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Die Erfindung betrifft einen Schwingförderer zum Fördern von z. B. Halbfabrikaten oder andern stückartigen Produkten, mit einem aus zwei durch Federn miteinander verbundenen Schwingmassen und einer erregenden, vorzugsweise elektromagnetischen Antriebseinheit bestehenden Schwingsystem, dessen Eigenfrequenz durch stufenlose Änderung der freien Länge der Federn in der Nähe der Erregerfrequenz feineinstellbar ist.
Zur Bedienung, Beschickung bzw. Materialversorgung von Einzweckmaschinen werden in bekannter Weise häufig Schwingförderer verwendet, deren zahlreiche Ausführungen von vielen Firmen hergestellt und auf den Markt gebracht werden.
Die bisherigen Schwingförderer werden in mehr oder weniger unterschiedlichen konstruktiven Ausführungen hergestellt und sind sämtlich mit verschiedenen Nachteilen und Mängeln behaftet : Einerseits liegt ihr Geräuschpegel relativ hoch, wodurch die Verwendung in ansonsten geräuscharmen Räumen, wie Messräumen, Laboratorien usw. nahezu ausgeschlossen, aber auch in Werkhallen mit einem mittleren oder gar hohen Geräuschpegel infolge der lärmerhöhenden Wirkung unerwünscht ist. Anderseits ist die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der bekannten Schwingförderer nicht befriedigend, da sie unter der dynamischen Belastung relativ häufig zu Störungen neigen und Ermüdungsbrüche auftreten.
Nach einem weiteren charakteristischen Merkmal sind die bekannten Schwingförderer auch deshalb als nachteilig zu bezeichnen, weil sie im Vergleich zu den funktionellen, aktiven Teilen der Maschine einen Grundkörper mit grosser Masse und Abmessungen aufweisen.
Hinsichtlich des hohen Geräuschpegels der bekannten Förderer ist besonders hervorzuheben, dass die einzelnen Bestandteile allgemein nicht starr genug ausgeführt sind, wodurch sie Schwin- gungen nicht als starre Körper übertragen, sondern auch selbst wieder eine Geräuschquelle dar- stellen und gleichzeitig einen beachtlichen Anteil an Erregungsenergie aufzehren, eine rasche Er- müdung des eigenen Baumaterials herbeiführen und auch unerwünschte erzwungene Schwingungen ausführen. Allgemein konnte festgestellt werden, dass die Eigenfrequenzen der bekannten Schwing- förderer grosse Unterschiede und Abweichungen zur Erregerfrequenz zeigen, wodurch bei diesen Systemen überlagerte, erzwungene Schwingungen auftreten, in deren Komponentenspektrum die Kompo- nenten der Erregung, der Eigenschwingung sowie obere harmonische (Oberschwingungen) derselben mit enthalten sind.
Es wurde ferner erkannt, dass die schweren, grossen Grundkörper der bekannten Schwingdosierer auf das allgemein übliche Prinzip zurückzuführen sind, wonach die Dosierer allgemein als Schwingungssysteme mit einer an einer Feder aufgehängten einzigen Schwingmasse erfasst und dimensioniert werden können. Hieraus resultierend musste die elastische Aufhängung der schwingenden Masse an einem Grundkörper mit einer ihr gegenüber hinreichend grossen Masse erfolgen, um die Eigenschwingungen des Grundkörpers vollständig unterdrücken zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingförderer mit einem äusserst niedrigen Geräuschpegel zu schaffen, der auch in geräuscharmen Räumen ohne Belästigung der Umgebung betrieben werden kann, und dessen Zuverlässigkeit sowie Stabilität hinreichend hoch sind. Dabei sollen Masse und Gewicht des Grundkörpers im Vergleich zu den gleichen Parametern der funktionellen Bestandteile gegenüber den bekannten Schwingförderern ein wesentlich geringes Verhältnis zeigen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Schwingförderer der eingangs umschriebenen Gattung dadurch gelöst, dass die Schwingmassen zur Befestigung der Federn oder Federpakete einstückig, jeweils mit angearbeiteten schrägen Sitzflächen als schwingfest starre Körper ausgebildet sind, wobei die Federn an der einen Schwingmasse unmittelbar, an der andern Schwingmasse hingegen unter Zwischenfügung von mit Langloch versehenen Distanzplatten mittels Langloch-Klemmstücken versehenen Schraubenverbindungen befestigt sind. Hiebei können die Schwingmassen als Gusskörper, vorzugsweise mit angegossenen schrägen Sitzflächen entgegengesetzter Neigung für zwei Förderrichtungen geeignet montierbar ausgebildet sein.
Bei vorteilhaften Ausführungen des erfindungsgemässen Schwingförderers beträgt die Differenz zwischen der Eigenfrequenz des Zweimassen-Schwingsystems und der Erregerfrequenz höchstens : ! : 3 Hz, wobei als Erregerfrequenz allgemein die ein-oder zweifache Netzfrequenz verwendet wird.
Zur Dimensionierung des erfindungsgemässen Zweimassen-Schwingsystems mit einer der Erreger-
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ermittelt, wobei mit z die freie Länge und mit h die Dicke der Blattfeder bezeichnet sind.
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und rn 1 die Masse der unteren Schwingmasse in kg, rn die Masse der oberen Schwingmasse in kg, b die Breite eines Federblatts in mm, und, eine Einweg-Gleichrichtung vorausgesetzt, die Anzahl der Federn
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sind.
Bei Schwingtopf-Förderern ist die Berechnung etwas komplizierter, da ausser den Massen auch die aus den Trägheitsmomenten auf den Radius des Federteilkreises im Verhältnis der vertikalen
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Darüber hinaus tritt eine Torsionsbeanspruchung und auch eine von der Schrägstellung und der Breite der Federn abhängige spezielle Kantenbiegebeanspruchung der Federn mit auf, die stets mit einem Faktor als Erfahrungswert in der Dimensionierung berücksichtigt werden.
Als Antriebseinheit wird zweckmässig ein in einer Ausnehmung im mittleren Bereich des Guss- körpers der unteren Schwingmasse-l-angeordnetes, aus genormten E-förmigen Eisenkernelementen bestehender Elektromagnet-7-verwendet, dessen aus I-Elementen bestehendes Schlussglied an der oberen Schwingmasse-Z-angeschraubt ist. Die obere Schwingmasse -2-- selbst besteht aus einem Leichtmetallgussstück, welches beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit sechs fussartigen
Fortsätzen versehen ist, an den unter einem Winkel von 150 gegenüber einer Vertikale geneigte
Sitzflächen angegossen sind.
Beide Schwingmassen --1 und 2-- sind so ausgebildet, dass die Gussstücke zur Ausbildung von rechts-und linksgängigen Schwingdosierern, d. h. für Förderrichtungen im Uhrzeigersinn bzw. gegen Uhrzeigersinn gleichfalls geeignet sind. Hiezu bedarf es lediglich eines Umbaues der Blattfedern-3-.
Der oben beschriebene erfindungsgemässe Schwingförderer enthält nur eine minimale Anzahl von Bauelementen, deren Anschlüsse und Verbindungsstellen eindeutig definiert sind. Die Bauelemente sind jeweils nach Grösse und Richtung der Beanspruchungen hinreichend starr dimensioniert.
Um den Schwingförderer herum ist eine Verkleidung --6- aus verschweisstem Blech vorgesehen, deren Innendurchmesser etwas grösser als der Durchmesser der unteren Schwingmasse --1-- gewählt ist.
Werden die Befestigungsschrauben der Verkleidung --6- angezogen, so erfährt sie eine leichte Verformung, wodurch die Verbindungsstellen zur Schwingmasse klein und von hoher Anpresskraft sind.
An der oberen Schwingmasse -2-- können Schwingtöpfe von beliebiger Ausführung, d. h. aus Blech, aus glasfaserverstärktem Polyesterharz, aus Leichtmetallguss usw. bestehend angeordnet sein, deren Durchmesser sogar das Zweifache von dem der Schwingmassen --1 oder 2- erreichen kann. Die Masse und das Massenträgheitsmoment des jeweiligen Schwingtopfes können auch bei der Dimensionierung, aber auch bei der Abstimmung mit berücksichtigt werden.
Die erfindungsgemässen Schwingförderer können mit der geringsten Leistungsaufnahme betrieben werden, falls sie genau auf die Resonanzfrequenz abgestimmt sind. Hinsichtlich Geräuschpegel und Betriebsstabilität hat sich jedoch als günstig erwiesen, dass die Schwingförderer von der Resonanzfrequenz in Richtung oberhalb der Erregerfrequenz um etliche Hz abweichen.
Die erfindungsgemässen Schwingförderer zeichnen sich gegenüber den herkömmlichen, bekannten Ausführungen durch einen wesentlich niedriger liegenden Geräuschpegel aus, ihr Gewicht ist geringer, sie sind äusserst zuverlässig und betriebssicher. Sie können in Serienfertigung ohne grossen Aufwand hergestellt werden, da ihre Genauigkeit im wesentlichen nur von der Bearbeitungsgenauigkeit zweier Teile, nämlich der Sitzflächen der Schwingmassen abhängt. Diese können jedoch ohne Schwierigkeit hinreichend genau bearbeitet werden, so dass die Serienherstellung gleich-
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mässig guter Produkte gesichert erscheint.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwingförderer zum Fördern von z. B. Halbfabrikaten oder andern stückartigen Produkten, mit einem aus zwei durch Federn miteinander verbundenen Schwingmassen und einer erregenden, vorzugsweise elektromagnetischen Antriebseinheit bestehenden Schwingsystem, dessen Eigenfrequenz durch stufenlose Änderung der freien Länge der Federn in der Nähe der Erregerfrequenz feineinstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingmassen (1, 2) zur Befestigung der Federn (3) oder Federpakete einstückig, jeweils mit angearbeiteten schrägen Sitzflächen als schwingfest starre Körper ausgebildet sind, wobei die Federn (3) an der einen Schwingmasse (2) unmittelbar, an der andern Schwingmasse (1) hingegen unter Zwischenfügung von mit Langloch versehenen Distanzplatten (5)
mittels Langloch-Klemmstücken (4) versehenen Schraubenverbindungen befestigt sind.