DE1282347B - Elektromotorischer Antrieb insbesondere fuer Schwingnutzgeraete - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 06b

Deutsche Kl.: 42 s-1/12

Nummer: 1282347

Aktenzeichen: P 12 82 347.1-24 (J 33158)

Anmeldetag: 7. März 1967

Auslegetag: 7. November 1968

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektromotorische Antriebe, insbesondere für Schwingnutzgeräte.

Es sind bereits motorische Antriebe bekannt, bei denen von dem umlaufenden Läufer eine Unwucht angetrieben wird. Zu den motorischen Antrieben gehören auch die Zwangslaufantriebe, beispielsweise Kurbeltriebe. Es sind ferner Schwingungserreger bekanntgeworden, bei denen der Rotor eines Magnetsystems gegenüber einem federgefesselten Stator mit ausgeprägten Polen durch einen äußeren praktisch gleichförmig rotierenden Motor angetrieben wird, so daß die ausgeprägten Pole des Magnetsystems zeitlich periodisch gegenüber dem Ständer einen ungleichen magnetischen Leitwert vorfinden und die dabei ausgeübten Drehmomente, sogenannte Pendelmomente, zur Erregung erzwungener Schwingungen ausgenutzt werden; dieser Drehschwingungserzeuger — der sich bei geeigneter Abwandlung auch zur Längsschwingungserzeugung benutzen läßt — hat eine vom Magnetsystem abhängige Kraft- bzw. Momentamplitude, deren Frequenz allein von der Drehzahl des Motors und seiner Zähnezahl abhängt. Er ist vorzugsweise Tür den Frequenzbereich von 20 bis 25 000 Hz geeignet.

Schwingnutzgeräte, welche von solchen Antrieben angetrieben werden, sind beispielsweise Schwingsiebe, Längsförderer und insbesondere auch Wendelförderer.

Längsförderer sind im allgemeinen so ausgebildet, daß das Nutzschwingungen ausführende Gebilde, beispielsweise ein Sieb, eine Förderrinne od. dgl., auf Lenkerfedern abgestimmt oder auf ganz weichen Tragfedern ruht. Zuweilen wird auch eine Massenkompensation durchgeführt.

Bei den Wendel förderern ist gewöhnlich eine spiralförmige Förderbahn vorgesehen, auf welcher das zu fördernde Gut in die Höhe gefördert wird oder von einer höheren Ebene auf eine darunterliegende. Diese Förderer führen gewöhnlich eine hin- und hergehende Drehbewegung sowie eine hin- und hergehende senkrechte Bewegung aus, so daß im Endergebnis ein auf der Förderbahn liegender Punkt einen Teil etwa einer Schraubenbewegung ausführt.

Für solche Wendelförderer bekannte Antriebe sind beispielsweise solche mit einem elektromagnetischen Antrieb. Hierbei ruht z. B. der Förderwendeltopf mit der Förderwendel auf Lenkerfedern, welche dem Förderwendeltopf bzw. der Förderwendel die zur Förderung erforderliche, etwa schraubenförmige Schwingbewegung vorschreiben.

Weiter sind Wendelförderer bekanntgeworden, welche nur auf Schraubenfedern oder Gummifedern.

Elektromotorischer Antrieb insbesondere für
Schwingnutzgeräte

Anmelder:

Dr.-Ing. Heinz Jordan,

3000 Hannover, Hildesheimer Str. 40;

Dr.-Ing. Gerhard Roder,

3012 Langenhagen, Hindenburgstr. 114

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Heinz Jordan, 3000 Hannover;

Dr.-Ing. Gerhard Roder, 3012 Langenhagen

d. h. Federn mit allen Freiheitsgraden, ruhen, welche durch motorische Antriebe, insbesondere in Verbindung mit Unwuchten, angetrieben werden. Eine solche Ausführungsform wendet einachsig gleichsinnig umlaufende, sich selbst synchronisierende Unwuchterreger in einer solchen Anordnung an, daß deren Unwuchtumlaufebenen mit der Horizontalen einen Winkel einschließen, der größer als der Winkel der Steigung der Förderbahn ist.

Auch bei Wendelförderern wird eine Massenkompensation zur Abstimmung des schwingenden Systems vorgesehen.

Vorteilhaft werden die Schwingungssysteme abgestimmt, so daß die Eigenfrequenz in der Nähe der Erregerfrequenz liegt und entsprechend der Resonanzkurve relativ kleine Kräfte zur Erzeugung großer Schwingamplituden ausreichen.

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen anderen Weg zum motorischen Antrieb von Schwingnutzgeräten allgemein, bei dem der Betrieb immer genau in Resonanz erfolgt; wie im folgenden gezeigt wird, vollführt das System ungedämpfte Eigenschwingungen vermöge der ansteigenden Kennlinie des Antriebsmotors in der Nähe des Stillstandes. Aus diesen Drehschwingungen können auf einfache Weise auch die für Längsförderer erforderlichen Längsschwingungen erzielt werden.

Der vorliegenden Erfindung Hegt die Aufgabe der Schaffung eines motorischen Antriebes für Wendelförderer zugrunde, wobei die für solche Geräte erforderliche etwa schraubenförmige Bewegung auf einfache Weise erzielt wird, ohne daß es erforderlich ist, die sonst bei diesen Geräten angewendeten Lenkerfedern bzw. Lenkerfederabstützung anzuwenden.

»9 630/712

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die für den Betrieb solcher Schwingnutzgeräte günstigen niedrigen Frequenzen in der Größenordnung von etwa 10 Hz auf einfache Weise erzielbar sind.

Als weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kommt hinzu, daß die zur Erzielung einer einfachen Veränderung der Fördermenge erforderliche Veränderung der Schwingamplitude auf einfache Weise eingestellt werden kann. _ϊ0

Vorteilhaft werden die erzeugten Nutzschwingungen hinsichtlich Amplitude oder Förderleistung durch Meßgeräte überwacht und, beispielsweise bei Antrieb durch Induktionsmaschinen, durch Regelung der Klemmenspannung unabhängig von der Belastung eingestellt.

Die Erfindung wird hier vorzugsweise für den Antrieb mittels Induktionsmotor erklärt; es ist aber auch möglich, andere Motoren, deren Drehmoment-Drehzahl-Charakteristik in der Nähe des Stillstandes die gleichen Eigenschaften aufweist, anzuwenden.

Die Erfindung geht dabei von der folgenden Erkenntnis aus; Ein normaler Drehstrom-Asynchronmotor, ein Einphasenasynchronmotor- mit Anlaufwicklung oder ein Spaltpolmotor weist in der Nähe des Stillstandes grundsätzlich die in F i g. 1 dargestellte Drehmomentkennlinie auf. Darin bedeuten M das Drehmoment, φ die Winkelgeschwindigkeit und Ma das Anzugsmoment.

Beschränkt man. Ma auf kleine Werte, dann kann man in der ersten Näherung

der freien ungedämpften Schwingungen des Systems mit der Amplitude

setzen, wobei

M (φ) = Ma + m- φ

/dM\
\ αφ J<f=o

Die Amplitude dieser selbsterregten Schwingung ist dabei unabhängig von den Anfangsbedingungen. Im vorliegenden^ Fall ist die Dämpfung nichtlinear. Die Amplitude Φ stellt sich dabei so ein, daß der quadratische Mittelwert des Anfachungsmoments gleich dem quadratischen Mittelwert des Dämpfungsmoments ist. Hierzu muß natürlich notwendigerweise

m>d (7)

und

]/m-d (Ma\

V 3h V c J ⁽ '

sein. ν 3D ve/

Die vorstehenden Darlegungen lassen erkennen, daß es, um das System in stabile Drehschwingungen mit seiner Eigenfrequenz zu versetzen, nur eines ganz schwachen Anstoßes bedarf, der beim Einschalten an die Netzspannung immer erfolgt. Als Antrieb könnte möglicherweise nur ein reiner Einphasenasynchronmotor, bei dem Ma = 0 ist, dienen. Da ferner bei Schwingungen mechanischer Systeme um die Ruhelage der geschwindigkeitsproportionale Anteil d sehr klein sein wird, kann man in der ersten Näherung

die Steigung der Drehmomentkennlinie ist.

Wenn wie üblich m > 0 ist, stellt ein derartiger Motor in schwingungstechnischer Hinsicht eine Kombination aus einer Drehmasse (Θ) und einer Anfachung m (negative Dämpfung) dar. Läßt man nun die Motorwelle auf eine einseitig eingespannte Feder, z. B. eine Drehfeder von der Drehfedersteife c, wirken, so erhält man das in F i g. 2 schematisch dargestellte selbststeuernde drehschwingungsfahige System, das imstande ist,ungedämpfte Drehschwingungen dauernd auszuführen und das auch in der Lage ist, aus dem Stillstand anzuschwingen.

Die Bewegungen dieses Systems werden durch die nachstehende Differentialgleichung beschrieben.

setzen. Hieraus geht hervor, daß die Amplitude Φ auf einfache Weise nur durch Veränderung der Klemmenspannung U des Motors gesteuert werden kann. Da m ~ U ist — bekanntlich wächst das Drehmoment eines jeden Induktionsmotors mit dem Quadrat der Klemmenspannung U —, ist Φ ~ U. Das gilt jedoch nur so lange, wie der magnetische Fluß proportional mit der Klemmenspannung U wächst. Ist jedoch Ma 4= 0, so gilt im Falle d = 0 für Φ die Beziehung:

^Φ =

N² / U
) Λ-ΐζ

τϊ)· ^(I0)

— Ma.

(3)

Darin ist d_m der mechanisch bedingte Dämpfungskoeffizient. Im Fall mechanischer Schwingungen ist üblicherweise damit zu rechnen, daß neben einem geschwindigkeitsproportionalen Anteil d stets auch ein ausschlagsabhängiger Anteil, ζ. Β. 3δ«Α auftritt.

Es ergibt sich also

d_m~d + lbq?. (4)

Hiervon ausgehende theoretische Überlegungen lassen offensichtlich unter anderem eine harmonische Drehschwingung von der Kreisfrequenz

(5)

wobei U_n die Nennspannung des Motors ist, für die m und Ma definiert sind. Das bedeutet aber ein langsameres Anwachsen von Φ mit U und möglicherweise sogar einen Abfall von Φ bei relativ großen

Werten von ~jj^.

Ausgehend von diesen Überlegungen und Erkenntnissen besteht die Erfindung darin, daß der Läufer eines motorischen Antriebes insbesondere für Schwingnutzgeräte, insbesondere die Drehmasse des Motors, ungedämpfte Drehschwingungen ausführt.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß der Läufer des Motors durch eine eine begrenzte Drehung zulassende Federung gefesselt ist. Vorteilhaft werden als Antriebsmotoren Induktionsmotoren verwendet. Die Federung kann zwischen der Motorwelle und dem Schwingnutzgerät vorgesehen werden, sie kann aber auch zwischen dem Drehschwingungserreger und dem Fundament angebracht sein. In der praktischen Ausführungsform kann die Masse des

Schwingnutzgerätes mit der des Motors fest verbunden sein.

Es ist dabei gleichgültig, ob die Nutzgeräte als Ein- oder Zweimassenschwinger betrieben werden und ob der Antrieb am Förderteil direkt oder an der Gegenmasse (Fußpunkterregung nach dem Schwingungstilgerprinzip) angreift.

Als Federung können Schraubenfedern Verwendung finden. Die Anwendung von Schraubenfedern bringt den Vorteil mit sich, daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Längung der Schraubenfedern zur Erzeugung einer zusätzlichen Längsbewegung ausgenutzt werden kann.

Für besondere Fälle bzw. Anwendungsgebiete können als Federung Spiralfedern von Vorteil sein_; In diesem Falle wird vorteilhaft die Biegung der Spiralfedern zur Erzielung einer Längsbewegung, beispielsweise zum Antrieb von Längsforderern, ausgenutzt. In der praktischen Ausbildung ist es hierbei zweckmäßig, die Einspannstellen der Spiralfeder mit der Feder in einer zur Motorwelle senkrecht liegenden Ebene zu legen.

Es ist aber auch allgemein möglich, die Federung auf mehrere Einzelfedern aufzuteilen. So kann die Federung sowohl zwischen dem Nutzgerät und dem Motor als auch zwischen dem Nutzgerät und dem Fundament vorgesehen werden. Es ist aber auch möglich als Zusatzfedern Lenkerfedern vorzusehen, gleichgültig ob es sich um einen Längsförderer oder um einen Wendelförderer handelt.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Schwingungsamplitude durch Änderung der Drehmomentcharakteristik des Motors eingestellt werden kann. Dies kann dadurch vollzogen werden, daß die Klemmenspannung des Motors geändert wird. Die Änderung der Drehmomentcharakteristik des Motors kann aber auch durch Beschallung der Motorwicklungen mit veränderbaren Widerständen, wie ohmschen, induktiven oder kapazitiven Widerständen erreicht werden, die in den Ständerkreis und/oder den Läuferkreis des Motors eingeschaltet werden können.

Die Erfindung ist in den F i g. 1 bis 15 beispielsweise dargestellt.

In der Fig. 3 ist ein Wendelförderer dargestellt, dessen mit einer wendelförmigen Förderbahn (nicht dargestellt) versehener Topf mit 10 bezeichnet ist, der über Lenkerfedern J2 auf der Grundplatte 14 ruht.

Zum Antrieb ist ein Motor 16 vorgesehen, beispielsweise ein Kurzschiußläufermotor, der im Kurzschlußbetrieb arbeitet. Der Ständer des Motors 16 ist über die Füße 18 mit der Grundplatte 14 verbunden, während der oberhalb des Motors 16 hervorstehende Wellenstumpf 20 über eine Verbindungsplatte 22 mit einer Schraubenfeder 24 in Verbindung steht, die am an/leren Ende über eine weitere Verbindungsplatte 26 mit dem Boden des Topfes 10 des Wendelförderers verbunden ist.

Wird der Ständer des Motors 16 erregt, dann neigt der Läufer, beispielsweise der Kurzschlußläufer (nicht dargestellt) dazu, sich in der durch die Schaltung gegebenen Richtung zu drehen. Dabei wird die Feder 24 gespannt, der Läufer macht je nach der Ausbildung des Feder-Masse-Systems einige Umdrehungen oder nur einen Bruchteil einer Umdrehung und wird dann durch die Feder festgehalten. Anschließend kommt die in der Feder 24 gespeicherte Kraft zur Wirkung, und der Läufer wird wieder zurückgedreht. Dieses Spiel wiederholt sich, da, wie eingangs beschrieben, durch den geneigten Verlauf der Drehmomentkennlinie (vgl. Fig. 1) eine negative Dämpfung vorhanden ist. Es entstehen somit stabile, selbsterregte Drehschwingungen. Diese lösen infolge der Wirkung der Schraubenfeder 24, die dabei periodisch langer und kürzer wird, gleichzeitig Längsschwingungen aus, welche praktisch in die Mittelachse der Welle des Motors 16, insbesondere aber in

ίο die Mittelachse der Feder 24 fallen.

Diese Längsschwingungen werden außerdem noch durch die Lenkerfedern 12 unterstützt, auf welchen der Topf 10 ruht.
Auf diese Weise wird dem Topf 10, insbesondere aber der Förderwendel, sowohl eine Drehschwingung als auch eine vertikale Schwingung aufgezwungen durch welche jeder Punkt der Förderwendel eine auf einem Teil einer Schraubenlinie liegende, hin- und hergehende Bewegung ausführt.

In der F i g. 4 ist das mechanische Ersatzbild des in der F i g. 3 dargestellten Wendelförderers in schematischer Weise angedeutet. Mit 28 ist die Masse des Topfes 10 gekennzeichnet, welche die Dreh- und Längsbewegung ausführt. Die Anregung erfolgt über die Drehmasse 30 des Motors, während die Ankopplung über die Feder 24 erfolgt. Die Masse 28 ist auf der Grundplatte 14 über die Lenkerfedern 12 abgestützt. Mit 32 ist die zur Anfachung der Schwingung erforderliche negative Dämpfung symbolisiert.

Es ist nicht erforderlich, den Topf 10 des Wendelförderers auf Lenkerfedern 12 der F i g. 3 abzustützen, welche einen Betrieb des Wendelförderers in der Nähe der Eigenfrequenz des Topfes 10 vorteilhaft machen. Dies kann von Nachteil sein, wenn große Änderungen der Fördermenge oder große LJnterschiede des spezifischen Gewichtes des Fördergutes zu bewältigen sind.

Eine Ausführungsform, welche keine Lenkerfedern anwendet, zeigt F i g. 5. Der Topf 10 des Wendelforderers ist hierbei auf der Grundplatte 14 über geeignete Federn 34, von denen beispielsweise drei vorgesehen, jedoch nur zwei dargestellt sind, abgestützt. Als Federn können Schraubenfedern, aber auch Federungen aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff Anwendung finden. Obwohl die Federn 34, die mit der Grundplatte 14 über die Abstützungen 36 in Verbindung stehen, praktisch alle auftretenden Freiheitsgrade aufweisen, erfährt der Topf 10 saubere Drehschwingungen und Schwingungen in der vertikalen Richtung. Dies aus dem Grunde, weil der Motor 16 mit der Feder 24 mit seiner Achse in die Achse des Topfes 10, insbesondere der Förderwendel (nicht dargestellt), verläuft.

Das mechanische Ersatzschaltbild für die Ausfährungsforni der F i g. 5 entspricht praktisch der der F i g. 4, wobei jedoch an Stelle der Lenkerfedern 12 die Federn 34 treten.

Es ist nicht erforderlich, die Masse des Läufers des Antriebsmotors vom Topf des Wendelförderers getrennt anzuordnen. Vielmehr kann es für besondere Zwecke von Vorteil sein, die Masse des Läufers des Antriebsmotors auszunutzen unti- mit der Masse des Topfes 10 des WendeMordefers (einschließlich der Masse des Fördergutes) zu vereinigen. Dadurch wird

⁶S beispielsweise der Einfluß von Unregelmäßigkeiten der Masse des Fördergutes verringert.

Eine solche Ausführungsform ist in der F i g. 6 dargestellt.

Der Topf 10 ruht hierbei ähnlich wie in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben auf Federn 34, beispielsweise Gummifedern. Sie sind auf Ansätzen 36 abgestützt, welche unmittelbar mit der Grundplatte 14 des Wendelförderers in Verbindung stehen.

Der Motor 16 ist hierbei so ausgebildet, daß Ständer 38 und Läufer 40 voneinander getrennt sind. Der Ständer 38 ist über das Ständerjoch 42 unmittelbar mit den Abstützungen 36 verbunden, während der Läufer 40, der auf der Welle 44 sitzt, über diese Welle 44 unmittelbar mit dem Boden des Topfes 10 fest verbunden ist. Außerdem steht die Welle 44 über geeignete Verbindungsstücke über die Feder 46 mit der Grundplatte 14 mechanisch in Verbindung.

Infolge der begrenzten Auslenkung des Topfes 10 durch die Art der Federn 34 und damit der begrenzten Drehung des Läufers 40 ist diese Ausführungsform besonders für höhere Schwingfrequenzen geeignet.

In diesem Fall führt der Läufer 40 außer der Drehbewegung eine in der senkrechten Richtung verlaufende Hin- und Herbewegung aus, weil durch die Spannung und Verdrehung der Federn 34 und 46 eine Verkürzung des vertikalen Abstandes der Federn zustande kommt und damit die für eine Förderung erforderliche Dreh- und Hubbewegung zustande kommt.

Das prinzipielle Ersatzschaltbild der Ausführungsform der F i g. 6 ist in der F i g. 7 dargestellt. Mit 28 ist die Masse des Topfes 10 angedeutet, während mit der Masse 48 die des Läufers 40 angedeutet ist. Die Federn 34 zur Abstützung des Topfes 10 und die Feder 46 zwischen dem Läufer 40 und der Grundplatte 14 liegen parallel, sie sind daher durch die Ersatzfeder 50 dargestellt.

durch die Neigung des Läufers, sich zu drehen, die Feder 66 gespannt wird und der Trog 52, nachderr die Feder gespannt worden ist, mitgezogen wird während darauffolgend die Speicherkraft der Feder 6i und der Federn 64 zur Wirkung kommt und die Rückwärtsbewegung der Rinne 52 zustande kommt.

Das prinzipielle mechanische Ersatzschaltbild ist in der Fig. 10 dargestellt. Hierbei ist mit 68 die Drehmasse des Motors 16 bezeichnet, welche über ίο die Feder 66 mit der Masse 70 der Rinne 52 in Verbindung steht, welche wiederum über die Federn 64 mit der Auflage in Verbindung steht.

Es ist vorteilhaft, den Verbindungspunkt der Feder 66, des Wellenstumpfes 20 und den Verbindungsansatz der Feder 66 mit der Rinne 52 so zu legen, daß diese in derselben Ebene liegen wie die Feder 66, welche vorteilhaft senkrecht zum Wellenstumpf 20 steht.

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist der Motor 16 mit zwei Wellenstümpfen 20 versehen, welche über zwei Spiralfedern 66 mit der Rinne 52 verbunden sind. Auf diese Weise wird ebenfalls eine einwandfreie Längsbewegung der Rinne 52 erzielt. Querbewegungen der Rinne 52 treten infolge der symmetrischen Verbindung zwischen der Rinne 52 und den Federn 66 nicht auf. die aber auch dadurch noch weitgehend unterdrückt werden können, daß entsprechend breite Spiralfedern Anwendung finden.

Ein solcher Trog 52 kann durch einen einzigen Motor 16 angetrieben werden, wobei vorteilhaft eine weitere Abstützung des Troges 52 durch ähnliche Spiralfedern 66 erfolgt. Um längere Rinnen anzutreiben, ohne daß unerwünschte Schwingungen in der

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Je nach der Charakteristik der Dreh- und Längs- 35 Rinne entstehen, ist es vorteilhaft, mehrere Antriebe schwingungen, welche der Topf ausführen soll, werden 16 mit Spiralfedern 66 in einem entsprechenden die Federn 34 oder es wird die Feder 46 stärker aus- gegenseitigen Abstand vorzusehen (nicht dargestellt), gebildet. Die Frequenz der Schwingung stellt sich Die Motoren 16 werden so geschaltet, daß sie im

durch die resultierende Federzahl der Feder 50 ein. gleichen Sinne anlaufen. Infolge der gegenseitigen

Eine Ausführungsform des Einsatzes der vorliegen- ₄₀ mechanischen Kopplung synchronisieren sich beide den Erfindung eines Längsförderers ist in der Fi g. 8 Motoren von selbst. Eine selbsttätige Synchronisierung gezeigt. Hierbei ist mit 52 beispielsweise die Rinne — -

eines Längsförderers bezeichnet, die von Lenkerfedern 56 getragen wird. Zum Antrieb ist ein Schwingmotor 56 nach der Erfindung vorgesehen, der fest angeordnet ist und dessen Wellenstumpf 58 über eine Feder 60 mit einem Ansatz 62 der Unterseite des Troges 52 in Verbindung steht. Durch die primäre Drehschwingung des Läufers des Motors 56 wird in Verbindung mit der Charakteristik der Feder 60 eine Längsschwingung und damit eine Längsbewegung des Troges 52 erzwungen.

Vorteilhaft ist es, wie aus der F i g. 8 hervorgeht, den Motor 56 und die Feder 60 symmetrisch anzuordnen.

Es ist vorteilhaft, in diesem Fall Lenkerfedern anzuwenden, welche, wie F i g. 8 zeigt, keinen seitlichen Freiheitsgrad haben, so daß ein Taumeln bzw. eine unerwünschte Drehbewegung der Rinne 52 vermieden wird.

Eine Ausführungsform, bei der dies nicht auftreten kann, ist in der F i g. 9 gezeigt. Hierbei ist die Rinne 52 auf beispielsweise Schraubenfedern 64 gelagert. Zum Antrieb dient der Motor 16. dessen Wellenstumpf 20

über die Spiralfeder 66 mit der Rinne 52 mechanisch 65 topf 10 über die Lenkerfedern 12 angeregt,
gekuppelt ist. Die Ausfuhrungsform der F i g. 13 unterscheidet

Die Betriebsweise ist ähnlich wie in Verbindung sich von derjenigen der F i g. 12 nur dadurch, daß mit den vorangegangenen Figuren beschrieben, wobei das die Gegenmassen 72 verbindende Querstück 76

findet aber auch statt, wenn Einphasensynchronmotoren Anwendung finden, weil der Motor, dessen Läufer günstiger steht, die Führung übernimmt.

Der Einsatz des Antriebes nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Einsatz bei Einmassenschwingern beschränkt.

In den Fig. 12 und 13 sind zwei Ausführungsformen von Zweimassenschwingern dargestellt. Wie aus der Fi g. 12 hervorgeht, ist der die Förderwendel enthaltende Förderwendeltopf 10 auf den Gegenmassen 72 über Lenkerfedern 12 abgestützt. In der schematischen Darstellung sind nur zwei Lenkerfedern und zwei Gegenmassen 72 vorgesehen. Praktisch werden vorteilhaft mindestens drei Lenkerfedern und drei Gegenmassen angewendet.

Die Gegenmassen 72 sind auf Federn 74, vorteilhaft Gummifedern, abgestützt. Der Antriebsmotor 16 greift bei diesem Ausführungsbeispiel mit seiner Feder 24 an ein die Gegenmassen 72 verbindendes Querteil 76 an.

Im Betrieb werden demgemäß die Gegenmassen von dem Motor 16 über die Feder 24 in Schwingungen versetzt. Hiermit wird auch der Förderwendel-

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nicht vorgesehen ist und daß die Fesselungsfeder 24 unmittelbar am Boden des Förderwendeltopfes 10 angreift.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist praktisch dieselbe wie bei der Ausführungsform der Fig. 12, jedoch mit der Ausnahme, daß die Drehschwingungen unmittelbar am Boden des Förderwendeltopfes 10 angreifen.

Der Einsatz des Drehschwingungserregers nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die dargestellten Formen von Schwingnutzgeräten beschränkt, vielmehr kann er auch mit Vorteil bei allen anderen Nutzgeräten Anwendung finden, bei denen hin- und hergehende und/oder Drehschwingungen erforderlich sind. So kann an Stelle der Rinne 52 auch ein Sieb angetrieben werden. Ferner ist es möglich, auf diese Weise Rütteltische anzutreiben, auch lassen sich damit Schwingmischer zum Vermischen von Flüssigkeit, Bodenverdichter, Bunker, Rüttler und sonstige durch Schwingungen angetriebene Einrichtungen betreiben.

In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß Schüttelrutschen und Förderrinnen sich nur dadurch unterscheiden, daß bei der ersteren die Erdbeschleunigung durch die vertikale Komponente der Trogbeschleunigung nicht überwunden wird, ein Abheben also nicht eintritt. Durch Wahl der Amplitude der hier vorliegenden Schwingungen legt man selbst fest, ob man Schüttelrutschen- oder Schwingrinnenbetrieb durchführt.

Zur näheren Erläuterung des Arbeitsprinzips, insbesondere des praktischen Einsatzes, sei noch darauf hingewiesen, daß die Schwingfrequenz immer gleich der Eigenfrequenz des schwingenden Systems ist, die durch die Federn und Massen des schwingenden Systems gegeben ist. Die Schwingamplitude ist durch die unvermeidbare Dämpfung des schwingenden Systems und durch die Drehmomentcharakteristik des Antriebsmotors eindeutig bestimmt. Hierzu wird außerdem noch auf die Ausführungen zu den F i g. 1 und 2 hingewiesen.

Wie aus der Gleichung (10) hervorgeht, hängt die Ausschlagsamplitude von der Drehmomentkennlinie des Motors ab. Die Drehmomentkennlinie des Motors ist aber von dem Betrag der angelegten Spannung abhängig, d. h., die Ausschlagsamplitude kann durch Veränderung der Klemmenspannung verändert bzw. eingestellt werden. Dies kann in der mannigfaltigsten Weise ausgeführt werden.

Eine solche Möglichkeit ist in der Fig. 14 dargestellt. Die Ständerwicklungen 76 des Motors 16 werden hierbei über den Spartransformator 78 aus dem Netz RST gespeist. Der Spartransformator 78 ist mit Abgriffen 80 versehen, durch welche die den Ständerwicklungen 76 zugeführte Spannung von 0 bis auf die Spannung des Netzes RST verändert werden kann.

..Fig. 15 zeigt die Möglichleit der Veränderung der Schwingungsamplitude bzw. des Schwingungsausschlages unter Anwendung eines Einphasenmotors, dessen Wicklung 82 über einen veränderlichen Widerstand 84 aus dem Netz 86 gespeist wird.'

Die Änderung der Charakteristik d.es Motors kann aber auch dadurch vollzogen werden, daß ein Schleifringläufermotor Anwendung findet, dessen Läuferwiderstand durch äußere Widerstände verändert wird, wobei auch Sättigungsdrosseln Anwendung finden können. Es ist auch möglich, die Charakteristik des Motors dadurch zu verändern, daß die Ständerwicklung in eine unsymmetrische Schaltungsanordnung gebracht wird, beispielsweise daduch, daß eine Phase der Ständerwicklung über einen ohmschen, einen kapazitiven oder einen induktiven Widerstand von einer geeigneten Phase des Netzes gespeist wird.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Elektromotorischer Antrieb, insbesondere für Schwingnutzgeräte,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ständer (38) und Läufer (40) des Motors (16) mit der Läuferwelle (20) eine Federung (24 und 12, 46 und 34) wirksam ist, die nur eine begrenzte Verdrehung zwischen Ständer und Läufer zuläßt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor (16) ein Induktionsmotor dient.

3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federung (24) zwischen der Motorwelle (20) und dem Schwingnutzgerät (10) vorgesehen ist.

4. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Nutzgerätes (10) mit der des beweglichen Motorteiles (40) fest verbunden ist.

5. Antrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längung und die Kürzung der Schraubenfeder (60) bei ihrer Beanspruchung auf Verdrehung zur Erzielung einer Längsnutzbewegung dient.

6. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegung der Spiralfedern (66) zur Erzielung einer Längsbewegung dient.

7. Antrieb nach Anspruch 1 bis 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannstelle der Spiralfeder (66) mit der Ebene der Feder in einer zur Motorwelle (20) senkrecht liegenden Ebene liegt (F i g. 9).

8. Antrieb nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federung sowohl zwischen dem Nutzgerät (10) und dem beweglichen Motorteil (20) als auch zwischen dem Nutzgerät (10) und dem Fundament bzw. der Grundplatte (14) vorgesehen ist.

9. Antrieb nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzfederung Lenkerfedern (12) vorgesehen sind.

10. Antrieb nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplitude durch Änderung der Drehmomentcharakteristik des Motors (16), und zwar durch Änderung der Klemmenspannung (F i g. 14) oder durch Beschaltung der Motorwicklungen mit veränderbaren Widerständen (ohmisch, induktiv, kapazitiv) einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 520 324, 974 312;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 065 778;
»Frequenz«, 1956 S. 2 bis 6.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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