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Title:
VIBRATION CONVEYOR AND METHOD FOR REGULATING A VIBRATION DRIVE OF A VIBRATION CONVEYOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/069819
Kind Code:
A1
Abstract:
The vibration conveyor has a drive unit (4) which has a vibration drive (10), a support assembly (5) which has a conveyor element for material to be conveyed, and a controller (26) for the vibration drive (10). The drive unit (10) is equipped with an acceleration sensor (27) which detects the current acceleration of the drive unit (4) when the vibration conveyor (25) is being operated, and the controller (26) is designed to generate a control variable for the vibration drive (10) using a current acceleration signal of the acceleration sensor (26) such that the support assembly (5) substantially vibrates at its resonant frequency (fres), thus allowing the acceleration of a drive unit (4) of the vibration conveyor (25) to be detected during operation and a control variable for a vibration drive (10) to be generated therefrom such that a support assembly (5) of the vibration conveyor (25) vibrates more closely to its resonant frequency (fres) or is returned towards same. The amplitude of the support assembly (4) and the connected mass flow ṁ can additionally be regulated to a target value by means of the controller (28) according to the invention.

Inventors:
LUDESCHER STEFAN (CH)
URS HELFENSTEIN (CH)
Application Number:
PCT/IB2017/056229
Publication Date:
April 19, 2018
Filing Date:
October 09, 2017
Export Citation:
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Assignee:
K TRON TECH INC (US)
International Classes:
B65G27/32
Foreign References:
JP2879267B21999-04-05
JP2013095563A2013-05-20
US5158170A1992-10-27
JPH04182210A1992-06-29
JP2000033913A2000-02-02
JP2010120769A2010-06-03
US4677353A1987-06-30
US5804733A1998-09-08
JP2013227112A2013-11-07
US5074403A1991-12-24
JPS58193814A1983-11-11
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung der Vibrationsbewegung eines Vibrationsförderers (25), dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb laufend die Beschleunigung einer Antriebseinheit (4) des Vibrationsförderers (25) detektiert und daraus eine Stellgrösse (S) für einen Vibrationsantrieb (10) generiert wird, derart, dass eine Trägeranordnung (5) des Vibrationsförderers (25) näher an ihrer Resonanzfrequenz (fres) schwingt oder wieder gegen diese zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die detektierte Beschleunigung der Antriebseinheit (4) weiter zur Regelung einer Amplitude (A abs T) der Vibrationsbewegung der Trägeranordnung (5) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei aus der detektierten Beschleunigung die Schwingung der Antriebseinheit (4) bestimmt und eine Antriebsfrequenz des Vibrationsantriebs (10) so lange gegen eine Resonanzfrequenz (fres) der Trägeranordnung hin verändert wird, bis eine Antriebsschwingung des Vibrationsantriebs (10) und eine Vibrationsschwingung der Trägeranordnung (5) eine Phasenverschiebung (Δφ) aufweisen, welche zu einer Resonanzanregung der Trägeranordnung (5) führt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei mit der aktuellen Resonanzfrequenz (fres) der Trägeranordnung (5) deren aktuelle Masse (m aktuell τ) und daraus wiederum eine aktuelle Amplitude (A abs ist-r) ihrer Vibrationsbewegung bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Vibrationsantrieb (10) derart geregelt wird, dass eine aktuelle Amplitude (A abs ist -r)der Vibrationsbewegung der Trägeranordnung (5) im Bereich eines vorbestimmten Werts (A abs 50ιι τ) liegt oder auf diesen wieder zurückgeführt wird.

6. Vibrationsförderer zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer einen Vibrationsantrieb (10) aufweisenden Antriebseinheit (4), eine ein Förderelement für zu förderndes Material aufweisenden Trägeranordnung (5) und mit einer Steuerung (26) für den Vibrationsantrieb (10), dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebseinheit (10) ein Beschleunigungssensor (27) angeordnet ist, wobei dieser im Betrieb des Vibrationsförderers (25) die aktuelle Beschleunigung der Antriebseinheit (4) detektiert, und die Steuerung (26) ausgebildet ist, mit einem aktuellen Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors (26) eine Stellgrösse (S) für den Vibrationsantrieb (10) zu generieren, derart, dass die Trägeranordnung (5) im Wesentlichen in ihrer Resonanzfrequenz (fres) vibriert.

7. Vibrationsförderer nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (26) in der Antriebseinheit (4) und der Beschleunigungssensor (27) seinerseits an der Steuerung (26) angeordnet ist.

8. Vibrationsförderer nach Anspruch 6, wobei der Vibrationsantrieb (10) eine gekapselte Spule (28) aufweist, und die Steuerung (26) sowie der Beschleunigungssensor (26) innerhalb der Kapselung (28) angeordnet sind, und wobei die Kapselung (28) bevorzugt explo- sionsunterdrückend wirkt und/oder für elektromagnetische Verträglichkeit abgeschirmt ist.

9. Vibrationsförderer nach Anspruch 6, wobei die Antriebseinheit (26) federelastisch ausgebildete Antriebshebel für die Trägeranordnung (5) aufweist, die diese an der Antriebseinheit (4) lagern.

10. Vibrationsförderer nach Anspruch 9, wobei die Antriebshebel als Blattfedern (12a,12b) ausgebildet sind.

11. Vibrationsförderer nach Anspruch 6, wobei die Steuerung (26) weiter ausgebildet ist, mit dem Beschleunigungssignal der Antriebseinheit (4) eine Stellgrösse für den Vibrationsantrieb (10) zu generieren, derart, dass die aktuelle Amplitude(A abs der Trägeranordnung (5) im Bereich eines vorbestimmten Werts liegt oder auf diesen zurückgeführt wird.

12. Vibrationsförderer nach Anspruch 6, wobei die Steuerung (26) weiter ausgebildet ist, aus der Resonanzfrequenz (fres) der Trägeranordnung (5) und der Federkonstanten (c) von federelastisch ausgebildeten, die Trägeranordnung (5) lagernden Antriebshebeln, die aktuelle Masse (m aktuell τ) der Trägeranordnung (5) und mit dieser die Ist - Amplitude (A abs ist -r) der Vibrationsbewegung zu bestimmen und danach eine Stellgrösse für den Vibrationsantrieb (10) zu generieren, derart, dass diese in den Bereich eines vorbestimmten Werts gelangt oder auf diesen zurückgeführt wird.

Description:
Vibrationsföderer und Verfahren zur Regelung eines Vibrationsantriebs

eines Vibrationsförderers

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Vibrationsbewegung eines Vibrationsförderers nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen Vibrationsförderer nach dem Oberbegriff von Anspruch 6.

Solche Vibrationsförderer werden in vielen Industriezweigen eingesetzt, für alle möglichen Materialien, soweit diese überhaupt durch einen Vibrationsförderer förderbar sind. Dabei werden die schüttfähigen Materialien auf ein Förderelement ausgegeben, meist eine Förderrinne, die dann eine zyklische Vorwärts- / Aufwärtsbewegung mit einem entsprechenden Rücklauf - die Vibration - ausführt, wodurch die einzelnen Partikel des Materials in einem Wurfwinkel vorwärts und zugleich etwas hochgeworfen werden. Das Förderelement führt den Rücklauf aus, bevor die zurückfallenden Partikel wieder auf ihm aufliegen, so dass mit der nächsten Vorwärts- / Aufwärtsbewegung die Partikel einen Schritt weiter gefördert werden können.

Vibrationsförderer besitzen entsprechend eine vibrierende Trägeranordnung für das auf ihr aufliegende, beispielsweise je nach Material oder anderen Kriterien konzipierte, austauschbare Förderelement, wobei die Trägeranordnung durch eine Antriebseinheit in die gewünschte Vibration versetzt wird. Durch die Vibrationsbewegung schwingt auch die Antriebseinheit des Vibrationsförderers (Reaktionskräfte), was durch die Lagerung der Antriebseinheit auf dem Untergrund erlaubt wird, da sonst erheblicher Lärm erzeugt und benachbart Maschinen oder Anlagen gestört werden können.

Insbesondere an in Produktionslinien eingesetzte Vibrationsföderer werden in verschiedener Hinsicht erhebliche Anforderungen gestellt. Dies betrifft unter Anderem den Explosionsschutz (beispielsweise in Europa gemäss den ATEX - Richtlinien der EU) und die Elektromagnetische Verträglichkeit (beispielsweise in Europa gemäss der EMV - Richtlinie der EU). Explosionsschutz und elektromagnetische Verträglichkeit führen oft zu erheblichem Aufwand, da der Controller bzw. die Steuerung für den Vibrationsförderer oft bei der zentralen Steuerung der Produktionslinie liegt, damit bis zu 300 m vom Vibrationsförderer entfernt sein kann, was entsprechende Kabelverbindungen bedingt, die aufwendig im Hinblick auf Explosionsschutz und elektromagnetischer Verträglichkeit zu konzipieren sind. Da der Vibrationsförderer in der Regel einen magnetisch wirkenden Vibrationsantrieb mit Spulen aufweist, oft auch einen elektromagneti- sehen Wegdetektor für das vibrierende Förderelement zur Regelung der Fördermenge bzw. des vom Vibrationsförderer durch sein Förderelement fliessenden Massenstroms rh, sind Explosionsschutz und elektromagnetische Verträglichkeit auch bei der Konstruktion des Vibrationsförderers selbst ein nicht zu unterschätzendes Thema.

Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vibrationsförderer der genannten Art zu verbessern.

Dazu wird ein Vibrationsförderer nach den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 be- trieben, wobei ein erfindungsgemäss ausgebildeter Vibrationsförderer die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 6 aufweist.

Dadurch, dass die Beschleunigung der Antriebseinheit als Regelgrösse für den Vibrationsantrieb verwendet wird, kann die Regelung mit einem einfachen, im Hinblick auf den Explosions- schütz und die elektromagnetische Verträglichkeit nicht relevanten Sensor vorgenommen werden. Dadurch, dass der Beschleunigungssensor an der Trägeranordnung, d.h. am Vibrationsförderer selbst angeordnet wird, kann der Explosionsschutz und die elektromagnetische Verträglichkeit lokal am Vibrationsförderer selbst mit geringem Aufwand sichergestellt werden. Über die gestellte Aufgabe hinaus entfällt ein vergleichsweise aufwendiger und teurer Sensor für die Vibrationsbewegung der Trägeranordnung. Weiter ergibt sich unabhängig von den oben genannten Vorteilen durch die Erfassung der Beschleunigung der Trägeranordnung eine verbesserte, besonders präzise Regelung des Massenstroms rh.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen weisen die Merkmale der abhängigen Ansprüche auf.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Gleiche Gegenstände sind in den Figuren grundsätzlich mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vibrationsförderers des Stands der Technik,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfin- dungsgmässen Vibrationsförderers, Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für einen ersten Regelzyklus gemäss der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm für einen zweiten Regelzyklus gemäss der vorliegenden Erfindung

Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft einen Vibrationsförderer 1 gemäss dem Stand der Technik, der auf dem Untergrund 2 über eine Lageranordnung, hier elastischen Füssen oder Auflagern 3a, 3b gelagert ist. Ersichtlich sind eine Antriebseinheit 4 für eine Trägeranordnung 5, auf welcher wiederum ein hier als Förderrinne 6 ausgebildetes Förderelement angeordnet ist, welches über einen Befüllkanal 7 an seinem hinteren Ende 8a mit Schüttgut 9 (z.B. Getreide, Pharmazeutische Produkte, Kunststoffgranulate und -Pulver aller Art oder metallische Materialien aller Art, etc.) beladen wird. Durch die Vibrationsbewegung der Trägeranordnung 5 vibriert die Förderrinne 6 mit, so dass das Schüttgut 9 am vorderen Ende 8b der Förderrinne 6 aus dem Vibrationsförderer 1 abgegeben wird.

Die Antriebseinheit 4 weist einen Vibrationsantrieb 10 auf, der bei der gezeigten Ausführungsform als wechselstromdurchflossene Spule ausgebildet ist, die im Betrieb ein periodisches Magnetfeld ausbildet und so auf einen Magnet 11 wirkt, der wiederum an einer Blattfeder 12a angeordnet ist. Die Blattfedern 12a und 12b bilden Antriebshebel für die Trägeranordnung 5, sind im Hinblick auf den Wurfwinkel etwas geneigt und werden durch den Vibrationsantrieb 10 in die durch die Doppelpfeile 13a,b angedeutete vibrierende Bewegung versetzt, so dass die Trägeranordnung 5 durch ihre zyklische Parallelverschiebung gegenüber einer Grundplatte 13 der Antriebseinheit 4 eine Vibrationsschwingung ausführt, welche den Massenstrom m des Förderguts bzw. Schütttguts 9 in Förderrichtung 14 erzeugt.

Weiter dargestellt ist ein Sensor 16 für eine Amplitude der Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 4, die ein Mass ist für den durch die Vibrationsschwingung erzeugten Massenstrom m von Schüttgut 9. Der Sensor 16 weist eine an der Antriebseinheit 4 festgelegte Spulenanordnung 17 auf, in deren Öffnung ein an der Trägeranordnung 5 vorgesehener Magnetstab 18 ragt, wobei im Betrieb des Vibrationsfördererers 1 die Vibrationsschwingung des Magnetstabs 18 in der Spulenanordnung 17 eine Spannung induziert, aus welcher sich auf bekannte Weise der Weg bzw. der aktuelle Ort der Trägeranordnung 5 berechnen lässt. Über eine Leitung 19 wird die im Sensor 16 detektierte Verschiebung der Trägeranordnung 5 an eine auf dem Untergrund 2 angeordnete Steuerung 20 übermittelt, welche über eine Speiseleitung 21 den Vibrationsantrieb 10 mit Wechselstrom derart versorgt, dass die aktuelle Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 5 möglichst im Bereich der für den jeweiligen Förder- Vorgang individuellen Sollwerte liegt. Bevorzugt sind der Vibrationsantrieb 10, der Sensor 16 und die Leitungen 19, 20 explosionssicher und elektromagnetisch verträglich gekapselt bzw. abgeschirmt und die Steuerung 20 am Ort der Liniensteuerung vorgesehen.

Wird die Trägeranordnung 4 nicht starr am Untergrund 2 festgelegt (was, wie oben erwähnt, die Regel ist) schwingt sie auf Grund der Reaktionskräfte der angetriebenen Trägeranordnung 5 ebenfalls und entgegengesetzt zu dieser. Damit detektiert der Sensor 16 nur die Relativverschiebung zwischen der Antriebseinheit 4 und der Trägeranordung 5, nicht aber die für den Massenstrom m massgebende Verschiebung gegenüber dem Untergrund 2. Dadurch muss ein abgeschätzter Korrekturfaktor für die im Betrieb detektierte Vibrationsschwingung der Träger- anordnung 5 verwendet werden, wodurch die Regelung des Massenstroms m nur angenähert erfolgen kann, selbst wenn die Masse m A der Antriebseinheit 4 beispielsweise durch ein Gewicht gegenüber derjenigen der Trägeranordnung 5 gross gehalten wird, so dass die Amplitude der (Gegen)schwingung der Antriebseinheit 4 vergleichsweise klein ausfällt. Der oben anhand von Figur 1 beschriebene Aufbau ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt, ebenso Abwandlungen davon.

Zusammenfassend zeigt Figur 1 einen Vibrationsförderer 1 mit einer einen Vibrationsantrieb 10 aufweisenden Antriebseinheit 4, eine ein Förderelement 6 für zu förderndes Material 9 aufweisenden Trägeranordnung 5 und mit einer externen Steuerung 20 für den Vibrationsantrieb 10.

Wie eingangs erwähnt, besitzen Vibrationsförderer dieser Art den Nachteil einer aufwendigen Regelung, einmal im Hinblick auf die Präzision der Regelung des Massenstroms m selbst durch die Erfassung der wahren Verschiebung der Trägeranordnung 5 und dann durch den Aufwand für den Explosionsschutz und die elektromagnetische Verträglichkeit, insbesondere im Hinblick auf die notwendige Verkabelung zur Steuerung 20. Figur 2 zeigt schematisch einen erfindungsgemässen Vibrationsförderer 25, an dessen Vibrationsantrieb 10 die Steuerung 26 für den Vibrationsförderer 25 angebracht ist, wobei die Steuerung 26 mit einem Beschleunigungssensor 27 bestückt ist. Weiter dargestellt ist eine Kapselung 28 für Explosionsschutz und elektromagnetische Verträglichkeit, die den Vibrationsantrieb 10, die Steuerung 26 und den Beschleunigungssensor 27 umschliesst. Der Vibrationsantrieb 10 ist mit einer Speiseleitung 29 zu einer zur Entlastung der Figur nicht dargestellten externen Spannungsquelle versehen.

Bevorzugt ist der Beschleunigungssensor 27 fest an der Steuerung 26 angeordnet, welche wie- derum fest am Vibrationsantrieb 10 festgelegt ist, der seinerseits starr mit der Grundplatte 13 (bzw. einfach an der Antriebseinheit 4) verbunden ist.

Im Betrieb erzeugt der Vibrationsantrieb 10 eine Antriebsschwingung (mit der Antriebsfrequenz) der Trägeranordnung 5. In der in der Figur gezeigten Ausführungsform ist der Magnet 11 über eine schematisch dargestellte Halterung 11' direkt an der Trägeranordnung 5 angeordnet, wobei nach wie vor die Relativbewegung zwischen der Trägeranordnung 5 und der Antriebseinheit 6 durch die federelastischen Blattfedern 12a, 12b bestimmt wird.

Die Trägeranordnung 5 führt so die Vibrationsschwingung mit einer Amplitude A T der Vibrati- onsbewegung aus, die den Massenstrom m erzeugt. Die Reaktionskräfte der Trägeranordnung 5 auf Grund der Vibrationsschwingung wiederum erzeugen die Schwingung der Antriebseinheit 4, d.h. die Schwingung, welche die Antriebseinheit 4 auf Grund der auf sie wirkenden Reaktionskräfte ausführt. Die Schwingung der Antriebseinheit 4 besitzt die gleiche Frequenz wie die Vibrationsschwingung, aber eine unterschiedliche Amplitude A A .

Der Beschleunigungssensor 27 detektiert nun die Schwingung der Antriebsanordung 4 und sendet der Steuerung 26 im Betrieb bevorzugt fortlaufend ein entsprechendes (aktuelles) Beschleunigungssignal. Dieses wird von der Steuerung 26 zur Real-Time Ansteuerung des Vibrationsantriebs 10 verarbeitet, d.h. die Steuerung 26 generiert eine Stellgrösse S für den Vibrati- onsantrieb 10, wobei die Steuerung 26 weiter ausgebildet ist, durch die Stellgrösse S den Vibrationsantrieb 10 derart anzusteuern, dass die Trägeranordnung 6 in ihrer Resonanzfrequenz f res schwingt, bzw. vibriert. Es ergibt sich, dass an der Antriebseinheit 5 ein Beschleunigungssensor 27 angeordnet ist, wobei dieser im Betrieb des Vibrationsförderers 25 die aktuelle Beschleunigung der Antriebseinheit 4 detektiert, und die Steuerung 26 ausgebildet ist, mit einem aktuellen Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors 27 eine Stellgrösse S für den Vibrationsantrieb 10 zu gene- rieren, derart, dass die Trägeranordnung 5 im Wesentlichen in ihrer esonanzfreq uenz f res vibriert.

Dabei weist in der gezeigten Ausführungsform die Antriebseinheit 4 federelastisch ausgebildete Antriebshebel für die Trägeranordnung 5 auf, die diese an der Antriebseinheit 4 lagern. Be- vorzugt sind dabei die Antriebshebel als Blattfedern 12a, 12b ausgebildet.

Wird, wie es Figur 2 zeigt, in einer bevorzugten Ausführungsform die Steuerung 26 an der Antriebseinheit 4 und Beschleunigungssensor 27 seinerseits an der Steuerung 26 angeordnet, entsteht eine vorteilhaft kompakte Anordnung, die an einem geeigneten Ort an der Antriebs- einheit 4 angeordnet werden kann, besonders bevorzugt in der Kapselung 28 für den Vibrationsantrieb 10 (bzw. dessen Spule), wobei dann ganz besonders bevorzugt die Kapselung 28 explosionsunterdrückend wirkt und für elektromagnetische Verträglichkeit abgeschirmt ist. Unterstützend wirkt, dass sich aufgrund der erfindungsgemäss ausgebildeten Steuerung 26, an welcher der Beschleunigungssensor 27 angeordnet ist, der Vibrationsförderer 25 mit einer Speisespannung von 48 V und einer Stromstärke unter 1 A betreiben lässt.

Bei einer in den Figuren nicht dargestellten, erfindungsgemässen Ausführungsform ist an mehr als einem Antriebshebel ein Vibrationsantrieb vorgesehen. Darüber hinaus ist ebenfalls erfindungsgemäss, wenn die Vibrationsantriebe unterschiedlich wirken, z.B. jeweils nur in einer, dann entgegengesetzten Richtung. Bei solchen Anordnungen lässt sich eine Förderleistung bis ca. 5000 kg/h erreichen, wobei die Leistungsaufnahme 48 Watt beträgt.

Figur 3 zeigt den Ablauf eines ersten Regelzyklus der Steuerung 26 um erfindungsgemäss durch den Vibrationsantrieb 10 die beladene, d.h. mit ihrer gefüllten Förderrinne 6 versehenen Trä- geranordnung 5 im Bereich ihrer Resonanzfrequenz f res zu betreiben. Im Betrieb im Bereich (o- der in) der Resonanzfrequenz f res ist die Energieaufnahme der Vibrationsanordnung 10 minimal, d.h. die Effizienz des Vibrationsförderers 25 am grössten. Die Resonanzfrequenz f res der Trägeranordnung 5 hängt unter anderem von ihrer aktuellen Masse m ist T ab, d.h. dem im Betrieb für die konkrete Förderaufgabe gewählten Förderelement (Ausbildung der Förderrine 6) und deren während der Förderung zu einem Zeitpunkt vorhandenen Füllung an Schüttgut 9, da die Füllung während der Förderung aus verschiedenen Gründen nicht zuverlässig stabil bleibt, sondern sich laufend etwas ändern kann. Der erste Regelzyklus startet mit dem Schritt 40, dabei wird der Vibrationsförderer eingeschaltet bzw. in seinem Betrieb in einen Modus "Betrieb im Bereich der Resonanzfrequenz" geschaltet. Im nachfolgenden Schritt 41 lädt die Steuerung 26 aus einem ihr zugeordneten Speicher einen vorbestimmten Wert für eine Antriebsfrequenz des Vibrationsantriebs 10, hier eine Startfrequenz f start , die derart gewählt ist, dass die resultierende Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 5 möglichst nahe bei ihrer Resonanzfrequenz f res liegt. Entsprechend legt die Steuerung 26 am Vibrationsantrieb 10 eine Wechselspannung mit der Startfreq UenZ fstart 3Π. (Auch die Startfrequenz f start ist natürlich eine aktuelle Frequenz f ist der am Vibrationsantrieb 10 anliegenden Wechselspannung). Der Fachmann kann die Startfrequenz f start beispielsweise anhand einer angenommenen Durchschnittsmasse der Trägeranordnung 5 (die Masse der An- triebseinheit 4 ist bekannt) fest programmieren, alternativ kann diese auch vor dem Start von der Bedienperson eingegeben werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der gerade verwendeten Förderrinne 6 (Figur 2).

In Schritt 42 bestimmt die Steuerung 26 aus dem Beschleunigungssignal des Beschleunigungs- sensors 27 die aktuelle Schwingung der Antriebseinheit 4.

In Schritt 43 vergleicht die Steuerung 26 die Phase φ Antrieb der aktuellen Schwingung der Antriebseinheit 4 mit der Phase φ Spannung der am Vibrationsantrieb 10 angelegten Wechselspannung. Sind die aktuelle Schwingung der Antriebanordnung 4 und die aktuelle Wechselspannung nicht in Phase, wird die Trägeranordnung 5 ausserhalb ihrer Resonanzfrequenz betrieben (s. dazu die Beschreibung unten), worauf in Schritt 44 bestimmt wird, ob die Wechselspannung der Schwingung der Antriebseinheit vorauseilt (cp Antrieb > φ Spannung) oder nachfolgt (cp Antrieb < Ψ

Spannung)-

Ist φ Antrieb > φ Spannung, folgt der Sprung zu Schritt 45, wo die aktuelle Antriebsfrequenz, d.h. hier die Frequenz der am Vibrationsantrieb 10 anliegende Wechselspannung f ist um einen Schritt reduziert wird (s. dazu die Beschreibung unten). Die Schrittgrösse wird vom Fachmann im konkreten Fall bestimmt, und hängt unter anderem vom verwendeten Reglermodell des Vibrationsförderers ab. Sie kann aber auch wahlweise vom Bedienpersonal eingegeben werden.

Ist φ Antrieb < Φ Spannung, folgt der Sprung zu Schritt 46, wo die aktuelle Antriebsfrequenz, d.h. hier die Frequenz der am Vibrationsantrieb 10 anliegende Wechselspannung f ist um einen Schritt erhöht wird. Die Schrittgrösse wird wiederum vom Fachmann im konkreten Fall bestimmt, kann aber auch wahlweise vom Bedienpersonal eingegeben werden.

Die gemäss den Schritten 45,46 geänderte Frequenz ist eine neue aktuelle Antriebsfrequenz f ist , so dass nach dem Rücksprung zu Schritt 42 die entsprechend neue aktuelle Schwingung der Antriebseinheit 4 aus dem Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors bestimmt wer- den kann.

Beim Durchlauf durch die Schritte 42 bis 46 wird während dem Betrieb des Vibrationsförderers 25 stets iterativ eine Phasenverschiebung Δ φ zwischen φ Antrieb - φ Spannung reduziert, bis im Schritt 43 der Sprung zu Schritt 47 erfolgt, nach welchem der erste Regelzyklus weitergeführt oder abgebrochen (Stop im Schritt 48) wird. Der oben beschriebene Ablauf basiert auf dem Modell, dass der Vibrationsantrieb 10 durch eine an ihm angelegte harmonische Wechselspannung eine harmonische Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 5 erzeugt, wobei die Wechselspannung dem in der Spule des Vibrationsantriebs 10 induzierten Wechselstrom um 90° vorauseilt. Das durch den Wechselstrom erzeugte Magnetfeld regt die Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 5 an, wobei damit für eine Resonanzanregung der Trägeranordnung 5 der Wechselstrom der Vibrationsschwingung um 90° vorauseilen muss, oder, im Fall der Wechselspannung, diese um insgesamt 180°.

Da die Antriebseinheit 4 im Gegentakt, d.h. um 180° verschoben zur Trägeranordnung 5 schwingt, und der oben beschriebene Phasenvergleich mit der Schwingung der Antriebseinheit 4 vorgenommen wird (der Beschleunigungssensor ist auf dieser angeordnet), müssen bei dem angenommenen, harmonisch schwingenden Zwei - Massensystem (Antriebseinheit 4 und Trägeranordnung 5) die Wechselspannung und die Schwingung der Antriebseinheit in Phase liegen, um die Trägeranordnung in Resonanz anzuregen. Erfindungsgemäss wird davon ausgegangen, dass bei fixierter Antriebseinheit 4 der Vibrationsantrieb 10 einen Oszillator darstellt, der über die federelastischen Antriebshebel den als Trägeranordnung 5 ausgebildeten Resona- tor harmonisch antreibt. Schwingt nun die Antriebseinheit 4 mit, und wird deren Phasenver- Schiebung φ berücksichtigt, kann deren Schwingung an Stelle der Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 5 für die Regelung der Resonanzfrequenz f res dienen.

Bei einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten erfindungsgemässen Ausführungsform wird nicht eine harmonische Wechselspannung am Vibrationsantrieb 10 angelegt, sondern ei- ne vom Fachmann nach der konkreten Ausbildung des Vibrationsförderers bestimmte, beliebige (aber periodische) beispielsweise aus rechteckigen Spannungsimpulsen zusammengesetzte Spannungsform, welche einen entsprechenden, periodischen Strom in der Spule induziert. Hier lässt sich die für eine Resonanzanregung der Trägeranordnung 5 notwendige Phasenverschiebung Δ φ zwischen φ Antrieb - φ Spannung nicht mehr allgemein angeben, sondern muss der Span- nungsform entsprechend bestimmt werden. Dies kann rechnerisch oder durch Versuche erfolgen: Da die Energieaufnahme für eine Resonanz - Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 5 minimal ist, kann beispielsweise die Frequenz der gewählten Spannungsform variiert werden, bis minimale Energieaufnahme vorliegt so und die entsprechende Phasenverschiebung Δ φ für die Resonanzanregung festgestellt werden. Analog zum Schritt 43 von Figur 2 würde dann festgestellt, ob die notwendige Phasenverschiebung Δ φ vorliegt oder nicht und dann je nach dem analog zu den Schritten 44 bis 46 die Phasenverschiebung korrigiert oder analog zum Schritt 47 fortfahren des Regelzyklus überprüft. Die restlichen Schritte gemäss Figur 2 werden dann in der gleichen Sequenz abgearbeitet.

Damit erlaubt der erste Regelzyklus, den Bereich der Resonanz - Vibrationsschwingung nach dem Start des Vibrationsförderers 25 schnell zu erreichen bzw. bei einer Drift oder einer Veränderung der Fördergeschwindigkeit wieder zu erreichen.

Unabhängig von der konkreten Ausbildung der Steuerung und des Vibrationsantriebs ergibt sich erfindungsgemäss ein Verfahren, bei welchem aus der laufend detektierten Beschleunigung der Antriebseinheit 5 eine Stellgrösse S für den Vibrationsantrieb (in der oben beschrie- benen Ausführungsform die Frequenz der Wechselspannung) generiert wird, derart, dass die Trägeranordnung 5 des Vibrationsförderers 25 näher an ihrer Resonanzfrequenz f res schwingt (also nach jeder Veränderung der aktuellen Frequenz f ist - hier der Wechselspannung - gemäss den Schritten 45 bzw. 46 von Figur 2) oder, beispielsweise nach einer Drift, wieder gegen diese zurückgeführt wird.

Bevorzugt wird bei diesem Verfahren aus der detektierten Beschleunigung die Schwingung der Antriebseinheit bestimmt und eine Antriebsfrequenz des Vibrationsantriebs so lange zu einer Resonanzfrequenz der Trägeranordnung hin verändert wird, bis eine Antriebsschwingung des Vibrationsantriebs und eine Vibrationsschwingung der Trägeranordnung eine Phasenverschiebung aufweisen, welche zu einer Resonanzanregung der Trägeranordnung führt.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Vibrationsschwingung auch mechanisch, beispiels- weise durch einen Exzenter, erzeugt werden kann. Dann entspricht die Exzenterdrehzahl der Antriebsfrequenz.

Figur 4 zeigt den Ablauf für einen zweiten Regelzyklus gemäss der vorliegenden Erfindung, um erfindungsgemäss eine absolute Amplitude A abs T der Trägeranordnung 5 zu regeln, d.h. deren Verschiebung gegenüber dem Untergrund 2 und nicht nur gegenüber der Antriebseinheit 4.

Nachfolgend steht bei den verwendeten Grössen die Bezeichnung "A" für die Antriebseinheit 4, "T" für die Trägeranordnung 5, "abs" für den Absolutwert einer Amplitude (d.h. gegenüber dem Untergrund 2 und nicht relativ zu einer Komponente des Vibrationsförderers selbst), "ist" für einen aktuellen Wert während dem Betrieb des Vibrationsförderers und "res" für die Reso- nanz.

Der zweite Regelzyklus startet mit dem Schritt 50, um die Regelung der Amplitude A abs ; s n einzuleiten. Dazu wird die aktuelle Masse m ist T der Trägeranordnung 5 berechnet. Diese verändert sich, wie oben erwähnt, je nach dem verwendeten Förderelement bzw. der verwendeten Förderrinne 6 und dem sich aktuell in der Förderrinne 6 befindenden Schüttgut 9 (Figur 2).

Im Schritt 51 wird die aktuelle Resonanzfrequenz f res i st der Trägeranordnung 5 abgerufen, die auf Grund der Ausführung des ersten Regelzyklus bekannt und in einem geeigneten Speicher der Steuerung 26 (Figur 2) abgelegt ist (und von der aktuellen Masse m ist T abhängt).

Im Schritt 52 wird dann die Masse m ist T der Trägeranordnung 5 berechnet, beispielsweise gemäss der Formel wo

m A die bekannte Masse der Antriebseinheit 4,

fres die durch den ersten Regelzyklus bestimmte aktuelle Resonanzfrequenz der Trägeranordnung 5 (mit ihrer aktuellen Masse m ist T ), und

c die bekannte Federkonstante der Antriebshebel bzw. der Blattfedern 12a, 12b bezeichnet.

Im Schritt 53 wird die aktuelle absolute Amplitude A abs ist T der Vibrationsschwingung der Trägeranordnung 5 beispielsweise durch die Formel

A abs ist A m A

A abs ist T ~ berechnet, wobei die aktuelle absolute Amplitude A abs ist aus der doppelten Integration der Beschleunigung der Antriebseinheit 4 erhalten werden kann.

Der Sollwert A abs so n T ist in einem geeigneten Speicher der Steuerung 26 (Figur 2) abgelegt und kann in diese durch eine Bedienperson oder durch eine Liniensteuerung eingegeben werden.

Entspricht die Amplitude A abs ist τ der Vibrationsschwingung nicht ihrem Sollwert A abs τ, er- folgt im Schritt 55 eine Korrektur, indem die Steuerung 26 (Figur 2) den Vibrationsantrieb 10 entsprechend ansteuert, beispielsweise die Amplitude der an seiner Spule angelegten peridoi- schen Spannungsform schrittweise vergrössert oder verkleinert, je nach dem die Amplitude A abs ist vergrössert oder verkleinert werden soll. Die Schrittgrösse wird wiederum durch den Fachmann im konkreten Fall bestimmt und kann alternativ auch durch eine Bedienperson in einen Speicher der Steuerung 26 (Figur 2) eingegeben werden.

Da eine veränderte Amplitude A abs ist T der Vibrationsschwingung z.B. die Füllung der Förderrinne 6 (Figur 2) verändern kann, erfolgt bevorzugt nach dem Schritt 55 ein ücksprung zum Schritt 51 zur Neuberech nung der Masse m s u der Trägeranordnung 5. Da die Neuberechnung in der oben gezeigten Rechnung auf der Resonanzfrequenz der Trägeranordnung 5 aufsetzt, die ihrerseits durch eine veränderte Füllung der Förderrinne 6 (Figur 2) verändert wird, muss die Steuerung 26 zum Ausführen des Schritts 51 die momentane Resonanzfrequenz f res ist aus dem ersten Regelzyklus abrufen.

Es ergibt sich ein Verfahren, bei welchem bevorzugt die detektierte Beschleunigung der An triebseinheit 4 weiter zur Regelung einer Amplitude A T der Vibrationsbewegung der Trägeran Ordnung 5 verwendet wird. Dabei wird weiter bevorzugt mit der aktuellen Resonanzfrequenz f res ist der Trägeranordnung 5 deren aktuelle Masse m ist T und daraus wiederum eine aktuelle Amplitude A abs ist T ihrer Vibrationsbewegung bestimmt.

Schliesslich wird im erfindungsgemässen Verfahren besonders bevorzugt der Vibrationsantrieb 10 derart geregelt, dass eine aktuelle Amplitude A abs ist T der Vibrationsbewegung der Trägeranordnung 5 im Bereich eines vorbestimmten Werts für A abs soii T liegt oder auf diesen wieder zurückgeführt wird.

Dabei ist die Steuerung 26 bevorzugt weiter ausgebildet, mit dem Beschleunigungssignal der Antriebseinheit 4 eine Stellgrösse für den Vibrationsantrieb 10 zu generieren, derart, dass die aktuelle Amplitude der Trägeranordnung 5 im Bereich eines vorbestimmten Werts liegt oder auf diesen zurückgeführt wird.

Schliesslich ist die Steuerung 26 weiter ausgebildet, aus der Resonanzfrequenz f res der Trägeranordnung 5 und der Federkonstanten c von federelastisch ausgebildeten, die Trägeranordnung 5 lagernden Antriebshebeln, die aktuelle Masse m ist T der Trägeranordnung 5 und mit dieser die aktuelle absolute Amplitude A abs ist τ der Vibrationsbewegung zu bestimmen und danach eine Stellgrösse für den Vibrationsantrieb 10 zu generieren, derart, dass die Amplitude Aabs ist T in den Bereich eines vorbestimmten Werts gelangt oder auf diesen zurückgeführt wird.