DE4106443A1 - Vibrationsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationsmaschine, insbesondere einen Vibrationsförderer, ein Vibrationssieb, einen Klassierer, eine Schruppmaschine oder dergleichen.

Bekannte Vibrationsförderer, Vibrationssiebe und Förderapparate bestehen normalerweise aus einem Stützgerüst und einem Gestell, an dem das Vibrierelement der Vibrationsmaschine befestigt ist und das auf dem Stützgerüst elastisch abgestützt ist.

In der Regel wird die Vibration dadurch erzeugt, daß zwei Vibriervorrichtungen an einer Seite des Gestells befestigt werden, von denen jede eine um ihre Längsachse drehbare Welle aufweist, die von einem elektrischen Motor angetrieben wird. Auf den Wellen sind Exzentermassen befestigt, wie z. B. Schwinger oder Motoren mit exzentrischer Masse.

Die kleinen und mittelgroßen Maschinen weisen zwei Wellen mit Exzentermassen auf, die voneinander getrennt sind und an einer Seite des in Schwingung zu versetzenden Gestells befestigt sind. Die Wellen werden von gegenläufigen elektrischen Motoren angetrieben, so daß eine automatische Synchronisation der Drehbewegung der Wellen erreicht wird.

Im Einzelnen müssen, um eine Schwingung mit einer Hin- und Herbewegung des Gestells in einer vorgegebenen Richtung zu erzielen, die Wellen mit Exzentermassen an einer zu dieser Richtung senkrechten Seite des Gestells befestigt werden; die Drehachsen der beiden Wellen sind zueinander parallel und senkrecht zu der Ebene in der die Schwingung stattfinden soll. Beim Betreiben der beiden elektrischen Motoren mit entgegengesetzten Drehrichtungen drehen sich die Exzentermassen synchron; dies erfolgt unabhängig von der anfänglichen Lage der Exzentermassen nach einer kurzen Übergangsperiode, während der sich die Exzentermassen nicht synchron drehen, infolge der Tatsache, daß Reaktionskräfte durch die einsetzenden Schwingungen entstehen, die auf die Wellen der elektrischen Motoren mit einem Antriebsdrehmoment oder einem Gegenmoment wirken.

In dieser Weise kompensieren sich die zu der Schwingungsrichtung senkrechten Komponenten der durch die Drehbewegung der Exzentermassen erzeugten Kräfte, während sich die zu der Schwingungsrichtung parallelen Komponenten addieren, so daß die richtige Schwingung in der vorgegebenen Richtung entsteht.

Die Anwendung von zwei Vibriervorrichtungen mit exzentrischen Massen ist infolge des oben erwähnten Effekts der Selbstsynchronisation für die Betätigung von kleinen Maschinen besonders geeignet. Jedoch entstehen einige Nachteile bei mittelgroßen und großen Maschinen.

Damit nämlich eine befriedigende Schwingung in Maschinen mit großen Abmessungen und mit zwei Vibriervorrichtungen erreicht wird, muß man elektrische Motoren mit großen Abmessungen verwenden, die in kleiner Anzahl hergestellt werden und daher aufwendig sind. In diesen Motoren mit großen Abmessungen und mit großen Exzentermassen muß die Drehzahl begrenzt werden, um einen schnellen Verschleiß der Motorlager zu vermeiden. Die begrenzten Drehzahlen entsprechen oft, z. B. im Fall eines Siebes für kleine Produkte, nicht den Betriebserfordernissen der Maschinen.

Ein weiterer Nachteil, der mit der Anwendung von zwei Vibriermotoren mit großen Abmessungen verbunden ist, besteht darin, daß die Beanspruchungen auf nur zwei Stellen des Vibrationsgestells konzentriert sind, was eine Verstärkung der Befestigungsstellen der Vibriervorrichtungen erfordert.

Die Anwendung von mehreren kleinen voneinander unabhängigen Vibriervorrichtungen ist dagegen problematisch, weil die automatische Synchronisierung der Vorrichtungen nur zufällig vorkommt und daher ein richtiger Betrieb der Maschine auf diese Weise unmöglich ist.

In der von der Anmelderin am 28. 08. 1988 eingereichten italienischen Patentanmeldung Nr. 22 127 A/88 wird eine Vibrationsmaschine beschrieben, die statt von zwei elektrischen Exzentermassenmotoren mit großen Abmessungen von zwei Paaren elektrischer Exzentermassenmotoren mit mittleren oder kleinen Abmessungen betrieben wird. Um die Synchronisierung der vier Motoren zu erreichen, werden die Wellen des einen Motorpaares z. B. über einen Zahnriemen miteinander verbunden, so daß sie dieselbe Geschwindigkeit und Drehrichtung haben; das andere Paar hat die entgegengesetzte Drehrichtung. Eine derartige Maschine behebt die oben erwähnten Nachteile der herkömmlichen Maschinen; Versuche haben jedoch erwiesen, daß sie noch verbesserungsfähig ist und daß noch größere Vorteile gegenüber den herkömmlichen Vibrationsmaschinen erreicht werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vibrationsmaschine zu schaffen, die von elektrischen Motoren mit kleinen Abmessungen betrieben wird, selbst wenn eine erhebliche Masse in Schwingung versetzt werden muß, und die eine Herabsetzung der Herstellungs- sowie Betriebskosten ermöglicht.

Eine Nebenaufgabe besteht darin, eine Vibrationsmaschine zu schaffen, die mit hoher Zuverlässigkeit arbeitet.

Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung einer Vibrationsmaschine, bei der die Versorgungsarmaturen der für den Betrieb zuständigen elektrischen Motoren besonders einfach sind.

Diese Aufgaben werden durch eine Vibrationsmaschine, insbesondere einen Vibrationsförderer, ein Vibrationssieb, einen Klassierer, eine Schruppmaschine oder dergleichen, die ein Stützgerüst und ein auf dem Stützgerüst elastisch abgestütztes Gestell aufweist, an dem an mindestens einer Seite Vibriervorrichtungen befestigt sind, von denen jede eine drehbare, von einem elektrischen Motor angetriebene Welle aufweist, die mit mindestens einer Exzentermasse versehen ist, so daß das Gestell gegenüber dem Stützgerüst in Schwingungen versetzt werden kann, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vibriervorrichtungen mindestens zwei Paare von mit gleicher Drehzahl angetriebenen Wellen aufweisen und daß jedes Wellenpaar eine erste Welle, die aus der Welle eines elektrischen Motors besteht, und eine zweite Welle aufweist, die drehbar an dem Gestell gelagert ist und mit der ersten Welle drehfest gekuppelt ist, wobei die Exzentermassen der drehfest miteinander gekuppelten Wellen in gleicher Phase sind.

Weitere Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand der Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vibrationsmaschine, die in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine aus einem Vibrationsförderer und einem Vibrationssieb bestehende erfindungsgemäße Maschine in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Vibrationsförderers,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Vibrationsförderers,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine vergrößerte Einzelheit der Verbindung von zwei Wellen eines Wellenpaares,

Fig. 6 eine Einzelheit eines Paares von drehenden Wellen in einer erfindungsgemäßen Vibrationsmaschine.

In den Fig. 1 bis 6 ist 1 eine Vibrationsmaschine, z. B. ein Vibrationssieb, die ein Stützgerüst 2 aufweist, auf dem ein Gestell 3 abgestützt ist, an dem das die Maschine in Schwingungen versetzende Element befestigt ist. Das Gestell 3 ist auf dem Stützgerüst 2 über eine Federung 4 abgestüzt, die das Vibrieren des Gestells 3 gegenüber dem Stützgerüst ermöglicht.

Vibriervorrichtungen sind an einer Seite 3a des Gestells 3 befestigt, die sich senkrecht zur Richtung 5 erstreckt, entlang der das Gestell in Schwingung versetzt werden soll. Die Vibrierelemente weisen erfindungsgemäß mindestens zwei Paare von Wellen 6, 7, 8 bzw. 8 auf, die mit gleicher Betriebsdrehzahl angetrieben sind.

Jedes Wellenpaar 6, 7 oder 8, 9 besteht aus einer ersten Welle 6, 8 und einer zweiten Welle 7, 8. Die erste Welle 6, 8 ist die Welle eines elektrischen Motors 10, 11, auf die eine oder mehrere Exzentermassen 12, 13, 14, 15 aufgeschrumpft sind. Die zweite Welle 7, 9 ist an dem Gestell 3 drehbar gelagert und ist drehfest mit der ersten Welle 6, 8 gekuppelt. Auch auf die Wellen 7, 9 sind eine oder mehrere Exzentermassen 12a, 13a, 14a, 15a, aufgeschrumpft.

Die Wellen 6, 7, 8 und 8 sind insbesondere zueinander parallel und senkrecht zu der Seite 3a des Gestells, an der sie befestigt sind. Die Drehkopplung der Wellen desselben Wellenpaares kann zweckmäßig durch einen Zahnriemen 16 erreicht werden, der in Zahnscheiben 17, 18 eingreift, die auf die Wellen 6 oder 8 und 7 oder 9 aufgeschrumpft sind.

Die Drehkopplung der beiden Wellen desselben Paares wird derart verwirklicht, daß die Exzentermassen der beiden zu kuppelnden Wellen in gleicher Phase sind. Aus der Kopplung der beiden Wellen über Zahnriemen folgt, daß die Wellen desselben Paares dieselbe Drehrichtung aufweisen und die Exzentermassen desselben Paares in gleicher Phase sind, indem die Exzentrizitäten der miteinander parallelen Massen sich auf derselben Seite der die Drehachsen der entsprechenden Wellen enthaltenden Ebene befinden. Durch die Drehkopplung der Wellen über den Zahnriemen wird die vorgegebene Phasenbeziehung auch während der Drehung aufrechtgehalten.

Die beiden Wellenpaare sind längs der Seite 3a des Gestells im Abstand voneinander angeordnet, so daß sie symmetrisch zu der Mitte dieser Seite angeordnet sind.

Die Drehkopplung der beiden Wellen desselben Wellenpaares und die vorgegebenen Phasenbeziehung zwischen den Exzentermassen desselben Paares, sowie die symmetrische Anordnung der Wellenpaare längs der Seite 3a des Gestells 3 bewirken, daß sich die Exzentermassen der beiden Paare beim Antreiben der beiden Wellen 6, 8 unabhängig von ihrer relativen Lage nach einem kurzem Übergangszeitintervall entsprechend dem Fall der Anwendung von nur zwei Vibriervorrichtungen synchronisieren.

Eine für diese Maschinen typische Schwingung des Gestells 3 entspricht einer Hin- und Herbewegung längs der Richtung 5, die im wesentlichen senkrecht zu der Seite 3a ist, an der die Vibriervorrichtungen im gleichen Abstand auf unterschiedlichen Seiten der Mitte der Seite 3a befestigt sind; um diese Schwingung zu erreichen, werden die Wellen mit entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben. In der dargestellen Ausführungsform ist die Drehrichtung der Wellen des einen Paares zu der Drehrichtung des anderen Paares entgegengesetzt.

Alternativ kann die Drehkopplung zwischen den beiden Wellen desselben Wellenpaares über Zahnräder erreicht werden. Allerdings ist die Anwendung von Zahnriemen vorteilhafter wegen der einfacheren Herstellung und der Laufruhe. Wenn die Drehkopplung über Zahnräder erfolgt, kann man die Wellen desselben Paares mit entgegengesetzten Drehrichtungen antreiben. Die vorgegebene Phasenbeziehung besteht dann darin, daß die zu den Wellen desselben Paares gehörenden Exzentermassen mit einer Phasenverschiebung von 180° in Bezug auf die Achse der entsprechenden Welle angeordnet sind.

Die Synchronisierung der Exzentermassen wird auch in diesem Fall durch das Antreiben der Wellen erreicht.

Fig. 1 zeigt eine Vibrationsmaschine mit einem Vibrationsförderer 1 der erwähnten Art und einem Vibrationssieb 18, das ebenfalls von zwei Paaren 20 und 21 von Vibriervorrichtungen betätigt wird, wie es in Bezug auf den Vibrationsförderer 1 beschrieben worden ist.

Praktische Versuche konnten zeigen, daß überraschenderweise die erfindungsgemäße Anwendung von Paaren von Wellen mit Exzentermassen, die von einem einzigen elektrischen Motor angetrieben werden, im wesentlichen dieselbe Wirkung hat wie die Anwendung eines Paares von miteinander gekuppelten Wellen, von denen jede von einem Motor angetrieben wird, dessen Leistung gleich der Leistung des Motors ist, der die beiden Wellen des Paares gemäß der Erfindung antreibt.

Ein wesentlicher aus der Erfindung resultierender Vorteil liegt darin, daß man einen elektrischen Motors pro Wellenpaar einspart.

Aus den durchgeführten Versuchen hat sich ergeben, daß unter gleichen Bedingungen der Drehzahlabfall bei der Anwendung eines einzelnen Motors zur Betätigung eines Wellenpaares vernachlässigbar ist, während eine Energieeinsparung von ungefähr 40% gegenüber dem Fall erreicht wird, in dem jede von zwei Wellen von einem eigenen Motor gleicher Leistung angetrieben wird.

Man hat feststellen können, daß die Maschine gemäß der Erfindung die gestellte Aufgabe völlig löst, da eine Herabsetzung der Herstellungs- und Betriebskosten möglich ist.

Ein weiterer Vorteil, der von der Anwendung eines einzelnen Motors je Wellenpaar herrührt, besteht darin, daß das Gesamtgewicht des Vibrierteils vermindert wird und die Versorgungsarmaturen der elektrischen Motoren vereinfacht werden.

Zahlreiche Änderungen und Äquivalente der dargestellten Vibrationsmaschine sind möglich, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedanken liegen; darüber hinaus sind alle Merkmale durch technische Äquivalente ersetzbar.

Die verwendeten Materialien sowie die Abmessungen sind im Rahmen der Erfordernisse und dem Stand der Technik beliebig.

Claims (8)

1. Vibrationsmaschine, insbesondere Vibrationsförderer, Vibrationssieb, Klassierer, Schruppmaschine oder dergleichen, mit einem auf einem Stützgerüst elastisch abgestützten Gestell, an dem an mindestens einer Seite Vibriervorrichtungen befestigt sind, von denen jede eine um die Längsachse drehbare, von einem elektrischen Motor angetriebene Welle aufweist, die mit mindestens einer Exzentermasse versehen ist, so daß das Gestell gegenüber dem Stützgerüst in Schwingung versetzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibriervorrichtungen mindestens zwei Paare von Wellen mit derselben Nenndrehzahl aufweisen, und daß jedes Wellenpaar eine erste Welle, die aus der Welle eines elektrischen Motors besteht, und eine an dem Gestell drehbar gelagerte zweite Welle aufweist, die mit der ersten Welle drehfest gekuppelt ist, wobei die Exzentermassen der beiden miteinander gekuppelten Wellen in gleicher Phase sind.

2. Vibrationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Welle desselben Paares über einen Keilriemen miteinander gekuppelt sind.

3. Vibrationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Welle desselben Paares über Zahnräder miteinander gekuppelt sind.

4. Vibrationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Wellen mit zwei entlang der Wellenlängsachse im Abstand voneinander angeordneten Exzentermassen versehen ist.

5. Vibrationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen desselben Paares die gleiche Drehrichtung aufweisen.

6. Vibrationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenpaare entlang einer Seite des Gestells symmetrisch zu der Mitte der Seite angeordnet sind.

7. Vibrationmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Längsmitte der Seite des Gestells symmetrisch angeordneten Wellen entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisen, so daß eine Schwingung des Gestells in einer Hin- und Herbewegung entlang einer vorgegebenen Richtung entsteht.

8. Vibrationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Wellen senkrecht zu der Seite des Gestells ausgerichtet sind.