DE2913962A1

DE2913962A1 - Schwingfoerderer

Info

Publication number: DE2913962A1
Application number: DE19792913962
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Sortimat Creuz and Co GmbH
Current assignee: Sortimat Creuz and Co GmbH
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1980-10-16
Also published as: FR2453093B1; DE2913962C2; FR2453093A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingförderer mit einem auf einen Förderkessel v/irkenden elektromagnetischen Schwingungsantrieb, mit einem die mechanische Schwingung des Förderkessels ermittelnden Schwingungsaufnehmer und mit einer die Schwingungsanplitude auf einen Soliwert regelnden Regelvorrichtung.

Schwingungsförderer werden zumeist dazu verwendet, in Fertigungsanlagen ungeordnet vorliegende Einzelteile in bestimmter Ausrichtung geordnet zu einer Fertigungsstation zu fördern. Dazu werden im allgemeinen zylindrische Förderkessel verwendet, an deren Kreisumfang die Einzelteile vom Grund des Förderkessels über eine, schraubenförmig ansteigende Bahn nach oben gefördert und dabei mittels geeigneter Schikanen in eine gewünschte Ausrichtung gebracht werden.

Bei relativ großen Schwingförderern ist die Schwingungsamplitude

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und damit die Fördermenge sehr stark abhängig vom Füllgewicht, wodurch eine starke Abhängigkeit der Schwinqungsamplitude vom Füllgrad des Förderkessels besteht. Bei konstanter Schwingungsleistung nimmt die Schwingungsamplitude bei allmählicher Leerung des Förderkessels zu. Als Folge davon springt das Fördergut in Vertikalrichtung und kann nicht mehr gefördert werden. Diese Schwierigkeit kann dadurch überwunden werden, daß man das Eigengewicht des Förderkessels so groß macht, daß sich das bei allmählicher Kesselentleerung abnehmende Füllgutgewicht auf die Schwingungsamplitude praktisch nicht auswirkt. Derart schwere Förderkessel sind nicht nur an sich teuer, sondern erfordern auch eine beträchtliche Antriebsleistung und damit große und teure Schwingungsantriebe.

In der Praxis geht man daher meist zwei andere Wege. Entweder wird der Förderkessel durch Auffüllen in relativ kurzen Zeitabständen in einem etwa konstanten Füllzustand gehalten. Oder der Schwingförderer ist mit einer manuell betätigbaren Einstellvorrichtung versehen, mit der die Schwingungsleistung nach dem Füllen des Förderkessels auf einen relativ hohen Wert und bei allmählicher Fördergutentleerung in bestimmten Zeitabständen immer niedriger eingestellt wird. Beide Wege erfordern jedoch die Aufmerksamkeit und das Eingreifen einer Bedienungsperson, führen somit zu relativ hohen Dauerkosten.

Aus der CH-PS 54O 175 ist der Versuch bekannt, hier eine Verbesserung mit einer elektronischen Regelvorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Schwingungsamralitude und dami't die Förder-

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leistung des Schwingförderers auf einem vom Füllungsgrad des Förderkessels unabhängigen Wert gehalten wird. Als recht problematisch erweist sich dabei jedoch der die Schwingungsamplitude ermittelnde Schwingungsaufnehmer, mit dessen Hilfe das Ist-Signal für den Regelvorgang gewonnen wird. In einer feststehenden Grundplatte, an der die den Förderkessel schwinqfähig tragenden Schwingfedern befestigt sind, ist ein unter dem Förderkessel nach oben ragender Bolzen befestigt,der an seinem oberen Ende mit einem Bolzenkopf versehen ist, auf dem ein piezoelektrischer Wandler als Schwingungsaufnehmer befestigt ist. Die vom Bolzenkopf abgewandte Oberfläche des piezoelektrischen Wandlers ist über einen Verbindungssteg mit der Bodenunterseite des Förderkessels verbunden. Da erkannt worden ist, daß ein solcher Schwingungsaufnehmer naturgemäß sehr schonungsbedürftig ist, besteht der Verbindungssteg aus elastischem Material. Dies bedeutet jedoch, daß die Schwingungsübertragung zwischen Förderkessel und piezoelektrischem Schwingungsaufnehmer relativ schlecht ist, was die Regelung sehr kleiner Schwingungsamplituden behindert. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Verbindungssteges und des frei in die Höhe ragenden Tragbolzens für den piezoelektrischen Wandler kann es zu Resonanzerscheinungen kommen, aufgrund welcher die dem piezoelektrischen Wandler tatsächlich zugeführten mechanischen Schwingungen gegenüber den vom Förderkessel ausgeführten Schwingungen verfälscht werden. Unter diesem Gesichtspunkt muß man danach trachten, den Verbindungssteg zwischen Förderkessel und piezoelektrischem Wandler möglichst weich zu machen, was jedoch einer einigermaßen zufriedenstellenden Schwinqunasübertragung von

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Förderkessel zu piezoelektrischem Wandler entgegensteht. Um zu einer guten Förderung des Fördergutes auf einer Schraubenbahn zu kommen, versetzt man den Förderkessel üblicherweise am Kesselumfang in Tangentialschwingungen und fördert dies durch Schwingfedern, die gegenüber der Vertikalen geneigt sind. Besonders bei der Verwendung solcher geneigter Schwingfedern kommt es neben den Tangentialkomponenten zu relativ starken Vertikalkomponenten der mechanischen Schwingung. Mit dem Schwingungsaufnehmer des bekannten Schwingförderers ist einerseits nur eine dieser beiden Schwingungskomponenten erfaßbar, führt andererseits das Auftreten der anderen Schwingungskomponente zu mechanischen Problemen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schwingförderer der eingangs angegebenen Art derart zu verbessern, daß eine unproblematische, genaue und die Regelung auch sehr kleiner Schwingungsamplituden erlaubende Schwingungsaufnahme möglich ist, für die das Auftreten von Schwingungen mit mehr als einer Richtungskomponente keine Probleme bedeutet .

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Schwingförderer dadurch gelöst, daß als Schwingungsaufnehmer ein Feldplattenfühler vorgesehen ist, zwischen dem und einer ihn nicht berührenden weichmagnetischen Eisenfahne bei schwingendem Förderkessel eine Relativbewegung auftritt, aufgrund welcher das Widerstandsverhalten des Feldplattenfühlers periodisch verändert wird, und daß das Istwert-

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signal von der Widerstandsänderung des Feldplattenfühlers abgeleitet wird.

Feldplatten sind magnetisch steuerbare Halbleiterwiderstande, deren Widerstandswert sich in Abhängigkeit von dem auf sie einwirkenden Magnetfeld ändert. Der Widerstandswert hängt außerdem vom Einfallswinkel des Magnetfeldes gegenüber der Feldplattenoberfläche ab. Feldplattenfühler weisen mindestens eine Feldplatte auf, die von einem im Feldplattenfühler untergebrachten Dauermagneten vormagnetisiert sind. Bewegt man an der Oberfläche der Feldplatte bzw. den Oberflächen der Feldplatten ein Eisenteil vorbei, kommt es zu einer Umlenkung des Vormagnetisierungsfeldes, die von der jeweiligen Position des Eisenteils gegenüber den Feldplatten abhängt. Feldplatten-Differential-Fühler, die zwei nebeneinander angeordnete Feldplatten aufweisen> deren Widerstandsänderungen sich beispielsweise mit einer Brückenschaltung feststellen lassen, ermöglichen eine gute Kompensation von Temperaturabhängigkeiten. Bekannt ist die Anwendung von Feldplattenfühlern im Bereich der kontaktlosen und berührungslosen Schaltvorgänge, insbesondere als Drehzahlgeber, Positionsgeber sowie Funktionsgeber.

Der erfindungsgemäße Einsatz eines Feldplattenfühlers, dessen Magnetfeld von einer ihn nicht berührenden Eisenfahne 'beeinflußt wird, die gegenüber dem Feldplattenfühler eine Relativbewegung im Rhythmus der Schwingung des Förderkessels durchführt, führt zu beträchtlichen Vorteilen. Durch die berührungslose Schwingungsaufnahme kann es zu keinerlei mechanischen Schwierigkeiten bei

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der Schwingungsübertragung kommen. Die Schwinqunqsübertragung dämpfende Maßnahmen, wie sie bei der Verwendung von piezoelektrischen Wandlern zu deren Schutz nötig sind, sind im vorliegenden Fall nicht erforderlich. Daher ist die Regelung auch sehr kleiner Schwingungsamplituden möglich. Aufgrund der berührungslosen Schwingungsübertragung ist außerdem eine sehr einfache und unproblematische Nullpunktseinstellung des Schwingungsaufnehmers möglich. Vertikale Absenkungen eines in Tangentialsehwingungen versetzten Förderkessels, sei es aufgrund einer vertikal gerichteten Schwingungskomponente oder aufgrund einer Änderung des Fördergutgewichtes, sind im vorliegenden Fall unproblematisch. Je nach relativer Positionierung von Feldplattenfühler und Eisenfahne kann man von einer zweidimensionalen Schwingung entweder beide Schwingungskomponenten erfassen oder eine ünempfindlichkeit der Schwinqungsaufnähme gegenüber einer Schwingungskomponente erreichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schwingförderers sind in den Unteransprüchen angegeben. Demnach kann als Schwingungsaufnehmer ein Feldplatten-Differential-Fühler verwendet werden, mit dem sich eine besonders gute Kompensation der Temperaturabhängigkeit des gemessenen Ist-Signals erreichen läßt. Eine Nullpunkt-Feineinstellung des Schwingungsaufnehmers ist auf sehr genaue und technisch einfache Weise möglich, wenn man die Eisenfahne bandförmig ausbildet und,eines ihrer Enden unter Verwendung z.B. einer Distanzhülse in einem feststehenden Abstand vom Förderkessel befestigt, während das andere Ende, das sich bei

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ruhendem Förderkessel und bei richtiger Nullpunktstellung in der Mitte der Stirnseite des Feldplattenfühlers befindet, gegen die Kraft einer vom Förderkessel wegdrückenden Feder in veränderlich einstellbarem Abstand vom Förderkessel gehalten wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Ausführungsform des neuen Schwingförderers mit Regelvorrichtung;

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Feineinstellung einer Schwingungsaufnahmeanordnung des in Fig. 1 gezeigten Schwingförderers;

Fig. 3 eine weitere Vorrichtung zur Feineinstellung einer Schwingungsaufnahmeanordnung des in Fig. 1 gezeigten Schwingförderers;

Fig. 4 eine Haltevorrichtung für eine Eisenfahne der in Fig. 3 gezeigten Art in Seitenansicht;

Fig. 5 eine Haltevorrichtung wie in Fig. 4, jedoch zur nachträglichen Montage am Schwingteller eines Förderkessels; und

Fig. 6 eine Teil-Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Schwingungsaufnahmeanordnung, ohne Halterungsblock 37.

In Fig. 1 ist schematisch ein Teil eines Förderkessels 11 gezeigt, der am Umfang mit mindestens einer mit dem Förderkessel starr verbundenen Lasche 13 aus magnetischem Material versehen ist. Die Lasche 13 kann beispielsweise eine von mehreren bandartigen Schwingfeclern sein, mit denen der Schwingkessel 11 schwingfähig auf einer feststehenden Grundplatte befestigt ist. Zur Unter-

Stützung einer Tangentialschwingung des Förderkessels 11 können

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diese Schwingfedern gegenüber der Vertikalen geneigt sein.

Auf die Lasche 13 aus magnetischem Material wirkt ein elektromagnetisch wirkender Erregermagnet 12 ein, mit dessen Hilfe der Förderkessel 11 in Schwingungen versetzt wird. An der Lasche 13 ist eine Eisenfahne, vorzugsweise aus weichmagnetischem Material, befestigt, die eine solche Steifigkeit aufweist, daß sie die Bewegungen der Lasche 13 praktisch ohne Eigenschwingungen mitmacht. Die Eisenfahne 15 ist beispielsweise bandförmig ausgebildet.

Vor dem freien Ende der Eisenfahne 15 ist in dichtem Abstand ein Schwingungsaufnehmer 17 in Form eines Feldplattenfühlers, vorzugsweise eines Feldplatten-Differential-Fühlers, angeordnet, und zwar derart, daß sich das freie Ende der Eisenfahne 15 bei in Schwingungen versetztem Förderkessel 11 vor derjenigen Stirnfläche des Schwingungsaufnehmers 17 vorbeibewegt, welche die Feldplatte bzw. Feldplatten aufweist. Die Widerstandsänderung der Feldplatte bzw. Feldplatten aufgrund der am FeIdplatfeenfühler 17 vorbeischwingenden Eisenfahne 15 wird in ein Strom- oder Spannungssignal umgewandelt, das mit Hilfe eines Verstärkers 19 verstärkt und mit Hilfe eines Spitzenwertgleichrichters in eine Gleichspannung verwandelt wird. Diese stellt den Istwert der Schwingungsamplitude des Förderkessels 11 dar.

Mit Hilfe eines ,Sollwertgebers 23 kann der Sollwert der Schwingungsamplitude des Förderkessels 11 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Mit Hilfe einer Vergleichseinrichtung 25 wird ein Sollwert-Istwert-Vergleich durchgeführt. Das daraus resultierende Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 25

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η-

beeinflußt ein Stellglied 27, mit dessen Hilfe die dem Elektromagneten 12L zugeführte Erregerleistung so lange .geändert wird, bis die vom Schwingungsaufnehmer 17 festgestellte Schwingungsamplitude des Förderkessels 11 mit der am Sollwertgeber 23 eingestellten gewünschten Schwingungsamplitude übereinstimmt.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Eisenfahne 15 und eine Vorrichtung, mit welcher sich die Ruhelage der Eisenfahne 15 gegenüber dem Feldplattenfühler 17 genau einstellen läßt. Die Eisenfahne 15 weist die Form eines Bandes auf, dessen Enden 15a und 15b gegenüber dem Mittelteil 15c der Eisenfahne 15 in verschiedenen Richtungen stumpfwinklig abgebogen sind, vorzugsweise derart, daß beide Enden 15a und 15b in verschiedenen, parallelen Ebenen liegen. Das in Fig. obere Ende 15a der Eisenfahne 15 ist mit Hilfe eines Schraubbolzens 29 unter Zwischenschaltung einer Distanzhülse 31 in einem festliegenden Abstand vom Förderkessel 11 befestigt. Das in Fig. 2 untere Ende 15b der Eisenfahne 15 ist unterhalb der unteren Biegungsstelle der Eisenfahne 15 mit Hilfe eines Schraubbolzens 33 am Förderkessel 11 gehalten. Dabei wird das untere Ende 15b von einer starken Schraubenfeder 35 vom Förderkessel 11 weggedrängt.

Das untere Ende 15b der Eisenfahne 15 befindet sich über derjenigen Stirnfläche des Feldplattenfühlers 17, welcher die Feldplatte bzw. Feldplatten benachbart ist bzw. sind. Dabei ist der Feldplattenfühler 17 mit Hilfe eines Halterungsblocks 37 derart an einer Grundplatte 39 befestigt, daß

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zwischen der Stirnfläche des Feldplattenfühlers 17 und der dieser Stirnfläche benachbarten Kante der bandförmigen Eisenfahne 15 ein schmaler Luftspalt von beispielsweise o,4 mm aufrechterhalten wird.

Zur Feineinstellung der Eisenfahne 15 wird eine auf dem Gewinde des Schraubbolzens 33 befindliche Gegenmutter 41 gelöst und der Schraubbolzen 33 so lange in der einen oder der anderen Drehrichtung, gedreht, bis sich das untere Ende 15b der Eisenfahne 15 über der Mitte der Stirnflache des Feldplattenfühlers 17 befindet.

Fig. 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei der eine bandartige gerade Eisenfahne 15* mit Hilfe einer Haltevorrichtung 43 am Schwingteller 45 eines Förderkessels Π befestigt ist. An ihrem vom Feldplattenfühler 17 entfernten Ende ist die Eisenfahne 15* mit einem Schraubbolzen 29' festgelegt. Wie im Fall der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die Eisenfahne 15' zwischen ihren beiden Enden gegen die von der Haltevorrichtung 43 wegdrängende Kraft einer starken Feder 35' mit einer Justierschraube 33' mit Konterung an der Haltevorrichtung 43 festgehalten. Durch Verstellen der Justierschraube 33' kann die Position des freien Endes der Eisenfahne 15' gegenüber dem Feldplattenfühler 17 eingestellt werden. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Feldplattenfühler 17 mit Hilfe eines Halterungsblocks 37 an einer Grundplatte 39 festgehalten.

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Die Haltevorrichtung 43 kann einstückig am Schwingteller 45 angeformt sein, wie es Fig. 3 und die die Haltevorrichtung 43 in Seitenansicht zeigende Fig. 4 darstellen,. Die Haltevorrichtung 43 kann jedoch auch nachträglich am Schwingteller 45 befestigt werden, wie es Fig. 5 zeigt, und zwar dann, wenn ein Schwingförderer nachträglich mit einer erfindungsgemäßen Regel vorrichtung versehen werden soll. In beiden Fällen ist die Haltevorrichtung 43 vorzugsweise winkelförmig ausgebildet, wobei ein Schenkel am Schwingteller 45 anliegt und an seinem freien Ende das vom Feldplattenfühler 17 entfernte Ende der Eisenfahne 15'
festhält, und v/obei in den anderen, vom Schwingteller 45 wegstehenden Schenkel eine Justierschraube 35' geschraubt ist, die die Eisenfahne 15' im Bereich zwischen ihrem festliegenden Ende und ihrem freitragenden Ende entgegen der Kraft einer Feder 35' in einstellbarem Abstand von dem vom Schwingteller 45 abstehenden Schenkel der Haltevorrichtung 43 hält.

In Fig. 6 ist in einer Teil-Seitenansicht ein Beispiel einer
relativen Positionierung von Eisenfahne 15 bzw. 15' und Feldplattenfühler 17 dargestellt. Der Luftspalt zwischen der Eisenfahne 15 bzw. 15' und der Stirnfläche des Feldplattenfühlers 17 beträgt vorzugsweise 0,4 mm.

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Claims

u.Z.: Q 005 M

Sortimat Creuz & Co. GmbH

Patentansprüche

l.\ Schwingförderer mit einem auf einen Förderkessel wirkenden elektromagnetischen Schwingungsantrieb, mit einem die mechanischen Schwingungen des Förderkessels ermittelnden Schwingungsaufnehmer und mit einer die Schwingungsamplitude auf eine!» Sollwert regelnden Regelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß als Schwingungsaufnehmer (17) ein Feldplattenfühler vorgesehen ist, zwischen dem und einer ihn nicht berührenden weichmagnetischen Eisenfahne (15) bei schwinqendem Förderkessel (11) eine Relatiνbewegung auftritt, aufgrund welcher das Widerstandsverhalten des Feldplattenfühlers periodisch verändert wird, und daß das Istwertsignal von der Widerstandsänderung des Feldplattenfühlers abgeleitet wird.
2. Schwingförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungsaufnehmer ein Feldplatten-Differential-Fühler vorgesehen ist, dessen beide Feldplatten bei der Relativbewegung zwischen Feldplattenfühler (17) und Eisenfahne (15) bezüglich ihres Widerstandsverhaltens beeinflußt werden.
3. Schwingförderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenfahne (15) bandförmig ausgebildet ist und bei ruhendem Förder kessel (H) mit einer ihrer Schmalseiten dicht über der Mitte des Feldplattenfühlers (17) gehalten wird.

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ORIGINAL [MSPECTED
4. Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldplattenfühler (17) ortsfest und die Eisenfahne (15) am schwingfähigen Förderkessel (11) befestigt ist,
5. Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenfahne (15) an ihrem vom Feldplattenfühler (17) entfernten Ende unveränderbar und in der Nähe des dem Feldplattenfühler (17) benachbarten Endes (15b) in einstellbarem Abstand am Förderkessel (H) festgelegt ist, wobei das über dem Feldplattenfühler (17) befindliche Ende (15b) freitragend gehalten ist,
6. Schwingförderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (15a, 15b) der Eisenfahne (15) in unterschiedlichen, parallelen Ebenen liegen und je von einem Befestigungselement (29, 33) gehalten sind, daß die Eisenfahne (15) an dem vom Feldplattenfühler (17) entfernten Ende (15a) mittels eines Distanzstückes (31) in unveränderbarem Abstand vom Förderkessel (11) und in der Nähe des dem Feldplattenfühler (17) benach^irten Endes (15b) einstellbar gegen die vom Förderkessel (11) wegdrängende Kraft einer Feder (35) einstellbar gehalten wird.
7. Schwingförderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Schwingteller (45) des Förderkessels (11) eine einstückig angeformt© oder angeschraubte,winkelförmige Halte-

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Vorrichtung (43) vorgesehen ist, deren einer Schenkel am Schwingteller (45) anliegt und an seinem freien Ende das vom Feldplattenfühler (17) entfernte Ende der Eisenfahne (15¹) festhält, und in deren anderent vom Schwingteller (45) wegstehenden Schenkel eine Justierschraube (35') geschraubt ist, welche die Eisenfahne (15') im Bereich zwischen ihrem festliegenden Ende und ihrem freitragenden Ende entgegen der Kraft einer Feder (35') in einstellbarem Abstand von dem vom Schwingteller (45) abstehenden Schenkel der Haltevorrichtung (43) hält.

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