Die Antriebe AF 14 und AF 15 wurden für den Einsatz in Vibrationsfördersystemen entwickelt. Das Besondere an diesen Antrieben ist, dass sie grundsätzlich in der Resonanzfrequenz arbeiten. Ein eingebauter Linear-Tacho im Förderantrieb ermöglicht in Kooperation mit zwei Regelkreisen eine problemlose Anpassung der Antriebsfrequenz an die Resonanzfrequenz des Schwingsystems sowie eine automatische Nachregelung bei sich ändernder Rinnenbelegung oder bei Temperaturschwankungen.
René Posch
Bei der Förderung von Schüttgütern werden in der Verfahrenstechnik hohe Anforderungen an die Förderleistung der Anlagen gestellt. Ferner ist für den Anwender auch der lineare Zusammenhang zwischen eingestelltem Sollwert und erreichter Förderleistung wichtig. Steht eine „produktschonende“ gleichmäßige Förderung bzw. Dosierung von Schüttgütern im Vordergrund, gehören das Transportband/Bandwaage und die Vibrationsrinne sicher zu den populärsten Lösungen.
Während das Transportband respektive die Bandwaage eher für größere Fördermengen und schlechtfließende Produkte eingesetzt wird, ist die Vibrationsrinne vor allem für gutfließende Produkte eine sehr zuverlässige Lösung. Der sehr verbreitete Schneckenförderer bzw. -austrag hat zwar auch hervorragende Eigenschaften – besonders bei schlechtfließenden Produkten, die eine Zwangsförderung erfordern – ist aber in der Regel nicht produktschonend. Ein weiterer Nachteil des Schneckenförderers ist der eingeschränkte Arbeitsbereich und der pulsierende Austrag, der sich vor allem bei niedrigen Drehzahlen zeigt.
Vibrationsförderer
Vibrationsförderer sind in den meisten Fällen elektromagnetisch angetriebene Zweimassen-Schwingsysteme, wobei die größere Masse die Antriebsbasis darstellt. Ein Fördertisch mit der darauf montierten Förderrinne bildet die Nutzmasse, die mit der Antriebsbasis über Blattfederelemente verbunden ist. Beim Antrieb dieser Systeme spielt die Frequenz, mit der die Wechselspannung auf den Antriebsmagnet wirkt, eine entscheidende Rolle, da jedes Schwingsystem seine von Masse, Federkonstanten und Rinnenbelegung abhängige Resonanzfrequenz aufweist. Bei konventioneller Herangehensweise dürfen diese Resonanzen nicht mit der vom Netz gezogenen Antriebsfrequenz kollidieren, weil sich sonst eine theoretisch unendliche Schwingung ergeben würde. Da mechanische Resonanzen sehr trennscharfe Charakteristiken aufweisen, sollte die Antriebsfrequenz andererseits auch nicht zu weit von der Eigenresonanz entfernt liegen, da das Sys-tem sonst kaum nennenswert in Schwingung gerät. Somit bleibt also für herkömmliche Systeme eine sehr geringe nutzbare Bandbreite, die allerdings durch den Austausch der Federn oder durch das Anbringen von Zusatzgewichten korrigiert werden kann. Ein weiterer Nachteil der konventionellen Technik ist der unlineare Zusammenhang zwischen Erregerspannung und Förderleistung, der in einer sehr steilen Exponentialfunktion verläuft.
Ein Unternehmen aus der Schweiz hat nun diese traditionellen Wege verlassen: Es setzt in seinen Vibrationsförderanlagen Antriebe ein, die grundsätzlich in der Resonanzfrequenz arbeiten. Ein eingebauter Lineartacho im Förderantrieb ermöglicht in Kooperation mit zwei Regelkreisen ein
• Anpassen der Antriebsfrequenz an die Resonanzfrequenz eines Schwingsystems (es wird also nicht wie bisher üblich die Resonanzfrequenz angepasst),
• automatisches Nachregeln bei Massenänderung (Rinnenbelegung), Temperaturschwankungen usw. sowie eine
• Regelung und Begrenzung der Schwingamplituden durch das Referenzsignal des Lineartachos.
Vibrationsförderantriebe mit einem Arbeitsbereich von 35 bis 65 Hz
Die Vibrationsförderantriebe AF 14 und AF 15 sind dynamische Antriebsaggregate. Der AF 15 ist mit einer stärkeren Antriebspule ausgerüstet und kann somit höhere Rinnengewichte antreiben. Die technischen Daten der Antriebe sind in der Tabelle zusammengefasst.
Im Wesentlichen bestehen die Antriebe aus folgenden Elementen: dem Gusseisengehäuse, der sogenannten Antriebsmasse, zwei Blattfedern aus Kunststoff, einer elektromag-netischen Antriebsspule und einer linearen Tachometerspule. Beide Spulen sind mit dem Rinnentisch, also mit der Schwingmasse gekoppelt. Herzstück der Vibrationsförderantriebe AF 14 und AF 15 ist die Resonanzfrequenz-Vibratorsteuerung. Sie regelt mit Hilfe des Tachometersignals die Frequenz und die Schwingweite des Antriebs kontinuierlich. Diese Tachometer-Rückkopplung ermöglicht bei sich ändernden Lasten und Temperaturen eine absolut konstante, geregelte Schwingweite. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass eine Vibrationsrinne, die in Resonanzfrequenz schwingt, nur einen Bruchteil der Antriebsenergie gegenüber herkömmlichen Systemen benötigt. Da die Resonanzfrequenzsteuerung in einem Bereich von 35 bis 65 Hz arbeiten kann, steht ein in den meisten Fällen ausreichend großer Arbeitsbereich zur Verfügung. Die Antriebe der Baureihen AF 14 und AF 15 sind für Schwingweiten von 0 bis 4 mm konzipiert. Mit ihrer Hilfe können Fließgeschwindigkeiten von bis zu 1 m/s erreicht werden. Der sehr große Arbeitsbereich erlaubt es, mit ein und demselben Antrieb Förderleistungen von ca. 1 bis 10 000 kg/h zu realisieren. Allerdings hängen diese Angaben stark von den Fließeigenschaften des zu fördernden Produkts ab.
Einsatz in der Lebensmittelindustrie
In der Lebensmittelindustrie könnnen die Resonanzfrequenz-Vibrationsantriebe AF 14 und AF 15 für eine schonende Dosierung oder Förderung der meisten fließfähigen Produkten eingesetzt werden. Hierzu zählen beispielsweise Cerealien. Die mit diesen Antrieben ausgerüsteten Vibrationsrinnen sind sehr reinigungsfreundlich konstruiert. Es handelt sich entweder um offene Rinnen oder um geschlossene Systeme, deren Rinnenabdeckung mit Schnellverschlüssen ausgestattet ist. Da die Rinnen, unabhängig von ihrer Bauweise, frei von rotierenden Teilen sind, ist ihre Wartung problemlos und in kurzer Zeit möglich.
Die Vibrationsrinnen und Dosiergeräte werden in den meisten Fällen aus Edelstahl gebaut und sind staubdicht mit Silikondichtungen ausgeführt.
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