DE19802695A1 - 3 D-mixer for liquids and granules - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Mischer mit einem Grundrah men, einer am Grundrahmen befestigten Traverse, einem an der Traverse über Z-Blattfedern abgestützten Z-Rahmen, einem am Z-Rahmen über X-Blattfedern abgestützten Feder träger, einem am Federträger über Y-Blattfedern abgestütz ten Objektträgerrahmen und am Z-Rahmen sowie dem Federträ ger angreifenden Schwingantrieben.The invention relates to a mixer with a base frame a cross member attached to the base frame the crossbeam supported by Z-leaf springs, a spring supported on the Z frame via X leaf springs support, one supported on the spring support via Y-leaf springs slide frame and on the Z frame as well as the spring support engaging vibratory drives.
Ein solcher Mischer wird auch als 3D-Mischer bezeichnet. Bei einer bekannten Ausführung (EP 0 626 194) bestehen die Blattfedern aus rechteckigen Blechzuschnitten, die an ei nem Ende mit einem Bauteil und am anderen Ende mit dem anderen Bauteil verbunden sind. Das hat den grundsätzli chen Nachteil, daß die von den Blattfedern geführten Bau teile keine gerade Bewegung, sondern eine bogenförmige Bewegung ausführen. Dabei können auch Kippbewegungen der geführten Bauteile auftreten. Bei experimentellen Untersu chungen ist daher die Bewertung der Vibrations-Mischpro zesse von Schüttgütern und Flüssigkeiten schwierig. Die Konstruktion des bekannten Mischers ist kompliziert. Das wirkt sich ungünstig auf Montage und Reparaturen aus. Eine Anpassung an unterschiedliche Objektmassen ist nicht mög lich. Such a mixer is also referred to as a 3D mixer. In a known embodiment (EP 0 626 194) there are Leaf springs made from rectangular sheet metal blanks attached to an egg one end with a component and at the other end with the other component are connected. That has the basic principle Chen disadvantage that the led by the leaf springs construction do not share a straight movement, but an arc-shaped one Carry out movement. It can also tilt movements led components occur. In experimental investigations is therefore the evaluation of the vibration mixing pro process of bulk goods and liquids difficult. The Construction of the known mixer is complicated. The has an unfavorable effect on assembly and repairs. A Adaptation to different object dimensions is not possible Lich.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bewertung und Auswertung von Meßergebnissen von Vibrations-Mischprozessen zu er leichtern. Außerdem soll der Aufbau des Mischers über sichtlicher sein und eine einfache Anpassung an unter schiedliche Objektmassen ermöglichen.The object of the invention is to evaluate and evaluate of measurement results from vibration mixing processes to he easier. In addition, the structure of the mixer is said to be about be more visible and easy to adjust to below enable different object masses.
Gekennzeichnet ist der Mischer dadurch, daß die Blattfe dern wenigstens zwei zueinander parallele Segmente aufwei sen, die an einem Ende starr miteinander verbunden und im Bereich dieser Enden abstützungsfrei sind, und deren an dere Enden mit den jeweiligen zugeordneten Bauteilen ver bunden sind. Werden diese Bauteile im Sinne einer Schwin gungsbewegung relativ zueinander bewegt, dann bewegen sie sich geradlinig, weil die von den Durchbiegungen der bei den Segmente erzeugten Verkürzungen kompensiert werden und die Verkürzung nur am abstützungsfreien Ende der Blattfe der auftritt. Voraussetzung dafür ist natürlich, daß die Federkonstanten der beiden Segmente gleich sind.The mixer is characterized by the fact that the Blattfe which have at least two mutually parallel segments sen, which are rigidly connected at one end and im Area of these ends are unsupported, and their vere ends with the respective assigned components are bound. Are these components in the sense of a Schwin movement moves relative to each other, then they move straight forward because of the deflections of the the reductions generated in the segments are compensated for and the shortening only at the support-free end of the Blattfe the performance. The prerequisite for this is, of course, that the Spring constants of the two segments are the same.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Blattfedern jeweils drei in einer Ebene liegende Segmente auf, wobei die beiden äußeren Segmente mit demselben Bau teil verbunden sind. Dabei sollen die beiden äußeren Seg mente zusammen die gleiche Federkonstante wie das innere Segment aufweisen.In a preferred embodiment of the invention, the Leaf springs each have three segments lying on one level on, with the two outer segments having the same construction are partially connected. The two outer seg together the same spring constant as the inner one Show segment.
Insbesondere können die Blattfedern auch aus mehrlagigen Federpaketen bestehen, wobei vorzugsweise die Anzahl der Lagen zur Anpassung an unterschiedliche Objektmassen ver änderbar ist.In particular, the leaf springs can also be made of multiple layers Spring assemblies exist, preferably the number of Layers to adapt to different object dimensions is changeable.
Zur Vermeidung unkontrollierter Bewegungen innerhalb der Schwingungssysteme können die Bauteile über jeweils zwei zueinander parallele Blattfedern miteinander verbunden sein, wobei die nicht abgestützten Enden dieser Blattfe dern miteinander verbunden sind.To avoid uncontrolled movements within the Vibration systems can use two components each leaf springs parallel to each other connected be, the unsupported ends of this Blattfe who are connected to each other.
Der konstruktive Aufbau des Mischers wird vereinfacht, wenn der Federträger aus wenigstens einer sich in X-Rich tung erstreckenden X-Verbindungstange und wenigstens einer damit starr verbundenen, sich in Y-Richtung erstreckenden Y-Verbindungsstange besteht. Dann können nämlich beide Enden der X-Stange(n) sowohl mit Z-Blattfedern als auch mit X-Blattfedern und beide Enden der Y-Verbindungsstan ge(n) mit Y-Blattfedern verbunden sein. In diesem Zusam menhang ist eine bevorzugte Ausführung der Erfindung da durch gekennzeichnet, daß die inneren Segmente der Z- Blattfedern mit der Traverse und die äußeren Segmente der Z-Blattfedern mit den äußeren Segmenten der X-Blattfedern verbunden sind, daß die inneren Segmente der X-Blattfedern mit den Enden der X-Verbindungsstange(n) verbunden sind und daß die inneren Segmente der Y-Blattfedern mit den Enden der Y-Verbindungsstange(n) sowie die äußeren Segmen te der Y-Blattfedern mit dem Objektträgerrahmen verbunden sind.The construction of the mixer is simplified, if the spring support consists of at least one in X-Rich device extending X connecting rod and at least one connected rigidly, extending in the Y direction Y connecting rod exists. Then both can Ends of the X-bar (s) with both Z-leaf springs and with X leaf springs and both ends of the Y connecting rod be connected to Y-leaf springs. In this together Menhang is a preferred embodiment of the invention characterized in that the inner segments of the Z- Leaf springs with the traverse and the outer segments of the Z-leaf springs with the outer segments of the X-leaf springs are connected to the inner segments of the X-leaf springs are connected to the ends of the X connecting rod (s) and that the inner segments of the Y-leaf springs with the Ends of the Y-connecting rod (s) and the outer segments te of the Y-leaf springs connected to the slide frame are.
Die Schwingantriebe können über Schubstangen am Z-Rahmen bzw. dem Federträger angreifen, wobei die Schubstangen der in X- bzw. Y-Richtung wirkenden Schwingantriebe gelenkig an den X-Verbindungsstangen bzw. den Y-Verbindungsstangen angreifen. Insbesondere können die Schwingantriebe als Linearmotore ausgebildet sein.The vibratory drives can be connected to the Z-frame using push rods or attack the spring support, the push rods Swing drives acting in the X or Y direction are articulated on the X connecting rods or the Y connecting rods attack. In particular, the vibratory drives as Linear motors can be formed.
Vorzugsweise sollte jedem Schwingantrieb wenigstens eine Einrichtung zur Eigenfrequenzverstellung zugeordnet sein. Die Eigenfrequenzverstellung ermöglicht unter anderem die Anpassung des Schwingungssystems an unterschiedliche Ob jektmassen und die Einstellung gewünschter Schwingungsam plituden. Eine solche Einrichtung zur Eigenfrequenzver stellung besteht nach bevorzugter Ausführung aus einem sich im wesentlichen orthogonal zur Schubstange erstrec kenden Federstab, dessen eines Ende ortsfest eingespannt und dessen anderes Ende gelenkig mit der Schubstange ver bunden ist, und aus einer längs des Federstabes verstellba ren Einspannung für den Federstab.Each vibratory drive should preferably have at least one Device for natural frequency adjustment to be assigned. The natural frequency adjustment enables, among other things, the Adaptation of the vibration system to different Ob jektmassen and the setting of desired vibration flounder. Such a device for Eigenfrequenzver position consists of a preferred version first essentially orthogonal to the push rod kenden spring rod, one end of which is clamped in place and the other end articulated ver with the push rod is bound, and adjustable from a along the spring bar Ren clamping for the spring rod.
Bei dem insoweit beschriebenen Mischer ist ein modularer Aufbau aus Baugruppen möglich, zu denen die Blattfedersy steme, die Schwingantriebe und die Einrichtungen zur Ei genfrequenzverstellung gehören.The mixer described so far is a modular one Can be built up from assemblies to which the leaf springs systems, vibratory drives and egg facilities counter frequency adjustment belong.
Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Aus führungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:The following is an Aus shown in the drawing management example of the invention explained. Show it:
Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Mischer ohne Schwingantriebe und Einrichtungen zur Ei genfrequenzerstellung, Fig. 1 shows schematically a plan view genfrequenzerstellung to a mixer without oscillating drives and means for egg,
Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegen stand nach Fig. 1 mit Schwingantrieben und Einrichtungen zur Eigenfrequenzerstellung, Fig. 2 is a section along AA through the article according to Fig. 1 with oscillating drives, and means for creating natural frequency,
Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegen stand nach Fig. 1, Fig. 3 is a section in direction B through the article according to Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Blattfeder mit drei Segmenten, Fig. 4 is a plan view of a leaf spring having three segments,
Fig. 5 die Verformung der Blattfeder nach Fig. 4 in eingebautem Zustand während des Betriebes. Fig. 5 shows the deformation of the leaf spring according to Fig. 4 in the installed state during operation.
Zu dem dargestellten Mischer gehört ein Grundrahmen 1, auf dem über Stützen 2 mit gegenseitigem Abstand zwei Traver sen 3 angeordnet sind. Die Traversen 3 weisen auf ihrer einander zugewandten Seite etwa mittig angeordnete Konso len 4 auf, die in Fig. 1 punktiert angedeutet sind. Die Konsolen 4 und damit die Traversen 3 sind über Z-Blattfe dern 5 mit einem Z-Rahmen 6 verbunden.The mixer shown includes a base frame 1 , on which two travers 3 are arranged above supports 2 at a mutual distance. The crossbeams 3 have on their mutually facing side approximately centrally arranged len 4 , which are indicated in Fig. 1 dotted. The brackets 4 and thus the trusses 3 are connected via Z-Blattfe 5 with a Z-frame 6 .
Die Konstruktion der Z-Blattfedern 5 und ihr Anschluß an die genannten Bauteile werden später erläutert.The construction of the Z-leaf springs 5 and their connection to the components mentioned will be explained later.
Der Z-Rahmen 6 weist Anschlußstücke 7 für X-Blattfedern 8 auf, die diesen Z-Rahmen 6 mit bei der dargestellten Aus führung zwei oberen X-Verbindungsstangen 9 verbinden. Die X-Verbindungsstangen 9 sind Teil eines Federträgers, zu dem beim Ausführungsbeispiel zwei obere Y-Verbindungsstan gen 10 gehören, die sich im wesentlichen orthogonal zu den X-Verbindungsstangen 9 erstrecken und mit diesen starr verbunden sind.The Z-frame 6 has connectors 7 for X-leaf springs 8 , which connect this Z-frame 6 with two upper X-connecting rods 9 in the illustrated embodiment. The X-connecting rods 9 are part of a spring carrier, belong to the top in the embodiment, two Y-connection Stan gen 10 which extend substantially orthogonal to the X-connecting rods 9 and are connected to these rigid.
An den Enden der Y-Verbindungsstangen sind Y-Blattfedern 11 angeordnet, die die Y-Verbindungsstangen mit einem Ob jektträgerrahmen 12 verbinden.At the ends of the Y-connecting rods, Y-leaf springs 11 are arranged, which connect the Y-connecting rods to an object frame 12 .
Die Konstruktion und die Funktion der Blattfedern 5, 8 und 11 ergibt sich aus der Darstellung in den Fig. 4 und 5.The construction and the function of the leaf springs 5 , 8 and 11 result from the illustration in FIGS. 4 and 5.
Bei der dargestellten Ausführung weist jede Blattfeder drei Segmente auf, nämlich ein inneres Segment 13 und zwei äußere Segmente 14. Die Segmente 13, 14 liegen in einer Ebene. Sie sind an einem ihrer Enden 15 starr miteinander verbunden. Ihre anderen Enden 16 dienen zum Anschluß an zugeordnete Bauteile 17, 18. Die beiden äußeren Segmente 14 weisen zusammen die gleiche Federkonstante wie das in nere Segment 13 auf. Bei gleicher Blechdicke ist also die Breite des inneren Segmentes 13 doppelt so groß wie die Breite jedes äußeren Segmentes 14.In the embodiment shown, each leaf spring has three segments, namely an inner segment 13 and two outer segments 14 . The segments 13 , 14 lie in one plane. They are rigidly connected to one another at one of their ends 15 . Their other ends 16 are used for connection to assigned components 17 , 18th The two outer segments 14 together have the same spring constant as that in the inner segment 13 . With the same sheet thickness, the width of the inner segment 13 is therefore twice as large as the width of each outer segment 14 .
Werden, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, die Enden 16 der äußeren Segmente 14 mit einem festen Bauteil 17 ver bunden und das Ende 16 des inneren Segmentes 13 mit einem beweglichen Bauteil 18, dann kann das bewegliche Bauteil 18 unabhängig von der Auslenkung der Segmente 13, 14 eine geradlinie Bewegung in Richtung des Doppelpfeils 19 aus führen. Eine in Folge der Auslenkung der Segmente 13, 14 auftretende Verkürzung der Segmente 13, 14 berührt die Bahn des beweglichen Bauteils 18 nicht. Statt dessen be wegt sich das freie Ende 15 der Blattfeder auf einer bo genförmigen Bahn 20.Be, as shown in FIGS. 4 and 5, the ends 16 of the outer segments 14 with a fixed component 17 ver connected and the end 16 of the inner segment 13 with a movable member 18, then the movable member 18 may be independent of the deflection the segments 13 , 14 perform a straight line movement in the direction of the double arrow 19 . Occurring in consequence of the deflection of the segments 13, 14, shortening of the segments 13, 14 do not affect the path of the movable member 18th Instead, the free end 15 of the leaf spring moves on a bo-shaped path 20 .
Bei dem dargestellten Mischer besteht jede Blattfeder 5, 8 oder 11 aus einem mehrlagigen Federpaket. Die Anzahl der Lagen im Federpaket kann unterschiedlich sein und bei Be darf durch Hinzufügen oder Weglassen eines oder mehrerer Lagen den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.In the mixer shown, each leaf spring 5 , 8 or 11 consists of a multi-layer spring assembly. The number of layers in the spring assembly can be different and, if required, can be adapted to the respective requirements by adding or omitting one or more layers.
Im einzelnen sind bei der dargestellten Ausführung zwei Z- Blattfedern 5 vertikal übereinander angeordnet, wobei ihre freien Enden 15 über eine Verbindungsstange 21 starr mit einander verbunden sind. Die inneren Segmente 13 dieser Z- Blattfedern 5 sind an der Konsole 4 befestigt. Die beiden äußeren Segmente 14 dieser Z-Blattfeder 5 sind über die Anschlußstücke 7 mit den äußeren Segmenten 14 der X-Blatt federn 8 verbunden, die an jedem Ende der oberen X-Verbin dungsstangen 9 angeordnet sind. Die inneren Segmente 14 der X-Blattfedern 8 sind mit den Enden der oberen X-Ver bindungsstangen 9 verbunden. Wie man insbesonders aus Fig. 2 entnimmt, sind auch die unteren freien Enden der X- Blattfedern 8 über eine untere Verbindungsstange 21 starr miteinander verbunden.In particular, in the embodiment shown, two Z-leaf springs 5 are arranged vertically one above the other, their free ends 15 being rigidly connected to one another via a connecting rod 21 . The inner segments 13 of these Z-leaf springs 5 are attached to the bracket 4 . The two outer segments 14 of this Z-leaf spring 5 are connected via the connecting pieces 7 with the outer segments 14 of the X-leaf springs 8 , which are arranged at each end of the upper X-connecting rods 9 . The inner segments 14 of the X-leaf springs 8 are connected to the ends of the upper X-Ver connecting rods 9 . As can be seen in particular from FIG. 2, the lower free ends of the X-leaf springs 8 are also rigidly connected to one another via a lower connecting rod 21 .
Ähnlich ist die Anordnung der Y-Blattfedern 11, die mit ihren inneren Segmenten 13 an den Enden der Y-Verbindungs stangen 10 befestigt sind und deren äußere Segmente 14 über Anschlußstücke 22 mit dem Objektträgerrahmen 12 ver bunden sind. Die unteren freien Enden 15 der beidseits an die oberen Y-Verbindungsstangen 10 angeschlossenen Y- Blattfedern 11 sind über untere Verbindungsstangen 21 starr miteinander verbunden.Similarly, the arrangement of the Y-leaf springs 11 , the rods with their inner segments 13 at the ends of the Y-connection 10 are attached and the outer segments 14 are connected via connectors 22 with the slide frame 12 connected. The lower free ends 15 of the Y-leaf springs 11 connected on both sides to the upper Y connecting rods 10 are rigidly connected to one another via lower connecting rods 21 .
Für die Erregung einer Z-Schwingung ist im Grundrahmen 1 ein als Linearmotor ausgebildeter Z-Schwingantrieb 23 an geordnet, der über einen Übertragungsstab 24 mit dem unte ren Rahmenteil des Z-Rahmens 6 verbunden ist. Daneben be findet sich eine Einrichtung 25 zur Eigenfrequenzverstel lung, zu der ein sich im wesentlichen orthogonal zur Schubstange 24 erstreckender Federstab 26 gehört, dessen eines Ende 27 ortsfest eingespannt ist und dessen anderes Ende 28 über ein Pendelkugellager 29 an eine Z-Schubstange 30 angeschlossen ist, die über einen Dämpfer 31 an das untere Rahmenteil des Z-Rahmen 6 angeschlossen ist. Längs des Federstabes 26 ist mit Hilfe eines Schrittmotors 32, eines Getriebes 33 und eines Spindeltriebes 34 eine Feder stabeinspannung 35 verschieblich, wodurch die Eigenfre quenz in Z-Richtung einstellbar ist.For the excitation of a Z-vibration is arranged in the base frame 1, a trained as a linear motor Z-vibratory drive 23 , which is connected via a transmission rod 24 to the unte ren frame part of the Z-frame 6 . In addition, there is a device 25 for natural frequency adjustment, which includes a spring rod 26 which extends essentially orthogonally to the push rod 24 , one end 27 of which is fixed in place and the other end 28 of which is connected via a self-aligning ball bearing 29 to a Z push rod 30 , which is connected to the lower frame part of the Z frame 6 via a damper 31 . Along the spring rod 26 , a spring rod clamping 35 is displaceable with the aid of a stepping motor 32 , a gear 33 and a spindle drive 34, as a result of which the eigenfrequency is adjustable in the Z direction.
Zur Erregung einer Schwingung in X-Richtung dient ein ebenfalls als Linearmotor ausgebildeter X-Schwingantrieb 36, der über einen Übertragungsstab 37 auf ein Pendelku gellager 38 arbeitet. Vom Pendelkugellager 38 führt eine X-Schubstange 39 zum nächstliegenden Anschlußstück 22 zwi schen Objektträgerrahmen 12 und äußerem Segment 14 der Y- Blattfedern und ist dort in einem Pendelkugellager 40 ge lagert. Auch das andere Anschlußstück 22 trägt ein Pendel kugellager 14 für eine daran angeschlossene X-Schubstange 39 mit endseitigem Pendelkugellager 38. An die beiden Pen delkugellager 38 sind jeweils Einrichtungen 25 zur Eigen frequenzverstellung angeschlossen. Diese Einrichtungen 25 sind genauso aufgebaut wie die im Zusammenhang mit dem Z- Schwingantrieb 23 beschriebene Einrichtung 25.To excite an oscillation in the X direction, an X oscillating drive 36 , which is also designed as a linear motor, is used, which works via a transmission rod 37 on a Pendelku gel bearing 38 . From the self-aligning ball bearing 38 , an X push rod 39 leads to the closest connection piece 22 between the specimen slide frame 12 and the outer segment 14 of the Y-leaf springs and is stored there in a self-aligning ball bearing 40 . The other connector 22 also carries a pendulum ball bearing 14 for an X push rod 39 connected thereto with an end-side pendulum ball bearing 38 . At the two Pen delkugellager 38 devices 25 are connected for natural frequency adjustment. These devices 25 are constructed in exactly the same way as the device 25 described in connection with the Z oscillating drive 23 .
Ein ebenfalls zum Mischer gehörender Y-Schwingantrieb ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Er ist aber im Prinzip genauso aufgebaut wie der in X-Richtung wirkende Schwing antrieb, mit der Maßgabe, daß die Y-Schubstange(n) an Pen delkugellager 41 angeschlossen sind, die auf einem zum Federträger gehörenden Bauteil befestigt sind.A Y oscillating drive, which also belongs to the mixer, is not shown in the drawing. In principle, however, it is constructed in exactly the same way as the vibrating drive acting in the X direction, with the proviso that the Y push rod (s) are connected to ball bearing 41 which are fastened to a component belonging to the spring support.
Claims (12)
Priority Applications (1)
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| DE19802695A DE19802695A1 (en) | 1998-01-24 | 1998-01-24 | 3 D-mixer for liquids and granules |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE19802695A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119165126A (en) * | 2024-11-20 | 2024-12-20 | 北京市弘洁蓝天科技股份有限公司 | A heavy metal solidification test device for fly ash-based polymers |
-
1998
- 1998-01-24 DE DE19802695A patent/DE19802695A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119165126A (en) * | 2024-11-20 | 2024-12-20 | 北京市弘洁蓝天科技股份有限公司 | A heavy metal solidification test device for fly ash-based polymers |
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