震荡输送器的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的震荡输送器。

背景技术：

在很多工业分支中使用这样的震荡输送器用于所有可行的材料，只要所述材料完全能够通过震荡输送器来输送。在此，可倾注的材料被输出到输送元件上，大多输出到输送沟槽上，所述输送沟槽然后实施具有相应的返回移动(rücklauf)的循环的向前/向上运动、即震荡，由此，材料的各个颗粒以一投射角度向前并且同时稍微向上投射。输送元件在颗粒又安放在所述输送元件上之前实施返回移动，从而能够借助下一个向前/向上运动将颗粒更进一步地输送。在小偏移的情况下，还能够通过在向前和返回移动时的摩擦差向前输送。

震荡输送器相应地具有震荡性的载体组件用于安放在所述载体组件上的、例如根据材料或其它的标准设计的、能够更换的输送元件，其中，载体组件通过驱动组件被置于期望的震荡中。

震荡输送器，尤其这样的具有输送沟槽的震荡输送器能够是难以设计的，很大程度上根据经验的认知进行制造并且在试验中与待输送的材料相关地来调准频率和投射角度。一些构思如期望的那样起作用，另一些构思则显示差的输送度而在具体的情况下不能够认清对此的原因。

已知的震荡输送器的缺点涉及在输送元件或输送沟槽的端部处输出的质量流的时间延迟的能够调节性，所述质量流在没有调节的情况下或多或少地经常稍微偏移，这应该是因为输送元件的不规律的填充或因为其它的影响，这尤其在测量重力的计量(gravimetrischendosierung)的情况下(当震荡输送器布置在秤上时)是有问题的，但是在测量体积的计量中也产生问题。

图1a示意性地并且示例性地示出根据现有技术的震荡输送器1，所述震荡输送器在底座2上通过支承组件、在此为弹性的脚部或支架3a、3b支承。能够看出的是用于载体组件5的驱动单元4，在所述载体组件上又布置有在此构造为输送沟槽6的输送元件，所述输送元件通过填充通道7在所述输送元件的后部的区段8a处以散装货物9(例如谷物、制药学的产品、所有类型的塑料颗粒和粉末或所有类型的金属材料等等)进行装载。通过载体组件5的震荡运动，输送沟槽6一同震荡，从而将散装货物9'在输送沟槽6的前部的区段8b的端部处从震荡输送器1中送出。

驱动单元4具有震荡驱动器10，所述震荡驱动器在所示出的实施方式中构造为交流电流流经的线圈，所述线圈在运行中构造周期性的磁场并且因此作用于磁体11，所述磁体又布置在载体组件5处并且使所述载体组件运动。板片弹簧12a和12b形成用于载体组件5的驱动杆，在投射角度方面稍微倾斜并且通过震荡驱动器10被置于通过双箭头13a、b表明的震荡的运动中，从而载体组件5通过其相对于驱动单元4的底板14的循环的平行移位实施震荡振动，所述震荡振动相应于通过双箭头13a、b的方向给出的投射角度沿输送方向x产生输送货物或散装货物9的质量流参见坐标系15，所述坐标系的x轴线沿输送方向示出并且所述坐标系的y轴线竖直地向上示出。由此，投射方向具有向前沿x方向和向上沿y方向的分量。

驱动单元4具有如下运行频率，所述运行频率在根据图1(也就是说具有板片弹簧)的驱动单元的情况下优选地但是不强制地相应于驱动单元4的共振频率，从而板片弹簧12a、12b以其根据驱动单元4的构造存在的共振频率振动。然而备选地，驱动单元还能够具有机械的驱动器，从而不存在共振频率，那么所述驱动单元以运行频率运行。

得出如下震荡输送器，所述震荡输送器具有在运行中产生震荡运动的驱动单元4和布置在驱动单元处的输送元件，其中，驱动单元4具有用于输送元件的载体组件，所述输送元件通过区段(8a)支承在载体组件5处并且具有自由延伸的区段8b。

根据申请人的关于这样一个震荡输送器作为整体的特性的模拟，图lb示出关于散装货物在常规的震荡输送器1(图1)的输送沟槽6中的流动的两个线图20和25，其中，示出散装货物9'在输送沟槽6的区段8b(图1)的前部的端部处的流动。图2的线图尤其示出在提高输送率(以质量流从大约0.012kg/s增高到0.031kg/s)时的情况。

在线图20中，曲线21关于以秒(s)的时间示出散装货物9'(如上面所提到的那样在输送沟槽9的前部的端部8b处，参见图1)沿输送方向x(图1)的速度vx。在时间区段22中，震荡输送器以较低的输送量运行。在时间t＝1s时，输送率的提高通过提高震荡运动的振幅来进行，其中，散装货物速度vx(方向平行于输送沟槽6)实际上无滞后地从至今的速度(区段22)升高到在时间区段24中的新的、稳定的速度，参见在时间区段23中的跃变点，在所述时间区段23中发生速度vx到新的值的改变。

线图25示出散装货物9'在输送沟槽6的前部的端部8b处的沿输送方向x(坐标系15，参见图1)的以kg/s的质量流在提高输送量之前(时间区段22)，质量流实际上是恒定的。然而在时间t＝1s时提高输送量之后，质量流仅仅缓慢地上升并且才逐渐稳定，结果是，时间区段27持续大约3.5s，在所述时间区段27中发生质量流的改变。在时间区段28中，质量流稳定在新的值上。仅仅缓慢地改变的质量流意味着至少在时间方面的差的能够调节性。

根据申请人的认知，质量流关于输送沟槽9的长度的特性是针对根据图1a的震荡输送器的差的能够调节性的原因。

分析示出，对此考虑两个原因：首先，震荡输送器1由于震荡运动绕其必要地弹性的支架3a和3b倾斜，这导致，输送沟槽不仅实施在箭头13a和13b(图1)的方向上的平移的震荡运动，而且实施相应于倾斜运动的旋转，通过双箭头17表明。所述旋转又导致，投射角度关于输送沟槽的长度发生改变，因为输送沟槽6由于旋转不是始终保持水平地取向，而是由于旋转还处于倾斜。由此，散装货物的速度关于输送沟槽6的长度也发生改变，从而相应于输送沟槽6的当前的旋转(并且只要所述旋转继续存在)形成关于其长度的局部的材料高度差)。如果输送沟槽的旋转由于震荡振动的改变的振幅发生改变，那么局部的材料堆积被重新堆叠，从而在几秒钟之后才产生新的、稳定的质量流。

其次，根据输送沟槽6的构造，所述输送沟槽的自由延伸的区段8b倾向于在图1a的平面中振动，从而区段8b的前部的端部相对于载体组件5上下运动，参见在图1a中的双箭头16：自由延伸的区段8b的前部的端部沿y方向相对于载体组件5和支承在所述载体组件上的后部的区段8a上下振动，输送沟槽6周期性地向上和向下挠曲。根据申请人的认知，所述弯曲振动不仅是旋转(双箭头17)的结果，而且即使在稳定地支承的旋转输送器中也能够出现。但是，振动的类型取决于输送沟槽本身的结构类型并且取决于相应地在其中输送的材料。

竖直地振动的输送沟槽6的效果具有能够与在输送沟槽的旋转的情况下对比的作用：由于输送沟槽的挠曲，投射角度关于所述输送沟槽的长度不是恒定的，形成局部的材料堆积，所述材料堆积又导致质量流的差的能够调节性。根据输送沟槽的构造，这样的振动能够微弱地突出并且由此不太相关或非常突出并且由此高度相关。因此，当震荡输送器的倾斜不存在，而所述震荡输送器的输送元件由于其具体的构造本身陷入到振动中(所述振动导致伴随着改变的投射角度的变形)时，针对震荡输送器的由于弹性的支承件3a、3b(图1a)的倾斜或旋转而制成的根据图1b的线图也是有说服力的或能够转移到所述情况上。

在wo2017/158496中已经提出，通过驱动组件的几何结构(震荡输送器的构件结合被引导的支承件的重心的位置)的合适的构造来避免震荡输送器的通过震荡运动引起的倾斜。此外已经提出，板片弹簧或产生震荡运动的杆的铰接点如下地进行移位，使得代替单纯地平移的震荡运动将翻滚运动强加于载体组件，所述翻滚运动应该补偿输送沟槽6的自由伸延的区段8b相对于载体组件5的不期望的竖直振动。

不利的是这样一个震荡输送器，即质量流的能够调节性虽然得到了改善，但是出乎意料地难以保持。根据申请人的认知，具有能够调节的铰接点的载体组件的相应的构造还总是导致输送沟槽的挠曲，因为翻滚运动导致后部的区段8a被倾斜地放置，而前部的区段8b过渡或应该过渡到水平的取向中，其中，所述前部的区段然后根据震荡运动的振幅以不同的弯曲进行振动。由此，投射角度关于长度不是恒定的并且根据输送量发生改变，这又导致局部的材料堆积，所述材料堆积在改变的输送量的情况下能够根据运行状态发生改变并且消极地影响能够调节性。此外，正确的调整在生产线(linie)中运行的震荡输送器的具体的情况下是消耗的并且困难的，例如对此还因为必须预料到所有的运行状态和可行的输送沟槽并且必须在铰接点的机械的调节中进行设置。

技术实现要素：

相应地，本发明的任务是提供一种经改善的具有短的调节时间的震荡输送器。

所述任务通过具有权利要求1的表征性的特征的震荡输送器来解决。

通过设置有作用于输送元件本身的弹簧弹性的振动组件用于维持恒定的投射角度，有很简单的结构供使用，所述结构形成具有输送元件的单元并且因此能够容易地针对最不同的、还很长的或很有弹性的输送元件与不同的散装货物相协调。这还涉及如下输送沟槽，所述输送沟槽如今还没有被使用，但是能够由生产线运行者期望用于相应的生产线。此外，振动组件允许，将投射角度关于输送元件的整个长度保持在窄的范围中，这允许质量流的很快速的能够调节性。

另外的优选的实施方式具有从属权利要求的特征。

附图说明

在下面，根据图还稍微更详细地描述本发明。

其中：

图1a示出现有技术的震荡输送器的示意性的图示，

图1b示出关于在根据图1的现有技术的震荡输送器中的散装货物的流动的两个线图，分别在改变输送量之前和之后，

图2示出针对根据本发明改进了的震荡输送器的视图，

图3a和3b示出关于谐波振动的相位移位和振幅的线图，以及

图4示意性地示出针对图2的震荡输送器的另外的实施方式的视图。

具体实施方式

图2示出根据本发明的震荡输送器30的实施方式的视图，所述震荡输送器的基本结构相应于图1a的基本结构，其中，构造为输送沟槽31的输送元件在其自由延伸的区段8b处具有振动组件32。在所示出的实施方式中，所述振动组件具有质量33，所述质量通过构造为弹簧弹性的舌形件34的弹簧组件借助固定组件35相对于输送沟槽6能够运动地固定在其处并且形成弹簧弹性的摇摆件。

通过载体组件5的平移的震荡运动(箭头13a和13b)，在震荡输送器30的运行中输送沟槽31的区段8b相应地一同运动，由此质量33相对于输送沟槽6并且相对于驱动组件4在准确的协调的情况下然而如下地陷入到通过双箭头36示出的振动中，使得前部的区段8b仅仅还实施根据箭头13c的平移运动，也就是说，输送沟槽31沿双箭头16(图la)的方向的弯曲基本上或完全不发生。由此，减少或防止投射角度关于输送沟槽31的长度的改变。

在此，输送沟槽31、振动组件32和驱动组件4各具有共振频率(在驱动组件4的情况下可能具有运行频率)，所有的共振频率与彼此不同。通常是这样的，即待硬地进行构造的输送沟槽31的共振频率高于驱动组件的共振频率，所述驱动组件的共振频率在现有技术的许多震荡输送器中处于60hz的范围中。那么，根据本发明如下地设计振动组件32，使得所述振动组件的共振频率低于驱动组件4的共振或运行频率。而就此而言应该注意的是，根据本发明，现在还能够应用软的输送沟槽或非常规长的输送沟槽，如这根据生产线的构思在具体的情况下本身会能够期望的那样，但是因为差的能够调节性(不会已知对于此的精确的原因)不能够被设置。

图3根据针对弹簧质量系统的被迫的谐波振动的本身已知的线图40、41示出输送元件6和振动组件32的特性。输送元件、同样振动组件32呈现这样的弹簧质量系统。线图40、41示出根据弹簧质量系统的阻尼(从d＝0.01至d＝1)的不同的曲线。就此而言应该注意的是，输送元件和振动组件的阻尼能够没有问题地保持很低，从而运行点或运行区域(对此参见下面)处于最陡的曲线上或附近。

在这两个线图40、41的水平轴线上绘出(abgetragen)比例也就是说，弹簧质量系统(在此为输送沟槽6和振动组件32)的激励频率ω相对于共振频率ω0的比例。在竖直轴线上，在线图40中绘出比例也就是说，弹簧质量系统的所引起的振幅sr相对于起激励作用的振幅sa的比例，在线图41中绘出在弹簧质量系统的起激励作用的振动与由此所激励的振动之间的相位移位在此，相位移位为其中，d为阻尼因数并且

载体组件5(图2)在运行中以其运行频率振动，也就是说，相应地其前部的区段8b相对于后部的区段8a也以所述运行频率振动以及摇摆质量33相对于前部的区段8b也以所述运行频率振动。结果是，所有的构件以相同的频率振动，并且一个构件激励下一个构件做振动，也就是说，后部的区段8a激励前部的区段8b并且所述前部的区段然后激励摇摆质量33。也就是说，起激励作用的振动ω始终相应于载体组件5的运行振动，而根据本发明，输送元件或振动组件32的共振频率ω0与所述运行振动不同。

如果输送沟槽具有例如为120hz的共振频率，也就是说，所述共振频率高于载体组件5的运行频率(例如60hz，参见上面)，对于输送沟槽6的振动，比例为[没有划掉]，参见在线图40中的运行区域45(精确的运行点取决于输送沟槽的阻尼)。关于线46能够看出的是，前部的区段8b或其前部的端部的相位相对于后部的端部8a(在与载体组件5的连接的位置处)处于附近，参见区域47，后部的区段8a的相位与载体组件5相比为0°，因为其刚性地与载体组件5连接(刚性的连接导致ω0＝∞，也就是说)。(在所示出的根据图2或4的实施方式中，在驱动组件10的线圈与磁体11之间的驱动力与载体组件5之间的相位为-90°，所述力在共振情况下提前90°或π/2。)

如果振动组件32具有例如为30hz的共振频率，也就是说，所述共振频率低于载体组件5的运行频率(例如60hz，参见上面)，比例为参见在线图40中的运行区域42(精确的运行点取决于输送沟槽的阻尼)。关于线43能够看出的是，摇摆质量33的相位44相对于前部的端部8b(在与在沟槽35处的固定部的连接的位置处)处于附近，参见区域44。

在这种情况下，摇摆质量33近似或以推拉的方式(imgegentakt)振动到输送沟槽6的前部的端部，结果是，所述摇摆质量通过弹簧弹性的舌形件34将横向力和弯矩导入到输送沟槽中，所述横向力相反于所述输送沟槽的当前的挠曲，从而在振动组件33与输送元件6的合适的协调的情况下使所述挠曲减小或消失。这又意味着，投射角度关于输送元件的长度不太或不发生改变，也就是说，引起质量流的快速的能够调节性。

得出的是，在输送元件(6)的前部的区段(8b)处设置有弹簧弹性的振动组件，所述振动组件如下地布置和构造，使得所述振动组件关于驱动组件的振动以与输送元件的相位移位相反的相位移位进行振动。根据输送元件或振动组件的阻尼，所述相位移位为180°或处于180°附近，然而是如此大的，使得根据本发明的震荡输送器的能够调节性相对于没有振动组件的实施方式得到改善。

如果输送元件应该具有低于载体组件6的频率的共振频率，那么在线图40中的运行区域42、45互换。但是一如既往地，输送元件和振动组件原则上以推拉的方式振动，从而使输送元件的挠曲减小或消失。

进一步得出的是，输送元件6和振动组件32的固有频率与载体组件4的运行频率不同并且相对于所述运行频率固有频率中的一个是较高的，另一个是较低的。然而优选地，输送元件的固有频率高于振动组件32的固有频率。输送元件，尤其当其构造为输送沟槽时，仅仅由于所述输送元件的沟槽形的横截面，通常关于竖直方向y已经能够容易地相对硬地进行构造，这导致相对高的共振频率。但是另一方面还是这样的，即在较长的输送元件的情况下，能够与相应的材料组合地给出处于运行频率之下的共振频率。在此应该注意的是，借助于本发明能够考虑具有比至今在输送量的调节方面已经是这种情况较大的长度的输送沟槽或输送元件。

如在图2中所示出的那样，振动组件32优选具有摇摆质量33和弹簧弹性的振动组件34，所述摇摆质量通过所述振动组件固定在输送元件6处。在此，进一步优选地，弹簧弹性的振动组件构造为板片弹簧或棒形的弹簧34，其平行于输送元件的输送方向进行布置。

输送元件、例如输送沟槽6的振动特性是复杂的，对此还因为震荡振动沿两个方向(x和y，参见图la)进行。因为输送沟槽6沿x方向是硬的，所以几乎没有得出自由的区段8b的前部的端部的沿x方向的振动分量，而是基本上仅仅得出沿竖直的、也就是说沿y方向的振动，也就是说上面所提到的弯曲振动。对于摇摆质量32，这尽管如此意味着，所述摇摆质量在椭圆形的轨道上运动并且所述运动沿x方向能够具有影响。虽然根据本发明已经还有输送元件和振动组件在运行频率方面的第一、标准化的协调已经是有利的并且输送元件的竖直的弯曲振动(仅仅)被降低，但是在具体的情况下精细协调能够是值得期待的，尤其在药理学的散装货物的情况下。根据本发明，所述精细协调能够简单地实行：摇摆质量33的例如在振动组件32中很容易实行的更换或弹簧34的加长或缩短允许如下具有低消耗的精细协调，使得输送元件的弯曲振动几乎或完全被抑制。例如在弹簧34的长度改变的情况下，振动组件的共振频率发生改变，从而其振幅发生改变，对此参见图3的线图40。由此，振动组件32的振幅能够如下地与输送元件相协调，使得所述输送元件的弯曲振动基本上消失。

申请人的模拟已经得出如下结果：

这示出，根据本发明的组件能够如下地相协调，使得输送元件的弯曲振动的影响实际上消失。

用于散装货物的速度/高度的模拟的改变的值基于关于沟槽的长度的投射角度，在震荡运动(在图2和4中的箭头13a、b)的情况下，输送沟槽6沿x方向的移位始终被假定是恒定的，而前部的区段8b的端部相对于后部的区段8a的沿y方向的移位在没有摇摆组件32的情况下显著发生改变，参见上面。在模拟中，散装货物在前部的区段的端部处在没有振动组件的情况下由于投射角度改变90.3％已经变得较快，材料速度升高51％，其中，材料高度相应地下降了51％。所述改变导致变差的能够调节性，参见上面对图2的描述。根据本发明，现在进行仅仅以0.44％(代替51％)的改变，由此存在有改善的、也就是说基本上不延迟的能够调节性。

图4示意性地示出震荡输送器50的实施方式，所述震荡输送器相应于图2的震荡输送器，然而具有用于振动组件51的自动的协调的机构。示出具有调节单元52的震荡输送器50的控制器60，所述调节单元通过数据线路53、54与用于后部的区段8a的竖直运动的后部的传感器55和用于自由的区段8b的竖直运动的前部的传感器56连接以及通过数据线路57与用于板片弹簧59的伺服驱动器58连接。

调节单元52通过传感器55探测载体组件5或输送沟槽6的后部的端部的震荡运动的竖直的分量并且通过传感器56探测输送沟槽6的前部的端部的震荡运动的竖直的分量。如果所述分量与彼此以预设的、存储在控制器60中的阈值偏差时，调节单元52生成校正信号用于伺服驱动器58，所述伺服驱动器由此将板片弹簧59稍微拉入(也就是说缩短)或移出(也就是说增长)，参见双箭头62。由此，如上面所实施的那样，振动组件51的振动的振幅发生改变。调节单元52现在能够连续地做完所述循环并且因此降低或防止在振动组件51与输送元件6的协调中由于改变的运行条件的偏移。同样可行的是，调节单元52以这种方式在运行中准确地协调对于具体的输送任务仅仅近似地被协调的震荡输送器50，其中，调节精确性能够通过预先确定的阈值进行调整。

传感器55、56能够构造为简单的加速度传感器，如其例如以tdkinvensense的mpu-6050的名称能够获得的那样。根据震荡输送器50的结构，代替后部的传感器55的数据还能够应用其它的存在的数据，因为载体组件5的运动被界定，但是在任何情况下都将输送元件的后部的区段的竖直运动与前部的区段的竖直运动进行比较并且通过振动组件51的调节校正偏差，直至其落到预先确定的理论值之下。对于技术人员，针对具体的情况能够容易地确定这样一个调节循环。

得出如下震荡输送器，所述震荡输送器具有前部的传感器56用于输送元件6的前部的区段8b的竖直运动并且具有控制器60，所述控制器构造成用于在运行中从前部的传感器56的数据中识别出前部的区段8b的竖直运动与后部的区段8a的竖直运动的偏差并且如下地生成用于振动组件51的调节组件58的校正信号，使得这两个竖直运动彼此相适应。优选地，震荡输送器具有后部的传感器用于输送元件的后部的区段8a的竖直运动。进一步优选地，前部的传感器56和特别优选地后部的传感器55构造为加速度传感器。

在没有在图中示出的实施例中，振动组件具有两个振动的质量，各处于输送沟槽的前部的端部的每一侧上。所述质量然后还能够横向于从输送沟槽突出的板片弹簧进行布置。

根据本发明，还备选的是，振动的质量悬挂在竖直地进行布置的螺旋弹簧处，并且将如此构造的振动组件布置在输送元件的前部的端部处。还可行的是，将振动的质量布置在两个弹簧之间。对于根据本发明的振动组件能够考虑很多结构形式。因此，振动的质量还能够布置在横向于输送元件进行布置的板片弹簧或竖直地进行布置的螺旋弹簧处。同样能够应用竖直的板片弹簧，其中，在这种情况下，区段8b的前部的端部的不期望的振动的校正会通过在输送沟槽6中所产生的力矩来进行。