DE19631849C1 - Schwingungsantrieb für eine Siebmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siebmaschine zum Entwässern und/oder Klassieren von körnigen Stoffen wie Kies, Kohle oder Erz mit einem Siebrahmen, der an einem Maschinengestell gehalten ist und einem elliptischen Schwingungsantrieb mit zwei Exzenterwellen, die unterschiedliche Unwuchten aufweisen und die synchron und gegenläufig mittels des Antriebs angetrieben wird.

Eine Siebmaschine mit diesen Merkmalen ist aus der Druckschrift "Siebmaschinen mit elliptischer Schwingung und dynamischem Antrieb", Aufbereitungs-Technik Nr. 7/1982, Seiten 376 bis 372, bekannt, die einen Linearantrieb zum Entwässern und Klassieren von Kies, Sand und dergleichen aufweist. Bei dieser Maschine sitzen an zwei Wellen die Unwucht erzeugenden Massen. Diese Exzenterwellen sind in einem Winkel von 40° bis 50° zur Hauptschwingungsrichtung angeordnet und über Zahnrad­ getriebe synchronisiert. Dabei läßt sich die Hauptschwing­ weite bei gleichen oder ungleichen Massen in ihrer linea­ ren oder elliptischen Form und Größe verändern. Der we­ sentlichste Nachteil dieser bekannten Ausführungsform besteht darin, daß beim Synchronlauf sehr hohe Zahnflan­ kenkräfte in positiver und negativer Richtung einhämmern, wodurch die Laufruhe beeinträchtigt ist und auch eine erhöhte Temperatur im Getriebe auftritt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß ein teures Son­ dergetriebe gebraucht wird, dessen Störanfälligkeit und Ausfallquote sehr hoch ist. Beim Verändern des Exzenter­ wellenabstandes ist darüber hinaus ein anderes Getriebe notwendig.

Aus der DE 26 30 458 A1 oder der DE 78 11 967 U1 ist weiterhin ein antreibbares Vibrationsgetriebe bekannt, bei dem ein Getriebekasten oberhalb des Siebkastens auf die Seitenwände und eine Traverse aufge­ schraubt wird. Über eine mittlere Welle werden zwei seit­ liche Unwuchtgetriebe angetrieben, die in der Lage, in der sie im Getriebe angeordnet sind, verbleiben. Der wesentli­ che Nachteil dieser bekannten Ausführungsform besteht darin, daß der Antrieb extrem außerhalb des Schwerpunktes des Siebkastens angebracht wird und sich dadurch sehr hohe Bauhöhen der Maschine ergeben.

In beiden bekannten Siebmaschinen befinden sich die Unwuchten, bezogen auf die radiale Verbindungslinie der Exzenterwellen, nicht einander gegenüber, sondern zueinander um einen Winkel von weniger als 180° versetzt.

Aus der DE 23 56 542 B2 ist eine Siebmaschine mit einem 3-Wellen-Antrieb bekannt, bei der die Hauptschwingrichtung durch die Achse der dritten, mittig angeordneten Welle verläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwin­ gungsantrieb der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Einhaltung einer geringen Bauhöhe der Maschine verschiedene Schwingungsbilder eingestellt und die Schwingrichtung verändert werden kann, wobei insbesondere auch Betriebsgeräusche und Temperaturen vermindert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Siebmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Unter dem Begriff "unmittelbare Nähe" ist zu verstehen, daß die Resultierende der Massenkräfte der Unwuchten so nahe am Massenschwerpunkt der Siebmaschine angreift, daß das durch die Abweichung hervorgerufene Wippen der Siebmaschine deren Eigendämpfung nicht übersteigt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Massenkräfte der Unwuchten einstellbar sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Exzenterwellen mit­ tels Keil- oder Zahnriemen synchronisierbar sind.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Keil- oder Zahn­ riemen an einer Motorkonsole stationär zwischen den Moto­ ren angebracht sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Ex­ zenterwellen über Vorgelege angetrieben sind, wobei die Riemen zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Synchronisation über eine elektrische Synchronisationsgleichlaufsteuerung er­ folgt.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Schwingrichtung und Form der Unwuchtmasse in Größe und Winkellage zur Haupt­ schwingrichtung durch manuelle oder elektrische Verstel­ lung von einer oder beider Exzenterwellen veränderbar ist.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß an der Motorkonsole eine oder zwei Synchronwellen gelagert sind, über die die Gelenkwellen der Motoren mittels den Riemen verbunden sind.

Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daß die Synchronisationskräfte auf die Riemen oder elektrischen Bauteile nahe Null sind, so daß ein Flattern des Antriebes entfällt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß nach dem Anfahren der kleinere Motor ausgeschaltet werden kann und die Restkräfte der kleineren Unwuchtmassen vom großen Motor übernommen werden, woraus sich eine Ener­ gieeinsparung ergibt. Eine solche Energieeinsparung ergibt sich auch durch die verminderten Temperaturen und Laufge­ räusche. Bei einer Achsabstandsänderung der Exzenterwellen sind keine neuen Antriebsteile erforderlich, wobei auch der Antrieb insgesamt vereinfacht ist, in dem keine zu­ sätzlichen Antriebsaggregate oder eine Turbokupplung er­ forderlich sind. Die verwendeten Riemen bewirken durch ihre Federwirkung eine Dämpfung. Umweltverschmutzungen, wie beispielsweise durch Ölaustritt lassen sich vermeiden.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an­ hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.

Es zeigen,

Fig. 1 eine Siebmaschine mit einem Schwingungsan­ trieb nach der Erfindung im Aufriß bei ei­ ner Stellung der Unwuchten in Richtung der kleinen Ellipsenachse nach dem Kräftedia­ gramm,

Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht der Motorkonsole mit den ver­ schiedenen Antriebsaggregaten gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine entsprechende Ansicht der Motorkonsole gemäß einer weiteren Ausführungsform für die Antriebsaggregate und

Fig. 5 das Kräftediagramm für den dargestellten Schwingungsantrieb.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Schwingungsantrieb ist an einer Siebmaschine angebracht mit einem Siebkasten 1, Siebbelegen 2 und elastischen Verlagerungen 3.

Der eigentliche Schwingungsantrieb besteht aus zwei Un­ wuchten 7, 8, die über Unwuchtwellen bzw. Exzenterwellen 14, 15 am Siebkasten 1 gelagert sind. Der Antrieb dieser Exzenterwellen 14, 15 erfolgt über Gelenkwellen 5, 6, die von Motoren 9, 10 angetrieben werden, die an einer statio­ nären Motorkonsole gehaltert sind. Die Gelenkwellen 5, 6 und damit auch die Exzenterwellen 14, 15 werden synchroni­ siert und zwar über Synchronwellen 11, die über Riemen 12, 13 mit den Motorantrieben 9, 10 verbunden sind. Die Motor­ konsole 20 ist auf einem Motorständer 4 angeordnet. Wei­ terhin sitzen zu beiden Seiten einer Exzenterwelle 14 bzw. 15 eine Unwucht 7 bzw. 8.

Für die Erfindung ist es wesentlich, daß die Exzenterwel­ len 14, 15 möglichst nahe dem Massenschwerpunkt 16 der Siebmaschine angeordnet sind. Weiterhin drehen sich die Unwuchten 7 bzw. 8 entgegengesetzt und es ergibt sich hierbei aufgrund des Kräftediagramms eine Schwingbewegung des Siebkastens gemäß der dargestellten Ellipse (Fig. 1 und 5), wobei die Hauptschwingrichtung 18 mit der Längs­ achse der Ellipse 21 zusammenfällt. Die Verbindungslinie durch die Mitte der Exzenterwellen 14, 15 ist die Nullinie 17, wo darüber hinaus die Resultierende der Massenschwing­ kräfte am geringsten ist. Der Winkel zwischen dieser Linie 17 und der Linie 18 beträgt vorzugsweise 90°, wobei noch zufriedenstellende Ergebnisse im Bereich bis 60° erzielt werden. In der "Nullstellung" liegen die Unwuchten 7, 8 auf der Nullinie 17, d. h. der Verbindungslinie der Achsen der Exzenterwellen 14, 15 einander gegenüber, d. h. um 180° gegeneinander verdreht, so daß keine Verzögerungen oder Winkelbeschleunigungen der Unwuchtmassen auftreten.

Gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Synchronisation der beiden Gelenkwellen 5, 6 über eine Synchronwelle 11 und einen Riemen 12, der die Motoren 9, 10 und die Synchronwelle 11 verbindet.

In Fig. 5 ist das Kräftediagramm dargestellt. Die beiden strichlierten Kreise symbolisieren die umlaufenden Unwuch­ ten 8 bzw. 7, wobei die Unwucht 7 in zwei Dimensionen dargestellt ist, nämlich als kleinere Unwucht 7 und strichpunktiert als größere Unwucht 7′. Dem entsprechend ergibt sich dann eine Ellipse 21 bzw. eine Ellipse 21′ bei der größeren Unwucht 7′. Anhand des Kräfteparallelogramms läßt sich die Resultierende erzeugen, nämlich die Ellipse 21, wobei einige Punkte eingezeichnet sind und zwar die Punkte 0 bis 6 bzw. 0′ bis 6′. Aus der Darstellung ist ohne weiteres zu entnehmen, daß der Winkel zwischen der großen Ellipsenachse 19 und der Nullinie 17 90° beträgt.

Durch Verändern der Unwuchten lassen sich die Massenkräfte in der gebrauchten Form einstellen, ebenso auch die Win­ kellage zur Hauptschwingrichtung 18 und zwar entweder manuell oder elektrisch.

Die Synchronisation der beiden Exzenterwellen 14, 15 kann auch durch eine elektrische Synchronisationsgleichlauf­ steuerung durchgeführt werden. Auch lassen sich die Exzen­ terwellen 14, 15 über Vorgelege antreiben, wobei die ent­ sprechenden Antriebsriemen zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.

Claims (8)

1. Siebmaschine zum Entwässern und/oder Klassieren von körnigen Stoffen wie Kies, Kohle oder Erz,
mit einem Siebrahmen (1), der an einem Maschinengestell gehalten ist
und einem elliptischen Schwingungsantrieb mit zwei Exzenterwellen (14, 15), die unterschiedliche Unwuchten (7, 8) aufweisen, und die synchron und gegenläufig mittels des Antriebs angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Resultierende der Massenkräfte der Unwuchten (7, 8) in dem Massenschwerpunkt (16) der Siebmaschine oder in dessen unmittelbarer Nähe angreift, und daß die radiale Verbindungslinie (17) der Exzenterwellen (14, 15) mit der großen Achse (19) der Schwingungsellipse (21) einen Winkel α von 60° bis 90° einschließt.

2. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Massenkräfte der Unwuchten (7, 8) einstellbar sind.

3. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwellen (14, 15) mit­ tels Keil- oder Zahnriemen (12, 13) synchronisiert sind.

4. Schwingungsantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Keil- oder Zahnriemen (12, 13) an einer Motorkonsole (20) stationär zwischen den Moto­ ren (9, 10) angebracht sind.

5. Schwingungsantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Exzenterwellen (14, 15) über Vor­ gelege angetrieben sind, wobei die Riemen (12, 13) zwischen den Vorgelegewellen angebracht sind.

6. Schwingungsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Synchronisation über eine elektri­ sche Synchronisationsgleichlaufsteuerung erfolgt.

7. Schwingungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingrichtung und Form der Unwuchtmasse in Größe und Winkellage zur Haupt­ schwingrichtung (18) durch manuelle oder elektrische Verstellung von einer oder beider Exzenterwellen (14, 15) veränderbar ist.

8. Schwingungsantrieb nach den Ansprüchen 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Motorkonsole (20) eine oder zwei Synchronwellen (11) gelagert sind, über die die Gelenkwellen (5, 6) der Motoren (9, 10) mittels der Riemen (12, 13) verbunden sind.