist an Iden vorgenannten Seiten je ein Auge 30
bis 33 gelagert Durch die Augen, in die ein Ring aus nachgiebigem Werkstoff eingesetzt
ist, sind die Federstäbe mit Spielraumhindurchgeführt.
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Statt die Halter 22, 23 am Rahmen 11 zu befestigen, können. die Halter
auch am Gestell 3 angeordnet sein, wobei dann die Federenden am Rahmen 11 angreifen.
Die aus Abb. 2 ersichtliche Anordnung ist jedoch zweckmäßiger, da dann die mittlere
schwere Masse der Federstäbe das Gewicht -des- Rahmens 11 vergrößert und das auf
den die Arbeit leistenden Teil der Vorrichtung entfallende Gewicht der Federstäbe
entsprechend gering ist.
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Wird die Antriebsscheibe 19 in raschen Uinlauf versetzt, werden unter
der Fliehkraftwirkung der Schwungmassen sowohl das Gestell 3 mit den Mulden als
auch der Rahmen 11 zu Kreis schwingungen erregt. Gestell und Rahmen schwingen mit
einer Phasenverschiebung von I800, so daß bei richtiger Abstimmung der Gewichte
der schwingenden Massen und der Wirkung Ider Schwungmassen ein vollkommener Kraft-und
Massenausgleich eintritt. Die durch die Federstäbe gebildeten elastischen Mittel
dienen zur Aufnahme der lebendigen Kraft der schwingenden Massen. Sobald die Schwingungsweite
aus irgendeinem Grunde das vorgesehene Maß überschereitet, stoßen die Schenkel der
Federstäbe 24, 25 innen gegen die Augen 30 bis 33, wodurch die Schwingungsweite
begrenzt wind.
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Infolge der Lagerung inden Gummiringen können sich die Federstabenden
bei der Durchbiegung der Federstäbe in dem erforderlichen Maßschräg einstellen,
wodurch eine kreisbgognförmige elastische Linie er Stabfeder ermöglicht wird und
die Einspanstelle der Stabfederenden von Einspannmonmenten entlastet wird.
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Das zu mahlende Gut wird der oberen Mulde 1 zugeführt und in dieser
unter der Einwirkung der Schwingungsbewegung und der mitschwingenden Mahlkörper
gemahlen, wobei das auf eine bestimmte Korngröße gemahlende Gut durch den rostartigen
Boden der Mulde hindurch und über eine Schurre 34 in die Mulde 2 fällt. Das Gut
wird in dieser Mulde 2 fertiggemahlen und nach Durchfallen des Siebgogens der Mulde
durch eine Öffnung 35 ausgetragen.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb. 3 und 4 ist die schwingende
Masse der Mahlbehälter derart unterteilt, daß zwei Mahlbehältergruppen gebildet
werden, die mit I80° Phasenverschiebung schwingen. Hierdurch wird erreicht, daß
auch die Gegenmasse nutzbringende Arbeit leistet. Die mittleren übereinandergelagerten
Mulden 36 und 37 liegen zwischen je zwei seitlich von ihnen angebrachten Paaren
von ebenfalls übereinander angeordneten Mulden 38 und 39. Diese Mulden sind-zur
Schaffung einer Gegenmasse von passendem Gewicht schmaler gehalten als die Mulden
36 und 37. Die die erste Masse darstellenden Mulden 36 und 37 liegen in einem Gestell
40 und die Muldenpaare 38 und 39 je in einem seitlich des Gestells 40 vorgesehenen
Gestell 41, 42. Diese beiden Gestelle sind durch Träger 43, 44, die das Gestell
40 umschließen, zu einem starren Ganzen miteinander verbunden. Die so gebildeten
beiden Massen sind je auf Federungen 45, 46 und 47, 48 schwingfähig abgestützt.
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Die zwischen den beiden Massen angeordneten elastischen Mittel bestehen
aus den Federstäben 49, 50, die in der Mitte im Gestell 40 befestigt sind und mit
ihren sich verjüngenden Enden in Gummilagerungen 51, 52 der Gestelle 41, 42 eingreifen.
An diesen Gestellen sind noch Augen 53, 54 angeordnet, denen die gleiche Aufgabe
zufällt wie den Augen 30 bis 33 der zuerst beschriebenen Ausführungsform. Mit dieser
stimmen auch die übrige Ausbildung und die Arbeitsweise der Ausführungsform nach
Abb. 3 und 4 überein.
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In Fällen, in denen eine größere Nacwielbigkeit der Lagerungen der
Federstabenden erforderlich ist, können diese gemäß Abb. 5 und 6 ausgebildet sein.
Sind beispielsweise die Schenkel der Federstäbe, wie in Abb. 6 dargestellt, verhältnismäßig
kurz und nicht nachgiebig genug, um die erforderliche Schwingungsweite zu ermöglichen,
so verlegt man zweckmäßig die Nachgiebigkeit in die Lagerungen der Federstabenden.
In einer Ausnehmung des Gestells 55 der schwingenden Maslse ist eine Gummischeibe
56 befestigt, auf die außen Ringe 57 aufvulkanisiert sind und in die eine zwischen
den Ringen 57 liegende und mit dem Gummi fest verbundene Scheibe 58 eingreift. Die
Scheibe 58 ist an einem Auge 59 befestigt, in dem unter Zwischenschaltung einer
Büchse 6o aus nachgiebig gem Werkstoff das eine Ende des Federstabs 6I gelagert
ist. Zwischen der Innenkante der
Ringe 57 und dem Auge 59 ist genügend
Spielraum, um eine allseitige Bewegung dieser Teile gegeneinander in radialer Richtung
zu ermöglichen. Der Federstab 6i ist in einem Ilalter 62 starr gelagert, der an
der Gegenmasse 63 befestigt ist.
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Schwingen die beiden Massen 55 und 63 gegeneinander, so werden zunächst
die Schenkel des Federstabs 61 durchgebogen. Ferner verschiel) en sich die Ringe
57 und die Scheibe 58 unter Beanspruchung der Gummischeibe j6 gegeneinander.
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In den Abb. 7 und 8 ist eine Vervolllkommnung in der Ausbildung der
die Schenkel der Federstäbe mit Spielraum umgreifenden Augen dargestellt. Infolge
der Kreisschwingbewegung versuchen die Federstabschenke bei Erreichen der Innenkante
der Augen sich auf dieser abzuwälzen. was jedoch auf Grund der undrehbaren Anordnung
der Federstäbe nicht möglich ist. Es kann infolgedessen an der Augeninenkante ein
erheblicher Verschleiß entstehen. Um diesen zu vermeiden, ist bei der Ausbildung
nach den Abb. 7 und 8 zwischen der Innenkante des Auges 64 und dem Schenkel 65 eines
Federstabs ein Wälzlager 66 vorgesehen. Dieses ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auf dem Schenkel gelagert und ruht mit allseitigem Spielraum im Auge 64. Es könnte
jedoch auch das Wälzlager in das Auge eingebaut sein und der Schenkel mit Spielraum
durch den Innenring des Wälzlagers hindurchragen.