DE4417162C1 - Vorrichtung zur Einstellung des Schwingverhaltens einer Schwingförderrinne - Google Patents
Vorrichtung zur Einstellung des Schwingverhaltens einer SchwingförderrinneInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Ein
stellung des Schwingverhaltens einer Schwingförderrinne der
im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist der DE-PS 9 72 488 zu
entnehmen, in der eine Schwingförderrinne beschrieben ist
mit zwei gegenläufig angetriebenen Wellen mit Unwuchten,
die von Elektromotoren angetrieben sind. Die Regelung der
Antriebsleistung wird dabei z. B. bei Drehstrommotoren durch
Spannungsänderung, z. B. regelbare Vorschaltwiderstände oder
Transformatoren vorgenommen, Leistungsänderungen bei
Gleichstrommotoren können beispielsweise durch eine Feldre
gelung erfolgen. Die bekannte Lösung wird als Schwingförde
rer oder als Sieb eingesetzt.
Aus der DE-34 10 449-C2 der Anmelderin ist es bekannt, eine
Unwuchtmasse auf wenigstens einer der Unwuchtwellen durch
Drehrichtungsumkehr zwischen einer ersten und einer zweiten
Anschlagsposition zu verstellen, so daß es möglich ist, ei
nen Schwingförderer zu bauen, der sowohl vorwärts als auch
rückwärts fördern kann.
Die EP-0 511 923-A1 zeigt ein Getriebe mit Phasenlagen der
Unwuchtgewichte, die in ihrer Position während des Betrie
bes in mehreren Stufen verändert werden können, wobei al
lerdings ein entsprechender mechanischer und elektrischer
Aufwand getrieben werden muß.
Wie die bekannten Lösungen zeigen, gibt es im Prinzip zwei
Bauarten. Entweder wird mit zwei identischen Unwuchtmotoren
oder zwei Unwuchtwellen mit ortsfesten Drehstrommotoren ge
arbeitet, wobei der Drehsinn der Unwuchtmotoren gegenläufig
ist, oder es wird mit zwei Unwuchtantrieben gearbeitet, wo
bei die Unwuchtwellen über ein Getriebe so miteinander ver
bunden sind, daß die Unwuchtwellen gegenläufig in einer be
stimmten Phasenlage rotieren.
Problematisch kann es sein, wenn bei der ersten Art der in
allen Richtungen schwingungsfähig gelagerte Schwingförderer
und die Unwuchtmotoren nicht einen gemeinsamen Gesamt
schwerpunkt aufweisen, da die Phasenlage der rotierenden
Unwuchtgewichte und damit die Fördereigenschaften unter Um
ständen vom Fördergut negativ beeinflußt werden, so bei
spielsweise wenn der Schwingförderer nur einseitig beladen
ist, zudem muß oft ein großer Aufwand getrieben werden, um
den Schwingwinkel im nachhinein zu verändern. Diese Nach
teile weist die zweite Bauart nicht auf, allerdings sind
die Getriebelösungen, wie schon erwähnt, häufig konstruktiv
aufwendig.
Problem der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrich
tung so weiter zu bilden, daß auf der Rinne unterschiedli
che Hauptförderrichtungen möglich gemacht werden.
Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird
dieses Problem gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
beiden Wellen der Unwuchtantriebe zur Senkrechten auf die
Horizontalebene in Richtung der Hauptförderrichtung geneigt
angeordnet sind und daß durch mindestens einen nicht syn
chronen Betrieb der Unwuchten wenigstens zwei unter einem
spitzen Winkel zueinander verlaufende Hauptförderrichtungen
in der Rinne gegeben sind.
Mit der Erfindung ist es möglich, eine Förderrinne als eine
Art Sortierrinne zu benutzen und auszugestalten, derart,
daß je nach Einstellung des Schwingverhaltens der Material
strom in eine der Hauptförderrichtungen und bei Änderung
des Schwingverhaltens in die andere Hauptförderrichtung ge
leitet wird. Wird die Schwingrinne in drei Bereiche einge
teilt mit einem mittleren Bereich und davon im spitzen Win
kel abzweigenden äußeren Randbereichen kann eine Drei
fachsortierung vorgenommen werden.
Wird wenigstens ein Bereich als Siebeinrichtung ausgestal
tet, läßt sich auch die entsprechende Siebcharakteristik
den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. So kann durch Beein
flussung des Schwingwinkels die Vertikalbeschleunigung und
damit die Verweildauer des Siebgutes auf dem Sieb einge
stellt werden. Eine Veränderung des Schwingwinkels macht es
möglich, während des Siebens eine Optimierung der Aussie
bung zu erreichen. An dieser Stelle sei bemerkt, daß es
grundsätzlich aus der DE 41 06 443-A1 bei einer Vibrations
maschine bekannt ist, Unwuchtwellen im Winkel so zur Senk
rechten auf die Horizontalebene, z. B. an einem Vibrations
sieb, anzuordnen.
Aus der DE 41 16 632-A1 ist eine Sensorik zur Ermittlung
von Drehrichtungs- und Synchronisationsfehlern bekannt.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter
ansprüchen, wobei darauf hinzuweisen ist, daß aus "Wehr
mann, K.: Drehstrommotoren regeln, TR Nr. 23, 6. Juni 1978,
S. 5, 7", als Regelmöglichkeiten Spannungssteller und Fre
quenzumrichter bekannt sind; die Merkmale der Unteransprü
che stellen eine komfortable Regelungsmöglichkeit
bei einer Vorrichtung dar, die es möglich macht, unter
schiedliche Hauptförderrichtungen in einer Schwingförder
rinne zu erreichen und damit die Rinne als Trennrinne ein
zusetzen.
Es hat sich gezeigt, daß das Vorsehen zweier Unwuchtwellen
mit einem eigenen Motor das gestellte Problem in vorteil
hafter Weise lösen kann in Verbindung mit dem jeweiligen
Initiator zur Abtastung der Stellung der Unwuchtgewichte,
da die relative Position dieser Unwuchtgewichte zueinander
mittels Regelungen über die elektrische Spannung oder Fre
quenz des Drehstromes in Abhängigkeit der Impulse dieser
Initiatoren veränderbar ist, solange bis beide Unwuchtan
triebe in einer gewünschten Phasenlage synchron laufen.
Um in der Förderrichtung unabhängig sein zu können, d. h.
sowohl Vor- wie auch Rückwärtsförderungen zu ermöglichen,
ist es möglich, die beiden Unwuchtantriebe im Schwingförde
rer-Schwerpunktbereich im geringfügigen Abstand dazu zu be
treiben bzw. anzuordnen. Damit ist beispielsweise möglich,
eine verzögerte selbständige Synchronisation zu erreichen.
Um eine selbständig stabile Phasenlage zu erreichen, weisen
beide Antriebsmotoren gleiche Unwuchtgewichte auf, die
elektrischen Teile der Motoren weisen gleiche Eigenschaften
auf, wobei die Drehrichtung der Motoren entgegengesetzt
ist.
Ein nichtsynchroner Betrieb, wie z. B. direkt nach dem Ein
schalten der Motoren, erzeugt je nach Lage der Unwuchtan
triebe eine zusätzliche Schwingung des Schwingförderers
rechtwinklig zur eigentlichen Schwingrichtung, insbesondere
wenn, wie hier, der Schwingförderer in allen Richtungen
frei schwingbar gelagert ist. Durch die zusätzliche Schwin
gung ergibt sich eine Überlagerung an den Motoren, die eine
Wirkung derart hervorruft, daß das eine Unwuchtgewicht ei
nes Motors verzögert, das andere beschleunigt wird. Bei
Synchronisation verschwindet die oben erwähnte Zusatz
schwingung.
Zur Erzeugung einer in unterschiedlichen Winkeln gerichte
ten Förderrichtung in der Horizontalebene des Schwingförde
rers sind die Unwuchtantriebe mit geringfügig rückwärts zur
Senkrechten auf die Horizontalebene im Sinne der Hauptför
derrichtung geneigt liegenden Achsen derart der Förderrinne
zugeordnet, daß eine in der Horizontalebene liegende
Schwingung erzeugbar ist, wobei die Unwuchtantriebe zweck
mäßig neben der Förderrinne angeordnet werden.
Die Vorrichtung kann daher bei gleicher Bauweise für unter
schiedliche Einsatzzwecke und Verwendungen herangezogen
werden. So läßt sich eine Trennrinne ausgestalten, bei der
beispielsweise in vollautomatischen Gießerei-Betrieben
heißer Sand und Sandknollen von den Gußteilen getrennt wer
den sollen. Dabei ist es bekannt, die Schwingförderer mit
einem Siebboden auszurüsten, so daß während des Transportes
die Sandknollen zerstört werden, die anfallenden Sandknol
len zerrieben werden und gleichzeitig die heißen, in der
Regel noch empfindlichen Gußteile weitergefördert werden.
Dabei muß darauf geachtet werden, daß die Gußteile an sich
nur schwachen Schwingungen zur Vermeidung von Oberflächen
schäden ausgesetzt werden dürfen, während die Sandknollen
mit höherer Intensität zerrieben werden.
Es ist möglich, eine Trenncharakteristik, die im wesentli
chen durch den Schwingwinkel gegeben ist, optimal jedem
Gußprogramm anzupassen.
Wie schon weiter oben erwähnt, ist es möglich, eine rever
sive Schwingförderrinne zu schaffen, d. h. ein Fördermittel,
das in beiden Richtungen fördern kann.
Eine weitere Möglichkeit des Einsatzes besteht darin, eine
Förderrinne als eine Art Sortierrinne zu benutzen und aus
zugestalten, wenn die Unwuchtantriebe wirkmäßig neben der
Förderrinne angeordnet werden, derart, daß bei einer Stel
lung des Schwingverhaltens der Mittelbereich vom geförder
ten Gut durchlaufen wird, während, je nach Stellung der Un
wuchten, erreichbar ist, daß einmal zum linken oder zum
rechten Randbereich gefördert wird, so daß dort weitere Ab
gabeelemente vorgesehen sein können.
Schließlich kann die Vorrichtung auch als Siebeinrichtung
eingesetzt werden, da eine entsprechende Sieb-Charakteri
stik den jeweiligen Bedürfnissen anpaßbar ist. So kann
durch Beeinflussen des Schwingwinkels die Vertikalbeschleu
nigung und damit die Verweildauer des Siebgutes auf dem
Sieb eingestellt werden. Eine Veränderung des Schwingwin
kels macht es möglich, während des Siebens eine Optimierung
der Aussiebung zu erreichen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in den
Fig. 1 bis 3 Aufsichten auf vereinfacht wiedergegebene
Schwingförderer mit seitlichen angeordne
ten Unwuchtwellen sowie in
Fig. 1a eine vereinfachte Seitenansicht gemäß Pfeil
I in Fig. 1.
Ein allgemein mit 1 bezeichneter Schwingförderer weist zwei
Unwuchten 2 und 3 mit zugeordneten Elektromotoren 4 und 5
auf, die in den Figuren nur vereinfacht wiedergegeben sind.
Der Schwingförderer 1 ist in allen Richtungen bewegbar über
Federstützen 6 gelagert. Dies ist in Fig. 1a angedeutet.
Die Unwuchten 2 bzw. 3 sind an den Elektromotoren 4 bzw. 5
mittels Unwuchtwellen 2a und 3a gelagert, denen, wiederum
vereinfacht dargestellt, Sensoren bzw. Initiatoren 7 zuge
ordnet sind, die die Position der jeweiligen Unwucht 2 bzw.
3 ermitteln können.
Der Schwingförderer 1 weist eine Aufgabeseite und drei
Abgaberinnen 14, 15 und 16 auf. Die Unwuchten 2 und 3 mit
ihren Unwuchtwellen 2a und 3a sowie den Sensoren 7 sind
seitlich neben dem Schwingförderer 1 angeordnet, und zwar
in einem leicht schräg geneigten Sinne, wie sich dies aus
Fig. 1a ergibt.
Befinden sich die Unwuchtgewichte 2 und 3 in der in Fig. 1
wiedergegebenen Position, ergibt sich die dort wiederge
gebene Schwingrichtung, d. h. ein auf der Aufgabeseite 13
aufgegebenes Gut wird durch die mittlere Abgaberinne 15 ge
führt.
Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Position der Unwuchtge
wichte 2 und 3 ergibt sich eine in der Zeichenebene leicht
nach oben rechts weisende Förderrichtung, d. h. die Rinne 14
wird beaufschlagt, während sich bei der Position der Un
wuchtgewichte 2 und 3 gemäß Fig. 3 eine Förderrichtung nach
rechts unten ergibt, was jeweils in den Figuren eingezeich
net ist.
In Fig. 2 ist punktiert angedeutet, daß Unwuchtantriebe
auch unterhalb einer derartigen Selektierrinne angeordnet
sein können, die beiden Unwuchtgewichte sind dort mit 2′
und 3′ bezeichnet.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist dabei im wesentlichen
die folgende:
Der auf den Federn 6 gelagerte Schwingförderer wird durch die Unwuchtwellen in Schwingung versetzt, wobei die Senso ren 7 immer dann, wenn sie von den Unwuchtgewichten 2 und 3 überdeckt werden, ein Signal an die Steuerelektronik 12 ab geben. Dabei werden die Unwuchtantriebe gegenläufig betrie ben, wie sich dies aus den kleinen Pfeilen in den Fig. 1 bis 3 ergibt.
Der auf den Federn 6 gelagerte Schwingförderer wird durch die Unwuchtwellen in Schwingung versetzt, wobei die Senso ren 7 immer dann, wenn sie von den Unwuchtgewichten 2 und 3 überdeckt werden, ein Signal an die Steuerelektronik 12 ab geben. Dabei werden die Unwuchtantriebe gegenläufig betrie ben, wie sich dies aus den kleinen Pfeilen in den Fig. 1 bis 3 ergibt.
Erfolgt keine Phasenregelung, laufen die Unwuchten nach ei
ner Anlaufzeit synchron um, die Schwingrichtung ist dann
parallel zur Verbindungsgeraden des resultierenden Kraftan
griffspunktes der beiden Unwuchtantriebe zum Schwerpunkt
der Schwingförderrinne, derart, daß sich keine Förderung
ergibt.
Wird beispielsweise der eine Antrieb 4 über einen Frequenz
umrichter beeinflußt, während der andere Antrieb 5 unmit
telbar am Netz läuft, ergibt sich ein anderes Bild. Eilt
z. B. der Unwuchtantrieb 5 dem Antrieb 4 z. B. voraus, wie
sich aus Fig. 2 ergibt, war sich beispielsweise durch eine
etwas niedrigere Frequenz erreichen läßt, ergibt sich eine
in Fig. 2 dargestellte Förderrichtung. Natürlich wäre es
auch möglich, die Spannung des Unwuchtantriebes durch einen
Spannungssteller etwas zu reduzieren.
Um eine Stabilität der Phasenlage zu erreichen, werden die
Signale der Sensoren 7 eingesetzt, um mit Hilfe eines Re
gelalgorithmus die Frequenz des Frequenzumformers so an
zupassen, daß die Phasenlage stabil bleibt, insbesondere
dann, wenn eine einseitige Belastung des Schwingförderers
1, z. B. mit einem schweren Gußteil, die Phasenlage verän
dern will.
In Fig. 3 ist dargestellt, daß der Unwuchtantrieb 4 dem Un
wuchtantrieb 5 vorauseilt. Hier ergibt sich eine Änderung
der Förderrichtung. Die elektronische Steuerungseinrichtung
12 stellt sicher, daß beide Unwuchtantriebe mit der glei
chen Frequenz umlaufen, wobei zur Messung der Impulse die
Sensoren 7 eingesetzt werden. Durch geringfügiges Verändern
der Frequenz des Frequenzumrichters kann vom elektronischen
Regler jede gewünschte Phasenlage eingestellt werden.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Einstellung des Schwingverhaltens einer
Schwingförderrinne (1), die von zwei von je einem Elektro
motor (4, 5) gegenläufig angetriebenen Wellen (2a, 3a) mit
Unwuchten (2, 3) beeinflußt wird, die von einer elektroni
schen Steuereinheit über die Antriebsleistung der Antriebs
motoren (4, 5) zueinander einzustellen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Wellen (2a, 3a) der Unwuchtantriebe (2, 3) zur
Senkrechten auf die Horizontalebene in Richtung der Haupt
förderrichtung geneigt angeordnet sind und daß durch min
destens einen nicht synchronen Betrieb der Unwuchten wenig
stens zwei unter einem spitzen Winkel zueinander verlau
fende Hauptförderrichtungen in der Rinne gegeben sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beeinflussung der Arbeitsleistung über die Spannung
insbesondere ein Spannungssteller und/oder über die Frequenz
insbesondere ein Frequenzumrichter bei einem Drehstrom-Syn
chronmotor vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet
daß zur Ermittlung der Stellung der Unwuchten (2, 3) über
jeder Welle zugeordnete Sensoren (7) vorgesehen sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: JOEST GMBH & CO. KG, 48249 DUELMEN, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |