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Schwingende Arbeitseinrichtung Es sind schwingende Arbeitseinrichtungen
(Schwingsiebe) bekannt, welche Schwingbewegungen in einer in sich geschlossenen
Kurvenbahn ausführen, bei denen der in der Mitte zwischen den Aufhänge- oder Abstützpunkten
der Schwingmasse angeordnete Antrieb mittels zweier diametral gegenüberliegender
Federringe in einer zur Schwingbewegungsachse senkrechten Ebene mit der Schwingmasse
gekoppelt ist. Es sind auch Schwingungssysteme bekanntgeworden, bei denen der eine
Unwuchtmasse antreibende Motor zwischen vier j e um 9o° gegeneinander versetzten
Federn oder Gummibällen eingespannt ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich
nicht allgemein auf derartige schwingende Arbeitseinrichtungen mit durch Federn
miteinander verbundenen, gegeneinander schwingenden Massen, sondern lediglich auf
solche schwingenden Arbeitseinrichtungen, die einen elektromagnetischen Kreisschwinger
als Schwingungserzeuger haben, bei dem die Magnet- und die Ankermasse konzentrisch
zueinander angeordnet sind. Die Erfindung bezweckt, für diese Gattung von schwingenden
Arbeitseinrichtungen eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Federn zu schaffen.
Gemäß der Erfindung sind als federnde Verbindungsglieder
der Magnet-
und der Ankermasse mindestens drei kreisringförmige Federkörper in einer zur Schwingbewegungsachse
senkrechten Ebene in gleichen Abständen voneinander um die Schwingbewegungsachse
herum angeordnet, und die Federkörper sind vorzugsweise mit .Mitteln zur Änderung
ihrer Federkonstante ersehen.
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Für schwingende Arbeitseinrichtungen dieser Art stellt die Anordnung
nach der Erfindung eine besonders vorteilhafte federnde Verbindung der beiden gegeneinander
schwingenden Massen dar, da die Federverbindung nach der Erfindung in einfacher
Weise eine zuverlässige Zentrierung zwischen den beiden zueinander konzentrischen
Schwingmassen, nämlich der Magnet- und derAnkermasse, ermöglicht. Eine einwandfreie
Zentrierung ist aber bei den elektromagnetischen Kreisschwingern sehr wesentlich,
da der Luftspalt dieser Kreisschwinger in der Regel möglichst klein gehalten wird
und gegebenenfalls nur einen Bruchteil eines Millimeters betragen kann.
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Die Anordnung der Federringe ermöglicht außerdem nicht nur eine sehr
einfache Befestigung der miteinander federnd zu verbindenden Teile, sondern sie
gestattet auch, leicht und mit einfachen Mitteln ihre Federkonstante zu ändern,
wie dies an sich bekannt ist. Die Beanspruchung der Federringe kann verschieden
gewählt werden: sie können in ihrer Ringebene auf Zug oder Druck beansprucht werden,
sie können aber auch senkrecht zu dieser Ebene auf Biegung beansprucht «-erden.
Die erstere Art gibt besonders günstige und vorteilhafte Anordnungen.
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Einzelheiten der Erfindung werden an Hand einiger in der Zeichnung
dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
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In Fig. i ist eine schwingende Arbeitsmaschine gezeigt, deren in Schwingung
zu haltender Körper mit i bezeichnet ist und beispielsweise einen Schwingmühlenbehälter
darstellt. Durch den Schwingbehälter i ist eine Achse 2, beispielsweise aus Stahl,
hindurchgeführt und fest mit dem Behälter verbunden. Die Achse 2 geht vorzugsweise
durch den Schwerpunkt des Schwingbehälters i. Zur Schwingungserhaltung ist beiderseits
des Schwingbehälters je ein elektromagnetischer Kreisschwinger 3 als Schwingungserreger
vorgesehen, deren Anker auf der Achse 2 und deren Elektromagnete in aus der Zeichnung
nicht ersichtlicher Weise am Fundament befestigt sind.
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Zur federnden und schwingbaren Verbindung des Schwingbehälters samt
der Achse :z und der auf dieser befestigten Anker der elektromagnetischen Schwingungserreger
3 mit dem Fundament ist nun an jedem Ende der Achse 2 je eine Federanordnung vorgesehen,
welche in Fig.2 in Seitenansicht dargestellt ist und erfindungsgemäß aus drei kreisförmigen
Federringen 41, 4-, und 43 besteht. «-elche die Achse 2 in gleichen gegenseitigen
Winkelabständen umfassen. Außerdem sind die drei Federringe mit je einem Punkt ihres
Umfangs an dem Gehäuse 5 befestigt, welches in beliebiger Weise fest mit dem Fundament
verbunden ist.
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Die Federringe halten die Achse 2 und über diese den Schwingbehälter
i nach allen Kreisrichtungen mit gleicher Kraft fest und werden beim Betrieb auf
Zug beansprucht. Damit sie die Achse stets ohne Spiel festhalten, ist es zweckmäßig,
ihnen in ihrer Ruhelage in an sich bekannter Weise eine Vorspannung zu geben, die
mindestens dem halben Hub der Schwingbewegung entspricht.
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Werden die in Fig. 2 gezeigten Federringe auch mit der Achse2 fest
verbunden, so können sie bei der dargestellten Anordnung auch auf Druck: beansprucht
werden. Eine einfachere Ausführung für auf Druck beanspruchte Federringe wird sich
jedoch gewöhnlich bei einer Anordnung gemäß Fig. 3 ergeben.
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Auch hier erhalten die Federringe zweckmäßig eine Vorspannung, so
daß dann eine besondere Befestigung der Ringe an der Achse 2 erspart werden kann.
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Um eine Verschiebung der Federringe auf der Achse 2 zu verhüten, können
bei der Anordnung nach Fig.2 auf der Achse Kerben, Nuten oder Einschnürungen vorgesehen
werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.
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Bei den bisher besprochenen Ausführungsbeispielen ist zur federnden
Verbindung der gegeneinander schwingenden Körper jeweils eine Gruppe von drei Federringen
vorgesehen. Es können jedoch auch mehr als drei Ringe vorgesehen sein.
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Für die Befestigung der Federringe am Gehäuse 5 sind in den Fig. 5
bis 7 einige Beispiele gezeigt. Der Einfachheit halber ist in diesen Figuren lediglich
einer der Federringe dargestellt. Wie aus den Figuren ersichtlich, kann die Befestigungsvorrichtung
6 der Ringe mittels Schrauben mehr oder minder stark angespannt werden.
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Die Federkonstante der Federringe kann dadurch geändert werden, daß
die Federringe gegen andere Federringe mit unterschiedlicher Federkonstante ausgewechselt
werden. Eine unterschiedliche Federkonstante kann beispielsweise durch Wahl verschiedenen
Federmaterials oder auch durch Wahl verschiedener Abmessungen der Federringe erreicht
«-erden. Es kann beispielsweise der Durchmesser oder der Querschnitt der Ringe verschieden
gewählt werden, wobei die Befestigungsvorrichtungen den unterschiedlichen Ringabmessungen
anzupassen sind. In Fig. 5 und 7 ist ein rechteckiger
und in Fig.
6 ein runder Querschnitt der Federringe vorgesehen.
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Fig. 8 zeigt noch eine weitere Anordnung von auf Zug beanspruchten
Federringen. Hier sind an dem in Schwingung zu haltenden Körper r drei Zapfen 7
vorgesehen, deren Achsrichtung zur Schwingebene senkrecht ist. An jedem dieser drei
Zapfen greift je einer der Federringe 4 an. Gleichzeitig zeigt Fig. 8 eine Anordnung,
bei welcher nur die Befestigungsvorrichtung eines der drei Federringe verstellbar
ist.
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Ein weiteres Mittel zur Änderung der Federkonstante ist in den Fig.
9 bis 13 gezeigt und besteht darin, daß in an -sich bekannter Weise
die Krümmung der Federringe an mindestens einer Stelle des Ringumfangs geändert
wird. In den Fig. 9 a und 9 b ist hierfür eine Klemmvorrichtung 8 gezeigt, welche
zunächst an einer beliebigen Stelle eines Federrings angeordnet sein mag. Durch
Anziehen der Klemmvorrichtung wird die Krümmung des Federrings an der Klemmstelle
geändert. Denkt man sich je eine solche Klemmvorrichtung in Fig. ro an den mit x
bezeichneten Stellen eines beispielsweise auf Druck zu beanspruchenden Federrings
4 und zieht man die Klemmvorrichtungen an, so verformt sich der Federring 4 in der
durch 4' (zeichnerisch übertrieben) dargestellten Weise. Bereits kleine, durch die
Klemmvorrichtungen hervorgerufene Verspannungen des Federrings können; eine erhebliche
Änderung seiner Federkonstante erzeugen. Auch durch eine einzige Klemmvorrichtung
kann bereits die Federkonstante geändert werden.
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Auch an den beiden mit y bezeichneten Stellen des in Fig. ro gezeigten
Federrings können die Klemmvorrichtungen 8 angesetzt werden.
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In den Punkten z dagegen, welche etwa unter 45° zur Druckrichtung
x-x des Federrings liegen und in welchen sich die Ringe q. und 4' schneiden, würde
die Klemmvorrichtung praktisch keine Änderung der Federkonstante hervorrufen, denn
in diesen Punkten wechselt das Vorzeichen der Biegungslinie. Hieraus ergibt sich
weiter, daß die Klemmvorrichtung an jeder beliebigen Stelle des Federrings angesetzt
werden kann und daß die Änderung der Federkonstante um so größer ist, je weiter
die Klemmvorrichtung von einem der Punkte z entfernt ist. Im Betrieb kann man also
beispielsweise die Klemmvorrichtung zunächst an einem der Punkte z anordnen und
bei Erforderlichwerden von Federkonstantenerhöhungen mehr oder weniger nach der
einen oder anderen Richtung. verschieben.
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Fig. r r zeigt eine ähnliche Klemmvorrichtung, welche mit einem kreisbogenförmigen
Loch versehen ist, dessen Krümmung gleich der Krümmung des Federrings ist: Auch
bei dieser Klemmvorrichtung ändert sich die Federkonstante um so mehr, je weiter
man die Kdemmvorrichtung von den Punkten. z (Fig. ro) entfernt. Zweckmäßig wird
diese Klemmvorrichtung, wie in der Zeichnung dargestellt, mit einer Feststellschraube
oder einer ähnlichen Feststelleinrichtung versehen, um ein unbeabsichtigtes Verrutschen
zuvermeiden.
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In Fig. 12 ist diagonal zu einem Federring 4 eine Stange 9 angeordnet,
welche an beiden Enden gabelförmig ausgebildet ist und den Ring umgreift. Durch
Änderung der Winkellage dieser Stange in der durch einen Pfeil kenntlich gemachten
Drehrichtung erhält der Federring in der Druckrichtung eine erhöhte Steifigkeit
und somit eine je nach der Winkellage verschiedene Federkonstante.
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In Fig. 13 ist die Stange 'g an ihren Enden nicht gabelförmig,
sondern ringförmig ausgebildet; während die Stange-9 in Fig. 12 nur als Druckstange
wirkt, kann sie in Fig. 13 je nach ihrem Verdrehungssinn entweder als Druck- oder
als Zugstange wirken.
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Fig. 14 zeigt noch, daß die Federringe auch schraubenförmig gewendelt
sein können. Zum Aufbau der in Fig.2 gezeigten Federanordnung sind also drei der
in Fig. 14 dargestellten schraubenförmig gewendelten Federringe erforderlich. Durch
Verwendung von mehr oder weniger Windungen ergibt sich eine beliebig wählbare Federkonstante
(Erhöhung der Federkonstante).
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Ebenso kann die Federkonstante dadurch verändert werden, daß gemäß
Fig. 15 mehrere Ringe hintereinandergeschaltet werden. Auch kann die Achse
2 in Fig. r als Stabfeder ausgebildet werden, so daß die Gesamtfederung durch das
Zusammenwirken der Stab- und Ringfedern gegeben ist. In beiden Fällen tritt eine
Verminderung der Gesamtfederkonstante ein.