DE4218951A1 - Vibration generator with two parallel cut-of-balance shafts - has unit to vary direction of resultant out-of-balance force - Google Patents

Abstract

A vibration generation machine has two parallel shafts (W1, W2) each of which is provided with an out-of-balance weight (U1, U2). The shafts rotate at the same speed but in opposite directions and their speeds are synchronised by a double-sided toothed belt (DZ) which passes around guide pulleys (SU1, SU2, SU3) with the pulleys (SU1, SU2) being positionally adjustable. The facility to adjust the positions of the guide pulleys (SU1, SU2) changes the angular position of the balance weight on one shaft relative to the angular position of the balance weight of the other shaft which enables the direction of the resultant out-of-balance force to be varied. The machine is used to drive a vibration conveyor and the change in direction of the out-of-balance force enables the speed of the conveyor to be adjusted whilst it is operating. USE/ADVANTAGE - Vibration generator with variable direction of out-of-balance force.

Description

Es ist bekannt, daß zur Veränderung der Fördergeschwin­ digkeit an mit Unwucht-Richterregern oder zwangsge­ führten Mehrwellen-Unwuchtantrieben (nachfolgend kurz "Antrieb" genannt) angetriebenen freischwingenden Schwingmaschinen maßgeblich wie folgt verfahren wird:It is known that to change the speed of production with unbalance judge excitement or forced led multi-shaft unbalance drives (hereinafter briefly Called "drive") driven cantilever Vibration machines are essentially operated as follows:

• a) Die Drehzahl des Antriebes wird entweder mittels ei­ nes Getriebes oder eines auf den Antriebsmotor wirkenden Frequenzumformers verändert.a) The speed of the drive is either by means of egg gear or one on the drive motor acting frequency converter changed.
• b) Die Unwucht wird durch Addieren bzw. Subtrahieren von Masse oder durch Verdrehen von auf gemein­ samen Wellen angeordneten Unwuchtsegmenten gegenein­ ander verändert.b) The unbalance is determined by adding or subtracting by mass or by twisting from to mean counterbalanced segments arranged against each other other changed.
• c) Aus einer Kombination von a) und b).c) From a combination of a) and b).

Bei Anwendung der Methode nach a) werden durch die Schwingmaschine frequenzveränderliche dynamische Kräfte auf Fundament oder Gebäude übertragen, wodurch wiederum Eigenfrequenzen von Gebäudeteilen oder anderen Maschi­ nen angeregt werden können, was keinesfalls erwünscht ist und zu Schäden an Gebäuden und Maschinen führen kann.When using the method according to a), the Vibration machine variable frequency dynamic forces transferred to foundation or building, which in turn Natural frequencies of parts of buildings or other machines can be stimulated, which is by no means desirable and lead to damage to buildings and machines can.

Außerdem ist die Methode durch den Einsatz entweder von Drehzahlverstellgetrieben oder Frequenzumrichtern kostenaufwendig. In addition, the method is by using either Variable speed drives or frequency converters expensive.  

Bei Anwendung der Methode nach b) ist es im allgemeinen erforderlich, die Schwingmaschine zur Durchführung der Modifikationen außer Betrieb zu setzen. Dies kann zu unerwünschten Behinderungen und Störungen im Be­ triebsablauf führen.When using the method according to b) it is in general required to carry out the vibrating machine the modifications out of operation. This can to unwanted disabilities and disorders in the Be drive sequence.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Förderge­ schwindigkeit von freischwingenden Schwingmaschinen durch Änderung der auf das Fördergut wirkenden Wurf­ richtung bei annähernd gleichbleibender Schwingfrequenz zu verändern, ohne diese zur Durchführung von förderge­ schwindigkeitsmodifizierenden Maßnahmen außer Betrieb setzen zu müssen.The invention has for its object the Förderge speed of free-swinging vibration machines by changing the throw acting on the material to be conveyed direction with approximately constant vibration frequency to change without this to carry out funding speed-modifying measures out of order to have to bet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch Änderung der Lage eines oder mehrerer An­ triebs- und/oder Zwangsführungselemente die relative Phasenlage der Unwuchtwellen bzw. der die Unwuchten tragenden Wellen zueinander während des Rotierens dieser Wellen verändert werden kann.According to the invention, this object is achieved by that by changing the location of one or more An drive and / or positive guidance elements the relative Phase position of the unbalance shaft or the unbalance bearing waves to each other while rotating of these waves can be changed.

Dies bewirkt eine Richtungsänderung der resul­ tierenden Fliehkraft dieser Wellen und damit eine Ände­ rung der Schwingrichtung der freischwingenden Schwing­ maschine, die von diesen Wellen angetrieben wird. Die Änderung der Schwingrichtung bewirkt eine Verände­ rung der Transportgeschwindigkeit des auf der Maschine befindlichen Fördergutes.This causes a change of direction of the resul centrifugal force of these waves and thus a change tion of the swing direction of the free-swinging swing machine that is driven by these shafts. The change in the direction of vibration causes a change the transport speed of the on the machine conveyed goods.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen ins­ besondere darin, daß zur Veränderung der Förderge­ schwindigkeit an freischwingenden Schwingmaschinen, die durch Unwucht-Richterreger oder durch gegeneinander zwangsgeführte Mehrwellen-Unwuchtantriebe angetrieben werden, diese Maschinen weder in ihrer Schwingfrequenz verändert, noch zur Durchführung der unter b) beschrie­ bebenen Maßnahmen außer Betrieb gesetzt werden müssen. The advantages that can be achieved with the invention are ins special in that to change the Förderge dizziness on free-swinging vibration machines, through unbalance judge exciters or against each other positively driven multi-shaft unbalance drives driven are, these machines neither in their oscillation frequency changed, still to carry out the described under b) level measures must be taken out of operation.  

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei erfindungs­ gemäßer Anwendung der Vorrichtung eine Umkehrung der Transportrichtung des Fördergutes erreicht wird. Ein zusätzlicher Vorteil bietet sich bei erfindungsge­ mäßer Anwendung der Vorrichtung an freischwingenden Siebmaschinen, da diese dann während des Betriebes stufenlos pendelnd zwischen einer optimalen Transport­ komponente und einer hohen Vertikalbeschleunigung be­ trieben werden können.Another advantage is that fiction according to application of the device a reversal of the Transport direction of the material to be conveyed is reached. An additional advantage is offered by fiction according to the application of the device on free-swinging Screening machines, since these are then in operation steplessly oscillating between optimal transport component and high vertical acceleration can be driven.

Außerdem wird der Vorteil geboten, daß die Unwuchten während des Anlaufs in eine Lage gebracht werden kön­ nen, in der die Summe ihrer statischen Momente (be­ zogen auf den Antriebsmotor) Null oder nahezu Null wird und dadurch die installierte Antriebsmotor-Lei­ stung wesentlich kleiner gewählt werden kann (vgl. Pa­ tentschrift DE 32 29 187 C2), Stern-Dreieck-Anlauf kann eingesetzt werden. Die Schwingrichtung ist in diesem Fall während des Anlaufs annähernd horizontal. Durch Verwendung einfacher Antriebselemente ist eine Kosteneinsparung möglich.There is also the advantage that the unbalance can be placed in one position during start-up in which the sum of their static moments (be moved to the drive motor) zero or almost zero and thus the installed drive motor lei can be chosen much smaller (see Pa DE 32 29 187 C2), star-delta start-up can be used. The direction of vibration is in in this case approximately horizontal during start-up. By using simple drive elements is one Cost savings possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben.An embodiment of the invention is in the drawing voltage and will be described in more detail below wrote.

In Fig. 1 werden die beiden, die Unwuchten tragenden Wellen W1 und W2 nur mit ihren Mittelpunkten darge­ stellt, die jeweils gleichgroßen Unwuchten mit U1 und U2 bezeichnet. Die Zwangsführung der beiden Wellen W1 und W2 erfolgt im Beispiel mittels eines Doppelzahn­ riemens DZ, der mit den fest mit den Wellen W1 und W2 verbundenen Zahnscheiben Z1 und Z2 (mit jeweils glei­ cher Zähnezahl) im Eingriff steht.In Fig. 1, the two, the unbalanced shafts W 1 and W 2 are Darge only with their centers, each of the same size unbalances designated U 1 and U 2 . The positive guidance of the two shafts W 1 and W 2 takes place in the example by means of a double toothed belt DZ, which is in engagement with the toothed pulleys Z 1 and Z 2 (each with the same number of teeth) that are firmly connected to the shafts W 1 and W 2 .

Ebenso steht der Doppelzahnriemen DZ mit den Spann­ bzw. Umlenkrollen SU1-SU3 im Eingriff (vgl. Patent­ schrift DE 34 16 113 C2).The double toothed belt DZ is also in engagement with the tensioning or deflection rollers SU 1 -SU 3 (cf. patent document DE 34 16 113 C2).

Die dargestellte Lage der Unwuchten U1 und U2 ent­ spricht nicht der natürlichen Gleichgewichtslage, son­ dern dient nur der besseren Erläuterung der Erfindung. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß, falls die Welle W1 oder W2 angetrieben wird - oder beide Wellen ange­ trieben werden - die Unwuchten U1 und U2 sich gegenläu­ fig-synchron um die Mittelpunkte der Wellen W1 und W2 bewegen werden.The position of the unbalances U 1 and U 2 shown does not correspond to the natural equilibrium position, but only serves to better explain the invention. It can easily be seen that if the shaft W 1 or W 2 is driven - or both shafts are driven - the unbalances U 1 and U 2 move in opposite directions fig-synchronously around the centers of the shafts W 1 and W 2 will.

Fig. 7 zeigt das System aus Fig. 1 mit dem Unter­ schied, daß die Spann- bzw. Umlenkrolle SU1 soweit in Richtung Y bewegt wurde, daß sich bei gedacht festge­ haltener Welle W1 die dargestellte Lage der Unwucht U2 einstellte. Die Spann- bzw. Umlenkrolle SU2 folgte dabei gleichzeitig soweit in Richtung Y, daß die ge­ spannte Länge des Doppelzahnriemens DZ etwa konstant blieb. Fig. 7 shows the system of Fig. 1 with the difference that the tensioning or deflection roller SU 1 has been moved so far in the direction Y that the position of the unbalance U 2 set when the shaft W 1 was thought to hold. The tensioning or deflection roller SU 2 followed at the same time in the direction Y that the tensioned length of the double toothed belt DZ remained approximately constant.

Fig. 13 zeigt das System aus Fig. 7 mit dem Unter­ schied, daß hier nun die Spann- bzw. Umlenkrolle SU1 um soviel weiter in Richtung Y bewegt wurde, bis sich bei weiterhin festgehalten gedachter Welle W1 die dar­ gestellte Lage der Unwucht U2 einstellte. Die Spann­ bzw. Umlenkrolle SU2 folgte dabei gleichzeitig soweit in Richtung Y, daß die gespannte Länge des Doppelzahn­ riemens DZ etwa konstant blieb. Fig. 13 shows the system of FIG. 7 with the difference that here the tensioning or deflection roller SU 1 has been moved so much further in the direction Y until the shaft W 1 which is still held is the position of the imbalance U set 2 . The tensioning or deflection roller SU 2 followed at the same time in the direction Y that the tensioned length of the double tooth belt DZ remained approximately constant.

Durch den Antriebsmotor werden nun die Wellen W1 und W2 mit der Drehzahl n in gegenläufige Bewegung versetzt.The drive motor now causes the shafts W 1 and W 2 to move in opposite directions at the speed n.

In Fig. 2, 8 und 14 (das Zwangsführungselement Doppel­ zahnriemen DZ sowie die Spann- bzw. Umlenkrollen SU1-SU3 sind - um nicht zu verwirren - nicht mehr dar­ gestellt) wird jeweils einer der beiden Augenblicks­ werte aus der jeweils vorhergehenden Figur wäh­ rend der Drehung dargestellt, dem die minimale resul­ tierende Fliehkraft F entspricht (der entsprechende zweite Augenblickswert mit min. F liegt um den Phasen­ winkel Pi versetzt).(Are the constraint member double toothed belt DZ and the clamping and deflecting rollers SU1-SU3 - in order not to confuse - no more posed group) In Fig 2, 8 and the 14th one of the two moment in each case values of the respectively preceding figure currency rend represented the rotation to which the minimum resulting centrifugal force F corresponds (the corresponding second instantaneous value with min. F is offset by the phase angle Pi).

In Fig. 3, 9 und 15 sind die jeweils zur vorhergehenden Figur gehörenden, gleichgroßen Fliehkraftvektoren F1 und F2 dargestellt. Diese jeweilige Lage wird nun, bezogen auf den Phasenwinkel der Drehbewegung, mit Null bzw. 2Pi bezeichnet.In Fig. 3, 9 and 15 respectively belonging to the previous figure, equally large centrifugal force vectors F 1 and F 2 are shown. This particular position is now referred to zero or 2Pi in relation to the phase angle of the rotary movement.

In Fig. 4, 10 und 16 ist der Augenblickswert nach Dre­ hung um den Phasenwinkel Pi/2 aus der Lage der jeweils vorhergehenden Figur dargestellt, das negative Maxi­ mum der resultierenden Fliehkraft F ist erreicht.In FIG. 4, 10 and 16 the instantaneous value by Dre is hung by the phase angle Pi / 2 from the position of the respectively preceding figure, the negative Maxi mum the resultant centrifugal force F is reached.

In Fig. 5, 11 und 17 wird der Augenblickswert, bezogen auf die jeweilige Null-Lage aus Fig. 3, 9 und 15, nach Drehung um den Phasenwinkel Pi gezeigt. Die resultie­ rende Fliehkraft F wird Null.In FIG. 5, 11 and 17 is the instantaneous value, based on the particular zero position of FIG. 3, 9 and 15 by rotation by the phase angle Pi. The resulting centrifugal force F becomes zero.

In Fig. 6, 12 und 18 wird der Augenblickswert nach Dre­ hung um den Phasenwinkel 3Pi/2, bezogen auf die jewei­ lige Null-Lage aus Fig. 3, 9 und 15 gezeigt. Das positi­ ve Maximum der resultierenden Fliehkraft F ist er­ reicht.In Fig. 6, 12 and 18 the instantaneous value by Dre is hung by the phase angle 3Pi / 2, based on the jewei celled zero position of FIG. 3, 9 and 15 shown. The positive maximum of the resulting centrifugal force F is sufficient.

Es ist zu erkennen, daß in den Stellungen nach Fig. 3 und 15 sowie Fig. 5 und 17 ein Drehmoment um den Schwerpunkt S gebildet wird, das in der Praxis aufgrund der Massenträgheit der Schwingmaschine jedoch nur eine untergeordnete Bedeutung hat und die Schwing­ richtung der Maschine nur unwesentlich beeinflußt.It can be seen that in the positions according to FIGS. 3 and 15 and FIGS. 5 and 17 a torque is formed around the center of gravity S, which in practice, however, has only a minor meaning due to the inertia of the vibrating machine and the vibrating direction Machine only marginally affected.

Es ist nun unschwer nachzuvollziehen, daß, falls dieses Antriebssystem mit seinem Schwerpunkt im oder nahe dem Schwerpunkt einer freischwingenden Maschine angeordnet wird, die einen horizontalen Förderboden parallel zur Verbindungslinie W1-W2 besitzt, im Fall der Unwuchtan­ ordnung nach Fig. 1-6 sich das Fördergut auf diesem För­ derboden von links nach rechts bewegt.It is now easy to understand that if this drive system is arranged with its center of gravity in or near the center of gravity of a free-swinging machine that has a horizontal conveyor floor parallel to the connecting line W 1- W 2 , in the case of the unbalance arrangement according to FIGS. 1-6 the material to be conveyed moves from left to right on this conveyor floor.

Voraussetzung dafür ist allerdings, daß die Drehzahl n des Systems so groß ist, daß eine Beschleunigung er­ reicht wird, die eine Schwingförderung ermöglicht.The prerequisite for this is that the speed n of the system is so great that it accelerates  is sufficient, which enables vibration promotion.

Wird während des Rotierens der Unwuchten die relative Lage derselben zueinander durch Verschieben der Spann­ bzw. Umlenkrollen SU1 und SU2 verändert, so wird die Schwingmaschine nun senkrecht oder nahezu senkrecht schwingen, die Transportgeschwindigkeit des Förder­ gutes also praktisch bis Null abnehmen.If, during the rotation of the unbalances, the relative position of the same to one another is changed by moving the tensioning or deflection rollers SU 1 and SU 2 , the vibrating machine will now vibrate vertically or almost vertically, so that the transport speed of the conveying good will practically decrease to zero.

Wird nun während des Rotierens der Unwuchten die rela­ tive Lage derselben zueinander durch Verschieben der Spann- bzw. Umlenkrollen SU1 und SU2 nach Fig. 13-18 verändert, wird die Fördergeschwindigkeit des Förder­ gutes wieder ansteigen und schließlich den gleichen Wert erreichen wie in der relativen Lage nach Fig. 1-6, nur die Transportrichtung ist umgekehrt.If, during the rotation of the unbalance, the relative position of the same to one another is changed by moving the tensioning or deflecting rollers SU 1 and SU 2 according to FIGS. 13-18, the conveying speed of the conveying good will increase again and finally reach the same value as in the relative position according to Fig. 1-6, only the transport direction is reversed.

Claims (6)

1. Vorrichtung für die Änderung der resultierenden Fliehkraftrichtung an Unwucht-Richterregern und gegeneinander zwangsgeführten Mehrwellen-Unwuchtan­ trieben, dadurch gekennzeichnet, daß durch Änderung der Lage eines oder mehrerer Antriebs- und/oder Zwangsführungselemente die relative Phasenlage der Unwuchtwellen bzw. der die Unwuchten tragenden Wellen zueinander während des Rotierens dieser Wellen ver­ ändert werden kann (eine Veränderung in diesem Sinn liegt dann vor, wenn beim Vergleich von Wellenlagen- Augenblickswerten zueinander - die zeitlich um den Reziprokwert der eingeleiteten konstanten Antriebs­ drehzahl pro Zeiteinheit oder einem ganzzahligen Vielfachen davon versetzt liegen - sich ein größerer Unterschied ergibt als der durch die natürliche Werk­ stoffelastizität erklärbare).1. Device for changing the resulting direction of centrifugal force on unbalance judge exciters and against each other positively guided multi-shaft unbalance, characterized in that by changing the position of one or more drive and / or positive guidance elements, the relative phase position of the unbalanced shafts or the unbalanced shafts can be changed to each other while these shafts are rotating (a change in this sense exists if, when comparing shaft position instantaneous values to each other - which are offset in time by the reciprocal of the introduced constant drive speed per unit of time or an integer multiple thereof) there is a greater difference than that which can be explained by the natural material elasticity). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus mindestens zwei in einem Ketten- oder Riementrieb integrierten Umlenk- und/oder Spannrollen besteht.2. Device according to claim 1, characterized in that these consist of at least two in a chain or Belt drive integrated deflection and / or tensioning rollers consists. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese in einer oder mehreren antriebsdrehmoment­ übertragenden Welle(n) integriert ist. 3. Device according to claim 1, characterized in that that this in one or more drive torque transmitting shaft (s) is integrated.   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese vorzugsweise an paarweise-parallel und synchron-gegenläufig angeordneten Unwuchtwellen bzw. Unwuchten tragenden Wellen oder einem ganzzahligen Vielfachen davon eingesetzt wird.4. The device according to claim 1, characterized in that these are preferably in pairs and in parallel unbalanced shafts arranged synchronously in opposite directions or Unbalanced shafts or an integer Multiples of it is used. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Durchmesser und Lage der Rollen so gewählt wer­ den, daß beim gemeinsamen linearen Verschieben der Rollen die Kraftübertragung Kette/Kettenräder bzw. Riemen/Zahnscheiben nicht beeinträchtigt wird.5. The device according to claim 2, characterized in that diameter and position of the roles so chosen that that when moving the linear Roll the power transmission chain / sprockets or Belt / pulley is not affected. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Durchmesser und Lage der Rollen so gewählt wer­ den, daß beim gemeinsamen Schwenken der Rollen auf Kurvenbahnen die Kraftübertragung Kette/Kettenräder bzw. Riemen/Zahnscheiben nicht beeinträchtigt wird.6. The device according to claim 2, characterized in that that diameter and position of the roles so chosen that when swiveling the rollers together Cam tracks the power transmission chain / sprockets or belt / pulley is not affected.