CH719781A1 - Maschine zum fraktionieren von Getreidemahlprodukten. - Google Patents

Abstract

Die Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten ist beispielsweise ein Plansichter oder eine Reinigungsmaschine. Sie weist eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Siebstapel-Paaren mit je einem oberen Siebstapel (3) und einem unteren Siebstapel (4) auf. Den Siebstapel-Paaren ist je ein Antriebsmodul (20) zugeordnet, das einen Elektromotor und ein durch diesen zu einer Drehbewegung antreibbares Schwunggewicht aufweist. Das Antriebsmodul (20) ist zwischen dem oberen und dem unteren Siebstapel des jeweiligen Siebstapel-Paars angeordnet. Der obere Siebstapel (3) und der untere Siebstapel (4) können ungefähr gleich gross sein, d.h. die Anzahl Siebe des oberen Siebstapels und des unteren Siebstapels kann gleich sein oder sich bspw. um maximal 50% oder maximal 30% unterscheiden.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten, beispielsweise einen Plansichter oder eine Reinigungsmaschine.

[0002] Maschinen zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten dienen der Trennung von Bestandteilen eines Mahlguts in gröber und feiner gekörnte Bestandteile und je nachdem auch Bestandteile unterschiedlicher Dichten und/oder der Entfernung von Fremdkörpern aus dem Mahlgut. Das Auftrennen des Mahlguts in unterschiedlich gekörnte Bestandteile wird auch „Klassieren“ oder „Fraktionieren“ genannt. Plansichter werden im Allgemeinen in Getreidemühlen zum Fraktionieren der Getreidemahlprodukte zwischen und nach Durchgängen durch den Walzenstuhl einer Getreidemühle verwendet. Auch für ein sogenanntes Kontrollsichten, d.h. das Durchsieben von an sich verkaufsfertigem Mehl, können sie zum Einsatz kommen.

[0003] Plansichter weisen, oft in sogenannten `Siebabteilen' oder 'Siebkästen' mit Seitenwänden und Deckel eingefasste, Stapel von als Plansieben fungierenden Sieben auf. Diese werden durch einen Antriebsmechanismus in horizontal schwingende Bewegungen versetzt, insbesondere in Kreisschwingungen in der Siebebene.

[0004] Der Antrieb funktioniert gemäss dem Stand der Technik wie folgt: Eine gerade Anzahl von Siebkasten wird miteinander gekoppelt und in zwei Reihen angeordnet. Zwischen den Reihen befindet sich ein Antriebsmodul, welches ein Schwunggewicht enthält, welches über einen Riemenantrieb in eine kreisende Bewegung versetzt wird. Die Siebkasten-Gruppe mit dem Antriebsmodul wird dabei hängend gelagert, so dass das Schwunggewicht einerseits und der Schwerpunkt der Siebkasten andererseits zusammen ein Schwungmassensystem bilden und um 180° zueinander versetzt um eine gemeinsame Rotationsachse (Orbitalachse) kreisen.

[0005] Dieses an sich bewährte System hat erstens den Nachteil, dass zwischen den Reihen von Siebkasten ein Abstand für das Antriebsmodul vorhanden sein muss, was mit einem entsprechenden Platzbedarf einhergeht. Zweitens besteht der Nachteil einer beschränkten Anpassbarkeit: damit die Anzahl Siebkasten vergrössert oder verkleinert werden kann, muss stets ein für die maximale Siebkasten-Anzahl dimensionierter Antrieb verwendet werden, d.h. der Antrieb ist für viele Anwendungssituationen überdimensioniert. Drittens sind die Kräfte auf die Lagerung eines solchen Schwunggewichts erheblich, und die Anforderungen entsprechend hoch.

[0006] In der EP 2 114 582 wurde vorgeschlagen, jedes Siebabteil mit einem eigenen Antrieb zu versehen, damit der Plansichter nicht nur eine gerade, sondern auch eine ungerade Anzahl von Siebabteilen aufweisen kann. Der Antrieb umfasst je eine Antriebseinrichtung auf dem Deckel und auf dem Boden, wobei die Antriebseinrichtungen aus ringförmigen Zahnscheiben bestehen, die mit am Aussenring angeordneten Spulen zusammenwirken und mit diesen zusammen einen Reluktanzmotor bilden. Im Innern der Zahnscheiben sind Einlassöffnungen bzw. Auslassöffnungen angeordnet. Diese Lösung ermöglicht eine flexible Anordnung der Siebabteile. Die Leistungsfähigkeit der Antriebseinheiten ist jedoch begrenzt, und die Notwendigkeit je einer Antriebseinheit auf dem Deckel und dem Boden macht die Konstruktion vergleichsweise aufwändig.

[0007] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten, insbesondere einen Plansichter oder eine Reinigungsmaschine, zur Verfügung zu stellen, welcher Nachteile des Standes der Technik überwindet, und welcher flexibel, robust und einfach in der Konstruktion ist.

[0008] Gemäss einem Aspekt der Erfindung, weist die Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Siebstapel-Paaren mit je einem oberen Siebstapel und einem unteren Siebstapel auf. Den Siebstapel-Paaren ist je ein Antriebsmodul zugeordnet, das einen Elektromotor und ein durch diesen zu einer Drehbewegung antreibbares Schwunggewicht aufweist, d.h. eine Masse, die bezüglich der Drehachse der Drehbewegung exzentrisch angeordnet ist. Dabei ist das Antriebsmodul zwischen dem oberen und dem unteren Siebstapel des jeweiligen Siebstapel-Paars angeordnet. Der obere Siebstapel und der untere Siebstapel können ungefähr gleich gross sein, d.h. die Anzahl Siebe des oberen Siebstapels und des unteren Siebstapels kann gleich sein oder sich bspw. um maximal 50% oder maximal 30% unterscheiden.

[0009] Die Maschine ist beispielsweise ein Plansichter oder eine Reinigungsmaschine zum Trennen des Mahlprodukts von Verunreinigungen.

[0010] Die nebeneinander angeordneten Siebstapel-Paare sind mechanisch aneinander gekoppelt in dem Sinn, dass sie gemeinsame, insbesondere horizontal kreisende Schwingungen ausführen können.

[0011] Im vorliegenden Text bezeichnet „Siebstapel“ eine Anordnung von übereinander angeordneten Sieben. Dabei müssen die Siebe nicht notwendigerweise aufeinander aufliegen, sondern können auch durch eine äussere Tragstruktur, bspw. einen Kasten, mit Einschubrillen für die Siebe, gehalten sein.

[0012] Durch die Drehbewegungen der Schwunggewichte ist die Maschine eingerichtet, die Siebelemente der Siebstapel in Schwingungen zu versetzen, beispielsweise in Form kreisender Bewegungen. Im Kontext des vorliegenden Texts sind Kreisbewegungen mitgemeint, wenn von „Schwingungen“ die Rede ist.

[0013] Die Anordnung mit Antriebsmodul zwischen dem oberen und unteren Siebstapel hat den Vorteil, dass in das Schwunggewicht diskretisiert dorthin verteilt wird, wo pro Siebstapel-Paar auch die Massenkräfte auftreten. Dadurch werden Kraftflüsse diskretisiert und minimiert. Die benötigten Lager sind demensprechend weniger belastet und können kleiner dimensioniert sein und/oder die Lebensdauer kann erhöht werden. Auch die Gesamtmasse wird kleiner, was sich wiederum positiv auf die Lagerungen auswirkt. Ausserdem wird kein zusätzlicher Platz für eine zentrale Antriebseinheit zwischen den Siebstapeln beansprucht. Weiter ermöglicht das erfindungsgemässe Vorgehen auch, dass die Maschine aus einer praktisch beliebigen Anzahl von Siebstapel-Paaren aufgebaut werden kann, wobei der Antrieb konstruktionsgemäss stets passend dimensioniert ist und auch Energieverbrauch und Materialverschleiss an die Anzahl Siebstapel-Paare angepasst sind.

[0014] Die Siebstapel können wie an sich bekannt in Siebkasten angeordnet sein. Alternativ kann auch auf die Verwendung solcher geschlossener Kasten verzichtet werden, indem die Siebelemente so geformt sind, dass sie aufeinander ohne Verwendung einer äusseren Gehäusestruktur aufeinander gestapelt werden und auskommen.

[0015] Die Siebe der Siebstapel sind insbesondere Plansiebe, d.h. sie sind horizontal ausgerichtet. Die Siebebene ist also insbesondere parallel zur Schwingungsebene.

[0016] Die Maschine ist insbesondere eingerichtet, dass die Schwunggewichte der Antriebsmodule synchron schwingen.

[0017] Die Antriebsmodule können je eine relativ zu einem Grundkörper, beispielsweise Gehäuse, drehbare Welle aufweisen, an welcher das Schwunggewicht befestigt ist. Die Lagerung der Welle relativ zum Grundkörper kann in an sich bekannter Art durch je ein Lager, bspw. Kugellager, an beiden Endseiten der Welle erfolgen. Die Dimensionierung der Lager ist an die ständige Belastung angepasst, welche während des Betriebs aufgrund des sich drehenden Schwunggewichts darauf einwirkt, und welche deutlich geringer ist als bei entsprechenden Lagern von zentralen Antriebsmodulen gemäss dem Stand der Technik.

[0018] In Ausführungsformen wird die Welle direkt vom Elektromotor angetrieben, indem der Rotor des Elektromotors drehfest mit ihr verbunden ist oder gar durch eine bspw. magnetische Partie der Welle gebildet wird. Eine solche Lösung, die frei von Getrieben oder anderen drehzahlwandelnden Elementen (wie bspw. Riemen oder ähnlich) ist, ist besonderes kompakt und ausserdem besonders wartungsarm.

[0019] Die Motoren können Synchronmotoren sein, insbesondere mit Permanentmagneten. Es sind sowohl Innenläufermotoren als auch Aussenläufermotoren denkbar, wobei eine Anordnung mit einem Innenläufer, der Permanentmagnete aufweist, besonders effizient sein kann.

[0020] Die Antriebsmodule können je eine Mehrzahl von Durchlass-Kanälen für das zu siebende Gut aufweisen. So wird ermöglicht, dass die dafür vorgesehenen Anteile des Guts vom oberen Siebstapel zum unteren Siebstapel und dort an die dafür vorgesehene Stelle gelangen. Aufgrund der Durchlass-Kanäle gelingt das, ohne dass aussen an den Siebabteilen und/oder Antriebsmodulen eine separate Vorrichtung für das Durchleiten dieser Anteile vorhanden sein müsste. Das ist der kompakten Bauweise zuträglich.

[0021] Durch das Vorsehen der Durchlasskanäle bilden die Siebstapel-Paare funktionelle Einheiten, welche funktionell einem Siebstapel/Siebabteil eines Plansichters (oder einer Reinigungsmaschine) gemäss dem Stand der Technik entsprechen, der /die ungefähr dieselbe Anzahl Siebe aufweist, wie die der obere und der untere Siebstapel zusammen.

[0022] Die Durchlass-Kanäle können insbesondere radial-ausserhalb der Bahn des Schwunggewichts liegen. Dadurch wird ein Aufbau ermöglicht, bei dem das Schwunggewicht fest an der Welle des Antriebsmoduls befestigt ist. Die Durchlass-Kanäle können als längliche Schlitze ausgebildet sein. Bei einem rechteckigen Grundriss der Antriebsmodule können sie parallel zu den radial-äusseren Seiten verlaufen. Die Anzahl der Durchlasskanäle kann bspw. 8 betragen.

[0023] Ein rechteckiger, beispielsweise quadratischer Grundriss der Antriebsmodule kann besonders vorteilhaft sein, weil die Antriebsmodule dadurch beispielsweise in einem einfach aufgebauten Gestell nebeneinander angeordnet werden können.

[0024] Ein solches gemeinsames Gestell kann unabhängig von der Form der Antriebsmodule von Vorteil sein. Es kann die mechanische Tragstruktur der Maschine bilden und auch Strukturen für eine Aufhängevorrichtung aufweisen, durch welche die Maschine (gemeint sind hier die Teile der Maschine, welche in kreisende Schwingungen versetzt werden sollen, also selbstverständlich ohne Steuerungs- und Leistungselektronikkomponenten) aufgehängt werden kann. Ausserdem kann das Gestell die oberen Siebstapel aufnehmen, indem diese direkt oder indirekt (bspw. über die Antriebsmodule auf denen sie aufliegen) auf dem Gestell aufliegen, während die unteren Siebstapel daran aufgehängt sind.

[0025] Ergänzend oder alternativ kann das Gestell auch elektrische Leitungen zum Versorgen der Elektromotoren aufnehmen, bspw. im Innern von Rahmenteilen, welche das Gestell bilden.

[0026] In Ausführungsformen ist eine Mehrzahl der Elektromotoren der Antriebsmodule an einer gemeinsamen Leistungsstufe angehängt, d.h. sie werden von der gemeinsamen Leitungsstufe gespeist. Dadurch können sowohl Leistungselektronikkomponenten als auch Kabel etc. eingespart werden. Auch wenn pro Siebstapel-Paar ein Antriebsmodul und damit ein Elektromotor vorhanden ist und also mehr Elektromotoren benötigt werden als gemäss dem Stand der Technik, können die Elektromotoren pro Cluster mit gemeinsamer Leistungsstufe wie ein einziger Elektromotor betrieben und versorgt werden, was sehr wirtschaftlich ist.

[0027] Sind in der Maschine mehrere solche Elektromotoren-Cluster und entsprechend mehrere Leistungsstufen vorhanden, so kann die Steuerung für die Leistungsschalter in den Leistungsstufen durch ein gemeinsames Steuerungsmodul erfolgen.

[0028] In Ausführungsformen ist die Maschine dafür eingerichtet, dass die Drehzahl der Elektromotoren wählbar ist und abgelesen werden kann. Die Siebeffizienz kann - bspw. abhängig vom zu siebenden Gut - so besonders gut durch die Wahl der passenden Drehzahl optimiert werden.

[0029] Insbesondere bei Ausführungsformen mit mindestens einem Elektromotoren-Cluster mit gemeinsamer Leistungsstufe können die Antriebsmodule ausserdem mit einem mechanischen Anschlag versehen sein, welcher eine Bewegung entgegen der vorgesehenen Drehrichtung (Rückwärtsdrehung) der Schwunggewichte begrenzt, während eine Bewegung in Vorwärtsrichtung (die vorgesehene Drehrichtung) nicht behindert wird.

[0030] Die Maschine kann dann eingerichtet sein, beim Starten folgendes Verfahren durchzuführen: Zunächst werden die Schwunggewichte langsam in Rückwärtsrichtung bewegt, bis sie sicher am mechanischen Anschlag anstehen. Die Motoren werden also zuerst sehr langsam und mit sehr wenig Strom rückwärts bis an einen mechanischen Anschlag gefahren. Ist ein Motor an einem mechanischen. Anschlag, dreht das elektrische Drehfeld weiter; das Kippmoment (Stall-Torque) wird überschritten. Das Drehfeld wird weitergedreht damit die anderen Motoren weiter in Richtung Anschlag drehen können. Dieses Rückwärtsfahren passiert solange, bis alle Motoren an ihrem mechanischen. Anschlag sind. Dies kann sichergestellt werden, indem das Drehfeld einer Drehung von ungefähr 360° oder mehr unterworfen wird.

[0031] Dieses Verfahren kann gegebenenfalls insbesondere für jede Leistungsstufe durchgeführt werden.

[0032] Der mechanische Anschlag kann insbesondere durch ein Pendelelement gebildet sein, welches relativ zum Schwunggewicht zwischen einer Grundposition und einer ausgelenkten Position auslenkbar ist. Wenn das Pendelelement in der Grundposition ist, wird es bei einer Bewegung in Rückwärtsrichtung an einem Anschlagelement anstehen, wenn das Schwunggewicht eine durch das Anschlagelement definierte Winkelposition erreicht hat. Bei einer Bewegung in Vorwärtsrichtung wird das Pendelelement von einer Rampe ausgelenkt, so dass das Anschlagelement die Bewegung in die Vorwärtsrichtung nicht behindert. Ausserdem kann das Pendelelement so ausgebildet sein, dass es aufgrund seiner Schwerpunktlage durch die Zentrifugalkraft in die ausgelenkte Position ausgelenkt wird, wenn sich das Schwunggewicht genügend schnell dreht, damit es nicht bei jedem Umlauf mit der Rampe in Berührung kommt.

[0033] Als Alternative zum vorstehend geschilderten Vorgehen kommen auch alternative Wege zum Ausrichten der Schwunggewichte in Frage. Beispielsweise könnten anstelle der Verwendung eines mechanischen Anschlags auch die Motoren innerhalb eines Clusters mit Schaltern („Schützen“) einzeln angesteuert werden. Dazu würden die Motoren bspw. nacheinander auf eine durch einen Encoder oder Resolver in eine bestimmte Position gebracht werden. Unter Umständen könnte dann ein Mittel vorgesehen sein, z.B. durch eine Reibbremse, um die Motoren auf Position zu halten, bevor dann alle miteinander in die synchrone Drehbewegung versetzt werden, indem sie entsprechend mit Strom versorg werden.

[0034] Nebst der Maschine ist auch ein Verfahren zum Betreiben der Maschine Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst die nebst dem zur-Verfügung-Stellen der Maschine wie vorstehend definiert, mit oder ohne besondere Merkmale von Ausführungsformen der Erfindung, den Schritt des synchronen Antreibens der Schwunggewichte der Antriebsmodule um die Siebabteile in Schwingungen zu versetzten. Zu diesem Zweck ist die Maschine - bzw. genauer eine mechanisch gekoppelte Einheit aus den Siebstapeln und den Antriebsmodulen und ggf. dem Gestell; ohne Steuerungs- und Leistungselektronikkomponenten der Maschine) so gelagert, bspw. aufgehängt, dass sie zu horizontal kreisenden Schwingungen fähig ist.

[0035] Optional umfasst das Verfahren auch den Schritt des Startens der Maschine, indem die Schwunggewichte beim Starten zunächst langsam rückwärts gefahren werden, bis sie einen mechanischen Anschlag erreichen und erst anschliessend durch ihre Elektromotoren zur Drehbewegung in Vorwärtsrichtung angetrieben werden.

[0036] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder analoge Elemente. Die Zeichnungen zeigen teilweise einander entsprechende Elemente in von Figur zu Figur unterschiedlichen Grössen. Es zeigen: Fig. 1: eine Ansicht eines Plansichters; Fig. 2: Die Ansicht des Plansichters gemäss Fig. 1 mit teilweise entfernten Siebstapeln und mit zwei entfernten Antriebsmodulen; Fig. 3 eine Unteransicht des Gestells; Fig. 4 eine Ansicht eines Antriebsmoduls für einen Plansichter gemäss Fig. 1; Fig. 5 eine Draufsicht auf das Antriebsmodul von Fig. 4; Fig. 6 eine Darstellung des entlang der Ebene VI-VI geschnittenen Antriebsmoduls von Fig. 4 und Fig. 5; Fig. 7 und 8 ein Detail des Antriebsmoduls mit zwei verschiedenen Stellungen der Pendellasche; Fig. 9 ein Schema der Elektromotoren der acht Antriebsmodule des Plansichters gemäss Fig. 1; und Fig. 10 eine Mehrzahl möglicher Anordnungen von Siebstapel-Paaren.

[0037] Figur 1zeigt einen Plansichter 1 wie er in Getreidemühlen zum Einsatz kommt.Figur 2zeigt den Plansichtem mit teilweise entfernten Siebstapeln und teilweise entfernten Antriebsmodulen. Der Plansichter umfasst eine Mehrzahl von nur schematisch dargestellten oberen Siebstapeln 3 und unteren Siebstapeln 4 auf die über eine gemeinsame Aufhängevorrichtung so montiert sind, dass gemeinsame horizontale schwingende Bewegungen möglich sind. Ausserdem weist der Plansichter flexible Zuführleitungen als Siebgut-Einlauf sowie ebenfalls flexible Auslaufleitungen als Siebgut-Auslauf auf. In Fig. 1 sieht man oberseitige Eingänge 6, an welche die Zuführleitungen angeschlossen sind, sowie unterseitige Ausgänge 7 für die Auslaufleitungen. Die Siebstapel 3, 4 können als alternative zu einem Aufbau ohne zusätzlichem äusserem Siebabtei-Gehäuse auch optional in je einem Siebkasten vorhanden sein.

[0038] Ein Gestell 11 dient als mechanische Tragstruktur. Es bildet einen Tragrahmen und nimmt die nachstehend noch eingehender beschriebenen Antriebsmodule auf. Die Siebstapel sind an den Antriebsmodulen und damit indirekt am Gestell 11 befestigt, bspw. mittels eines Spannsystems aus Stangen und/oder Bändern und/oder anderen Mitteln; das Spannsystem ist in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt.

[0039] Das Gestell 11 kann Befestigungsstrukturen 12 für die Aufhängevorrichtung (welche bspw. in an sich bekannter Art durch flexible Stäbe gebildet wird) aufweisen. Ausserdem kann es eine Kabelführung für die Antriebsmodule 20 bilden, d.h. das Gestell 11 kann auch die elektrischen Leitungen aufnehmen, bspw. in einer Aushöhlung im Innern der den Tragrahmen bildenden Elemente.

[0040] Wie man insbesondere auch in der Unteransicht des Gestells 11 gemässFigur 3sieht ist das Gestell im Wesentlichen offen. Es weist Auflagen 13 auf, auf welchen die Antriebsmodule 20 platziert werden und relativ zu denen sie auch befestigt werden können. Die Auflagen 13 sind so angeordnet, dass die Antriebsmodule 20, im Bereich ihrer unteren Ecken, auf ihnen aufliegen.

[0041] In Fig. 3 sieht man auch eine Möglichkeit einer elektrischen Zuführung 18, welche den Elektromotor des Antriebsmoduls 20 mit den Zuführungsleitungen im Gestell 11 verbindet und welche hier entlang der Unterseite des Antriebsmoduls geführt ist.

[0042] Figur 4zeigt ein Antriebsmodul 20 in einer Schrägansicht von der Oberseite her. Das Antriebsmodul hat, durch ein Gehäuse 22 definiert, einen rechteckigen, insbesondere im Wesentlichen quadratischen Grundriss. Für die Funktion von Bedeutung ist das Schwunggewicht 23, die hier aus einer Mehrzahl von Plattenelementen 24 aufgebaut ist (auch andere Ausgestaltungen, bspw. aus einem monolithischen Block oder anderen Bauteilen wären möglich) und der durch einen nachstehend noch eingehender beschriebenen Elektromotor in eine kreisende Bewegung versetzt werden kann. Die Drehrichtung 28 ist in Fig. 4 durch einen Blockpfeil dargestellt; auch die Drehachse 29 ist in Fig. 4 angedeutet. In diesem Text beziehen sich Begriffe wie „radial“, „axial“ etc. auf diese Drehachse 29, sofern nicht ausdrücklich auf eine andere Bedeutung hingewiesen wird. Selbstverständlich hängt die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung nicht vom Drehsinn ab: Die Drehrichtung und alles, was damit zusammenhängt, könnte auch umgekehrt sein, wobei dann gegebenenfalls der untenstehend noch eingehender beschriebene mechanische Anschlag auf der anderen Seite installiert würde. Die Drehrichtung kann bspw. konfigurierbar sein.

[0043] Das Antriebsmodul 20 weist ausserdem acht Durchlass-Kanäle 25 auf, entlang jeder Seite je einen äusseren und einen inneren Durchlass-Kanal 25. Alle Durchlass-Kanäle 25, also auch die inneren Durchlass-Kanäle, sind radial-ausserhalb der vom Schwunggewicht 23 beschriebenen Bahn angeordnet. Das Schwunggewicht 23 ist so aufgebaut, dass es eine grosse Masse aufweist und innerhalb des ihm zur Verfügung stehenden Raums möglichst weit aussen angeordnet ist, weshalb es ungefähr die Form eines Ringsegments aufweist, dessen axiale (vertikale) Ausdehnung im Wesentlichen der ganzen vertikalen Ausdehnung der Antriebsmoduls entspricht.

[0044] In Fig. 4 sieht man auch eine Pendellasche 41 und eine Anschlagplatte 42 die dazu dienen, das Schwunggewicht 23 vor dem Anfahren in eine definierte Position zu bringen, was nachstehend anhand Fig. 7 und Fig. 8 noch eingehender erläutert wird.,

[0045] Figur 5zeigt das Antriebsmodul in einer Ansicht von oben, undFigur 6zeigt einen Schnitt durch die Ebene VI-VI in Fig. 5. Nebst den Durchlass-Kanälen 25 sieht man in Fig. 6 insbesondere die Welle 31, die oberseitig und unterseitig mit je einem Kugellager 32 durch eine Halterung 33 relativ zum Gehäuse 22 drehbar gelagert ist. Das Schwunggewicht 24 ist an der Welle 31 befestigt (Befestigungsmittel 34).

[0046] Die Welle 31 ist direkt, d.h. ohne Getriebe, Riemen, Zahnräder oder andere potentiell die Drehzahl wandelnde Übertragungsmittel mit dem Rotor des Elektromotors verbunden oder bildet diesen. In der dargestellten Ausführungsform bilden Permanentmagnete 35, die aussen an der Welle 31 angebracht sind, den Rotor des Elektromotors, während der Stator 36 mit den Spulen und Weichmagneten zur Erzeugung eines magnetischen Drehfelds am Gehäuse befestigt ist.

[0047] Figuren 7 und 8illustrieren eine Möglichkeit, das Schwunggewicht vor dem Starten der Maschine in eine definierte Position zu bringen. Das kann nötig sein, wenn bspw. bei einem Betriebsunterbruch die Schwunggewichte der verschiedenen Antriebsmodule unterschiedlich weit auslaufen. Wenn die Schwunggewichte 23 der Antriebsmodule 20 vor dem Starten in einem gemeinsamen Vorgang in eine definierte Position gebracht werden, ist ein synchroner Betrieb möglich und zwar auch dann, wenn eine Mehrzahl von Motoren mit einer gemeinsamen Leistungsstufe (mit einem gemeinsamen leistungselektronischen Umrichter) betrieben werden.

[0048] Zu diesem Zweck ist am Schwunggewicht 23 eine Pendellasche 41 befestigt, welche bei einer langsamen Rückwärtsdrehung (in Fig. 7 und 8 entsprechend einer Bewegung zum Betrachter hin) mit einer Anschlagplatte 42 zusammenwirkt um einen Anschlag zu bilden, während eine Drehung in die entgegengesetzte Vorwärtsrichtung (Drehrichtung 28 in Fig. 4) nicht behindert wird.

[0049] Die Pendellasche ist um eine Achse 43 schwenkbar gelagert. Fig. 7 zeigt den Zustand, in dem die Spitze 44 der Pendellasche am Anschlag 45 ansteht, der durch die Anschlagplatte 42 - diese kann bspw. an einem in Fig. 7 und 8 nicht sichtbaren Deckel befestigt sein - gebildet wird. Eine Rückwärtsbewegung über die Position gemäss Fig. 7 hinaus ist nicht möglich.

[0050] Eine Vorwärtsbewegung wird hingegen durch die Anschlagplatte 42 nicht verhindert, da die radial-innere Schmalseite der Anschlagplatte 42 eine Rampe 48 bildet, die bei einer Bewegung die Vorwärtsrichtung die Pendellasche 41 auslenkt.

[0051] Damit bei einer schnellen Drehung in Vorwärtsrichtung die Spitze 44 der Pendellasche 41 nicht bei jeder Umdrehung an der Rampe 48 ansteht und die Pendellasche ausgelenkt wird, ist der Schwerpunkt der Pendellasche 41 unterhalb der Achse 43 angeordnet. Im gezeichneten Beispiel wird das durch eine Gewichtspartie 47 der Pendellasche 41 unterhalb der Achse 43 bewirkt. Wenn das Schwunggewicht ruht oder sich nur langsam bewegt, wird die Pendellasche 41 gemäss Fig. 7 vertikal ausgerichtet. Bei einer schnellen Drehung bewirkt die Zentrifugalkraft eine Auslenkung in die in Fig. 8 gezeichnete Position, in welcher die Spitze 44 der Pendellasche radial-innerhalb der Anschlagplatte 42 ist und diese zu keinem Zeitpunkt berührt.

[0052] Die Maschine kann nun so programmiert sein, dass sie beim Starten zunächst die Motoren langsam um mindestens eine ungefähr eine volle Drehung in Rückwärtsrichtung fahren lässt, damit alle Schwunggewichte sicher an den Anschlag gedrückt werden. Sie sind dann alle in der definierten Position. Anschliessend werden die Motoren synchronisiert in eine Drehung in Vorwärtsrichtung versetzt.

[0053] Figur 9illustriert das Prinzip, mehrere der Motoren 51 der verschiedenen Antriebsmodule durch eine gemeinsame Leistungsstufe 53 zu speisen. In Fig. 9 sind acht Motoren illustriert, wobei jeder Motor zu einem der Antriebsmodule 20 gehört und ein Synchronmotor ist, bspw. wie anhand Fig. 6 beschrieben mit einem Rotor mit mindestens einem Permanentmagneten 35. In der Ausführungsform von Fig. 9 sind je vier Motoren einer der beiden Leistungsstufen 53 zugeordnet und bilden so ein gemeinsames Motoren-Cluster - sie entsprechen quasi regelungstechnisch einem einzigen Motor. Im Betrieb laufen die Motoren mit gemeinsamer Leistungsstufe 53 per se synchron, indem in jedem der Motoren dasselbe Drehfeld erzeugt wird und die Rotoren dem Drehfeld folgen.

[0054] Die Steuerung für die Leistungsschalter in den Leistungsstufen 53 erfolgt durch ein gemeinsames Steuerungsmodul 52. Für die absolute Position umfasst dieses pro Leistungsstufe 53 einen Positionsgeber.

[0055] Bei der physischen Realisierung der Maschine und alternativ zur gezeichneten Konfiguration kann die Steuerung auch integraler Bestandteil der Leistungsstufen 53 sein.

[0056] In Ausführungsformen ist die Maschine eingerichtet, dass mittels des Steuerungsmoduls 52 die Drehzahl exakt vorgegeben und auch angezeigt werden kann. Die Siebeffizienz kann durch die Wahl der passenden Drehzahl optimiert werden.

[0057] In Fig. 9 ist schematisch eine Ein- und/oder Ausgabeeinheit 55 gezeichnet, über welche die Drehzahl eingestellt und von welcher sie abgelesen werden kann. In Fig. 9 ist die Ein- und/oder Ausgabeeinheit 55 schematisch als Rechner illustriert, der über eine Schnittstelle mit dem Steuerungsmodul kommuniziert. Es sind aber andere Lösungen denkbar, bspw. ein Bedienpaneel am Steuerungsmodul, ein Bedienelement (Schieberegler, Drehgriff etc.) mit Ablesemöglichkeit, etc.

[0058] Ein bereits vorstehend erwähnter Vorteil des erfindungsgemässen Ansatzes ist, dass die Anzahl und Anordnung der Siebstapel-Paare grundsätzlich frei konfigurierbar ist; auch eine ungerade Anzahl von Siebstapel-Paaren ist möglich.Figur 10illustriert eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Jedes der Bilder A-I stellt schematisch eine Anordnung von Siebstapel-Paaren 3, 4 dar und illustriert ausserdem mögliche Positionen von Befestigungsstrukturen 12 für eine Aufhängevorrichtung.

[0059] Gemäss Anordnung A kann eine Maschine nur ein einziges Siebstapel-Paar aufweisen. Anordnungen B-D zeigen 2, 3 bzw. 4 Siebstapel-Paare in einer Reihe angeordnet; auch längere Reihen sind denkbar. Anordnungen E-H beinhalten jeweils zwei Reihen von Siebstapel-Paaren. Man sieht auch, dass im Unterschied zum Stand der Technik im Wesentlichen kein Abstand zwischen benachbarten Reihen erforderlich ist, während im Stand der Technik das Antriebsmodul im Allgemeinen zwischen zwei Reihen vorhanden ist, weshalb diese einen grösseren Abstand voneinander haben müssen, wie das beispielsweise auch in Anordnung I der Fall ist. Anordnungen mit zwei (oder auch mehr) Reihen und mit grösseren Abständen zwischen den Reihen, wie in Figur I dargestellt - auch mit weniger oder mehr Siebstapel-Paaren pro Reihe als in Fig. 10 dargestellt - , sind jedoch auch eine Option bei Maschinen gemäss der vorliegenden Erfindung. Dann kann der Raum zwischen den Reihen bei Bedarf auf geeignete Art genutzt werden, da er kein von den Siebstapel-Paaren horizontal beabstandetes, grösseres Antriebsmodul benötigt, wie das bei Siebstapeln im Stand der Technik der Fall ist.

[0060] Viele weitere Anordnungen sind denkbar. Bspw. können bei einem Gestell wie in Fig. 3 dargestellt auch einzelne Positionen unbesetzt bleiben. Alternativ sind auch Anordnungen mit drei Reihen von Siebstapel-Paaren oder gar irreguläre Anordnungen denkbar, wenn die Aufhängung entsprechend angepasst ist.

Claims (14)

1. Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten, aufweisend eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Siebstapel-Paaren mit je einem oberen Siebstapel (3) und einem unteren Siebstapel (4), ferner aufweisend je ein Antriebsmodul (20) zwischen dem oberen und unteren Siebstapel (3; 4) einer Mehrzahl der Siebstapel-Paare, wobei die Antriebsmodule (20) je einen Elektromotor und ein durch diesen zu einer Drehbewegung antreibbares Schwunggewicht (23) aufweist.

2. Maschine nach Anspruch 1, die eingerichtet ist, die Schwunggewichte (23) der Antriebsmodule (20) synchron anzutreiben.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebsmodule (20) je eine relativ zu einem Grundkörper drehbare Welle (31) aufweisen, wobei die Elektromotoren je einen Stator (36) und einen Rotor (35) aufweisen und wobei der Rotor (35) drehfest mit der Welle (31) verbinden ist oder durch diese gebildet wird.

4. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektromotoren Synchronmotoren mit Permanentmagneten sind.

5. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebsmodule (20) je eine Mehrzahl von Durchlass-Kanälen (25) aufweisen, durch welche Anteile des Getreidemahlprodukts vom oberen Siebstapel (3) zum unteren Siebstapel (4) gelangen können.

6. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebsmodule (20) je ein Gehäuse (22) mit einem rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundriss aufweisen.

7. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend ein Gestell (11), in welchem die Antriebsmodule (20) aufgenommen sind.

8. Maschine nach Anspruch 7, wobei das Gestell (11) Befestigungsstrukturen (12) für eine Aufhängevorrichtung zum Aufhängen der Maschine aufweist, und wobei die oberen Siebstapel (3) direkt oder indirekt auf dem Gestell (11) aufliegen und die unteren Siebstapel (4) direkt oder indirekt am Gestell (11) aufgehängt sind.

9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Gestell elektrische Leitungen zum Versorgen der Elektromotoren der Antriebsmodule (20) aufnimmt.

10. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektromotoren (51) einer Mehrzahl der Antriebsmodule (20) von einer gemeinsamen Leistungsstufe (52) gespeist werden.

11. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, die eingerichtet ist, beim Start die Schwunggewichte in eine Richtung entgegen einer vorgesehenen Drehrichtung zu bewegen, bis sie an einem mechanischen Anschlag anstehen, und erst anschliessend in eine Drehbewegung in die vorgesehene Drehrichtung zu versetzen.

12. Maschine nach Anspruch 11, wobei der mechanische Anschlag durch ein Pendelelement gebildet wird, welches bei einer Drehbewegung des Schwunggewichts in die vorgesehene Drehrichtung von einer Grundposition in eine ausgelenkte Position ausgelenkt wird, in welch ausgelenkter Position es die Drehbewegung nicht behindert.

13. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Drehzahl der Schwunggewichte (23) wählbar ist und wobei die Maschine eingerichtet ist, dass die Drehzahl abgelesen werden kann.

14. Verfahren zum Betreiben einer Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schwunggewichte der Antriebsmodule in eine synchrone Drehbewegung versetzt werden, während eine Einheit mit den Siebstapeln und den Antriebsmodulen so gelagert sind, dass sie zu kreisenden horizontalen Schwingungen fähig sind.