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(11) | EP 1 305 121 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
REGELBARER SCHWINGUNGSERREGER CONTROLLABLE VIBRATION GENERATOR VIBREUR REGLABLE |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0002] Derartige Schwingungserreger werden z. B. bei Bodenverdichtungsmaschinen, wie z. B. Vibrationsplatten, vorteilhaft eingesetzt und sind aus der EP O 358 744 B1 bekannt.
[0003] Bei den bekannten Schwingungserregern sind zwei Unwuchtwellen zueinander gegenläufig drehbar gekoppelt, wobei sich ihre relative Phasenlage durch eine Phasenänderungseinrichtung verstellen lässt. Jede der Unwuchtwellen trägt einen starr an ihr angebrachten Unwuchtteil und einen auf ihr über einen vorbestimmten Winkelbereich zwischen durch Anschläge begrenzten Endlagen frei drehbaren Unwuchtteil. Die Anschläge bezüglich des starren Unwuchtteils sind so angeordnet, dass die resultierende Gesamtunwucht aus dem starren Unwuchtteil und dem beweglichen Unwuchtteil in der einen Endlage des beweglichen Unwuchtteils einen Maximalwert und in der anderen Endlage einen Minimalwert einnimmt. Der Wechsel der drehbaren Unwuchtteile zwischen den beiden Endlagen wird durch eine Drehrichtungsumkehr der Unwuchtwellen bewirkt, d. h.. dass die drehbaren Unwuchtteile in Abhängigkeit von der Drehrichtung der sie tragenden Unwuchtwelle stets die gleiche Endlage einnehmen.
[0004] Durch die relative Verstellung zwischen feststehenden Unwuchtteilen und beweglichen Unwuchtteilen ändert sich jeweils die wirksame resultierende Zentrifugalkraft und damit der sogenannte mr-Wert (Produkt aus resultierender Unwuchtmasse m und dem Radius r des Schwerpunkts der resultierenden Unwuchtmasse). Wenn der starre und der bewegliche Unwuchtteil auf der gleichen Seite der Unwuchtwelle angeordnet sind, addieren sich ihre Zentrifugalkräfte zu einem hohen mr-Wert. Wenn dagegen der bewegliche Unwuchtteil bezüglich der Unwuchtwelle gegenüber von dem starren Unwuchttell in seiner anderen Endlage steht, reduziert sich der mr-Wert auf ein Minimum.
[0005] Ein derartiger Schwingungserreger hat sich in der Praxis hervorragend bewährt. Als nachteilig hat sich allerdings erwiesen, dass zum Verstellen der beweglichen Unwuchttelle in die jeweils gegenüberliegende Endlage eine Drehrichtungsumkehr der Unwuchtwellen erforderlich ist, was einen nicht unerheblichen technischen Aufwand für den Antrieb der Unwuchtwellen bedeutet. Weiterhin ist es vor allem bei der Verwendung der Schwingungserreger bei Bodenverdichtungsmaschinen wünschenswert, die vom Schwingungserreger erzeugte Schwingung optimal an unterschiedliche Böden und Bodenverdichtungszustände auch während der Verdichtung anpassen zu können. Eine derartige Feinanpassung des Schwingungsverhaltens ist bei den bekannten Schwingungserregern nicht möglich, schon gar nicht während des Betriebs.
[0006] In der DE-A-199 20 348 wird ein Schwingungserreger mit einer Verstelleinrichtung zur Verstellung des resultierenden statischen Momentes beschrieben. Hierbei tragen zwei Unwuchtwellen jeweils fest eine Hauptunwuchtmasse sowie eine auf der Unwuchtwelle relativ zu der Hauptunwuchtmasse bewegliche Teilunwuchtmasse. Die Verstellung der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse erfolgt jeweils durch Ausnutzung der Trägheitswirkung der beweglichen Teilunwuchtmasse. Während beim Beschleunigen der Unwuchtwellen die Teilunwuchtmasse aufgrund ihrer Trägheit in eine Stellung verschwenkt wird, in der sie der Wirkung der Hauptunwuchtmasse entgegenwirkt, kann sie bei einem plötzlichen Abbremsen der Unwuchtwellen aufgrund ihrer Trägheitswirkung die Hauptunwuchtmasse derart "überholen", dass sich die Unwuchtwirkungen der Hauptunwuchtmasse und der Teilunwuchtmasse addieren. Die Teilunwuchtmasse ist jeweils in ihrer Extremstellung durch eine hydraulische Einrichtung verriegelbar.
[0007] Aus der DE-A-12 14 616 ist ein gattungsbildender Schwingungserreger bekannt, bei dem eine erste Verstelleinrichtung zum Verstellen der Phasenlage zwischen einer Haupt- und einer Teilunwuchtmasse auf einer ersten Unwuchtwelle sowie eine zweite Verstelleinrichtung zum Verstellen der Phasenlage zwischen einer Haupt- und einer Tellunwuchtmasse auf einer zweiten Unwuchtwelle vorgesehen sind, wobei die Phasenlage zwischen der ersten und der zweiten Unwuchtwelle durch eine Phasenänderungseinrichtung verstellbar ist. Die erste und die zweite Verstelleinrichtung sind über Planetengetriebe miteinander gekoppelt, sodaß die Verstellung der Phasenlage zwischen Haupt- und Teilunwuchtmasse auf einer Unwuchtwelle eine entsprechende, gegenläufige Verstellung der Phasenlage der Unwuchtmassen auf der anderen Unwuchtwelle bewirkt.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserreger anzugeben, dessen Schwingungsparameter, insbesondere die Schwingungsamplitude und -richtung, sich in großen Bereichen frei und vielfältig einstellen lassen.
[0009] Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Schwingungserreger nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
[0010] Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungserreger sind auf beiden Unwuchtwellen je eine Hauptunwuchtmasse und eine relativ zu der Hauptunwuchtmasse bewegliche Teilunwuchtmasse angeordnet, wobei eine erste Verstelleinrichtung zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse der ersten Unwuchtwelle sowie eine zweite Verstelleinrichtung zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse der zweiten Unwuchtwelle vorgesehen sind, wobei die Verstelleinrichtungen und die die Phasenlage der beiden Unwuchtwellen bestimmende Phasenänderungseinrichtung fremdenergieversorgt sind und jeweils eine separate Ansteuerung aufweisen. Die Verstelleinrichtungen ermöglichen es, dass nahezu beliebige Phasenlagen zwischen Haupt- und Teilunwuchtmassen eingestellt werden können. Da die Verstelleinrichtungen aktiv wirksam sind, ist eine Drehrichtungsumkehr der Unwuchtwellen - wie z. B. beim Stand der Technik - nicht erforderlich. Darüber hinaus ist die Veränderung der Phasenlage nicht nur auf zwei durch Anschläge bestimmte Endstellungen begrenzt. Wenn die Verstelleinrichtungen unabhängig voneinander angesteuert sind, ist es auch möglich, auf der ersten Unwuchtwelle eine andere Phasenlage zwischen Haupt- und Teilunwuchtmasse einzustellen als auf der zweiten Unwuchtwelle. Auch dadurch lassen sich in vielfältiger Weise bestimmte Schwingungsmuster einstellen, die vorteilhaft z. B. zur Bodenverdichtung nutzbar sind. Da sich somit die Verstelleinrichtungen und die Phasenänderungseinrichtung individuell betätigen lassen, ist eine nahezu unendliche Vielfalt von Schwingungsmustern, d.h. insbesondere Amplituden und resultierenden Schwingungsrichtungen einstellbar.
[0011] Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zwar die erste Verstelleinrichtung und die Phasenänderungseinrichtung fremdenergieversorgt und jeweils individuell ansteuerbar. Die zweite Verstelleinrichtung jedoch weist keine eigene Fremdenergieversorgung auf und wird über die Wirkung der Phasenänderungseinrichtung allein oder der ersten Verstelleinrichtung und der Phasenänderungseinrichtung angesteuert. Vorteilhafterweise erfolgt die Ansteuerung mittels einer formschlüssigen Kopplung, so dass eine Verstellwirkung durch die erste Verstelleinrichtung oder durch die Phasenänderungseinrichtung unmittelbar auch eine Verstellwirkung der zweiten Verstelleinrichtung bewirkt. Gegenüber der weiter oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform bedeutet das, dass das Einstellspektrum nicht mehr ganz so breit ist, da die zweite Verstelleinrichtung nicht individuell ansteuerbar ist. Umgekehrt jedoch hat ihre Kopplung mit der ersten Verstelleinrichtung und/oder der Phasenänderungseinrichtung den Vorteil, dass eine Synchronisation der Bewegungen, insbesondere eine Synchronisation der Verstellung der Teilunwuchtmassen auf den zugehörigen Unwuchtwellen sehr einfach ist und vom Bediener keinen besonderen Steuerungsaufwand zur Synchronisation der Verstellungen erfordert. Eine eventuell bei der oben beschriebenen Ausführungsform erforderliche Synchronsteuerung für die Verstelleinrichtungen zur phasengleichen Verstellung der Teilunwuchtmassen auf der zugehörigen Unwuchtwelle erübrigt sich somit.
[0012] Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Teilunwuchtmassen relativ zu den Hauptunwuchtmassen unter Ansteuerung der ensprechenden Verstelleinrichtung verdrehbar und übergreifen die Hauptunwuchtmassen in Form von Halbschalen.
[0013] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verstelleinrichtungen und die Phasenänderungseinrichtung jeweils eine beliebige, kontinuierliche Änderung und danach eine Fixierung der jeweiligen Phasenlagen ermöglichen. Die Fixierung der Phasenlage stellt sicher, dass ein vom Bediener einmal eingestelltes Schwingungsverhalten des Schwingungserregers und eine daraus resultierende Relativlage der Unwuchtwellen und der von ihnen getragenen Unwuchtmassen auch über einen längeren Zeitraum konstant gehalten wird.
[0014] Wenn die Phasenlagen in einem Bereich von bis zu 360° veränderbar sind, lässt sich jede beliebige Schwingungsrichtung und -amplitude im Rahmen der durch den mechanischen Aufbau bestimmten Grenzwerte einstellen.
[0015] Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Schnitt in der Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schwingungserreger gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Fig. 2
- ein Schema zur Verdeutlichung unterschiedlicher Relativstellungen von Unwuchtwellen und Unwuchtmassen bei der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 3
- eine schematische Schnittdarstellung in der Draufsicht eines Schwingungserregers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung: und
- Fig. 4
- ein Schema zur Erläuterung von Relativstellungen von Unwuchtwellen und Unwuchtmassen bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
[0017] In einem Erregergehäuse 1 sind eine erste Unwuchtwelle 2 und eine zweite Unwuchtwelle 3 drehbar gelagert. Die erste Unwuchtwelle 2 wird über einen Motor 4, z. B. einen Elektro- oder Hydraulikmotor, drehend angetrieben. Die Drehbewegung der ersten Unwuchtwelle 2 wird über miteinander kämmende Zahnräder 5, 6 auf die zweite Unwuchtwelle 3 formschlüssig übertragen, die sich somit zur ersten Unwuchtwelle 2 gegenläufig dreht.
[0018] An der zweiten Unwuchtwelle 3 ist im Kraftfluss des Formschlusses zwischen der ersten Unwuchtwelle 2 und der zweiten Unwuchtwelle 3 eine Phasenänderungseinrichtung 7 vorgesehen, die es ermöglicht, die relative Phasenlage zwischen der ersten und der zweiten Unwuchtwelle 2, 3 zu verändern.
[0019] Bestandteil der Phasenänderungseinrichtung 7 ist eine am Zahnrad 6 ausgebildete Nabe 8, auf deren Innenseite eine, vorzugsweise zwei, im Wesentlichen schräg verlaufende, schraubenförmige Nut(en) 9 ausgebildet sind.
[0020] Zu der Phasenänderungseinrichtung 7 gehört weiterhin ein hydraulisch axial betätigbarer Kolben 10, mit dem über eine Kolbenstange 11 ein Führungselement 12 ebenfalls axial bewegt werden kann. Das Führungselement 12 trägt einen sich senkrecht zur Drehachse der zweiten Unwuchtwelle 3 erstreckenden Stift 13. Im Bereich des Stiftes 13 ist die zweite Unwuchtwelle 3 als Hohlwelle ausgebildet und mit gegenüberliegenden, zueinander parallelen, sich parallel zur Achsrichtung erstreckenden Schlitzen 14 versehen, die die Wellenwandung durchsetzen. Die Länge der Schlitze 14 entspricht im Wesentlichen der axialen Erstreckung der schraubenförmigen Nut 9 im Zahnrad 6. Der Stift 13 durchragt die Schlitze 14 und erstreckt sich bis in die Nut 9, bzw. gegebenenfalls in zwei gegenüberliegende Nuten 9.
[0021] Der Kolben 10 wird vom Bediener oder über eine entsprechende Steuerungseinrichtung hydraulisch angesteuert. Alternativ dazu sind auch pneumatische, elektromotorische oder elektromagnetische Ansteuerungen des Kolbens 10 möglich.
[0022] Während der Kolben 10 mit der Kolbenstange 11 drehfest mit dem Erregergehäuse 1 verbunden ist, drehen sich das Führungselement 12 und der Stift 13 mit der zweiten Unwuchtwelle 3. Dementsprechend ist ein Wälz- oder Gleitlager zur Entkopplung der Bewegungen vorgesehen.
[0023] Wenn der Kolben 10 mit der Kolbenstange 11 und dem Führungselement 12 axial verlagert wird, bewegt sich auch der Stift 13 axial. Eine Verdrehung des Stifts 13 relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 3 ist ausgeschlossen, da er in den Schlitzen 14 geführt wird. Aufgrund des schraubenförmigen Verlaufs der Nuten 9 im Zahnrad 6 wird das axial nicht verschiebbare Zahnrad 6 relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 3 verdreht. Da das Zahnrad 6 aber direkt formschlüssig über das Zahnrad 5 mit der ersten Unwuchtwelle 2 gekoppelt ist, wird dadurch eine Veränderung der Phasenlage zwischen beiden Unwuchtwellen 2, 3 bewirkt. Dieses Prinzip ist aus der EP 0 358 744 B1 bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
[0024] Jede der Unwuchtwellen 2, 3 trägt eine in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Hauptunwuchtmasse 15 und eine auf der jeweiligen Unwuchtwelle 2, 3 relativ zur der Hauptunwuchtmasse 15 verdrehbare Teilunwuchtmasse 16, die die Hauptunwuchtmasse 15 halbschalenförmig übergreift.
[0025] Die Verdrehung der Teilunwuchtmassen 16 auf den zugehörigen Unwuchtwellen 2, 3 und damit eine Veränderung der Phasenlagen zwischen den Hauptunwuchtmassen 15 und den zugehörigen Teilunwuchtmassen 16 wird an der ersten Unwuchtwelle 2 durch eine erste Verstelleinrichtung 17 und an der zweiten Unwuchtwelle 3 durch eine zweite Verstelleinrichtung 18 bewirkt. Die Teilunwuchtmassen 16 sind auf den Unwuchtwellen 2, 3 durch Gleitlager gehalten.
[0026] Die Verstelleinrichtungen 17, 18 arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie die Phasenänderungseinrichtung 7, so dass auf die dazu bereits erfolgte Beschreibung Bezug genommen wird und zur Vereinfachung gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Jeweils durch Ansteuerung des Kolbens 10 der ersten Verstelleinrichtung 17 oder der zweiten Verstelleinrichtung 18 lässt sich die zugehörige Teilunwuchtmasse 16 relativ zu der zugehörigen Hauptunwuchtmasse 15 in einen Bereich von bis zu 180° verdrehen.
[0027] In Fig. 1 ist ein Fall dargestellt, in dem die Teilunwuchtmassen 16 durch die Verstelleinrichtungen 17, 18 in einer Stellung gehalten werden, in der sie sich bezüglich der Drehachsen der Unwuchtwellen 2, 3 auf der gleichen Seite wie die Hauptunwuchtmassen 15 befinden. Dementsprechend addieren sich die Zentrifugalkräfte zu einer großen gesamtresultierenden Kraft, was zu einer starken Schwingung und damit Verdichtungsleistung einer den Schwingungserreger verwendenden Bodenverdichtungsmaschine führen kann.
[0028] Bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Verstelleinrichtungen 17, 18 kann erreicht werden, dass die Teilunwuchtmassen 16 auf eine der Hauptunwuchtmasse 15 gegenüberliegende Seite der Unwuchtwellen 2, 3 verschwenkt werden, so dass ihre Zentrifugalkräfte zu den Zentrifugalkräften der Hauptunwuchtmassen 15 entgegengesetzt gerichtet sind. Dementsprechend ist die resultierende Gesamtkraft gering, was beispielsweise gegen Ende eines Verdichtungsvorgangs oder auch zum Schutz eines bereits verdichteten Bodens zweckmäßig sein kann.
[0029] Fig. 2 zeigt ein Schema mit verschiedenen, vor allem für die Praxis relevanten Relativstellungen der Unwuchtwellen 2, 3 und der jeweils zugehörigen Hauptunwuchtmassen 15 und Teilunwuchtmassen 16. In Fig. 2 werden dabei jeweils nur End- bzw. Maximalstellungen der Phasenänderungseinrichtung 7 bzw. der Verstelleinrichtungen 17, 18 gezeigt. Selbstverständlich sind nahezu unendlich viele Zwischenstellungen möglich. Die schematisch dargestellten Unwuchtwellen 2, 3 sind in Form eines senkrechten Schnittes von Fig. 1 dargestellt.
[0030] Zu beachten ist, dass sich die Unwuchtwellen 2, 3 gegenläufig drehen und dementsprechend nur Momentaufnahmen gezeigt werden können. Ein großer Pfeil bedeutet eine große resultierende Gesamtkraft mit auf gleicher Seite liegenden Unwuchtmassen 15, 16, während ein kleiner Pfeil eine kleine resultierende Kraft mit gegenüberliegenden Unwuchtmassen 15, 16 bedeutet.
[0031] Je nach Einstellung der Phasenänderungseinrichtung 7 lässt sich die Richtung der vom Schwingungserreger erzeugten gesamtresultierenden Kraft verändern, so dass wahlweise eine Schwingungsrichtung in Rückwärts- oder Vorwärtsrichtung, aber auch eine vertikale Schwingungsrichtung einstellbar ist. Bei Schwingung in vertikaler Richtung wird keine horizontale Kraftkomponente erzeugt, die eine Vibrationsplatte gegebenenfalls in der entsprechenden Richtung bewegen könnte.
[0032] Bei Verwendung des Schwingungserregers in einer Vibrationsplatte wird die Phasenänderungseinrichtung 7 für die Vor- und Rückwärtsbewegung der Vibrationsplatte betätigt. Der resultierende Kraftvektor aus beiden Unwuchtwellen wird entsprechend in seiner Richtung verstellt.
[0033] Bei synchronisierter, d. h. wegidentischer Betätigung der Verstelleinrichtungen 17, 18 wird mit geeigneten Steigungsrichtungen der Nuten 9 durch das relative Verschwenken der Teilunwuchtmassen 16 der mr-Wert verstellt, ohne dass sich die Phasenlage des resultierenden Kraftvektors ändert.
Bei einseitiger oder ungleicher, nicht synchronisierter Betätigung der Verstelleinrichtungen 17, 18 wird der mr-Wert der einzelnen Unwuchtwellen 2, 3 verändert. Eine Veränderung der Phasenlage des resultierenden Gesamtfliehkraftvektors in Größe und Richtung erfolgt dadurch ebenfalls, was ein großes Spektrum von Einstellungsmöglichkeiten bietet.
[0034] Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einem schematischen Schnitt in der Draufsicht.
[0035] Zur Vereinfachung werden nachfolgend nur die Unterschiede zwischen der zweiten Ausführungsform und der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform erläutert, so dass gegenüber der ersten Ausführungsform unveränderte Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
[0036] Der wesentliche Unterschied zur ersten Ausführungsform liegt in der Gestaltung der zweiten Verstelleinrichtung (jetzt Bezugszeichen 19). Während die zweite Verstelleinrichtung 18 der ersten Ausführungsform mittels extern zugeführter Hydraulik ebenso fremdenergieversorgt und individuell ansteuerbar ist, wie die erste Verstelleinrichtung 17, weist die zweite Verstelleinrichtung 19 der zweiten Ausführungsform keine separate Energiezufuhr von außen und auch keine individuelle Ansteuerbarkeit auf. Weiterhin dient die Verstelleinrichtung 19 nicht mehr zur Verstellung der Phase zwischen Teil- und Hauptunwucht 15, 24, sondern zur Verstellung der Phasenlage zwischen der Teilunwucht 16 der ersten Welle und der Teilunwucht 24 der zweiten Welle.
[0037] Dies wird dadurch realisiert, dass die zweite Verstelleinrichtung 19 ein Zahnrad 20 aufweist, das mit einem an der Teilunwuchtmasse 16 der ersten Unwuchtwelle 2 befestigten Zahnrad 21 kämmt.
[0038] Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist eine zweite Unwuchtwelle 22 nicht vollständig im Erregergehäuse 1 gelagert. Vielmehr schließt sich an ihre eine Stirnseite eine frei drehbare Teilwelle 23 an, wobei die zweite Unwuchtwelle 22 und die Teilwelle 23 durch ein Wälzlager 23a verbunden sind und eine Einheit bilden, die ihrerseits im Erregergehäuse 1 gelagert ist.
[0039] Eine um die zweite Unwuchtwelle 22 drehbare Teilunwuchtmasse 24 ist mit der Teilwelle 23 fest verbunden. Im Übrigen umgibt die Tellunwuchtmasse 24 die Hauptunwuchtmasse 15 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Teilwelle 23 ist als Hohlwelle ausgebildet und weist zwei einander parallel gegenüberliegende, sich parallel zur Achsrichtung erstreckende Schlitze 25 auf. Die Schlitze 25 werden senkrecht zur Achsrichtung durch einen Stift 26 durchdrungen, der in in der Nabe des Zahnrads 20 ausgebildete schraubenförmige Nuten 27 eingreift. Die Nuten 27 verlaufen auf der Innenseite der Nabe des Zahnrads 20 mit einer axialen Erstreckung, die der axialen Länge der Schlitze 25 entspricht.
[0040] Der Stift 26 ist von einem Führungselement 28 gehalten, welches drehentkoppelt, aber im Übrigen formschlüssig über eine Kolbenstange 29 mit dem Führungselement 12 der Phasenänderungseinrichtung 7 verbunden ist.
[0043] Bei einer Betätigung der ersten Verstelleinrichtung 17 zur Veränderung der Phasenlage der Teilunwuchtmasse 16 auf der ersten Unwuchtwelle 2 wird die entsprechende Verschwenkbewegung über das Zahnrad 21, das Zahnrad 20, die Nuten 27 und den Schlitz 25 auf die Teilwelle 23 und damit letztendlich auf die Teilunwuchtmasse 24 der zweiten Unwuchtwelle 22 übertragen. Die Teilunwuchtmasse 24 wird somit in analoger Weise verschwenkt, wie die Teilunwuchtmasse 16 der ersten Unwuchtwelle 2. Eine Synchronisation der Bewegungen ist somit nicht erforderlich. Allerdings ist somit auch keine individuelle Verstellung der Phasenlage der Teilunwuchtmasse 24 auf der zweiten Unwuchtwelle 22 möglich.
[0044] Bei Veränderung der Phasenlage zwischen der ersten Unwuchtwelle 2 und der zweiten Unwuchtwelle 22 durch Betätigung der Phasenänderungseinrichtung 7 wird der Kolben 10 axial verlagert, was eine entsprechende axiale Verlagerung der Stifte 13 und 26 bewirkt. Dementsprechend werden - wie bereits in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläutert - die zugehörigen Zahnräder 6 und 20 relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 22 bzw. der zugeordneten Teilwelle 23 verschwenkt, so dass sich insgesamt die Phasenlage zur ersten Unwuchtwelle 2 verändert.
[0045] Verschiedene Einstellmöglichkeiten bei der zweiten Ausführungsform sind schematisch in Fig. 4 dargestellt. Auch hier bedeutet ein großer Pfeil, dass sich die Haupt- und die Tellunwuchtmasse auf der gleichen Seite befinden und somit eine große resultierende Schwingungsamplitude erzeugen, während ein kleiner Pfeil einer gegenüberliegenden Anordnung der Unwuchtmassen und damit einer geringen resultierenden Schwingungsamplitude entspricht.
[0046] Eine Betätigung der ersten Verstelleinrichtung 17 bewirkt bei der zweiten Ausführungsform für beide Unwuchtwellen 2, 22 die gleiche Veränderung des mr-Werts, ohne dass die Phasenlage des resultierenden Kraftvektors verändert wird.
[0047] Die Ansteuerung der Verstelleinrichtungen 17, 18, 19 und der Phasenänderungseinrichtung 7 kann auf mechanischem, hydraulischem oder elektrischem Wege erfolgen. Ohne Weiteres ist es möglich, entsprechende Regelalgorithmen vorzuschalten, die die Bedienbarkeit des Schwingungserregers erleichtern. Zu diesem Fall wird es zweckmäßig sein, zusätzlich Drehwinkelgeber, Positionsgeber, Positions- oder Wegsensoren, Bschleunigungsaufnehmer usw. zur Ermittlung der jeweiligen Kenngrößen vorzusehen.
[0048] Bei weiteren, nicht in den Figuren gezeigten Ausführungsformen ist es möglich, die Anordnung und das Zusammenwirken der Bauelemente zu verändern, ohne vom Grundprinzip der Erfindung abzuweichen. So können z. B. bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Phasenänderungseinrichtung 7 und der Motor 4 in der Anordnung vertauscht werden, so dass der Motor 4 die zweite Unwuchtwelle 3 antreibt.
- einer ersten Unwuchtwelle (2) und einer mit der ersten Unwuchtwelle (2) achsparallelen, formschlüssig gegenläufig drehbar gekoppelten zweiten Unwuchtwelle (3; 22, 23), von denen eine drehend angetrieben ist; und mit
- einer Phasenänderungseinrichtung (7), die in die formschlüssige Kopplung zwischen erster (2) und zweiter Unwuchtwelle (3; 22, 23) integriert ist, zum Verstellen der relativen Phasenlage beider Unwuchtwellen;
wobei- auf beiden Unwuchtwellen (2, 3; 2, 22, 23) je eine Hauptunwuchtmasse (15) und eine relativ zu der Hauptunwuchtmasse bewegliche Teilunwuchtmasse (16; 24) angeordnet sind;
- eine erste Verstelleinrichtung (17) zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16) der ersten Unwuchtwelle (2) vorgesehen ist; und wobei
- eine zweite Verstelleinrichtung (18; 19) zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16; 15, 24) der zweiten Unwuchtwelle (3; 22, 23) vorgesehen ist:
dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtungen (17, 18) und die Phasenänderungseinrichtung (7) fremdenergieversorgt sind und jeweils eine separate Ansteuerung aufweisen.- einer ersten Unwuchtwelle (2) und einer mit der ersten Unwuchtwelle (2) achsparallelen, formschlüssig gegenläufig drehbar gekoppelten zweiten Unwuchtwelle (3; 22, 23), von denen eine drehend angetrieben ist; und mit
- einer Phasenänderungseinrichtung (7), die in die formschlüssige Kopplung zwischen erster (2) und zweiter Unwuchtwelle (3; 22, 23) integriert ist, zum Verstellen der relativen Phasenlage beider Unwuchtwellen;
wobei- auf beiden Unwuchtwellen (2, 3; 2, 22, 23) je eine Hauptunwuchtmasse (15) und eine relativ zu der Hauptunwuchtmasse bewegliche Teilunwuchtmasse (16; 24) angeordnet sind;
- eine erste Verstelleinrichtung (17). zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16) der ersten Unwuchtwelle (2) vorgesehen ist; und wobei
- eine zweite Verstelleinrichtung (18; 19) zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16; 15. 24) der zweiten Unwuchtwelle (3; 22, 23) vorgesehen ist;
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verstelleinrichtung (17) und die Phasenänderungseinrichtung (7) fremdenergieversorgt sind und jeweils eine separate Ansteuerung aufweisen, und dass die zweite Verstelleinrichtung (19) mit der Phasenänderungseinrichtung (7) oder mit der ersten Verstelleinrichtung (17) und der Phasenänderungseinrichtung (7) derart gekoppelt ist, dass sie ausschließlich über die Wirkung der Phasenänderungseinrichtung (7) oder der ersten Verstelleinrichtung (17) und der Phasenänderungseinrichtung (7) angesteuert wird.- die zweite Unwuchtwelle (22) und die von ihr getragene Hauptunwuchtmasse (15) fest miteinander verbunden sind; und dass
- die zweite Verstelleinrichtung (19) mit der Phasenänderungseinrichtung (7) derart formschlüssig gekoppelt ist, dass eine durch die Phasenänderungseinrichtung (7) bewirkte Verstellung der Phasenlage von erster und zweiter Unwuchtwelle (2, 22) eine analoge Verstellung der Phasenlage der Teilunwucht (24) auf der zweiten Unwuchtwelle (22) bewirkt.
- a first unbalanced shaft (2) and a second unbalanced shaft (3; 22, 23), which is coupled in a positive-locking and oppositely rotatable manner and is axially parallel with the first unbalanced shaft (2), one of which shafts is rotationally driven; and having
- a phase-changing device (7) which is integrated into the positive-locking coupling between the first (2) and second unbalanced shaft (3; 22, 23) in order to shift the relative phase position of the two unbalanced shafts;
wherein- a respective main unbalanced mass (15) and a partial unbalanced mass (16; 24), which moves relative to the main unbalanced mass, are disposed on the two unbalanced shafts (2, 3; 2, 22, 23);
- a first shifting device (17) for actively shifting the phase position between the main and the partial unbalanced mass (15, 16) of the first unbalanced shaft (2) is provided; and wherein
- a second shifting device (18; 19) for actively shifting the phase position between the main and the partial unbalanced mass (15, 16; 15, 24) of the second unbalanced shaft (3; 22, 23) is provided;
characterised in that the shifting devices (17, 18) and the phase-changing device (7) are powered from an external source and each comprise a separate actuation means.- a first unbalanced shaft (2) and a second unbalanced shaft (3; 22, 23), which is coupled in a positive-locking and oppositely rotatable manner and is axially parallel with the first unbalanced shaft (2), one of which shafts is rotationally driven; and having
- a phase-changing device (7) which is integrated into the positive-locking coupling between the first (2) and second unbalanced shaft (3; 22, 23) in order to shift the relative phase position of the two unbalanced shafts;
wherein- a respective main unbalanced mass (15) and a partial unbalanced mass (16; 24), which moves relative to the main unbalanced mass, are disposed on the two unbalanced shafts (2, 3; 2, 22, 23);
- a first shifting device (17) for actively shifting the phase position between the main and the partial unbalanced mass (15, 16) of the first unbalanced shaft (2) is provided; and wherein
- a second shifting device (18; 19) for actively shifting the phase position between the main and the partial unbalanced mass (15, 16; 15, 24) of the second unbalanced shaft (3; 22, 23) is provided;
characterised in that the first shifting device (17) and the phase-changing device (7) are powered from an external source and each comprise a separate actuation means, and that the second shifting device (19) is coupled to the phase-changing device (7) or to the first shifting device (17) and the phase-changing device (7) in such a way that it is actuated exclusively through the effect of the phase-changing device (7) or the first shifting device (17) and the phase-changing device (7).- the second unbalanced shaft (22) and the main unbalanced mass (15) carried thereby are fixedly connected to each other; and that
- the second shifting device (19) is coupled to the phase-changing device (7) in a positive-locking manner in such a way that a shift in the phase position of the first and second unbalanced shaft (2, 22) effected by the phase-changing device (7) effects an analogous shift in the phase position of the partial unbalanced mass (24) on the second unbalanced shaft (22).
- un premier arbre de balourd (2) et un deuxième arbre de balourd (3 ; 22, 23) à axe parallèle au premier arbre de balourd (2) et couplé par complémentarité de forme de manière à pouvoir tourner en sens contraire, dont un est entraîné en rotation ; et comportant
- un dispositif de variation de phase (7) qui est intégré dans le couplage par complémentarité de forme entre le premier arbre de balourd (2) et le deuxième (3 ; 22, 23), pour le réglage de la position de phase relative des deux arbres de balourd ; dans lequel
- sur chacun des deux arbres de balourd (2, 3 ; 2, 22, 23) sont disposées une masse de balourd principal (15) et une masse de balourd partiel (16 ; 24) mobile par rapport à la masse de balourd principal ;
- un premier dispositif de réglage (17) est prévu pour le réglage actif de la position de phase entre la masse de balourd principal et la masse de balourd partiel (15, 16) du premier arbre de balourd (2) ; et dans lequel
- un deuxième dispositif de réglage (18 ; 19) est prévu pour le réglage actif de la position de phase entre la masse de balourd principal et la masse de balourd partiel (15, 16 ; 15, 24) du deuxième arbre de balourd (3 ; 22 , 23) ;
caractérisé en ce que les dispositifs de réglage (17, 18) et le dispositif de variation de phase (7) sont alimentés en énergie externe et comportent chacune une commande séparée.- un premier arbre de balourd (2) et un deuxième arbre de balourd (3 ; 22, 23) à axe parallèle au premier arbre de balourd (2) et couplé par complémentarité de forme de manière à pouvoir tourner en sens contraire, dont un est entraîné en rotation ; et comportant
- un dispositif de variation de phase (7) qui est intégré dans le couplage par complémentarité de forme entre le premier arbre de balourd (2) et le deuxième (3 ; 22, 23), pour le réglage de la position de phase relative des deux arbres de balourd ; dans lequel
- sur chacun des deux arbres de balourd (2, 3 ; 2, 22, 23) est disposée une masse de balourd principal (15) et une masse de balourd partiel (16 ; 24) déplaçable par rapport à la masse de balourd principal ;
- un premier dispositif de réglage (17) est prévu pour le réglage actif de la position de phase entre la masse de balourd principal et la masse de balourd partiel (15, 16) du premier arbre de balourd (2) ; et dans lequel
- un deuxième dispositif de réglage (18 ; 19) est prévu pour le réglage actif de la position de phase entre la masse de balourd principal et la masse de balourd partiel (15, 16 ; 15, 24) du deuxième arbre de balourd (3 ; 22 , 23) ;
caractérisé en ce que le premier dispositif de réglage (17) et le dispositif de variation de phase (7) sont alimentés en énergie externe et comportent chacun une commande séparée, et en ce que le deuxième dispositif de réglage (19) est couplé au dispositif de variation de phase (7) ou au premier dispositif de réglage (17) et au dispositif de variation de phase (7) de manière qu'il soit commandé exclusivement par l'action du dispositif de variation de phase (7) ou du premier dispositif de réglage (17) et du dispositif de variation de phase (7).- le deuxième arbre de balourd (22) et la masse de balourd principal (15) qu'il porte sont solidaires l'un de l'autre ; et en ce que
- le deuxième dispositif de réglage (19) est couplé par complémentarité de forme au dispositif de variation de phase (7) de manière qu'une variation de la position de phase du premier et du deuxième arbre de balourd (2, 22), provoquée par le dispositif de variation de phase (7), provoque une variation analogue de la position de phase du balourd partiel (24) sur le deuxième arbre de balourd (22).