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Vorrichtung zum Schwingverdichten Pulver- oder staubförmigen Gutes
Die Erfindung betrifft die Verdichtung Pulver-oder staubförmigen Gutes in, Formen,
deren Festigkeit einen Transport ermöglicht. Bei cler Herstellung keramischer Körper
.ist es z. B. notwendig, die gemahlenen pulverförmigen Keramikmassen in eine gewünschte
äußere Gestalt von einer gewissen Festigkeit zu bringen, in welcher -sie danach
dem Brennproz,eß unterzogen werden können. Es geschieht dies in der Regel nach denn
bekannten Formgebungsverf.ahren der keramischen Industrie, z. B. durch Drehen, Gießen,
Pressen oder Rütteln oder gleichzeitige Anwendung mehrerer dieser -Verfahren. Das
Rütteln: kann durch mechanische- oder elektrische Vorrichtungen oder durch Ultraschall
erfolgen. Die beiden letzten Verfahren arbeiten mit hohen Frequenzen und verhältnismäßig
kleinen, sinusförmigen Amplituden. Inwieweit diese Faktoren. den angestrebten Verdichtungsvorgang
des Rüttelgutes günstig beeinflussen, ist jedoch noch nicht völlig gekfürt. Soweit
zum Rütteln kleinere Frequenzen verwendet -,verdenkönnen, bieten mechanische Vorrichtungen
bezüglich der Größe der übertragbaren Energiebeträge und der möglichen. Variationen
hinsichtlich des Verlaufes der Beschleunigungskräfte nach Größe und Richtung gewisse
Vorteile. Bei den ,bisher bekannten Rüttelvorrichtungen, wurden die Beschleunigungskräfte
in der Regel durch Stöße von mehr oder weniger großer Stärke hervorgerufen. Damit
sind eine ganze Reihe von Nachteilen verbunden., wlie ungünstige mechanische Beanspruchung
der Vorrichtung, störendes Geräusch us.w.
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Erfindungsgemäß werden daher die das Rüttelgut aufnehmenden Farmen
auf zyklischen Bahnen bewegt, welche sich aus zwei oder mehreren sich überlagernden
Drehbewegungen zusammensetzen. Der Antrieb der Rüttelvorrichtung erfolgt mit gleichförmiger
drehender Bewegung. Die .dadurch
erzeugten ,und auf das Arbeitsgut
einwirkenden Rüttelfrequenzen und pulsierenden Beschleunigungskräfte sind dabei
so, groß, .daß die angestrebte Verdlichtungseinwirkung eintritt. Läßt man z. B.
auf einer Kreisscheibe, die sieh finit konstanter Winkelgeschwindigkeit bewegt,
eine das Rüttelgut aufnehmende und eine Eigenrotationsbewegung ausführende Form
in: der Weise rotieren, daß die beiden Rotationsachsen zueinander versetzt sind,
so. entstehen die in der Fig. i dargestellten Bewegungen und Beschleunigungen .des
Rüttelgutes. In dem Beispiel wurde das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der
beiden. Kreisbahnen 0)2 : coi = -3 angenommen und das Radierverhältnis variiert.
Die Rüttelkräfte isin@d von, diesen beiden Größen abhängig. Durch Variation der
beiden Veränderlichen w2/co, und r2/r:, lassen seich die für die Verfestigung des
Rüttelgutes optimalen Beschleuni= gungsverhältnisse ermitteln. Die Größe der Kräfte
wird durch die Absolutbeträge von co und Y bestimmt. Um die in Wirklichkeit in der
Rüttelform auftretenden und auf das Rüttelgut einwirkenden Kräfte und-Beschleunigungen
größenmäßig erfassen zu können, ist es zweckmäßig, das Koordinatensystem in,die
Form zu verlegen und mitrotieren zu lassen. Als Koordinatenebene wurde daher die
Drehebene gewählt; die jeweiligen Winkelgeschwindigkeiten (o werden von einer in
.dieser Ebene liegenden, aber im Raum ruhenden Zeitachse aus gezählt. Als eine der
beiden Koordinatenachsen sei also die Richtung des Fahrstrahles r2 .dem Fsg. i festgelegt;
die zweite liegt dazu senkrecht. In den Fig. 2 und 3 ist der sinus@mäß.i:ge Verlauf
der beiden Rüttelkraftkomponenten (b, und bt) für verschiedene Fälle -des Verhältnisses
r2/rj_ dargestellt. Die Vorteile des Verfahrens bestehen vor allein darin, da.B
nur unwuchtfreie Drehbewegungen verwendet werden und viele Variationsmöglichkeiten
hinsichtlich der Bemessung der Zentrifugalkraft und der sinusmäßigen, Rüttelkräfte
bestehen, wenn; man gewisse Zugeständnisse in. bezug auf die Frequenz machen kann.
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Um die Einwirkung auf das Rüttelgut aber noch zu verstärken, wind
in Weiterausbildung der Erfindungg ,dem Rüttelgut_noch-eine weitere Drehbewegung
erteilt, deren Drehachse senkrecht oder schräg zu der Ebene der beiden anderen:
Drehbewegungen steht. Es@ geschieht dies in. einfacher Weise durch eine Drehbewegung
der 'das Rüttelgut aufnehmenden Formen; um eine zu den anderen Drehachsen senkrecht
oder schräg stehende Füllachse. Dadurch wird mit dem Kraftvektor der Raum erfaßt
im Gegensatz zu einer nur ebenen Einflußnahine, wenn alle Drehachsen parallel angeordnet
sind. Die Verdichtung durch die Vorrichtung mach der Erfindung kann, da sie auf
der Ausnutzung der Zentrifugalkraft unter Überlagerung mehrerer Drehbewegungen beruht,
im Gegensatz zur Stoßrüttelung gewissermaßen als Schwingverdichtung bezeichnet werden.
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In der Zeichnung sind außer denn. bereits vorstehend erwähnten graphischen
Darstellungen des Bewegungs- und Kräfteablaufes in Fig. i bis 3 mehrere Ausführungsbeispiele
von Vorrichtungen zur Schwingverdichtung nach der Erfindung dargestellt, -und zwar
zeigt Fig. q. eine schematische Darstellung einer Schwingvorrichtung mit Einleitung
der Kraft von einer Stelle und Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Schwingvernichtung
mit zwei Reguliereinrichtungen für die. Krafteinleitung.
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Inder Fig. q. wird die Welle i der Hauptscheibe 2 mit der Winkelgeschwindigkeit
co, und ein koaxial gelagertes Zahn- oder Reibrad 3 mit der Winkelgeschwindigkeit
co2 -angetrieben. Das. Planetenrad q. ist in der Hauptscheibe 2 gelagert und treibt
den Bügel 5 mit der Winkelgeschwindigkeit co3 an. Auf
dem Bügel 5 sind die
Formbehälter 6 mit dem Rüttelgut drehbar angeordnet. Der Antrieb der Behälter 6
erfolgt durch .das Kegelräderp-aax 7 und 8 mit einer Winkelgeschwindigkeit c)4.
Zum Ausgleich der Massenkräfte sind; auf der Hauptscheibe 2 mehrere Bügel 5, jedoch
mindestens zwei, angebracht. Zur -Erhöhung der biegekritischen: Drehzahl sind durch
entsprechend angeordnete Gegenscheiben 9 und Bügel io alle Wellen beidseitig gelagert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 wird die Drehbewegung
von zwei verschiedenen Stellen einsgeleitet. Auf der Antriebswelle 2,1 ist mit einer
Achsenversetzung r, der Träger 22 um die Welle -23 drehbar aufgesetzt. Das
Gewicht 2,4 dient als Ausgleich für die exzentrische Anordnung der Welle 23 zur
Welle 2i. Der Träger 22 wird durch die Welle 25 angetrieben, die über ein innenverzahntes
Rad 26 das auf dem Träger 22 befestigte Stirnrad 27 antreibt. An den Außenenden
des Trägers 22 sind die Formen 29 drehbar befestigt. Auf ihren Antriebswellen 29
ist je ein Reibrad 3o angeordnet. Diese Reibräder 3o drehen die Formen 2$ um die
waagerechten Wellen 29, wenn sie mit dem ebenfalls kreisenden Arm 3 1 in
Berührung kommen. Diese Drehung der Formen 2,8 durch die Wellen 29 erfolgt hier
also absatzweise und in einer Drehebene, .die senkrecht zu der Drehebene der beiden
anderen Bewegungen steht.