Mechanischer Schwingantrieb an Wendelförderer
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mechanischen Schwingantrieb an Wendelförderer, an dessen Schwingkörper zwei waagrechte parallele Wellen symmetrisch zur zwischen den Wellen sich erstrek- kenden vertikalen Mittelebene des Schwingkörpers angeordnet sind, die exzentrische Wuchtmassen tragen und beim Fördervorgang in entgegengesetztem Drehsinn mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren. Die bisher verwendeten mechanischen Antriebe dieser Geräte arbeiten zum überwiegenden Teil nach dem Prinzip von auf rotierenden Wellen befestigten Wuchtmassen. So wird z. B. eine Anordnung zweier paralleler Wellen benützt, welche Wellen an aneinander gegenüberliegenden Enden je eine exzentrische Wuchtmasse tragen und in entgegengesetzten Richtungen mit derselben Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden.
Unter dem Einfluss dieser Wuchtmassen entsteht bei der Drehung eine Schwingbewegung, welche in diesem Falle sowie bei den anderen bisher verwendeten Vorrichtungen einen elliptischen oder anderen in sich geschlossenen Verlauf aufweist. Dadurch wird offenbar die Einstellung verschiedener Schwingbewegungen erschwert, da im Zusammenhang mit jeglicher Anderung der Geschwindigkeit, Masse oder Lage der Wuchtmasse sich zugleich der ganze Verlauf der Schwingbewegung ändert und somit die Einstellung der Beförderungsgeschwindigkeit bedeutende Schwierigkeiten bereitet.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die angeführten Nachteile zu beseitigen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mechanischer Schwingantrieb an Wendelförderer, der derart ausgebildet sein kann, dass dem Wendelförderer eine geradlinige Schwingbewegung mit einstellbarer Amplitude erteilt wird, welche mit der waagrechten Ebene ein einen beliebig einstellbaren Winkel einschliesst.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass vier Wuchtmassen vorgesehen sind, die auf jeder Welle voneinander distanziert an den beiden Wellen in einem solchen Abstand von den Drehachsen ihrer Wellen angebracht sind, dass jede von ihnen den gleichen dynamischen Einfluss aus übt, und deren Winkellagen gegenseitig so gebunden sind, dass bei der Drehung der Wellen die jeweiligen Winkellagen der auf diagonal gegenüberliegenden Stellen der beiden Wellen angebrachten Wuchtmassen bezüglich der vertikalen Mittelebene des Schwingkörpers des Wendelförderers zueinander symmetrisch sind. Beim erfindungsgemässen Schwingantrieb kann die exakte Lage der Wuchtmassen für jede geforderte Schwingbewegung genau durch eine verhältnismässig einfache Durchrechnung der Schwingbewegung bestimmbar sein.
Die Ermittlung des Einflusses der Anderung der Lage und Grosse der Wuchtmassen bzw. der Anderung der Fördergeschwindigkeit auf die Richtung, Grosse und Frequenz der Schwingbewegung kann gleichfalls keine Schwierigkeiten bereiten.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise praktische Ausführungsform der Erfindung und ihre theoretische Begründung.
In Fig. 1 und 2 ist schematisch in zwei Ansichten der mechanische Schwingantrieb an einem Wendelförderer veranschaulicht. Am Schwingkörper 6, 7 des Wendelförderers sind in den Lagern 3 zwei durch das auf ihren einen gegenüberliegenden Enden angeordnete Zahnrädergetriebe 1, 2 gekoppelte waagrechte, parallele Wellen 4 gelagert, so dass sie beim Fördervorgang in entgegengesetzten Richtungen mit derselben Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden. Die beiden Wellen liegen symmetrisch zur zwischen ihnen sich erstreckenden, vertikalen Mittelebene des Schwingkörpers 6, 7. Auf den andern ge genüberliegenden Enden der Wellen 4 sind die Scheiben 5, 5'befestigt.
Alle vier Scheiben 1, 2, 5, 5'sind mit je einer exzentrischen Wuchtmasse m im Abstand r von der Drehachse ihrer Welle versehen, wie schaubildlich in der perspektivischen Ansicht von Fig. 7 veranschaulicht. Um verschiedenes Material mittels des vibrierenden Wendelförderers aufwärtsfördern zu können, muss die Richtung der Schwingbewegung mit der Amplitude A und damit der Winkel a, den die Amplitude mit der Schraubenlinie des Wendels mit Steigungswinkel y einschliesst, wie in der Fig. 3 im Aufriss und in Fig. 4 im Grundriss veranschaulicht, veränderbar sein.
Die Amplitude A lässt sich in die waagrechte Richtung (Komponente Ai) und lotrechte Richtung (Komponente A2) zerlegen. Diese beiden Kompo- nenten Ai und A2 werden voneinander unabhängig untersucht und die Grosse und Anordnung der erforderlichen Wuchtmasse danach festgesetzt.
Die Amplitude Ai entspricht der Torsionsschwingung nach der Formel (für kleine Werte) Ai = R-V wobei R der Halbmesser der betreffenden Amplitude von der Wendelförderer-Mittelachse, 9 die Winkel grösse dieser Amplitude sind (siehe Fig. 4).
Zum Hervorbringen der Torsionsschwingung werden die Wuchtmassen mi gemäss Fig. 5 eingestellt, auf der auch die Richtungen der entsprechenden Trägheitskräfte Pi angedeutet sind.
Zwecks Erregung einer lotrechten Schwingung mit der Amplitude A, können z. B. die Wuchtmassen m2 nach Fig. 6 eingestellt werden. In Fig. 6 sind auch die Richtungen der entsprechenden Trägheits- kräfte P2 angedeutet.
Werden diese beiden von den Wuchtmassen ml und von den Wuchtmassen m2 hervorgerufenen Bewegungen addiert, erhält man die resultierende Schwingung mit der Amplitude A.
Die Wuchtmassen mj werden auf den vier Scheiben 1, 2, 5, 5'angeordnet. Die Wuchtmassen mg können z. B. auf weiteren zwei Scheiben in der Mitte der Wellen 4-auf der Zeichnung nicht angedeutet -angebracht sein. Vorteilhaft erfolgt jedoch eine Vereinigung der beiden Wuchtmassensysteme (der Wuchtmassen mi und m2) zu je einer einzigen resultie- renden Wuchtmasse m auf den vier Scheiben 1, 2, 5, 5'.
Auch bei getrennt angeordneten Komponentenwuchtmassen wirken die resultierenden Wuchtmassen entsprechend den Wuchtmassen m in Fig. 7 auf jeder Welle voneinander distanziert an den Wellen in einem solchen Radialabstand von der Drehachse ihrer Welle, dass jede von ihnen den gleichen dynamischen Einfluss auf den Schwingkörper ausübt. Die Grosse der resultierenden Wuchtmasse ist durch die Beziehung m2 = m12 + m22 gegeben.
Der Anordnungswinkel (p (siehe Fig. 7), durch den die gegenseitigen Winkellagen der resultierenden Massen gebunden sind, ist auf Grund der Beziehung festgesetzt :
An tg # = @/A1 Die anordnung der Wuchtmassen m ist aus Fig. 7 er sichtlich. In der Fig. 7 ist weiters eine Lage der resultierenden Wuchtmassen m (ausschraffierte Punkte) angezeigt, in welcher sich die beiden Wellen um einen Winkel t verdreht haben. Daraus ist ersichtlich, dass die beschriebene Anordnung der Massen in jedem Augenblick eine kreuzweise Symmetrie der Winkellagen der auf diagonal gegenüberliegenden Enden bzw.
Stellen bei getrennt angeordneten Komponenten-Wuchtmassen der beiden Wellen angebrachten bzw. wirkenden Wuchtmassen aufweist, d. h. der Winkel (p, der Wuchtmasse m an bzw. bei der Scheibe 1 ist jeweils symmetrisch mit dem Winkel cp', der Wuchtmasse an bzw. bei der Scheibe 5'und der Winkel (pg der Wuchtmasse an bzw. bei der Scheibe 2 ist jeweils symmetrisch zum Winkel 99'der Wuchtmasse an bzw. bei der Scheibe 5. Symmetrieachse ist die zentrale vertikale Achse x der Einrichtung, bzw.
Symmetrie-Ebene die vertikale Mittel-Ebene des Schwingkörpers 6, 7 des Wendelförderers, welche den Abstand zwischen den beiden Wellen halbiert.
Auf der Zeichnung (Fig. 7) ist das Ausführungs- beispiel mit vier resultierenden Wuchtmassen von gleicher Massengrösse m auf demselben Abstand r von der betreffenden Drehachse dargestellt. Es ist aber zu bemerken, dass auch vier ungleich grosse Wuchtmassen in ähnlicher Anordnung benutzt werden können. Um in diesem Falle gleiche dynamische Einflüsse auf allen vier Angriffsstellen an den beiden Wellen zu erzielen, muss dann jeweils das Produkt m. r konstant gehalten werden, d. h. z. B. die Benutzung einer Wuchtmasse von halber Grosse von m kann durch einen doppelten Radial-Abstand dieser Masse ausgeglichen werden.
Der beschriebene Schwingantrieb eines Wendelförderers bietet daher folgende Vorteile :
1. die Schwingungsamplitude A lässt sich in einfacher Weise durch Änderung der Wuchtmassen m ändern ;
2. der Schwingungswinkel lässt sich in Abhängigkeit vom Anordnungs-Winkel 9 der Wuchtmasse m ändern ;
3. mit Hilfe z. B. eines bezüglich der Antriebsdrehzahl veränderlichen Riemenantriebes lässt sich die Schwingungszahl des Antriebs und somit auch die Aufwärtsbewegung des Materials am Förderer än- dern.
Mechanical vibratory drive on spiral conveyor
The present invention relates to a mechanical vibratory drive on a spiral conveyor, on whose vibrating body two horizontal parallel shafts are arranged symmetrically to the vertical center plane of the vibrating body extending between the shafts, which carry eccentric balancing masses and rotate in opposite directions at the same speed during the conveying process. The previously used mechanical drives for these devices mainly work on the principle of balancing masses attached to rotating shafts. So z. B. used an arrangement of two parallel shafts, which shafts at opposite ends each carry an eccentric balancing mass and are set in rotation in opposite directions at the same speed.
Under the influence of these balancing masses, an oscillating movement arises during rotation, which in this case as well as in the other devices previously used has an elliptical or other self-contained course. This apparently makes it more difficult to set various oscillating movements, since in connection with any change in speed, mass or position of the balancing mass, the entire course of the oscillating movement changes at the same time and thus the setting of the transport speed causes significant difficulties.
The present invention aims to eliminate the disadvantages mentioned. The subject of the present invention is a mechanical oscillating drive on a spiral conveyor, which can be designed in such a way that the spiral conveyor is given a rectilinear oscillating movement with an adjustable amplitude, which includes an arbitrarily adjustable angle with the horizontal plane.
The present invention is characterized in that four balancing masses are provided on each shaft spaced apart from each other on the two shafts at such a distance from the axes of rotation of their shafts that each of them exerts the same dynamic influence, and their angular positions on each other are bound so that when the shafts rotate, the respective angular positions of the balancing masses attached to diagonally opposite points of the two shafts are symmetrical to one another with respect to the vertical center plane of the oscillating body of the spiral conveyor. In the oscillating drive according to the invention, the exact position of the balancing masses for each required oscillating movement can be determined precisely by a relatively simple calculation of the oscillating movement.
The determination of the influence of the change in the position and size of the balancing masses or the change in the conveying speed on the direction, size and frequency of the oscillating movement can likewise not cause any difficulties.
The accompanying drawing illustrates an exemplary practical embodiment of the invention and its theoretical basis.
In Fig. 1 and 2, the mechanical vibratory drive on a spiral conveyor is illustrated schematically in two views. On the vibrating body 6, 7 of the spiral conveyor, two horizontal, parallel shafts 4 are mounted in the bearings 3 by the gear mechanism 1, 2 coupled to one of their opposite ends, so that they are set in rotation in opposite directions at the same speed during the conveying process. The two shafts are symmetrical to the vertical center plane of the vibrating body 6, 7 extending between them. The disks 5, 5 'are attached to the other opposite ends of the shafts 4.
All four disks 1, 2, 5, 5 'are each provided with an eccentric balancing mass m at a distance r from the axis of rotation of their shaft, as illustrated diagrammatically in the perspective view of FIG. In order to be able to convey different material upwards by means of the vibrating spiral conveyor, the direction of the oscillating movement must have the amplitude A and thus the angle a that the amplitude includes with the helix of the helix with the pitch angle y, as in Fig. 3 in elevation and in Fig 4 illustrated in plan, be changeable.
The amplitude A can be broken down into the horizontal direction (component Ai) and vertical direction (component A2). These two components Ai and A2 are examined independently of one another and the size and arrangement of the required balancing mass are then determined.
The amplitude Ai corresponds to the torsional vibration according to the formula (for small values) Ai = R-V where R is the radius of the respective amplitude from the central axis of the spiral conveyor and 9 is the angle of this amplitude (see FIG. 4).
To produce the torsional vibration, the balancing masses mi are set according to FIG. 5, on which the directions of the corresponding inertial forces Pi are also indicated.
For the purpose of exciting a perpendicular oscillation with the amplitude A, z. B. the balancing masses m2 can be set according to FIG. The directions of the corresponding inertial forces P2 are also indicated in FIG.
If these two movements caused by the balancing masses ml and the balancing masses m2 are added, the resulting oscillation is obtained with the amplitude A.
The balancing masses mj are arranged on the four disks 1, 2, 5, 5 '. The balancing masses mg can, for. B. be attached to another two disks in the middle of the shafts 4 - not indicated in the drawing. However, the two balancing mass systems (the balancing masses mi and m2) are advantageously combined to form a single resulting balancing mass m on the four disks 1, 2, 5, 5 '.
Even with separately arranged component balancing masses, the resulting balancing masses act according to the balancing masses m in FIG. 7 on each shaft at a distance from each other on the shafts at such a radial distance from the axis of rotation of their shaft that each of them exerts the same dynamic influence on the oscillating body. The size of the resulting balance mass is given by the relationship m2 = m12 + m22.
The angle of arrangement (p (see Fig. 7), by which the mutual angular positions of the resulting masses are bound, is fixed on the basis of the relationship:
An tg # = @ / A1 The arrangement of the balancing masses m can be seen in FIG. 7. 7 also shows a position of the resulting balancing masses m (hatched points), in which the two shafts have rotated through an angle t. It can be seen from this that the described arrangement of the masses creates a cross symmetry of the angular positions of the diagonally opposite ends or
In the case of separately arranged component balancing masses of the two shafts it has balancing masses attached or acting, d. H. the angle (p, the balancing mass m on or at the disk 1 is symmetrical with the angle cp ', the balancing mass at or at the disk 5' and the angle (pg of the balancing mass at or at the disk 2 is in each case symmetrical to the angle 99 'of the balancing mass on or at the disk 5th axis of symmetry is the central vertical axis x of the device, or
Symmetry plane is the vertical center plane of the oscillating body 6, 7 of the spiral conveyor, which halves the distance between the two shafts.
The drawing (FIG. 7) shows the exemplary embodiment with four resulting balancing masses of the same size m at the same distance r from the relevant axis of rotation. It should be noted, however, that four unequal balancing masses can be used in a similar arrangement. In order to achieve the same dynamic influences on all four points of attack on the two shafts in this case, the product m. r are kept constant, i.e. H. z. B. the use of a balancing mass of half the size of m can be compensated by a double radial distance of this mass.
The described vibratory drive of a spiral conveyor therefore offers the following advantages:
1. the oscillation amplitude A can be changed in a simple manner by changing the balancing masses m;
2. the oscillation angle can be changed depending on the arrangement angle 9 of the balancing mass m;
3. with the help of z. If, for example, a belt drive is variable with respect to the drive speed, the number of vibrations of the drive and thus also the upward movement of the material on the conveyor can be changed.