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Title:
BEARING DEVICE FOR A VIBRATORY MACHINE, VIBRATORY MACHINE, AND METHOD FOR OPERATING A VIBRATORY MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/105744
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing device (1) for a vibratory machine (2), wherein the bearing device (1) is resiliently arranged between a first machine part (21), which vibrates during operation of the vibratory machine (2), and a second machine part (22) connected to an installation surface of the vibratory machine (2), and wherein the bearing device (1) has at least one air spring (10) per bearing point. The bearing device (1) according to the invention is characterized in that it furthermore has at least one compressed air reservoir (11), which is fluidically connected to the air spring (10), and in that a restrictor (13) is connected between the air spring (10) and the compressed air reservoir (11). In addition, the invention relates to a vibratory machine (2) having a bearing device (1), and to a method for operating a vibratory machine (2).

Inventors:
HALLADIN JÖRG (DE)
LOHSCHELLER NIKLAS (DE)
Application Number:
EP2018/081330
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
November 15, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SPALECK GMBH & CO KG (46397, DE)
International Classes:
F16F15/027
Domestic Patent References:
WO2003089806A12003-10-30
Foreign References:
DE2357838A11975-02-13
EP3034905A12016-06-22
DE4233212A11994-04-07
DE202012003315U12012-04-16
DE2427907C21986-10-30
DE202015106653U12016-01-12
Attorney, Agent or Firm:
LINNEMANN, Winfried et al. (48143, DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Lagereinrichtung (1 ) für eine Schwingmaschine (2), wobei die Lagereinrich- tung (1 ) federnd zwischen einem im Betrieb der Schwingmaschine (2) schwingenden ersten Maschinenteil (21 ) und einem mit einer Aufstellfläche der Schwingmaschine (2) verbundenen zweiten Maschinenteil (22) angeord- net ist und wobei die Lagereinrichtung (1 ) pro Lagerungspunkt wenigstens eine Luftfeder (10) aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Lagereinrichtung (1 ) weiterhin mindestens einen mit der Luftfeder (10) strömungsverbundenen Druckluftbehälter (1 1) aufweist und dass zwi- schen die Luftfeder (10) und den Druckluftbehälter (1 1 ) eine Drossel (13) ge- schaltet ist.

2. Lagereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dros- sel (13) eine nicht verstellbare Drossel ist.

3. Lagereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dros- sel (13) verstellbar ist.

4. Lagereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dros- sel (13) abhängig von einer erfassten Schwingfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils (21 ) zwischen einer drosselnden Stellung und einer nicht drosselnden Stellung umschaltbar ist.

5. Lagereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dros- sel (13) abhängig von einer erfassten Schwingfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils (21 ) stufenlos oder in mehreren Stufen zwischen mehr oder weniger geöffneten, drosselnden und die Luftfeder (10) dämpfenden Stellungen einerseits und einer nicht drosselnden Stellung andererseits ver- stellbar ist.

6. Lagereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht drosselnde Stellung der Drossel (13) deren vollständig geöffnete Stel lung ist, bei der eine nicht gedrosselte, die Luftfeder (10) nicht dämpfende Strömungsverbindung zwischen der Luftfeder (10) und dem Druckluftbehäl- ter (11 ) besteht, oder dass die nicht drosselnde Stellung der Drossel (13) de- ren vollständig geschlossene Stellung ist, bei der die Drossel (13) eine Strö- mungsverbindung zwischen der Luftfeder (10) und dem Druckluftbehälter (1 1) sperrt.

7. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Drossel (13) bei während eines Anlaufens und eines Ablaufens der Schwingmaschine (2) auftretenden Schwingfrequenzen eine drosselnde, die Luftfeder (10) dämpfende Stellung einnimmt und im Betrieb der Schwing- maschine (2) bei deren Betriebsfrequenz eine entweder vollständig geöffnete oder geschlossene, die Luftfeder (10) jeweils nicht dämpfende Stellung ein- nimmt.

8. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, dass sie eine Eigenfrequenz hat, die maximal halb so groß ist wie eine Betriebsfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils (21 ) der

Schwingmaschine (2).

9. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass mit dem Druckluftbehälter (1 1 ) und/oder mit der Luftfeder (10) eine Druckluftquelle (14) verbunden ist und dass mittels der Druckluftquelle (14) in dem Druckluftbehälter (1 1 ) und in der Luftfeder (10) ein vorgebbarer, ver- änderbarer Grund-Luftdruck einstellbar ist.

10. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass sie pro Lagerungspunkt jeweils eine Luftfeder (10) aufweist.

1 1. Lagereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft- federn (10) aller Lagerungspunkte eine gleiche Ausrichtung, vorzugsweise eine vertikale Ausrichtung, aufweisen.

12. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass sie pro Lagerungspunkt jeweils zwei als Paar angeordnete Luftfe- dern (10) aufweist.

13. Lagereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Luftfedern (10) jedes Paares unter einem Winkel von bis zu 90° gegenein- ander angestellt sind.

14. Lagereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Luftfedern (10) jedes Paares symmetrisch zueinander unter gleichen Win- keln von bis zu 45° zur Vertikalen ausgerichtet sind.

15 Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich- net, dass allen Luftfedern (10) ein gemeinsamer, einzelner Druckluftbehälter (1 1) und eine gemeinsame, einzelne Drossel (13) zugeordnet sind.

16 Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich- net, dass jeder Luftfeder (10) ein eigener Druckluftbehälter (1 1) und eine ei- gene Drossel (13) zugeordnet sind.

17. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass jeweils den zwei Luftfedern (10) jedes Paares je ein gemein- samer Druckluftbehälter (11 ) und eine gemeinsame Drossel (13) zugeordnet sind.

18. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeich- net, dass die/jede verstellbare Drossel (13) durch ein in seinem Durchlass- querschnitt verstellbares Drosselventil oder durch eine in ihrer durchströmten Länge verstellbare Drosselleitung gebildet ist.

19. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeich- net, dass der/jeder Druckluftbehälter (11 ) ein veränderbares, einstellbares Volumen aufweist oder dass dem/jedem Druckluftbehälter (1 1) ein oder meh- rere mit diesem strömungsmäßig verbindbare und von diesem strömungs- mäßig trennbare Zusatz-Druckluftbehälter (1 1 ') zugeordnet sind.

20. Schwingmaschine (2) mit einem in deren Betrieb schwingenden ersten Ma- schinenteil (21 ), mit einem mit einer Aufstellfläche der Schwingmaschine (2) verbundenen zweiten Maschinenteil (22) und mit einem Schwingantrieb (20), wobei zwischen den Maschinenteilen (21, 22) eine federnde Lagereinrich- tung (1) angeordnet ist, die pro Lagerungspunkt wenigstens eine Luftfeder (10) aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Lagereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 ausgeführt ist.

21. Schwingmaschine (2) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ihr eine Steuereinheit (3) zugeordnet ist, mit welcher eine aktuelle Schwingfre- quenz des schwingenden ersten Maschinenteils (21) erfassbar ist und mit welcher automatisch die/jede Drossel (13) abhängig von der erfassten Schwingfrequenz zwischen einer drosselnden Stellung während eines An- und Ablaufens der Schwingmaschine (2) mit Schwingfrequenzen unterhalb der Betriebsfrequenz und einer offenen oder geschlossenen, jeweils nicht oder gering drosselnden Stellung während des Betriebes der Schwingma- schine (2) mit deren Betriebsfrequenz verstellbar ist.

22. Verfahren zum Betreiben einer Schwingmaschine (2), welche die Merkmale des Anspruchs 20 oder 21 aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass eine aktuelle Schwingfrequenz des schwingenden ersten Maschinen- teils (21) erfasst wird und dass die/jede Drossel (13) abhängig von derer- fassten Schwingfrequenz zwischen einer drosselnden, die/jede Luftfeder (10) dämpfenden Stellung während eines An- und Ablaufens der Schwingma- schine (2) mit Schwingfrequenzen unterhalb der Betriebsfrequenz und einer nicht drosselnden offenen oder einer geschlossenen, die Luftfeder (10) je- weils nicht dämpfenden Stellung während des Betriebes der Schwingma- schine (2) mit deren Betriebsfrequenz verstellt wird.

Description:
Lagereinrichtung für eine Schwingmaschine, Schwingmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Schwingmaschine

Die Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung für eine Schwingmaschine, wobei die Lagereinrichtung federnd zwischen einem im Betrieb der Schwingmaschine schwin- genden ersten Maschinenteil und einem mit einer Aufstellfläche der Schwingma- schine verbundenen zweiten Maschinenteil angeordnet ist und wobei die Lagerein- richtung pro Lagerungspunkt wenigstens eine Luftfeder aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Schwingmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Schwingmaschine.

Bei Schwingmaschinen, wie Siebmaschinen oder Schwingförderer, mit einem in deren Betrieb schwingenden ersten Maschinenteil wird letzterer auf Federn gela- gert. Um die Übertragung von dynamischen Lasten auf den mit der Aufstellfläche der Schwingmaschine verbundenen zweiten Maschinenteil und auf den die Aufstell- fläche bildenden Untergrund zu minimieren, wird die Eigenfrequenz der Lagerein- richtung möglichst niedrig und unterhalb der Betriebsfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils gewählt.

Die Schwingmaschine kann auch ohne einen zweiten, nicht schwingenden Maschi- nenteil ausgeführt sein, wobei dann der schwingende Maschinenteil unter Zwischen- lage der Lagereinrichtung auf einem ortsfesten Maschinenfundament, z. B. aus Be- ton, angeordnet sein kann.

Beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine wird aufgrund der hohen Massen und großen Trägheit des schwingenden ersten Maschinenteils die Eigenfrequenz der federnden Lagereinrichtung relativ langsam durchlaufen. Dabei kommt es zu hohen Auslenkungen des schwingenden ersten Maschinenteils und entsprechend hohen dynamischen Lasten. Die Schwingmaschine mit der Lagereinrichtung und umge- bende Strukturen auf der Aufstellfläche werden dabei stark belastet. In der Lager- einrichtung werden in der Regel Schraubendruckfedern aus Stahl oder Luftfedern verwendet. Deren Eigendämpfung ist aber nachteilig gering und daher für eine Ver- meidung der hohen Auslenkungen des schwingenden ersten Maschinenteils beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine technisch nicht nutzbar. Der Dämpfungs- grad, auch Lehrsches Dämpfungsmaß genannt, beträgt bei Stahlfedern etwa 0,009 oder 0,9% und bei herkömmlichen Luftfedern etwa 0,012 oder 1 ,2%. Beide Dämp- fungsmaße sind für eine wirksame Dämpfung und Vermeidung der hohen Auslen- kungen des schwingenden ersten Maschinenteils beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine unzureichend.

Aus der einschlägigen Praxis sind verschiedene Lösungen bekannt, die das uner- wünschte Aufschwingen des ersten Maschinenteils der Schwingmaschine bei An- und Ablauf minimieren sollen. Eine Lösung besteht darin, durch starkes Beschleuni- gen und Verzögern der Drehzahl des Schwingantriebs das Aufschwingen zu be- grenzen. Aufgrund der generell hohen Trägheit der Schwingantriebe ist dieser Weg aber nur begrenzt wirksam.

Ein Einsatz von Fluiddämpfern ist nur in wenigen Fällen sinnvoll. Nachteilig ist hier die auch im Betrieb wirkenden Dämpfung der Fluiddämpfer, welche energetisch betrachtet ineffizient und mit geringerer Isolation während des Betriebes verbunden ist. Weiter hat sich herausgestellt, dass die Lebensdauer der Fluiddämpfer unter den üblichen Umgebungsbedingungen von Schwingmaschinen nicht zufriedenstel- lend ist.

In der Praxis verbreitet ist auch eine Lagerung des schwingenden ersten Maschi- nenteils auf Gummielementen, jedoch ist diese Art von Lagerung nachteilig auf nied- rige Schwingweiten begrenzt. Die natürliche Dämpfung von Gummielemente ist bei geringen Auslenkungen ausreichend. Die Eigen- oder Resonanzfrequenz einer Gummielementelagerung liegt mit 6 bis 9 Hz allerdings relativ hoch und so werden nur bei Schwingmaschinen mit Betriebsfrequenzen ab etwa 16 Hz und höher an- nehmbare Isolationsgrade erreicht. Zu der Einschränkung der Schwingweite kommt damit zusätzlich eine Beschränkung auf den Einsatz bei Schwingmaschinen mit hoher Betriebsfrequenz. Bei großen Schwingmaschinen und/oder bei hohem Anspruch an die Isolation zur Umgebung werden Zwei-Massen-Systeme eingesetzt. Durch Tilgungseffekte wer- den die Kräfte, die auf die Aufstellungsfläche und die Umgebung bei An- und Ablauf der Schwingmaschine wirken, gemindert. Die hohe Auslenkung des ersten, schwin- genden Maschinenteils der Schwingmaschine wird durch einen solchen Aufbau aber nicht unterbunden. Da die zusätzliche Masse des Zwei-Massen-Systems mindes- tens die Hälfte, idealerweise das Zwei- bis Dreifache, der Masse der Schwingma- schine betragen muss, um einen wirksamen Effekt zu erzielen, und da der Aufbau Zwei-Massen-Systems den Zugang zur Schwingmaschine erschwert, ist diese Lö- sung mit Nachteilen bei der Wirtschaftlichkeit und Wartungsfreundlichkeit der Schwingmaschine verbunden.

Das Dokument DE 20 2012 003 315 U1 zeigt eine Siebmaschine zum Klassieren oder Aufbereiten von Kies, Sand oder anderem Schüttgut, mit einem Antrieb zum Erzeugen einer Rüttelbewegung, wobei die Siebmaschine auf wenigstens einem Luftbalg gelagert ist. Bevorzugt ist weiter eine Vorrichtung zum Befüllen der Luftbäl- ge vorgesehen ist, mittels derer der Druck in einzelnen Luftbälgen unterschiedlich hoch einstellbar ist. Die Siebmaschine kann eine Steuerung oder Regelung umfas- sen, mit der der Druck in wenigstens einem Luftbalg während des Betriebs der Siebmaschine automatisch variiert werden kann. Außerdem ist bei dieser Siebma- schine bevorzugt vorgesehen, dass sie keine Bremse zum Abbremsen der Siebma- schine aufweist. Durch die Wahl des Luftdrucks in den Luftbälgen lässt sich zwar einerseits die Arbeitshöhe und andererseits die Neigung der Siebmaschine variie- ren, jedoch können bei dieser bekannten Siebmaschine die beim An- und Ablaufen der Maschine auftretenden hohen Auslenkungen des schwingenden Maschinenteils aufgrund des geringen Dämpfungsgrades der Luftbälge nicht wirksam begrenzt werden, insbesondere wenn, wie in dem Dokument ausdrücklich als bevorzugt an- gegeben, keine Bremse zum Abbremsen der Siebmaschine vorgesehen ist. Wie eine gegebenenfalls doch vorgesehene Bremse zum Abbremsen der Siebmaschine ausgeführt sein könnte, geht aus dem Dokument nicht hervor.

Aus dem Dokument DE 24 27 907 C2 geht eine Schwingmaschine, beispielsweise ein Schwingförderer oder ein anderes schwingendes Gerät zur Förderung von Mate- rial oder zum Klassieren, Mischen oder Sortieren von Materialien, der eingangs ge- nannten Art hervor. Die Schwingmaschine weist einen ersten Maschinenteil auf, der auf Trag-Luftfedern gelagert ist und der durch exzentrische Gewichte in Schwingung versetzt wird, die auf einer am ersten Maschinenteil gelagerten Welle befestigt sind. Die Welle ist in der Nähe des Schwerpunkts des ersten Maschinenteils angeordnet und wird von einem am ersten Maschinenteil angeordneten Motor angetrieben. Die zuvor erwähnten Trag-Luftfedern dienen hier allein zur schwingfähigen Lagerung des ersten Maschinenteils. Wesentlich befasst sich dieses Dokument aber mit einer Vorrichtung zum Einstellen der Schwingungen des schwingend angetriebenen Ma- schinenteils. Dazu ist an dem ersten, schwingend angetriebenen Maschinenteil mindestens ein gesondertes Schwingsystem angeordnet, welches solche linearen Schwingungen von einstellbarer Amplitude und Frequenz ausführt, dass die Schwingungen des ersten Maschinenteils in bestimmten Richtungen gedämpft oder verstärkt werden. Bevorzugt sind am ersten Maschinenteil mindestens zwei geson- derte Schwingsysteme unter verschiedenen Winkeln angeordnet, die lineare Schwingungen in unterschiedlichen Richtungen ausführen. Bevorzugt besteht jedes Schwingsystem aus einer am ersten Maschinenteil beweglich gehaltenen Schwing- masse und je einer Schwingsystem-Luftfeder an den gegenüberliegenden Seiten der Schwingmasse. Dabei besteht bevorzugt jedes Schwingsystem aus zwei ge- sonderten Schwingmassen mit Schwingsystem-Luftfedern an ihren gegenüberlie- genden Seiten. Der Luftdruck in den Schwingsystem-Luftfedern der Vorrichtung zum Einstellen der Schwingungen des schwingend angetriebenen Maschinenteils ist einstellbar. Im Hinblick auf die Trag-Luftfedern offenbart dieses Dokument lediglich, dass sich aufgrund eines Ablassens der Luft aus den Trag-Luftfedern ein Schaden ergeben könnte und dass daher die Trag-Luftfedern durch einen Druckschalter überwacht werden, der zum Anhalten des Motors vorgesehen ist, falls ein Abfall des Aufblasdrucks in den Trag-Luftfedern auftritt.

Die aus dem Dokument DE 24 27 907 C2 bekannte Schwingmaschine besitzt einen erkennbar aufwendigen und komplizierten technischen Aufbau mit zum einen Trag- Luftfedern, auf denen der erste, im Betrieb schwingende Maschinenteil gelagert ist, und mit zum anderen Schwingsystem-Luftfedern und damit zusammenwirkenden Schwingmassen, die Teil der Vorrichtung zum Einstellen der Schwingungen des schwingend angetriebenen Maschinenteils sind. Auf die Problematik eines Auf- schwingens des ersten, im Betrieb schwingenden Maschinenteils beim An- und Ab- laufen der Schwingmaschine geht dieses Dokument nicht ein.

Das Dokument DE 20 2015 106 653 U1 zeigt eine Siebmaschine zur größenabhän- gigen Trennung von Schüttgütern, umfassend einen Siebkasten, welcher mit zumin- dest einer Siebfläche zum Sieben von Schüttgut versehen ist, sowie eine Antriebs- einheit, mittels welcher der Siebkasten in Schwingung versetzbar ist, wobei der Siebkasten zumindest einen Auflageabschnitt aufweist, über welchen Auflageab- schnitt der Siebkasten über zumindest ein die Kompressibilität von Gasen ausnüt- zendes Federungselement an einem Untergrund gelagert ist und wobei das zumin- dest eine Federungselement mit zumindest einer Rückschlagarmatur versehen ist, um ein schlagartiges Entweichen von Gas aus dem Federungselement zu verhin- dern. Bevorzugt ist hier das Federungselement durch zumindest einen Luftfederbalg ausgebildet und der zumindest eine Luftfederbalg mit einer Luftzuleitung verbunden. Weiter ist hier vorzugsweise vorgesehen, dass der zumindest eine Luftfederbalg ein die Rückschlagarmatur ausbildendes, lufteintrittsseitig vorgesehenes, vorzugsweise federbelastetes, Rückschlagventil aufweist, um bei Unterschreiten eines vorgege- benen Einströmdrucks der Luft in den Luftfederbalg ein Austreten von Luft aus dem Luftfederbalg in die Luftzuleitung automatisch zu unterbinden. Hierdurch soll das Schadensrisiko im Falle eines Lecks in der Gaszuleitung der Federungselemente minimiert werden, indem in einem solchen Fall das Ausströmen von Gas aus dem Federungselement automatisch unterbunden wird und die Funktionsfähigkeit des Federungselementes zumindest über einen Zeitraum erhalten bleibt, innerhalb des- sen die Siebmaschine kontrolliert zum Stillstand gebracht werden kann. Mit der Problematik des Vermeidens oder Verminderns eines unerwünschten Aufschwin- gens des ersten Maschinenteils beim An- und Ablaufen der Siebmaschine befasst sich dieses Dokument nicht.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Lagereinrichtung für eine Schwingmaschine, eine Schwingmaschine und ein Verfahren zum Betrei- ben einer Schwingmaschine anzugeben, womit mit einem wirtschaftlichen techni- schen Aufwand einerseits ein unerwünschtes Aufschwingen des ersten Maschinen- teils beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine vermieden oder wenigstens we sentlich vermindert wird und womit andererseits eine unerwünschte Schwingungs- dämpfung des schwingenden, zweiten Maschinenteils während des laufenden Be- triebes, d. h. zwischen dem Anlaufen und dem Ablaufen der Schwingmaschine, vermieden wird.

Die Lösung des ersten, die Lagereinrichtung betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Lagereinrichtung der eingangs genannten Art, die da- durch gekennzeichnet ist, dass sie weiterhin mindestens einen mit der Luftfeder strömungsverbundenen Druckluftbehälter aufweist und dass zwischen die Luftfeder und den Druckluftbehälter eine Drossel geschaltet ist.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass eine erhöhte Auslenkung des schwingenden, zweiten Maschinenteils bei dem An- und Ablaufen der Schwingmaschine und dem dabei zwangsläufig auftretenden Durchfahren der Eigenfrequenz der Lagereinrichtung durch die mittels des mit der Luftfeder strö- mungsverbundenen Druckluftbehälters und der zwischen die Luftfeder und den Druckluftbehälter geschalteten, in die Strömungsverbindung eingebauten Drossel bewirkten Dämpfung verhindert oder wenigstens merklich vermindert wird. Die er- findungsgemäße Lagereinrichtung ist vorteilhaft auch bei hohen Schwingweiten von beispielsweise 20 mm einsetzbar und weitestgehend verschleißfrei.

Mittels der Drossel wird eine frequenzabhängige, dynamische Steifigkeit und Dämp- fung der Lagereinrichtung erreicht. Die dynamische Steifigkeit zeigt eine deutliche Zunahme mit steigender Frequenz, bis ein oberes Steifigkeitsniveau mit geringer Dämpfung erreicht ist. Das Verhalten entspricht hier dem einer einzelnen steifen Luftfeder. Das untere Steifigkeitsniveau mit großer Dämpfung resultiert aus dem mit dem Zusatzvolumen des Druckluftbehälters künstlich vergrößerten Volumen der Luftfeder. Zwischen dem oberen und unteren Steifigkeitsniveau liegt eine Über- gangszone, in der sich die Lagereinrichtung zunehmend versteift. Demnach lässt sich daraus eine Übergangsfrequenz am Wendepunkt der Kurve bestimmen, die beschreibt, ab wann sich das Zusatzvolumen im Druckluftbehälter von der Luftfeder sukzessive abkoppelt. Die Abkopplung und Ankopplung erfolgt vorteilhaft automa- tisch durch physikalische Effekte, ohne dass eine aktive Steuerung der Drossel oder anderer Komponenten der Lagereinrichtung nötig wird. Das Abkoppeln ist nämlich allein schon dadurch bedingt, dass bei hohen Frequenzen und in ihrem Durchlass- querschnitt entsprechend dimensionierter Drossel der Luft nicht genügend Zeit ge- geben wird, einen Druckausgleich zwischen Luftfeder und Zusatzvolumen im Druck- luftbehälter herzustellen. Dementsprechend sinkt die Dämpfung nach Abkopplung im Betrieb der zugehörigen Schwingmaschine mit Nenndrehzahl auf ein zu vernach- lässigendes Niveau und beeinflusst die Energieeffizienz der Siebmaschine nicht negativ. Bei geeignet gewählter Drossel liegt die Übergangsfrequenz nahe der Re- sonanz- oder Eigenfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils der Schwing- maschine, womit für diesen Frequenzbereich das hier gewünschte Maximum an Dämpfung generiert wird. Bei optimal gewählten Parametern der Lagereinrichtung, insbesondere des Dros- selquerschnitts, werden, wie Simulationsrechnungen und praktische Versuche ge- zeigt haben, zweistellige Dämpfungsgrade nahe 20 % erreicht. Dadurch werden die Schwingungsamplituden des schwingenden Maschinenteils der zugehörigen Schwingmaschine beim Resonanzdurchlauf, d. h. die Schwingungsüberhöhungen beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine, und somit die dynamischen Belas- tungen der Schwingmaschine, der Lagereinrichtung und auch der Umgebung deut- lich reduziert. Schwingmaschinen, die auf üblichen, aus dem Stand der Technik bekannten Luftfedern oder auf hinsichtlich der Dämpfungseigenschaften gleichwer- tigen Stahlfedern gelagert sind, weisen dagegen eine Schwingungsüberhöhung von einem Vielfachen der stationären Schwingungsamplitude auf.

Die Eigen- oder Resonanzfrequenz der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung liegt, bedingt durch deren technisches Funktionsprinzip, vorteilhaft niedrig, in der Praxis vorzugsweise zwischen etwa 1 und 3 Hz. Folglich ist auch bei relativ langsam, d. h. mit niedriger Betriebsfrequenz von beispielsweise bis herab zu etwa 8 Hz, laufenden Schwingmaschinen ein ausreichender Abstand zwischen der Eigen- oder Reso- nanzfrequenz der Lagereinrichtung und der Betriebsfrequenz der Schwingmaschine und damit eine ausreichende Schwingungsisolation auch bei derart niedrigen Be- triebsfrequenzen, wie z. B. lediglich 8 Hz, gegeben.

Die erfindungsgemäße Lagereinrichtung stellt also ein System einer Luftfeder- Dämpfer-Einheit dar, welches über physikalische, thermodynamische und strö- mungsdynamische Effekte eine Dämpfung durch eine Luftfeder mit einem Zusatzvo- lumen, verbunden über eine Drossel, in einem gewünschten Frequenzbereich be- wirkt. Die Dämpfung entsteht durch Energiedissipation in Form von Wärme, was sich durch Messungen mit einer Wärmebildkamera an einer erfindungsgemäßen Lagereinrichtung belegen lässt.

In einer ersten Ausgestaltung der Lagereinrichtung ist vorgesehen, dass die Drossel eine nicht verstellbare Drossel ist. Diese Lagereinrichtung zeichnet sich durch eine technisch besonders einfache und dadurch kostengünstige Ausführung aus, da eine unverstellbare Drossel keine beweglichen und verschleißenden Elemente enthält und keine zusätzlichen aktiven Elemente, wie Aktoren, benötigt. Dennoch werden auch schon mit dieser technisch einfachen Lagereinrichtung die vorstehend erläu- terten günstigen Eigenschaften und Vorteile erzielt.

In einer alternativen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung ist vor- gesehen, dass die Drossel verstellbar ist. Hiermit kann der Durchlassquerschnitt der Drossel so gewählt und ggf. variiert werden, dass die Dämpfung der Luftfeder oder Luftfedern während des gesamten An- und Ablaufvorganges der Schwingmaschine auf dem maximal erreichbaren Niveau liegt und dass die Dämpfung der Luftfeder oder Luftfedern während des Betriebes der zugehörigen Schwingmaschine mit ihrer Betriebsfrequenz, also zwischen An- und Ablaufvorgang, minimal ist. Mittels Verstel- lung des Drosselquerschnitts lässt sich maßgeblich die zuvor erläuterte Übergangs- frequenz beeinflussen. Dies ist besonders dienlich bei Lagereinrichtungen für Schwingmaschinen, wie Siebmaschinen, welche in verschiedenen Frequenzberei- chen betrieben werden können. Ferner können hier die Übergangsfrequenz und das Dämpfungsmaximum mit steigender / sinkender Frequenz beim An-/ Ablaufen der Schwingmaschine stufenlos mit verschoben worden.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Drossel abhängig von einer erfassten Schwingfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils zwi- schen einer drosselnden Stellung und einer nicht drosselnden Stellung umschaltbar ist. In dieser Ausführung der Lagereinrichtung nimmt die Drossel nur zwei verschie- dene Stellungen ein, was eine technisch einfache und kostengünstige Lösung ist.

Alternativ kann die Drossel abhängig von einer erfassten Schwingfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils stufenlos oder in mehreren Stufen zwischen mehr oder weniger geöffneten, drosselnden und die Luftfeder dämpfenden Stellun- gen einerseits und einer nicht drosselnden Stellung andererseits verstellbar sein. Hiermit wird mit etwas höherem technischem Aufwand eine differenziertere und va- riablere Einstellung der Dämpfung der Luftfeder oder Luftfedern ermöglicht.

Weiter sieht die Erfindung für die Lagereinrichtung vor, dass die nicht drosselnde Stellung der Drossel deren vollständig geschlossene Stellung ist, bei der die Drossel eine Strömungsverbindung zwischen der Luftfeder und dem Druckluftbehälter sperrt, oder dass die nicht drosselnde Stellung der Drossel deren vollständig geöff- nete Stellung ist, bei der eine nicht gedrosselte, die Luftfeder nicht dämpfende Strömungsverbindung zwischen der Luftfeder und dem Druckluftbehälter besteht. Bei der hier zuerst genannten Alternative wird die Eigen- oder Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung allein durch das Luftvolumen der Luftfeder bestimmt. Bei der hier an zweiter Stelle genannten Alternative wird durch das dem Luftvolumen der Luftfeder hinzugefügte zusätzliche Volumen des Druckluftbehälters die Eigen- oder Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung auf eine niedrigere Frequenz abgesenkt, was insbesondere bei Lagereinrichtungen für Schwingmaschinen mit niedriger Be- triebsfrequenz vorteilhaft ist. Mit der Größe des Zusatzvolumens kann maßgeblich die Eigen- oder Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung beeinflusst werden, wie weiter unten noch ausführlicher beschrieben wird.

Die zuvor erwähnte, nicht gedrosselte Strömungsverbindung zwischen der Luftfeder und dem Druckluftbehälter kann statt über die Drossel auch parallel zu dieser über eine zusätzliche, z. B. mittels eines Ventils, zwischen Schließstellung und Öffnungs- stellung umschaltbare, der Drossel parallelgeschaltete Umgehungsleitung ausrei- chend großen Querschnitts zwischen Luftfeder und Druckluftbehälter verlaufen.

In weiterer Konkretisierung ist für die Lagereinrichtung vorgesehen, dass die Dros- sel bei während eines Anlaufens und eines Ablaufens der Schwingmaschine auftre- tenden Schwingfrequenzen eine drosselnde, die Luftfeder dämpfende Stellung ein- nimmt und im Betrieb der Schwingmaschine bei deren Betriebsfrequenz eine nicht drosselnde vollständig geöffnete oder geschlossene, die Luftfeder jeweils nicht dämpfende Stellung einnimmt. Sowohl bei vollständig geöffneter als auch bei ge- schlossener Drossel gibt es keine von der Drossel bewirkte Dämpfung der Luftfeder, sondern nur deren vernachlässigbare Eigendämpfung, sodass im laufenden Betrieb der Schwingmaschine bei deren Betriebsfrequenz keine unerwünschte Dämpfung der Schwingung des schwingenden Maschinenteils der Schwingmaschine auftritt.

Damit im Betrieb der Schwingmaschine die Schwingung des ersten, schwingenden Maschinenteils ausreichend vom zweiten, nicht schwingenden Maschinenteil und von der Aufstellfläche der Schwingmaschine isoliert und entkoppelt wird, wird vor- geschlagen, dass die Lagereinrichtung eine Eigenfrequenz hat, die maximal halb so groß ist wie eine Betriebsfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils der Schwingmaschine.

Eine weitere Möglichkeit der gezielten Beeinflussung des Federungsverhaltens der Lagereinrichtung besteht darin, dass bevorzugt mit dem Druckluftbehälter und/oder mit der Luftfeder eine Druckluftquelle verbunden ist und dass mittels der Druckluft- quelle in dem Druckluftbehälter und in der Luftfeder ein vorgebbarer, veränderbarer Grund-Luftdruck einstellbar ist.

Zwecks möglichst einfacher und kostengünstiger Konstruktion der Schwingmaschi- ne weist diese vorzugsweise pro Lagerungspunkt jeweils eine Luftfeder auf.

Dabei weisen vorzugsweise die Luftfedern aller Lagerungspunkte eine gleiche Aus- richtung, vorzugsweise eine vertikale Ausrichtung, auf. Hiermit können insbesonde- re die großen, durch die große Masse des schwingenden Maschinenteils auf die Lagereinrichtung ausgeübten statischen Lasten gut aufgenommen werden.

Bei besonders großer statischer und dynamischer Belastung der Lagereinrichtung kann diese pro Lagerungspunkt jeweils zwei als Paar angeordnete Luftfedern auf- weisen, auf welche die Belastungen verteilt werden. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, pro Lagerungspunkt noch mehr als zwei Luftfedern vorzusehen, wenn dies erforderlich oder zweckmäßig ist.

Luftfedern haben in ihrer Querrichtung eine im Vergleich zur Federrate in Längsrich- tung wesentlich niedrigere Federrate und damit in ihrer Querrichtung auch eine niedrigere Eigenfrequenz als in ihrer Längsrichtung. Weiterhin geht eine Beauf- schlagung der Luftfeder in deren Querrichtung mit einer geringeren Volumenände- rung der Luftfeder einher als eine Beaufschlagung in deren Längsrichtung. Werden z. B. alle Luftfedern stehend, d. h. mit vertikaler Längsrichtung, angeordnet, dann ist nachteilig die Dämpfung einer Bewegung des schwingenden Maschinenteils der Schwingmaschine in horizontaler Richtung nicht so effizient wie in der vertikalen Richtung. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zwei Luftfedern jedes Paares unter einem Winkel von bis zu 90° gegeneinander angestellt sind. Durch die Anstellung der Luftfedern um bis zu 90° gegeneinander verursachen auch horizontale Bewegungen des schwingenden Maschinenteils der Schwingmaschine eine Belastung der Luftfeder oder Luftfedern in deren Längsrich- tung und Schwingungen während des An- und Ablaufens der zugehörigen, auf der Lagereinrichtung gelagerten Schwingmaschine können damit effizienter und rich- tungsunabhängiger gedämpft und vermindert werden. Um eine räumlich symmetrische Dämpfungswirkung der Lagereinrichtung zu ge- währleisten, sind zweckmäßig die zwei Luftfedern jedes Paares symmetrisch zuei- nander unter gleichen Winkeln von bis zu 45° zur Vertikalen ausgerichtet.

Eine vorteilhaft einfache Ausführung einer mehrere Luftfedern aufweisenden Lager- einrichtung mit relativ wenigen Einzelteilen wird erreicht, wenn allen Luftfedern ein gemeinsamer, einzelner Druckluftbehälter und eine gemeinsame, einzelne Drossel zugeordnet sind. Nachteilig kann hier auf der anderen Seite allerdings die Notwen- digkeit längerer Luftleitungen zwischen den Luftfedern einerseits und der Drossel und dem Druckluftbehälter andererseits sein, wenn die Luftfedern relativ weit vonei- nander entfernt angeordnet sind.

In einer alternativen Ausgestaltung der mehrere Luftfedern aufweisenden Lagerein- richtung sind jeder Luftfeder ein eigener Druckluftbehälter und eine eigene Drossel zugeordnet. Hiermit wird insbesondere eine individuelle Beeinflussung der Fede- rungs- und Dämpfungseigenschaften der einzelnen Luftfedern ermöglicht.

Für die oben erwähnte Ausführung der Lagereinrichtung mit paarweise angeordne- ten Luftfedern kann es zweckmäßig sein, jeweils den zwei Luftfedern jedes Paares je einen gemeinsamen Druckluftbehälter und eine gemeinsame Drossel zuzuord- nen.

Ein Vorteil der Lagereinrichtungen mit zwei oder noch mehr Luftfedern pro Lage- rungspunkt ist auch, dass bei einem Schaden einer Luftfeder mit Entweichen der Druckluft daraus immer noch wenigstens eine andere Luftfeder an dem betreffenden Lagerungspunkt einsatzfähig ist, wodurch weitere Schäden an der Lagereinrichtung und an der Schwingmaschine bis zu deren Notfall-Stillsetzung vermieden werden.

Die/jede verstellbare Drossel der Lagereinrichtung kann unterschiedlich ausgeführt sein; bevorzugt ist die/jede verstellbare Drossel durch ein in seinem Durchlass- querschnitt verstellbares Drosselventil oder durch eine in ihrer durchströmten Länge verstellbare Drosselleitung, wie Schlauch mit engem Querschnitt, gebildet.

Schließlich ist für die erfindungsgemäße Lagereinrichtung vorgesehen, dass der/ jeder Druckluftbehälter ein veränderbares, einstellbares Volumen aufweist oder dass dem/jedem Druckluftbehälter ein oder mehrere mit diesem strömungsmäßig verbindbare und von diesem strömungsmäßig trennbare Zusatz-Druckluftbehälter zugeordnet sind. Mit der variablen Größe des durch das Volumen des Druckluftbe- hälters und ggf. der Zusatz-Druckluftbehälter zur Verfügung gestellten Zusatzvolu- mens zum Volumen der Luftfeder ist die Eigenfrequenz der Lagereinrichtung ein- stellbar und anpassbar. Demnach kann z. B. die Steifigkeit der Lagereinrichtung mittels Vergrößerung des Zusatzvolumens abgesenkt werden, was geringere dyna- mische Belastungen zur Folge hat.

Die Lösung des zweiten, die Schwingmaschine betreffenden Teils der Aufgabe ge- lingt erfindungsgemäß mit einer Schwingmaschine mit einem in deren Betrieb schwingenden ersten Maschinenteil, einem mit einer Aufstellfläche der Schwing- maschine verbundenen zweiten Maschinenteil und einen Schwingantrieb, wobei zwischen den Maschinenteilen eine federnde Lagereinrichtung angeordnet ist, die pro Lagerungspunkt wenigstens eine Luftfeder aufweist, wobei die Schwingmaschi- ne dadurch gekennzeichnet ist, dass deren Lagereinrichtung nach einem der An- sprüche 1 bis 18 ausgeführt ist, deren Gegenstände vorstehend erläutert sind. Die- se erfindungsgemäße Schwingmaschine weist die vorstehend schon im Zusam- menhang mit der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung erläuterten Vorteile auf.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schwingmaschine ist vorgesehen, dass ihr eine Steuereinheit zugeordnet ist, mit welcher eine aktuelle Schwingfre- quenz des schwingenden ersten Maschinenteils erfassbar ist und mit welcher die/ jede Drossel abhängig von der erfassten Schwingfrequenz zwischen einer dros- selnden Stellung während eines An- und Ablaufens der Schwingmaschine mit Schwingfrequenzen unterhalb der Betriebsfrequenz und einer offenen oder ge- schlossenen, jeweils nicht oder gering drosselnden Stellung während des laufenden Betriebes der Schwingmaschine mit deren Betriebsfrequenz verstellbar ist.

Zur Lösung des dritten, das Verfahren zum Betreiben einer Schwingmaschine be- treffenden Teils der Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine aktuelle Schwingfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils erfasst wird und dass die/jede Drossel abhängig von der er- fassten Schwingfrequenz zwischen einer drosselnden, die/jede Luftfeder dämpfen- den Stellung während eines An- und Ablaufens der Schwingmaschine mit Schwing- frequenzen unterhalb der Betriebsfrequenz und einer nicht drosselnden offenen oder einer geschlossenen, die Luftfeder jeweils nicht dämpfenden Stellung während des Betriebes der Schwingmaschine mit deren Betriebsfrequenz verstellt wird. Mit diesem Verfahren zum Betreiben einer Schwingmaschine werden sowohl ein uner- wünschtes Aufschwingen des ersten, schwingenden Maschinenteils beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine als auch eine unerwünschte Dämpfung der Schwin- gung des zweiten, schwingenden Maschinenteils während des Betriebes der Schwingmaschine mit Betriebsfrequenz verhindert oder wenigstens wesentlich ver- mindert. Dadurch werden schädliche dynamische Belastungen der Schwingmaschi- ne reduziert und es wird eine wirtschaftlichere Betriebsweise der Schwingmaschine mit geringerem Antriebsenergieaufwand ermöglicht, da keine Energieverschwen- dung infolge unerwünschter Dämpfung beim laufenden Betrieb der Schwingmaschi- ne mit Betriebsfrequenz auftritt.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Schwingmaschine mit einer ersten Lagereinrichtung, in schemati- scher Seitenansicht,

Figur 2 die Schwingmaschine mit einer zweiten Lagereinrichtung, in schemati- scher Seitenansicht,

Figur 3 die Schwingmaschine mit einer dritten Lagereinrichtung, in schemati- scher Seitenansicht,

Figur 4 die Schwingmaschine mit einer vierten Lagereinrichtung, in schemati- scher Seitenansicht,

Figur 5 die Schwingmaschine mit einer fünften Lagereinrichtung, in schemati- scher Seitenansicht,

Figur 6 die Schwingmaschine mit einer sechsten Lagereinrichtung, in schema- tischer Seitenansicht,

Figur 7 die Schwingmaschine mit einer siebten Lagereinrichtung, in schemati- scher Seitenansicht, Figur 8 die Schwingmaschine mit einer achten Lagereinrichtung, in schemati- scher Seitenansicht,

Figur 9 ein sogenanntes Bode-Diagramm, in welchem die Schwingungsüber- höhungen einer auf einer herkömmlichen Lagereinrichtung gelagerten Schwingmaschine und einer auf einer erfindungsgemäßen Lagerein- richtung gelagerten Schwingmaschine einander gegenübergestellt sind,

Figur 10 zwei Schwingungsdiagramme, in welchen das Ausschwingverhalten einer auf einer herkömmlichen Lagereinrichtung gelagerten Schwing- maschine und einer auf einer erfindungsgemäßen Lagereinrichtung ge- lagerten Schwingmaschine einander gegenübergestellt sind, und

Figur 1 1 ein Diagramm mit zwei Messkurven, die das Auslaufen einer

Schwingmaschine nach einem Abschalten, einmal auf einer erfin- dungsgemäßen Lagereinrichtung und einmal auf einer konventionellen Lagereinrichtung gelagert, zeigen.

In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.

Figur 1 der Zeichnung zeigt eine Schwingmaschine 2, wie Siebmaschine oder Schwingförderer, mit einer ersten Lagereinrichtung 1 , in schematischer Seitenan- sicht. Die Schwingmaschine 2 besitzt einen in deren Betrieb schwingenden ersten Maschinenteil 21 , einen mit einer Aufstellfläche der Schwingmaschine 2 verbunde- nen zweiten Maschinenteil 22 und einen Schwingantrieb 20, beispielsweise mit ei- ner durch einen Drehantrieb in Rotation versetzbaren Unwuchtmasse, wie in Figur 1 angedeutet und wie an sich bekannt. Hinter dem in Figur 1 sichtbaren Teil des ers- ten Maschinenteils 21 liegt verdeckt eine Sieb- oder Förderfläche, wie ebenfalls an sich bekannt ist.

Zwischen den Maschinenteilen 21 , 22 ist eine federnde Lagereinrichtung 1 ange- ordnet, um das Schwingen des ersten Maschinenteils 21 relativ zum zweiten Ma- schinenteil 22 zu ermöglichen und um die Schwingungen des ersten Maschinenteils 21 vom zweiten Maschinenteil 22 und von der Aufstellfläche und der Umgebung zu entkoppeln.

Die Lagereinrichtung 1 weist pro Lagerungspunkt eine Luftfeder 10 auf. In der Figur 1 sind zwei vordere Lagerungspunkte mit je einer Luftfeder 10 sichtbar; zwei weite- re, hintere Lagerungspunkte mit ebenfalls je einer Luftfeder 10 liegen verdeckt an der in Figur 1 hinteren Seite der Schwingmaschine 2. Der schwingende Maschinen- teil 21 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel also an vier Lagerungspunkten auf je einer Luftfeder 10, also auf insgesamt vier Luftfedern 10, gelagert, die, in Draufsicht gesehen, an den Ecken eines Rechteck angeordneten sind. Eine andere Zahl und Anordnung von Lagerungspunkten ist auch möglich.

Die Luftfedern 10 aller Lagerungspunkte weisen eine gleiche, hier vertikale, Ausrich- tung auf.

Die Lagereinrichtung 1 weist weiterhin je Luftfeder 10 einen mit der Luftfeder 10 durch je eine Leitung 12 strömungsverbundenen Druckluftbehälter 1 1 auf. Zwischen die Luftfeder 10 und den zugehörigen Druckluftbehälter 11 ist in die Leitung 12 je- weils eine Drossel 13 geschaltet, die verstellbar ist, hier in ihrem Durchlassquer- schnitt veränderbar ist. Dazu ist die Drossel 13 beispielsweise als verstellbares Drosselventil ausgeführt.

Mit jedem Druckluftbehälter 11 ist eine Druckluftquelle 14, wie z. B. ein Druckluftan- schluss eines Druckluftnetzes oder ein Kompressor, verbunden. Mittels der Druck- luftquelle 14 ist in dem zugehörigen Druckluftbehälter 1 1 und in der zugehörigen Luftfeder 10 jeweils ein vorgebbarer, veränderbarer Grund-Luftdruck einstellbar. Hiermit können die Federeigenschaften der Luftfedern, je nach Bedarf im konkreten Einsatzfall, passend eingestellt werden.

Jede Drossel 13 ist abhängig von einer erfassten Schwingfrequenz des schwingen- den ersten Maschinenteils 21 zwischen einer drosselnden Stellung und einer nicht drosselnden Stellung umschaltbar, vorzugsweise stufenlos oder in mehreren Stufen zwischen mehr oder weniger geöffneten, drosselnden und die Luftfeder 10 dämp- fenden Stellungen einerseits und einer nicht drosselnden Stellung andererseits ver- stellbar. Die nicht drosselnde Stellung der Drossel 13 ist entweder deren vollständig geöffne- te Stellung, bei der eine nicht gedrosselte, die Luftfeder 10 nicht dämpfende Strö- mungsverbindung zwischen der Luftfeder 10 und dem Druckluftbehälter 1 1 besteht, oder deren vollständig geschlossene Stellung, bei der die Drossel 13, oder alternativ ein zusätzliches Ventil, eine Strömungsverbindung zwischen der Luftfeder 10 und dem Druckluftbehälter 11 sperrt. Bei der ersten Alternative wird die Eigen- oder Re- sonanzfrequenz der Luftfedern 10 und damit der Lagereinrichtung 1 allein durch das Luftvolumen der Luftfedern 10 bestimmt. Bei der zweiten Alternative wird durch das dem Luftvolumen der Luftfeder 10 hinzugefügte zusätzliche Volumen des Druckluft- behälters 11 die Eigen- oder Resonanzfrequenz der Luftfedern 10 und damit der Lagereinrichtung 1 zu einer niedrigeren Frequenz verschoben.

Die Drosseln 13 nehmen bei während eines Anlaufens und eines Ablaufens der Schwingmaschine 2 auftretenden Schwingfrequenzen eine drosselnde, die Luftfeder 10 dämpfende Stellung ein, während sie im Betrieb der Schwingmaschine 2 bei de- ren Betriebsfrequenz eine entweder vollständig geöffnete oder geschlossene, die Luftfedern 10 jeweils nicht dämpfende Stellung einnehmen.

Um sicher zu vermeiden, dass es im Betrieb der Schwingmaschine 2 mit deren Be- triebsfrequenz zu einer unerwünschten Anregung der Luftfedern 10 und der Lager- einrichtung 1 zu Schwingungen mit deren Eigen- oder Resonanzfrequenz kommt, hat die Lagereinrichtung 1 eine Eigenfrequenz, die maximal halb so groß ist wie die Betriebsfrequenz des schwingenden ersten Maschinenteils 21 der Schwingmaschi- ne 2. Durch die Verwendung der Luftfedern 10 in der Lagereinrichtung 1 wird schon technisch-physikalisch bedingt eine vorteilhaft niedrige Eigenfrequenz der Lagerein- richtung 1 erreicht, die noch durch das Vergrößern des wirksamen Luftvolumens der Luftfedern 10 durch das Zuschalten des Luftvolumens der Druckluftbehälter 11 zum Eigen-Luftvolumen der Luftfedern 10 weiter erniedrigt werden kann.

Figur 2 zeigt die Schwingmaschine 2 mit einer zweiten Lagereinrichtung 1 , ebenfalls in schematischer Seitenansicht. Charakteristisch für die zweite Lagereinrichtung 1 ist, dass sie pro Lagerungspunkt jeweils zwei als Paar angeordnete Luftfedern 10 aufweist. Dabei sind die zwei Luftfedern 10 jedes Paares unter einem Winkel von bis zu 90°, im gezeigten Beispiel unter einem Winkel von 60°, gegeneinander ange- stellt. Die zwei Luftfedern 10 jedes Paares sind symmetrisch zueinander unter glei- chen Winkeln von bis zu 45°, im gezeigten Beispiel unter einem Winkel von je 30°, zur Vertikalen ausgerichtet. Durch diese Anstellung der Luftfedern 10 verursachen auch horizontale Bewegungen des schwingenden Maschinenteils 21 der Schwing- maschine 2 eine Belastung der Luftfedern 10 in deren Längsrichtung. Schwingun- gen während des An- und Ablaufens der Schwingmaschine 2 können damit effizien- ter und richtungsunabhängiger gedämpft werden.

Die verstellbare Drossel 13 kann unterschiedlich ausgeführt sein. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die/jede verstellbare Drossel 13 durch ein in seinem Durchlassquerschnitt verstellbares Drosselventil gebildet. Alternativ kann die/jede verstellbare Drossel 13 auch beispielsweise durch eine in ihrer durchströmten Län- ge verstellbare Drosselleitung, wie Schlauch mit engem Querschnitt, gebildet sein.

In beiden in den Figuren 1 und 2 der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen sind jeder Luftfeder 10 ein eigener Druckluftbehälter 1 1 , eine eigene Drossel 13 und eine Druckluftquelle 14 zugeordnet.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 besteht auch die Möglichkeit, dass jeweils den zwei Luftfedern 10 jedes Paares der Lagereinrichtung 1 je ein gemein- samer Druckluftbehälter 1 1 und eine gemeinsame verstellbare Drossel 13 zugeord- net sind. Die Druckluftleitung 12, welche den Druckluftbehälter 11 mit den zwei zu- gehörigen Luftfedern 10 verbindet und in welche die verstellbare Drossel 13 einge- schaltet ist, verzweigt sich in dieser Ausführung der Lagereinrichtung 1 jeweils zwi- schen der Drossel 13 und den zwei zugehörigen Luftfedern 10 in zwei Leitungs- zweige. Jeder Druckluftbehälter 1 1 ist mit einer Druckluftquelle 14 verbunden. Hin- sichtlich der weiteren in Figur 3 dargestellten Teile und der Funktionsweise der La- gereinrichtung 1 wird auf die vorhergehende Beschreibung der Figuren 1 und 2 ver- wiesen.

Alternativ zu den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 3 können gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 4 die Drosseln 13 der Lagereinrichtung 1 auch nicht verstellbare Drosseln 13, also Drosseln 13 mit einem bestimmten festen Durchlassquerschnitt sein. Diese Lagereinrichtung 1 zeichnet sich durch eine tech- nisch besonders einfache und dadurch kostengünstige Ausführung aus, da eine unverstellbare Drossel 13 keine beweglichen und verschleißenden Elemente enthält und keine zusätzlichen aktiven Elemente, wie Aktoren, benötigt. Dennoch werden auch schon mit dieser technisch einfachen Lagereinrichtung 1 die vorstehend erläuterten günstigen Eigenschaften und Vorteile erzielt. Auch mittels der nicht verstellbaren Drossel 13 wird eine frequenzabhängige, dynamische Stei figkeit und Dämpfung der Lagereinrichtung 1 erreicht. Die Steifigkeit steigt mit stei gender Frequenz, bis ein oberes Steifigkeitsniveau mit geringer Dämpfung erreicht ist. Das untere Steifigkeitsniveau mit einer großen Dämpfung resultiert aus dem mit dem Zusatzvolumen des Druckluftbehälters 1 1 künstlich vergrößerten Volumen der Luftfedern 10. Zwischen dem unteren und oberen Steifigkeitsniveau liegt eine Über- gangszone, in der sich die Lagereinrichtung 1 zunehmend versteift. Dabei gibt es einen Übergangsfrequenzbereich, in welchem sich das Zusatzvolumen im Druck- luftbehälter 1 1 von den Luftfedern 10 nach und nach abkoppelt. Die Abkopplung und Ankopplung erfolgt hier vorteilhaft automatisch allein durch physikalische Effekte, nämlich allein dadurch, dass bei hohen Frequenzen und in ihrem Durchlassquer- schnitt entsprechend dimensionierter Drossel 13 der Luft nicht genügend Zeit bleibt, einen Druckausgleich zwischen Luftfedern 10 und Zusatzvolumen im Druckluftbe- hälter 1 1 herzustellen. Dementsprechend sinkt die Dämpfung nach Abkopplung im Betrieb der zugehörigen Schwingmaschine 2 mit Nenndrehzahl auf ein zu vernach- lässigendes Niveau und beeinflusst die Energieeffizienz der Siebmaschine 2 nicht negativ. Bei geeignet gewählter Drossel liegt der Übergangsfrequenzbereich nahe, konkret wenig oberhalb, der Resonanz- oder Eigenfrequenz des schwingenden ers- ten Maschinenteils 21 der Schwingmaschine 2, womit für den Bereich der Reso- nanz- oder Eigenfrequenz, der beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine 2 durchlaufen wird, das hier gewünschte Maximum an Dämpfung erzeugt wird.

Bei optimal gewählten Parametern der Lagereinrichtung 1 , insbesondere des Quer- schnitts der Drossel 13, werden in der Praxis Dämpfungsgrade nahe 20 % erreicht. Dadurch werden die Schwingungsamplituden des schwingenden Maschinenteils 21 der zugehörigen Schwingmaschine 2 beim Resonanzdurchlauf, d. h. beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine 2, und somit die dynamischen Belastungen der Schwingmaschine 2, der Lagereinrichtung 1 und auch der Umgebung deutlich redu- ziert. Ferner verringert sich die Ausschwingzeit der Schwingmaschine 2.

Hinsichtlich der weiteren in Figur 4 dargestellten Teile der Lagereinrichtung 1 wird auf die vorhergehende Beschreibung der Figuren 1 und 2 verwiesen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 können auch allen Luftfedern 10 der Lagereinrichtung 1 der Schwingmaschine 2 ein gemeinsamer, einzelner Druckluft- behälter 1 1 und eine gemeinsame, einzelne, hier wieder verstellbare, Drossel 13 sowie eine einzige Druckluftquelle 14 zugeordnet sein. Die Druckluftleitung 12, wel- che den Druckluftbehälter 1 1 mit den Luftfedern 10 verbindet und in welche die ver- stellbare Drossel 13 eingeschaltet ist, verzweigt sich in dieser Ausführung der La- gereinrichtung 1 zwischen der Drossel 13 und den zugehörigen Luftfedern 10 in eine der Zahl der Luftfedern 10 entsprechende Zahl von Leitungszweigen. Hinsicht- lich der weiteren in Figur 5 dargestellten Teile und der Funktionsweise der Lagerein- richtung 1 wird auf die vorhergehende Beschreibung der Figuren 1 und 2 verwiesen.

Die Auswahl der Ausführung der Lagereinrichtung richtet sich hierbei insbesondere danach, wie groß die im jeweiligen Einsatzfall der Lagereinrichtung 1 erforderlichen oder wünschenswerten Beeinflussungsmöglichkeiten sein sollen.

Figur 6 zeigt die Schwingmaschine 2 mit einer nochmals geänderten Lagereinrich- tung 1 , welche, abgesehen von der Ausführung der Druckluftbehälter 1 1 , mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 übereinstimmt. Anders als bei den zuvor be- schriebenen Ausführungsbeispielen haben die Druckluftbehälter 11 nicht ein festes Volumen, sondern ein veränderliches Volumen, wie in Figur 6 durch gestrichelte Linien an den Druckluftbehältern 11 angedeutet ist. Mit der variablen Größe des durch das Volumen des Druckluftbehälters 11 zur Verfügung gestellten Zusatzvolu- mens zum Volumen der Luftfedern 10 ist die Eigenfrequenz der Lagereinrichtung 1 einstellbar und anpassbar. Demnach kann z. B. die Steifigkeit der Lagereinrichtung 1 mittels Vergrößerung des Zusatzvolumens abgesenkt werden, was geringere dy- namische Belastungen zur Folge hat.

Hinsichtlich der weiteren in Figur 6 dargestellten Teile und der Funktionsweise der Lagereinrichtung 1 wird auf die vorhergehende Beschreibung der Figuren 1 und 2 verwiesen.

Figur 7 zeigt die Schwingmaschine 2 mit einer weiteren, zur Ausführung nach Figur 6 alternativen Lagereinrichtung 1. Hier hat jeder Druckluftbehälter 11 ein festes Vo- lumen und jedem Druckluftbehälter 1 1 ist ein mit diesem strömungsmäßig verbind- barer und von diesem strömungsmäßig trennbarer Zusatz-Druckluftbehälter 1 T zu- geordnet. Zum wahlweisen Verbinden und Trennen von Druckluftbehälter 11 und Zusatz-Druckluftbehälter 11 ' dient jeweils ein Absperrventil 1 1 ", welches in eine den Druckluftbehälter 11 und den zugehörigen Zusatz-Druckluftbehälter 11 ' verbindende Luftleitung eingeschaltet ist. Auch mit der so erzielten variablen Größe des durch das Volumen des Druckluftbehälters 11 und des Zusatz-Druckluftbehälters 11 ' zur Verfügung gestellten Zusatzvolumens zum Volumen der Luftfedern 10 ist die Eigen- frequenz der Lagereinrichtung 1 einstellbar und anpassbar. Hinsichtlich der weiteren in Figur 7 dargestellten Teile der Lagereinrichtung 1 wird auf die vorhergehende Beschreibung der Figuren 1 und 2 verwiesen.

Das Zusatzvolumen wird bei den Lagereinrichtungen 1 nach den Figuren 6 und 7 zweckmäßig in Abhängigkeit von an der Schwingmaschine 2 ermittelten Parame- tern, insbesondere der Schwingfrequenz des schwingenden Maschinenteils 21 , vor- zugsweise automatisch, eingestellt bzw. zu- und abgeschaltet.

Figur 8 zeigt die Schwingmaschine 2 mit einer Lagereinrichtung 1 und mit einer zu- geordneten Steuereinheit 3, mit welcher eine aktuelle Schwingfrequenz des schwin- genden ersten Maschinenteils 21 , z. B. mittels eines Schwingungsaufnehmers 30 am ersten Maschinenteil 21 , erfassbar ist und mit welcher jede verstellbare Drossel 13 abhängig von der erfassten Schwingfrequenz zwischen einer drosselnden Stel lung während eines An- und Ablaufens der Schwingmaschine 2 mit Schwingfre- quenzen unterhalb der Betriebsfrequenz und einer offenen oder geschlossenen, jeweils nicht oder gering drosselnden Stellung während des laufenden Betriebes der Schwingmaschine 2 mit deren Betriebsfrequenz, die größer als die Schwingfre- quenzen während des An- und Ablaufens der Schwingmaschine 2 sind, verstellbar ist. Dazu sind die verstellbaren Drosseln 13 zweckmäßig, z. B. elektromotorisch oder elektromagnetisch oder auf andere geeignete Art, von der Steuereinheit 3 aus automatisch fernbetätigbar. Zur Übertragung von Schwingfrequenzmessdaten vom Schwingungsaufnehmer 30 zur Steuereinheit 3 dient eine Messleitung 31. Die Über- tragung von Stellbefehlen von der Steuereinheit 3 zu den verstellbaren Drosseln erfolgt jeweils über eine Steuerleitung 32. Alternativ ist hierbei auch eine drahtlose Übertragung möglich.

Zusätzlich können über die Steuereinheit 3 und mittels geeigneter weiterer, in Figur 8 nicht eigens dargestellter Sensoren auch weitere Schwingmaschinenparameter erfasst und für die Steuerung verwendet werden, wie z. B. die Schwingungsamplitu- de des schwingenden Maschinenteils 21 oder der Luftdruck in den Luftfedern 10. Das Betreiben der Schwingmaschine 2 mit der Lagereinrichtung 1 erfolgt dann zweckmäßig so, dass eine aktuelle Schwingfrequenz des schwingenden ersten Ma- schinenteils 21 erfasst wird und dass die/jede Drossel 13 abhängig von der erfass- ten Schwingfrequenz zwischen einer drosselnden, die Luftfedern 10 dämpfenden Stellung während eines An- und Ablaufens der Schwingmaschine 2 mit Schwingfre- quenzen unterhalb der Betriebsfrequenz und einer nicht drosselnden offenen oder einer geschlossenen, die/jede Luftfeder 10 jeweils nicht dämpfenden Stellung wäh- rend des laufenden Betriebes der Schwingmaschine 2 mit deren Betriebsfrequenz verstellt wird.

Figur 9 zeigt ein sogenanntes Bode-Diagramm, in welchem die Schwingungsüber- höhungen einer auf einer herkömmlichen Lagereinrichtung gelagerten Schwingma- schine und einer auf einer erfindungsgemäßen Lagereinrichtung gelagerten

Schwingmaschine einander gegenübergestellt sind.

Im Bode-Diagramm sind die Amplitude und die Phase gegenüber der Frequenz dar- gestellt. Diese werden folglich auch Amplitudenfrequenzgang und Phasenfrequenz- gang genannt. Das Bode-Diagramm beschreibt damit den Zusammenhang zwi- schen einer harmonischen Anregung am Eingang und dem zugehörigen Ausgangs- signal. Die Darstellung dieser Amplitudenverstärkung erfolgt, wie üblich, als loga- rithmische Größe in Dezibel [dB] und ist definiert zu 20 * log (Ausgang/Eingang) dB. Zur Einordnung sei erwähnt, dass 6 dB Überhöhung einer 2-fachen Verstärkung, 12 dB einer 4-fachen und 20 dB einer 10-fachen Verstärkung entsprechen.

Bei Schwingmaschinen, die auf Lagereinrichtungen mit herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Luftfedern oder Stahlfedern gelagert sind, lassen sich im Bode-Diagramm theoretische Schwingungsüberhöhungen von etwa 36 dB ge- genüber nur etwa 9 dB bei der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung bestimmen. Die dB-Werte der Schwingungsüberhöhungen entsprechen dabei den Differenzen zwischen der Magnitude im höheren Frequenzbereich bei 10 Hz und mehr und der Magnitude im Resonanz- oder Eigenfrequenzbereich, hier bei etwas unter 2 Hz.

Ebenfalls ist die deutliche Dämpfung auch in Messungen der Schwingungsamplitu- de bei Resonanzdurchlauf belegbar. Hier lässt sich eine lediglich 3-fach überhöhte Schwingamplitude bei der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung gegenüber einer 7- bis 10-fachen Überhöhung bei Maschinen auf herkömmlichen Luftfedern oder Stahl- federn belegen. Hierzu zeigt die Figur 10 zwei schematische Schwingungsdiagram- me, in welchen das Ausschwingverhalten einer auf einer herkömmlichen Lagerein- richtung gelagerten Schwingmaschine oben in Figur 10 und einer auf einer erfin- dungsgemäßen Lagereinrichtung gelagerten Schwingmaschine unten in Figur 10 einander gegenübergestellt sind.

Wie der Vergleich der Schwingungsdiagramme veranschaulicht, verringert sich die Ausschwingzeit der Schwingmaschine mit einer erfindungsgemäßen Lagereinrich- tung aufgrund ihres hohen Dämpfungsgrades von annähernd 20 % wesentlich ge- genüber einer auf einer aus dem Stand der Technik bekannten, herkömmlichen La- gereinrichtung gelagerten Schwingmaschine. Die oben eingangs beschriebenen Lagereinrichtungen mit Luftfedern nach dem Stand der Technik haben gegenüber der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung wesentlich größere Ausschwingzeiten und wesentlich kleinere Dämpfungsgrade von nur 5 % oder noch weniger. Demnach wird auch die Schwingungsisolation mit der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung in Form eines Systems einer Luftfeder-Dämpfer-Einheit messbar verbessert.

Die Kurven in den Figuren 9 und 10 entstammen einer Simulation, wurden jedoch durch zahlreiche Messungen auf dem Prüffeld verifiziert.

Figur 1 1 schließlich zeigt ein Diagramm mit zwei Messkurven, die das Auslaufen einer Schwingmaschine nach einem Abschalten, einmal auf einer erfindungsgemä- ßen Lagereinrichtung und einmal auf einer konventionellen Lagereinrichtung gela- gert, zeigen. Hier ist ein Abschalten der Schwingmaschine bei ca. 22 Sekunden mit anschließendem Auslaufen zu sehen. Ab ca. 35 - 40 Sekunden sind erste Überhö- hungen aufgrund von Resonanz zu erkennen. Nach Resonanzdurchlauf ist eine deutlich geringere und deutlich schneller abklingende Schwingung der auf der erfin- dungsgemäßen Lagereinrichtung gelagerten Schwingmaschine gegenüber der auf einer konventionellen Lagereinrichtung, hier eine herkömmliche Luftfeder, gelager- ten Schwingmaschine zu erkennen.

Mit der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung wird beim An- und Ablaufen der Schwingmaschine 2 mittels starker Dämpfung ein unerwünschtes Aufschwingen des schwingenden Maschinenteils 21 wirksam vermieden oder wenigstens auf ein un- schädliches Maß begrenzt und es wird im laufenden Betrieb der Schwingmaschine 2 mit deren Betriebsfrequenz praktisch keine oder nur eine nicht störende geringe Dämpfung der Schwingung des schwingenden Maschinenteils 21 durch die Lager- einrichtung 1 erzeugt. Die erfindungsgemäße Lagereinrichtung 1 ist also in der La- ge, zwei auf den ersten Blick widersprüchlich erscheinende technische Anforderun- gen zu erfüllen.

Bezugszeichenliste:

Zeichen Bezeichnung

1 Lagereinrichtung

10 Luftfeder

1 1 Druckluftbehälter

1 1 ' Zusatz-Druckluftbehälter

1 1 " Absperrventil

12 Leitung zwischen 10 und 1 1

13 Drossel in 12

14 Druckluftquelle

2 Schwingmaschine

20 Schwingantrieb

21 erster Maschinenteil

22 zweiter Maschinenteil

3 Steuereinheit

30 Schwingungsaufnehmer

31 Messleitung zwischen 30 und 3

32 Steuerleitungen zwischen 3 und 13