DE2627098A1

DE2627098A1 - Antriebsmechanismus fuer vibrationsmaschinen

Info

Publication number: DE2627098A1
Application number: DE19762627098
Authority: DE
Inventors: George Terah Gough
Original assignee: Gough and Co Hanley Ltd
Current assignee: Gough and Co Hanley Ltd
Priority date: 1975-06-17
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-01-13
Also published as: JPS521669A; ZA763431B; US4084446A; SE7606752L; IT1061863B; ES448961A1; GB1543721A; FR2314777B3; FR2314777A1

Description

P ATE N TA N WA LTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 16. JUK11976

S/2/mti-G 3163

GOUGH & COMPANY (HMLEI) LIMITED dough Street, Hanley, Stoke on Trent Staffordshire, England

ANTRIEBSMECHANISMUS FÜR VIBRATIONSMASCHINEN

Die Erfindung betrifft einen Antriebsmechanismus für Vibrationsmaschinen.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen Antriebsmechanismus für vibrierende Sortier- oder Siebmaschinen oder Polier- und Entgrat-Maschinen. Solche Maschinen sind in der Deutschen Patentanmeldung P 26 06 510.1 bzw. der GB-PS 1 401 631 beschrieben und die Erfindung ist insbesondere geeignet, die in diesen Patentschriften beschriebenen Maschinen anzutreiben.

Bei allen Vibrationsinaschinen bzw. vibrierenden Maschinen besteht das Problem, den Antrieb von der Energiequelle, z. B.

DR. C. MANITZ · DIPL.-INC. M. FINSTERWALD DIPL.-IN G. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART 60 (BAD CANNSTATTI MÜNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (089) 22 42 II. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL.(07ll)S6 72 61 POSTSCHECKi MÖNCHEN 77062 - 80S

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einem Elektromotor auf den Teil der Maschine zu übertragen, der vibrieren soll, und üblicherweise wurde das so durchgeführt, daß die Antriebswelle der Energiequelle direkt mit einer Antriebswelle an dem Teil der Maschine verbunden wurde, der vibrieren soll, und daß entweder die Energiequelle so montiert wurde, daß sie den Vibrationen widerstehen konnte, oder daß eine spezielle Kupplung verwendet wurde, um die auf die Energiequelle übertragenen Vibrationen möglichst klein zu halten. Offensichtlich muß, wenn die auf die Energiequelle übertragene Vibration verringert werden soll, die spezielle Kupplung eine aufwendige Konstruktion aufweisen, oder alternativ hierzu muß die Energiequelle selbst, z. B. der Elektromotor, in spezieller Weise konstruiert sein, so daß sie den Vibrationen widerstehen kann. Die Kosten solcher Motoren sind außerordentlich hoch, wodurch die Kosten für die gesamte Maschine sehr hoch werden. Auch hat sich gezeigt, daß bei diesen bekannten Systemen immer noch Probleme entweder mit der Energiequelle oder der Kupplung auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antriebsmechanismus zu schaffen, der die Probleme der bekannten Vibrationsmaschi- mn überwindet und die Verwendung eines Standardgerätes als Energiequelle ermöglicht, z. B. die Verwendung eines "lagermäßigen" elektrischen Motors oder eines standardmäßigen Luft- bzw. Hydraulikmotors, wodurch die Kosten der Maschine verringert werden.

Gemäß der Erfindung ist ein Antriebsmechanismus zur Übertragung des Antriebs von einer Energiequelle auf den vibrierenden Teil einer Vibrationsmaschine vorgesehen, der eine Eingangswelle, die in einem Antriebsende endigt, eine Ausgangswelle, die ein angetriebenes Ende aufweist, und ein flexibles, elastisch deformierbares Element umfaßt, das zwischen diesen beiden Enden angebracht und in der Lage ist, eine Drehbewegung der Eingangswelle auf die Ausgangswelle zu übertragen ohne andere Bewegun-

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gen der Ausgangswelle auf die Eingangswelle zu übertragen, wobei die Ausgangswelle durch geeignete Lager für eine Verbindung mit dem vibrierenden Teil der Maschine eingerichtet und so angeordnet ist, so daß sie in einstellbarer Weise wenigstens ein Unwucht-Gewicht aufnehmen kann, und wobei fernerhin die Eingangswelle so eingerichtet ist, daß sie auf einem nicht vibrierenden Rahmen der Vibrationsmaschine befestigt und von der Energiequelle gedreht werden kann.

Insbesondere ist erfindungsgemäß eine Vibrationsmaschine vorgesehen, die folgende Elemente umfaßt: einen Tragrahmen, eine oder mehrere flexible Aufhängungs-bzw. Lagerungsvorrichtungen, die von dem Tragrahmen getragen werden, ein in Vibration versetzbares Element, das von der einen oder den mehreren Lagerungsvorrichtungen getragen wird, wenigstens ein Unwucht-Gewicht, das um die Längsachse einer Ausgangswelle drehbar ist, die mit dem in Vibration versetzbaren Element über ein oder mehrere geeignete Lager verbunden ist, und eine Eingangswelle, die in geeigneten, von dem Tragrahmen getragenen Lagern drehbar montiert ist, so daß sie durch eine Energiequelle in Drehung versetzt werden kann, wobei die Eingangswelle in einem Antriebsende endigt, das mit dem einen Ende eines flexiblen, elastisch verformbaren Elements verbunden ist, dessen anderes Ende mit der Ausgangswelle so verbunden ist, daß die Drehung der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen wird, ohne daß andere Bewegungen der Ausgangswelle auf die Eingangswelle übertragen werden.

Vorzugsweise ist jeweils ein plattenähnliches Element an den beiden betreffenden Wellenenden befestigt und das flexible, elastisch verformbare Element ist mit den beiden plattenähnlichen Elementen verbunden und zwischen diesen sandwichartig eingeschlossen. Vorzugsweise sind zwei Unwucht-Gewichte in einstellbarer Weise an der Ausgangswelle befestigt, jeweils eines in der Nähe eines der Enden der Welle, und ist am unteren Ende der Eingangswelle,

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die sich in einer Linie mit der Ausgangswelle erstreckt, eine Riemenscheibe befestigt, die durch einen Riemen mit einem ^v Motor verbunden ist.

Der Antriebsmechanismus ist insbesondere zum Antrieb von vibrierenden Polier-, Rüttel-, Trocken- oder Siebmaschinen geeignet. Daher sind die Eingangs- und die Ausgangswelle vorzugsweise so montiert, daß sie um eine gemeinsame vertikale Achse rotieren und das in Vibration versetzbare Element kann eine ringförmige Polierschüssel oder eine zylindrische Schüssel mit darin befindlichen geeigneten Sieben umfassen, wobei die flexiblen Aufhängungs- bzw. Lagerungsvorrichtungen aufblasbare Luftkissen bzw. Luftsäcke sind, zwei Unwucht-Gewichte in einstellbarer Weise jeweils eines in der Nähe eines jeden ihrer Enden befestigt sind, und die Energiequelle aus einem gewöhnlichen Standardmotor besteht, der auf dem Tragrahmen befestigt ist.

Vorzugsweise besitzt das flexible, elastisch verformbare Element, das sich zwischen den beiden plattenförmigen Elementen erstreckt, einen ähnlichen Aufbau wie die Körper der Luftsäcke.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, in der die einzige Figur den schematischen, teilweise geschnittenen Seitenriß einer Vibrationsmaschine zeigt,

Die Maschine umfaßt einen schweren Trag- bzw. Stützrahmen, der eine im wesentlichen dreieckige Basis 1 umfaßt, die drei gleichwinklig angeordnete, flexible Lagerungsvorrichtungen in Porm von aufblasbaren Kissen bzw. Säcken 3 trägt, die ihrerseits eine Basisplatte 5 tragen.

Die Basisplatte 5 hat einen herabhängenden, zylindrischen Gehäuseteil 12, der sich nach unten durch eine Öffnung in der Basis 1 erstreckt und der zwei an ihm befestigte, kreisförmige

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horizontal verlaufende Platten 13 aufweist. Diese Platten sind mittels Hochlast-Lagern 14 mit einer vertikalen Ausgangswelle 15 verbunden, an der Unwucht-Gewichte 17 und 19 in einstellbarer V/eise in der Mähe eines jeden ihrer Enden befestigt sind. Diese Unwucht-Gewichte 17 "und 19 können beide auf der Welle in vertikaler und horizontaler Richtung eingestellt bzw. justiert werden, um die Stärke der auf die Welle und damit auf die Platte 5 bei der Drehung der Welle um ihre Achse übertragenen Vibration zu verändern. Um die Platte 5 in Vibration zu versetzen, werden die Welle 15 und die Gewichte 19 um eine vertikale Achse mit Hilfe eines standardmäßigen Elektromotors 21 mit veränderbarer Geschwindigkeit in Rotation versetzt, der von dem Tragrahmen getragen wird, wobei eine spezielle Kupplung bzw. ein spezieller Antriebsmechanismus 23 vorgesehen ist, um die Übertragung von Vibrationen, Schwingungen, auf- und abwärtsgerichteten bzw. von einer Seite zur anderen Seite stattfindenden Bewegungen der Welle 15 auf die Ausgangswelle des Motors 21 zu vermindern bzw. vollständig auszuschalten.

Die dargestellte Maschine ist eine Siebmaschine, von der lediglich das untere Sieb 10 dargestellt ist. Es kann jedoch ohne weiteres das untere Sieb entfernt und eine Vibrationskammer, ein Sortierer, ein Trockner oder Rüttler oder irgendeine andere Art von vibrierender Arbeitskammer angeschraubt werden, oder es kann die Platte 5 an verschiedene Arten von Arbeitskammern angepaßt werden.

Der Antriebsmechanismus 23 umfaßt eine Eingangswelle 25, die drehbar am Rahmen 1 in einen Abstand aufweisenden Schwerlastlagern 27 befestigt ist und eine Riemenscheibe 29 aufweist, die auf ihr festgekeilt oder auf andere Weise befestigt ist, so daß sie über einen Riemen 31 und eine Riemenscheibe 33 von der Ausgangswelle des Motors 21 angetrieben

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Das obere Ende der Eingangswelle 25 ist mit einem plattenähnlichen Element 35 verbunden bzw. endigt in diesem plattenähnlichen Element und in ähnlicher Weise endet das untere Ende der Ausgangswelle 15 in einem ähnlichen plattenartigen Element 37. Ein flexibles, in elastischer Weise verformbares Element 39, z. B. aus starkem, gummiartigem Material und im allgemeinen in der Form eines Balges, erstreckt sich zwischen den Elementen 35 und 37, wobei die beiden Enden des Elements 39 jeweils an die Platten 35 und 37 angeklammert oder auf andere Weise befestigt sind. Das Element 39 ist so aufgebaut, daß es der Welle 15 eine Drehung der Welle 25 mitteilen und ein hohes Drehmoment übertragen kann und dennoch jeglicheandere Relativbewegung zwischen den beiden Wellen absorbiert, wodurch verhindert wird, daß Vibrationen und Schwingungen in der Welle 15 die Welle 25 erreichen, bzw. die Übertragung solcher Vibrationen auf ein Minimum herabgesetzt wird. Das bedeutet, daß, wenn die Welle 25 gedreht wird, auch die Welle 15 mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht wird, daß aber wegen der Unwucht-Gewichte 17 und 19 der Welle 15 eine sehr beträchtliche Vibration vermittelt und diese über die Lager 14 und die Platten 13 und den zylindrischen Teil 12 auf die Platte 5 übertragen wird, wohingegen diese Vibration der Welle 25 nicht mitgeteilt wird.

Wie man der Zeichnung entnehmen kann, hat das Element 39 im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Säcke 3, obwohl es unter Umständen unterschiedliche Abmessungen haben kann. Es kann erfindungsgemäß jedoch auch ein anderer Aufbau verwendet werden. Auch können die Luftsäcke 3 z. B. durch Federn ersetzt werden.

Obwohl die obige Beschreibung sich auf den Antrieb für irgendeine beliebige vibrierende Maschine bezogen hat, erkennt man, daß eine identische Antriebsanordnung 23 zusammen mit der Ausgangswelle 15 und den zugeordneten Platten, den Unwucht-Gewichten auch dazu verwendet werden kann, eine Sieb- oder Sortier-

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maschine in Vibration zu versetzen, wie sie in der GB-PS 1 4-01 631 "beschrieben ist, oder irgendeine andere Art von Polier- oder Sortiermaschine oder eine andere Vibrationsmaschine, wie z.B. eine Poliermaschine,'einen Trockner oder Rüttler.

Um die Maschine zum Sortieren zu verwenden, müssen Siebe an der Platte 5 in bekannter Weise angebracht bzw. befestigt werden. In der Darstellung ist ein unteres Sieb 10 an die Platte 5 angeschraubt und obere bzw. höher gelegene Siebe (nicht dargestellt) können in bekannter Weise in ihrer Lage angeklammert werden.

Wird eine Schleif- bzw. Polierkammer auf der Platte 5 getragen, so wird ein Medium aus festen Körpern, die speziell für das zu schleifende bzw. polierende Produkt ausgewählt wurden, in der Kammer verwendet. Schleifkörper bzw. Schleifteilchen aus zahlreichen verschiedenen Materialien sind je nach den entsprechenden Anforderungen verfügbar und wenn erfindungsgemäß in der Schleifkammer Vibrationen erzeugt werden, dann werden die zu schleifenden Gegenstände ebenfalls in Vibration versetzt und wandern im Uhrzeigersinn und/oder entgegen dem Uhrzeigersinn um die Schleif kammer herum. Auch werden, wenn man die ringförmige Kammer im Querschnitt betrachtet, verschiedene Wirbelstrukturen erzeugt, die den Gegenständen eine kontinuierliche, beständige Rührbewegung und somit eine Schleifwirkung vermitteln. Die dem Medium und den Gegenständen übertragene Bewegung kann dadurch geändert werden, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Welle 15 und/oder sowohl die horizontale als auch die vertikale Lage der Gewichte 17 und 19 auf der Welle 15 (und somit die Größe ihrer Wirksamkeit) oder die Tragcharakteristiken der aufblasbaren Säcke 3 verändert werden. Zu diesem Zweck ist jeder Sack 3 mit einem individuellen Aufblasventil (nicht dargestellt) versehen.

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Die Entnahme der polierten Artikel aus der Kammer 5 kann in irgendeiner erwünschten Weise durchgeführt v/erden und diese *■ Einzelheiten bilden keinen Teil der Erfindung.

Bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung hat sich gezeigt, daß praktisch keinerlei Vibrationen auf die Welle 25 übertragen v/erden, was zur Folge hat, daß ein Riemenantrieb 31 für diese Welle verwendet werden kann. Es können jedoch auch andere Antriebsarten zwischen dem Motor 21 und der Welle 25 vorgesehen werden, wie z, B. ein Kettenantrieb oder sogar ein direkter Antrieb. Dies bedeutet, daß standardmäßige Energiequellen,wie z. B. "lagermäßige" Elektromotoren für den Antrieb der Vibrationsmaschine verwendet werden können, anstatt der Verwendung von speziell konstruierten "Motoren oder speziellen Antivibrations-Kupplungen und speziellen Aufhängungen bzw. Befestigungsvorrichtungen für den Motor, was offenkundige Vorteile zur Folge hat.

Mit dem oben beschriebenen Antriebsmechanismus ist es sehr einfach, die Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangswelle 25 zu ändern. Das ist wichtig für das Schleifen oder Polieren von empfindlichen Teilen, wie z. B. das Polieren von Nadeln nach einer Hitzebehandlung, und in dem Pail, daß die Maschine für das Sieben von keramischer Gußmasse verwendet wird,v/o die unterschiedlichen Viskositäten der Materialien höhere Frequenzen oder Amplituden erfordern. Es gibt viele technische Verfahren sowohl im Bereich des Siebens und Sortierens als auch des Polierens und Entgratens, bei denen eine variable Motorgeschwindigkeit wichtig ist, so daß die Maschine die nötige Flexibilität erhält und einen großen Bereich von verschiedenen Prozessen durchführen kann, die alle unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten erfordern, so daß sich unterschiedliche Vibrationsfrequenzen und verschiedene Vibrationsamplituden der Sortierkammer ergeben, d. h. verschiedene Bereiche von vertikaler und

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horizontaler Bewegung, um die verschiedensten Erzeugnisse sachgerecht zu behandeln. Z. B. wird es auch im Labor oder bei Testverfahren sehr wesentlich sein, für die Maschinen einen Motor oder eine Antriebseinheit mit variabler Geschwindigkeit zur Verfugung zu haben.

Auch sieht man, daß die Maschine insbesondere dort geeignet ist, 'wo spezielle oder gefährliche Aufgaben durchgeführt werden müssen. Der Grund hierfür liegt in der Möglichkeit, die Maschine schnell von einem Verwendungszweck auf einen anderen lediglich dadurch umzustellen, daß die Arbeitskammer ausgetauscht wird, und daß es auch möglich ist, ohne weiteres die Antriebseinheit kurzfristig auszutauschen. Z. B. kann ein standardmäßiger Elektromotor, wie er in der Zeichnung dargestellt wurde, leicht durch einen feuersicheren Motor oder einen Luftmotor oder einen hydraulischen Motor ersetzt werden, um die erforderlichen Arbeitsbedingungen zu erfüllen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Antriebsmechanismus zur übertragung des Antriebs von einer Energiequelle auf den in Vibration versetzbaren Teil einer Vibrationsmaschine mit einer Ausgangswelle die mit dem in Vibration versetzbaren Teil der Maschine mittels geeigneter Lager verbunden ist und in justierbarer Weise wenigstens ein Unwucht -Gewicht aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine Eingangswelle (25) umfaßt, die in einem antreibenden Ende endigt, daß die Ausgangswelle (15) ein angetriebenes Ende aufweist,daß ein flexibles, elastisch verformbares Element (39) zwischen diesen beiden Enden angebracht und in der Lage ist, eine Drehbewegung der Eingangswelle (25) auf die Ausgangswelle (15) zu übertragen, ohne daß andere Bewegungen der Ausgangswelle auf die Eingangswelle übertragen werden, und daß die Eingangswelle (25) so ausgebildet ist, daß sie auf einem nicht vibrierenden Rahmen (1) der Vibrationsmas chine montiert und durch eine Energiequelle (21) gedreht v/erden kann.

Vibrationsmaschine mit einem Tragrahmen, einer oder mehreren flexiblen Lagerungsvorrichtungen, die auf dem Tragrahmen getragen werden, einem in Vibration versetzbaren Element, das von der einen oder den mehreren Lagerungsvorrichtungen getragen wird, und mit wenigstens einem Unwucht-Gewicht, das um die Längsachse einer Ausgangswelle gedreht werden kann, die mit dem in Vibration versetzbaren Element durch ein oder mehrere geeignete Lager verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmechanismus (23) zvjc Erzeugung von Vibrationen des in Vibration versetzbaren Elementes (5) eine Eingangswelle (25) umfaßt, die in drehbarer Weise in geeigneten Lagern (27), die von dem Tragrahmen (1) getragen werden, so befestigt ist, daß sie von der Energiequelle (21) in Drehung versetzt werden

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kann, wobei die Eingangswelle (25) in einem Antriebsende endigt, das mit dem einen Ende eines flexiblen, elastisch verformbaren Elementes (39) Verbundenist, dessen anderes Ende mit der Ausgangswelle (15) so verbunden ist, daß eine Drehung der Eingangswelle (25) auf die Ausgangswelle (15) übertragen wird, ohne daß andere Bewegungen der Ausgangswelle (15) auf die Eingangswelle (25) übertragen werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η nz e i ohne t, daß ein plattenartiges Element (35» 37) mit jedem der Wellenenden verbunden ist und daß das flexible, elastisch verformbare Element (39) mit den beiden plattenartigen Elementen (35, 37) verbunden und lagenförmig zwischen diesen eingeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible, elastisch verformbare Element (39), das sich zwischen den beiden plattenartigen Elementen (35 > 37) erstreckt, aus einem aufblasbaren Luftsack in der Porm eines Balges besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der zwei Unwucht-Gewichte in justierbarer V/eise^ eines jeweils in der Nähe eines der Enden der Ausgangswelle an dieser befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebselement (29) am unteren Ende der Eingangswelle (25) befestigt ist, die sich in der gleichen Linie wie die Ausgangswelle (15) erstreckt, wobei das Antriebselement (29) mittels einer flexiblen Antriebsvorrichtung (31) mit der Ausgangswelle eines auf dem Maschinenrahmen (1) befestigten Motors (21) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement eine Riemenscheibe (29) und

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daß die flexible Antriebsvorrichtung ein Riemen (31) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle und die Ausgangswelle (25, 15) so montiert sind, daß sie sich um eine gemeinsame vertikale Achse drehen, und daß die Ausgangswelle (15) mittels zweier einen vertikalen Abstand besitzender Schwerlastlager (14) an querverlaufenden, mit dem in Vibration versetzbaren Element (5) verbundenen Platten (13) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Unwucht-Gewichte (17, 19) mit der Ausgangswelle (15) verbunden sind, eines oberhalb des oberen Schwerlastlagers (14) und das andere unterhalb des unteren Schwerlastlagers (14), jeweils in der Nähe des betreffenden Endes der Welle.

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