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Schwingvorrichtung
Die bisher bekannten Schwügrnaschinen, welche der
Förderung, Klassierung, Trennung, Mischung, Verdichtung von Stoffen aller Art oder
ähnlichen Arbeitsv.orgängen dienen, lehnen sich in ihrer übergroßen Mehrzahl an
die Bauweise des bekannten Schütteltisches an, welcher zu den ältesten Schwingmaschinen
gehört. In gleicher Weise wie beim Schütteltisch unterscheidet man folgende Bestandteile
der Maschine: die schwingende Masse, die Lenkung der schwingenden Masse, die Abfederung
der schwingenden Masse, die Schwingungserregung und die tote Masse in Gestalt eines
Gehäuses oder Gestells samt Fundament.
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Um auf ein günstiges Verhältnis zwischen schwingender Masse und Nutzlast
zu gelangen, werden alle diese Bestandteile auf kleinstem Raum zusammengedrängt,
so daß sowohl die Edelteile der Maschine, das sind die Federn und die Erregermaschine,
als auch die weniger edlen Teile in mlmittelbarer Nähe der schwingenden Masse und
damit des zu behandelnden Stoffes liegen.
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In neuerer Zeit ist man dazu übergegangen, die Erregermaschine nicht
mehr starr mit der schwingenden Masse zu koppeln, sondern zwischen beiden eine lose
Kopplung in Gestalt einer Feder zu legen, wobei bei einem hubbegrenzten Antrieb
im Regelfall ein Hebel als Verbindungsglied vorgesehen ist.
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Rein baulich gesehen unterscheidet sich diese Bauweise wenig oder
gar nicht von der eingangs erwähnten Bauweise. Die Schwingungserregung rückt zwar
örtlich von der schwingenden Masse ab, dafür tritt indessen an ihre Stelle ein neuer
Edelteil, nämlich die obenerwähnte Koppelfeder.
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Diese örtliche Zusammendrängung auf kleinstem Raum hat folgende Nachteile:
Im Zuge des gesamten Fertigungsganges ist es oft notwendig, mit der Schwingungsbehandlung
des Stoffes andere Vorgänge, beispielsweise eine Wägung,
Dosierung,
Erhitzung, Abkühlung u. dgl., zu verbin den. Derartige Behandlungskombinationen
setzen indessen voraus, daß der zu behandelnde Stoff von außen her weitgehend zugängig
ist. Diese Voraussetzung ist bei der geschilderten Bauweise nicht gegeben, insbesondere
dann nicht, wenn die Maschine mit mehreren Schwingungserregungen arbeitet. Um diese
Voraussetzung zu schaffen, bleibt nur der Ausweg über kostspielige Bauweisen offen.
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Weiterhin kommt es häufig vor, daß der zu behandelnde Stoff durch
Hitze, Staubentwicklung, Freiwerden schädlicher Dämpfe u. dgl. einfien schädlichen
Einfluß auf die Bestandteile der Maschine, in erster Linie auf die Edelteile der
Maschine, ausübt. Um derartigen Einflüssen vorzubeugen, sind ebenfalls Sonderkonstruktionen
in Gestalt von kostspieligen Isolierungen an d ähnlichen Maßnahmen notwendig.
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Weiterhin hat man in neuerer Zeit erkannt, daß die erwünschte Wirkung
um ein Vielfaches gesteigert werden kann, wenn man den zu behandelnden Stoff gleichzeitig
mehreren Schwingungsimpulsen gleicher oder verschiedener Charakteristik unterwirft.
Blei der bisherigen Bauweise läuft die Kombination mehrerer Schwingungserregungen
unweigerlich auf leine Verschachtelung der schwingenden Masse hinaus, d. h. die
Zugängigkeit zu dem zu behandelnden Stoff von außen her geht vollkommen verloren.
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Schließlich krankt die bisherige Bauweise daran, daß les äußerst
schwierig ist, das äußere Gleichgewicht der Maschine zu gewährleisten. Im Regelfall
treten freie Rüttelkräfte auf, welche einen schädlichen Einfluß auf die Umgebung
der Maschine ausüben, so daß kostspielige Abwehrmaßnahmen in Gestalt von schwingungstechnischen
Isolierungen, schweren Fundamenten u. dgl. notwendig sind.
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Diese und weitere Nachteile der bisherigen Bauweise werden mittels
der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß durch die Zwischenschaltung eines
gegenläufigen Hebelpaares in Form einer offenen oder gekreuzten Schere eine scharfe
örtliche Trennung zwischen der schwingenden Masse mit oder ohne Lenkerfedern einerseits
und der Abfederung und der Erregermaschine andererseits herbeigeführt wird, wobei
im Grenzfall zwischen diesen beiden Gruppen von Bestandteilen eine feste Scheidewand
gezogen wird.
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Dieses Hebelpaar hat mit dem obenerwähnten Verb.indungsglied der
losen Kopplung nichts zu tun, denn einmal handelt es sich nicht um einen einzigen
Hebel, sondern um deren zwei, und zum andern besteht im Gegensatz zur losen Kopplung
zwischen allen Punkten des Hebels und der schwingenden Masse immer das gleiche Übersetzungsverhältnis,
weil die Hebel z var gelenkartig, aber kraftschlüssig an die schwingende(n) Masse(n)
angeschlossen sind.
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Durch dieses Hebelpaar erhält die Maschine einen ortsfesten Pol der
Bewegung mit der Maßgabe, daß die ortsfeste Lagerung der Polachse im wesentlichen
das frühere Gehäuse oder Gestell verkörpert. Verwendet man, wie dies als Regelfall
vorgesehen ist, eine gekreuzte Schere, dann liegt der Pol zwischen der schwingenden
Masse und den Edelteilen der Maschine und stellt mithin die Grenze zwischen dem
eigentlichen Arbeitsraum und dem Raum für den Antrieb dar. Die beiden in den Bedienungsraum
hineinragenden Hebelarme nehmen so wenig Platz in Anspruch, daß die Zugängigkeit
des Arbeitsraumes vollständig gewahrt bleibt. Danben ist des ein leichtes, gleichzeitig
mehrere Scheren in der gleichen oder in verschiedenen Ebenen vorzusehen, d. h. den
Stoff mehreren Schwingungsimpulsen zu unterwerfen, ohne daß dadurch die Zugängigkeit
des Arbeitsraumes unterbunden wird.
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Einige der möglichen Ausführungsformen der Erfindung sind in der
Zeichnung niedergelegt.
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In Abb I ist angenommen, daß der Stoff a von oben und unten ber durch
die seinvingenden Platten r und 2, welche durch die ortsfesten Wände 3 geführt werden,
verdichtet werden soll. Als Schere ist eine gekreuzte Schere mit den Armen 4 und
5 vorgesehen, deren Köpfe mittels je eines Gelenkes 6 an die Platten I und 2 angeschlossen
sind. Die PEolachse o ist beiderseits durch ortsfeste Lager 7 gehalten. Zwischen
Pol o und Stoff a kann eine Trennwand 8 vorgesehen werden. Hinsichtlich des Antriebes
ist angenommen, daßi die gegenläufige Schwingung der Hebel 4 und 5 mittels einer
rotDerenden Nockenscheibe n erzeugt wird, deren Welle 9 in an sich bekannter Weise
ru mittels eines Riemens 1 1 von einem Elektromotor 10 angetrieben wird.
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Über den Umfang der Nockenscheibe n sind in dem Beispiel 6 symmetrische
Nocken 12 angeordnet, welche mittels der Rollen 13 die beiden Hebel 4 und 5 in gegenläufige
Schwingung versetzen. Die rückwärtigen Hebelenden sind durch die Zugfeder 1 miteinander
verbunden, welche beliebig stark statisch vorspannbar ist. Diese Feder f kann in
an sich bekannter Weise eine so große Federkonstante erhalten, daß das gesamte schwingungsfähige
Gebilde in der Resonanz ,oder in Resonanznähe läuft.
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In Abb. 2 ist angenommen, daß für die gleiche Maschine an Stelle
der Nock,enlerregung eine gerichtete Unwucht 1 gewählt ist, die in bekannter Weise
durch zwei Unwuchtscheiben 14 erzeugt wird, deren Antrieb durch einen Motor 15 mittels
eines Riemens I6 erfolgt. In der Abbildung ist weiterhin angenommen, daß die Schwingungen
des erregten Hebels 4 der Abb. I durch den gleicharmigen Hebel 17 auf den gegenüberliegenden
Hebel übertragen werden, wobei der Hebel 17 um leine feste Achse schwingt. Zwecks
Massenausgleichs ist der Gelgrenhebel 5 laut Abb. I mit einem Balanziergewicht 19
ausgerüstet.
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Wird die Schwingmaschine nach Abb. 2 mit einer Drehzahl gefahren,
welche oberhalb ihrer Eigenschwingungszahl liegt, dann kann das Verbindungsgestänge
I7, 18 auch gänzlich fortfallen, weil sich der Gegenhebel 6 der Abb. I oberhalb
der Resonanz in bekannter Weise ganz von selbst zu gegenläufigen Schwingungen aufschaukelt.
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In Abb. 3 ist angedeutet, daß an eine langgestreckt schwingende Masse
20 insgesamt drei
gleiche Schlieren angeschlossen sind, welche von
einer gemeinsamen Nockenwelle 21 (vgl. Abb. 1) angetrieben werden, wobei die Nockenwelle
in den Lagern 22 ruht und von einem Motor 23 mittels des Riemens 24 angetrieben
wird.
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In Abb. 4 ist angenommen, daß der Scherenarm 4 die gleiche Ausbildung
wie im Fall der Abb. l und 2 erhält, wohingegen bei dem gegenüberliegenden Scherenarm
das horizontaie Ende abgeschnitten ist, so daß der vertikale Stumpf 5 nur eine Bewegung
in der Horizontalen zu übertragen vermag. Bei dem Beispiel ist angenommen, daß.
der Stoff einer Mischung unterworfen werden soll. An Stelle der Platten I und 2
der Abb. 1 treten das Gehäuse 26, welches an den Scherenarm angeschlossen ist, und
der Rechen 27, welcher von oblen her in den Stoff eintaucht. Während der Behälter
26 vermöge der Schraubenfedern 25 so an das Gebälk angeschlossen ist, daß der Stoff
eine Schwingung in der Vertikalen erfährt, schwingt der an die Lenikerfedern 29
angeschlossen Rechen 27 in der Horizontalebene, wobei der Anschluß an den Schierenarm
5 durch die Stoßstange 30 erfolgt, welche mittels Blattfeder 31 an den Scberenarm
5 befestigt ist.
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Abb. 5 sieht vor, daß ein durch die elastischen Platten 32 und 33
nach oben und unten und durch die festen Wände 34 nach der Seite hin begrenzter
Raum (oder Kanal) wiederum mittels einer gekrieuzten Schere zu gegenläufigen Schwingungen
bzw. Oberschwingungen der beiden elastischen Platten 32 und 33 erregt wird.
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In Abb. 6 ist angenommen, daß ein Stoff durch zwei Scheren sowohl
in der Horizontalebene als auch in der Vertikalebene gegenläufigen Schwingungen
unterworfen wird.
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In Abb. 7 schließlich ist angedeutet, daß von einer gemeinsamen Nockenscheibe
aus zwei Scheren angetrieben werden können, vom denen die eine in der Horizontalebene,
die zweite in der Vertikalebene liegt. Zu diesem Zweck wird die Scheibe sowohl am
Umfang lals auch an ihren Stirnflächen mit Nockenerhebungen 35 und 36 versehen.