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WO2010091526A1 - Vibrationswendelförderer zum entstauben und entgraten von kleinteilen - Google Patents

Vibrationswendelförderer zum entstauben und entgraten von kleinteilen Download PDF

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WO2010091526A1
WO2010091526A1 PCT/CH2010/000037 CH2010000037W WO2010091526A1 WO 2010091526 A1 WO2010091526 A1 WO 2010091526A1 CH 2010000037 W CH2010000037 W CH 2010000037W WO 2010091526 A1 WO2010091526 A1 WO 2010091526A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibratory
vibration
helical path
balancing mass
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH2010/000037
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hanspeter Buchegger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kraemer AG Basserdorf
Original Assignee
Kraemer AG Basserdorf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kraemer AG Basserdorf filed Critical Kraemer AG Basserdorf
Priority to EP10702989A priority Critical patent/EP2396258A1/de
Publication of WO2010091526A1 publication Critical patent/WO2010091526A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G27/00—Jigging conveyors
    • B65G27/02—Jigging conveyors comprising helical or spiral channels or conduits for elevation of materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J3/00—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
    • A61J3/10—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms into the form of compressed tablets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G27/00—Jigging conveyors
    • B65G27/10—Applications of devices for generating or transmitting jigging movements
    • B65G27/16—Applications of devices for generating or transmitting jigging movements of vibrators, i.e. devices for producing movements of high frequency and small amplitude
    • B65G27/24—Electromagnetic devices

Definitions

  • the invention relates to a vibratory bowl feeder for dedusting and deburring of small parts such as tablets, with a helical path, with a vibration output to put the helical track in a vibration with a horizontal rotary component and a vertical transverse component and with a suction device for extracting dust from the area of the helical path.
  • Such a device is known from document EP549533A1.
  • the movement which the helix carries out is generated by a vertically oscillating magnetic drive, the horizontal movement component being derived by a mechanical coupling by leaf springs.
  • the capacity of vibratory conveyors is determined by the throw rate, which is affected by frequency, amplitude, swing direction, and gravitational acceleration.
  • the direction of oscillation ie the angle of the resultant of the horizontal and vertical vibration component.
  • this angle is given by the arrangement of the leaf springs and can not be changed during operation.
  • a significant disadvantage of the known vibration conveyor with a balancing weight is that the moments of inertia on the one hand the payload, ie in particular the helical transport path, and on the other hand, the balancing mass in a certain Must be relative to each other. It should be noted that even by loading the train with small parts whose mass moment of inertia changes.
  • the present invention based on the object to overcome the disadvantages of the prior art and to propose a vibratory bowl feeder in which a vibratory drive is constructed so that it works practically independent of the length and loading of the web and in which the delivery characteristics can be adjusted during operation.
  • the vibration drive a housing, a web-carrying, movable anchor member, a movable balancing mass for compensating acting on the housing reaction forces, first drive means for displacing the anchor member in rotational vibrations, second drive means for displacing the anchor member in translational vibrations, third drive means for displacing the balancing mass into rotational vibrations and fourth drive means for displacing the balancing mass into translational oscillations.
  • the first and / or second and / or third and / or fourth drive means are electromagnetic drive means.
  • the vibration drive works in principle like an oscillating electric motor.
  • the first and / or second and / or third and / or fourth drive means each comprise at least one permanent magnet.
  • the permanent magnets are arranged in the movable components, so that these components can remain free of electrical lines.
  • a further embodiment provides that the anchor part and the leveling compound are rotatable independently of one another about an axis arranged coaxially with the helical path and are displaceable along this axis. In this way, the vibratory feeder is compact and requires little footprint.
  • the helical web is enclosed by an outer wall in the bottom of an inlet and above an outlet for the small parts is present and there are closing means for liquid-tight closing of the inlet. This allows the room to be flooded with a cleaning fluid and very easily cleaned using the vibratory drive.
  • a vibratory bowl feeder for dedusting and deburring of small parts such as tablets, with a helical path, with an outer wall enclosing the helical track, with a vibration driven to vibrate the helical track and with a suction device for sucking
  • dust from the region of the helical path is loosened by flooding the space within the outer wall with a liquid, and by causing the web to oscillate in flooded space by the vibration drive.
  • This solution has the advantage that eliminates the need for the prior art nozzles and lines and the pressure pump and that demioch a more thorough cleaning is achieved than in the known from the prior art vibratory feeder.
  • the vibrations have a frequency of more than 10,000 Oert Hertz, more preferably more than 15 O00 Hertz. Oscillations in this frequency range are particularly well suited to remove adhering particles inside the vibratory bowl feeder with the help of the liquid.
  • Fig. 2 is a vertical partial section through the drive housing of the vibratory bowl conveyor and
  • Fig. 3 is a horizontal section along the line III - III in Fig. 2nd
  • the location information chosen in the description e.g. top, bottom, side, etc. are related to the directly described and illustrated figure and are to be transferred to a new position in a change in position.
  • FIG. 1 an embodiment of the inventive vibratory spiral conveyor is shown in a highly simplified, vertical partial section.
  • An essential element is a helical path 1, which winds with its inner edge along the outside of a support tube 2 around this.
  • small parts such as tablets 4 are promoted.
  • the web 1 forms a groove by having a kink in the middle in cross-section.
  • a jacket tube 3 slipped, which advantageously consists of Plexiglas and so grants insight to the web 1.
  • Both the support tube 2 and the jacket tube 3 are closed at its upper end, both of which may have a lid not shown in the drawing.
  • a tablet inlet 6 is provided and at the top a tablet outlet 9.
  • the tablet inlet 6 can be closed tightly by a closure member 7.
  • the arrow 8 indicates the closing movement of the closure member 8.
  • the support tube 2 has at its periphery perforations 5, which may be formed as slots or holes and opens at its lower end into a closed base space 10.
  • a nozzle 11 is arranged at the bottom of the base space 10.
  • the nozzle 11 branches into an air tube 12 and a liquid tube 13 wherein in the branching a multi-way valve 14 is arranged, which is switchable according to the arrow 15.
  • the closure member 7 and the multi-way valve 14 are shown in Fig. 1 in the position they occupy in the operation described below, the vibratory turner for deburring and dedusting of tablets 4.
  • the space between the support tube 2 and the jacket tube 3 is closed at the bottom by a bottom 16.
  • a drive housing is referred to, are housed in which further described below functional parts for generating the vibrations.
  • the drive housing 18 is mounted on a base plate 19.
  • a liquid inlet 20 is arranged, whose function will be described later.
  • tablets 4 are fed to the vibratory bowl feeder through the tablet inlet 6 and travel upwards through the oscillations along the path 1 where they finally leave the vibratory bowl feeder through the tablet outlet 9. In this way, the tablets are thoroughly vibrated and rub against each other and on the web 1, whereby they lose any burrs due to this mechanical stress.
  • 12 air is sucked through the air tube, so that in the interior of the support tube 2, a negative pressure, whereby the dust between the support tube 2 and the jacket tube 3, which arises as a result of the mutually rubbing tablets 8 in this area, continuously through the apertures 5 of Carrier tube 2 into its interior and then sucked down over the nozzle 11 and the air tube 12.
  • the tablet inlet 6 is closed by the closure member 7 and the nozzle 11, the multi-way valve 14 is changed over so that the nozzle 11 is connected to the liquid pipe 13.
  • the oscillating drive is activated, preferably at a higher frequency, than during operation for dedusting and deburring. By these vibrations, all wetted by the washing liquid inner surfaces of the vibratory bowl conveyor are thoroughly freed from adhering particles.
  • the cleaning process is ended and the washing liquid is drained or sucked off through the liquid tube 13.
  • the multi-way valve 14 is changed over again and the closure member 7 is opened. Then air is sucked through the air pipe 12, whereby the entire interior is dried.
  • Fig. 2 shows a vertical partial section through the drive housing 18 of the vibratory feeder.
  • the web 1 is indicated only schematically at the top in the figure.
  • the drive housing is shown in FIG. 2 as a one-piece body, which of course is not feasible in practice. Rather, in the practical embodiment, the drive housing 18 will be assembled from several parts in order to install and remove the components contained therein.
  • the anchor plate 17 is arranged, which carries the web and all components hanging therewith and which has already been mentioned in connection with FIG.
  • a guide rod 21 is fixed.
  • the armature plate 17 is mounted with bearings 22 on the guide rod 21, such that the armature plate 17 with respect to the Anti ⁇ ebsgephase 18 both longitudinally and rotationally movable in the vertical direction.
  • Down in the drive housing 18 is a balancing mass 23 in the same manner as the anchor plate 17 with bearings 24 mounted vertically and rotatably movable.
  • the storage of the movable armature plate 17 and the balancing mass 23 is not limited to the illustrated embodiment, but may also be embodied differently.
  • the anchor plate 17 is held in the illustrated example by springs 25 in its vertical position with respect to the drive housing 18.
  • the balancing mass 23 is held by springs 26 in its vertical position with respect to the drive housing 18.
  • the springs 25, 26 have only a supporting function to hold the armature plate 17 and the counterweight 23 in their vertical position, of course, the systems thus formed, namely on the one hand the armature plate 17 with the components thereon and on the other hand, the balancing mass 23 respectively a resonant frequency. These resonant frequencies should be Least below and as far away from the working frequency.
  • windings 27 are arranged in the drive housing, which windings cooperate with opposing permanent magnets 28 arranged in the armature plate 17. Further windings 29 are arranged in the central region of the drive housing 18 and cooperate with vertically above adjacent, fixed in the armature plate 17 permanent magnet 30 - to force the armature plate 17 and the components constructed thereon a longitudinal vibration in the vertical direction.
  • 18 further windings 31 and in the balancing mass 23 cooperating with the windings 31 permanent magnets 32 are arranged in the drive housing, with which the counterweight 23 is set into rotational vibrations.
  • 18 windings 33 are housed in the central region of the drive housing, which cooperate with the end face in the balancing mass 23 fixed permanent magnets 34 to enable the balancing mass 23 in vertically directed transversal oscillations.
  • the windings 27, 29, 31 and 33 with the permanent magnets 28, 30, 32 and 34 are in principle electric motors, but in contrast to conventional motors perform an oscillating instead of a rotating movement.
  • the use of permanent magnets on the one hand increases the efficiency of the system, on the other hand, this eliminates a problematic cable connection to the oscillating parts.
  • windings 27 may be arranged in the drive housing 18 and a corresponding number of permanent magnets 28 in the armature plate 17. But it is also possible to install fewer or more windings and permanent magnets. The same applies to the not visible in Fig. 3 windings 29, 31, 33 and permanent magnets 30, 32, 34th
  • the maximum amplitudes of the movements of the armature plate 17 and the balancing mass 23 are relatively small.
  • the angle of rotation may be about 3 degrees and the vertical amplitude may be at most about 5mm.
  • the ratio of the rotational oscillation amplitudes of the armature plate 17 and the balancing mass 23 must be equal to the ratio of the moments of inertia of the armature plate 17 together with the components constructed thereon and the balancing mass.
  • the frequency plays no role, it must be the same only in the anchor plate 17 and the balancing mass 23 and are in antiphase.
  • the vibratory bowl feeder can be equipped with an automatic frequency control.
  • at least one sensor is arranged .
  • an acceleration sensor that detects vibrations of the drive housing and transmitted to the control of the device. This can then influence the oscillations of the balancing mass 23 in the sense that the vibrations measured on the drive housing 1 S are eliminated or at least minimized.
  • the vibratory bowl feeder described here by way of example may be flooded with a washing liquid in order to clean at least the areas which have come into contact with the small parts or dust released from them.
  • a completely flooded vibratory bowl feeder lends itself to ultrasonic cleaning in which the washing liquid is vibrated by means of appropriate transmitters. By the pressure surges adhering particles are detached on the surface.
  • a drive of the type described above capable of producing high frequencies in a range of, for example, more than 15 KHz, it is possible to use the lane 1 itself as an ultrasonic generator.
  • the drive concept described allows this with a corresponding inverter.
  • the amplitudes are much smaller than in normal operation. During the cleaning operation, it is not absolutely necessary to compensate for the free mass forces and moments, but it can be much more used in normal operation unwanted vibration of the drive housing 18, to rid this of adhering particles.

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Abstract

Ein Vibrationswendelförderer zum Entstauben und Entgraten von Kleinteilen wie Tabletten (4) weist eine wendelförmige Bahn (1), einen Vibrationsabtrieb, um die wendelförmige Bahn (1) in eine Vibration mit einer horizontalen rotatorischen Komponente und einer vertikalen transversalen Komponente zu versetzen und eine Absaugvorrichtung zum Absaugen von Staub aus dem Bereich der wendelförmigen Bahn auf. Der Vibrationsantrieb enthält eine Gehäuse (18), einen die Bahn (1) tragenden, beweglichen Ankerteil (17), eine bewegliche Ausgleichsmasse zum Kompensieren von auf das Gehäuse (18) wirkenden Reaktionskräften, erste Antriebsmittel zum versetzen des Ankerteils (17) in Rotationsschwingungen, zweite Antriebsmittel zum versetzen des Ankerteils (17) in Translationsschwingungen, dritte Antriebsmittel zum versetzen der Ausgleichsmasse in Rotationsschwingungen und vierte Antriebsmittel zum versetzen der Ausgleichsmasse in Translationsschwingungen. Durch die voneinander unabhängigen Antriebsmittel ist die Fördercharakteristik im Betrieb einstellbar und ein Ausgleich der freien Massenkräfte- und Momente kann in einem weiten Bereich erzielt werden.

Description

Vibrationswendelförderer zum Entstauben und Entgraten von Kleinteilen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Vibrationswendelförderer zum Entstauben und Entgraten von Kleinteilen wie Tabletten, mit einer wendeiförmigen Bahn, mit einem Vibrations- abtrieb, um die wendeiförmige Bahn in eine Vibration mit einer horizontalen rotatorischen Komponente und einer vertikalen transversalen Komponente zu versetzen und mit einer Absaugvorrichtung zum Absaugen von Staub aus dem Bereich der wendeiförmigen Bahn.
Eine derartige Vorrichtungen ist aus dem Dokument EP549533A1 bekannt. Die Bewegung, welche die Wendel ausführt, wird durch einen vertikal schwingenden Magnetantrieb erzeugt, wobei die horizontale Bewegungskomponente durch eine mechanische Kopplung durch Blattfedern abgeleitet wird.
Allgemein wird die Förderleistung von Vibrationsförderern durch die Wurfziffer bestimmt, welche durch die Frequenz, die Amplitude, die Schwingrichtung und die Erdbeschleunigung beeinflusst wird. In vielen Fällen ist es erwünscht, die Schwingrichtung, also den Winkel der Resultierenden aus der horizontalen und der vertikalen Schwingungskomponente zu verstellen. Bei der Vorrichtung nach EP549533A1 ist dieser Winkel durch die Anordnung der Blattfedern gegeben und im Betrieb nicht veränderbar.
Aus dem Dokument DE4014049 ist es bekannt, ein Schwingzuführungsgerät mit voneinander unabhängigen Antrieben für die horizontale und die vertikale Schwingung auszustatten und damit eine gegenseitige Beeinflussung der Schwingungen zu vermeiden.
Ein weiteres allgemeines Problem bei Vibrationsförderern besteht in der unerwünschten Übertragung von Schwingungen auf die Umgebung, beispielsweise den Boden, auf dem die Vorrichtung steht. Dadurch entsteht Lärm und es können Maschinen in der Umgebung in ihrer Funktion negativ beeinträchtigt werden. Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, eine Ausgleichsmasse anzuordnen, die in Gegenphase zur Förderbahn schwingt. Das Dokument EP 1616820 beschreibt einen derart ausgestatteten Vibrationswendelförderer.
Ein erheblicher Nachteil der bekannten Vibrationsförderer mit einer Ausgleichsmasse besteht darin, dass die Massenträgheitsmomente einerseits der Nutzmasse, also insbesondere der wendeiförmigen Transportbahn, und andererseits der Ausgleichsmasse in einem bestimmten Verhältnis zueinander sein müssen. Dabei ist zu beachten, dass sich allein schon durch die Beladung der Bahn mit Kleinteilen deren Massenträgheitsmoment verändert. Wenn darüber hinaus beispielsweise verschiedene Typen von Vibrationswendelförderern zum Entstauben und Entgraten von Kleinteilen wie Tabletten zur Verfügung gestellt werden sollen, die sich in der Länge der wendelförmigen Bahn unterscheiden, muss für jeden dieser Förderer ein eigens dimensionierter Vibrationsantrieb gebaut oder doch zumindest eine andere Ausgleichsmasse eingebaut werden, um das bedingt durch die Länge des Bahn unterschiedliche Massenträgheitsmoment der Nutzmasse ausreichend ausgleichen zu können.
Ausgehend vom zitierten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes, der Technik zu überwinden und einen Vibrationswendelförderer vorzuschlagen, bei dem ein Vibrationsantrieb so aufgebaut ist, dass er praktisch unabhängig von der Länge und Beladung der Bahn funktioniert und bei dem sich die Fördercharakteristik im Betrieb einstellen lässt.
Diese Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Vibrationsantrieb eine Gehäuse, einen die Bahn tragenden, beweglichen Ankerteil, eine bewegliche Ausgleichsmasse zum Kompensieren von auf das Gehäuse wirkenden Reaktionskräften, erste Antriebsmittel zum versetzen des Ankerteils in Rotationsschwingungen, zweite Antriebsmittel zum versetzen des Ankerteils in Translationsschwingungen, dritte Antriebsmittel zum versetzen der Ausgleichsmasse in Rotationsschwingungen und vierte Antriebsmittel zum versetzen der Ausgleichsmasse in Translationsschwingungen enthält.
Die sich durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruches 1 ergebenden Vorteile bestehen darin, dass durch die voneinander unabhängigen Antriebsmittel einerseits die Fördercharakteristik,- insbesondere die resultierende Schwingungsrichtung im Betrieb eingestellt werden kann und dass ein Ausgleich der freien Massenkräfte- und Momente durch die der Ausgleichsmasse durch deren Antriebsmittel aufgezwungene Amplitude herbeigeführt werden kann. Dadurch wird es auch möglich, den selben Antrieb für unterschiedlich dimensionierte Bahnen einzusetzen.
Nach einer Ausführungsart der Erfindung sind die ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Antriebsmittel elektromagnetische Antriebsmittel. Dadurch funktioniert der Vibrationsantrieb prinzipiell wie ein oszillierender Elektromotor. Nach einer weiteren Ausführungsart enthalten die ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Antriebsmittel jeweils mindestens einen Permanentmagneten. Mit heutigen permanentmagnetischen Werkstoffen lassen sich grosse Kräfte auf kleinem Raum erzeugen. Vorzugsweise sind die Permanentmagnete in den beweglichen Komponenten angeordnet, damit diese Komponenten frei von elektrischen Leitungen bleiben können.
Eine weitere Ausführungsart sieht vor, dass der Ankerteil und die Ausgleichsmasse unabhängig voneinander um eine koaxial zur wendeiförmigen Bahn angeordnete Achse drehbar und entlang dieser Achse verschiebbar sind. Auf diese Weise ist der Vibrationswendelförderer kompakt und benötigt wenig Stellfläche.
Gemäss einer anderen Ausführungsalt ist die wendeiförmige Bahn von einer Aussenwand umschlossen, in der unten ein Einlass und oben ein Auslass für die Kleinteile vorhanden ist und es sind Verschlussmittel zum flüssigkeitsdichten Verschliessen des Einlasses vorhanden. Dadurch lässt sich der Raum mit einer Reinigungsflüssigkeit fluten und sehr einfach unter Einsatz des Vibrationsantriebs reinigen.
Zwar wird im Betrieb wie oben dargelegt der beim Entgraten entstehende Staub weitgehend abgesaugt, jedoch bleiben gewisse Verunreinigungen an den Wänden des Trägerrohrs und des Mantelrohrs sowie an der Bahn haften. Sollen nacheinander unterschiedliche Kleinteile mit dem Gerät gefördert werden, also etwa Tabletten verschiedener Sorten mit verschiedenen Wirkstoffen, so müssen die Innenwände des Vibrationswendelförderers vor jeder Umstellung auf eine neue Tablettensorte gründlich gereinigt werden. Wie im Dokument EP1322533 beschrieben, ist es bekannt, den Innenraum des Vibrationswendelförderers durch Besprühen mit einer Waschflüssigkeit zu reinigen. Diese Art der Reinigung bedingt einen erheblichen Aufwand für eine Pumpe und Sprühdüsen sowie Druckleitungen für die Waschflüssigkeit.
Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen eines Vibrationswendelförderers vorzuschlagen, mit dem dieser trotz einfachem Aufbau äusserst gründlich von Verunreinigungen befreit wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Vibrationswendelförderer zum Entstauben und Entgraten von Kleinteilen wie Tabletten, mit einer wendeiförmigen Bahn, mit einer die wendeiförmige Bahn umschliessenden Aussenwand, mit einem Vibrationsabtrieb, um die wendeiförmige Bahn in Schwingungen zu versetzen und mit einer Absaugvorrichtung zum Absaugen von Staub aus dem Bereich der wendeiförmigen Bahn erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Raum innerhalb der Aussenwand mit einer Flüssigkeit geflutet wird und dass die Bahn bei geflutetem Raum durch den Vibrationsantrieb in Schwingungen versetzt wird.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass die nach dem Stand der Technik erforderlichen Düsen und Leitungen sowie die Druckpumpe entfallen und dass demioch eine gründlichere Reinigung erreicht wird als bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Vibrationswendelförderer.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart des Verfahrens haben die Schwingungen eine Frequenz von mehr als 10'0OO Hertz, besonders bevorzugt mehr als 15O00 Hertz. Schwingungen in diesem Frequenzbereich eignen sich besonders gut, um im Innern des Vibrationswendelförderers anhaftende Partikel mit Hilfe der Flüssigkeit zu entfernen.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Vibrationswendelförderers,
Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch das Antriebsgehäuse des Vibrationswendelförderers und
Fig. 3 einen Horizontalschnitt entlang der Linie III - III in Fig. 2.
Die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. sind auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Vibrationswendelförderers in einem stark vereinfachten, vertikalen Teilschnitt dargestellt. Ein wesentliches Element ist eine schraubenlinienförmige Bahn 1, welche sich mit ihrem inneren Rand längs der Aussenseite eines Trägerrohrs 2 um dieses windet. Auf dieser Bahn 1 werden Kleinteile wie beispielsweise Tabletten 4 gefördert. Die Bahn 1 bildet eine Rinne, indem sie in der Mitte im Querschnitt einen Knick aufweist. Über das Trägerrohr 2 und die auf seiner Aussenseite sich aufwärts windende Bahn 1 ist passgenau ein Mantelrohr 3 gestülpt, welches vorteilhaft aus Plexiglas besteht und so Einblick auf die Bahn 1 gewährt. Sowohl das Trägerrohr 2 als auch das Mantelrohr 3 sind an ihrem oberen Ende geschlossen, wobei beide einen nicht zeichnerisch, dargestellten Deckel aufweisen können. Unten am Mantelrohr 3 ist ein Tabletten-Einlass 6 vorgesehen und oben ein Tabletten- Auslass 9. Der Tabletten-Einlass 6 ist durch ein Verschlussorgan 7 dicht verschliessbar. Der Pfeil 8 deutet die Schliessbewegung des Verschlussorgans 8 an. Das Trägerrohr 2 weist an seinem Umfang Durchbrechungen 5 auf, die als Schlitze oder Löcher ausgebildet sein können und mündet mit seinem unteren Ende in einen geschlossenen Basisraum 10. Am Boden des Basisraums 10 ist ein Stutzen 11 angeordnet. Der Stutzen 11 verzweigt in ein Luftrohr 12 und ein Flüssigkeitsrohr 13 wobei in der Verzweigung ein Mehrwegventil 14 angeordnet ist, das entsprechend dem Pfeil 15 umstellbar ist. Das Verschlussorgan 7 und das Mehrwegventil 14 sind in Fig. 1 in der Stellung eingezeichnet, die sie beim nachstehend beschriebenen Betrieb des Vibrationswenderförderers zum Entgraten und Entstauben von Tabletten 4 einnehmen. Der Raum zwischen dem Trägerrohr 2 und dem Mantelrohr 3 ist unten durch einen Boden 16 abgeschlossen. Die bisher beschriebenen Komponenten des Vibrationswendelförderers ruhen alle auf einer Ankerplatte 17, welche die Schwingungen an diese Komponenten überträgt. Mit 18 ist ein Antriebsgehäuse bezeichnet, in welchem weiter unten beschriebene Funktionsteile zum Erzeugen der Schwingungen untergebracht sind. Das Antriebsgehäuse 18 ist auf einer Sockelplatte 19 gelagert. Oben am Mantelrohr 3 ist ein Flüssigkeitseinlass 20 angeordnet, dessen Funktion später noch beschrieben wird.
Zum Entgraten und Entstauben werden Tabletten 4 dem Vibrationswendelförderer durch den Tabletten-Einlass 6 zugeführt und wandern durch die Schwingungen entlang der Bahn 1 nach oben, wo sie den Vibrationswendelförderer schliesslich durch den Tabletten- Auslass 9 wieder verlassen. Auf diesem Weg werden die Tabletten ordentlich durchvibriert und reiben sich dabei aneinander und an der Bahn 1, wobei sie durch diese mechanische Beanspruchung allfällige Grate verlieren. Gleichzeitig wird durch das Luftrohr 12 Luft abgesaugt, so dass im Innern des Trägerrohres 2 ein Unterdruck entsteht, wodurch der Staub zwischen dem Trägerrohr 2 und dem Mantelrohr 3, welcher infolge der aneinander reibenden Tabletten 8 in diesem Bereich entsteht, fortlaufend durch die Durchbrüche 5 des Trägerrohres 2 hindurch in dessen Inneres und dann nach unten über den Stutzen 11 und das Luftrohr 12 abgesaugt wird.
Zum Reinigen der Vorrichtung wird der Tabletten-Einlass 6 durch das Verschlussorgan 7 verschlossen und im Stutzen 11 wird das Mehrwegventil 14 so umgestellt, dass der Stutzen 11 mit dem Flüssigkeitsrohr 13 verbunden ist. Nun wird durch den Flüssigkeitseinlass 20 Waschflüssigkeit eingefüllt und damit der ganze Innenraum des Vibrationswendelförderers bis unterhalb des Tabletten- Auslasses 9 geflutet. Dann wird der Schwingantrieb aktiviert, und zwar vorzugsweise mit einer höheren Frequenz, als im Betrieb zum Entstauben und Entgraten. Durch diese Schwingungen werden alle durch die Waschflüssigkeit benetzten Innenflächen des Vibrationswendelförderers gründlich von anhaftenden Partikeln befreit. Nach einer bestimmten Zeit wird der Reinigungsvorgang beendet und die Waschflüssigkeit durch das Flüssigkeitsrohr 13 abgelassen beziehungsweise abgesaugt. Danach wird das Mehrwegventil 14 wieder umgestellt sowie das Verschlussorgan 7 geöffnet. Dann wird Luft durch das Luftrohr 12 gesaugt, wodurch der gesamte Innenraum getrocknet wird.
Fig. 2 zeigt einen vertikalen Teilschnitt durch das Antriebsgehäuse 18 des Vibrationswendelförderers. Die Bahn 1 ist oben in der Figur nur schematisch angedeutet. Der Einfachheit halber ist in Fig. 2 das Antriebsgehäuse als einstückiger Körper dargestellt, was natürlich in der Praxis so nicht realisierbar ist. Vielmehr wird in der praktischen Ausführung das Antriebsgehäuse 18 aus mehreren Teilen zusammengebaut sein, um die darin enthaltenen Komponenten ein- und ausbauen zu können. Oben im Antriebsgehäuse 18 ist die Ankerplatte 17 angeordnet, welche die Bahn und alle damit zusammen hängenden Komponenten trägt und welche auch schon im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt wurde. Zentral im Gehäuse ist eine Führungsstange 21 fest angeordnet. Die Ankerplatte 17 ist mit Lagern 22 an der Führungsstange 21 gelagert, derart, dass die Ankerplatte 17 in Bezug auf das Antiϊebsgehäuse 18 sowohl in vertikaler Richtung longitudinal als auch rotatorisch beweglich ist. Unten im Antriebsgehäuse 18 ist eine Ausgleichsmasse 23 in gleicher Weise wie die Ankerplatte 17 mit Lagern 24 vertikal und rotatorisch beweglich gelagert. Die Lagerung der beweglichen Ankerplatte 17 und der Ausgleichsmasse 23 ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch anders ausgeführt sein.
Die Ankerplatte 17 ist im dargestellten Beispiel durch Federn 25 in ihrer vertikalen Lage bezüglich des Antriebsgehäuses 18 gehalten. Ebenso ist die Ausgleichsmasse 23 durch Federn 26 in ihrer vertikalen Lage bezüglich des Antriebsgehäuses 18 gehalten. Obwohl die Federn 25, 26 nur eine stützende Funktion haben, um die Ankerplatte 17 und die Gegenmasse 23 in ihrer vertikalen Position zu halten, haben natürlich die so gebildeten Systeme, nämlich einerseits die Ankerplatte 17 mit den darauf vorhandenen Komponenten und andererseits die Ausgleichsmasse 23 jeweils eine Resonanzfrequenz. Diese Resonanzfrequenzen sollten mög- lichst unterhalb und möglichst weit von der Arbeitsfrequenz entfernt liegen. Es ist auch denkbar, an Stelle der Federn 25, 26 eine magnetische Lagerung bzw. Stützung vorzusehen, bei der die Ankerplatte 17 und die Ausgleichsmasse 23 nur durch magnetische Kräfte in der Arbeitsposition gehalten werden und bei der auf Federelemente vollständig verzichtet werden kann. Eine solche Lagerung bedingt ein Regelsystem, bei dem die Lage der Ankerplatte 17 bzw. der Ausgleichsmasse 23 laufend erfasst und ausgeregelt wird. Zudem müssen Stützmittel vorgesehen werden, auf denen die bewegten Bauteile im stromlosen Zustand abgelegt werden. Auch eine Lagerung bzw. Stützung der Ankerplatte auf jeweils einem Fluidpolster, beispielsweise einem Luftpolster ist möglich.
Um der Ankerplatte 17 und damit den darauf aufgebauten Komponenten eine Rotationsschwingung aufzuzwingen, sind im Antriebsgehäuse 18 Wicklungen 27 angeordnet, die mit gegenüberliegenden, in der Ankerplatte 17 angeordneten Permanentmagnete 28 zusammenwirken. Weitere Wicklungen 29 sind im Mittelbereich des Antriebsgehäuses 18 angeordnet und wirken mit vertikal oberhalb benachbarten, in der Ankerplatte 17 fixierten Permanentmagneten 30 zusammen,- um der Ankerplatte 17 und den darauf aufgebauten Komponenten eine Longitudinalschwingung in vertikaler Richtung aufzuzwingen.
Um auch die Ausgleichsmasse 23 in Schwingungen zu versetzen, sind im Antriebsgehäuse 18 weitere Wicklungen 31 und in der Ausgleichsmasse 23 mit den Wicklungen 31 zusammenwirkende Permanentmagnete 32 angeordnet, mit denen die Gegenmasse 23 in Rotationsschwingungen versetzbar ist. Ausserdem sind im Mittelbereich des Antriebsgehäuses 18 Wicklungen 33 untergebracht, die mit stirnseitig in der Ausgleichsmasse 23 fixierten Permanentmagnete 34 zusammenwirken, um die Ausgleichsmasse 23 in vertikal gerichtete Transversalschwingungen zu versetzen.
Die Wicklungen 27, 29, 31 und 33 mit den Permanentmagneten 28, 30, 32 und 34 stellen prinzipiell Elektromotoren dar, die aber im Gegensatz zu üblichen Motoren eine oszillierende statt einer drehenden Bewegung ausführen. Es sind auch Anordnungen denkbar, die ohne Permanentmagnete auskommen, jedoch erhöht die Verwendung von Permanentmagneten einerseits den Wirkungsgrad des Systems, andererseits erübrigt sich dadurch eine problematische Kabelverbindung auf die oszillierenden Teile.
Wie Fig. 3 zeigt, können vier Wicklungen 27 im Antriebsgehäuse 18 und eine entsprechende Anzahl Permanentmagnete 28 in der Ankerplatte 17 angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, weniger oder mehr Wicklungen und Permanentmagnete anzubringen. Das gleiche gilt auch für die in Fig. 3 nicht sichtbaren Wicklungen 29, 31, 33 und Permanentmagnete 30, 32, 34.
Die maximalen Amplituden der Bewegungen der Ankerplatte 17 und der Ausgleichsmasse 23 sind relativ klein. In einem Ausführungsbeispiel kann der der Drehwinkel bei ca. 3 Grad liegen und die senkrechte Amplitude kann bei maximal ca. 5mm liegen.
Durch die vorangehend beschriebenen, voneinander unabhängigen Bewegungsmittel für rotatorische und transversale Schwingungen der Ankerplatte 17 ist es möglich, nicht nur die Amplitude, sondern auch die Richtung der resultierenden Schwingungsbewegungen, der Bahn 1 im Betrieb zu verändern, so dass sich der Entgratungs- und Entstaubungsprozess optimieren lässt, beispielsweise in Richtung auf einen schonenderen Transport, eine höhere Entstau- bungsleistung oder eine höhere Förderleistung.
Weiter ist es durch die vorangehend beschriebenen, voneinander unabhängigen Bewegungs- mittel für die Ankerplatte 17 und die Ausgleichsmasse 23 möglich, das gesamte System durch die Wahl geeigneter Amplitudenverhältnisse auch bei unterschiedlicher Beladung nach aussen schwingungsfrei zu halten. Dazu ist es erforderlich, dass die Schwingungen der Ausgleichsmasse 23 genau entgegengesetzt zu den Schwingungen der Ankerplatte 17 mitsamt den darauf aufgebauten Komponenten gerichtet sind. Mit Hilfe der Impulserhaltung kann rechnerisch gezeigt werden, dass für einen Ausgleich der freien Massenkräfte das Verhältnis der translatorischen Schwingungsamplituden der Ankerplatte 17 und der Ausgleichsmasse 23 gleich dem Verhältnis der Massen der Ankerplatte 17 mitsamt den darauf aufgebauten Komponenten und der Ausgleichsmasse sein müssen. Für einen Ausgleich der freien Massenmomente muss das Verhältnis der rotatorischen Schwingungsamplituden der Ankerplatte 17 und der Ausgleichsmasse 23 gleich dem Verhältnis der Massenträgheitsmomente der Ankerplatte 17 mitsamt den darauf aufgebauten Komponenten und der Ausgleichsmasse sein. Die Frequenz spielt dabei keine Rolle, sie muss nur bei der Ankerplatte 17 und bei der Ausgleichsmasse 23 gleich sein und in Gegenphase liegen. Folglich kann ein vollständiger Schwingungsausgleich beim erfϊndungsgemässen Vibrationswendelförderer erreicht werden, indem durch entsprechende Dimensionierung und Ansteuerung der Bewegungsmittel für die Ausgleichsmasse 23 der Ausgleichsmasse 23 eine Amplitude aufgezwungen wird, die zur Amplitude der Ankerplatte 17 im gleichen Verhältnis steht wie die Massen beziehungsweise die Massenträgheitsmomente der Ausgleichsmasse 23 und der Ankerplatte 17 mitsamt den dar- auf aufgebauten Komponenten.
Der Vibrationswendelförderer kann mit einer automatischen Frequenzregelung ausgestattet sein. Ausserdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mindestens ein Sensor angeordnet ist., beispielsweise ein Beschleunigungssensor, der Vibrationen des Antriebsgehäuses erfasst und an die Steuerung der Vorrichtung übermittelt. Diese kann dann die Schwingungen der Ausgleichsmasse 23 in dem Sinne beeinflussen, dass die am Antriebsgehäuse 1 S gemessenen Schwingungen eliminiert oder doch zumindest minimiert werden.
Wie weiter oben erwähnt, kann der hier beispielhaft beschriebene Vibrationswendelförderer mit einer Waschflüssigkeit geflutet werden, um mindestens die Bereiche, die mit den Kleinteilen oder von diesen losgelöstem Staub in Berührung gekommen sind, zu reinigen. Ein komplett gefluteter Vibrationswendelförderer bietet sich für eine Ultraschallreinigung an, bei welcher die Waschflüssigkeit mittels entsprechenden Gebern in Schwingung versetzt wird. Durch die Druckstösse werden an der Oberfläche haftende Partikel abgelöst. Mit einem Antrieb der vorhergehend beschriebenen Art, der in der Lage ist, hohe Frequenzen in einem Bereich von beispielsweise mehr als 15 KHz zu erzeugen ist es möglich, die Bahn 1 selbst als Ultraschallerzeuger zu verwenden. Das beschriebene Antriebskonzept lässt dies mit einem entsprechenden Umrichter zu. Selbstverständlich sind dabei die Amplituden wesentlich kleiner als im normalen Betrieb. Während des Reinigungsbetriebs ist es nicht unbedingt notwendig, die freien Massenkräfte und Momente auszugleichen, sondern es kann viel mehr eine im normalen Betrieb unerwünschte Schwingung des Antriebsgehäuses 18 ausgenutzt werden, um auch dieses von anhaftenden Partikeln zu befreien.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausfuhrungsvarianten des Vibrationswendelförderers, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfuhrungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Vibrationswendelförderers dieser bzw. dessen Bestandteile teilweise un- massstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Bezugszeichenliste
Bahn Trägerrohr Mantelrohr Tabletten Durchbrüche Tabletten-Einlass Verschlussorgan Pfeil Tabletten-Auslass Basisraum Stutzen Luftrohr Flüssigkeitsrohr Mehrwegventil Pfeil Boden Ankerplatte Antriebsgehäuse Sockelplatte Flüssigkeitseinlass Führungsstange Lager Ausgleichsmasse Lager Federn Federn Wicklung Permanentmagnet Wicklung Permanentmagnet Wicklung Permanentmagnet Wicklung Permanentmagnet

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vibrationswendelförderer zum Entstauben und Entgraten von. Kleinteilen wie Tabletten (4), mit einer wendeiförmigen Bahn (1), mit einem Vibrationsabtrieb, um die wendeiförmige Bahn in eine Vibration mit einer horizontalen rotatorischen Komponente und einer vertikalen transversalen Komponente zu versetzen und mit einer Absaugvorrichtung zum Absaugen von Staub aus dem Bereich der wendeiförmigen Bahn (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationsantrieb eine Gehäuse (18), einen die Bahn (1) tragenden, beweglichen Ankerteil (17), eine bewegliche Ausgleichsmasse (23) zum Kompensieren von auf das -Gehäuse (18) wirkenden Reaktionskräften, erste Antriebsmittel (27, 28) zum versetzen des Ankerteils (17) in Rotationsschwingungen, zweite Antriebsmittel (29, 30) zum versetzen des Ankerteils (17) in Translationsschwingungen, dritte Antriebsmittel (31, 32) zum versetzen der Ausgleichsmasse (23) in Rotationsschwingungen und vierte Antriebsmittel (33, 34) zum versetzen der Ausgleichsmasse (23) in Translationsschwingungen enthält.
2. Vibrationswendelförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Antiϊebsmittel elektromagnetische Antriebsmittel sind.
3. Vibrationswendelförderer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Antriebsmittel jeweils mindestens einen Permanentmagneten (28, 30, 32, 34) enthalten.
4. Vibrationswendelförderer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerteil (17) und die Ausgleichsmasse (23) unabhängig voneinander um eine koaxial zur wendeiförmigen Bahn (1) angeordnete Achse (21) drehbar und entlang dieser Achse (21) verschiebbar sind.
5. V ibrations Wendelförderer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wendeiförmige Bahn (1) von einer Aussenwand (3) umschlossen ist, in der unten ein Einlass (6) und oben ein Auslass (9) für die Kleinteile vorhanden ist und dass Verschlussmittel (7) zum flüssigkeitsdichten Verschliessen des Einlasses (6) vorhanden sind.
6. Verfahren zum Reinigen eines Vibrationswendelförderers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum innerhalb der Aussenwand (3) mit einer Flüssigkeit geflutet wird und dass die Bahn (1) bei geflutetem Raum durch den Vibrationsantrieb in Schwingungen versetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen eine Frequenz von mehr als 10'0OO Hertz haben.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen eine Frequenz von mehr als 15'0OO Hertz haben.
9. Verfahren zum Reinigen eines Vibrationswendelförderers zum Entstauben und Entgraten von Kleinteilen wie Tabletten (4), mit einer wendelföπnigen Bahn (1), mit einer die wendeiförmige Bahn (1) umschliessenden Aussenwand (3), mit einem Vibrationsabtrieb, um die wendeiförmige Bahn in Schwingungen zu versetzen und mit einer Absaugvorrichtung zum Absaugen von Staub aus dem Bereich der wendeiförmigen Bahn (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Raum innerhalb der Aussenwand (3) mit einer Flüssigkeit geflutet wird und dass die Bahn (1) bei geflutetem Raum durch den Vibrationsantrieb in Schwingungen versetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen eine Frequenz von mehr als 10'0OO Hertz haben.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen eine Frequenz von mehr als 15'0OO Hertz haben.
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