[0001] Die Erfindung betrifft eine gattungsgemässe Schüttelvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs, nämlich eine solche Schüttelvorrichtung mit einem -im Betrieb
in einer waagrechten Ebene- eine kreisende Schüttelbewegung ausführenden Tablar, auf
dessen Oberseite zumindest ein eine zu schüttelnde Flüssigkeit aufweisendes Behältniss
vorgesehenen ist, in dessen gemeinsamen Schwerpunkt eine ein Kippmoment bewirkendene
erste Fliehkraft entsteht, mit einem Drehantrieb, mit einem von diesem mit einer bestimmten
Winkelgeschwindigkeit um eine Drehachse drehbaren, über ein eine zu dieser parallel
verlaufende Achse aufweisendes Lager an der Unterseite des darüber angeordneten Tablars
angreifenden, eine Kröpfung aufweisenden Exzenterhebel, mit einem von der Unterseite
des darüber angeordneten Tablars einen ersten Abstand aufweisenden sowie sich winklig
zu der Drehachse verlaufenden ersten Hebelarm des Exzenterhebels, der einen ersten
Hebelabstand von der Drehachse aufweist, mit einem von der Unterseite des darüber
angeordneten Tablars einen zweiten Abstand aufweisenden sowie sich winklig zu der
Drehachse erstreckenden, in einer Neutralebene umlaufenden zweiten Hebelarm, der an
seinem Ende ein mit einem zweiten Hebelabstand von der Drehachse umlaufendes, eine
bezüglich der ersten Fliehkraft entgegengesetzt gerichtete zweite Fliehkraft an seinem
Schwerpunkt bewirkendes zweites Gewicht aufweist, mit einem von der Unterseite des
darüber angeordneten Tablars einen dritten Abstand aufweisenden sowie winklig zu der
Drehachse verlaufenden dritten Hebelarm, der an seinem Ende ein mit einen dritten
Hebelabstand von der Drehachse umlaufendes, eine bezüglich der zweiten Fliehkraft
entgegengesetzt gerichtete dritte Fliehkraft an seinem Schwerpunkt bewirkendes drittes
Gewicht aufweist, wobei die Kröpfung des Exzenterhebels sowie alle Hebelarme und somit
der gemeinsame Schwerpunkt sowie die beiden Schwerpunkte des zweiten Gewichtes sowie
des dritten Gewichtes in einer durch die Drehachse hindurchgehenden Vertikalebene
liegen und im Schüttelbetrieb mit derselben Winkelgeschwindigkeit drehbar sind und
wobei der gemeinsame Schwerpunkt und der Schwerpunkt des dritten Gewichtes auf verschiedenen
Seiten der Neutralebene, bezüglich des zweiten Hebelabstand auf auf der diametral
gegenüberliegenden anderen Seite der Drehachse angeordnet sind.
[0002] Eine solche gattungsgemässe Schüttelvorrichtung ist bekannt (
DE 18 16 710). Im Gegensatz zu einer anderen bekannten Schüttelvorrichtung (z.B.
DE 33 19 574 C2), bei der an einem der vorgesehenen Lager in dem Schwerpunkt des Schüttelgutträgers
(ggf. mit den Behältnissen für die zu schüttelnde Flüssigkeit) ein Gegengewicht zur
Kompensation der durch die Exzentrizität enstehenden Unwucht angebracht wird, wird
bei der gattungsgemässen Schüttelvorrichtung noch das dritte Gewicht unterhalb des
zweiten Gewichts und diametral zu diesem angeordne. Der Schütteltisch ist auf vier,
dieselbe Exzentrizität wie der antreibende mittlere Zapfen aufweisende exzentrischen
Zapfen gelagert, wodurch das Gewicht des Behältnisses insoweit schon kompensiert ist.
Um selbst bei fehlender Verankerung besser reproduzierbare Schüttelergebnisse zu erhalten
und das Wandern des Unterbaus kompensieren zu können, wird bei der gattungsgemässen
Schüttelvorrichtung vorgeschlagen, im Abstand unterhalb des zweiten Gewichts das demgegenüber
mit geringerer Masse versehene, diametral gegenüberliegende dritte Gewicht vorzusehen,
wodurch um eine waagrechte Achse auftretende Kippkräfte im Schüttelbetrieb weitgehend
mit der Folge vermieden werden sollen, dass bei Ausführung des Unterbaus mit erheblicher
Masse auf eine Verankerung der Schüttelvorrichtung verzichtete werden kann.
[0003] Von Nachteil bei dieser gattungsgemässen Schüttelvorrichtung ist das infolge des
eine erhebliche Masse umfassenden Unterbaus hohe Gewicht, was zu einer eingeschränkten
Transportabilität und wegen der letztlich doch noch vorhandenen Kippmomente zu einer
Unwucht der bekannten Schüttelvorrichtung führt, welche die Schüttelvorrichtung im
Betrieb zum heftigen Vibrieren bringt, was aus naheliegenden Gründen in hohem Masse
unerwünscht ist.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Schüttelvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so weiterzubilden, dass die während des Schüttelbetriebes
Vibrationen weitestgehend vermieden werden.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemässen Schüttelvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs erfindungsgemäss durch dessen kennzeichnende Merkmale, also dadurch
gelöst, dass die Masse des zweiten Gewichtes und der zweite Hebelabstand so bemessen
sind, dass die dadurch bewirkte zweite Fliehkraft dem Betrage nach gleich gross wie
die Summe von der ersten Fliehkraft sowie der dritten Fliehkraft ist und dass die
Masse des dritten Gewichtes und der dritte Hebelabstand sowie der dritte Abstand von
der Neutralebene so bemessen sind, dass das dadurch bewirkte weitere Kippmoment bezüglich
des Kippmoments gleich gross, aber entgegengesetzt gerichtet ist.
[0006] Nach Lehre der Erfindung wird hierbei die Masse des dritten Gewichtes so bemessen,
dass durch eine infolgedessen bewirkte dritte Fliehkraft und deren zweitem Abstand
von der Neutralebene ein -bezüglich des bei den bekannten Schüttelvorrichtungen auftretenden
Kippmoments- gleich grosses, aber entgegengesetzt gerichtetes weiteres Kippmoment
entsteht, wodurch sich die beiden Kippmomente vollständig aufheben. Bemisst man überdies
bei gegebenem Gewicht des Tablars, dessen Flansches, der Flüssigkeit und des Behältnisses
die Grösse der beiden Gewichte so, dass die Summe der ersten Fliehkraft, der zweiten
Fliehkraft und der dritten Fliehkraft zu Null wird, so ergibt sich erfindungsgemäss
in überraschend einfacher Weise der Vorteil, dass die Schüttelvorrichtung bei allen
Drehzahlen absolut vibrationsfrei läuft. Mit der Erfindung wird also in überraschend
einfacher Weise eine Schüttelvorrichtung mit einem Tablar bereitgestellt, die im Schüttelbetrieb
also praktisch unwuchtfrei betrieben werden kann.
[0007] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Gewichte am Ende jedes Hebelarmes
verstellbar sein, und zwar hinsichtlich des Abstandes der daraus resultierenden Bewegungsebene
von der Neutralebene und/oder des Hebelabstandes von der Drehachse, wie das in den
Unteransprüchen beansprucht ist.
[0008] Eine besonders einfache und kompakte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenns
der erste Hebelarm über das Lager für das auf der oberen Seite der Neutralebene befindliche
Tablar hinaus als dritter Hebelarm unter gleichzeitiger Kröpfung nach unten verlängert
ist und an seinem Ende das dritte Gewicht aufweist, dessen Schwerpunkt auf der unteren
Seite der Neutralebene mit dem zweiten Abstand von dieser in einer dazu parallelen
Ebene mit dem dritten Hebelabstand von der Drehachse umläuft.
[0009] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die eine schematische Seitenansicht
zeigt.
[0010] Die insgesamt mit 1 bezeichnete Schüttelvorrichtung weist beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel
ein in Draufsicht kreisrundes, ebenes Tablar 2 zur Aufnahme -auf seiner Oberseite
21- eines einzigen, mit einer zu schüttelnden Flüssigkeit 3 gefüllten, symmetrisch
auf dem Tablar angeordneten und dort festgelegten Behältnisses 4 auf.
[0011] Die Schüttelvorrichtung 1 ist ferner mit einem Drehantrieb 5 versehen, der einen
der Unterseite 22 des Tablars 2 zugewandten Exzenterhebel 7 um eine Drehachse 6 mit
einer bestimmten, konstanten Winkelgeschwindigkeit in die eine Drehrichtung in einer
Neutralebene 73 dreht. Der Exzenterhebel 7 weist einen mit einem ersten Abstand 79
von dem Tablar 2 angeordneten ersten Hebelarm 71 auf, der rechtwinklig zu der Drehachse
6 verläuft.
[0012] Auf dem ersten Hebelarm 71 des Exzenterhebels 7 ist auf der der Unterseite 22 des
Tablars 2 zugewandten Seite für dieses in einem ersten Hebelabstand 74 ein eine zu
der Drehachse 6 parallel verlaufende Achse 91 aufweisendes Lager 9 vorgesehen, an
das sich ein an der Unterseite 22 des Tablars festgelegter Flansch 23 anschliesst.
Das Tablar 2 wird dabei in der anderen Drehrichtung mit dem Betrage nach derselben
Winkelgeschwindigkeit zur Erzeugung einer kreisenden Schüttelbewegung bewegt.
[0013] Der erste Hebelarm 71 des zweiarmig ausgebildeten Exzenterhebels 7 weist einen diametral
bezüglich der Drehachse 6 gegenüberliegenden zweiten Hebelarm 72 auf, an dessen Ende
im Schüttelbetrieb der Schüttelvorrichtung 1 in einen zweiten Abstand 80 von der Neutralebene
73 ein mit einem zweiten Hebelabstand 75 von der Drehachse 6 umlaufendes zweites Gewicht
82 mit seinem Schwerpunkt angeordnet ist.
[0014] Im gemeinsamen Schwerpunkt 31 des Tablars 2, dessen Flansches 23, des Lages 9, der
Flüssigkeit 3 und des Behältnisses 4 entsteht eine erste Fliehkraft 11.
[0015] Bei der Schüttelvorrichtung 1 wird diese erste Fliehkraft 11 statisch durch eine
aufgrund der Masse des Gewichtes 82 bewirkte, dem Betrage nach gleich grosse, aber
entgegengesetzt gerichtete zweite Fliehkraft 12 kompensiert, wozu der zweite Hebelabstand
75 und die Grösse des zweiten Gewichtes 82 entsprechend dimensioniert werden. Trotz
dieser statischen Auswuchtung wirkt die zweite Fliehkraft 12 in der Neutralebene 73,
wohingegen die erste Fliehkraft 11 zu dieser Neutralebene 73 einen Abstand 78 aufweist,
woraus ein Kippmoment 14 resultiert, welches die Schüttelvorrichtung im Betrieb zum
heftigen Vibrieren bringt, was unerwünscht ist.
[0016] Nach Lehre der Erfindung ist der erste Hebelarm 71 über das Lager 9 für das auf der
oberen Seite der Neutralebene 73 befindliche Tablar 2 hinaus als dritter -nach unten
gekröpfter- Hebel 70 verlängert und weist an seinem Ende ein drittes Gewicht 81 auf,
dessen Schwerpunkt auf der unteren Seite der Neutralebene 73 mit einem zweiten Abstand
77 von dieser in einer dazu parallelen Ebene mit einem dritten Hebelabstand 76 von
der Drehachse 6 umläuft, wozu der erste Hebelarm 71 in Richtung von dem Tablar weg
gekröpft ist. Es werden hierbei die Masse des dritten Gewichtes 81 der zweite Abstand
77 und der dritte Hebelabstand 76 so bemessen, dass durch die infolgedessen bewirkte
dritte Fliehkraft 13 ein zu dem Kippmoment 14 gleich grosses, aber entgegengesetzt
gerichtetes weiteres Kippmoment 15 entsteht, wodurch sich die beiden Kippmomente aufheben.
Bemisst man überdies bei gegebenem Gewicht des Tablars 2, dessen Flansches 23, des
Lages 9, der Flüssigkeit 3 und des Behältnisses 4 die Grösse der Gewichte 81 und 82
so, dass die Summe der ersten Fliehkraft 11, der zweiten Fliehkraft 12 und der dritten
Fliehkraft 13 zu Null wird, so läuft die erfindungsgemässe Schüttelvorrichtung 1 absolut
vibrationsfrei.
[0017] Nicht nur das zweite Gewicht 82 am Ende des zweiten Hebelarms 72, sondern auch das
am Ende des dritten Hebelarms 70 angeordnete dritte Gewicht 81 kann eine Verstellvorrichtung
zur Änderung sowohl des Hebelabstandes (75 bzw. 76) von der Drehachse 6 als auch zur
Änderung des Abstandes 80 bzw. 77 von der Neutralebene 73 aufweisen, so dass auf die
verschieden hohen Lagen als Abstand 78 von der Neutralebene 73 des gemeinsamen Schwerpunktes
31 bei verschiedenen Behältnissen 4 sowie Füllungsgraden der Flüssigkeit 31 als auch
auf das Gewicht des Behältnisses 4 sowie dessen zu schüttelnde Flüssigkeit 3 reagiert
werden kann.
1. Schüttelvorrichtung (1) mit einem -im Betrieb in einer waagrechten Ebene- eine kreisende
Schüttelbewegung ausführenden Tablar (2), auf dessen Oberseite (21) zumindest ein
eine zu schüttelnde Flüssigkeit (3) aufweisendes Behältniss (4) vorgesehenen ist,
in dessen gemeinsamen Schwerpunkt (31) eine ein Kippmoment (14) bewirkendene erste
Fliehkraft (11) entsteht,
- mit einem Drehantrieb (5),
- mit einem von diesem mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit um eine Drehachse
(6) drehbaren, über ein eine zu dieser parallel verlaufende Achse (91) aufweisendes
Lager (9) an der Unterseite (22) des darüber angeordneten Tablars angreifenden, eine
Kröpfung aufweisenden Exzenterhebel (7),
- mit einem von der Unterseite (22) des darüber angeordneten Tablars (2) einen ersten
Abstand (79) aufweisenden sowie sich winklig zu der Drehachse (6) verlaufenden ersten
Hebelarm (71) des Exzenterhebels (7), der einen ersten Hebelabstand (74) von der Drehachse
(6) aufweist,
- mit einem von der Unterseite (22) des darüber angeordneten Tablars (2) einen zweiten
Abstand (80) aufweisenden sowie sich winklig zu der Drehachse (6) erstreckenden, in
einer Neutralebene (73) umlaufenden zweiten Hebelarm (72), der an seinem Ende ein
mit einem zweiten Hebelabstand (75) von der Drehachse (6) umlaufendes, eine bezüglich
der ersten Fliehkraft (11) entgegengesetzt gerichtete zweite Fliehkraft (12) an seinem
Schwerpunkt bewirkendes zweites Gewicht (82) aufweist,
- mit einem von der Unterseite (22) des darüber angeordneten Tablars (2) einen dritten
Abstand (77+79) aufweisenden sowie winklig zu der Drehachse (6) verlaufenden dritten
Hebelarm (70), der an seinem Ende ein mit einen dritten Hebelabstand (76) von der
Drehachse (6) umlaufendes, eine bezüglich der zweiten Fliehkraft (12) entgegengesetzt
gerichtete dritte Fliehkraft (13) an seinem Schwerpunkt bewirkendes drittes Gewicht
(81) aufweist,
- wobei die Kröpfung des Exzenterhebels (7) sowie alle Hebelarme (70,71,72) und somit
der gemeinsame Schwerpunkt (31) sowie die beiden Schwerpunkte des zweiten Gewichtes
(82) sowie des dritten Gewichtes (81) in einer durch die Drehachse (6) hindurchgehenden
Vertikalebene (6,11,13) liegen und im Schüttelbetrieb mit derselben Winkelgeschwindigkeit
drehbar sind
- und wobei der gemeinsame Schwerpunkt (31) und der Schwerpunkt des dritten Gewichtes
(81) auf verschiedenen Seiten der Neutralebene (73), aber bezüglich des zweiten Hebelabstandes
(75) auf der diametral gegenüberliegenden anderen Seite der Drehachse (6) angeordnet
sind,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Masse des zweiten Gewichtes (82) und der zweite Hebelabstand (75) so bemessen
sind, dass die dadurch bewirkte zweite Fliehkraft (12) dem Betrage nach gleich gross wie die Summe von der
ersten Fliehkraft (11) sowie der dritten Fliehkraft (13) ist
- und dass die Masse des dritten Gewichtes (81) und der dritte Hebelabstand (76) sowie der dritte
Abstand (77) von der Neutralebene (73) so bemessen sind, dass das dadurch bewirkte weitere Kippmoment (15) bezüglich des Kippmoments (14) gleich gross, aber
entgegengesetzt gerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Gewicht (81) mit dem zweiten Abstand (77) von der Neutralebene (73) und
mit einem dritten Hebelabstand (76) von der Drehachse (6) an dieser mit einem gesonderten
Hebel festgelegt ist, der mit gleicher Drehzahl wie der erste Hebelarm (71) und in
derselben Radialebene wie dieser um die Drehachse (6) umläuft.
2. Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebelarm (71) über das Lager (9) für das auf der oberen Seite der Neutralebene
(73) befindliche Tablar (2) hinaus als dritter Hebelarm (70) verlängert ist und an
seinem Ende das dritte Gewicht (81) aufweist, dessen Schwerpunkt auf der unteren Seite
der Neutralebene (73) mit dem zweiten Abstand (77) von dieser in einer dazu parallelen
Ebene mit dem dritten Hebelabstand (76) von der Drehachse (6) umläuft.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abstand (77) von der Neutralebene (73) und der dritte Hebelabstand (76)
von der Drehachse (6) an dem dritten Hebelarm (70) zum Versatz des dritten Gewichtes
(81) an seinem Ende einstellbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Gewicht (81) am Ende des dritten Hebelarms (71) in radialer Richtung verstellbar
ist.