EP0358632B1 - Screening device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Rahmensystemen, mit jedem System zugeordneten Roststäben, die paarweise ineinandergreifen und durch an ihnen befestigte, den Abstand zwischen den Stäben überbrückende, flexible Siebelemente verbunden sind, welche durch die mittels einer ausschließlich an den beiden Systemen gelagerten und durch einen Antrieb in Drehung gesetzte Exzenterwelle bewirkten Relativbewegung der beiden Systeme gespannt und entspannt werden.The invention relates to a sieve device with at least two frame systems which can be moved relative to one another, with grate bars assigned to each system, which engage in pairs and are connected by flexible sieve elements which are attached to them and bridge the distance between the bars and which are connected by means of a means exclusively to the two systems stored and caused by a drive in rotation eccentric shaft relative movement of the two systems can be tensioned and relaxed.

Eine solche Siebvorrichtung ist in der deutschen Patentschrift Nr. 1 206 372 beschrieben. Die Exzenterwelle ist hiebei in der Mitte der Sieblänge angeordnet und die beiden Systeme sind durch Federn gegeneinander stabilisiert. Diese bekannte Vorrichtung erfüllt jedoch nicht die in sie gesetzten Erwartungen.Such a screening device is described in German Patent No. 1 206 372. The eccentric shaft is arranged in the middle of the screen length and the two systems are stabilized against each other by springs. However, this known device does not meet the expectations placed on it.

Durch die DE-A-32 14943 ist ein Vibrationssieb bekannt geworden, bei dem ein mindestens einen Siebboden enthaltender und an seinen Enden elastisch gelagerter Kasten im Bereich eines seiner Schwingmittelpunkte mit einem Schwingerreger in Gestalt einer in der Längsmittelebene des Kastens angeordneten und mit einer Unwucht versehenen Welle verbunden ist.From DE-A-32 14943 a vibrating sieve has become known in which a box containing at least one sieve bottom and elastically supported at its ends in the area of one of its oscillation centers with a vibrator in the form of an arranged in the longitudinal center plane of the box and provided with an imbalance Shaft is connected.

Dadurch wird ein ungleichmäßiges Vibrationsfeld sowohl quer als auch der Länge nach geschaffen, das eine intensive Auflockerung der Siebgutschicht bewirkt. Diese Bauart läßt sich jedoch nicht auf die eingangs erwähnte Siebvorrichtung übertragen, bei der zwei gegeneinander schwingende Rahmen vorgesehen sind, deren Roststäbe mittels flexibler Siebelemente miteinander verbunden sind.This creates an uneven vibration field, both across and lengthwise, which causes an intensive loosening of the screenings layer. However, this type of construction cannot be transferred to the screening device mentioned at the outset, in which two frames which swing against one another are provided, the grate bars of which are connected to one another by means of flexible screening elements.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Siebvorrichtung, die im Aufbau einfach, im Betrieb billig ist und eine hohe Standzeit aufweist. Vor allem soll sie jedoch gute Siebleistungen erbringen. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Siebvorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß die Exzenterwelle an einem Ende der beiden Systeme angeordnet ist und diese am anderen Ende oder im Abstand von diesem mittels eines Elements, das eine im wesentlichen lineare Relativbewegung der beiden Systeme zueinander gewährleistet, wie Lenker, Schubgummiblöcke und dgl., miteinander verbunden sind.The invention aims to provide a screening device which is simple in construction, inexpensive to operate and has a long service life. Above all, however, it should perform well. According to the invention this is achieved in a screening device of the type mentioned in the introduction in that the eccentric shaft is arranged at one end of the two systems and this at the other end or at a distance therefrom by means of an element which ensures an essentially linear relative movement of the two systems to one another, such as handlebars , Pushing rubber blocks and the like, are connected to one another.

Wird die Exzenterwelle am siebgutaufgabeseitigen Ende angeordnet, so wird durch die Lenker- bzw. lenkerartige Verbindung erreicht, daß die Systeme am Anfang Kreisschwingungen ausführen, die allmählich die Form von Ellipsen und im Bereich der Lenker die Gestalt eines flachen Kreisbogens oder einer Geraden annehmen. Die erwünschte Abnahme der Schwingungswirkung wird bei der erfindungsgemäßen Bauart ohne weiteres Dazutun erreicht. Dadurch ergibt sich auch die Vermeidung überflüssiger Antriebsenergie, so daß ein hoher Leistungswirkungsgrad erreicht wird.If the eccentric shaft is arranged at the end of the material feed side, the handlebar or handlebar-like connection ensures that the systems initially perform circular vibrations which gradually take the form of ellipses and in the area of the handlebars take the form of a flat circular arc or a straight line. The desired decrease in the vibration effect is achieved in the design according to the invention without further assistance. This also results in the avoidance of unnecessary drive energy, so that a high level of efficiency is achieved.

Werden die Lenker od. dgl. der Exzenterwelle nähergerückt, so beschreiben die Rahmensysteme auf der Siebgutabgabeseite wieder elliptisch verlaufende Schwingungen, was bei bestimmtem Siebgut erwünscht sein kann.If the handlebars or the like are moved closer to the eccentric shaft, the frame systems on the screen material discharge side again describe elliptical vibrations, which may be desirable for certain screen material.

Besonders günstig ist es, wenn die Lenker oder dergleichen im Bereich des Beschleunigungspols des Schwingungssystems angeordnet werden. In den meisten Fällen kann der Abstand zwischen Exzenterwelle und den Lenkern oder dergleichen etwa 60 - 80 % der Sieblänge betragen.It is particularly expedient if the links or the like are arranged in the region of the acceleration pole of the vibration system. In most cases, the distance between the eccentric shaft and the handlebars or the like can be about 60-80% of the screen length.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigen Fig. 1 die Siebvorrichtung in Seitenansicht und teilweise geschnitten, Fig. 2 einen Querschnitt, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 4 einen Körper, an den eine Kraft exzentrisch angreift.In the drawing, the subject matter of the invention is shown in an exemplary embodiment. 1 shows the screening device in a side view and partially in section, FIG. 2 shows a cross section, FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1 and FIG. 4 shows a body to which a force acts eccentrically.

Die Siebvorrichtung weist ein erstes Rahmensystem 1 auf, das über Federelemente 2 sich am nicht dargestellten Fundament oder Maschinenrahmen abstützt. Eine Exzenterwelle 3 ist mittels der Lager 4 im Rahmensystem 1 und ihre Exzenter 5 in Lagern 6 geführt, die mit dem zweiten Rahmensystem 7 verbunden sind. Gemäß Fig. 2 ist das Rahmensystem 7 mit Roststäben 8 verbunden, die eine Öffnung 9 im Rahmensystem 1 durchsetzen und am Steg des Rahmens 7 angeschraubt sind. Die Öffnung 9 ist innen mittels einer Scheibe 10, welche sich mit dem System 7 mitbewegt, abgedeckt.The screening device has a first frame system 1, which is supported by spring elements 2 on the foundation or machine frame, not shown. An eccentric shaft 3 is by means of the bearings 4 in the frame system 1 and their Eccentric 5 guided in bearings 6, which are connected to the second frame system 7. 2, the frame system 7 is connected to grate bars 8 which pass through an opening 9 in the frame system 1 and are screwed to the web of the frame 7. The opening 9 is covered on the inside by means of a disk 10 which moves with the system 7.

Wie aus Fig. 2 unten hervorgeht, ist auch der Rahmen 1 mit Roststäben 11 verschraubt, wobei sich die Roststäbe 8 und 11 abwechseln.As can be seen from FIG. 2 below, the frame 1 is also screwed to the grate bars 11, the grate bars 8 and 11 alternating.

Am siebgutabgabeseitigen Ende sind die beiden Systeme 1 und 7 mittels Federlenker 12 miteinander verbunden. Durch die von der Exzenterwelle hervorgerufene Schwingung der beiden Systeme zueinander werden die Siebelemente 13 zwischen den Roststäben 8 und 11 abwechselnd gespannt und entspannt. Die gegenseitige Relativbewegung in der Längsrichtung der Siebelemente 13 beträgt 2e, wenn e das Maß der Exzentrizität der Welle 3 ist.At the end of the material discharge side, the two systems 1 and 7 are connected to one another by means of spring links 12. Due to the vibration of the two systems to one another caused by the eccentric shaft, the screen elements 13 are alternately tensioned and relaxed between the grate bars 8 and 11. The mutual relative movement in the longitudinal direction of the screen elements 13 is 2e if e is the measure of the eccentricity of the shaft 3.

Durch die Anordnung eines Gewichtes 14 auf der Exzenterwelle 3 kann das Ausmaß der Schwingbewegung des Systems 1 im Bereich der Exzenterwelle günstig beeinflußt werden. So kann z.B. erreicht werden, daß das System nahezu ausschließlich parallel zur Siebfläche schwingt, wobei die Amplitude zur Selbstreinigung des Systems 1 hinreicht.By arranging a weight 14 on the eccentric shaft 3, the extent of the oscillating movement of the system 1 in the region of the eccentric shaft can be influenced favorably. For example, can be achieved that the system vibrates almost exclusively parallel to the screen surface, the amplitude being sufficient for self-cleaning of the system 1.

Die Erfindung kann noch eine weitere Ausgestaltung erfahren, deren physikalische Grundlage an Hand der Fig. 4 erläutert wird.
In Fig. 4 ist ein Körper K dargestellt, dessen Schwerpunkt P_o ist. An einem Punkt P_F greit die Kraft F an, wodurch dem Körper K eine Tangentialbeschleunigung a_t und eine Winkelbeschleunigung α um den Schwerpunkt P_o erteilt wird.The invention can have yet another embodiment, the physical basis of which is explained with reference to FIG. 4.
4 shows a body K whose center of gravity is P _o . The force _F starts at a point P _F , whereby the body K is given a tangential acceleration a _t and an angular acceleration α around the center of gravity P _o .

Es ergibt sich folgende Berechnung für die beiden Beschleunigungen in einem beliebigen Massenpunkt P₁: $${\text{a}}_{\text{n}}\text{= α·r α =}\frac{\text{M}}{\text{J₀}}\text{ M = F·S}$$

$${\text{a}}_{\text{n}}\text{=}\frac{\text{F·S}}{\text{J₀}}\text{r}$$

$${\text{a}}_{\text{t}}\text{=}\frac{\text{F}}{\text{m}}$$

Hiebei bedeuten:

r =

Abstand des Massenpunktes P₁ vom Schwerpunkt P_o

M =

das von der Kraft F hervorgerufene Drehmoment um den Schwerpunkt P_o.

s =

Abstand der Kraft F vom Schwerpunkt P_o

J_o =

Massenträgheitsmoment des Körpers K, bezogen auf den Schwerpunkt P_o

m =

Masse des Körpers K

Die Tangentialbeschleunigung a_t ist für alle Massepunkte des Körpers K gleich groß und gleichgerichtet.The following calculation results for the two accelerations at an arbitrary mass point P 1: $${\text{a}}_{\text{n}}\text{= α · r α =}\frac{\text{M}}{\text{J₀}}\text{M = F · S}$$

$${\text{a}}_{\text{n}}\text{=}\frac{\text{F · S}}{\text{J₀}}\text{r}$$

$${\text{a}}_{\text{t}}\text{=}\frac{\text{F}}{\text{m}}$$

Hiebei mean:

r =

Distance of the mass point P₁ from the center of gravity P _o

M =

the torque caused by the force F around the center of gravity P _o .

s =

Distance of the force F from the center of gravity P _o

J _o =

Mass moment of inertia of the body K, based on the center of gravity P _o

m =

Body mass K

The tangential acceleration a _t is of the same size and the same direction for all mass points of the body K.

Die Normalbeschleunigung der Massenpunkte wächst mit dem Abstand vom Schwerpunkt P_o und steht senkrecht auf die Verbindungslinie Schwerpunkt P_o - Massenpunkt. Sie ist für die Massenpunkte, welche in einer zur Kraft F senkrechten und durch den Schwerpunkt P_o gehenden Ebene E liegen, parallel zur Tangentialbeschleunigung a_t. Links vom Schwerpunkt P_o ist die Normalbeschleunigung gleichgerichtet und rechts davon entgegengerichtet der Tangentialbeschleunigung.The normal acceleration of the mass points increases with the distance from the center of gravity P _o and is perpendicular to the connecting line center of gravity P _o - mass point. For the mass points, which lie in a plane E perpendicular to the force F and passing through the center of gravity P _o , it is parallel to the tangential acceleration a _t . To the left of the center of gravity P _o the normal acceleration is rectified and to the right of it the tangential acceleration.

Es gibt daher in der Ebene E eine Stelle, an der die Tangentialbeschleunigung und die Normalbeschleunigung sich aufheben. An dieser Stelle liegt der Beschleunigungspol P_B. Sein Abstand vom Schwerpunkt P_o ist X: $$\frac{\text{F·S}}{\text{J₀}}\text{X =}\frac{\text{F}}{\text{m}}$$

$$\text{X =}\frac{\text{J₀}}{\text{ms}}$$

Handelt es sich um einen gestreckten Körper mit konstantem Querschnitt und der Länge l, so ist $${\text{J}}_{\text{o}}\text{= m}\frac{\text{ℓ²}}{\text{12}}$$

Ist der Abstand der Kraft F vom Schwerpunkt $${\text{P}}_{\text{o}}\text{S =}\frac{\text{l}}{\text{2}}$$

so ist $$\text{X =}\frac{\text{l}}{\text{6}}$$

There is therefore a point in plane E where the tangential acceleration and the normal acceleration cancel each other out. The acceleration pole P _B is located at this point. Its distance from the center of gravity P _o is X: $$\frac{\text{F · S}}{\text{J₀}}\text{X =}\frac{\text{F}}{\text{m}}$$

$$\text{X =}\frac{\text{J₀}}{\text{ms}}$$

If it is an elongated body with a constant cross-section and length l, then $${\text{J}}_{\text{O}}\text{= m}\frac{\text{ℓ²}}{\text{12th}}$$

Is the distance of the force F from the center of gravity $${\text{P}}_{\text{O}}\text{S =}\frac{\text{l}}{\text{2nd}}$$

so is $$\text{X =}\frac{\text{l}}{\text{6}}$$

Werden die Lenker 12 oder dergleichen im Bereich des Beschleunigungspols angeordnet, so entfallen auf den Antrieb dämpfend wirkende Rückstellkräfte, wodurch die erforderliche Antriebsleistung verringert wird. Von der Aufgabeseite des Siebes bis zum Beschleunigungspol wirkt das System beschleunigend auf das Siebgut. Vom Beschleunigungspol bis zum Siebende tritt eine zunehmende Verzögerung des Siebgutes auf, sodaß sich für die Aussiebung der Grenzkörner eine längere Verweilzeit auf dem Sieb und somit eine bessere Aussiebung in diesem Korngrößenbereich ergibt.If the handlebars 12 or the like are arranged in the region of the acceleration pole, restoring forces acting damping on the drive are eliminated, as a result of which the required drive power is reduced. From the feed side of the screen to the acceleration pole, the system has an accelerating effect on the screened material. From the acceleration pole to the end of the sieve there is an increasing delay of the material to be sieved, so that there is a longer dwell time on the sieve for the sieving of the boundary grains and thus a better sieving in this grain size range.

In die Ermittlung des Beschleunigungspoles kann auch die Masse des auf dem Sieb befindlichen Siebgutes berücksichtigt werden, indem in die Berechnung des Massenträgheitsmomentes um den gemeinsamen Schwerpunkt die Siebgutmasse einbezogen wird.The mass of the material to be sieved on the sieve can also be taken into account in the determination of the acceleration pole by including the mass of the material to be sieved in the calculation of the moment of inertia around the common center of gravity.

Claims (5)

1. A screening device having at least two frame systems (1, 7) movable relative to one another, with grate bars (8, 11) associated with each system, which engage in one another in pairs and which are connected by flexible screening elements (13) which are secured to the grate bars, span the gap between the bars and are tightened and slackened by the relative movement of the two systems brought about by means of an eccentric shaft (3) mounted exclusively on the two systems and caused to rotate by a drive unit, characterised in that the eccentric shaft (3) is disposed at one end of the two systems (1, 7) and the latter are connected with one another at the other end or at a distance therefrom by means of a member (12) which ensures a substantially linear relative movement of the two systems with respect to one another, such as control rods, rubber thrust blocks etc.
2. A screening device according to Claim 1, characterised in that the eccentric shaft (3) is disposed at the end on the delivery side of the material being screened.
3. A screening device according to Claim 1 or 2, characterised in that the eccentric shaft (3) is provided with a counterweight (14).
4. A screening device according to Claim 1, 2 or 3, characterised in that the distance between the eccentric shaft (3) and the member (12), which ensures a substantially linear relative movement of the two vibrating systems (1, 7), with respect to one another, corresponds approximately to the distance of the acceleration pole (P_B) of the systems from the eccentric shaft.
5. A screening device according to Claim 4, characterised in that the distance is 20% to 40% smaller than the screen length.

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