EP0604600B1 - Vorrichtung zum antrieb eines taumelkörpers - Google Patents

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EP0604600B1
EP0604600B1 EP93909745A EP93909745A EP0604600B1 EP 0604600 B1 EP0604600 B1 EP 0604600B1 EP 93909745 A EP93909745 A EP 93909745A EP 93909745 A EP93909745 A EP 93909745A EP 0604600 B1 EP0604600 B1 EP 0604600B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
oloid
guide rail
guide
tumbling
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93909745A
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English (en)
French (fr)
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EP0604600A1 (de
Inventor
Pio Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bioengineering AG
Original Assignee
Bioengineering AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bioengineering AG filed Critical Bioengineering AG
Publication of EP0604600A1 publication Critical patent/EP0604600A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0604600B1 publication Critical patent/EP0604600B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles

Definitions

  • the present invention relates to a device for driving a wobble body according to the preamble of patent claim 1.
  • CH patent 500,000 describes a device for generating a wobbling movement. This consists of a body which the inventor Paul Schatz calls an "oloid" in his book “Rhythm Research and Technology” (Stuttgart 1975). According to CH-A1 500 000, this oloid is driven by an endless belt on which the oloid is placed.
  • a device is known with which a body is also set in a tumbling motion.
  • the type of wobble is completely different from what is meant here.
  • a cylinder body is rotated uniformly about its longitudinal axis.
  • This first cylinder body is designed in such a way that it is suitable for receiving a second, essentially likewise cylindrical body.
  • the longitudinal axes of the two cylinder bodies now intersect at a certain, predetermined angle.
  • the longitudinal axis of the second cylinder body used - which is generally proposed as a drum-shaped receptacle for mixed material or the like - describes a double cone about the longitudinal axis of the first cylinder body in the course of one revolution of the first cylinder body.
  • the center of gravity of the contents moves both radially and axially with respect to the center of the receptacle. Because of the uniformity of the rotation of the second cylinder axis about the first, however, the movement characteristics of both the receptacle, the contents and its center of gravity are completely different from those envisaged here.
  • the object on which this present invention is based is to create a drive for an oloid body which overcomes the disadvantages mentioned and is equally suitable for oloids within a large dimensional range.
  • FIG. 1a, b schematically show an oloid in different layers on an endless belt 2 which rotates in the direction of the arrow with a uniform movement.
  • the horizontally running band 2 three levels E1, E2, E3 are erected in the spirit, which run vertically, that is perpendicular to the horizontal plane.
  • the levels E1, E2 flank the endless belt 2 and are parallel to its direction of movement; the third level E3 is both perpendicular to the horizontal plane and on the levels E1, E2.
  • the oloid If the oloid is initially at rest in its stable equilibrium position on band 2, its line of contact lies in the line of intersection of the horizontal plane (or band 2) with plane E3. Furthermore, the oloid has a longitudinal axis which, in the said equilibrium position, also extends in the plane E3 and pierces the planes E1, E2 in two points, the penetration points D1, D2.
  • the penetration points D1, D2 of the longitudinal axis 3 of the oloid on the planes E1, E2 each describe an oval curve K1, K2.
  • the sizes and shapes of the oval curves K1, K2 depend on the lateral spacing of the planes E1, E2 from the respective edge of the band 2nd
  • Fig. 1a shows three positions of the oloid 1 during a full rotation about the - not spatially fixed - longitudinal axis 3; In Fig. 1b this number is reduced to two for the sake of clarity, the top and the lowest extreme position of the intersection points D1, D2 indicate.
  • An oloid-shaped hollow body 4 which is designed, for example, as a mixing vessel and has a closable opening 5, lies on a roller carpet 51.
  • the roller carpet 51 consists of a plurality of short free-running rollers 52 with mutually parallel axes of rotation, the direction of which is perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 2a and parallel to that in FIG. 2b.
  • the axes of the rollers are thus perpendicular to the two levels E1, E2.
  • the direction of these planes E1, E2 is referred to as the direction of movement of the wobble body.
  • the hollow body 4 is constructed differently from the oloid shape, in such a way that a segment is cut off in each case, and a, for example, hollow shaft 6 passes through a surface 7 that cuts off the segment at right angles.
  • the contact line resting on the roller carpet 51 in the two extreme positions of the hollow body 4 is thus somewhat shortened. This allows the roller carpet 51 to be made so much narrower that the shaft 6 can be led out to the side.
  • an endless belt 2 is also in accordance with the invention, but the belt is only moved passively, as is also the case for the roller carpet 51. This embodiment variant also applies to the second exemplary embodiment according to FIG. 6.
  • Fig. 1a with K1, K2 oval curves are realized as oval guide rails 8, only one of which is shown, since - provided the lateral distances from the roller carpet 51 are the same, and the hollow body 4 along the center line of the roller carpet 51 moves - are congruent.
  • the shaft 6 is actively guided along the guide rail 8 by means of a carriage 9, as described in detail with reference to FIG. 3.
  • the carriage 9, which is only shown schematically in FIG. 2, is shown in detail in FIG. 3.
  • the guide rail 8 naturally differs in shape from the shape of the oval curves K1, K2, since this is valid for mathematical axes; the distance of the axis of rotation of the shaft 6 from the limits of the guide rail 8 is to be considered.
  • the guide rail 8 is mounted in a strong frame 11 by means of four spring joints 10 in such a way that it can compensate for the influence of the tolerances mentioned in the vertical direction .
  • the number four is not essential to the invention; six or eight such spring joints 10 can also be provided.
  • FIGS. 5a, b Said active guidance of the carriage 9 along the guide rail 8 is described in detail in FIGS. 5a, b.
  • the elements entered in FIGS. 2a, b and designated by the numbers 58, 59 are related to this.
  • the carriage 9 shown in plan view in FIG. 3 a, in partial longitudinal section in FIG. 3 b, consists of a frame 12, which carries two guide wheels 13, for example, with ball bearings with grooves 14. These encompass the guide rail 8.
  • the carriage 9 can therefore move in the plane defined by the guide rail 8.
  • the frame 12 carries a swivel joint 19, the axis of rotation of which is perpendicular to the tangent to the guide rail 8.
  • a plate 20 is rotatably fastened to the frame 12 by means of the swivel joint 19.
  • This plate 20 carries a transverse axis 15, by means of which a guide body 16 is pivotally mounted.
  • the transverse axis 15 is perpendicular to the axis of the swivel joint 19 and has the direction of the tangent to the guide rail 8.
  • the shaft 6 is rotatably and longitudinally displaceable, which is indicated in Fig. 3b by arrows.
  • a roller chain 53 rotates in the guide rail 8, the cross section of which is shown in FIG. 3b.
  • the carriage 9 is driven by this roller chain 53.
  • the frame 12 of the carriage 9 is connected via a pin 54 to the axis of a roller 55 of the roller chain 53 mentioned.
  • FIG. 4 A variant of the carriage 9 shown in FIGS. 3a, b is shown in FIG. 4.
  • the carriage 9 is supplemented by a third guide wheel 18 which is carried by a frame part 22 connected to the frame 12 by a hinge joint 21.
  • the frame part 22 is pressed away from the frame 12 by a spring 17; the third guide wheel 18 thus remains in frictional engagement with the guide rail 8.
  • FIG. 5a, b the roller chain 53 and its drive in connection with the guide rail 8 are shown; in Fig. 5a partially in section, in Fig. 5b in a partially broken plan view.
  • a drive gear 56 is let into the guide rail 8 at one point - for example, at the bottom right of the guide rail 8 in FIG. 2a. This is driven by a motor 58 via a gear 57.
  • Each of the two oval-shaped guide rails 8 carries such a drive consisting of the elements 56, 57, 58.
  • the two motors 58 are fed by a controlled power supply, which is shown schematically in FIG. 2a and is designated by the number 59.
  • the controlled power supply 59 can be designed, for example, in the manner known from CH patent application 849 / 92-6.
  • program control of the motors 58 designed as incremental motors can also be provided, which takes into account the strongly non-uniform movement of the carriages 9.
  • the location-speed profile of the motor 58 can therefore be permanently stored in the numerically controlled power supply 59.
  • Setpoint / actual value comparison of the position of the motor is state of the art and need not be described here.
  • the geometrical forced travel caused by the guide rail 8 from the first exemplary embodiment is replaced by a two-coordinate control consisting of a vertically movable and driven slide 60 and a horizontally movable and driven slide 61.
  • the slide 60 runs in the manner of rails 64 provided frame 11.
  • the slide 60 forms the guide for the slide 61.
  • a ball 62 is mounted in the slide 61, which forms the bearing for the shaft.
  • the drives (not shown) of the carriages 60, 61 are fed by a controller 63 in which the location-speed profile is stored.
  • the drives are the slides to accommodate construction and shape tolerances 60, 61 equipped with sensors that modify the setpoint profile in the controller 63 from the comparison of applied and permissible forces, as is known from robotics.
  • the hollow body 4 runs on the roller carpet 51 as in the first exemplary embodiment.
  • a variant, not shown, for both the first and the second exemplary embodiment is a free-running endless belt that runs over two rollers, which then takes the place of the roller carpet 51.
  • Frames 11 with rails 64, slides 60 and 61 with ball 62 are, of course, duplicated, analogous to the first exemplary embodiment according to FIGS. 2a, b, since a frame 11 is fastened on each side of the roller carpet 51.
  • both the carriages 60 and the carriages 61 move essentially in opposite directions in order to give the shaft 6 that movement which causes the hollow body 4 to wobble.
  • a skeleton body 66 formed from partially bent rods 65, as shown in plan and elevation in FIGS. 7a, b. Therefore, a simply designed vessel 67, for example a commercially available chemical drum, can be fastened in the interior of the skeleton body 66 with rods 68 and bands 69.
  • the shaft 6 can also be hollow. Then the device according to the invention is also suitable for mixing liquid or solid materials in the flow-through method.
  • the shaft 6 is provided at each end with a rotary feedthrough known per se. With such rotary unions, several components can be added; Furthermore, the introduction of measuring probes for pressure, temperature, pH and other parameters is possible without any problems.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Rollers For Roller Conveyors For Transfer (AREA)
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Taumelkörpers gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Im CH-Patent 500 000 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer taumelnden Bewegung beschrieben. Diese besteht aus einem Körper, den der Erfinder Paul Schatz in seinem Buche "Rhythmusforschung und Technik" (Stuttgart 1975) ein "Oloid" nennt. Angetrieben wird dieses Oloid gemäss CH-A1 500 000 durch ein endloses Band, auf welches das Oloid aufgelegt wird.
  • In der Praxis hat sich dieser Antrieb nicht durchsetzen können, da dies einerseits eine ideale Fertigungsgenauigkeit des Oloides voraussetzt, und anderseits beim Abrollen des Oloides auf dem Band keinerlei Schlupf entstehen darf. Führungsrollen, wie dies bei trommelförmigen Wälzkörpern möglich ist, sind bei der Form des Oloides ausgeschlossen: Es besitzt zwar - wie ein Zylinder - eine gerade Berührungslinie auf einer Ebene, nur ändert sich der Winkel dieser Berührungslinie zur Fortbewegungsrichtung des Bandes in oszillatorischer Weise. Die Erfindung hat sich daher auch nie durchzusetzen vermocht, im Gegensatz zur Lösung gemäss dem CH-Patent 216 760, in welchem der Hohlkörper, welcher eine taumelnde Bewegung ausführt, als Glied einer halben Bricard-Gelenkkette gelagert ist. Diese Lösung hat sich in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Antriebsmitteln im Markte durchgesetzt. Allerdings haftet ihr ein schwerer Nachteil an, der es verhindert, eine Mischmaschine nach dem Oloid- oder Inversionsprinzip zu bauen, deren Fassungsvermögen bei einem oder mehreren Kubikmetern liegt. Dieser Nachteil liegt in den grossen Massenkräften, die beim Betrieb auftreten, und nach Grösse und Richtung dauernd ändern. Die Massenkräfte verlangen ausserordentlich kräftige Dimensionierung aller Bauteile und stellen extreme Anforderungen an das Fundament einer solchen Maschine.
  • Aus CH-422 723 ist eine Vorrichtung bekannt, mit welcher ebenfalls ein Körper in eine taumelnde Bewegung versetzt wird. Die Art der Taumelbewegung ist allerdings von der hier gemeinten völlig verschieden. In CH-422 723 wird ein Zylinderkörper um seine Längsachse in gleichförmige Drehbewegung versetzt. Dieser erste Zylinderkörper ist so ausgestaltet, dass er zur Aufnahme eines zweiten, im wesentlichen ebenfalls zylindrischen Körpers geeignet ist. Die Längsachsen der beiden Zylinderkörper schneiden einander nun unter einem bestimmten, vorgegebenen Winkel. Dadurch beschreibt die Längsachse des zweiten, eingesetzten Zylinderkörpers - der in der Regel als trommelförmiges Aufnahmegefäss für Mischgut oder dergleichen vorgeschlagen ist - im Laufe einer Umdrehung des ersten Zylinderkörpers einen Doppelkegel um die Längsachse des ersten Zylinderkörpers. Ist das trommelförmige Aufnahmegefäss nicht zur Gänze gefüllt oder sein Inhalt dichtemässig stark inhomogen, so bewegt sich der Schwerpunkt des Inhaltes sowohl radial als auch axial in bezug auf das Zentrum des Aufnahmegefässes. Wegen der Gleichförmigkeit der Drehung der zweiten Zylinderachse um die erste ist jedoch die Bewegungscharakteristik sowohl des Aufnahmegefässes, wie des Inhaltes und seines Schwerpunktes eine völlig andere, als vorliegend ins Auge gefasst.
  • Die Aufgabe, die dieser vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist die Schaffung eines Antriebs für einen Oloid-Körper, der die genannten Nachteile überwindet und sich für Oloide innerhalb eines grossen Dimensionsbereiches gleichermassen eignet.
  • Die Lösung ist wiedergegeben im Patentanspruch 1 hinsichtlich des zentralen Erfindungsgedankens, in den Patentansprüchen 2 bis 13 hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen.
  • Anhand der beiliegenden Zeichnung wird der Erfindungsgedanke mit mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen
    • Fig. 1a, b
    in schematischer Weise die geometrischen Verhältnisse der Bewegung eines Oloides,
    Fig. 2a, b
    ein erstes Ausführungsbeispiel in zwei Seitenansichten,
    Fig. 3a, b
    ein Detail aus Fig. 2a in Draufsicht und im teilweisen Schnitt,
    Fig. 4
    eine Variante zu Fig. 3a,
    Fig. 5a, b
    ein Detail aus Fig. 3a in Draufsicht und im teilweisen Schnitt
    Fig. 6
    ein zweites Ausführungsbeispiel
    Fig. 7
    eine Variante zu einem verwendeten Bauteil.
  • Fig. 1a, b zeigt in schematischer Weise ein Oloid in verschiedenen Lagen auf einem endlosen Band 2, das in der Pfeilrichtung mit gleichförmiger Bewegung umläuft. Mit Beziehung auf das horizontal laufende Band 2 sind in gedanklicher Hinsicht drei Ebenen E₁, E₂, E₃ errichtet, die vertikal, also senkrecht zur Horizontalebene verlaufen. Die Ebenen E₁, E₂ flankieren das endlose Band 2 und liegen parallel zu seiner Bewegungsrichtung; die dritte Ebene E₃ steht sowohl senkrecht auf der Horizontalebene als auch auf den Ebenen E₁, E₂.
  • Liegt das Oloid zunächst in Ruhe in seiner ltabilen Gleichgewichtslage auf dem Band 2, so liegt seine Berührungslinie in der Schnittgeraden der Horizontalebene (bzw. des Bandes 2) mit der Ebene E₃. Ferner hat das Oloid eine Längsachse, die in der genannten Gleichgewichtslage ebenfalls in der Ebene E₃ verläuft und die Ebenen E₁, E₂ in zwei Punkten, den Durchstosspunkten D₁, D₂ durchstösst.
  • Falls die Taumelbewegung des Oloides so abläuft, dass der Schwerpunkt in der senkrecht zum Band 2 verlaufenden Ebene E₃ bleibt, dann beschreiben die Durchstosspunkte D₁, D₂ der Längsachse 3 des Oloides auf den Ebenen E₁, E₂ je eine Ovalkurve K₁, K₂. Die Grössen und Formen der Oval-Kurven K₁, K₂ sind abhängig von den seitlichen Abständen der Ebenen E₁, E₂ von der jeweiligen Kante des Bandes 2.
  • Fig. 1a zeigt drei Stellungen des Oloides 1 während einer vollen Umdrehung um die - nicht raumfeste - Längsachse 3; in Fig. 1b ist diese Zahl der Uebersichtlichkeit halber auf zwei reduziert, um die oberste und die unterste Extremlage der Durchstosspunkte D₁, D₂ anzuzeigen.
  • Die Bewegung der Durchstosspunkte D₁, D₂ erfolgt also im gleichen Drehsinn aber im wesentlichen gegengleich.
  • Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Auf einem Rollenteppich 51 liegt ein oloidförmiger Hohlkörper 4, der beispielsweise als Mischgefäss ausgebildet ist und eine verschliessbare Oeffnung 5 aufweist. Der Rollenteppich 51 besteht aus einer Vielzahl von kurzen frei laufenden Rollen 52 mit untereinander parallelen Drehachsen, deren Richtung senkrecht steht auf der Zeichenebene von Fig. 2a und parallel zu jener von Fig. 2b. Die Achsen der Rollen stehen somit senkrecht auf den beiden Ebenen E₁, E₂. Die Richtung dieser Ebenen E₁, E₂ sei als Bewegungsrichtung des Taumelkörpers bezeichnet. An Gen beiden Enden ist der Hohlkörper 4 abweichend von der Oloidform gebaut, dergestalt, dass jeweils ein Segment abgeschnitten ist, und eine, beispielsweise hohle Welle 6 durch eine das Segment abschneidende Fläche 7 rechtwinklig hindurchgeht. Damit wird die jeweils auf dem Rollenteppich 51 aufliegende Berührungslinie in den zwei Extremlagen des Hohlkörpers 4 etwas verkürzt. Dies erlaubt, den Rollenteppich 51 um soviel schmaler auszugestalten, dass die Welle 6 seitlich herausgeführt werden kann. Anstelle eines Rollenteppichs 51 ist auch ein endloses Band 2 erfindungsgemäss, wobei das Band aber lediglich passiv mitbewegt wird, wie dies auch für den Rollenteppich 51 gilt. Diese Ausführungsvariante gilt auch für das zweite Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6.
  • Die in Fig. 1a mit K₁, K₂ bezeichneten Ovalkurven sind als ovale Führungsschienen 8 realisiert, von denen nur die eine dargestellt ist, da sie - sofern die seitlichen Abstände vom Rollenteppich 51 die gleichen sind, und der Hohlkörper 4 sich entlang der Mittellinie des Rollenteppichs 51 bewegt - deckungsgleich sind. Die Welle 6 wird mittels eines Wagens 9 der Führungsschiene 8 aktiv entlang geführt, wie anhand von Fig. 3 eingehend beschrieben ist. Der Wagen 9, der in Fig. 2 nur schematisch dargestellt ist, wird in Fig. 3 im Detail gezeigt. Die Führungsschiene 8 weicht in ihrer Form selbstverständlich ab von der Form der Ovalkurven K₁, K₂ , da diese gültig ist für mathematische Achsen; der Abstand der Drehachse der Welle 6 von den Begrenzungen der Führungsschiene 8 ist in Betracht zu ziehen. Da einerseits kleine Toleranzen in der Fertigung des Hohlkörpers 4, anderseits seine Deformation unter dem Einfluss des Gewichtes des Füllgutes in Betracht gezogen werden muss, ist die Führungsschiene 8 mittels vier Federgelenken 10 in einem starken Rahmen 11 so gelagert, dass sie in vertikaler Richtung den Einfluss der genannten Toleranzen kompensieren kann. Die Zahl vier ist jedoch nicht erfindungswesentlich; es können durchaus auch sechs oder acht solcher Federgelenke 10 vorgesehen werden.
  • Anstelle der in Fig. 2 gezeigten, von der Form des Oloides abweichenden Form des Hohlkörpers 4, ist es erfindungsgemäss, das Oloid ganz auszuführen und dafür den Rollenteppich 51 um soviel schmaler zu machen, wie notwendig ist, um der Vertikalbewegung der Welle 6 Rechnung zu tragen.
  • Die genannte aktive Führung des Wagens 9 entlang der Führungsschiene 8 wird in den Fig. 5a, b im einzelnen beschrieben. Die in Fig. 2a, b eingetragenen und mit den Nummern 58, 59 bezeichneten Elemente stehen damit im Zusammenhang.
  • Der in Fig. 3a in der Draufsicht, in Fig. 3b im teilweisen Längsschnitt dargestellte Wagen 9 besteht aus einem Gestell 12, welcher zwei beispielsweise kugelgelagerte Führungsräder 13 mit Nuten 14 trägt. Diese umgreifen die Führungsschiene 8. Der Wagen 9 kann sich also in der durch die Führungsschiene 8 definierten Ebene bewegen. Gegen die Kurveninnenseite der Führungsschiene 8 trägt das Gestell 12 ein Drehgelenk 19, dessen Drehachse senkrecht steht auf der Tangente an die Führungsschiene 8. Mittels des Drehgelenkes 19 ist eine Platte 20 am Gestell 12 drehbar befestigt. Diese Platte 20 trägt eine Querachse 15, mittels derer ein Führungskörper 16 schwenkbar gelagert ist. Die Querachse 15 steht senkrecht auf der Achse des Drehgelenkes 19 und hat die Richtung der Tangente an die Führungsschiene 8.
  • Im Führungskörper 16 ist die Welle 6 drehbar und längsverschiebbar gelagert, was in Fig. 3b durch Pfeile angedeutet ist.
  • In der Führungsschiene 8, deren Querschnitt in Fig. 3b dargestellt ist, läuft eine Rollenkette 53 um. Der Wagen 9 wird von dieser Rollenkette 53 angetrieben. Zu diesem Zwecke ist das Gestell 12 des Wagens 9 über einen Stift 54 mit der Achse einer Rolle 55 der genannten Rollenkette 53 verbunden.
  • Eine Variante zum in Fig. 3a, b dargestellten Wagen 9 zeigt Fig. 4. Hier ist der Wagen 9 ergänzt um ein drittes Führungsrad 18, welches von einem mit dem Gestell 12 durch ein Scharniergelenk 21 verbundenen Gestellteil 22 getragen ist. Durch eine Feder 17 wird der Gestellteil 22 vom Gestell 12 weggedrückt; damit bleibt das dritte Führungsrad 18 in Kraftschluss mit der Führungsschiene 8.
  • In Fig. 5a, b ist die Rollenkette 53 und ihr Antrieb im Zusammenhang mit der Führungsschiene 8 dargestellt; in Fig. 5a teilweise im Schnitt, in Fig. 5b in teilweise aufgebrochener Draufsicht. In der Führungsschiene 8 ist an einer Stelle - in Fig. 2a beispielsweise rechts unten an der Führungsschiene 8 - ein Antriebszahnrad 56 eingelassen. Dieses wird über ein Getriebe 57 von einem Motor 58 angetrieben. Jede der beiden ovalförmigen Führungsschienen 8 trägt einen solchen aus den Elementen 56, 57, 58 bestehenden Antrieb. Gespeist werden die beiden Motoren 58 durch eine gesteuerte Stromversorgung, die in Fig. 2a schematisch dargestellt und mit der Nummer 59 bezeichnet ist.
  • Die gesteuerte Stromversorgung 59 kann beispielsweise nach der aus dem CH-Patentgesuch 849/92-6 bekannten Art gestaltet sein. Beispielsweise kann auch eine Programmsteuerung der als Inkrementalmotoren ausgeführten Motoren 58 vorgesehen werden, die der stark ungleichförmigen Bewegung der Wagen 9 Rechnung trägt.
  • In der numerisch gesteuerten Stromversorgung 59 kann daher das Orts-Geschwindkeitsprofil des Motors 58 fest gespeichert werden. Sollwert- Istwertvergleich der Position des Motors ist Stand der Technik und braucht hier nicht beschrieben zu werden.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 ist der durch die Führungsschiene 8 aus dem ersten Ausführungsbeispiel bewirkte geometrische Zwanglauf ersetzt durch eine Zweikoordinatensteuerung, bestehend aus einem vertikal beweglichen und angetriebenen Schlitten 60 und einem horizontal beweglichen und angetriebenen Schlitten 61. Der Schlitten 60 läuft im mit Schienen 64 versehenen Rahmen 11. Der Schlitten 60 bildet die Führung für den Schlitten 61. Im Schlitten 61 ist eine Kugel 62 gelagert, die die Lagerung für die Welle bildet. Gespeist werden die - nicht gezeichneten - Antriebe der Schlitten 60, 61 von einer Steuerung 63, in der das Ort-Geschwindigkeitsprofil gespeichert ist.
  • Um Bau- und Formtoleranzen aufzunehmen, sind die Antriebe der Schlitten 60, 61 mit Sensoren ausgerüstet, die aus dem Vergleich von aufgewendeten und zulässigen Kräften das Sollwertprofil in der Steuerung 63 modifizieren, wie dies aus der Robotik bekannt ist.
  • Der Hohlkörper 4 läuft wie im ersten Ausführungsbeispiel auf dem Rollenteppich 51. Eine nicht gezeichnete Variante sowohl zum ersten als auch zum zweiten Ausführungsbeispiel ist ein freilaufendes endloses Band, das über zwei Walzen läuft, welches dann an die Stelle des Rollenteppichs 51 tritt.
  • Rahmen 11 mit Schienen 64, Schlitten 60 und 61 mit Kugel 62 sind selbstverständlich analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2a, b, doppelt vorhanden, da auf jeder Seite des Rollenteppichs 51 ein Rahmen 11 befestigt ist.
  • Im Betrieb bewegen sich sowohl die beiden Schlitten 60, als auch die Schlitten 61 im wesentlichen gegenläufig, um der Welle 6 jene Bewegung zu erteilen, die ein Taumeln des Hohlkörpers 4 bewirkt.
  • Die gleiche Bewegung, wie der beschriebene Hohlkörper 4 führt ein aus teilweise gebogenen Stangen 65 gebildeter Skelettkörper 66 aus, wie in Fig. 7a, b in Grund- und Aufriss dargestellt. Daher kann im Inneren des Skelettkörpers 66 ein einfach gestaltetes Gefäss 67, beispielsweise eine handelsübliche Chemikalien-Trommel, mit Stangen 68 und Bändern 69 befestigt werden.
  • Wie bereits beschrieben, kann die Welle 6 auch hohl ausgeführt sein. Dann ist die erfindungsgemässe Vorrichtung auch geeignet, im Durchflussverfahren flüssige oder feste Materialien zu mischen. Zu diesem Zwecke ist die Welle 6 an jedem Ende mit einer an sich bekannten Drehdurchführung versehen. Mit solchen Drehdurchführungen lassen sich mehrere Komponenten zudosieren; ferner ist auch die Einführung von Mess-Sonden für Druck, Temperatur, pH und weitere Parameter problemlos möglich.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Antrieb eines Taumelkörpers in der Art eines Oloides, dadurch gekennzeichnet, dass
    - beidseitig des Taumelkörpers eine Welle (6) koaxial zur Längsachse des Taumelkörpers befestigt ist,
    - Mittel vorhanden sind, um diese Welle (6) in zwei parallelen Ebenen (E₁, E₂), die vertikal und senkrecht auf der Ebene des Bandes (2) stehen und die Richtung der Bewegungsrichtung des Taumelkörpers definieren, auf ovalen Bahnen zu führen und anzutreiben,
    - der Taumelkörper auf einer passiv mitbewegten Unterlage (2,51) aufliegt.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die genannten Mittel um die Welle (6) in den zwei parallelen Ebenen (E₁, E₂) auf ovalen Bahnen zu führen darin bestehen, dass in jeder der Ebenen (E₁, E₂) eine ovale Führungsschiene (8) vorhanden ist, welche mit mindestens vier, eine Vertikalbewegung erlaubende, Federgelenken (10) in einem Rahmen (11) befestigt ist,
    - an jeder Führungsschiene (8) ein Wagen (9) vorhanden ist, der um diese Führungsschiene umlaufen kann,
    - jeder der Wagen (9) aus einem Gestell (12) besteht, welches mindestens zwei Führungsräder (13, 18) trägt, die den Kraft- und Formschluss mit der Führungsschiene (8) übernehmen, am Gestell (12) ein Drehgelenk (19) vorhanden ist, dessen Drehachse jeweils senkrecht steht auf der Tangente an die Führungsschiene (8) und in deren Ebene liegt, wobei der mittels dieses Drehgelenkes (19) drehbare Teil einer Platte (20) ist, welche eine Querachse (15) trägt, die parallel ist zur Richtung der Tangente an die Führungsschiene (8),
    - ein Führungskörper (16) vorhanden ist, in dem die Welle (6) sowohl Längs- als auch Drehbewegungen ausführen kann, und der um die genannte Querachse (15) an der Platte (20) schwenkbar ist,
    - die Dimensionen von Führungsschiene (8), Wagen (9) mit Drehgelenk (19), Platte (20) und Führungskörper (16) so bemessen sind, dass die Welle (6) in den Ebenen (E₁, E₂) die vorgesehene Ovalkurve beschreiben, wenn der Taumelkörper auf seiner Unterlage (2, 51) bewegt wird,
    - jeder Wagen (9) mittels je eines Stiftes (54) mit einer Rolle (55) einer Rollenkette (53) verbunden ist, welche in den Führungsschienen (8) umlaufen können,
    - die Rollenketten (53) über je ein in den Führungsschienen (8) eingelassenes Antriebszahnrad (56) angetrieben werden können, welches sein Antriebsdrehmoment über ein Getriebe (57) von einem Motor (58) bezieht,
    - jeder Motor (58) über eine gesteuerte Stromversorgung (59) gespeist ist.
  3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Stromversorgung (59) die Summe der Antriebsdrehmomente konstant hält.
  4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der gesteuerten Stromversorgung (59) die Orts-Geschwindigkeitspro file der Antriebszahnräder (56) gespeichert sind.
  5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - in jedem der Rahmen (11) ein vertikal beweglicher und angetriebener Schlitten (60) vorhanden ist, welcher einen horizontal beweglichen und angetriebenen Schlitten (61) trägt, in welch letzterem eine um ihr Zentrum drehbare Kugel (62) gelagert ist, welche das Dreh- und Gleitlager für die Welle (60) enthält,
    - die Antriebe der Schlitten (60, 61) von einer Steuerung (63) gespeist werden, in welcher das Ort-Geschwindigkeitsprofil der Bewegung der Welle (6) in den parallelen Ebenen (E₁, E₂) gespeichert ist.
  6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mitbewegte Unterlage aus einem aus kurzen, freilaufenden Rollen (52) bestehenden Rollenteppich (51) gebildet ist, dessen Rollen (52) untereinander parallele Achsen aufweisen, und die Richtung dieser Achsen horizontal und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Taumelkörpers ist.
  7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mitbewegte Unterlage aus einem endlosen, horizontalen, freilaufenden Band besteht.
  8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelkörper ein geschlossener Hohlkörper (4) ist
  9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlköper (4) die Form eines Oloides aufweist.
  10. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (4) die Form eines Oloides aufweist, welchem in bezug auf seine Längsachse an beiden Enden je ein Segment abgeschnitten ist, wodurch zwei auf der Längsachse senkrecht stehende Flächen (7) entstehen, welche von der Welle (6) durchsetzt werden.
  11. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelkörper ein aus teilweise gebogenen Stangen (65) hergestellter Skelettkörper (66) ist, der das gleiche Abrollverhalten zeigt, wie ein Oloid.
  12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um im Inneren des Skelettkörpers (66) ein Gefäss (67) zu befestigen.
  13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (6) als Hohlwelle ausgebildet ist und an jedem ihrer Enden eine Drehdurchführung aufweist, welche sowohl gestattet dem Taumelkörper während des Betriebes Mischgut zuzuführen und zu entnehmen, als auch Mess-Sonden für physikalische und chemische Parameter einzuführen.
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