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Title:
OSCILLATING CONVEYOR WITH HORIZONTALLY ARRANGED ROD SPRING COMPONENTS AND USES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/024028
Kind Code:
A2
Abstract:
A loose material conveyor is given a high degree of freedom in the horizontal and vertical plane of oscillation by the horizontal arrangement of rod spring components (1). The oscillating conveyor is automatically taken into the best possible working range by monitoring the phase relation of the mechanical and electrical oscillation circuit by means of a sensor (60). The speed can be steplessly controlled by the amplitude reference setting (42). Owing to its high conveying dynamics, the conveyor is ideal for the volumetric metering of loose material in the foodstuffs, plastics, building, chemical and pharmaceutical industries. Another application is in the preparation of SMD components for an automatic SMD system.

Inventors:
MUELLER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE1994/000434
Publication Date:
October 27, 1994
Filing Date:
April 20, 1994
Export Citation:
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Assignee:
MSM POLY PRINT GMBH (DE)
MUELLER THOMAS (DE)
International Classes:
B65G27/32; (IPC1-7): B65G27/10
Domestic Patent References:
WO1986002058A11986-04-10
Foreign References:
DE1488084A11969-04-10
DE3110758A11982-02-11
DE3644811A11988-07-14
DE4014049A11990-11-15
GB2109169A1983-05-25
US2821292A1958-01-28
EP0453241A11991-10-23
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Claims:
Ansprüche:
1. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen, bestehend aus Federelementen, Schwungmassen, Dämpfungsgliedern, Schwingungserregern, Sensoren, elektrischen und mechanischen Stellgliedern sowie elektronischen Baukomponenten, dadurch gekennzeichent, daß zwei oder mehrere nicht ortsfestgebundene Stabfedern (1, 2, 3, 4) die vorzugsweise parallel zur horizontalen Schwingungsebene ausgerichtet sind, die horizontale und vertikale Hauptfeder eines Ein oder MehrmassenschwingungsSystems bilden.
2. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen, bestehend aus Federelementen, Schwungmassen, Dämpfungsgliedern, Schwingungserregern, Sensoren, elektrischen und mechanischen Stellgliedern sowie elektronischen Baukomponenten, dadurch gekennzeichent, daß der Fördertopf oder die Förderrinne (12, 13, 46) mit einem oder mehreren Magneten, vorzugsweise einem Permanentmagneten, auf dem Antrieb befestigt wird.
3. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stabfeder¬ elementen und Anwendungen, bestehend aus Federelementen, Schwungmassen, Dämpfungsgliedern, Schwingungserregern, Sensoren, elektrischen und mechanischen Stellgliedern sowie elektronischen Baukomponenten zur Regelung einer konstanten Amplitude in der Nähe der Eigenfrequenz des Schwingsystems, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (15,20,21,36,54) aus einem Elektromagneten und einem Permanentmagneten besteht, daß vorzugsweise die Ankerplatte (67,68) den Permanentmagneten bildet und daß in periodischen Zeitabständen dieser Antrieb als Sensor zur Steuerung des Antriebs genutzt wird.
4. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabfedern (1, 2, 3, 4) jeweils mit einem Ende (5, 6, 7) in einem Montageblock (8, 9, 10, 11) befestigt sind, daß das andere Ende mit einer Schüttelrinne (12, 13) oder einem Schütteltopf (14) verbunden ist, daß die Montageblöcke (8, 9, 10, 11) mit einer Gegenmasse (14, 15, 16) mittels einem Scharniergelenk (17, 18, 19, 43) verbunden sind und daß sich der Montageblock mittels eines Dämpfergliedes (25, 26, 27) auf einer Montageplatte (28, 29) befindet.
5. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabfeder (1, 2, 3, 4) einen Rechteckquerschnitt besitzt, daß über das Verhältnis a/b und den Einspannwinkel ß die vertikale Schwingungsamplitude eingestellt werden kann.
6. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (20, 21, 22, 23, 24, 54) mit einem Anstellwinkel relativ zur horizontalen Ebene an der Schüttrinne, bzw. an der Gegenmasse befestigt ist und somit ver¬ tikale und horizontale Kraftkomponenten in das Schwingungssystem einleitet.
7. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils an einem Montageblock (8, 9, 10, 11) eine mit dem Hebelarm L und dem Winkel α, vorzugsweise 45 Grad, ausgelenkte Schwungmasse (30, 31, 32) zur Erzeugung der vertikalen Schwingungskomponente befindet und daß beim symmetrischen Aufbau nur zwei von vier oder drei von sechs usw. Schwungmassen auf das Gesamtsystem bezogen angebracht sind.
8. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1 und 4 7, dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfungsglieder (25,27,69) in den Schwingungsnullpunkten des Gesamtsystems angeordnet sind.
9. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Stabfedern (3) sternförmig auf einem zentralen Montageblock (43) angeordnet sind, daß der Montageblock zur Aufnahme des Schütteltopfs (14) und zur Krafteinleitung (44) der Antriebseinheit oder einheiten (22) dient.
10. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1,2,4,5,6,8, und 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Stabfedern (1, 2, 3, 4), die Scharnierfedern (17, 18, 19, 43) die Aufnahmeplatte und die Dämpfungsglieder (25, 27, 69) aus Kunststoffteilen bestehen, gegebenfals aus nur einem Bauteil, vorzugsweise aus glasfaserverstärkten Kunststoffen.
11. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 1, und 49, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der horizontalen und vertikalen Schwingung größer als 5/1 ist, vorzugsweise 10/1.
12. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stab¬ federelementen und Anwendungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Signal der Amplitudensollvorgabe (42), und der Leistungsabgabe des Verstärkers (56) in einem Komperator (55) ein Signal (57) erzeugt wird, das das Füllgewicht des Schüttgutbehälters (12, 14) ermittelt.
13. Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stabfeder¬ elementen und Anwendungen, nicht ortsfester Schwingförderer nach Anspruch 1 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz der vertikalen und horizontalen Schwingungsebene gleich ist.
14. Anwendung des erfindungsgemäßen Schüttgutförderers nach einem der obrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgutförderer bei der Zuführung von SMDBauteilen (45) in einem SMDAutomaten (50) eingesetzt wird, daß sein Schütttopf (46) der vorzugsweise aus Kunststoff ist, als Lager für die SMD Bauteile dient, daß der Schüttguttopf einen eigenen Deckel hat, mit nur einer Öffnung zur Übergabe des SMDBauteils aus dem Schüttguttopf an die AbholStation (67) bzw. Linearfördereinheit (60), daß er mittels einer Sehne11Spannvorrichtung (47) von der Antriebseinheit (48) gelöst werden kann, daß über einen Sensor (49) die Abholposition (51) der SMDBauteile überwacht wird und als Steuersignal für die Antriebseinheit (48) dient.
15. Anwendung des erfindungsgsmäßen Schüttgutförderers nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der erfin¬ dungsgemäßen Schüttgutförderer (60, 61) hintereinander an¬ geordnet sind, daß nur ein elektronisches Leistungsteil sequentiell gesteuert durch die Lichtschranken (49, 62, 63), einen oder mehrere, vorzugsweise einen, der Schüttgutförderer (60, 61) antreibt, daß die SMDBauteile bei Bedarf jeweils durch ein Führungsrohr, bzw. Führungsprofil (64) zentral zu einer Abholposition (65) gefördert werden können, daß die Förderung entweder durch einen mechanischen Schieber, durch Blasluft, oder durch einen LinearschwingfOrderer geschieht und daß die Schwing¬ töpfe auf einer zentralen Schienenführung (66) aus dem Bestück¬ ungsbereich herausgefahren werden können.
16. Anwendung des erfindungsgemäßen Schwingförderers nach einem der obrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgutförderer bei der Dosierung von Kunststoffgranulat (45) vorzugsweise in den Trichter (53) eines Extruders (51) eingesetzt wird, daß die einzelnen Granulatpartikelchen (45) über einen oder mehrere Sensoren (49) am Ausgang des Schüttgut¬ förderers volumetrisch gezählt werden und als Sollsignal für die kontinuierliche, gewichtsmäßige, stabile Förderung des Granulats dienen.
17. Anwendung des erfindungsgemäßen Schüttgutförderers nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß um einen zentralen Schüttgutförderer (70) mehrere Einzelschüttgutförderer (71, 72) angeordnet sind, vorzugsweise kreisförmig, daß die Bevorratung der Einzelschüttgutförderer (71, 72) aus Materialbunkern (73, 74) geschieht, daß eine zentrale Steuerelektronik die Bevor¬ ratung der Einzelschüttgutförderer (71, 72) über die Füllstands meεsung jedes Einzeltopfes vornimmt, daß im zentralen Schüttgut¬ topf (70) in den Wendeln deε Schüttgutfördererε Miεchungε elemente zur Vermiεchung der einzelnen Komponenten auε dem Schüttgutförderer (71, 72) angeordnet εind und daß die Über¬ wachung der volumenmäßigen Doεierung εowohl über die Ein zelεchüttgutförderer (71, 72) geεchieht, alε auch über den Zen¬ tralεchüttgutförderer (70).
Description:
Schwingförderer mit horizontal angeordneten Stabfederelementen und Anwendungen

Die Erfindung betrifft ein Schwingfördersystem nach den Ober¬ begriff der Ansprüche eins, zwei und drei.

Schwingfördersysteme mit einer parallelen Anordnung der Hauptfederelemente zur Transportebene sind nicht bekannt. In der Patentschrift DE 40 14049 C2 wird ein Schwingungszuführ¬ gerät vorgestellt, das horizontal Ageordnete Federdrähte zur Stabilisierung, zweier in horizontaler und vertikaler Richtung angeordneten Federelementen, mit jeweils eigene Antreibsein- heiten für die vertikale und horizontale Richtung, dient. Ähnliche Anordnungen sind aus der DE-PS 14 88 084 und der DE 31 10 758 AI bekannt. Bei diesen Systemen ist ein sehr hoher mechanischer Aufwand nötig zum Aufbau eines Schwingsystems. Es sind jeweils vertikale und horizontale Federelemente notwendig. Desweiteren eignet sich ein derartiges System nicht zum Aufbau eines Linearförderers.

Regelsysteme, die sowohl Amplitude als auch Frequenz dynamisch in der Eigenfreguenz oder im größerem Abstand zur Eigenfreqenz mit einem Wegaufnehmer oder Beschleunigungsaufnehmer regeln, sind im Bereich der SchwingfOrderSysteme bekannt. Die Offen- legungsschrift DE 31 10758 AI beschreibt ein System, das im Niedervoltbereich über einen Wegaufnehmer die Amplitude der horizontalen und vertikalen Schwingung gegen eine vertikale und horizontale Sollamplitude, in der Eigenfreguenz der jeweiligen Schwingungsebne, regelt. Das System ist in der Lage die Eigenfrequenz selbst zu erkennen. Ein ähnliches System ist in der Weltanmeldung WO 8602 058 vorgestellt. Das Regelsystem mißt Amplitude und Phase und den steuert den Antrieb in relativ großen Abstand zur Eigenfrequenz, wobei die Erregerfrequenz in Abhängigkeit des Füllstandes des Schüttguttopfes nachgeregelt wird. Im Patent DE 3644811 C2 wird ein Regelsystem vorgestellt, das die Eigenfrequenz des Schwingsystems erlernt und die Antriebsfrequenz, in Abhängikeit des Füllstandes, in der

jeweiligen Eigenfrequenz betreibt. Die Unstetigkeiten im Resonanzbetrieb werden durch eine Maximalamplitudenregelung kompensiert. Nachteilig bei diesen Systemen ist, daß ein Sensor zur Messung der Amplitude und Freqenz in das Schwingsystem eingebaut werden muß. Im Falle der Regelung in der Eigenfrequenz, mittels Nullpunktdetektor kann bei spontanen Masseänderungen erst nach dem Durchlaufen einer Amplitude die Leistungsbegrenzung einsetzen. Dieses kann zum Zerstören der Federn führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dynamik eines Schwingfördersystems zu verbessern. Es soll die Transportgeschwindigkeit und das Einstellen des Betriebspunktes möglichst einfach, sicher und mit großen Stellbereichen in jedem Betriebspunkt, durch die Kombination von wenigen mechanischen sowie elektronischen Bauelementen gestaltet werden. Desweiteren soll das Wechseln von Schüttguttopfen mit Schüttgutinhalt schnell, ohne großen mechanischen und elektronischen Abstimmungsaufwand geschehen. Dies alles soll darüberhinaus in einer möglichst kompakten und modularen Bauweise geschehen.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die technische Lehre der Ansprüche eins, zwei und drei gelöst.

Durch die Einführung von Stabfederelementen parallel zur hori¬ zontalen Schwingungsebene sind dem Schwingförderer hohe Frei¬ heitsgrade bezüglich der Schwingung in horizontaler und ver¬ tikaler Richtung gegeben. Jedes Federelement kann als einge¬ spannter Tragbalken um seinen Fixpunkt im Montageblock schwin¬ gen. Durch die ebenfalls parallel zur horizontalen Ebene ein¬ geleitete Erregerkraft führt das SchwingungsSystem zuerst eine reine horizontale Schwingung aus. Die Gegenmasse ist dabei durch ein Scharniergelenk über dem Montageblock mit der Förderrinne, bzw. dem Fördertopf verbunden. Dieses Scharniergelenk, das im einfachsten Fall aus einer Blattfeder besteht, nimmt die horizontale Relativbewegung der Schwingungsmasse mit der För¬ derrinne verschleißfrei und energiearm auf.

Zur Einleitung der vertikalen Schwingung in das System werden zusätzliche Erregersysteme in vertikaler Richtung eingesetzt. Bei symmetrischer Anordnung der vertikalen Antriebseinheiten kann über die unterschiedliche Einstellung der Leistung und/oder der Phasenlage die Förderrichtung des Schüttgutes beeinflußt werden. Bei Linearförderern ist dieses eine sehr vorteilhafte Eigenschaft, da man ohne mechanische Veränderungen die Förderrichtung des Linearförderers beeinflussen kann.

Ein derart gestaltetes System kann auf sehr engem Raum relativ lange horizontale Wege bei gleichzeitig kurzen vertikalen Wegen stufenlos regelbar erzeugen und damit die Voraussetzung einer hohen Transportgeschwindigkeit des Transportgutes erfüllen.

Ein schnelles Wechseln des Schüttguttopfes wird durch eine magnetische Verbindung des Schüttguttopfes mit der Antriebseinheit gewährleistet. Dieses kann entweder durch einen oder mehrere Elektromagnete oder Permanetmagnete erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn der oder die Magnete auf der Antriebseinheit angebracht werden, da in diesem Fall der Schütttopf nur eine Stahlbodenplatte besitzen muß. Somit ist ein schnelles und einfaches Wechseln der Sortier-, bzw. Fördertöpfe möglich und die Töpfe können z.B. als Bauteillager dienen.

Günstig ist es, durch drei nicht symmetrisch angeordnete Fixierpunkte den Topf nur in einer definierten Lage relativ zum Fördertopf zu befestigen.

Ist die Ankerplatte der Antriebseinheit ein Permanetmagnet, so kann die Antriebseinheit gleichzeitig die Frequenz des Systems ermitteln, da der Antrieb wahlweise als Wegsensor oder als Antrieb genutzt wird. Dieses geschieht in periodischen Abständen.

Durch die Überwachung der Amplitude und der Phasenlage der elektrischen und mechanischen Schwingung wird es möglich, daß Schwingsystem stabil in jeden Betriebspunkt zu fahren. Ziel ist

es, die elektrische Phasenlage der Antriebseinheit in einem definierten Abstand zur festen mechanischen Phasenlage zu re¬ geln. Es hat sich gezeigt, daß bei gleicher Phasenlage ein stabileres Fördern gewährleistet ist. Um die Energieaufnahme möglichst gering zu halten, wird angestrebt, den Betriebspunkt möglichst nah an der Eigenfrequenz des mechanischen Systems zu orientieren.

Durch die Regelung der Amplitude kann im einfachsten Fall die Fördergeschwindigkeit bei abnehmendem Fördergewicht konstant gehalten werden.

Führt man anstatt runder Querschnitte der Stabfeder Rechteck¬ querschnitte oder andere, nicht rotationssymmetrische Quer¬ schnitte ein und verspannt man die Stabfeder nicht symmetrisch relativ zur horizontalen Schwingungsebene, so können die ver¬ tikalen Schwingungserreger wegfallen. Das Verhältnis der hori¬ zontalen zur vertikalen Krafteinleitung kann durch die Wahl des Querschnittes und des Einspannwinkels eingestellt werden. Vorteilhaft bei dieser Anwendung ist, daß nur eine Antriebs¬ einheit in der horizontalen Ebene benötigt wird.

Einen ähnlichen Effekt kann man durch eine Winkelverstellbarkeit der horizonalen Krafteinleitung erzielen. Die Antriebseinheit wird relativ zur horizontalen Schwingungsebene um einen Winkel auf der Schwungmasse, bzw. auf dem Schüttguttopf oder, der Schüttgutrinne befestigt. Über den Anstellwinkel kann das Verhältnis der vertikalen zur horizontalen Schwingung eingestellt werden. Vorteilhaft bei dieser Lösung ist es, daß über nur ein Bauelement das Verhältnis der vertikalen zur horizontalen Schwingung festgelegt werden kann.

Eine weitere Variante der Einleitung einer vertikalen Kraft¬ komponente ist das Anbringen einer Schwungmasse am Montageblock der Stabfeder. Das Verhältnis der vertikalen und horizontalen Schwingung kann entweder über das Gewicht oder den

Anstellwinkel, bzw. die Länge des Hebelarms beeinflußt werden. Ein Anstellwinkel unter 45 ° ergibt die größte Kraftkomponente in vertikaler Richtung.

Ein Gesamtsystem wird aus zwei, bzw. mehreren Stabfederelementen aufgebaut. Jedes Stabfederelement besitzt einen Schwin¬ gungsnullpunkt, in dem ein Dämpfungsglied angeordnet ist. Über dieses Dämpfungsglied wird der Schüttgutförderer nahezu schwingungsfrei mit dem Fundament oder einer Montageplattform verbunden.

Bei Schwingtöpfen ist es sinnvoll, die Anordnung der Stab¬ federelemente sternförmig bezüglich des Mittelpunktes des Schwingtopfes anzuordnen. Somit ist es möglich, einen zentralen Montageblock zur Aufnahme des Schütteltopfes und der Krafteinleitung zu gestalten.

Um eine möglichst kostengünstige Herstellung der Systeme zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, die Stabfeder- und Scharnierfederelemente, sowie die Dämpfungsglieder aus Kunststoffteilen zu fertigen. Vorteilhaft hierfür sind glasfaserverstärtkte Kunststoffe. Gegebenfalls kann diese Baugruppe aus nur einem Kuststoffteil produziert werden, daß gegebenfalls aus meheren Kuststoffen besteht. Somit könnte bis auf die Antriebseinheit sämtliche Bauteile aus Kuststoff hergestellt werden.

Als vorteilhaft hat sich auch erwiesen, daß das Verhältnis der horizontalen zur vertikalen Schwingungen größer als 5/1 ist. Bei dem Verhältnis 10/1 hat sich die höchste Transportge¬ schwindigkeit bei unterschiedlichsten Schüttgütern eingestellt.

Mit der Überwachung der Leistungsabgabe unter Kenntnis der Leistungsvorgabe ist es möglich, das Austragsvolumen, bzw. Aus- tragsgewicht des Schüttgutförderers relativ zu ermitteln. Dieses Signal kann dann genutzt werden, um aus größeren Vor¬ ratsbehältern den Schüttgutfördertopf zyklisch nachzufüllen.

Ist die Eigenfrequenz der horizontalen und vertikalen mecha¬ nischen Schwingung gleich, so kann die Förderrichtung des Ge¬ samtsystems relativ einfach über die Regelung der Amplitude oder der Phasenlage der vertikalen Antriebseinheiten ohne störende Einflüsse sich überlagernder Erregerschwingungen geregelt werden. Diese ist im Falle der getrennten Regelung der vertikalen und horitontalen Schwingung notwendig.

Eine mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Schüttgutförderers ist die Zuführung von SMD-Bauteilen in SMD-Automaten. Vorteile entstehen hier im wesentlichen durch die kompakte Bauweise des Rotationsschüttförderers und die ruhige Führung der Bauteile. Es erweist sich als sinnvoll, den Schüttguttopf gleichzeitig als Bauteillager zu verwenden. Damit der Schüttopf leicht von der Antriebseinheit getrennt werden kann, ist eine Schnellspann¬ vorrichtung eingebaut, die wie schon oben erwähnt, mittels eines zentral angeordneten Permanetmagnet am Antrieb und einer magnetischen Bodenplatte des Schüttguttopfes ausgeführt sein kann. Selbst ein automatisches Wechseln ist somit leicht möglich. Aus Kostengründen wird der Schüttguttopf mit den Wendeln aus Kunststoff hergestellt.

Jeder Schüttguttopf verfügt über einen separaten Deckel, damit beim Wechsel oder auch beim Bestückungsvorgang keine Fremdbauteile in den Behälter gelangen. Nur an einer Stelle besitzt der Schüttguttopf eine Öffnung zur Übergabe der SMD- Bauteile an die ruhende Abholposition, unter der die Lichtschranke angeordnet ist.

An der festen Abholposition muß ständig ein SMD-Bauteil an¬ liegen. Die Überwachung dieser Phase übernimmt ein Sensor. Wird ein Bauteil von dem SMD-Automaten abgeholt, so erkennt dies der

Sensor. Über ein Steuersignal wird nun die Antriebseinheit des

Schuttgutförderers aktiviert, bis ein neues Bauteil an der

Abholposition anliegt. Dann wird zur Schonung der Bauteile die Antriebseinheit abgeschaltet.

Die Zuführung von Schüttgut in SMD-Automaten wird üblicherweise über Linearförderer gemacht. Hierbei ist es jedoch sehr aufwendig, auf einem schmalen Bauraum von ca. 15 mm eine Zufüh¬ rung zu konstruieren. Diese Zuführungen sind in der Regel sehr lang und in ihrer Bauhöhe relativ hoch. Dieses ist nachteilig bei der Integration derartiger Schüttgutförderer in bestehende Automaten. Desweiteren ist es sehr aufwendig, einen halb ge¬ füllten Schüttgutförderer mit einem anderen Bauteil zu füllen, da zuerst sämtliche alten Bauteile aus den Zuführungen entfernt werden müssen.

Diese oben erwähnten Nachteile sollen durch die erfindungsgemäße Anordnung der runden Schüttgutförderer verbessert werden. Durch die hintereinander geschalteten Systeme kann der Platzbedarf, verbessert werden. Auf einer Fläche von 45 x 350 (mm) können bei einem Topfdurchmesser von 30 (mm) ca. zehn Einheiten hinterein¬ ander angeordnet werden.

Desweiteren ist es sinnvoll, die einzelnen mechanischen Schwingtöpfe mit nur einem elektronischen Leistungsteil zu versorgen, da der Bestückungskopf in der Regel nur auf ein Bauteil zugreifen kann, über eine Lichtschranke, die unter dem wegzunehmenden SMD-Bauteil angeordnet ist, kann unmittelbar ent¬ schieden werden, welcher der zehn Schwingtöpfe momentan mit dem Bestückungskopf zusammenarbeitet.

Es gibt Automaten, die einen zentralen Abholpunkt für die ein¬ zelnen Bauteile zwingend voraussetzen. Für diese Automaten ist es erforderlich, daß die hintereinander angeordneten Schwing¬ förderer die Bauteile über Schienenführungen zu dieser zentralen Abhollinie führen. Das SMD-Bauteil wird im Rundfördertopf separiert und in die Zuführungsschiene eingefädelt. Der Transport in der Schiene kann nun entweder über einen mechanischen Schieber, der elektromagnetisch betätigt wird, oder über Blasluft, die aus einem Druckluftreservoir in das Schienen¬ profil einbläst, erfolgen. Auch der Transport mit einem Linear¬ förderer ist vorstellbar.

Günstiger ist es jedoch, wenn der Automat den gesamten Bereich der linear hintereinander angeordneten Schüttgutförderer anfahren kann. In diesem Fall kann auf die aufwendige Führung der Bauteile zu der linearen Abholposition verzichtet werden. Stauprobleme und Säubern der Schiene bei Bauteilwechsel ist somit nicht notwendig. Die Wartungsfreundlichkeit und BestückungsSicherheit wird damit größer. Außerdem kann bei einem solchen Automat der Schüttguttopf als reines Bauteillager verwendet werden.

Um das Wechseln eines Bauteils während der Produktion zu ermöglichen, ist es ebenfalls sinnvoll, die gesamten Schüttgutförderer auf einer zentralen Schienenführung, ähnlich einer Schubladenschienenführung, anzuordnen. Im Bedarfsfall kann diese Schiene mit den Töpfen aus dem Arbeitsbereich des Automaten herausgezogen werden. Nachfüllen von Material wird dann ganz einfach über das Wechseln eines leeren Schüttguttopfes mit einem vollen Schüttguttopf geschehen.

Eine ähnliche Anwendung ist im Bereich der Dosierung von Kunststoffgranulat denkbar. Kunststoffgranulat, speziell Master- batch, ist ein hochwertiges Produkt, das in genauen Dosierungen einem Extruder zugeführt werden muß. Die auf dem Markt befind¬ lichen Dosierschnecken und Kammerdosierfördersysteme sind hier bei Kleinstmengendosierung nicht flexibel genug. Sie können in der Regel nicht stufenlos kleine Mengen präzise dosieren.

Zentrale Idee ist es, die einzelnen Kunststoffpartikelchen volumetrisch zu vermessen. Dieses geschieht durch die am Ausgang des Schuttgutförderers angebrachten Sensoren. Auf optischem Wege werden die Granulatkörner einzeln gezählt, bzw. deren Länge vermessen und in Abhängigkeit des Querschnittes, der konstant ist, volumetrisch ausgezählt. Durch das dynamische Verhalten des Schwingförderers können die Kunststoffpartikelchen von der Geschwindigkeit 0 bis auf ca. 1,5 m/Sekunde beschleunigt werden. Hiermit ist eine exakte Dosierung des Granulats von großen bis sehr kleinen Mengen möglich.

Denkbar wäre auch die Anordnung von mehreren Schüttgutförderern um einen zentralen Schüttgutförderer oder Trichter. Dieser zentrale Schüttgutförderer besitzt Mischungsschikanen auf den Transportwendeln, die die einzelnen Komponenten aus den Einzelschüttgutförderern vermischen. Das homogene Gemisch kann dann einem Extruder zugeführt werden. Denkbar wäre auch, daß dieses Gemisch über eine spezielle Wägevorrichtung nochmals gewichtsmäßig dosiert wird. Derartige Anlagen könnten überall dort eingesetzt werden, wo in einem bestehenden Fertigungsprozeß verschiedene Mischungskomponenten schnell und flexibel gefahren werden müssen.

Vorteilhaft hierbei ist es, daß jede einzelne Mischungskomponente volumenmäßig ausgezählt wird. Eine zentrale Steuereinheit kann in Abhängigkeit der Gesamtvolumenmenge die einzelnen Komponenten in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses direkt ermitteln und ansteuern.

Abschließend bleibt zu sagen, daß der Schüttgutförderer, bedingt durch seine hohe Dynamik, daß relativ einfache Wechseln von Fördertöpfen mit gleichzeitiger Autokalibrierung, in vielen Dosierbereichen eingesetzt werden kann. Hierzu zählt außer der Kunststoffinduεtrie auch die Lebensmittel-, Baustoff-, Chemie- und Pharmaindustrie.

Es sei noch erwähnt, daß die Anwendungen natürlich auch mit konventtinellen Förderern hergestllt werden können.

Im folgenden Teil werden einige erfindungsgemäße Schwin¬ gungsförderer anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1: Schematische Darstellung des Schwingungsförderers

Figur 2: Räumliche Anordnung eines Linearschwingsystems

Figur 3: Schematische Darstellung eines Schwingfördertopfes

Figur 4: Detail eines Federdämpferelementeε

Figur 5: Regelkreis der Ansteuerungselektronik

Figur 6: Anwendung eines SchwingfOrderSystems für die

Förderung von SMD-Bauteilen, bzw. Kunststoffgranulat Figur 7: Elektromagnetische Antriebseinheit

Figur 8: Anordnung von mehreren SchuttgutfOrderern für einen

SMD-Automaten Figur 9: Online Schüttgutmischanlagen zur Dosierung von individuellen Mischungen

In Figur 1 wird eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schüttgutförderers gezeigt. Im Schwingungs- Nullpunkt 6, sind die Scharniergelenke 18, die Hauptfederelemente 2 und das Unwuchtelement 31 unter dem Anstellwinkel α angeordnet. Über zwei Dämpfer 69 wird dieser Schwingungs-Nullpunkt mit der Montageplatte 29 verbunden. Das zweite Ende der Blattfeder 18 wird mit der Gegenmasse 15 verbunden. Die Blattfeder 18 dient nur zum Ausgleich der Längenänderung zwischen der Gegenmasse 15 und der Schüttgutschiene 13. Auf der Gegenmasse wird der magnetische Antrieb 21 für die horizontale Erregung angebracht. Die vertikale Erregung kann wahlweise durch Verstellen der Unwuchtmasse 31 bezüglich seiner Länge zum Nullpunkt 11, oder seinem Anstellwinkel α bestimmt werden.

Der Permanetmagnet 68 dient gleichzeitig als Anker für die Antriebseinheit. Er dient ebenfalls als Wegsensor zur Bestimmung der Eigenfrequenz und Amplitude.

Alternativ dazu können die Antriebseinheiten 23, 24 die vertikale Schwingung erzeugen. Wahlweise können entweder die Unwuchtmassen 31 und/oder die Antriebseinheiten 23, 24 benutzt werden.

In Figur 2 ist eine perspektivische Zeichnung eines linearen Schüttgutförderers gezeigt. Über die Stabfederelemente 1 ist die Schüttgutrinne 12 mit dem Montageblock 8 verbunden. Die Blattfeder 17 verbindet den Montageblock 8 mit der Gegenmasse

14. An der Gegenmasse 14 ist die Antriebseinheit 20 montiert. Die Antriebseinheit 20 erregt die gesamte Schwingungseinheit nur in horizontaler Richtung. Die Scharnierfedern 17 dienen dabei als Längenausgleich für die Stabfedern 1. Somit ist gewährleistet, daß die Stabfeder 1 nicht auf Zug belastet wird. Die Unwuchtmasse 30 ist ebenfalls am Montageblock 8 befestigt. Diese Unwuchtmasse 30 dient zur Erzeugung der vertikalen Amplitude. Über den Gummipuffer 25 ist der Montageblock 8, der im Schwingungs-Nullpunkt des Systems angeordnet ist, mit der Montageplatte 28 verbunden. Über den Sensor 60, der einerseits an der Schüttgutrinne 12 und andererseits an der Gegenmasse 14 befestigt ist, können die Amplitude und die Frequenz des mechanischen Systems überwacht werden.

In Figur 3 ist eine Aufsicht eines kreisförmigen Schwingförderers dargestellt. Die vier Stabelemente 3 sind sternförmig mit den vier Montageblöcken 11 verbunden. Die andere Seite der Stabfedern ist mit einem Montageblock 43 verbunden, der gleichzeitig sowohl zur Aufnahme des Schüttguttopfes 14 als auch zur Krafteinleitung 44 der auf der Gegenmasse 16 montierten Antriebseinheit 42, dient. Am Montageblock 11 sind desweiteren die Blattfederelemente 19 zur Aufnahme der Längenänderung der Stabfederelemente 3 montiert. Bei dieser konstruktiven Ausführung sind jeweils nur zwei Unwuchtmassen 27 mit dem Montageblock 11 um 180 ° versetzt montiert.

Die gesamte Anordnung kann sehr kompakt gebaut werden und ist durch die symmetrische Anordnung der Bauelemente kostengünstig herzustellen.

In Figur 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Details der Antriebseinheit dargestellt. Die Stabfeder 4 besitzt hier einen Rechteckquerschnitt mit der Kantenlänge a, b. Diese Stabfeder 4 ist in dem Montageblock 10 unter dem Winkel ß eingespannt. Wird diese Feder in horizontaler Richtung erregt, so wird durch den Einstellwinkel ß automatisch eine vertikale Schwingungsamplitude erzeugt, über das Verhältnis a : b bzw. den

Einstellwinkel ß kann das Verhältnis der vertikalen zur horizontalen Amplitude eingestellt werden. Über den Gummipuffer 27 wird der Mcntageblock 10 an der Grundplatte montiert. Die Scharnierfeder 43 dient auch hier zum Längenausgleich der Stabfeder 4.

In Figur 5 ist die elektronische Regelung der Frequenz und Amplitude dargestellt. Der Sensor 38 überprüft die Amplitude und die Frequenz des erregten Systems 37. Über die Amplitudenvorgabe 42 wird der Regler 41 die Verstärkung 35 für die Antriebseinheit 36 einstellen. Die Rückmeldung des eingestellten Wertes geschieht dann über den Sensor 38. Über die Amplitudenvorgabe 42 kann die Transportgeschwindigkeit des Systems bestimmt werden. Das System arbeitet in der Eigenfrequenz des mechanischen Systems.

Die Elektronik paßt sich in Abhängigkeit des mechanischen Systems an die Eigenfrequenz kontinuierlich an. Das Auffinden der Eigenfrequenz geschieht durch den Sensor 38, der die aktuelle Frequenz des erregten Systems an den Regler 39 meldet. Über die Frequenzvorgäbe 34 wird ein Startwert für den Frequenzgenerator 33 vorgegeben. Der Frequenzgenerator steuert den Verstärker 35. Solange die elektronisch erzeugte Frequenz unterhalb der Eigenfrequenz des mechanischen Systems liegt wird über den Regler 39 der Frequenzgenerator seine Frequenz stetig erhöhen.

Diese Regelung findet solange statt, bis das vom Sensor 38 erzeugte Signal genau um 90 ° phasenverschoben zu dem vom Frequenzgenerator erzeugten Signal für den Verstärker 35 nachläuft. Es ist bei speziellen Anwendungen sinnvoll, die 90 ° Phasenverschiebung zu verzögern. Diese Verzögerung wird über die Phasenverschiebung 40 erzeugt.

Die Füllstandsüberwachung 57 erzeugt ein Signal, mit dem der Füllstand des Schwingförderers einem übergeordneten System mitgeteilt werden kann. Über die Amplitudensollvorgabe 42 und

die Ist-Amplitude 56, bzw. die nachgeregelte Amplitude über den Regler 41, kann in dem Komperator 55 ein Signal erzeugt werden, das den aktuellen Füllstand des Schwingförderers mitteilt. Meßgröße ist hier die abnehmende Amplitude bei abnehmendem Schüttgutgewicht.

In Figur 6 ist eine Anwendung des erfindungsgemäßen Schüttgutförderers dargestellt. Der Schüttguttopf 46, der über den Schnellspannmechanismus 47 auf der Antriebseinheit 48 montiert ist, separiert die SMD-Bauteile 45. Über die Lichtschranke 49 wird die Steuer- und Antriebseinheit 48 so geschaltet, daß bei Überfahren der Lichtschranke 49 durch ein Schüttgutteil 45 die Antriebseinheit 48 abgeschaltet wird. Wird vom SMD-Automaten 59 das über der Lichtschranke plazierte SMD- Bauteil abgeholt, schaltet die Lichtschranke 49 die Antriebseinheit 48 automatisch ein, bis ein neues SMD-Bauteil über der Lichtschranke plaziert ist.

Die gleiche Vorrichtung kann zum Zählen von Schüttgutteilen genutzt werden. Es können z. B. Kunststoffgranulatteilchen ausgezählt werden, die direkt in einem Extruder 53 zur Feinstdosierung genutzt werden. Die Lichtschranke 49 zählt in diesem Fall die vorbeikommenden Teilchen und wird über eine Sollvorgabe die Antriebseinheit 48 beschleunigen, bremsen oder stoppen. Somit kann eine volumenmäßige Dosierung des Granulates geschehen.

In Figur 7 ist eine schematische Variante der Antriebseinheit eines Schüttgutfördererε dargestellt. Über den Anstellwinkel kann die vertikale Antriebskomponente beeinflußt werden. Sie dient somit zur flexiblen Erzeugung einer vertikalen Auftriebskomponente.

In Figur 8 ist eine erfindungsgemäße Anordnung von SchuttgutfOrderern für die Bestückung eines SMD-Automaten dargestellt. Es sind hier elf Schüttgutförderer, wie sie in Figur 6 dargestellt sind, hintereinander angeordnet, über die

Lichtschranken 62, 63 und folgende wird entschieden, ob einer der elf Schüttgutförderer aktiv ist. Hintergrund ist hier, daß ein Automat in der Regel nur auf einen Schuttgutförderer zugreifen kann. Die einzelnen SMD-Bauteile werden über gesonderte Spuren 64 an einen zentralen Abholpunkt 65 geführt. Taktweise wird über eine nicht dargestellte Mechanik jeweils ein Bauteil zur Position 65 weitergeführt. An der Position 45 ist jeweils noch eine zusätzliche Lichtschranke angeordnet, die beim Abholen des Bauteils den richtigen Schuttgutförderer aktiviert, um ein neues Bauteil aus dem Schüttguttopf in den Linearförderer zu transportieren.

Über einen Rollmechanismus 66 kann die gesamte Antriebseinheit £Us einer Bestückungslinie herausgefahren werden. Ist der Bestückungsautomat in der Lage, nicht nur den zentralen Abholpunkt 65, sondern die einzelnen Schüttgutförderer separat anzufahren, kann auf die Zuführungsschienen 64 und die zusätz¬ lichen Lichtschranken an der Position 65 verzichtet werden.

In diesem Fall funktioniert der Abholmechanismus in Analogie zu Figur 6. Es gibt für sämtliche elf Schüttgutförderer nur eine zentrale elektronische Leistungsansteuerung, die wahlweise von den Lichtschranken mit der mechanischen Antriebseinheit im Bedarfsfall bei Abholen eines Bauteils vom SMD-Automaten angesteuert wird.

In Figur 9 ist eine schematische Darstellung einer Online Mischungsanlage für Kunststoffgranulat dargestellt. Im zentralen Schüttgutförderer 70 werden über SchüttgutSchikanen 77, die im einfachsten Fall aus genormten Löchern in der Wendel des Schüttguttopfes bestehen, die einzelnen Komponenten bei dem Transport über die Wendeln vermischt. Die Einzelkomponenten werden über die Schüttgutförderer 71, 74 im zentralen Schüttguttopf 70 volumenmäßig dosiert. Die Befüllung der einzelnen Schüttgutförderer 71, 72 mit den Einzelkomponenten geschieht über Bunkerreservoirs 73, 74. Die Regelung der Zuführung geschieht über die Füllstandsmessung der einzelnen

Schüttgutförderer.

Das gemischte Granulat wird von dem zentralen Schüttgutförderer 70 in den Trichter 75 eines Extruders 76 transportiert. Die zentrale CPU 78 steuert die MischungsVorgänge und die Gesamt¬ dosierung des Mischgutes in den Trichter 75 des Extruders 76.