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Zwillingsexzenterantrieb Zahlreiche schnellaufende, mechanisch schwingende
Arbeitsmaschinen, wie Vibrations@siebe, Schwingmühlen usw., erfordern kreisförmige
Bahnkurven von etwa i bis 20 mm Bahnkreisdurchmesser bei größenordnungsweise 3oo
bis 6ooo Schwingungen in der Minute. Es gehört zum Stand der Technik, diese Maschinen
nachgiebig oder federnd aufzuhängen oder abzustützen, so daß sie möglichst keine
Schwingungen auf die Fundamente übertragen, während die Schwingungserregung beispielsweise
durch eingebaute, außermittig umlaufende Massen oder durch Exzenterantriebe erfolgt.
Bei einer bekanntgewordenen Ausführung der letzteren Art wird ein Siebrahmen durch
eine rotierende Exzenteranordnung auf einer kreisförmigen Bahnkurve verschiebend
geführt, wobei die federndeAufhängung so vorgespannt wird, daß dadurch ein Teil
der Beschleunigungskräfte aufgenommen wird. Außerdem ist es bekannt, die umlaufenden
unbalanten Massen durch zusätzliche Gegengewichte an der Welle nach Möglichkeit
auszugleichen. Ebenfalls bekanntgewordene Doppelsiebe; teilweise Zwenmassensysteme
wie nach Patent 65o638 oder die an getrennten Lenkern ,geführten, aber durch Hebel
gemeinsam angetriebene zweiteilige Maschinen nach Patent 616 455 haben grundsätzlich
geradlinige Be-
wegungen zum Ziel. Demgegenüber schafft der erfindungsgemäße
kreisende Doppel- oder Zwillingsantrieb auf der Giundlage von paarweise um 18o°
gegeneinander versetzten Exzentern die Möglichkeit, nach außen völlig ausgeglichene
Systeme zu bauen, die mehrfach so groß bzw. schwer sein können wie die bekannten
Ausführungen; es gelingt dabei außerdem, die Exzenterlagerung im Betrieb
von
allen Beschleunigungskräften zu entlasten und dadurch eine energiesparende un.dvölligstörungsfrei
laufende Bauart zu schaffen.
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Abb. i ist ein perspektivisches Schema als Beispiel eines Doppelsiebs,
Abb. 2 ein Schnitt durch die Exzenteranordnung, Abb. 3 der Schnitt durch eine Federtraverse
mit Kuppelmuffe, Abb. 4, 5 und 6 eine Zweitrog- oder Doppelmuldenschwingmühle, Abb.7
und 8 ein ausschlagbegrenzendes Konstruktionsteil.
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Bei einem sog. Zweideckersieb nach Abb. i bewegen sich die beiden
Siebrahmen i und 2 auf kreisförmigen Bahnkurven, die durch die beiden, gegenseitig
je um i8o° versetzten Exzenterpaare 3, 4 bzw. 5, 6 erzwungen werden. Sämtliche Exzenter
sitzen fest auf derselben Antriebswelle 7, die beidseitig in festen Lagern 8 rotiert
und etwa, über eine übliche Kupplung g angetrieben wird. Der Übersichtlichkeit halber
sind in .der auseinandergezogeneu Darstellung der Abb. i die vorderen, dem Beschauer
zugewandten Hälften der Siebrahmen und ihre .Antriebsteile weggelassen; die Abbildung
ist spiegelbildlich ergänzt zu denken und auch die Beschreibung -diesbezüglich jeweils
völlig Bleichlautend zu ergänzen. Zur Übertragung der kreisförinigen Bewegung von
den Zwillingsexzentern 3 bzw. 4 auf die Wangen der Siebrahmen i bzw. 2, ist an letzteren
je ein Lager io bzw. i i befestigt. Letzteres ist aufgeschnitten gezeichnet. Mindestens
einer der beiden Siebrahmen, in der Abb. i der des Obersiebs i, ist mittels elastischer
Stützen 12 gegen die Fundamente abgefedert, wodurch die Mittellage gesichert wird.
Die Siebrahmen i und 2 selbst sind nun mittels Stabfedertraversen 13, 14 miteinander
verbunden, beispielsweise derart, daß die Stahlfedern im Siebrahmen i durch vier
augenlagerartige Konsole 15, 16 bzw. 17, 18, die letztere geschnitten und ohne die
vordere Siebwange gezeichnet, gestützt oder eingespannt sind. Der Siebrahmen 2 andererseits
greift mit den Traversenkonsolen i9 bzw. 20 in der Mitte der Stahlfedern 13 bzw.
14 an. Es ist ein besonderer Vorzug der erfindungsgemäßen Anordnung, daß bei den
um i8o° phasenverschobenen kreisenden Bewegungen der beiden Siebrahmen i und 2 die
Stabfed-ern 13, 14 sowohl in den äußeren Konsolen 15, 16, 17, 18 wie in den mittigen
Konsolen i9, 2o keinerlei Drehbewegungen machen; die Stabfedern können in ihnen
z. B. sogar festgeschraubt oder eingeschrumpft werden, brauchen also weder Wartung
noch Schmierung und sind daher finit holten, wechselnden Vorspannungen belastbar.
Die Mitten der beiden Siebrahmen i und 2 sind nun infolge der Phasenverschiebung
um i8o° in allen Punkten ihrer Bahnkreise um die doppelte Exzentrizität der Exzenterscheiben
gegeneinander versetzt, so daß die Stabfedern 13 bzw. 14 stets entsprechend elastisch
durchgebogen sind, wie in Abb. i für den Augenblick der horizontalen Lage erkennbar.
Eine Viertelumdrehung später z. B. wären die Stabfedern in der Mitte nach oben durchgebogen.
Man hat es nun festigkeitsmechanisch in der Hand, für gegebene Bahnkreisradien oder
Exzentrizitäten die Biegungskräfte durch die Wahl des Durchmessers der Stabfedern
13, 14 genau festzulegen. Es ist daher weiterhin Gegenstand der vorliegenden Erfindung,
diese Biegungskräfte auf diese Weise so zu bestimmen, daß sie als rückführende Kräfte
die Siebrahmen gerade mit der Beschleunigungskraft zurückzuführen versuchen, die
ihrer Masse, Exzentrizität und Winkelgeschwindigkeit entspricht. Dann sind die Lager
i o, i i ... an den Exzentern 3, 4 ... im Betrieb theoretischunbelastet,
wie sie ohnehin keine resultierende Fliehkraft ergeben können. Im übrigen sind 21
und 22 die Siebböden, die in bekannter Weise in die Siebrahmen i bzw. 2 eingespannt
sind.
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In Abb. i ist das so beispielsweise beschriebene Zweimassensvstem
der Übersichtlichkeit halber auseinandergezogen dargestellt. Die Abb. 2 und 3 zeigen
Einzelheiten des Antriebs und der Federung so ineinandergeschaclitelt, wie man sie
im Regelfall nach Erfindungsgegenstand gestaltet.
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Abb. 2 ist die beispielsweise .-'Ausführung einer Zwillingsexzenterwelle,
wieder für ein Doppelschwingsieb. Hier sind im Gegensatz zur grundlegenden Darstellung
der Alib. i die Siebrahmen des Obersiebs 21 und des Untersiebs 22 ineinandergeschachtelt.
Die Hauptwelle 7 trägt die beiden Exzenterpaare 3, 4 bzw. 5, 6. Die Welle selbst
ist in feststehenden Lagern. 8 gelagert und wird über die Kupplung 9 angetrieben.
Auf den Exzentern sitzen nun Wälzlager; deren Außenringe sind in den Siebrahmen
gelagert, und zwar das Lager des Exzenters 3 im zugehörigen Lagergehäuse io, ebenso
wie das Lagergehäuse des Exzenters 5 im Obersieb 21 sitzt. Andererseits ist der
Exzenter 4 mit seinem Lagergehäuse i i ebenso wie der Exzenter 6 im Siebrahmen des
Untersiebs 22 gelagert. Die Lagerkonstruktion zeigt die üblichen Mittel der Abdichtung
gegen Schmutz und Feuchtigkeit mit Hilfe von Dichtungsringen und Manschetten, die
im einzelnen nichts Besonderes bieten. Innerhalb des Untersiebs 22 wird die Welle
von einem Wellen-Schutzrohr 23 umgeben, das zugleich mechanisch die Lagerung stützt.
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Abb. 3 ist ein Schnitt durch eine beispielsweise praktische Ausführung
der Stabfedertraverse. Die Stabfe,der 14 stützt sich in den Federkonsolen 17, 18
beiderseits im Siebrahmen des Obersiebs. Der Rahmen des Untersiebs 22 greift mit
der mittigen Konsole 2o an der Stabfeder 14 an. Diese Konsole ist mit dem Untersieb
22 verschraubt, um sie durch Anziehen der Schrauben bequemer unter Spannung montieren
zu können.
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Die etwa für stetigen Durchlauf geschalteten beiden an sich bekannten
Trogschwingmühlen 40, 41 irr Abb. 4, 5 und 6 werden ebenfalls durch einen Zwillingsexz@enterantrieb
nach Erfindungsgegenstand auf kreisförmigen Bahnkurven geführt. Abb. 4 stellt den
schematisierten Gesamtaufbau dar, Abb. 5 den Seitenriß bei weggelassener Exzenterwelle,
Abb. 6 den Grundriß, der Übersichtlichkeit halber mit Welle aber ohne Federung.
Die beiden Schwingmühleii
40, 4 1 sind elastisch auf Puffern
42, 43 aufgestellt und werden durch die gemeinsame Welle 44 angetrieben, die in
den feststehenden Fundamentlagern 45, 46 umläuft. Die Welle trägt die beiden Zwillingsexzenterpaare
47, 48 bzw. 49, 50, von denen 47 und 5o über je ein Lager 51, 52 die Mühle 40, während
die Exzenter 48 bzw. 49 durch die Lager 53, 54 die Mühle 41 antreiben. Die Federung
zwischen den leiden Mühlen besteht wieder aus den Stabfedern 55 und 56, von denen
d@ieeine, 55, an den beiden Enden durch Konsole 57, 58 an der Mühle 41 gefaßt wird,
während die Stabfeder 56 beidseitig durch die Konsole 5y, 6o der Mühle 40 getragen
wird. Sinngemäß greift mittig an der Feder 55 die Mühle 41 über die Konsole 61 und
mittig an der Feder 56 die Mühle 4o über Konsole 62 an. Der Be-,vegtingsineclianisnitis
entspricht im übrigen genau <lein Beispiel des Doppelsiebs nach Abb. r.
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1's kann hei besonders ungleichmäßiger Belastung si>lcher Zwillingsanordnungen
vorkommen, daß die 1:iiizelni:iscliincn nach Art von überlagerten Oberschw-ingtiiigen
gegeneinander pendeln. Das würde in einen] Svstein nach 1?rtindungsgegenstand darauf
hinauslaufen, daß in irgendeinem Augenblick sich die eine Stallfeder etwas entspannt,
die andere dann aber doppelte Spannung aufnimmt. Man kann solche l'endeltnigen in
einfacher Weise z. B. dadurch unterdrücken, daß man diametral zwei oder mehrere
Annach.'\bli. 7 und 8 anbringt, in denen sich ül>ersteigerud-e Schwingungen aufgefangen
und begrenzt werden. Dabei ist 63 ein Ausschnitt der einen "reiln]aschine, die einen
Ring 64 trägt, dessen freier Innendurchmesser tun wenigstens den Bahnkreisdurchmesser
größer ist als der Durchmesser des Zapfens 65 an der anderen Teilmaschine 66. Der
Zapfen 65 legt sich mit übrigens sehr kleiner AbwälzgeschNvindigkeit gegen den Ring
64, sobald an dieser Stelle die Bahnkurve beginnt sich auszuweiten. Der Ring 64
selbst kann nach Abb. 7 und 8 in einem Gummifutter 67 gefaßt sein, um harte Anschläge
zu vermeiden und kleine Montageungenauigkeiten auszugleichen, während über den Zapfen
65 ein Gleitring etwa mit Wälzlagerung geschoben sein kann.
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Die Erfindung läßt mannigfache Abwandlungen unter Einfügung oder Benutzung
an sich bekannter Bauelemente zu. Beispielsweise kann man statt der Stabfedern auf
Scherung beanspruchte Schwingmetallpufter aus aufvulkanisierten Gummikissen benutzen,
die etwa zwischen den Wangen der Siebrahmen angeordnet sind, und zwar im Beispiel
des Dopp,els.iebs deren vier. Statt der Exzenter können kinematisch gleichwertige
Kurbeln, auf der Antriebswelle angeordnet werden. Es ändert auch nichts am Erfindungsgedanken,
wenn statt zwei Teilmaschinen deren mehrere, etwa drei, zusammenarbeiten. Man ordnet
dann drei um 12o° versetzte Exzenter an und jeweils zwischen zwei Maschinen ein
rückführendes Federorgan, also etwa drei Stabfedern. Der Antrieb ist ferner auch
sehr geeignet, wenn zwei verschiedene, aber zusammenwirkende Maschinenteile gegeneinander
angetrieben werden sollen, etwa ein kreisschwingender Brechkegel und der zugehörige
elastisch gelagerte Mantel.