DE2913962C2 - Schwingförderer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingförderer mit einem auf einen Förderkessel wirkenden elektromagnetischen Schwingungsantrieb, mit einem die mechanische Schwingung des Förderkessels ermittelnden elektromagnetischen Schwingungsaufnehmer und mit einer die Schwingungsamplitude auf einen Sollwert regelnden Regelvorrichtung.

Derartige Schwingförderer werden zumeist dazu verwendet, in Fertigungsanlagen ungeordnet vorliegende Einzelteile in bestimmter Ausrichtung zu einer Fertigungsstation zu fördern. Dazu werden im allgemeinen zylindrische Förderkessel verwendet, an deren Kreisumfang die Einzelteile vom Grund des Förderkessels über eine schraubenförmig ansteigende Bahn nach oben gefördert und damit mittels geeigneter Schikanen in eine gewünschte Ausrichtung gebracht werden.

Bei relativ großen Schwingförderern ist die Schwingungsamplitude und damit die Fördermenge sehr stark abhängig vom Füllgewicht, wodurch eine starke Abhängigkeit der Schwingungsamplitude vom Füllgrad des Förderkessels besteht. Bei konstanter Schwingungsleistung nimmt die Schwingungsamplitude bei allmählicher Leerung des Förderkessels zu. Als Folge davon springt das Fördergut in Vertikalrichtung und kann nicht mehr gefördert werden. Diese Schwierigkeit kann dadurch überwunden werden, daß man das Eigengewicht des Förderkessels so groß macht, daß sich das bei allmählicher Kesselentleerung abnehmende Füllgutgewicht auf die Schwingungsamplitude praktisch nicht auswirkt Derart schwere Förderkessel sind nicht nur an sich teuer, sondern erfordern auch eine beträchtliche Antriebsleistung und damit große und teure Schwingungsantriebe.

in In der Praxis geht man daher meist zwei andere Wege. Entweder wird der Förderkessel durch Auffüllen in relativ kurzen Zeitabständen in einem etwa konstanten Füllzustand gehalten. Oder der Schwingförderer ist mit einer manuell betätigbaren Einstellvorrich-

if tung versehen, mit der die Schwingungsleistung nach dem Füllen des Förderkessels auf einen relativ hohen Wert und bei allmählicher Fördergutentleerung in bestimmten Zeitabständen immer niedriger eingestellt wird. Beide Wege erfordern jedoch die Aufmerksamkeit und das Eingreifen einer Bedienungsperson, führen somit zu relativ hohen Dauerkosten.

Aus der CH-PS 5 40 175 ist noch bekannt hier eine Verbesserung mit einer elektronischen Regelvorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Schwingungsamplitude und damit die Förderleistung des Schwingförderers auf einem vom Füllungsgrad des Förderkessels unabhängigen Wert gehalten wird. Als recht problematisch erweist sich dabei jedoch die Anordnung des die Schwingungsamplitude ermittelnden Schwingungsaufnehmers, mit dessen Hilfe das Ist-Signal für den Regelvorgang gewonnen wird. So ist bei der bekannten Vorrichtung in einer feststehenden Grundplatte, an der die den Förderkessel schwingfähig tragenden, gegenüber der Vertikalen geneigt angeordneten Schwingfe-

j5 dem befestigt sind, ein unter dem Förderkessel nach oben ragender Bolzen befestigt, der an seinem oberen Ende mit einem Bolzenkopf versehen ist auf dem ein piezoelektrischer Wandler als Schwingungsaufnehmer befestigt ist

Da man den Förderkessel am Kesselumfang in Tangentialschwingungen versetzt, kommt es durch die Schwingfedern, die gegenüber der Vertikalen geneigt sind, neben den Tangentialkomponenten zu relativ starken Vertikalkomponenten der mechanischen Schwingung. Mit dem piezoelektrischen Schwingungsaufnehmer des bekannten Schwingförderers ist nur eine dieser beiden Schwingungskomponenten erfaßbar. Außerdem führt das Auftreten der anderen Schwingungskomponente zu mechanischen Problemen.

In der CH-PS 5 40 175 ist auch noch die Möglichkeit der Verwendung eines elektromagnetischen oder optischen Wandlers erwähnt. Wie die konstruktive Ausgestaltung und Anordnung solcher Wandler aussehen kann, ist nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingförderer der eingangs angegebenen Art verfügbar zu machen, mit dem Schwingungen mit mehr als einer Richtungskomponente in einfacher Weise verarbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Schwingförderer dadurch gelöst, daD als Schwingungsaufnehmer ein Feldplattenfühler vorgesehen ist, zwischen dem und einer ihn nicht berührenden weichmagnetischen Eisenfahne bei schwingendem Förderkessel eine

hi Relativbewegung auftritt, wobei die Eisenfahne so angeordnet ist, daß sich ihr freies Ende bei in Schwingungen versetztem Förderkessel vor der die Feldplatte aufweisenden Stirnfläche des Schwingungs-

3ufnehmers vorbeibewegt,

Feldplatten, über die beispielsweise im »Handbuch der Elektronik« auf den Seiten 687 bis 700 berichtet ist, sind Halbleiterbauelemente, die unter dem Einfluß eines Magnetfeldes ihren Wirkwiderstand ändert Sie eignen sich gemäß dieser Druckschrift zur Messung der magnetischen Feldstärke oder von Verschiebungen und mechanischen Schwingungen. Sie sind in der Steuerungs- und Regelungstechnik als Lagefühler einsetzbar. Ihr Einsatzbereich ist dem von Hallgeneratoren ähnlich.

Für Hallgeneratoren ist es aus »Bauelemente der Halbleiter-Elektronik« von R. Müller, Springer-Verlag 1973, Seiten 182 bis 189 bekannt, eine berührungsfreie Signalgabe durch eine bewegte Eisenschiene zu bewirken.

Der erfindungsgemäße Einsatz eines Feldplattenfüh-Iers, dessen Magnetfeld von einer ihn nicht berührenden Eisenfahne beeinflußt wird, die gegenüber dem FeIdplattenfühler eine Relativbewegung im Rhythmus der Schwingung des Förderkessels durchführt, führt zu beträchtlichen Vorteilen. Durch die berührungslose Schwingungsaufnahme kann es zu keinerlei mechanischen Schwierigkeiten bei der Schwingungsübertragung kommen. Die Schwingungsübertragung dämpfende Maßnahmen, wie sie bei der Verwendung von 25' piezoelektrischen Wandlern zu deren Schutz nötig sind, sind im vorliegenden Fall nicht erforderlich. Daher ist die Regelung auch sehr kleiner Schwingungsamplituden möglich. Aufgrund der berührungslosen Schwingungsübertragung ist außerdem eine sehr einiache und 3η unproblematische Nullpunkteinstellung des Schwingungsaufnehmers möglich. Vertikale Absenkungen eines in Tangentialschwingungen versetzten Förderkessels, sei es aufgrund einer vertikal gerichteten Schwingungskomponente oder aufgrund einer Änderung des Fördergutgewichtes, sind im vorliegenden Fall unproblematisch. Je nach relativer Positionierung von Feldplattenfühler und Eisenfahne kann man von einer zweidimensionalen Schwingung entweder beide Schwingupgskomponenten erfassen oder eine Unempfindlichkeit der Schwingungsaufnahme gegenüber einer Schwingungskomponente erreichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schwingförderers sind in den Unteransprüchen angegeben. Eine Nullpunkt-Feineinstellung des Schwingungsauf-nehmers ist auf sehr genaue und technisch einfache Weise möglich, wenn man die Eisenfahnc bandförmig ausbildet und eines ihrer Enden in einem feststehenden Abstand vom Förderkessel befestigt, während das andere Ende, das sich bei ruhendem Förderkessel und bei richtiger Nullpunktstellung in der Mitte de^r Stirnseite des Feldplattenfühlers befindet, gegen die Kraft einer vom Förderkessel wegdrückenden Feder in veränderlich einstellbarem Abstand vom Förderkessel gehalten wird. 5ί

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung des Schwingförderers mit Regelvorrichtung;

Fig.2 eine Vorrichtung zur Feineinstellung einer Schwingungsaufnahmeanordnung des in F i g. 1 gezeigten Schwingförderers;

Fig.3 eine weitere Vorrichtung zur Feineinstellung einer Schwingun.gsaufnahmeanordnung des in F i g. 1 hi gezeigten Schwingförderers;

Fig.4 eine Haltevorrichtung für eine Eisenfahne der in F i g, 3 gezeigten Art in Seitenansicht;

Fig.5 eine Haltevorrichtung wie in Fig.4, jedoch zur nachträglichen Montage am Schwingteller eines Förderkessels; und

Fig.6 eine Teil-Seitenansicht der in Fig.2 dargestellten Schwingungsaufnahmeanordnung, ohne Halterungsblock 37.

In F i g. 1 ist schematisch ein Teil eines Förderkessels 11 gezeigt, der am Umfang mit mindestens einer mit dem Förderkessel 11 starr verbundenen Lasche 13 aus magnetischem Material versehen ist Die Lasche 13 kann beispielsweise eine von mehreren bandartigen Schwingfedern sein, mit denen der Schwingkessel 11 schwingfähig auf einer feststehenden Grundplatte befestigt ist Zur Unterstützung einer Tangentialschwingung des Förderkessels 11 können diese Schwingfedern gegenüber der vertikalen geneigt sein.

Auf die Lasche 13 aus magnetischem Material wirkt ein elektromagnetisch wirkender Erregermagnet 12 ein, mit dessen Hilfe der Förderkessel 11 in Schwingungen versetzt wird. An der Lasche 13 ist eine Eisenfahne 15, vorzugsweise aus weichmagnetisciüm Material, befestigt, die eine rolche Steifigkeit aufweist, daß sie die Bewegungen der Lasche 13 praktisch ohne Eigenschwingungen mitmacht Die Eisenfahne 15 ist beispielsweise bandförmig ausgebildet

Vor dem freien Ende der Eisenfahne 15 ist in dichtem Abstand ein Schwingungsaufnehmer in Form eines Feldplattenfühlers 17 angeordnet und zwar derart, daß sich das freie Ende der Eisenfahne 15 bei in Schwingungen versetztem Förderkessel 11 vor derjenigen Stirnfläche des Schwingungsaufnehmers vorbeibewegt welche die Feldplatte aufweist Die Widerstandsänderung der Feldplatte aufgrund der am Feldplattenfühler 17 vorbeischwingenden Eisenfahne 15 wird in ein Strom- oder Spannungssignal umgewandelt das mit Hilfe eines Verstärkers 19 verstärkt und mit Hilfe eines Spitzenwertgleichrichters 21 in eine Gleichspannung verwandelt wird. Diese stellt den Istwert der Schwingungsamplitude des Förderkessels 11 dar.

Mit Hilfe eines Sollwertgebers 23 kann der Sollwert der Schwingungsamplitude des Förderkessels 11 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Mit Hilfe einer Vergleichseinrichtung 25 wird ein Sollwert-Istwert-Vergleich durchgeführt Das daraus resultierende Ausgangssignal der Vergleichseinrichtt'ng 25 beeinflußt ein Stellglied 27, mit dessen Hilfe die dem Elektromagneten 12 zugeführte Erregerleistung so lange geändert wird, bis die vom Schwingungsaufnehmer festgestellte Schwingungsamplitude des Förderkessels 11 mit der am Sollwertgeber 23 eingestellten gewünschten Schwingungsamplitude übereinstimmt

Fig.2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Eisenfahne 15 und eine Vorrichtung, mit welcher sich die Ruhelage der Eisenfahne 15 gegenüber dem Feldpiattenfühler 17 genau einstellen läßt. Die Eisenfahne 15 weist die Form eines Bandes auf, dessen Enden 15a und i5b gegenüber dem Mittelteil 15c der Eisenfahne 15 in verschiedenen Richtungen stumpfwinklig abgebogen sind, so daß beid» Enden 15a und 156 in verschiedenen, parallelen Ebenen liegen. Das in F i g. 2 obere Ende 15a der Eisenfähne 15 ist mit Hilfe eines SchfäübbölzenS 29 unter Zwischenschaltung einer Distanzhfilst 31 in einem festliegenden Abstand vom Förderkessel 11 befestigt. Das in Fig.2 untere Ende 156 der Eisenfahne 15 ist unterhalb der unte sn Biegungsstelle der Eisenfahne 15 mit Hilfe eines Schraubbo'fzens 33 am Förderkessel 11 gehalten. Dabei wird das untere Ende 156 von einer starken Schraubenfeder 35 vom Förderkessel 11

weggedrängt.

Das untere Ende 15t>der Eisenfahne 15 befindet sich über derjenigen Stirnfläche des Feldplattenfühlers 17, welcher die Feldplatte benachbart ist. Dabei ist der Feldplattenfühler 17 mit Hilfe eines Halterungsblocks -. 37 derart an einer Grundplatte 39 befestigt, daß zwischen der Stirnfläche des Feldplattenfühlers 17 und der dieser Stirnfläche benachbarten Kante der bandförmigen Eisenfahne 15 ein schmaler Luftspalt von beispielsweise 0,4 mm aufrechterhalten wird (F i g. 6). in

Zur Feineinstellung der Eisenfahne 15 wird eine auf dem Gewinde des Schraubbolzens 33 befindliche Gegenmutter 41 gelöst und der Schraubbolzen 33 so lange in der einen oder der anderen Drehrichtung gedreht, bis sich das untere Ende 156 der Eisenfahne 15 ι > über der Mitte der Stirnfläche des Feldplatlenfühlers 17 befindet.

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine bandartige gerade Eisenfahne 15' mit Hilfe einer Haltevorrichtung 43 am Schwingteller 45 eines Förder- :n kesseis 11 befestigt ist. An ihrem vom Feldplattenfühler 17 entfernten Ende ist die Eisenfahne 15' mit einem Schraubbolzen 29' festgelegt. Wie im Fall der Ausführungsform nach F i g. 2 wird die Eisenfahne 15' zwischen ihren beiden Enden gegen die von der y> Haltevorrichtung 43 wegdrängende Kraft einer starken Feder 35' mit einer Justierschraube 33' mit Konterung an der Haltevorrichtung 43 festgehalten. Durch Verstellen der Justierschraube 33' kann die Position des freien Endes der Eisenfahne 15' gegenüber dem Feldplattenfühler 17 eingestellt werden. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Feldplattenfühler 17 mit Hilfe eines Halterungsblocks 37 an einer Grundplatte 39 festgehalten.

Die Haltevorrichtung 43 kann einstückig am Schwingteller 45 angeformt sein, wie es F i g. 3 und die die Haltevorrichtung 43 in Seitenansicht zeigende F i g. 4 darstellen. Die Haltevorrichtung 43 kann jedoch auch nachträglich am Schwingteller 45 befestigt werden, wie es F i g. 5 zeigt, und zwar dann, wenn ein Schwingförderer nachträglich mit einer erfindungsgemäOen Regelvorrichtung versehen werden soll. In beiden Fällen ist die Haltevorrichtung 43 winkelförmig ausgebildet, wobei ein Schenkel am Schwingteller 45 anliegt und an seinem freien Ende das vom Feldplattenluhier 17 entfernte Ende der Eiseniahne i5' iesmäii, und wobei in den anderen vom Schwingteller 45 wegstehenden Schenkel eine Justierschraube 35' geschraubt ist, die die Eisenfahne 15' im Bereich zwischen ihrem festliegenden Ende und ihrem freitragenden Ende entgegen der Kraft einer Feder 35' in einstellbarem Abstand von dem vom Schwingteller 45 abstehenden Schenkel der Haltevorrichtung 43 hält.

Hierzu 3 Mlatt Zcidiiumücn

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schwingförderer mit einem auf einen Förderkessel wirkenden elektromagnetischen Schwingungsantrieb, mit einem die mechanischen Schwingungen des Förderkessels ermittelnden elektromagnetischen Schwingungsaufnehmer und mit einer die Schwingungsamplitude auf einen Sollwert regelnden Regelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungsaufnehmer ein Feldplattenfühler (17) vorgesehen ist, zwischen dem und einer ihn nicht berührenden weichmagnetischen Eisenfahne (15) bei schwingendem Förderkessel (11) eine Relativbewegung auftritt, wobei die Eisenfahne (15) so angeordnet ist daß sich ihr freies Ende (i5b) bei in Schwingungen versetztem Förderkessel (11) vor der die Feldplatte aufweisenden Stirnfläche des Schwingungsaufnehmers, vorbeibewegt

2. Schwingförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Eisenfahne (15) bandförmig ausgebildet ist und bei ruhendem Förderkessel (11) mit einer ihrer Schmalseiten dicht über der Mitte des Feldplattenfühlers (17) gehalten wird.

3. Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet daß der Feldplattenfühler (17) ortsfest und die Eisenfahne (15) am schwingfähigen Förderkessel (11) befestigt ist

4. Schwingförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Eisenfahne (15) an ihrem vom Feldplattenfühler (17) entfernten Ende unveränderbar und an ihrem Mittelteil (15c^ in einstellbarem Abstand am Förderkessel (11) festgelegt ist wobei das über der-.r Feldplattenfühler (17) befindliche Ende (lSfc/iireUragend gehalten ist

5. Schwingförderer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (15a, \5b) der Eisenfahne (15) in unterschiedlichen, parallelen Ebenen liegen und daß die Eisenfahne (15) gegen die vom Förderkessel (11) wegdrängende Kraft einer Feder (35) einstellbar gehalten wird.