DE2403218A1

DE2403218A1 - Vibrationsvorrichtung

Info

Publication number: DE2403218A1
Application number: DE2403218A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Ericsson; Goeran Jysky; Ilmar Mardla
Original assignee: Ilmeg AB
Current assignee: Ilmeg AB
Priority date: 1973-02-01
Filing date: 1974-01-23
Publication date: 1974-08-08
Also published as: JPS5018301A; FR2216031A1; US3945613A; IT1004835B; SE365418B; FR2216031B1; GB1409402A

Description

9 A Π ^ ? 1

I ■:.·■..

Tt!. 2

Z/Stl

Ilmeg AB
Hyköping / Schweden

Vibrationsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vibrationsvorrichtung, bestehend aus einem Zylinder mit mindestens einer Einlaßöffnung für ein Druckfluid und mindestens einer Auslaßöffnung und einem in dem Zylinder beweglich gelagerten Kolben·

Vorrichtungen zum Sammeln von Staub, beispielsweise dem beim Bohren von Gestein entstehenden Gesteinsstaub, umfassen üblicherweise einen Zyklon, mit dem Filter verbunden sindο Sin Luftstrom, welcher den während des Bohrvorgangs gebildeten Staub mit sich führt, wird in den Zyklon eingeleitet, indem die gröberen Partikel abgetrennt werden, woraufhin der luftstrom durch mehrere Filter hindurchgeleitet wird, bevor er in die Atmosphäre entweicht· In diesen Filtern wird der gesundheitsschädliche feinere Staub von

-2-

409832/0332

dem Luftstrom abgetrennte Ba beim Bohren von Gestein sehr große Staubmengen verursacht werden, wird die Durchlässigkeit dieser Filter sehr rasch verschlechterte TJm ein Verstopfen der Filter au vermeiden, ist die filtervorrichtung üblicherweise Kit einem durch Luft angetriebenen Kugelvibrator versehen, der eine in einem Gehäuse frei verdrehbare Kugel umfaßt. Wenn sich die Kugel in dem Gehäuse verdreht, so wird das letztere in Schwingungen versetzt, und diese Schwingungen können auf die Filter übertragen werden, die dadurch, in Vibration versetzt werden«. Derartige Kugelvibratoren sind äußerst zuverlässig, es hat sich aber gezeigt, daß sie nicht hinreichend wirksam sind, d«h_o die erreichten Vibrationen sind nicht in der Lage, die Filter sauber zu halten«. Die Hotwendigkeit, die Filter manuell zu schütteln, wird daher nicht beseitigte

Um kräftigere Vibrationen zu erzielen wurden auf anderen Gebieten Vorrichtungen verwendet, die einen in einem Zylinder hin- und herbeweglichen Kolben umfassen, dessen Bewegung durch Druckluft gesteuert wird, die dem Zylinder zugeführt wird« Bei der Anwendung derartiger Vorrichtungen ist der Zylinder in Bezug auf den Gegenstand, der in Vibration versetzt werden soll, ortsfest angeordnet, und die Bewegung des Kolbens wird auf diesen Gegenstand über eine Kolbenstange od. dgl» übertragen« Das Erfordernis, daß der Zylinder in Bezug auf den Gegenstand, der in Vibration versetzt werden soll, ortsfest angeordnet sein muß, erschwert jedooh den Einsatz dieser Vorrichtungen auf gewissen Anwendungsgebieten« Darüberhinaus haben diese Vorrichtungen üblicherweise eine Vielzahl von engen Luftbohrungen mit Ventilen zur Steuerung des Kolbens, was die Betriebszuverlässigkeit der Vorrichtung beträchtlich verringert, insbesondere wenn sie in staubiger und feuchter Umgebung bei niedriger !Temperatur benutzt werden«

-3-

409832/0332

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch ein Druckfluid angetriebene Vibrationsvorrichtung von der Zylinder-Kolbenbauart zu schaffen, die kräftige Vibrationen verursacht, deren Hontage einfach ist und die eine hohe Betriebszuverlässigkeit gewährleistete Die Vorrichtung soll sich dabei auch mit niedrigen Kosten herstellen lassen«.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vibrationsvorrichtung der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß der Zylinder derart angeordnet ist, daß er als Vibrationserzeuger dient und mit dem Gegenstand, der Vibrationen unterworfen werden soll, mechanisch verbunden ist, wobei der Kolben mit einem verhältnismäßig hohen Gewicht ausgeführt und derart angeordnet ist, daß er durch das über die Einlaßöffnung zugeführte Druckfluid von einer unteren Endlage in eine obere Endlage bewegbar ist und unter dem Einfluß seines Eigengewichts in die untere Endlage zurückkehrt und das Druckfliud durch die Austrittsöffnung hinausdrückt«

Zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen·

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert« Es zeigt:

Figo 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung, wobei sich der Kolben in seiner unteren Endlage befindet;

Fig« 2 einen Längsschnitt durch die Vibrationsvorrichtung nach Pig· 1; und

Mg« 5 einen Längsschnitt durch die Vibrationsvorrichtung nach Pig« 1, wobei sich der Kolben jedoch in einer angehobenen Stellung befindet«

-4-

409832/0332

Die in Pig. 1 gezeigte Vibrationsvorrichtung umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einem Einlaßstutzen 2, welcher mit einer Druckluftleitung verbindbar ist. Mit dem Bezugszeichen 3 ist ein Auilaßstutzen bezeichnet, über den die verbrauchte Druckluft gesammelt und über eine Leitung abgeführt werden kann, um sie an einem geeigneten Ort entweichen zu lassen.» Der Zylinder 1 ist an seinem unteren Ende mittels einer röhrenförmigen Hülse 4 verschlossen, an deren Bodenfläche ein homogener zylindrischer Körper 7 befestigt ist (siehe Pig· 2 und 3). Ein an dem Zylinder 1 befestigtes Joch 5 ragt über das obere Ende des Zylinders hinaus. An dem Joch ist ein geeigneter elastischer Dämpfungskörper 6 befestigte

Wie dies am besten aus den Pig₀ 2 und 3 hervorgeht, ist in dem Zylinder 1 ein Kolben 8 beweglich gelagert· Der Kolben hat die Porm einer Hülse, die an ihrem oberen Ende verschlossen ist, und deren Außendurchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 1. Die geschlossene Endfläche der Hülse 8 weist einen etwas grosser en Durchmesser auf als die übrige Hülse, und sie hat eine verhältnismäßig große Wandstärke, die der Hülse ein verhältnismäßig hohes Gewicht verleiht. Dieser vergrößerte Abschnitt ist mit Ausnehmungen versehen, die den Schenkeln des Jochs 5 entsprechen, wodurch eine gute Führung des Kolbens ersielt wird. In der Seitenwand der den Kolben bildenden Hülse sind zwei öffnungen 9 und 10 angeordnet. Die öffnung 9 ist gegenüber der öffnung des Einlaßstutsens 2 angeordnet, wenn sich der Kolben 8 in seiner in Figo 2 gezeigten unteren Endlage befindet, wogegen die öffnung 10 gegenüber der öffnung des Auslaßstutzens 3 angeordnet ist, wenn sich der Kolben in seiner in Pig. 3 gezeigten oberen Endlage befindete

-5-

409832/0332

Sie vorstehend beschriebene Vibrationsvorrichtung arbeitet wie folgt· Im Ruhezustand der Vorrichtung befindet sich der Kolben in der in den Hg«, 1 und 2 gezeigten Lage· Wenn eine an den Einlafletutzen 2 angeschlossene Druckluftleitung geöffnet wird, so wird der Kolben 8 mit einer der Druckluftzufuhr entsprechenden Geschwindigkeit nach oben bewegte Sie öffnung 9 wird sich bereits nach einer kurzen Strekke an der öffnung des Einlaßstutzens 2 vorbeibewegt haben, sodaß keine weitere Luft mehr in den Zylinder eingespeist werden kann₀ Ser Kolben 8 wird sodann wegen seines verhältnismäßig großen Gewichts rasch verzögert, was ungefähr in dem gleichen Zeitpunkt erfolgt, in dem die öffnung 10 die öffnung des Auslaßstutzens 3 erreicht« Wegen des Überdrucks in dem Zylinder wird die Luft sodann durch den Auslaßstutzen 3 ausströmen, und der Kolben 8 wird infolge seines Eigengewichts wieder abgesenkt, und wenn die öffnung 9 erneut in Gegenüberstellung mit der öffnung des Einlaßstutzens 2 gelangt, so erhält der Kolben einen neuerlichen Druckluft impuls, woraufhin der Zyklus wiederholt wird*

Wenngleich die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung so ausgebildet ist, daß der Kolben 8 in seiner unteren Endlage sowohl gegen den Boden der Hülse 4 als auch gegen die obere Endfläche des Zylinders 1 anschlägt, so wird die Vorrichtung vorteilhafterweise derart ausgebildet, daß die öffnung 9 mit der Öffnung des Einlaßstutzens 2 in einer Stellung zusammenarbeitet, in der der Kolben 8 die genannten flächen noch nicht erreicht hat„ In ähnlicher Weise ist die öffnung 10 vorzugsweise derart angeordnet, daß die Vorrichtung betrieben werden kann, ohne daß der Kolben in seiner oberen Endlage gegen den Dämpfungskörper 6 anschlägt«> Eine in dieser Weise abgewandelte Vorrichtung arbeitet sehr sanft ohne Stöße und Schläge, und sie verursacht sanfte Vibrationen des auf geeignete Weise mit der Hülse 4 verbundenen Gegenstands _o Durch den

-6-

409832/0332

in der Hülse angeordneten zylindrischen Körper 7 wird aa Umfang der Bodenfläohe der Hülse 4 ein ringförmiger Schlitz gebildet, in dem der hülsenförmige Kolben θ während seiner Bückkehrbewegung nach unten gleitete Bas auf diese Weise in dem ringförmigen Schlitz enthaltene Luftkissen trägt weiter dazu bei, eine sanfte Verzögerung des Kolbens 8 zu erzielen,.

Da die angestrebten Vibrationen über den Zylinder übertragen werden, was durch die {Datsache ermöglicht wird, daß der verhältnismäßig schwere Kolben 8 bei einer Beschleunigung und bei einer Verzögerung große Reaktionskräfte auf den Zylinder ausübt, kann die Vorrichtung unmittelbar an dem Gegenstand befestigt werden, welcher den Vibrationen ausgesetzt werden solle Die Vorrichtung ist in geeigneter Weise Tertikai angeordnet, wobei die Hülse 4 mit dem genannten Gegenstand -verbunden ist₀ Zum Ausschütteln von filterschläuchen kann die Vorrichtung beispielsweise an dem die Schläuche tragenden Gerüst aufgehängt sein_; wobei einer der Schläuche an der Hülse 4 befestigt ist· Wenn die Vorrichtung derart betrieben wird, daß der Kolben 8 gegen den elastischen Dämpfungskörper 6 anschlägt, so wird ein zusätzlicher Impuls erhalten, welcher zu einer raschen Rückkehr des Kolbens in seine untere Endlage beiträgt»

Die beschriebene Vorrichtung kann mit sehr niedrigen Kosten hergestellt werden, und sie weist eine sehr große Betriebszurerlässigkeit auf, da sie über den genannten Kolben hinaus keine weiteren beweglichen Seile aufweist« Wegen des Überdrucks in dem Zylinder wird eine geringe Luftmenge kontinuierlich durch den Spalt zwischen dem Zylinder und dem Kolben entweichen, und dieser Luftstrom verhindert eine unmittelbare metallische Berührung zwischen diesen feilen, da sie als eine Art Schmierung zwischen denselben wirkt« Es sind daher keine besonderen Dichtungen erforderlich, die einer Abnutzung unterliegen« Die Vorrichtung arbeitet auch sehr

-7-

409832/0332

leise und mit einer leicht einstellbaren Schlagfrequenz· Die Vorrichtung kann auch ohne die Gefahr einer Störung in staubigen und feuchten Umgebungen und bei einer sehr niedrigen !Temperatur benutzt werden» was unter anderem durch das Fehlen von empfindlichen Ventilen und durch die Eeinigungswirkung der Luft bedingt ist, die zwischen dem Kolben und dem Zylinder entweichte Wegen ihrer robusten Konstruktion ist die Vorrichtung auch gegenüber äußeren mechanischen Beschädigungen sehr widerstandsfähige

Die erfindungsgemäße Vibrationsvorrichtung kann nicht nur für den in der Einleitung genannten Zweck verwendet werden, sondern auch für andere Bauarten von Staubfiltern und auf zahlreichen anderen Gebieten, wie z©B_e in der Gießerei- und Verpackungsindustrie ο Die erfindungsgemäße Vibrations·· vorrichtung ist insbesondere für solche Anwendungszwecke geeignet, wo verhältnismäßig starke aber sanfte Vibrationen erforderlich sind, und wo ein niedriger Geräuschpegel erwünscht ist·

Das in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung kann in mancherlei Hinsicht abgewandelt werden« Der hülsenfb'rmige Kolben kann beispielsweise über seine gesamte Länge mit einer verhältnismäßig großen Wandstärke ausgeführt werden, in welchem Fall seine obere Endfläche schmaler und dünner ausgeführt werden kann« Die öffnung 10 kann vollständig entfallen, wenn der Kolben 8 derart verkürzt wird, daß er die öffnung des Auslaßstutzens 3 in seiner in 3 gezeigten oberen Endlage freigibt«

409832/0332

Claims

Patentansprüche

1« Vibrationsvorrichtung, bestehend aus einem Zylinder mit mindestens einer Einlaßöffnung für ein Druckfluid und mindestens einer Auslaßöffnung und einem in dem Zylinder beweglich gelagerten Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) derart angeordnet ist, daß er als Vibrationserzeuger dient und mit dem Gegenstand, der Vibrationen unterworfen werden soll, mechanisch verbunden ist, wobei der Kolben (8) mit einem verhältnismäßig hohen Gewicht ausgeführt und derart angeordnet ist, daß er durch das über die Einlaßöffnung (2) zugeführte Druckfluid von einer unteren Endlage in eine obere Endlage bewegbar ist und unter dem Einfluß seines Eigengewichts in die untere Endlage zurückkehrt und das Druckfluid durch die Austrittsöffnung (3) hinausdrücktο

2ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) an einem Ende offen ist und daß der Kolben als Hülse (8) ausgebildet ist, die in das offene Ende des Zylinders (1) eingesetzt und am äußeren Ende geschlossen ist«

3 ο Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) mit einer Öffnung (9) versehen ist, die der Einlaßöffnung (2) des Zylinders (1) gegenüberliegt, wenn sich die Hülse in ihrer unteren Endlage befindete

4· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-409832/0332

r, O „

net, daß die Hülse (8) mit einer zweiten Öffnung (10) ver·* sehen ist, die der Auslaßöffnung (3) des Zylinders (1) gegenüberliegt, wenn sich die Hülse in einer oberen Lage befindet«

5 β Vorrichtung nach Ansprach 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (3) des Zylinders' (1) von dessen offenem Ende her gesehen hinter seiner Eintrittsöffnung (2) angeordnet ist und daß die Hülse (8) derart ausgebildet ist, daß ihr inneres Ende die Auslaßöffnung (3) passiert hat, wenn sie sich in einer oberen Lage befindet·

6 ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß an der Bodenfläche des Zylinders (1) ein zylindrischer Körper (7) angeordnet ist, dessen Aussendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülse (S)₀

7o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb des offenen Endes des Zylinders (1) ein mit einem Dämpfungskörper (6) versehenes Joch (3) erstreckte

409832/0332

J»

Leerse ite