EP0823291B1 - Schwingungsantrieb für eine Siebmaschine - Google Patents

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EP0823291B1
EP0823291B1 EP97113308A EP97113308A EP0823291B1 EP 0823291 B1 EP0823291 B1 EP 0823291B1 EP 97113308 A EP97113308 A EP 97113308A EP 97113308 A EP97113308 A EP 97113308A EP 0823291 B1 EP0823291 B1 EP 0823291B1
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EP
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shafts
belts
oscillating drive
eccentric shafts
drive according
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Klaus Bleh
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Svedala GfA Aufbereitungs Maschinen GmbH and Co KG
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Svedala GfA Aufbereitungs Maschinen GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/166—Where the phase-angle of masses mounted on counter-rotating shafts can be varied, e.g. variation of the vibration phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/42—Drive mechanisms, regulating or controlling devices, or balancing devices, specially adapted for screens

Definitions

  • the present invention relates to a screening machine for dewatering and / or classifying granular Materials such as gravel, coal or ore, with one Screen frame held on a machine frame is, and with an elliptical vibration drive with two eccentric shafts, the different imbalances and synchronously and in opposite ways be driven by the drive.
  • a screening machine is known from US 3,226,989.
  • a screening machine with these features is out the publication "screening machines with elliptical Vibration and dynamic drive ", treatment technology No. 7/1982, pages 367 to 372, which is a linear actuator for draining and classifying of gravel, sand and the like.
  • This Machine sit on two waves causing imbalance Masses.
  • These eccentric shafts are at an angle from 40 ° to 50 ° to the main vibration direction arranged and synchronized via gear transmission.
  • the main swing can be the same or unequal masses in their linear or elliptical Change shape and size.
  • the most essential Disadvantage of this known embodiment is in that during synchronous running very high tooth flank forces hammering in positive and negative direction, whereby the smoothness is impaired and also a increased temperature in the transmission occurs.
  • Another major disadvantage is that an expensive Special gear is needed, its susceptibility and default rate is very high.
  • When changing the Eccentric shaft spacing is also another Transmission necessary.
  • From DE-23 56 542 B2 is a screening machine with a three-shaft drive known in which the main swing direction through the axis of the third, centered arranged wave runs.
  • the invention is based on the object, a Vibration drive of the type mentioned so form that while maintaining a low height the machine different vibration patterns set and the swing direction to be changed can, in particular also operating noise and Temperatures are reduced.
  • An advantageous embodiment is that the inertial forces of the imbalances are adjustable.
  • Keii or Timing belt on a motor console stationary between the motors are attached.
  • An advantageous embodiment provides that the eccentric shafts are driven via countershaft, the straps being mounted between the countershafts are.
  • the invention brings in particular the advantage that the synchronization forces on the belts are close to zero, so that a flutter of the Drive is eliminated.
  • Another significant advantage is that after starting the smaller Engine can be turned off and the residual forces the smaller imbalance masses taken over by the big engine which results in energy savings results. Such an energy saving also results due to the reduced temperatures and running noise.
  • With a change in the axle distance of the eccentric shafts are no new drive parts (eg gearbox) required, whereby the drive is simplified as a whole is by adding no additional drive units or a turbo coupling are required.
  • the used Belts cause by their spring action a Damping. Pollution, such as Oil leakage can be avoided.
  • the vibration drive shown in Figures 1 to 3 is on a screening machine with a sieve box 1, Siebbelägen 2 and elastic bearings 3 appropriate.
  • the actual vibration drive consists of two unbalances 7, 8, over unbalanced shafts or Eccentric shafts 14, 15 are mounted on the sieve box 1.
  • the propeller shafts 5, 6 and thus also the Eccentric shafts 14, 15 are synchronized, namely via synchronous shafts 11, which via belt 12, 13 with the motor drives 9, 10 are connected.
  • the engine console 20 is arranged on a motor stand 4. Continue to sit on both sides of an eccentric shaft 14 and 15 an imbalance 7 and 8, respectively.
  • the eccentric shafts 14, 15 as close to the center of mass as possible 16 of the screening machine are arranged.
  • the imbalances 7 and 8 rotate in opposite directions and it is due to the force diagram a swinging motion of the sieve box according to the illustrated ellipse ( Figures 1 and 5), wherein the main vibration direction 18 with the longitudinal axis 19th the ellipse 21 coincides.
  • the connecting line through the center of the eccentric shafts 14, 15 is the zero line 17, where in addition the resultant of the mass vibration forces is lowest.
  • the angle ⁇ between this line 17 and the line 18 is preferably 90 °, with still satisfactory results in the Range can be achieved up to 60 °.
  • In the "zero position" lie the imbalances 7, 8 on the zero line 17, i. the connecting line the axes of the eccentric shafts 14, 15, opposite each other, i. rotated by 180 °, so that no angular accelerations or angular delays the imbalance masses occur.
  • Fig. 5 the force diagram is shown.
  • the two dotted circles symbolize the circulating Imbalances 8 and 7, wherein the imbalance 7 in two Dimensions is shown, namely as smaller Imbalance 7 and dash-dotted as a larger imbalance 7 '. Accordingly, then there is an ellipse 21 or an ellipse 21 'at the larger imbalance 7'.
  • Based of the parallelogram of forces can be the resultant generate whose locus is the ellipse 21.
  • Some Points of the unbalance positions are indicated, and although the points 0 to 6 or 0 'to 6'. From the presentation is readily apparent that the angle between the large ellipse axis 19 and the zero line 17 is 90 °.
  • the Eccentric shafts 14, 15 can be driven via countershaft, wherein the corresponding drive belts then between the Countershafts are attached.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siebmaschine zum Entwässern und/oder Klassieren von körnigen Stoffen wie Kies, Kohle oder Erz, mit einem Siebrahmen, der an einem Maschinengestell gehalten ist, und mit einem elliptischen Schwingungsantrieb mit zwei Exzenterwellen, die unterschiedliche Unwuchten aufweisen und die synchron und gegenläufig mittels des Antriebs angetrieben werden. Eine derartige Siebmaschine ist aus US 3 226 989 bekannt.
Eine Siebmaschine mit diesen Merkmalen ist aus der Druckschrift "Siebmaschinen mit elliptischer Schwingung und dynamischem Antrieb", Aufbereitungs-Technik Nr. 7/1982, Seiten 367 bis 372, bekannt, die einen Linearantrieb zum Entwässern und Klassieren von Kies, Sand und dergleichen aufweist. Bei dieser Maschine sitzen an zwei Wellen die Unwucht erzeugenden Massen. Diese Exzenterwellen sind in einem Winkel von 40° bis 50° zur Hauptschwingungsrichtung angeordnet und über Zahnradgetriebe synchronisiert. Dabei läßt sich die Hauptschwingweite bei gleichen oder ungleichen Massen in ihrer linearen oder elliptischen Form und Größe verändern. Der wesentlichste Nachteil dieser bekannten Ausführungsform besteht darin, daß beim Synchronlauf sehr hohe Zahnflankenkräfte in positiver und negativer Richtung einhämmern, wodurch die Laufruhe beeinträchtigt ist und auch eine erhöhte Temperatur im Getriebe auftritt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß ein teures Sondergetriebe gebraucht wird, dessen Störanfälligkeit und Ausfallquote sehr hoch ist. Beim Verändern des Exzenterwellenabstandes ist darüber hinaus ein anderes Getriebe notwendig.
Aus der DE-26 30 458 A1 oder der DE-78 11 967 U1 ist weiterhin ein antreibbares Vibrationsgetriebe bekannt, bei dem ein Getriebekasten oberhalb des Siebkastens auf die Seitenwände und eine Traverse aufgeschraubt ist. Über eine mittlere Welle werden zwei seitliche Unwuchtgetriebe angetrieben, die in der Lage verbleiben, in der sie im Getriebe angeordnet sind. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Ausführungsform besteht darin, daß der Antrieb extrem außerhalb des Schwerpunktes des Siebkastens angebracht wird und sich dadurch sehr hohe Bauhöhen der Maschine ergeben. In beiden bekannten Siebmaschinen befinden sich die Unwuchten, bezogen auf die radiale Verbindungslinie der Exzenterwellen, nicht einander gegenüber, sondern zueinander um einen Winkel von weniger als 180° versetzt.
Aus der DE-23 56 542 B2 ist eine Siebmaschine mit einem Drei-Wellen-Antrieb bekannt, bei der die Hauptschwingrichtung durch die Achse der dritten, mittig angeordneten Welle verläuft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsantrieb der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Einhaltung einer geringen Bauhöhe der Maschine verschiedene Schwingungsbilder eingestellt und die Schwingrichtung verändert werden kann, wobei insbesondere auch Betriebsgeräusche und Temperaturen vermindert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Siebmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Resultierende der Massenkräfte der Unwuchten greift so nahe am Massenschwerpunkt der Siebmaschine an, daß das durch die Abweichung hervorgerufene Wippen der Siebmaschine deren Eigendämpfung nicht übersteigt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Massenkräfte der Unwuchten einstellbar sind.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, däß die Keii-oder Zahnriemen an einer Motorkonsole stationär zwischen den Motoren angebracht sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Exzenterwellen über Vorgelege angetrieben sind, wobei die Riemen zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Schwingrichtung und Form der Unwuchtmasse in Größe und Winkellage zur Hauptschwingrichtung durch manuelle oder elektrische Verstellung von einer oder beiden Exzenterwellen veränderbar ist.
Schließlich ist es vorteilhaft, daß an der Motorkonsole eine oder zwei Synchronwellen gelagert sind, über. die die Gelenkwellen der Motoren mittels der Riemen verbunden sind.
Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daß die Synchronisationskräfte auf die Riemen nahe Null sind, so daß ein Flattern des Antriebes entfällt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß nach dem Anfahren der kleinere Motor ausgeschaltet werden kann und die Restkräfte der kleineren Unwuchtmassen vom großen Motor übernommen werden, woraus sich eine Energieeinsparung ergibt. Eine solche Energieeinsparung ergibt sich auch durch die verminderten Temperaturen und Laufgeräusche. Bei einer Achsabstandsänderung der Exzenterwellen sind keine neuen Antriebsteile (z.B. Getriebe) erforderlich, wobei auch der Antrieb insgesamt vereinfacht ist, indem keine zusätzlichen Antriebsaggregate oder eine Turbokupplung erforderlich sind. Die verwendeten Riemen bewirken durch ihre Federwirkung eine Dämpfung. Umweltverschmutzungen, wie beispielsweise durch Ölaustritt lassen sich vermeiden.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen,
Fig. 1
eine Siebmaschine mit einem Schwingungsantrieb nach der Erfindung im Aufriß bei einer Stellung der Unwuchten in Richtung der kleinen Ellipsenachse nach dem Kräfte- diagramm,
Fig. 2
eine Seitenansicht von Fig. 1,
Fig. 3
eine Ansicht der Motorkonsole mit den verschiedenen Antriebsaggregaten gemäß Fig. 1,
Fig. 4
eine entsprechende Ansicht der Motorkonsole gemäß einer weiteren Ausführungsform für die Antriebsaggregate, und
Fig. 5
das Kräftediagramm für den dargestellten Schwingungsantrieb.
Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Schwingungsantrieb ist an einer Siebmaschine mit einem Siebkasten 1, Siebbelägen 2 und elastischen Lagerungen 3 angebracht.
Der eigentliche Schwingungsantrieb besteht aus zwei Unwuchten 7, 8, die über Unwuchtwellen oder Exzenterwellen 14, 15 am Siebkasten 1 gelagert sind. Der Antrieb dieser Exzenterwellen 14, 15 erfolgt über Gelenkwellen 5, 6, die von Motoren 9, 10 angetrieben werden, die an einer stationären Motorkonsole gehaltert sind. Die Gelenkwellen 5, 6 und damit auch die Exzenterwellen 14, 15 werden synchronisiert, und zwar über Synchronwellen 11, die über Riemen 12, 13 mit den Motorantrieben 9, 10 verbunden sind. Die Motorkonsole 20 ist auf einem Motorständer 4 angeordnet. Weiterhin sitzen zu beiden Seiten einer Exzenterwelle 14 bzw. 15 eine Unwucht 7 bzw. 8.
Für die Erfindung ist es wesentlich, daß die Exzenterwellen 14, 15 möglichst nahe dem Massenschwerpunkt 16 der Siebmaschine angeordnet sind. Weiterhin drehen sich die Unwuchten 7 bzw. 8 entgegengesetzt und es ergibt sich hierbei aufgrund des Kräftediagramms eine Schwingbewegung des Siebkastens gemäß der dargestellten Ellipse (Fig. 1 und 5), wobei die Hauptschwingrichtung 18 mit der Längsachse 19 der Ellipse 21 zusammenfällt. Die Verbindungslinie durch die Mitte der Exzenterwellen 14, 15 ist die Nullinie 17, wo darüber hinaus die Resultierende der Massenschwingkräfte am geringsten ist. Der Winkel α zwischen dieser Linie 17 und der Linie 18 beträgt vorzugsweise 90°, wobei noch zufriedenstellende Ergebnisse im Bereich bis 60° erzielt werden. In der "Nullstellung" liegen die Unwuchten 7, 8 auf der Nullinie 17, d.h. der Verbindungslinie der Achsen der Exzenterwellen 14, 15, einander gegenüber, d.h. um 180° gegeneinander verdreht, so daß keine Winkelbeschleunigungen oder Winkelverzögerungen der Unwuchtmassen auftreten.
Gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Synchronisation der beiden Gelenkwellen 5, 6 über eine einzige Synchronwelle 11 und einen einzigen Riemen 12, der die Motoren 9, 10 und die Synchronwelle 11 verbindet.
In Fig. 5 ist das Kräftediagramm dargestellt. Die beiden strichlierten Kreise symbolisieren die umlaufenden Unwuchten 8 bzw. 7, wobei die Unwucht 7 in zwei Dimensionen dargestellt ist, nämlich als kleinere Unwucht 7 und strichpunktiert als größere Unwucht 7'. Dementsprechend ergibt sich dann eine Ellipse 21 bzw. eine Ellipse 21' bei der größeren Unwucht 7'. Anhand des Kräfteparallelogramms läßt sich die Resultierende erzeugen, deren Ortskurve die Ellipse 21 ist. Einige Punkte der Unwuchtstellungen sind eingezeichnet, und zwar die Punkte 0 bis 6 bzw. 0' bis 6'. Aus der Darstellung ist ohne weiteres zu entnehmen, daß der Winkel zwischen der großen Ellipsenachse 19 und der Nullinie 17 90° beträgt.
Durch Verändern der Unwuchten lassen sich die Massenkräfte in der benötigten Form einstellen, ebenso auch die Winkellage zur Hauptschwingrichtung 18, und zwar entweder manuell oder elektrisch. Die Exzenterwellen 14, 15 lassen sich über Vorgelege antreiben, wobei die entsprechenden Antriebsriemen dann zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.

Claims (6)

  1. Siebmaschine zum Entwässern und/oder Klassieren von körnigen Stoffen wie Kies, Kohle oder Erz, mit einem Siebrahmen (1), der an einem Maschinengestell gehalten ist, und mit einem elliptischen Schwingungsantrieb mit zwei Exzenterwellen (14, 15), die unterschiedliche Unwuchten (7, 8) aufweisen, und die synchron und gegenläufig mittels des Antriebs angetrieben werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    die Exzenterwellen (14, 15) mittels Keil- oder Zahnriemen (12, 13) synchronisiert sind;
    die radiale Verbindungslinie (17) der Exzenterwellen (14, 15) mit der großen Achse (19) der Schwingungsellipse (21) einen fest einstellbaren Winkel α von 60° bis 90° einschließt
    und die Resultierende der Massenkräfte der Unwuchten (7, 8) so nahe am Massenschwerpunkt (16) der Siebmaschine angreift, dass das durch die Abweichung hervorgerufene Wippen der Siebmaschine deren Eigendämpfung nicht übersteigt.
  2. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Massenkräfte der Unwuchten (7, 8) einstellbar sind
  3. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Keil- oder Zahnriemen (12, 13) an einer Motorkonsole (20) stationär zwischen den Motoren (9, 10) angebracht sind.
  4. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Exzenterwellen (14, 15) über Vorgelege angetrieben sind, wobei die Riemen (12, 13) zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.
  5. Schwingungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Schwingrichtung und Form der Unwuchtmasse in Größe und Winkellage zur Hauptschwingrichtung (18) durch manuelle oder elektrische Verstellung von einer oder beider Exzenterwellen (14, 15) veränderbar ist.
  6. Schwingungsantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    an der Motorkonsole (20) eine oder zwei Synchronwellen (11) gelagert sind, über die die Gelenkwellen (5, 6) der Motoren (9, 10) mittels der Riemen (12, 13) verbunden sind.
EP97113308A 1996-08-07 1997-08-01 Schwingungsantrieb für eine Siebmaschine Expired - Lifetime EP0823291B1 (de)

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