EP0823291A2 - Schwingungsantrieb für eine Siebmaschine - Google Patents

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EP0823291A2
EP0823291A2 EP97113308A EP97113308A EP0823291A2 EP 0823291 A2 EP0823291 A2 EP 0823291A2 EP 97113308 A EP97113308 A EP 97113308A EP 97113308 A EP97113308 A EP 97113308A EP 0823291 A2 EP0823291 A2 EP 0823291A2
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belts
vibration
shafts
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vibration drive
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Klaus Bleh
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Svedala GfA Aufbereitungs Maschinen GmbH and Co KG
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Svedala GfA Aufbereitungs Maschinen GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/166—Where the phase-angle of masses mounted on counter-rotating shafts can be varied, e.g. variation of the vibration phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/42—Drive mechanisms, regulating or controlling devices, or balancing devices, specially adapted for screens

Definitions

  • the present invention relates to a screening machine for dewatering and / or classifying granular substances such as gravel, Coal or ore, with a sieve frame attached to a machine frame is held, and with an elliptical vibration drive with two eccentric shafts that have different imbalances have and the synchronous and counter-rotating by means of the drive are driven.
  • a screening machine with these features is from the publication "Screening machines with elliptical vibration and dynamic Drive ", preparation technology No. 7/1982, pages 367 to 372, known that a linear drive for dewatering and classifying of gravel, sand and the like. With this machine the masses producing the unbalance sit on two shafts. This Eccentric shafts are at an angle of 40 ° to 50 ° to the main direction of vibration arranged and synchronized via gear transmission. The main range can be the same or unequal masses in their linear or elliptical form and change size.
  • the main disadvantage of this known Embodiment is that very synchronous hammer in high tooth flank forces in positive and negative direction, which affects the smoothness and also a increased temperature occurs in the gearbox. Another essential one The disadvantage is that an expensive special gear is used is, its susceptibility to failure and failure rate very is high. When changing the eccentric shaft distance is above another gearbox is necessary.
  • DE-23 56 542 B2 describes a screening machine with a three-shaft drive known in which the main swing direction by the axis of the third, centrally arranged shaft runs.
  • the invention has for its object a vibration drive of the type mentioned in such a way that in compliance a low overall height of the machine Vibration patterns set and the direction of vibration changed can be, in particular also operating noise and temperatures can be reduced.
  • immediate proximity means that the Resultant of the mass forces of the unbalance so close to the center of mass the sieving machine attacks that by the deviation caused seesaws of the screening machine their own damping does not exceed.
  • An advantageous embodiment is that the mass forces the unbalance are adjustable.
  • eccentric shafts by means of V-belts or timing belts can be synchronized.
  • V-belts or timing belts fixed to a motor console between the motors are also proposed.
  • An advantageous embodiment provides that the eccentric shafts are driven by countershaft, the belt between the countershafts are attached.
  • the invention has the particular advantage that the synchronization forces close to the belts or electrical components Are zero so that the drive does not flutter. Another The main advantage is that after starting the smaller motor can be switched off and the remaining forces the smaller unbalanced masses are taken over by the large motor, which results in an energy saving. Such energy saving also results from the reduced temperatures and running noise.
  • the center distance of the eccentric shafts changes no new drive parts (e.g. gearbox) are required, the drive is also simplified overall by no additional drive units or a turbo coupling required are.
  • the straps used cause by their Spring action damping. Pollution, such as can be avoided by oil leakage.
  • the vibration drive shown in Figures 1 to 3 is on a sieving machine with a sieve box 1, sieve covers 2 and elastic bearings 3 attached.
  • the actual vibration drive consists of two imbalances 7, 8, the unbalanced shafts or eccentric shafts 14, 15 am Sieve box 1 are stored.
  • the drive of these eccentric shafts 14, 15 takes place via cardan shafts 5, 6, that of motors 9, 10 are driven on a stationary engine console are supported.
  • the cardan shafts 5, 6 and thus also the eccentric shafts 14, 15 are synchronized, using synchronous waves 11, the belts 12, 13 with the motor drives 9, 10 are connected.
  • the engine console 20 is on an engine stand 4 arranged. Furthermore, an eccentric shaft sits on both sides 14 or 15 an unbalance 7 or 8.
  • the eccentric shafts 14, 15 as close as possible to the center of mass 16 of the screening machine are arranged.
  • the unbalances 7 and 8 continue to rotate opposite and it results from the force diagram a swinging movement of the screen box according to the illustrated Ellipse (Fig. 1 and 5), the main swing direction 18 coincides with the longitudinal axis 19 of the ellipse 21.
  • the connecting line through the center of the eccentric shafts 14, 15 is the Zero line 17, where in addition the resultant of the mass vibratory forces is the least.
  • the angle ⁇ between them Line 17 and line 18 is preferably 90 °, being still satisfactory results in the range up to 60 ° can be achieved.
  • the unbalances 7, 8 are on the Zero line 17, i.e. the line connecting the axes of the eccentric shafts 14, 15, facing each other, i.e. against each other by 180 ° twisted so that no angular accelerations or Angular delays of the unbalanced masses occur.
  • the synchronization takes place of the two cardan shafts 5, 6 via a single one Synchronizer shaft 11 and a single belt 12 of the motors 9, 10 and the synchronous shaft 11 connects.
  • FIG. 5 shows the force diagram.
  • the two dashed circles symbolize the circumferential unbalance 8 or 7, with the unbalance 7 shown in two dimensions is, namely as a smaller unbalance 7 and dash-dotted as greater unbalance 7 '. Accordingly, there is a Ellipse 21 or an ellipse 21 'for the larger unbalance 7'.
  • the resultant can be calculated using the parallelogram of forces generate whose locus is the ellipse 21.
  • Some points of the Unbalance positions are shown, namely points 0 to 6 or 0 'to 6'. From the illustration it can easily be seen that the angle between the large ellipse axis 19 and the zero line 17 is 90 °.
  • the mass forces can be changed by changing the unbalance set the required shape, as well as the angular position Main vibration direction 18, either manually or electrically.
  • the synchronization of the two eccentric shafts 14, 15 can also through an electrical synchronization synchronization control respectively.
  • the eccentric shafts 14, 15 can also be provided with a countershaft drive, with the appropriate drive belts then are attached between the countershafts.

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Abstract

Der Schwingungsantrieb dient für eine Siebmaschine zum Entwässern und/oder Klassieren von körnigen Stoffen, wobei die Siebmaschine mindestens einen an einem Siebkasten 1 gehaltenen Siebbelag 2 aufweist, der mit einem zwei Exzenterwellen besitzenden Antrieb versehen ist, die synchron und gegenläufig angetrieben sind und unterschiedliche Unwuchten 7, 8 besitzen. Die Exzenterwellen sind möglichst nahe dem Massenschwerpunkt 16 der Siebmaschine angeordnet. Der Winkel der Massenkräfte der Unwuchten 7, 8 der Exzenterwellen schließt mit der Hauptschwingrichtung 18, d.h. der großen Achse 19 der Ellipsenschwingung als Resultierende der Fliehkräfte einen Winkel von 60° bis 90°, vorzugsweise 90 ° ein und zwar bezogen auf die Nullinie 17, d.h. die Verbindungslinie der Exzenterwellen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siebmaschine zum Entwässern und/oder Klassieren von körnigen Stoffen wie Kies, Kohle oder Erz, mit einem Siebrahmen, der an einem Maschinengestell gehalten ist, und mit einem elliptischen Schwingungsantrieb mit zwei Exzenterwellen, die unterschiedliche Unwuchten aufweisen und die synchron und gegenläufig mittels des Antriebs angetrieben werden.
Eine Siebmaschine mit diesen Merkmalen ist aus der Druckschrift "Siebmaschinen mit elliptischer Schwingung und dynamischem Antrieb", Aufbereitungs-Technik Nr. 7/1982, Seiten 367 bis 372, bekannt, die einen Linearantrieb zum Entwässern und Klassieren von Kies, Sand und dergleichen aufweist. Bei dieser Maschine sitzen an zwei Wellen die Unwucht erzeugenden Massen. Diese Exzenterwellen sind in einem Winkel von 40° bis 50° zur Hauptschwingungsrichtung angeordnet und über Zahnradgetriebe synchronisiert. Dabei läßt sich die Hauptschwingweite bei gleichen oder ungleichen Massen in ihrer linearen oder elliptischen Form und Größe verändern. Der wesentlichste Nachteil dieser bekannten Ausführungsform besteht darin, daß beim Synchronlauf sehr hohe Zahnflankenkräfte in positiver und negativer Richtung einhämmern, wodurch die Laufruhe beeinträchtigt ist und auch eine erhöhte Temperatur im Getriebe auftritt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß ein teures Sondergetriebe gebraucht wird, dessen Störanfälligkeit und Ausfallquote sehr hoch ist. Beim Verändern des Exzenterwellenabstandes ist darüber hinaus ein anderes Getriebe notwendig.
Aus der DE-26 30 458 A1 oder der DE-78 11 967 U1 ist weiterhin ein antreibbares Vibrationsgetriebe bekannt, bei dem ein Getriebekasten oberhalb des Siebkastens auf die Seitenwände und eine Traverse aufgeschraubt ist. Über eine mittlere Welle werden zwei seitliche Unwuchtgetriebe angetrieben, die in der Lage verbleiben, in der sie im Getriebe angeordnet sind. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Ausführungsform besteht darin, daß der Antrieb extrem außerhalb des Schwerpunktes des Siebkastens angebracht wird und sich dadurch sehr hohe Bauhöhen der Maschine ergeben. In beiden bekannten Siebmaschinen befinden sich die Unwuchten, bezogen auf die radiale Verbindungslinie der Exzenterwellen, nicht einander gegenüber, sondern zueinander um einen Winkel von weniger als 180° versetzt.
Aus der DE-23 56 542 B2 ist eine Siebmaschine mit einem Drei-Wellen-Antrieb bekannt, bei der die Hauptschwingrichtung durch die Achse der dritten, mittig angeordneten Welle verläuft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsantrieb der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Einhaltung einer geringen Bauhöhe der Maschine verschiedene Schwingungsbilder eingestellt und die Schwingrichtung verändert werden kann, wobei insbesondere auch Betriebsgeräusche und Temperaturen vermindert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Siebmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Unter dem Begriff "unmittelbare Nähe" ist zu verstehen, daß die Resultierende der Massenkräfte der Unwuchten so nahe am Massenschwerpunkt der Siebmaschine angreift, daß das durch die Abweichung hervorgerufene Wippen der Siebmaschine deren Eigendämpfung nicht übersteigt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Massenkräfte der Unwuchten einstellbar sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Exzenterwellen mittels Keil- oder Zahnriemen synchronisierbar sind.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Keil- oder Zahnriemen an einer Motorkonsole stationär zwischen den Motoren angebracht sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Exzenterwellen über Vorgelege angetrieben sind, wobei die Riemen zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Synchronisation über eine elektrische Synchronisationsgleichlaufsteuerung erfolgt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Schwingrichtung und Form der Unwuchtmasse in Größe und Winkellage zur Hauptschwingrichtung durch manuelle oder elektrische Verstellung von einer oder beiden Exzenterwellen veränderbar ist.
Schließlich ist es vorteilhaft, daß an der Motorkonsole eine oder zwei Synchronwellen gelagert sind, über die die Gelenkwellen der Motoren mittels der Riemen verbunden sind.
Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daß die Synchronisationskräfte auf die Riemen oder elektrischen Bauteile nahe Null sind, so daß ein Flattern des Antriebes entfällt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß nach dem Anfahren der kleinere Motor ausgeschaltet werden kann und die Restkräfte der kleineren Unwuchtmassen vom großen Motor übernommen werden, woraus sich eine Energieeinsparung ergibt. Eine solche Energieeinsparung ergibt sich auch durch die verminderten Temperaturen und Laufgeräusche. Bei einer Achsabstandsänderung der Exzenterwellen sind keine neuen Antriebsteile (z.B. Getriebe) erforderlich, wobei auch der Antrieb insgesamt vereinfacht ist, indem keine zusätzlichen Antriebsaggregate oder eine Turbokupplung erforderlich sind. Die verwendeten Riemen bewirken durch ihre Federwirkung eine Dämpfung. Umweltverschmutzungen, wie beispielsweise durch Ölaustritt lassen sich vermeiden.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen,
Fig. 1
eine Siebmaschine mit einem Schwingungsantrieb nach der Erfindung im Aufriß bei einer Stellung der Unwuchten in Richtung der kleinen Ellipsenachse nach dem Kräftediagramm,
Fig. 2
eine Seitenansicht von Fig. 1,
Fig. 3
eine Ansicht der Motorkonsole mit den verschiedenen Antriebsaggregaten gemäß Fig. 1,
Fig. 4
eine entsprechende Ansicht der Motorkonsole gemäß einer weiteren Ausführungsform für die Antriebsaggregate, und
Fig. 5
das Kräftediagramm für den dargestellten Schwingungsantrieb.
Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Schwingungsantrieb ist an einer Siebmaschine mit einem Siebkasten 1, Siebbelegen 2 und elastischen Lagerungen 3 angebracht.
Der eigentliche Schwingungsantrieb besteht aus zwei Unwuchten 7, 8, die über Unwuchtwellen oder Exzenterwellen 14, 15 am Siebkasten 1 gelagert sind. Der Antrieb dieser Exzenterwellen 14, 15 erfolgt über Gelenkwellen 5, 6, die von Motoren 9, 10 angetrieben werden, die an einer stationären Motorkonsole gehaltert sind. Die Gelenkwellen 5, 6 und damit auch die Exzenterwellen 14, 15 werden synchronisiert, und zwar über Synchronwellen 11, die über Riemen 12, 13 mit den Motorantrieben 9, 10 verbunden sind. Die Motorkonsole 20 ist auf einem Motorständer 4 angeordnet. Weiterhin sitzen zu beiden Seiten einer Exzenterwelle 14 bzw. 15 eine Unwucht 7 bzw. 8.
Für die Erfindung ist es wesentlich, daß die Exzenterwellen 14, 15 möglichst nahe dem Massenschwerpunkt 16 der Siebmaschine angeordnet sind. Weiterhin drehen sich die Unwuchten 7 bzw. 8 entgegengesetzt und es ergibt sich hierbei aufgrund des Kräftediagramms eine Schwingbewegung des Siebkastens gemäß der dargestellten Ellipse (Fig. 1 und 5), wobei die Hauptschwingrichtung 18 mit der Längsachse 19 der Ellipse 21 zusammenfällt. Die Verbindungslinie durch die Mitte der Exzenterwellen 14, 15 ist die Nullinie 17, wo darüber hinaus die Resultierende der Massenschwingkräfte am geringsten ist. Der Winkel α zwischen dieser Linie 17 und der Linie 18 beträgt vorzugsweise 90°, wobei noch zufriedenstellende Ergebnisse im Bereich bis 60° erzielt werden. In der "Nullstellung" liegen die Unwuchten 7, 8 auf der Nullinie 17, d.h. der Verbindungslinie der Achsen der Exzenterwellen 14, 15, einander gegenüber, d.h. um 180° gegeneinander verdreht, so daß keine Winkelbeschleunigungen oder Winkelverzögerungen der Unwuchtmassen auftreten.
Gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Synchronisation der beiden Gelenkwellen 5, 6 über eine einzige Synchronwelle 11 und einen einzigen Riemen 12, der die Motoren 9, 10 und die Synchronwelle 11 verbindet.
In Fig. 5 ist das Kräftediagramm dargestellt. Die beiden strichlierten Kreise symbolisieren die umlaufenden Unwuchten 8 bzw. 7, wobei die Unwucht 7 in zwei Dimensionen dargestellt ist, nämlich als kleinere Unwucht 7 und strichpunktiert als größere Unwucht 7'. Dementsprechend ergibt sich dann eine Ellipse 21 bzw. eine Ellipse 21' bei der größeren Unwucht 7'. Anhand des Kräfteparallelogramms läßt sich die Resultierende erzeugen, deren Ortskurve die Ellipse 21 ist. Einige Punkte der Unwuchtstellungen sind eingezeichnet, und zwar die Punkte 0 bis 6 bzw. 0' bis 6'. Aus der Darstellung ist ohne weiteres zu entnehmen, daß der Winkel zwischen der großen Ellipsenachse 19 und der Nullinie 17 90° beträgt.
Durch Verändern der Unwuchten lassen sich die Massenkräfte in der benötigten Form einstellen, ebenso auch die Winkellage zur Hauptschwingrichtung 18, und zwar entweder manuell oder elektrisch.
Die Synchronisation der beiden Exzenterwellen 14, 15 kann auch durch eine elektrische Synchronisationsgleichlaufsteuerung erfolgen. Auch lassen sich die Exzenterwellen 14, 15 über Vorgelege antreiben, wobei die entsprechenden Antriebsriemen dann zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.

Claims (8)

  1. Siebmaschine zum Entwässern und/oder Klassieren von körnigen Stoffen wie Kies, Kohle oder Erz, mit einem Siebrahmen (1), der an einem Maschinengestell gehalten ist, und mit einem elliptischen Schwingungsantrieb mit zwei Exzenterwellen (14, 15), die unterschiedliche Unwuchten (7, 8) aufweisen, und die synchron und gegenläufig mittels des Antriebs angetrieben werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    daß die Resultierende der Massenkräfte der Unwuchten (7, 8) in dem Massenschwerpunkt (16) der Siebmaschine oder in dessen unmittelbarer Nähe angreift, und daß die radiale Verbindungslinie (17) der Exzenterwellen (14, 15) mit der großen Achse (19) der Schwingungsellipse (21) einen Winkel α von 60° bis 90° einschließt.
  2. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Massenkräfte der Unwuchten (7, 8) einstellbar sind.
  3. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Exzenterwellen (14, 15) mittels Keil- oder Zahnriemen (12, 13) synchronisiert sind.
  4. Schwingungsantrieb nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Keil- oder Zahnriemen (12, 13) an einer Motorkonsole (20) stationär zwischen den Motoren (9, 10) angebracht sind.
  5. Schwingungsantrieb nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Exzenterwellen (14, 15) über Vorgelege angetrieben sind, wobei die Riemen (12, 13) zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.
  6. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Sunchronisation über eine elektrische Synchronisationsgleichlaufsteuerung erfolgt.
  7. Schwingungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Schwingrichtung und Form der Unwuchtmasse in Größe und Winkellage zur Hauptschwingrichtung (18) durch manuelle oder elektrische Verstellung von einer oder beider Exzenterwellen (14, 15) veränderbar ist.
  8. Schwingungsantrieb nach den Ansprüchen 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    an der Motorkonsole (20) eine oder zwei Synchronwellen (11) gelagert sind, über die die Gelenkwellen (5, 6) der Motoren (9, 10) mittels der Riemen (12, 13) verbunden sind.
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