Schüttelvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Schüttelvorrichtung mit einer Plattform zur Aufnahme einer zu schüttelnden Last, einer unterhalb der Plattform befindlichen Basis die eine wesentliche Masse aufweist, sowie einem in der Basis angeordneten Antriebsorgan, welches antriebsmäs- sig mit der Plattform verbunden ist und zur Ausführung von Schütttelbewegungen der Plattform gegenüber der Basis dient.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schüttelvorrich tung, welche der Aufnahme einer zu schüttelnden Last dient, deren Zustand in einer gewünschten Weise verän dert werden soll. So kann z.B. die erfindungsgemässe Schüttelvorrichtung zum Schütteln von Mischungen ver wendet werden, die in geeigneten Flaschen untergebracht sind, so dass homogene Mischungen in den Flaschen entstehen. Das Material, welches sich in den Flaschen befindet und zusammen mit den Flaschen die Last bildet, kann ganz oder zum Teil flüssig, fest sein oder eine Kombination derartiger Stoffe enthalten.
Obwohl eine Schüttelvorrichtung des erwähnten Typs bekannt ist, so hat sie eine Reihe von Nachteilen. Diese Nachteile beruhen haptsächlich auf dem Umstand, dass die Schüttelvorrichtung während ihres Betriebes Vibra- tionen ausgesetzt ist, welche durch allzu grosse freie Massenkräfte entstehen. Es ist daher mit der bekannten Vorrichtung schwierig, während aufeinander folgender Arbeitsgänge der Vorrichtung genau reproduzierbare Resultate zu erzielen. Auch ist es bei der bekannten Vorrichtung wichtig, dass diese an einer massiven Unter lage festgeschraubt ist, welche die freien Massenkräfte absorbiert.
Die Notwendigkeit einer Befestigung der Vorrichtung ist bereits an sich ein Nachteil. Dazu kommt noch der Umstand, dass die bekannte Vorrichtung nur an einer Stelle zur Verfügung steht, an der sie befestigt ist, und nicht z.B. auf einem Tisch aufgestellt werden kann.
Ausserdem ist eine genaue Gleichmässigkeit des Schüttelvorganges wichtig. Je besser die Steuerung des Schüttelvorganges möglich ist, um so grösser ist der Wert der Vorrichtung und ihre Zuverlässigkeit für die Ausfüh- rung des Vorganges. Es ist daher eine genaue Gleichmäs- sigkeit des horizontalen Schüttelvorganges zum Zwecke einer genauen Wiederholbarkeit erforderlich. Je besser dabei das Auswuchtsystem der Vorrichtung ist, um so besser ist auch die Wiederholbarkeit des Schüttelvorgan ges.
Ausserdem kann bei einem guten Massenausgleich die Geschwindigkeit des Schüttelvorganges erhöht wer den. Bei vielen Experimenten ist es dabei erwünscht, höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, als sie mit den bisherigen Vorrichtungen möglich waren.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Vorrichtung der erwähnten Art zum Ziel, welche die erwähnten Nachteile vermeidet, einen wesentlich besseren Ausgleich der Massenkräfte ermöglicht, auch bei stark veränderli chen Lasten, so dass keine Befestigung der Vorrichtung an einer festen Unterlage erforderlich ist, mit welcher genau wiederholbare Resultate erzielbar sind, welche eine Arbeit mit höheren Geschwindigkeiten als die bisherigen Vorrichtungen gestattet und zudem robust und einfach ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist gekennzeichnet durch Orga ne zum Massenausgleich, die mit dem Antriebsorgan verbunden, und mit ihm beweglich sind und dem hori zontalen Ausgleich der Massenkräfte der Vorrichtung während des Betriebes dienen, unter gleichzeitigem Aus gleich von Kippmomenten um eine horizontale Achse, derart, dass die Vorrichtung unter Vermeidung der Befestigung der Basis auf einer stabilen Unterlage aufge stellt werden kann.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spieles erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine räumliche Darstellung einer Ausführungs form der erfindungsgemässen Schüttelvorrichtung, Fig. 2 einen vertikalen Schnitt der Vorrichtung aus der Fig. 1, welcher durch die Achse der Antriebswelle sowie die Achsen zweier Exzenterwellen geführt ist, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 2, in der Richtung der dargestellten Pfeile betrachtet,
Fig.4 eine räumliche zerlegte Darstellung der An triebswelle mit den Gegengewichten und Fig. 5 ein Schema zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die Fig.5 zeigt ein Schema der Vorrichtung sowie ihrer Arbeitsweise. Die Vorrichtung enthält eine Platt form 10, welche mit einer geeigneten Anzahl von Befesti gungsteilen zur Aufnahme der Last versehen ist. Unter halb der Plattform 10 befindet sich eine Basis 12, die eine Masse hat, die grösser ist als die Masse der Plattform 10. In der Basis ist ein Antriebsorgan 14 angeordnet. welches kraftschlüssig mit der Plattform 10 verbunden ist und der Ausführung einer horizontalen Schüttelbewegung der Plattform dient.
Das Antriebsorgan 14 enthält eine vertikal verlaufende Antriebswelle 16, die einen unteren länglichen Teil aufweist, welcher sich durch die obere Wand der Basis 12 in ihren hohlen Innenraum erstreckt und eine Achse aufweist, welche mit der Drehachse des Antriebsorganes 14 zusammenfällt. Das Antriebsorgan 14 enthält einen an der Antriebswelle ausgebildeten oberen Teil 18, welcher sich über der Basis 12, und zwar zwischen dieser und der Plattform 10 befindet und mit einem oberen exzentrischen Zapfen 20 endet, welcher mittels eines geeigneten Lagers direkt mit der Plattform 10 verbunden ist. Die Achse des Zapfens 20 verläuft parallel zur Drehachse des Antriebsorganes 14 und ist gegenüber dieser versetzt.
Eine Mehrzahl von frei beweg lichen Exzenterwellen 22 enthält untere Zapfen, die in geeigneten Lagern angeordnet sind, welche in der oberen Wand der Basis 12 befestigt sind sowie obere Zapfen, die mittels geeigneter Lager in der Plattform 10 gelagert sind. Die Exzenterwellen 22 dienen einer Stützung der Platt form 10 unter Ermöglichung einer horizontalen Schüttel bewegung. Die parallelen Achsen der oberen und unteren Zapfen der Exzenterwellen 22 sind alle voneinander um einen gleichen Abstand entfernt, welcher gleich ist, wie der Abstand zwischen der Achse des Zapfens 20 und der Drehachse des Antriebswelle 16 des Antriebsorganes 14.
Das Antriebsorgan 14 wird durch einen Motor 24 angetrieben, welcher an der Basis 12 befestigt ist und eine Riemenscheibe 26 aufweist, welche der Übertragung des Antriebes über einen Riemen 28 auf eine Riemenscheibe 30 dient, welche am unteren Ende der Antriebswelle 16 befestigt ist. Ausserdem sind am Antriebsorgan 14 Orga ne zum Massenausgleich vorgesehen, welche mit dem Antriebsorgan 14 beweglich sind und einen horizontalen Massenausgleich der Vorrichtung wie auch einer wesent lichen Vermeidung von Kippmomenten um eine horizon tale Achse dienen. Die Basis 12 braucht daher nicht an einer festen Unterlage festgeschraubt oder auf eine andere Weise befestigt werden.
Die Vorrichtung kann mir einfach auf einer geeigneten horizontalen Unterlage aufgestellt werden und hat keine Tendenz zum Kriechen während des Betriebes, auch wenn die Basis 12 an der Unterlage nicht befestigt ist. Die Organe zum Massenaus gleich sind durch mindestens ein Paar von Gegengewich ten gebildet, obwohl auch mehr als zwei Gegengewichte verwendet werden können. Beim dargestellten Beispiel ist ein Paar von Gegengewichten 32 und 34 vorgesehen, welche in axialem Abstand an der Antriebswelle 16 befestigt sind. Die Gegengewichte 32 und 34 erstrecken sich in diametral entgegengesetzten Richtungen von der Drehachse des Antriebsorganes 14.
Das obere Gegenge wicht 32 ist grösser als das untere Gegengewicht 34 und befindet sich über der Basis 12, zwischen ihrer oberen Wand und der Plattform 10, während das untere Gegen- Qewicht 34 innerhalb der Basis 12 untergebracht ist.
y Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Die Plattform 10 und die von ihr getragene Last bilden eine Massenkraft, die in der Fig.5 mit F, bezeichnet ist. Das untere kleinere Gegengewicht 34 bildet die Kraft F,, die in der gleichen Richtung wirkt wie die Kraft F,. Das grössere obere Gegengewicht 32 liefert die Kraft F.=, welche den Kräften F1 und F3 diametral entgegengesetzt ist. Bei dieser Anordnung wird im wesentlichen ein horizontaler Ausgleich der Massen kräfte der Vorrichtung erreicht.
Wegen des vertikalen Abstandes der Gegengewichte 32 und 34 entlang der Drehachse des Antriebsorganes 14 besteht auch eine wesentliche Vermeidung aller Kippmomente, welche eine Tendenz zum Kippen der Vorrichtung um eine horizon tale Achse haben. Die Basis 12 hat daher keine Tendenz zum Kriechen auf der Unterlage, auf welchr sie aufge stellt ist. Unvermeidliche Änderungen der Grösse der Last werden durch die Masse der Basis 12 absorbiert, so dass die Vorrichtung praktisch in horizontaler Richtung und bezüglich der Kippmomente ausgeglichen ist.
Wie aus den Fig. 1 ibs 4 hervorgeht, kann die Basis 12 aus Gusseisen hergestellt sein und am unteren Rand mit einem nach aussen gerichteten Flansch 36 versehen sein. Am Flansch 36 kann eine Mehrzahl von Füssen vorgese hen sein, die im Flansch 36 eingeschraubt sind und einer horizontalen Aufstellung der Vorrichtung dienen. Die Basis 12 braucht nicht auf einer festen Unterlage festge schraubt zu sein.
Die Plattform 10 der Schüttelvorrichtung befindet sich über der Basis 12 und enthält beim dargestellten Beispiel drei Abstellplatten 38 aus Blech, die horizontal angeordnet sind. Die Abstellplatten 38 sind durch eine Rahmenkonstruktion 40 miteinander verbunden. Die Rahmenkonstruktion 40 ist zusammen mit den Platten 38 aus einem leichten Blech hergestellt, derart, dass die Masse der Basis 12 wesentlich Grösser ist als der Plattform 10. Die Abstellplatten 38 tragen geeignete federnde Klammern 42, welche der Befestigung der Last 44 auf der Plattform 10 dienen. Die Last hat z.B. die Form von geeigneten Flaschen, die das Material enthal ten, das in der Vorrichtung behandelt werden soll.
Die obere Wand 46 der Basis 12 ist mit einer Ausnehmung versehen, die zur Aufnahme des Motors 24 geeignet ist. Die Welle des Motors erstreckt sich durch eine Öffnung in der oberen Wand 46 in den Innenraum der Basis 12 zur Riemenscheibe 26. welche die Riemen scheibe 30 des Antriebsorganes 14 in der beschriebenen Weise über den Riemen 28 antreibt. Die Antriebswelle 16 hat eine vertikale Drehachse, die mit der Achse der Riemenscheibe 30 identisch ist. Die Welle 16 ist in einer Lageranordnung 48 gelagert, die in der oberen Wand 46 festgeschraubt ist und durch eine zentrale öffnung durch geführt ist.
Die Welle 16 endet in ihrem oberen Teil, welcher sich über die Basis 12 hinaus erstreckt, mit einem Zapfen 20, welcher in einem Lager 50 gelagert ist, welches an der unteren Fläche der Plattform 10 befestigt ist. Die Achse des Zapfens 20 verläuft parallel zur Drehachse des Antriebsorganes 14, welche mit der Achse der Welle 16 identisch ist und ist gegenüber dieser Achse versetzt. Der exzentrische Zapfen 20 versetzt somit die Plattform 10 in eine Drehbewegung. welche durch die Pfeile 52 in der Fig. 3 angedeutet ist. Auf diese Weise wird ein horizontaler Schüttelvorgang erreicht.
Im Bereich der Ecken der oberen Wand 46 ist die Basis 12 mit Lasern 54 versehen, welche untere Zapfen 56 der Exzenterwellen 22 aufnehmen. Die Exzenterwellen 22 sind mit oberen Zapfen 58 versehen, welche in Lagern 60 gelagert sind, die an der unteren Fläche der Plattform 10 ebenfalls im Bereich ihrer Ecken befestigt sind. Der Abstand zwischen den parallelen Achsen der Zapfen 56 und 58 jeder Exzenterwelle 22 ist gleich wie der Abstand zwischen der Achse des Zapfens 20 und der Achse der Antriebswelle 16. Die Exzentervrellen 22 stützen daher die Plattform während ihrer horizontalen Schüttelbewe gung, welche durch das Antriebsorgan 14 hervorgerufen ist.
Der obere Teil der Welle 16, welcher sich über die Basis 12 erstreckt, ist anschliessend an den oberen exzentrischen Zapfen 20 mit einem exzentrischen Zwi schenteil 62 versehen. Dieser exzentrische Zwischenteil 62 hat einen Durchmesser, welcher grösser ist als der Durchmesser des unteren Teiles der Welle 16 und des Zapfens 20. Die Achse des exzentrischen Zwischenteiles 62 verläuft parallel zu den Achsen der Antriebswelle 16 und des Zapfens 20 und ist zwischen beiden in einer Ebene angeordnet, welche durch die Achsen der Welle 16 und des Zapfens 20 verläuft, wie insbesondere aus der Fig. 3 hervorgeht.
Das obere Gegengewicht 32 ist am Zwischenteil 62 befestigt und mit diesem drehbar. Das obere Gegenge wicht 32 hat einen äusseren bogenförmigen Umfangsteil 64, welcher sich entlang eines Winkels erstreckt, dessen Mittelpunkt in der Achse des Zwischenteiles 62 liegt. Der äussere Umfangsteil 64 ist mit einem flachen plattenför- migen Teil 66 aus einem Stück hergestellt, welcher den Zwischenteil 62 teilweise umschliesst. Ein Bügel 68 ist mit dem Teil 66 verschraubt und ist mit einer Keilnut 70 versehen, welche mit einer Keilnut 72 zusammenwirkt, die sich in axialer Richtung des Zwischenteiles 62 erstreckt. Durch einen in den Keilnuten 70 und 72 befindlichen Keil ist das Gegengewicht 32 am Antriebs organ 14 zwischen der Basis 12 und der Plattform 10 fixiert.
Das Gegengewicht 32 ist dabei zusammen mit dem Antriebsorgan 14 um eine Achse drehbar, welche gegenüber der Drehachse des Antriebsorganes 14 versetzt ist, jedoch um einen Abstand, welcher kleiner ist als der Abstand der Achse des Zapfens 20 von der Drehachse.
Das untere kleinere Gegengewicht 34 ist am unteren Teil der Welle 16 in einer Weise befestigt, die gleich sein kann, wie es beim Gegengewicht 32 der Fall ist. Das untere Gegengewicht 34 hat einen äusseren bogenförmi gen Umfangsteil 74, der sich ebenfalls entlang eines Kreises erstreckt, dessen Achse in der Drehachse des Antriebsorganes 14 liegt.
Wie insbesondere aus der Fig.3 hervorgeht, ist der Radius des äusseren bogenförmigen Umfangsteiles 74 des Gegengewichtes 34 kleiner als der Radius des Umfangs teiles 64 des Gewichtes 32. Die beiden Gegengewichte erstrecken sich in diametral entgegengesetzten Richtun- (Yen von der Drehachse des Antriebsorganes. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, erstrecken sich die Umfangsteile 64 und 74 über den gleichen Winkel um die Drehachse des Antriebsorganes. Beim dargestellten Beispiel liegt dieser Winkel im Bereich von 150 bei jedem Gegengewicht.
Es ist somit ersichtlich, dass die Vorrichtung eine einfache und kompakte Konstruktion aufweist. Alle ihre Teile sind einfach und robust und sehr einfach zu montieren. Die vollständige Vorrichtung braucht nur auf einer geeigneten Unterlage aufgestellt zu werden, ohne dass die Gefahr eines unerwünschten Kriechens der Vorrichtung auf der Unterlage während des Betriebes besteht. Ausserdem ist es möglich, während aufeinander folgender Operationen die erzielten Resultate genau zu reproduzieren. Der verfügbare Raum unterhalb der Plattform ist auf geeignete Weise ausgenützt, und zwar der Innenraum der Basis 12 zur Aufnahme des Gegenge wichtes 34 und der Zwischenraum zwischen der Basis 12 und der Plattform 10 zur Aufnahme des grösseren Gegengewichtes 32.