DE1650879A1

DE1650879A1 - Slider crank drive for vibrating machines

Info

Publication number: DE1650879A1
Application number: DE19671650879
Authority: DE
Inventors: Schweinfurth Dipl-Ing Hans
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1967-09-29
Filing date: 1967-09-29
Publication date: 1970-12-10

Description

FkIcDRiCH UHDE GMBH, DORTMUNDFkIcDRiCH UHDE GMBH, DORTMUND

Schubkurbelantrieb für SchwingmaschinenSlider crank drive for vibrating machines

Es ist üblich, Schwingförderer als ein in Resonanznähe betriebenes 2-Massen-Schwingsystern auszubilden, indem die eigentliche Förderrinne die sog. Nutzmasse bildet, während eine meist als Profilträger ausgebildete, wesentlich schwerere Gegenmasse über Arbeitsfedern, meist in Form von Schubgummielementen, mit ihr verbunden ist. Als Antrieb für derartige Schwingförderer finden Schubkurbelantriebe Verwendung, deren Hauptlager an der Gegenmasse befestigt sind, während die auf der Welle exzentrisch angebrachten Pleuellager über Schubstangen und Koppelfedern, z.B. in Form von Gummidruckfedern, mit dor Nutzmasse verbunden sind, ^It is common for vibratory feeders to be operated in close proximity to resonance Train 2-mass oscillating system by the actual conveyor trough the so-called useful weight forms, while a much heavier counterweight, usually designed as a profile carrier, is built over working springs, usually in the form of shear rubber elements, is connected to it. Slider crank drives are used as the drive for such vibratory conveyors Use whose main bearings are attached to the counterweight, while the connecting rod bearings eccentrically attached to the shaft are over Push rods and coupling springs, e.g. in the form of rubber compression springs, are connected to the useful mass, ^

Ein solches System führt lineare Schwingungen &us, derart," daß die Schwingbewegungen von Nutzmasse und Gegenmasse gegenphasig erfolgen und die Schwingarnplituden im umgekehrten Verhältnis der Massen stehen. Die Summe der Amplituden von Nutz- und Gegenmasse steht in einem bestimmten Größenverhältnis zur Exzentrizität der Kurbelwelle. Sie hat den gleichen Wert v/ie diese, wenn die Eigenfrequenz des Systems aus den beiden Massen und den zwischengeschalteten Arbeitsfedern ohne Berücksichtigung der Koppelfeder gleich der Erregerfrequenz ist. Die Koppelfeder wird in diesem Fall kraftlos mitbewegt, der Antrieb leistet (bei Vernachlässigung der Dämpfung) keine Arbeit.Such a system performs linear oscillations & us in such a way "that the Oscillating movements of the useful mass and counter mass take place in phase opposition and the oscillation amplitudes in the inverse proportion of the masses stand. The sum of the amplitudes of the useful and counter mass is in a certain size ratio to the eccentricity of the crankshaft. It has the same value v / ie this when the natural frequency of the system consisting of the two masses and the intermediate working springs, without taking into account the coupling spring, equals the excitation frequency is. In this case, the coupling spring is moved along without force, and the drive provides the drive (if the damping is neglected) no work.

Wir die Erregerfrequena erhöht, so wächst die Gesamtschwingweite bei gleichbleibender Wellenexzentrizität, wobei die Vergrößerung ^ umso stärker ist, je geringer die Steifigkeit der Koppelfeder gewählt wird. Letztere wird um den Unterschiedsbetrag zwischen Gesamtgeschwindigkeit und Exzentrizität periodisch verformt, die entsprechenden Federkräfte werden von den Lagern des Antriebs aufgenommen· If the excitation frequency is increased, the total amplitude increases with constant shaft eccentricity, the magnification ^ The lower the selected stiffness of the coupling spring, the stronger it is. The latter is the difference between the total speed and eccentricity are periodically deformed, the corresponding spring forces are absorbed by the bearings of the drive

Wird die Erregerfrequenz dagegen erniedrigt, so nimmt die Gesamtschwingweite ab, wobei der Wert der Abnahme in der gleichen Weise von der Steifigkeit der Koppelfedern beeinflußt wird. If, on the other hand, the excitation frequency is lowered, the total amplitude decreases, the value of the decrease being influenced in the same way by the stiffness of the coupling springs .

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Es liegt nun nahe, die Änderung der Schwingweite mit der Erregerfrequenz zur Steuerung der Förderleistung zu benutzen, zumal bei geeigneter Bemessung der Koppelfeder bereits geringe Drehzahlunterschiede erhebliche Änderungen der Schwingamplitude bewirken.It is now obvious that the oscillation amplitude changes with the excitation frequency to use to control the delivery rate, especially since with a suitable dimensioning of the coupling spring already small differences in speed cause significant changes in the vibration amplitude.

Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Erzeugung des Drehmomentes der Kurbelwelle einen normalen Drehstromkurzschlußläu.fermotor ' zu verwenden., der über einen Keilriementrieb mit der Kurbelwelle verbunden ist. Ein solcher Antrieb hat eine feste Erregerfrequenz. Die Schwingamplitude ist mithin nicht steuerbar. Es sind weiter Anordnungen vorgeschlagen worden,bei denen eine Änderung der Erregerfrequenz möglich ist, indem beispielsweise statt des Keilriemenantriebs mit starrem Übersetzungsverhältnis ein mechanisches Regelgetriebe zwischen Motor und Antrieb oder eine regelbare Induktionskupplung verwendet wurden. Allen diesen Bauarten ist gemeinsam, daß mit dem Schubkurbelantrieb einerseits und einem handelsüblichen Elektromotor andererseits mindestens zwei getrennt gelagerte und elastisch gekuppelte Aggregate vorhanden sind. Nachteilig ist hierbei, daß der Grundrahmen um den Raumbedarf des Motors erweitert v/erden muß, und daß die Lager des Motors bzw. der Induktionskupplung den erheblichen Schwingungsbeschleunigungen der Gegenmasse ausgesetzt sind, was zu vorzeitigem Verschleiß führen kann.It has already been proposed to generate the torque the crankshaft a normal three-phase short-circuit motor, which is connected to the crankshaft via a V-belt drive connected is. Such a drive has a fixed excitation frequency. The oscillation amplitude is therefore not controllable. There have also been proposed arrangements in which one Changing the excitation frequency is possible by, for example instead of the V-belt drive with a rigid transmission ratio, a mechanical variable speed gearbox between the motor and drive or an adjustable induction coupling were used. All these types have in common that with the slider crank drive on the one hand and a commercially available electric motor on the other hand at least two separately mounted and elastically coupled Aggregates are present. The disadvantage here is that the base frame must be expanded to the space required by the engine, and that the bearings of the motor or the induction coupling are exposed to the significant vibration accelerations of the countermass, what can lead to premature wear.

Ziel der Erfindung ist es nun, diese Nachteile zu vermeiden und weiterhin eine erhebliche Kostenminderung des Antriebs zu erhalten. · Zu dem Zweck wird vorgeschlagen, das Rotorblechpaket des Kurzschlußläufermotors direkt auf der Kurbelwelle zwischen den beiden Hauptlagern anzuordnen, den Stator zwischen den Hauptlagern und durch deren Lagerschilde zentriert zu verschrauben, die Pleuellager dagegen über Exzenterbuchsen auf die überkragenden Wellenenden zu schieben.The aim of the invention is now to avoid these disadvantages and furthermore to obtain a considerable reduction in the cost of the drive. For this purpose, it is proposed to arrange the laminated rotor core of the squirrel cage motor directly on the crankshaft between the two main bearings, to screw the stator between the main bearings and through their end shields, while pushing the connecting rod bearings onto the protruding shaft ends via eccentric bushings.

Der erfindungsgemäße Schubkurbelantrieb ist somit dadurch gekenn zeichnet, daß der Rotor des das Drehmoment erzeugenden Elektromotors auf der Kurbelwelle zwischen ihren beiden Hauptlagern angebracht und der Stator mit den Hauptlagern fest verschraubt 1st. The slider crank drive according to the invention is thus characterized in that the rotor of the electric motor generating the torque is mounted on the crankshaft between its two main bearings and the stator is firmly screwed to the main bearings.

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Gegenüber der eingangs beschriebenen bekannten Anordnung werden dadurch erhebliche Vorteile erzielt.Compared to the known arrangement described at the outset, this achieves considerable advantages.

Die Lagerung des Elektromotors kommt in Fortfall. Sie scheidet damit als Verschleiß- und Wartungsteil sowie als mögliche Störungsquelle au3. Die Zahl der Wellenabdichtungen, die bei dem üblichen Betrieb in staubangereicherter Atmosphäre sehr problematisch sind, wird vermindert. Der konstruktive Aufwand für das Ausrichten zweier getrennt gelagerter Aggregate entfällti es werden keine bearbeiteten Spannflächen, Spannvorrichtungen und elastische Kupplungen benötigt. Die Wicklung des Stators kann den Schwingbeschleunigungen entsprechend schwingungsfest vergossen werden. Bei der Auslegung kann die Besonderheit des Antriebs - das hohe Anfahrmoment zum Spannen der Federn gegenüber einem geringen Betriebsmoment durch den Betrieb in Resonanznähe - berücksichtigt werden. Schließlich kann durch entsprechenden Läuferwiderstand bzw, geeignete Anordnung der Rotor-Nuten ein Betriebeverhalten erzeugt werden, das die Regelung der Drehzahl über die Spannung, beispielsweise durch eine Thyristor-Anschnittsteuerung, ermöglicht.The storage of the electric motor is no longer required. She is parting thus au3 as a wear and maintenance part as well as a possible source of malfunctions. The number of shaft seals used in the usual Operation in a dust-enriched atmosphere is very problematic, is reduced. The constructive effort for aligning two Separately stored units are not required - none are processed Clamping surfaces, clamping devices and elastic couplings are required. The winding of the stator can reduce vibration accelerations be cast in a vibration-proof manner accordingly. The specialty of the drive - the high starting torque for tensioning the springs against a low operating torque due to operation in the vicinity of resonance - must be taken into account. Finally, appropriate rotor resistance or suitable Arrangement of the rotor grooves an operating behavior can be generated, which enables the speed to be regulated via the voltage, for example by means of a thyristor gate control.

Abb. 1 zeigt die Seitenansicht, Abb. 2 den Axialschnitt des Antriebsteils eines Schwingförderers gemäß der Erfindung in vereinfachter Ausführung. Die Kurbelwelle 1 ist in den beiden Hauptlagern 2 auf dem Gegenrahmen 3 gelagert. Das Rotorpaket 4 ist auf die Kurbel welle aufgeschrumpft, der Stator 5 mit der Wicklung ist mit den Hauptlagern, in deren Lagerschild 6 zentriert, zu einer Baueinheit verschraubt. Die Füße zur Befestigung am Rahmen sind am Statorgehäuse angegossen. Auf den zu beiden Seiten überkragenden Wellenenden sind die Exzenterbuchsen 7 mit den Pleuellagern 8 aufgeschoben. Die Pleuellagerschilder sind als Schweißkonstruktion in einem Stück mit den Pleuelstangen 9 gefertigt, auf denen über Stellmuttern Io und 11 einstellbar die beiden Koppelfedern 12 in Form von Gummidruckfedern befestigt sind, deren zweite Auflagefläche auf der Anschlußplatte 13 zentriert ist, dl© ihrerseits mit der Förderrinne 14 verschraubt ist.Fig. 1 shows the side view, Fig. 2 shows the axial section of the drive part a vibratory conveyor according to the invention in a simplified version. The crankshaft 1 is in the two main bearings 2 mounted on the counter frame 3. The rotor package 4 is shrunk onto the crankshaft, the stator 5 with the winding is with the Main bearings, centered in their end shield 6, screwed to form a structural unit. The feet for attachment to the frame are on the stator housing cast on. The eccentric bushings 7 with the connecting rod bearings 8 are pushed onto the shaft ends protruding on both sides. The connecting rod bearing shields are made as a welded construction in one piece with the connecting rods 9, on which adjusting nuts Io and 11 adjustable, the two coupling springs 12 are attached in the form of rubber compression springs, the second bearing surface on the connection plate 13 is centered, dl © in turn with the conveyor trough 14 is screwed.

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Claims

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PATENTAN SP _x RUC H

Slider crank drive for vibratory machines, characterized in that that the rotor 4 of the electric motor generating the torque on the crankshaft 1 between its two main bearings 2 attached and the stator 5 firmly screwed to the main bearings is.

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