11 knúmero de publicación: kint. Cl. 6 : B06B 1/14

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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: kint. Cl. 6 : B06B 1/14 B6G 27/32 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 knúmero de solicitud europea: k Fecha de presentación : k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Generador de vibraciones y máquina con dicho generador. k 30 Prioridad: DK 1076/ DK 192/9 k 73 Titular/es: Aktieselskabet Valdemar Skak Dansk Svingningsteknik Otte Ruds Vej Svendborg, DK k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Skak, Valdemar k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Carpintero López, Francisco ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION Generador de vibraciones y máquina con dicho generador. La invención se refiere a un generador de vibraciones equilibrado del tipo descrito en el preámbulo de la reivindicación 1, y a una máquina con un generador de vibraciones integrado del tipo descrito en el preámbulo de la reivindicación 8. Los generadores de vibraciones se utilizan en de la industria en muchos sitios en los cuales se necesita una vibración controlada y bien definida, por ejemplo para hacer funcionar tolvas vibrantes, alimentadores vibrantes, rejillas vibrantes, etc. Los generadores de vibraciones conocidos pueden estar configurados en forma de un motor vibrante, es decir un motor eléctrico con unos contrapesos montados sobre el eje, como un vibrador mecánico con unos ejes que llevan unos contrapesos y que están acoplados entre sí, estando accionados dichos ejes por un motor externo, o como los denominados vibradores electromagnéticos, en los cuales un electroimán constituye el agregado motriz para un sistema de frecuencia propia. Los generadores de vibraciones conocidos están montados sobre el objeto o la máquina que se desea poner en oscilación. Normalmente, la máquina está conectada a una base mediante muelles. En las construcciones conocidas, particularmente en las grandes máquinas vibrantes, se transfieren vibraciones indeseables hasta la base através del soporte de la máquina, con las consiguientes desventajas para el entorno y las pérdidas indeseables de energía. Cuando se construyen máquinas vibrantes según el sistema denominado de frecuencia propia, es posible eliminar en gran medida la transferencia de vibraciones indeseables entre la máquina y la base, reduciendo a la vez considerablemente la energía requerida para el funcionamiento. Por lo tanto, se realizan grandes esfuerzos para que los generadores de vibraciones y las máquinas vibrantes estén configurados como sistemas de frecuencia propia, y por lo tanto la presente invención se refiere también a un sistema de frecuencia propia. Los sistemas de frecuencia propia suelen construirse de modo que dos masas conectadas a unos elementos de muelle trabajan en contra-oscilación, con lo cual la energía emigra periódicamente desde los muelles tensados hasta las masas en movimiento y vuelve de nuevo a los muelles tensados. Una gran ventaja de los sistemas de frecuencia propia es que sólo se necesita un pequeño suministro de energía cuando el sistema ha empezado a oscilar a una frecuencia cercana a la de resonancia. Además, es sabido que mediante una suspensión elástica individual de cada una de las masas contra-oscilantes pueden reducirse los problemas de transferencia de vibraciones a la base. Mediante la publicación DE N se conoce un procedimiento para la soportación de una máquina de frecuencia propia en la cual los centros de las dos masas contra-oscilantes se encuentran en la denominada línea de movimiento, en la cual están colocados los dos muelles resonantes intermedios con una relación tal respecto al centro de la masa total que cada una de las masas describe su propio movimiento de traslación con respecto a la base, y en la cual la conexión elásticaconlabasetieneformademuellesdesuspensión con unas constantes elásticas proporcionales a la masa correspondiente. Mediante la publicación EP N se conoce un denominado alimentador circular con un generador de vibraciones que tiene masas contraoscilantes, y que está dispuesto de modo que la constante elástica del conjunto del sistema de muelles puede variarse mediante un volante manual de ajuste. Los muelles están sujetos en un mecanismo de retención que incluye un sujetador que se extiende axialmente a través de las espiras de los muelles, y que incluye en cada extremo un volante manual para el ajuste de la longitud total de los muelles. Por lo tanto es posible ajustar la frecuencia propia o resonante del sistema. Un posible desequilibrio desde el punto de vista del peso no puede eliminarse inmediatamente ajustando el mecanismo, por lo tanto se evita que la energía de oscilación de un desequilibrio sea conducida a la base o similar. Mediante la Patente USA N se conoce también un transportador vibrante en el cual las masas contra-oscilantes incluyen un sistema de frecuencia propia, y en el cual las masas contra-oscilantes forman un transportador. Todos los sistemas de muelles que forman parte del sistema vibrante consisten en dos muelles conectados axialmente en serie entre sí y acoplados el uno al otro por medio de un soporte. El punto de acoplamiento debe constituir el centro elástico de los muelles. La transferencia de oscilaciones a la base queda así sustancialmente evitada, dependiendo de lo cerca que se haya colocado el soporte con respecto al centro elástico de los muelles. Ventajas de la invención Configurando un generador de vibraciones según la invención tal como se describe y se caracteriza en la reivindicación 1, o una máquina vibrante tal como se describe y se caracteriza en la reivindicación 8, se proporciona de un modo particularmente práctico la posibilidad de evitar completamente la transferencia de oscilaciones, y con ellas de energía, a la base. Se utilizan muelles de resonancia en forma de muelles helicoidales tanto como elementos de soporte como de muelles resonantes para las masas contra-oscilantes. Según la invención, estos muelles helicoidales pueden estar curvados sobre sus ejes de modo que se tenga en cuenta la longitud de la carrera real de las masas contra-oscilantes, de manera que sea el punto totalmente estático del hilo del muelle (espira) el que esté acoplado al bastidor y por lo tanto al suelo o a la base, de manera que no se transfiere ninguna energía de oscilación al suelo o alabase. Se proporciona aquí la posibilidad de realizar de manera sencilla un subsiguiente ajuste de una máquina vibratoria o de ajustar un generador de vibraciones con respecto a la máquina a la que está acoplado, de manera que se evite completamente la transferencia de vibraciones a la base o al bastidor de la máquina. Además, se ha demostrado en la práctica que laspérdidas con la invención son menores que con

3 3 ES T3 4 generadores o máquinas conocidos. Además, hay menos peso involucrado y por lo tanto menores costes, y se reduce el nivel de ruido porque los movimientos son armoniosos, evitándose los desagradables tonos armónicos que aparecen en las construcciones conocidas. Por último, las numerosas ventajas proporcionan la posibilidad de mayores áreas de aplicación que con las construcciones conocidas. El propio generador y también la camisa o carcasa exterior están completamente en reposo, de manera que pueden construirse con un peso que no se vea afectado por las vibraciones. El generador puede construirse también en máquinas especiales, por ejemplo en vehículos. En ciertas realizaciones de una máquina con un generador de vibraciones según la invención y según la reivindicación 8, el sistema de accionamiento equilibrado puede estar construido dentro del generador. Normalmente, las masas contra-oscilantes que están suspendidas en los muelles de resonancia según se describe en el preámbulo de la reivindicación 1 están soportadas únicamente por los muelles, de manera que la única conexión fija a la base o a un soporte similar se encuentra en el punto de suspensión del muelle. En algunos tipos de máquinas, por ejemplo entre la tolva y la base del extremo de descarga de la tolva de los denominados alimentadores vibrantes, pueden añadirse de manera conocida una o más palas guía o similares, asegurando con ello un correcto movimiento de traslación de las masas. El generador o máquina vibrante se configura preferiblemente según se describe y se caracteriza en la reivindicación 2 o en la reivindicación 9, con lo cual se divide por dos el número de muelles en comparación con las máquinas conocidas, se disminuyen los costes de fabricación y se disminuye el peso sin que ello dé lugar en ningúncasoaninguna desventaja. Es más, se eliminan los problemas de la unión de dos muelles acoplados en serie según la Patente Estadounidense N El generador o máquina vibrante según la invención se configura preferiblemente según se describe y se caracteriza en la reivindicación 3 o la reivindicación 10. La suspensión que aquí se obtiene forma una conexión adecuadamente rígida con la máquina o el equipo al cual deben transferirse las vibraciones, sin que ello dé lugar a ruidos, pérdidas u otras desventajas con respecto a la misma. Un generador de vibraciones equilibrado según la invención lleva integrado un sistema de accionamiento equilibrado que puede estar configurado según se describe y se caracteriza en la reivindicación 4, la reivindicación o la reivindicación 6. Se proporciona así la posibilidad de fabricar construcciones simples y robustas sin las desventajas de los sistemas conocidos, y en las que es posible una carrera de longitud mucho mayor que en los vibradores conocidos. La construcción según la invención es particularmente adecuada para el funcionamiento y la regulación con convertidores de frecuencia cuando se utiliza un motor standard, lo cual permite un acoplamiento sencillo a fuentes de alimentación principales que tengan una frecuencia diferente a aquellas para las cuales está preparado el motor, en plantas gene radoras móviles y similares. El generador de vibraciones equilibrado según la invención puede configurarse como un aparato completamente independiente según se describe y se caracteriza en la reivindicación 7. Esto proporciona un tipo de vibrador completamente nuevo en forma de un aparato vibrador compacto que puede montarse en cualquier tipo de máquina vibrante tal como alimentadores, transportadores, rejillas y similares. Una vez montado el generador de vibraciones en el equipo o máquina al que debe suministrarse la energía de vibración, se ajustan los muelles de resonancia de manera que la máquina resultante se convierte en una máquina de características óptimas, especialmente en cuanto a evitar toda transferencia de vibraciones y de energía de vibración al bastidor de la máquina o alabase. Dibujos A continuación se describirá la invención con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos, en los cuales: la Figura 1 muestra un generador de vibraciones según la invención visto en sección y acoplado a una cubeta de alimentación, la Figura 2 muestra el generador de vibraciones de la Figura 1 pero sin la carcasa y sin la cubeta de alimentación y visto en la dirección II- II de la Figura 1, la Figura 3 muestra el generador de vibraciones visto desde arriba en la dirección III-III de la Figura 1 y representado parcialmente seccionado, la Figura 4 muestra a mayor escala y con mayor detalle una sección parcial de la suspensión ajustable de los muelles helicoidales, la Figura es igual a la Figura 4, pero vista en la dirección V-V de la Figura 4, La Figura 6 muestra una cubeta de alimentación con una tolva parcialmente seccionadas y con un generador de vibraciones según la invención, y lafigura7muestraamayorescalaunasegunda realización de la suspensión ajustable de un muelle helicoidal. Explicación de las realizaciones de los dibujos En las Figuras 1-3 se muestra un generador de vibraciones equilibrado 1 según la invención que, en el ejemplo representado, está acoplado a una cubeta de alimentación20 de la cual se muestra sólo una parte. El generador de vibraciones 1está acoplado a la cubeta de alimentación 20 por medio de una horquilla vibrante rígida 2, de manera que la cubeta de alimentación 20, la horquilla vibrante 2 y una placa 16 constituyen una de las dos masas contra-oscilantes, mientras que la segunda masa está constituida por la placa base 4 y las posibles placas suplementarias montadas sobre dicha placa base. Entre las placas 16 y 4 aparecen los muelles de resonancia 3, que en el ejemplo representado están constituidos por cuatro muelles de resonancia 3. Los muelles de resonancia 3 están sujetos a las placas 16 y 4 de manera conocida. Los muelles de resonancia están acoplados por su centro elástico a un bastidor rígido 11 de acero por medio de unas abrazaderas ajustables 9, que se explicarán más adelante en relación con las Figuras 4 y. El bastidor rígido 3

4 ES T de acero está sujeto a una viga 10 de manera que todo el peso del generador de vibraciones 1 y de la cubeta de alimentación 20 está soportado por esta viga. Cada una de las masas contra-oscilantes está acoplada mediante una barra de accionamiento o biela independiente 6 a un motor de accionamiento que, en el caso representado, es un motor eléctrico 8, un denominado motor patrón que lleva caladas en su eje dos excéntricas 7 colocadas a 180 de oposición entre sí. Las dos bielas 6están acopladas de manera fija a las dos placas 16, 4 por medio de unos cilindros de goma. Alrededor del conjunto del generador de vibraciones está situada una carcasa metálica 17 que encierra el conjunto del generador de vibraciones pero que tiene una abertura para la horquilla vibrante 2. Cuando se arranca el motor 8, las dos masas contra-oscilantes se mueven en el sistema de resonancia compuesto por los cuatro muelles helicoidales. Si las abrazaderas 9 están colocadas precisamente en el punto estático de los muelles, no se producirá ninguna transferencia de energía vibrantealaviga10yporlotantoalabasede la máquina, sino que toda la energía se alternará entre las masas contra-oscilantes y los muelles de resonancia, lo cual significa que la cubeta vibrante 20 funcionará según se desea. A continuación se explica el ajuste de la suspensión de los muelles de resonancia con referencia a las Figuras 4 y, que muestran unas secciones de los elementos de fijación a mayor escala. Estos consisten en unas abrazaderas 9 de goma u otro material flexible que se sujetan firmemente sobre el bastidor de acero 11 por medio de una placa 12 y de unos tornillos 13. Aflojando los tornillos 13 y posiblemente las fijaciones de los extremos de los muelles de resonancia, es posible girar los muelles 3 sobre sus ejes longitudinales 14 hasta que el punto estático de cada uno de los hilos 1 de los muelles quede encajado entre las abrazaderas 9. Cuando se alcanza esta posición, se aprietan de nuevo los tornillos 13, y el vibrador puede funcionar según se desea. La Figura 6 muestra una segunda realización en la que un generador de vibraciones 1 está suspendido bajo una tolva 21 desde la cual se transfiere material a una cubeta de alimentación 20. El generador 1 está suspendido de la viga 10, queasuvezestá suspendida de una horquilla especial 22 que está suspendida de manera pivotante de un punto 23. El vibrador equilibrado con la cubeta de alimentación está montado sobre la tolva de manera que la pendiente de la cubeta 20 pueda ajustarse fácilmente según las necesidades por medio del elemento de ajuste 24. Por último, en la Figura 7 se muestra una segunda realización del elemento de fijación ajustable, en la cual el elemento de fijación consiste en una abrazadera 28 que sujeta una de las espiras 1 del muelle 3, pudiéndose apretar o aflojar dicha abrazadera mediante un tornillo de manera que el muelle 3, al ser girado alrededor del eje 14, puede ajustarsedetalmaneraqueelcontactoentrela abrazadera 28 y la espira 1 esté situado precisamente en el punto en el que el muelle es estático. El número 2 representa un bastidor de la máquina y la abrazadera 28 puede incluir una pieza flexible 27 que hace que la abrazadera 28 pueda retorcerse ligeramente bajo la influencia del muelle, yqueademás evita que las posibles oscilaciones lleguen al bastidor de la máquina. El muelle o los muelles de resonancia 3 pueden estar terminados, por ejemplo en cada uno de sus extremos, por un ojete central 30 para sujetarlo a las masas contra-oscilantes con un tornillo. Así pues, el muelle puede sujetarse de manera sencilla de modo que pueda resistir la tracción, lo cual significa que pueden obtenerse amplitudes de oscilación aún mayores

5 7 ES T3 8 REIVINDICACIONES 1. Un generador de vibraciones equilibrado (1), para hacer funcionar una máquina o equipo con resonancia amplificada, el cual comprende al menos un juego de masas contra-oscilantes (4, 16, 20) suspendidas de un sistema de muelles (3), en el cual los muelles de resonancia son muelles helicoidales (3) que esencialmente soportan también a las masas, incluyendo también un sistema de accionamiento equilibrado (6, 7, 8) integrado en el generador, y en el cual el generador de vibraciones está suspendido de unos elementos de fijación (10, 11) que están enganchados en los muelles de resonancia (3) alrededor de su centro elástico, caracterizado porque los muelles de resonancia están montados en unos elementos de fijación (9, 28) que están conectados de modo fijo a una base o soporte de manera que, girando los muelles sobre sus ejes longitudinales (14) puede cambiarse la relación entre las longitudes de los muelles desde el elemento de fijación y hasta las masas contraoscilantes. 2. Un generador de vibraciones equilibrado según la reivindicación 1, caracterizado porque en cada elemento de fijación (9, 28) se utiliza un muelle pasante (3) dividido en muelles de resonancia, y porque el elemento de fijación está unido de forma ajustable con la espira real (1) del muelle. 3. Un generador de vibraciones equilibrado según las reivindicaciones 1 ó 2,caracterizado porque los elementos de fijación consisten en unas abrazaderas elásticas, por ejemplo de caucho (9, 27). 4. Un generador de vibraciones equilibrado según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el sistema de accionamiento equilibrado consiste en un motor eléctrico (8), por ejemplo un denominado motor patrón, cuyo eje de accionamiento incluye unas excéntricas (7) o unos cigüeñales que a través de unas barras de accionamiento, por ejemplo unas bielas (6), están acoplados a las masas contra-oscilantes (4, 16, 20).. Un generador de vibraciones equilibrado según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el sistema de accionamiento consiste al menos en un motor neumático o hidráulico. 6. Un generador de vibraciones equilibrado según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el sistema de accionamiento consiste en un mecanismo de accionamiento electromecánico. 7. Un generador de vibraciones equilibrado según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque está construido como un elemento de máquina independiente (1) con unos medios (10, 11) dispuestos para la suspensión del elemento de máquina sobre una máquina o un bastidor de máquina, y con unos medios (2) para su acoplamiento a esa pieza (20) que constituye una de las masas contra-oscilantes o una pieza de una de las mismas. 8. Una máquina con un generador de vibraciones para funcionar con resonancia amplificada y que comprende al menos un juego de masas contra-oscilantes suspendidas de un sistema de muelles, en la cual los muelles de resonancia son muelles helicoidales que esencialmente soportan también a las masas, e incluyendo un sistema de accionamiento equilibrado, y en la cual el generador de vibraciones está suspendido de una pieza de la máquina con unos elementos de fijación que están enganchados en los muelles de resonancia alrededor de su centro elástico, caracterizada porque los muelles de resonancia están montados en unos elementos de fijación (9, 28) que están conectados de modo fijo a una base o soporte, y de tal manera que girando los muelles sobre sus ejes longitudinales (14) puede cambiarse la relación de las longitudes de los muelles entre el elemento de fijación y las masas contra-oscilantes. 9. Una máquina según la reivindicación 8, caracterizada porque en cada elemento de fijación se utiliza un muelle pasante dividido en muelles de resonancia, y porque el elemento de fijación está unido de forma ajustable con la espira real del muelle. 10. Una máquina según las reivindicaciones 8ó9,caracterizada porque los elementos de fijación consisten en unas abrazaderas elásticas, por ejemplo de caucho NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva.

6 6 ES T3

7 ES T3 7

8 8 ES T3

9 ES T3 9