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Title:
VIBRATORY MACHINE AND METHOD FOR OPERATING THE VIBRATORY MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/194512
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vibratory machine having at least one vibrating conveyor arranged in a longitudinal direction and an exciter system for generating an exciter force acting on the vibrating conveyor, the exciter system having at least one first and one second exciter unit, which are each formed from at least two counter-rotating imbalance drives. According to the invention, at least one of the imbalance drives of the first exciter unit is arranged below and one of the imbalance drives of the second exciter unit is arranged above a centre of gravity axis of the vibrating conveyor.

Inventors:
KÜHLERT HEINRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/059094
Publication Date:
October 12, 2023
Filing Date:
April 06, 2023
Export Citation:
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Assignee:
KUEHLERT HEINRICH (DE)
International Classes:
B06B1/16; B07B1/28; B07B1/42; B65G27/20
Domestic Patent References:
WO2019072741A12019-04-18
Foreign References:
DE625743C1936-02-14
FR3006612A12014-12-12
DE102021204393B32021-12-30
DE102017218371B32018-09-20
DE102017281371A
Attorney, Agent or Firm:
ANDREJEWSKI • HONKE PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:

Patentansprüche: Schwingmaschine mit zumindest einer entlang einer Längsrichtung angeordneten Schwingrinne und einem Erregersystem zur Erzeugung einer auf die Schwingrinne einwirkenden Erregerkraft, wobei das Erregersystem zumindest eine erste und eine zweite Erregereinheit aufweist, welche jeweils aus zumindest zwei gegenläufig rotierbaren Unwuchtantrieben gebildet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest einer der Unwuchtantriebe der ersten Erregereinheit unterhalb und einer der Unwuchtantriebe der zweiten Erregereinheit oberhalb einer Schwerpunktachse der Schwingrinne angeordnet sind. Schwingmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass alle Unwuchtantriebe der ersten Erregereinheit oberhalb und alle Unwuchtantriebe der zweiten Erregereinheit unterhalb der Schwerpunktachse der Schwingrinne angeordnet sind. Schwingmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsverbindungslinie zwischen Rotationsachsen der Unwuchtantriebe der ersten Erregereinheit und eine Antriebsverbindungslinie zwischen Rotationsachsen der Unwuchtantriebe der zweiten Erregereinheit parallel zueinander oder deckungsgleich angeordnet sind. Schwingmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen den Mittelpunkten der Antriebsverbindungslinien verlaufende Erregerverbindungslinie unter einem Winkel zur Förderrinne angeordnet ist und durch die Schwerpunktachse verläuft.

5. Schwingmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtantriebe einer Erregereinheit auf der Erregerverbindungslinie angeordnet sind.

6. Schwingmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtantriebe einer Erregereinheit versetzt zur Erregerverbindungslinie angeordnet sind, wobei die Anordnung der Unwuchtantriebe bezüglich der Erregerverbindungslinie bei der ersten und der zweiten Erregereinheit identisch sind.

7. Schwingmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtantriebe einer Erregereinheit bezüglich einer horizontalen Ebene einen einstellbaren Phasenversatz aufweisen.

8. Schwingmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils von den Erregereinheiten erzeugten Teilerregerkräfte unter einem Anstellwinkel auf die Förderrinne einwirken.

9. Schwingmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregereinheiten bezüglich einer vertikalen Kraftkomponente der Teilerregerkräfte in Schwingungsknotenabschnitten der Schwingrinne angeordnet sind.

10. Schwingmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schwingungsknotenabschnitte innerhalb eines Radius um einen Schwingungsknoten der Schwingrinne erstrecken, wobei der Radius kleiner als 20 %, bevorzugt kleiner als 10 %, der entlang der Längsrichtung (L) verlaufenden Länge der Schwingrinne ist.

11. Schwingmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingrinne als Siebrinne oder als Förderrinne ausgebildet ist. 12. Schwingmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingrinne an den seitlichen Enden jeweils über Seitenwände begrenzt ist, wobei jeweils ein Erregersystem in einer der Seitenwände angeordnet ist. 13. Schwingmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuersystem vorgesehen ist, welches dazu eingerichtet ist, die Phasenversätze, die Rotationsrichtung und/oder die Rotationsgeschwindigkeit der Unwuchtantriebe zu steuern. 14. Verfahren zum Bewegen von Schüttgut mit einer Schwingmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Schüttgut auf die Schwingrinne aufgebracht wird und wobei zumindest zwei entlang der Längsrichtung hintereinander angeordnete Erregereinheiten Teilerregerkräfte erzeugen, welche unter einem Anstellwinkel auf die Förderrinne einwirken.

Description:
Schwingmaschine sowie Verfahren zum Betreiben der Schwingmaschine

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingmaschine mit zumindest einer entlang einer Längsrichtung angeordneten Schwingrinne und einem Erregerkraftsystem zur Erzeugung einer auf die Schwingrinne einwirkenden und bevorzugt durch die Schwerpunktachse verlaufenden Erregerkraft, wobei das Erregerkraftsystem zumindest eine erste und eine zweite Erregereinheit aufweist, welche jeweils aus zumindest zwei gegenläufig rotierbaren Unwuchtantrieben gebildet ist. Mit einer Längsrichtung ist im Rahmen der Erfindung eine Richtung gemeint, in der die Schwingrinne ihre wesentliche Erstreckung aufweist. Die Querrichtung bezeichnet hingegen eine Richtung, welche entlang der Breite der Schwingrinne verläuft.

Schwingmaschinen der eingangs beschriebenen Art sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und können beispielsweise zum Sieben und/oder zum Fördern von Schüttgütern ausgebildet sein. Bei einer als Siebrinne ausgebildeten Schwingrinne weist der Boden üblicherweise eine Vielzahl von Durchbrechungen auf, wobei selbstverständlich auch mehrere Böden übereinander angeordnet sein können und wobei sich die Öffnungen in den einzelnen Böden voneinander unterscheiden. Infolge der auf das Schüttgut einwirkenden Erregerkraft wird dieses einerseits entlang der Längsrichtung transportiert, wobei Körner, die kleiner ausgebildet sind als die Öffnungen, durch diese hindurchfallen, während größere Körner auf dem jeweiligen Boden verbleiben und weiter entlang der Schwingrinne transportiert werden.

Im Gegensatz dazu weist eine als Förderrinne ausgebildete Schwingrinne üblicherweise einen geschlossenen Boden auf, da das Schüttgut lediglich entlang der Längsrichtung transportiert werden soll. Hierzu wird die Schwingrinne durch die Erregerkraft in Schwingung versetzt, sodass das auf der Schwingrinne angeordnete Schüttgut mit jeder Schwingung ein Stück weiter geworfen wird. Da das Schüttgut mit jeder Schwingung über nur eine vergleichsweise geringe Distanz geworfen wird, wird ein solcher Wurf auch als Mikrowurf bezeichnet, wobei somit der eigentliche Transportvorgang eine Folge mehrerer hintereinander angeordneter Mikrowürfe darstellt.

Um einen solchen Mikrowurf zu realisieren, muss die Erregerkraft schräg auf die Förderrinne einwirken, wobei die Schrägstellung maßgeblich für den Wurfwinkel des Mikrowurfes ist. Vor diesem Hintergrund wird diese Schrägstellung auch als Anstellwinkel bezeichnet.

Die Erfindung bezieht sich hierbei auf Schwingmaschinen, bei denen die Erregerkraft über zwei Erregereinheiten erzeugt wird, welche jeweils aus zumindest zwei gegenläufig rotierbaren Unwuchtantrieben gebildet sind. Diese beiden Unwuchtantriebe einer Erregereinheit weisen einen Phasenversatz zueinander auf, durch den sich die Schrägstellung der Erregerkraft ergibt.

Eine gattungsgemäße Schwingmaschine ist beispielsweise aus der DE 10 2017 218 371 B3 bekannt. Es handelt sich hierbei um ein Siebsystem, wobei die Schwingrinne als Siebkasten mit mehreren in einem Boden angeordneten Durchgangslöchern ausgebildet ist. Darüber hinaus sind die Unwuchtantriebe der Erregereinheiten in Seitenwänden der Schwingrinne angeordnet, damit der Boden vollständig für das Befördern und Sieben des Schüttgutes verwendet werden kann. Eine Besonderheit stellt hierbei die Anordnung der Erregereinheiten dar. Diese sind nämlich in sogenannten Knotenpunktabschnitten der Schwingrinne angeordnet. Diese Knotenpunktabschnitte beziehen sich auf sogenannte Schwingungsknoten der Schwingrinne. Hierbei handelt es sich um Bereiche der Schwingrinne, welche gemäß der ersten Eigenmode der Schwingrinne keine bzw. nur eine unwesentliche Positionsänderung erfahren.

Hierbei bewirkt das Einbringen einer Erregerkraft durch die Schwerpunktachse eine Eigenmode der ersten Ordnung, wobei insbesondere die Enden als auch der Mittelabschnitt der Förderrinne abwechselnd nach oben und nach unten verschoben werden und somit die Bereiche der maximalen Durchbiegung darstellen. Im Gegensatz dazu befindet sich ausgehend von einer Eigenmode der ersten Ordnung zwischen dem Mittelabschnitt und dem Ende ein sogenannter Schwingungsknoten, dessen Position unverändert bzw. nahezu unverändert bleibt. Durch die Anordnung der Erregereinheiten in diesen Knotenabschnitten kann die Durchbiegung der Schwingrinne wesentlich reduziert werden.

Ausgehend von den gattungsgemäßen Schwingmaschinen können die Erregereinheiten somit in vorteilhafter Weise in Knotenpunktabschnitten der Schwingrinne angeordnet werden, während zugleich die Erregerkraft durch den Schwerpunkt der Schwingrinne geführt werden kann. In einem solchen Fall kann vermieden werden, dass infolge der Erregerkraft ein Kippmoment um die Schwerpunktachse erzeugt wird und die Schwingrinne somit ausschließlich eine translatorische Bewegung vollzieht.

Insbesondere bei Siebmaschinen, aber auch bei vergleichsweise langen Schwingrinnen stellt sich die Problematik, dass die Schwerpunktachse nur unwesentlich über dem Boden der Schwingrinne verläuft, da die Seitenwände keinen bzw. keinen nennenswerten Beitrag zum Gesamtgewicht der Schwingrinne beitragen. Eine unmittelbare Anordnung der Unwuchtantriebe in dem Boden ist hierbei ausgeschlossen, wobei zumindest eine bodennahe Anordnung der Unwuchtantriebe angestrebt wird. Dies führt allerdings zu einer weiteren Problematik, da die Unwuchten der Unwuchtantriebe innerhalb der Schwingrinne angeordnet werden, wie es beispielsweise bei der DE 10 2017 281 371 B3 der Fall ist. Dies führt dann wiederum dazu, dass die Unwuchtantriebe in Abhängigkeit der verwendeten Schüttgutmenge den Förderweg versperren und zugleich durch das entlang transportierte Schüttgut leicht beschädigt werden können. Umgekehrt lässt sich nur eine sehr geringe Schüttgutmenge über eine gattungsgemäße Schwingmaschine transportieren bzw. sieben, wenn das Schüttgut die einzelnen Unwuchtantriebe nicht berühren soll.

Darüber hinaus führt aber bereits eine geringe Abweichung von der Anordnung außerhalb der von der Schwerpunktachse definierten Schwerpunktebene dazu, dass die Erregerkraft nicht mehr durch die Schwerpunktachse hindurch geführt werden kann, sofern die Unwuchtantriebe weiterhin in Knotenpunktabschnitten der Schwingrinne angeordnet werden sollen. Je größer der Abstand zwischen der Schwerpunktebene und den Erregereinheiten, desto größer ist auch der Abstand zwischen der von den Erregereinheiten erzeugten Erregerkraft und der Schwerpunktachse. Diese Abweichung von der Schwerpunktachse resultiert in einem von der Erregerkraft um die Schwerpunktachse verlaufenden Kippmoment.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der Unwuchtantriebe vorzuschlagen, bei der einerseits eine möglichst freie Anordnung der Unwuchtantriebe möglich ist und wobei zugleich sichergestellt wird, dass die Erregerkraft durch die Schwerpunktachse geführt wird.

Gegenstand und Lösung dieser Aufgabe ist eine Schwingmaschine gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben der Schwingmaschine gemäß Anspruch 14. Dementsprechend kommt es nunmehr darauf an, dass zumindest einer der Unwuchtantriebe der ersten Erregereinheit unterhalb und einer der Unwuchtantriebe der zweiten Erregereinheit oberhalb einer Schwerpunktachse der Schwingrinne angeordnet sind. Hierbei beziehen sich die Begriffe „unterhalb“ und „oberhalb“ auf eine Vertikalrichtung, welche senkrecht zur Längsrichtung und zur Breitenrichtung angeordnet ist und im Wesentlichen die Höhe der Schwingrinne definiert.

Durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich, die Unwuchtantriebe innerhalb gewisser Grenzen frei anzuordnen, wobei durch die Anordnung eines Unwuchtantriebs der ersten Erregereinheit unterhalb der Schwerpunktachse und der Anordnung eines Unwuchtantriebs der zweiten Erregereinheit oberhalb der Schwerpunktachse sichergestellt wird, dass die Erregerkraft stets durch die Schwerpunktachse geführt werden kann. Dies setzt selbstverständlich voraus, dass die beiden Erregereinheiten dazu eingerichtet und angeordnet sind, jeweils eine Teilerregerkraft zu erzeugen, welche hinsichtlich ihres Kraftvektors identisch ausgebildet sind, so dass die beiden Teilerregerkräfte entsprechend parallel zueinander verlaufen. Darüber hinaus sind die beiden Erregereinheiten bevorzugt auch so angeordnet, dass die von den Erregereinheiten erzeugten Teilerregerkräfte an Krafteinleitungspunkten eingeleitet werden, welche bezüglich der Schwerpunktachse sowohl in Längsrichtung als auch in vertikaler Richtung denselben Abstand zur Schwerpunktachse aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind alle Unwuchtantriebe der ersten Erregereinheit unterhalb und alle Unwuchtantriebe der zweiten Erregereinheit oberhalb der Schwerpunktachse der Schwingrinne angeordnet. Dies bedeutet, dass die erste Erregereinheit vollständig oberhalb und die zweite Erregereinheit vollständig unterhalb der Schwerpunktachse angeordnet sind, sodass sich bezüglich der Schwingrinne eine schräge Anordnung der Erregereinheiten ergibt. Die beiden Unwuchtantriebe jeweils einer Erregereinheit weisen jeweils eine Rotationssachse auf, wobei die Verbindung zwischen den beiden Rotationssachsen einer Erregereinheit als Antriebsverbindungslinie verstanden wird. Die jeweiligen Mittelpunkte der Antriebsverbindungslinien der ersten und der zweiten Erregereinheit definieren eine Erregerverbindungslinie, welche bevorzugt durch die Schwerpunktachse verläuft. Gemäß einer solchen Ausgestaltung wird sichergestellt, dass dann auch die Erregerkraft durch die Schwerpunktachse geleitet wird. Bei einer schrägen Anordnung verläuft die Erregerverbindungslinie in einem Winkel zum Boden der Schwingrinne, wobei der Winkel bevorzugt zwischen 10 und 80°, besonders bevorzugt zwischen 20 und 70°, beträgt.

Eine solche schräge Anordnung der Erregereinheiten kann insbesondere bei Siebmaschinen von besonderem Vorteil sein, da die erste Erregereinheit beispielsweise am Siebeinlass angeordnet werden kann, wobei an dieser Stelle vergleichsweise viel Schüttgut vorliegt und somit eine gewisse Auftragshöhe erforderlich ist. Durch eine ausreichende Höhe zwischen der ersten Erregereinheit und dem Boden der Schwingrinne wird sichergestellt, dass das Schüttgut nicht an den Unwuchtantrieben vorbeistreichen kann. Am Ende der Schwingrinne kann dann die zweite Erregereinheit unterhalb der Schwerpunktachse bzw. unterhalb des Bodens der Schwingrinne angeordnet werden, wobei aufgrund des verhältnismäßig geringen Restanteils des Schüttguts eine übermäßige Belastung durch herunterfallendes Material auf die Unwuchtantriebe vermieden wird. Selbstverständlich kann eine solche Anordnung aber auch bei Förderrinnen Anwendung finden.

Die Besonderheit bei einer schrägen Anordnung der Erregereinheiten ist, dass die einzelnen Teilerregerkräfte in eine vertikale und in eine horizontale Kraftkomponente aufgeteilt werden müssen, um die Belastungen auf die Schwingrinne zu definieren. Hierbei kann jedoch von dem Grundsatz ausgegangen werden, dass horizontale Kräfte, welche in Längsrichtung verlaufen, für die Schwingrinne von untergeordneter Bedeutung sind, da die Schwingrinnen in Längsrichtung steif ausgebildet sind. Wesentlich sind lediglich die vertikalen Kraftkomponenten, sodass sich diesbezüglich keine Unterschiede bezüglich der Auslegung zu einer Schwingrinne ergeben, bei denen die Erregereinheiten gerade und nicht schräg zueinander angeordnet sind.

Wenngleich eine schräge Anordnung eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung darstellt, so liegt auch eine Ausgestaltung im Rahmen der Erfindung, bei der die Erregereinheiten parallel zu der Schwingrinne angeordnet sind bzw. bei der die Erregerverbindungslinie parallel bzw. deckungsgleich zu einer von der Schwerpunktachse definierten Schwerpunktebene verläuft. Hierbei unterscheidet sich die Ausgestaltung gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik lediglich dadurch, dass dann beide Erregereinheiten jeweils einen Unwuchtantrieb unterhalb und einen Unwuchtantrieb oberhalb der Schwingungsachse aufweisen. Im Gegensatz zu einer Anordnung aller Unwuchtantriebe oberhalb der Schwerpunktebene kann so auch sichergestellt werden, dass die Erregerkraft durch die Schwerpunktachse geführt wird. Da nunmehr beide Erregereinheiten jeweils einen Unwuchtantrieb unterhalb der Schwerpunktebene aufweisen, eignet sich eine solche Ausgestaltung insbesondere bei Förderrinnen, wobei selbstverständlich auch bei Siebmaschinen eine solche Ausgestaltung möglich ist. Allerdings sind dann entsprechende Abschirmungen für die unterhalb der Schwerpunktachse angeordneten Unwuchtantriebe vorteilhaft, um die Unwuchtantriebe vor herunterfallendem Schüttgut zu schützen.

Ausgehend von einer Ausgestaltung mit einer schrägen Anordnung der Erregereinheiten sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass die Antriebsverbindungslinie der ersten Erregereinheit und der zweiten Erregereinheit parallel zueinander oder deckungsgleich angeordnet sind. Bei einer deckungsgleichen Anordnung verlaufen alle Rotationsachsen entlang der Erregerverbindungslinie, während bei einer parallelen Anordnung die Unwuchtantriebe einer Erregereinheit versetzt zu der Erregerverbindungslinie angeordnet sind. Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist dann bevorzugt vorgesehen, dass einer der Unwuchtantriebe oberhalb und der jeweils andere Unwuchtantrieb einer Erregereinheit unterhalb der Erregerverbindungslinie angeordnet sind. Unabhängig davon, ob eine deckungsgleiche oder parallele Anordnung der Antriebsverbindungslinien vorgesehen ist, so ist es vor allem entscheidend, dass beide Erregereinheiten bezüglich der Schwerpunktachse mit identischen Abständen in Längsrichtung und in vertikaler Richtung angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Unwuchtantriebe einer Erregereinheit einen einstellbaren Phasenversatz auf. Der Phasenversatz bezeichnet hierbei den zeitlichen Versatz bei denen jeweils die Unwuchten der Unwuchtantriebe einer Erregereinheit eine bestimmte Referenzlage, z. B. die Lotrechte, passieren. Bezogen auf eine Umdrehung folgt daraus unmittelbar ein Versatzwinkel.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wirken die jeweils von den Erregereinheiten erzeugten Teilerregerkräfte unter einem Anstellwinkel auf die Förderrinne ein. Wie bereits zuvor erläutert, kann dieser Einstellwinkel insbesondere durch den Phasenversatz der beiden Unwuchtantriebe einer Erregereinheit zueinander definiert werden. Der Anstellwinkel beträgt im Rahmen der Erfindung insbesondere zwischen 0 und 90°, besonders bevorzugt zwischen 20 und 60°.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass die Erregereinheiten bezüglich einer vertikalen Kraftkomponente der Teilerregerkräfte in Schwingungsknotenabschnitten der Schwingrinne angeordnet sind. Diese Schwingungsknotenabschnitte beziehen sich hierbei auf Abschnitte bezüglich der Längsrichtung. Bevorzugt erstrecken sich die Schwingungsknotenabschnitte innerhalb eines Radius um einen Schwingungsknoten der Schwingrinne, wobei der Radius kleiner als 20 %, bevorzugt kleiner als 10 %, der entlang der Längsrichtung verlaufenden Länge der Schwingrinne ist.

Wie bereits zuvor erläutert, ist es somit möglich, die Unwuchtantriebe so anzuordnen, dass diese jeweils eine Teilerregerkraft erzeugen, deren vertikale Kraftkomponenten in dem jeweiligen Knotenabschnitt auf die Schwingrinne einwirken. Durch den Versatz der Unwuchtantriebe zueinander bzw. der Anordnung der Unwuchtantriebe unterhalb und oberhalb der Schwerpunktachse kann darüber hinaus die von den Teilerregerkräften definierte Erregerkraft durch den Schwerpunkt bzw. durch die Schwerpunktachse der Schwingrinne geleitet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Erregereinheiten so angeordnet und eingerichtet, dass sie in einem bestimmungsgemäßen Betriebszustand entgegengesetzte Drehmomente erzeugen. Hierbei ist zu beachten, dass jeweils die Unwuchtantriebe unabhängig von der Stellung der Unwuchten eine Kraft erzeugen, welche ein Moment um den Schwerpunkt erzeugen. Je nach Stellung der beiden Unwuchtantriebe einer Erregereinheit können sich die Momente ausgleichen oder aber auch zu einem gemeinsamen Drehmoment verstärken. Da Momente nicht an bestimmte Angriffspunkte entlang der Schwingrinne gebunden sind, können auch diese ein Verkippen der Schwingrinne bewirken. Durch eine entgegengesetzte Ausgestaltung der beiden Erregereinheiten bezüglich der erzeugten Drehmomente lassen sich diese aber bevorzugt vollständig kompensieren. Dies ist beispielsweise möglich, indem die einzelnen Unwuchtantriebe der Erregereinheiten in Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die äußeren Unwuchtantriebe in einem bestimmungsgemäßen Betriebszustand eine erste Drehrichtung und die inneren

Unwuchtantriebe eine zweite Drehrichtung aufweisen, wobei die erste und die zweite Drehrichtung entgegengesetzt sind.

Sofern die Erregereinheiten also so eingerichtet sind, dass sie entgegengesetzte Drehmomente bewirken, lässt sich eine gesamte Erregerkraft erzeugen, welche einerseits durch die Schwerpunktachse verläuft und wobei die vertikalen Kraftkomponenten der Teilerregerkräfte auf Wirkungslinien innerhalb von Schwerpunktknotenabschnitten der Schwingrinne angeordnet sind. Hierdurch lässt sich eine Schwingmaschine in einem besonders stabilen Zustand betreiben, bei dem nur die für den Betrieb erforderliche Erregerkraft wesentlich auf die Schwingrinne einwirkt.

Die erfindungsgemäße Schwingungsmaschine kann sowohl als Siebmaschine mit einer als Siebrinne ausgebildeten Schwingrinne oder aber als Fördermaschine mit einer als Förderrinne ausgebildeten Schwingrinne ausgebildet sein. Im Falle einer Förderrinne ist der Boden der Schwingrinne geschlossen. Bei einer Siebmaschine weist der Boden hingegen eine Vielzahl von Durchbrechungen auf, durch die das auf der Schwingrinne transportierte Schüttgut hindurchfallen kann. Grundsätzlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, wenn mehrere übereinander angeordnete Böden vorgesehen sind, die sich hinsichtlich der Größe der Durchbrechungen voneinander unterscheiden. Insbesondere werden die Durchbrechungen von einem obersten zu einem untersten Boden kleiner.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Schwingrinne an den seitlichen Enden jeweils über Seitenwände begrenzt, wobei jeweils ein Erregersystem in einer der Seitenwände angeordnet ist. Beispielsweise kann die Schwingrinne zwei Seitenwände aufweisen, die den Boden seitlich begrenzen. In beiden Seitenwänden ist dann bevorzugt ein Erregersystem mit jeweils einer ersten und einer zweiten Erregereinheit angeordnet, wobei gemäß einer bevorzugten

Ausgestaltung der Erfindung die Erregersysteme identisch ausgebildet und identisch in den Seitenwänden angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist ferner ein Steuersystem vorgesehen, welches mit den Unwuchtantrieben verbunden ist und welches dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die Phasenversätze, die Rotationsrichtung und/oder die Rotationsgeschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln. Um eine Zwangssynchronisation zu vermeiden, ist darüber hinaus bevorzugt ein Frequenzumrichter vorgesehen, über den die beiden Unwuchtantriebe eines Unwuchtantriebspaares separat voneinander betrieben werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Bewegen von Schüttgut mit einer Schwingmaschine gemäß Patentanspruch 13, wobei das Schüttgut auf die Schwingrinne aufgebracht wird und wobei zumindest zwei entlang der Längsrichtung hintereinander angeordnete Erregereinheiten Teilerregerkräfte erzeugen, welche unter einem Anstellwinkel auf die Förderrinnen einwirken.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Erregereinheiten so angeordnet und eingerichtet, dass die von den Teilerregerkräften erzeugte Erregerkraft auf einer Wirkungslinie durch die Schwerpunktachse der Schwingrinne geleitet wird.

Bevorzugt sind die Unwuchtantriebe der Erregereinheiten in Längsrichtung hintereinander angeordnet, wobei die äußeren Unwuchtantriebe in einer ersten Drehrichtung und die inneren Unwuchtantriebe in einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung rotieren.

Darüber hinaus rotieren die Unwuchtantriebe einer Erregereinheit bevorzugt mit einem Phasenversatz zueinander, wobei beide Erregereinheiten mit demselben

Phasenversatz betrieben werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Phasenversatz ferner einstellbar bzw. kann während des laufenden Betriebs eingestellt werden.

Das im Rahmen mit der Schwingmaschine diskutierte Steuersystem ist insbesondere dazu vorgesehen und eingerichtet, das Fördersystem gemäß der Verfahrensbeschreibung zu betreiben.

Im Folgenden wird die Erfindung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schwingmaschine gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 die Schwingmaschine gemäß der Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Schwingmaschine gemäß einer ersten

Ausgestaltung,

Fig. 4 die erfindungsgemäße Schwingmaschine gemäß einer zweiten

Ausgestaltung,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Schwingmaschine gemäß einer dritten Ausgestaltung.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schwingmaschine mit einer entlang einer Längsrichtung L angeordneten Schwingrinne 1. Die Schwingrinne 1 weist einen Boden 2 mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 3 auf. Hierdurch wird deutlich, dass die in der Fig. 1 dargestellte Schwingrinne 1 als Siebrinne ausgebildet ist.

Grundsätzlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, dass die Schwingrinne 1 als Förderrinne ausgebildet sein kann, wobei dann entsprechend keine Durchbrechungen 3 in dem Boden 2 angeordnet sind.

Darüber hinaus sind Seitenwände 4a, 4b vorgesehen, in denen jeweils ein Erregersystem bestehend aus einer ersten Erregereinheit 5, 5‘ und einer zweiten Erregereinheit 6, 6‘ angeordnet ist. Über diese Erregereinheiten 5, 5‘, 6, 6‘ ist es möglich, die Schwingrinne 1 in Schwingung zu versetzen, wobei dann ein auf dem Boden 2 der Schwingrinne 1 angeordnetes Schüttgut entlang der Längsrichtung L transportiert und über die Öffnungen 3 in dem Boden 2 gesiebt wird.

Jede der Erregereinheiten 5, 5‘, 6, 6‘ besteht aus zwei gegenläufig rotierbaren Unwuchtantrieben 7a, 7b, 8a, 8b, wobei ersichtlich ist, dass diese Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b oberhalb einer von der Schwerpunktachse 9 definierten Schwerpunktebene 10 angeordnet sind. Hierbei ist zu beachten, dass derartige Schwingrinnen 1 hinsichtlich ihres Gewichtes im Wesentlichen über den sehr massiv ausgebildeten Boden 2 definiert werden. Die Seitenwände 4a, 4b sind hingegen vergleichsweise dünn ausgebildet und tragen nur unwesentlich zum Gesamtgewicht bei. Dies hat zur Folge, dass die Schwerpunktachse 9 und damit auch die Schwerpunktebene 10 nur unwesentlich oberhalb des Bodens verlaufen. Eine unmittelbare Anordnung der Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b in der Schwerpunktebene 10 ist daher nur sehr schwer möglich. Hierbei ist auch zu beachten, dass sich die Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b üblicherweise in den Bereich der Schwingrinne 1 hinein erstrecken, in dem das Stückgut transportiert wird. Somit blockieren sie ein Stück weit den Förderraum, wodurch es erforderlich ist, diese in einer entsprechenden Höhe in den Seitenwänden 4a, 4b anzuordnen.

Die Folgen einer solchen Ausgestaltung sind insbesondere der Fig. 2 deutlich zu entnehmen. Die Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b erzeugen jeweils eine Kraft, wobei die Teilerregerkraft der Erregereinheiten 5, 6 zu einer Erregerkraft 11 führt, welche die Schwingrinne 1 bewegt. Je nach Stellung der Unwuchten der Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b ist die Erregerkraft 11 stärker oder schwächer ausgeprägt bzw. verläuft in entgegengesetzte Richtungen. Die Erregereinheiten 5, 6 sind allerdings so ausgebildet und eingerichtet, dass Kräfte in Längsrichtung L so kompensiert werden, dass die Erregerkraft 11 immer entlang der gleichen Wirkungslinie 12 verläuft.

Die Anordnung der Erregereinheiten 5, 6 oberhalb der Schwerpunktebene 10 führt dazu, dass die Erregerkraft 11 nicht durch die Schwerpunktachse 9 geführt werden kann. Dies hat zur Folge, dass die Erregerkraft 9 ein Kippmoment um die Schwerpunktachse 9 erzeugt, welches durch entsprechend bauliche Maßnahmen der Siebmaschine kompensiert werden muss. Dieses Kippmoment ist umso stärker, je weiter die Erregerkraft 11 von der Schwerpunktachse 9 entfernt ist. Entsprechend führt eine umso höhere Anordnung der Erregereinheiten 5, 6 oberhalb der Schwerpunktebene 10 zu einem größer werdenden Kippmoment. Gerade wenn große Massen von Schüttgut auf dem Boden 2 der Schwingrinne 1 transportiert werden sollen, kann es erforderlich sein, die Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b möglichst hoch anzuordnen. Entsprechend muss gemäß dem Stand der Technik ein Kompromiss gesucht werden, welcher sich einerseits an der strukturmechanischen Belastung und Anordnung der Siebmaschine und andererseits über die zu erfüllende Leistung der Siebmaschine orientiert.

Die Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Siebmaschine in einer vereinfachten Darstellung, bei der insbesondere auf die Darstellung der Seitenwände 4a, 4b verzichtet wurde. Auch der Boden 2 ist lediglich mit einer Oberseite angedeutet.

Gemäß der Fig. 3 sind nunmehr die Unwuchtantriebe 7a, 8a in vertikaler Richtung

V oberhalb und die Unwuchtantriebe 7b, 8b unterhalb der Schwerpunktebene 10 angeordnet, wobei jeweils die oberhalb und unterhalb angeordneten Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b den gleichen Abstand in vertikaler Richtung V zu der Schwerpunktebene 10 aufweisen. Dies hat zur Folge, dass nunmehr eine Erregerkraft 11 erzeugt wird, welche mit ihrer Wirkungslinie 12 durch die Schwerpunktachse 9 verläuft. Durch die Anordnung der Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b kann nunmehr eine Siebmaschine geschaffen werden, welche im Hinblick auf die von den Erregereinheiten 5, 6 erzeugten Teilerregerkräfte ohne ein Kippmoment ausgebildet ist. Darüber hinaus weisen die Unwuchtantriebe 7a, 7b der ersten Erregereinheit 5 und die Unwuchtantriebe 8a, 8b der zweiten Erregereinheit 6 entgegengesetzte Rotationsrichtungen auf, welche durch die entsprechenden Pfeile dargestellt sind. Wesentlich ist hierbei, dass die äußeren Unwuchtantriebe 7a, 8b in eine erste Richtung und die inneren Unwuchtantriebe 7b, 8a in eine entgegengesetzte zweite Richtung rotieren. Hierdurch erzeugen beide Erregereinheiten 5, 6 je nach Stellung der Unwuchten ein betragsmäßig gleichgroßes Drehmoment, welches aber in unterschiedliche Richtungen wirkt, sodass sich die von den Erregereinheiten 5, 6 erzeugten Momente ausgleichen.

Die beiden Erregereinheiten 5, 6 weisen ferner jeweils eine Antriebsverbindungslinie 13, 14 auf, welche die Rotationsachsen der Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b einer Erregereinheit 5, 6 miteinander verbinden. Gemäß der Fig. 3 liegt der Mittelpunkt dieser Antriebsverbindungslinien 13, 14 in der Schwerpunktebene 10, wobei der Abstand der Mittelpunkte zu der Schwerpunktachse 9 identisch groß ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der Fig. 3 zu entnehmen, dass die Antriebsverbindunglinien 13, 14 parallel zueinander angeordnet sind.

Gemäß der Fig. 4 sind die Erregereinheiten 5, 6 bezüglich der Schwerpunktebene 10 aber auch bezüglich dem Boden 2 schräg angeordnet, wobei der Winkel y in etwa 30° entspricht. Dies hat zur Folge, dass die Unwuchtantriebe 7a, 7b der ersten Erregereinheit 5 in vertikaler Richtung oberhalb der

Schwerpunktebene und die Unwuchtantriebe 8a, 8b der zweiten Erregereinheit 6 unterhalb der Schwerpunktebene 10 angeordnet sind. Dies hat auch hier zur Folge, dass die erzeugte Erregerkraft 11 mit ihrer Wirkungslinie 12 durch die Schwerpunktachse 9 verläuft.

Darüber hinaus ist auch ersichtlich, dass die erste Erregereinheit 5 in einem Schwingungsknotenabschnitt 15 um den Schwingungsknoten 16 und die zweite Erregerkraft 6 in einem Schwingungsknotenabschnitt 17 um den Schwingungsknoten 18 angeordnet ist. Die Antriebsverbindungslinien 13, 14 sind auch hier parallel zueinander angeordnet und weisen sowohl in vertikaler Richtung V als auch in Längsrichtung L mit ihren Mittelpunkten dieselben Abstände zur Schwerpunktachse 9 auf.

Gemäß der Fig. 5 ist nunmehr vorgesehen, dass die Unwuchtantriebe 7a, 7b, 8a, 8b auf einer gemeinsamen Linie angeordnet sind, sodass sich die Antriebsverbindungslinien 13, 14 miteinander decken. Erneut sind die erste Erregereinheit 5 oberhalb und die zweite Erregereinheit 6 unterhalb der Schwerpunktebene 10 angeordnet.