(19) |
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(11) |
EP 3 256 646 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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01.04.2020 Patentblatt 2020/14 |
(22) |
Anmeldetag: 10.02.2016 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2016/000224 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2016/128136 (18.08.2016 Gazette 2016/33) |
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(54) |
RÜTTLER
VIBRATOR
VIBROFONCEUR
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
11.02.2015 DE 202015001041 U 11.05.2015 DE 202015003475 U
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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20.12.2017 Patentblatt 2017/51 |
(73) |
Patentinhaber: Liebherr-Components Biberach GmbH |
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88400 Biberach/Riß (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- HAUSLADEN, Norbert
88400 Biberach (DE)
- SCHINDLER, Viktor
88524 Uttenweiler (DE)
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(74) |
Vertreter: Thoma, Michael |
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Lorenz Seidler Gossel
Rechtsanwälte Patentanwälte
Partnerschaft mbB Widenmayerstraße 23
80538 München Widenmayerstraße 23
80538 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 2 158 976 DE-A1- 3 148 437
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WO-A2-91/08842
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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). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Rüttler zum Erzeugen von Vibrationen.
Insbesondere betrifft die Erfindung dabei eine Erregerzelle mit rotatorisch antreibbaren
Unwuchten, die in einem Erregerzellengehäuse drehbar gelagert sind, sowie einer Verstelleinheit
zum Verstellen der Phasenlage der Unwuchten relativ zueinander.
[0002] Rüttler können im Bauwesen beispielsweise für Rammgeräte oder Bodenverdichter verwendet
werden, um gerichtete Vibrationen zu erzeugen, mittels derer beispielsweise Spundwände
in den Boden gerammt, Rüttelstopfsäulen in den Boden eingebracht oder das Erdreich
verdichtet bzw. planiert werden kann. Gegebenenfalls kann der Boden auch aufbereitet
werden, um das Einrammen oder Herausziehen von Spundbohlen oder anderen Bauelementen
wie Pfählen und dergleichen zu erleichtern. Die Vibrationen erzeugende Erregerzelle
solcher Rüttler kann dabei an einem verfahrbaren Ziehjoch einer Spezialtiefbaumaschine
wie beispielsweise Bohr- und/oder Rammgeräten, Mäklern oder Seilbaggern angebracht
sein, mittels dessen die Rüttlereinheit ülicherweise in aufrechter Richtung verfahrbar
ist.
[0003] Um vorrangig vertikale oder in aufrechter Richtung wirkende Schwingungen zu erzeugen,
können hierzu in der Erregerzelle mehrere Wellen oder Räder aufgenommen werden, die
um parallele, liegend ausgerichtete Achsen umlaufen und Unwuchtmassen tragen, die
durch entsprechende Fliehkräfte bei der Umlaufbewegung Beschleunigungen und damit
die gewünschten Vibrationen erzeugen. Dabei werden die Unwuchtmassen auf mehrere Räder
bzw. Wellen aufgeteilt und hinsichtlich ihrer Anordnung, Drehrichtung und Phasenlage
zueinander so abgestimmt, dass Kräfte in horizontaler bzw. liegender Richtung möglichst
kompensiert werden. Hierzu können beispielsweise mehrere Unwuchtmassen auf verschiedenen
Seiten einer zu den Rotationsachsen senkrechten Ebene angeordnet werden und hinsichtlich
Phasenlage und Drehrichtung aufeinander abgestimmt angetrieben werden, wobei beispielsweise
gegenläufig rotierende Unwuchtmassenpaare vorgesehen sein können, um horizontale Schwingungen
zu vermeiden bzw. zu kompensieren und nur vertikale Schwingungen zu haben.
[0005] Um die Stärke der Vibrationskraft einstellen zu können, wird üblicherweise der Phasenwinkel
zweier ein Unwuchtmassenpaar bildender Unwuchten relativ zueinander verstellt, wobei
die Unwuchtmassen eines solchen Paares gleichsinnig und synchronisiert miteinander
rotatorisch angetrieben sein können, so dass sich je nach eingestelltem Phasenverschiebungswinkel
die Fliehkräfte bzw. die Unwuchtwirkungen mehr oder minder aufaddieren bzw. mehr oder
minder kompensieren. Während sich bei einem Phasenwinkel β = 0, also bei gleicher
Orientierung bzw. gleicher Winkelausrichtung der Unwuchten ein maximales statisches
Moment bzw. eine maximale Unwucht einstellt, kompensieren sich bei einem Phasenwinkel
β = 180°, also einander entgegengesetzt ausgerichteten Unwuchten, die von den beiden
Unwuchten bewirkten Teilvibrationen gegenseitig.
[0006] Aus der Schrift
DE 10 2004 013 790 A ist ein Rüttler zum Erzeugen von Vibrationen bekannt, der rotatorisch antreibbare
Unwuchten, die in einem Erregerzellengehäuse drehbar gelagert sind, sowie eine Verstelleinheit
zum Verstellen der Phasenlage der Unwuchten relativ zueinander aufweist, wobei die
genannte Verstellvorrichtung Hydraulikzylinder umfasst.
[0007] Ferner zeigt die Schrift
WO 91/08842 A einen Unwucht-Schwingungserreger mit im Betrieb einstellbarer Größe der Unwucht,
wobei die Unwuchtmassen in Teil-Unwuchtkörper unterteilt sind, welche in Umfangsrichtung
mittels umlaufender Motoren verstellbar sind. Die genannten Motoren sind dabei Hydraulikmotoren,
die über Zahnräder die getrennten Unwuchtkörper separat antreiben.
[0008] Ferner zeigt die Schrift
DE 31 48 437 A1 eine Erregerzelle, deren Unwuchten über ein Planetengetriebe in ihrer Phasenlage
stufenlos verstellbar sind. Dabei wird eine erste Erregerzellenwelle mit der darauf
befestigten Unwucht von einem Antriebsmotor angetrieben, während die zweite Erregerzellenwelle
mit der zweiten Unwucht über die genannte Planetengetriebestufe von der ersten Erregerzellenwelle
her angetrieben wird.
[0009] Um eine solche Verstellung des Phasenwinkels zwischen den Unwuchten auch während
des Betriebs, also bei laufenden Wellen bzw. Rädern der Erregerzelle, vornehmen zu
können, wurden im Stand der Technik bereits diverse Verstelleinheiten vorgeschlagen.
Beispielsweise zeigt die
EP 05 06 722 B1 eine Verstellung über zwei Hydraulikmotoren, die als Antriebsmotoren für die Erregerzelle
dienen. Durch ein einstellbares Druckbegrenzungsventil, das einem der Hydraulikmotoren
nachgeschaltet ist, kann das nutzbare Druckgefälle verändert und hierdurch die Phasenlage
verstellt werden. Die
EP 21 58 976 B1 schlägt zum Verstellen der Phasenlage der Unwuchten vor, zwei Unwuchtgruppen, die
jeweils nach Art eines Stirnradgetriebes miteinander verzahnt sind, von gegenüberliegenden
Stirnseiten her durch zwei Stellmotoren anzutreiben und zwischen den Stirnradstufen
der beiden Unwuchtgruppen einen weiteren Stellantrieb vorzusehen, mit Hilfe dessen
die relative Phasenlage verstellt werden kann. Die
DE 199 20 348 A1 verwendet zur Verstellung der Phasenlage bei hydraulischem Antrieb der Erregerzellenwellen
eine zwischengeschaltete verstellbare Pumpe. Die
WO 2009/049576 A1 schlägt vor, die Unwuchten an verschwenkbaren Tragarmen zu lagern, die durch einen
auf der Antriebswelle mitrotierenden Stellmechanismus zueinander verschwenkt werden
können. Aus der
DE 44 39 170 A1 ist es ferner bekannt, zum Verstellen des Phasenwinkels eine Synchronisierwelle mit
zwei Stirnrädern zu verwenden, die mit den beiden Unwuchtgruppen kämmen und relativ
zueinander durch einen internen Hydraulikzylinder verstellt werden können, wie dies
in ähnlicher Art auch bei Nockenwellen von Ventilsteuerungen bekannt ist.
[0010] Diese vorbekannten Verstelleinheiten sind konstruktiv meist aufwändig und in der
Fertigung aufgrund teurer Spezialwerkzeuge und vielen Fertigungsschritten diffizil
und teuer. Zudem sind sie wenig wartungsfreundlich und bei Reparaturen fallen längere
Stillstandszeiten an.
[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten
Rüttler der genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet
und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine konstruktiv
einfache, kostengünstig zu fertigende Verstelleinheit geschaffen werden, die reparatur-
und wartungsfreundlich ist und dennoch auch im Betrieb eine präzise und einfach zu
steuernde Verstellung der Vibrationsstärke des Rüttlers ermöglicht.
[0012] Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen Rüttler gemäß Anspruch 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0013] Es wird also vorgeschlagen, zum Verstellen der Phasenlage der Unwuchten ein Planetengetriebe
zu verwenden, das als verstellbare Synchronisierstufe wirkt, die einerseits die Umlaufbewegung
der Unwuchten miteinander synchronisiert bzw. hinsichtlich ihrer Winkelgeschwindigkeit
aufeinander abstimmt, andererseits jedoch aber eine Verstellung der Phasenlage erlaubt.
Erfindungsgemäß ist die Verstelleinheit als Planetengetriebe ausgebildet, das zumindest
zwei Ausgangsstränge, an die die relativ zueinander phasenverstellbaren Unwuchten
der Erregerzelle angekoppelt sind, sowie einen Verstelleingangsstrang zum Verändern
der Phasenlage der Ausgangsstränge des Planetengetriebes besitzt. Die genannten Ausgangsstränge
laufen mit aufeinander abgestimmten Drehzahlen um, so dass die daran angebundenen
Unwuchten entsprechend aufeinander abgestimmt umlaufen. Dabei kann der Verstelleingangsstrang
des Planetengetriebes in einer einmal eingestellten Stellung festgehalten werden.
Durch Verstellen des Verstelleingangsstrangs kann die Phasenlage der Ausgangsstränge
des Planetengetriebes und damit die Phasenlage der Unwuchten verstellt werden.
[0014] Ein solches Planetengetriebe besitzt einen bewährten, einfachen Aufbau und kann ohne
spezielle Fertigungseinrichtungen gefertigt werden, so dass in kostengünstiger Weise
ein stabiler Betrieb erzielt wird. Gleichzeitig kann mit einfachen Stellaktoren eine
präzise, feingliedrige Einstellung der Phasenlage auch bei Betrieb der Erregerzelle
vorgenommen werden.
[0015] Das Planetengetriebe kann hierbei grundsätzlich verschieden ausgebildet und an die
Struktur der Erregerzelle und die Anzahl der umlaufenden Unwuchtpaare angepasst sein.
Beispielsweise kann bei entsprechender Anzahl von umlaufenden Unwuchten bzw. Erregerzellenwellen
ein mehrstufiges Planetengetriebe vorgesehen sein. Um einen einfachen Aufbau und eine
Platz sparende Anordnung zu erzielen, kann in Weiterbildung der Erfindung jedoch ein
einstufiges Planetengetriebe vorgesehen sein, das als Verstelleinheit fungiert und
im Wesentlichen aus den Baugruppen Sonnenrad, Steg mit Planetenrädern und einem Hohlrad
bestehen kann bzw. diese Baugruppen umfassen kann.
[0016] Die Anbindung der Unwuchten und eines Verstellaktors kann hierbei an verschiedenen
Stellen des Planetengetriebes erfolgen. Vorteilhafterweise kann hierbei vorgesehen
sein, dass die beiden vorgenannten Ausgangsstränge, an die die im Phasenwinkel zu
verstellenden Unwuchten angebunden sind, einerseits an das Sonnenrad des Planetengetriebes
und andererseits an das Hohlrad des Planetengetriebes gekoppelt sind, während der
genannte Verstelleingangsstrang an den die Planetenräder zwischen Sonnenrad und Hohlrad
tragenden Steg angebunden sein kann.
[0017] Insbesondere kann eine erste Erregerzellenwelle drehfest mit dem Sonnenrad verbunden
sein und eine zweite Erregerzellenwelle über eine Stirnradstufe mit dem Hohlrad des
Planetengetriebes rotatorisch gekoppelt sein, so dass bei festgehaltenem Steg - entsprechend
einer bestimmten, eingestellten Phasenlage - die beiden Erregerzellenwellen synchron
miteinander bzw. in einem festen Drehzahlverhältnis zueinander umlaufen, wie dies
die durch die Planetenräder miteinander gekoppelten Sonnen- und Hohlräder des Planetengetriebes
vorgeben. Wird der Steg und damit die Planetenräder verstellt, ändert sich die Phasenlage
der beiden Erregerzellenwellen zueinander.
[0018] An die genannten ersten und zweiten Erregerzellenwellen können Unwuchtmassen direkt
oder über weitere Stirnradstufen mit weiteren Erregerzellenwellen angekoppelt sein.
Die genannten Erregerzellenwellen können hierbei parallel zueinander ausgerichtet
sein und/oder eine im Wesentlichen liegend ausgerichtete, insbesondere horizontale
Anordnung einnehmen.
[0019] Zur Verstellung der Phasenlage kann mit dem vorgenannten Verstelleingangsstrang des
Planetengetriebes ein geeigneter Verstellaktor gekoppelt sein, der fremdenergiebetätigbar
und durch ein geeignetes Steuergerät entsprechend ansteuerbar sein kann. Vorteilhafterweise
kann der genannte Verstelleingangsstrang eine Kurbelwelle umfassen, an die als Verstellaktor
ein Druckmittelzylinder angekoppelt sein kann, mit Hilfe dessen die Kurbelwelle in
einfacher Weise verstellt werden kann. Die als Verstelleingang fungierende Kurbelwelle
oder eine ggf. in anderer Weise ausgebildete Eingangswelle kann dabei vorteilhafterweise
direkt mit dem Steg des Planetengetriebes drehfest verbunden sein, wobei ggf. auch
eine Stirnradstufe oder eine andere Über- oder Untersetzungsstufe zwischengeschaltet
sein kann.
[0020] Vorteilhafterweise kann dem Verstelleingangsstrang, insbesondere der vorgenannten
Eingangswelle und/oder dem Steg des Planetengetriebes ein Anschlag oder ein Anschlagpaar
zugeordnet sein, mit Hilfe dessen/derer Endlagen vorgegeben werden können, die die
Enden des Verstellbereichs für den Phasenwinkel der Unwuchten vorgeben können. In
Verbindung mit dem vorgenannten Druckmittelzylinder als Stellaktor kann hierdurch
eine besonders einfach ausgebildete Verstellung der Unwuchtphasenlage erreicht werden.
[0021] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zumindest eines der Elemente des
Planetengetriebes, insbesondere dessen Sonnenrad und/oder Steg und/oder Hohlrad, oder
ein Element am Verstelleingangsstrang wie bspw. die Kurbelwelle oder der Druckmittelzylinder
eine integrierte Verstelleinrichtung und/oder Justiereinrichtung besitzen, die ein
Verstellen bzw. Justieren der Phasenlage intern im Planetengetriebe und damit auch
der Phasenlage der Unwuchten ermöglicht. Vorteilhafterweise kann eines der genannten
Elemente in sich verstellbar ausgebildet sein und zwei relativ zueinander verdrehbare
Teilelemente umfassen.
[0022] Insbesondere kann das Hohlrad des Planetengetriebes einen Außenradteil und einen
Innenradteil umfassen, die zueinander verdrehbar, vorzugsweise über Langlöcher zueinander
justierbar sind. Durch Justieren der beiden Radteile zueinander können Lagetoleranzen
zwischen dem Eingangsstrang und den Ausgangssträngen des Planetengetriebes einfach
justiert werden, wodurch die Montage vereinfacht und großzügigere Fertigungstoleranzen
ermöglicht werden. Zudem kann eine Ausrichtung der Elemente des Verstellmechanismus
und der Erregerzellenwellen zueinander wie z.B. der Räder und Wellen des Planetengetriebes
oder der Stirnradstufe(n) entfallen.
[0023] Den genannten Radteilen, insbesondere den vorgenannten Außenrad- und Innenradteilen
des Hohlrads, kann dabei eine Feststelleinrichtung zugeordnet sein, mit Hilfe derer
eine bestimmte, einjustierte Relativstellung der Radteile fixiert werden kann.
[0024] Um eine einfache Wartung und Reparatur zu ermöglichen und längere Stillstandszeiten
bei einem Defekt der Verstelleinheit zu vermeiden, kann nach einem weiteren Aspekt
die genannte Verstelleinheit zum Verstellen der Phasenlage der Unwuchten in einem
separaten Verstelleinheitsgehäuse aufgenommen sein, das lösbar am Erregerzellengehäuse,
in dem die Unwuchten drehbar gelagert aufgenommen sind, befestigt sein kann. Insbesondere
kann die Verstelleinheit auf einer Außenseite des genannten Erregerzellengehäuses
angebracht sein. Hierdurch ist die Verstelleinheit zum Zwecke von Wartung und Reparatur
einfach zugänglich und es muss nicht die gesamte Erregerzelle demontiert bzw. das
Erregerzellengehäuse geöffnet werden, um an der Verstelleinheit Wartungsarbeiten vornehmen
zu können.
[0025] Vorteilhafterweise kann das vorgenannte Planetengetriebe eine von der eigentlichen
Erregerzelle, die die umlaufend antreibbaren Unwuchten und entsprechende Erregerzellenwellen
umfasst, separat ausgebildete, eigenständige Baugruppe bilden, die vorteilhafterweise
als Einheit von der vorgenannten Erregerzelle demontierbar ist, ohne hierfür die Erregerzelle
zerlegen oder das Erregerzellengehäuse öffnen zu müssen.
[0026] Als Schnittstelle zwischen der genannten Verstelleinheit und der eigentlichen Erregerzelle
können zwei aus dem Erregerzellengehäuse herausstehende Wellenstümpfe bilden, auf
die bzw. an denen zwei Antriebsräder der Verstelleinheit, insbesondere das Sonnenrad
der vorgenannten Planetengetriebestufe und ein Ritzel der vorgenannten Stirnradstufe,
die mit dem Planetengetriebe kämmt bzw. damit in Eingriff steht, lösbar montiert werden
können.
[0027] Die Verstelleinheit kann hierbei auf der Motorseite der Erregerzelle oder auf einer
der Motorseite gegenüberliegenden Seite der Erregerzelle angebracht bzw. angeordnet
sein. Vorteilhafterweise kann sich die Verstelleinheit auf einer Querseite der Erregerzelle
erstrecken, die sich quer bzw. im Wesentlichen senkrecht zu den Rotationsachsen der
Unwuchten der Erregerzelle erstreckt.
[0028] Werden die Verstelleinheit und der zumindest eine Antriebsmotor der Erregerzelle
auf gegenüberliegenden Seiten der Erregerzelle angeordnet, können Kollisionsprobleme
vermieden und sowohl der Antriebsmotor als auch die Verstelleinheit ohne Platzprobleme
einfach montiert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass duch gegenüberliegendes Anbringen
von Antriebsmotor und Verstelleinheit der Schwerpunkt näher auf die Rammachse gelegt
werden kann, sodass die Rammenergie nahezu vollständig in senkrechter Richtung wirken
kann und es kaum eine Taumelbewegung der Erregerzelle gibt. Eine Anordnung der Verstelleinheit
und des zumindest einen Antriebsmotors auf derselben Erregerzellenseite kann indes
beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn die Einbauumgebung des Rüttlers nur einseitig
ausreichend Platz bietet.
[0029] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und
zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1:
- eine schematische Schnittansicht eines Rüttlers nach einer vorteilhaften Ausführung
der Erfindung, die den seitlich aufgesetzten Anbau der Verstelleinheit in Form eines
Planetengetriebes und dessen Stellaktors zeigt,
- Fig. 2:
- eine Draufsicht auf den Rüttler und dessen Verstelleinheit aus Fig. 1, die die Anordnung
der Verstellaktors und die Verstellbarkeit der Phasenwinkellage begrenzende Endanschläge
zeigt, und
- Fig. 3:
- eine ausschnittsweise, perspektivische und schematische Darstellung des Hohlrads des
Planetengetriebes aus Fig. 1 und die damit kämmende Stirnradstufe, wobei das in sich
rotatorisch justierbare Hohlrad mit zueinander über Langlöcher verstellbare Innen-
und Außenräder des Hohlrads gezeigt sind.
[0030] Wie Fig. 1 zeigt, kann der Rüttler 1 eine Erregerzelle 2 mit mehreren zueinander
parallel, jeweils liegend ausgerichteten Erregerzellenwellen aufweisen, die in einem
Erregerzellengehäuse 3 aufgenommen und drehbar gelagert sind. Die genannten Erregerzellenwellen
können hierbei zu zwei Gruppen zusammengefasst sein, wobei die Erregerzellenwellen
einer jeden Gruppe miteinander über Stirnradstufen gekoppelt sind und dementsprechend
mit festen Drehzahlverhältnissen zueinander umlaufen. Dabei sind an zumindest einigen
der mit den Erregerzellenwellen verbundenen Räder Unwuchten 4 verbunden, die in Form
von exzentrisch angebrachten Unwuchtmassen ausgebildet sein können. Das genannte Erregerzellengehäuse
3 kann aussenseitig Lager- und/oder Befestigungsabschnitte bzw. -teile aufweisen,
mittels der die Erregerzelle 2 an einem Ziehjoch einer Baumaschine, bspw. einem Bohr-
und/oder Rammgerät, eines Mäklers oder eines Seilbaggers, oder auch einem anderen
Lagerteil einer anderen Baumaschine montiert werden kann.
[0031] Die Unwuchten 4 sind dabei vorteilhafterweise derart angeordnet und aufeinander abgestimmt,
dass sie bei rotatorischem Umlaufen Vibrationen im wesentlichen nur in einer Richtung
27 erzeugen, die bei bestimmungsgemäßem Einbau und Arbeitsstellung des Rüttlers 1
insbesondere zumindest näherungsweise vertikal ausgerichtet sein kann, vgl. Fig. 1.
[0032] Gemäß der gezeichneten Ausführung nach Fig. 1 werden die Erregerzellenwellen und
die damit verbundenen Unwuchten 4 durch zwei oder mehr Antriebsmotoren 5 und 6 rotatorisch
umlaufend angetrieben werden. Gemäß der gezeichneten Ausführung nach Fig. 1 treibt
dabei ein erster Antriebsmotor 5 die erste Gruppe von Unwuchten 4.1 über eine Antriebswelle
7 an, deren Antriebsbewegung über verschiedene Stirnradstufen auf die genannten weiteren
Unwuchten 4.1 übertragen und bis auf eine Erregerzellenwelle 9 gegeben wird. Ein zweiter
Antriebsmotor 6 treibt eine zweite Gruppe von Unwuchten 4.2 an, und zwar über eine
weitere Antriebswelle 8, die über entsprechende Stirnradstufen die weiteren Unwuchten
4.2 antreibt und gleichzeitig eine zweite Erregerzellenwelle 10 bildet, die zusammen
mit der vorgenannten ersten Erregerzellenwelle 9 aus dem Erregerzellengehäuse 3 herausgeführt
ist, so dass die beiden Erregerzellenwellen 9 und 10 in die Verstelleinheit 11 als
Wellenstumpf hineinragen. Wie Fig. 1 zeigt, kann die genannte Verstelleinheit 11 dabei
auf der den Antriebsmotoren 5 und 6 gegenüberliegenden Seite der Erregerzelle 2 angeordnet
sein. Die Antriebsmotoren 5 und 6 können jedoch auch an den anderen Unwuchtwellen
und/oder an der Welle 23 angeordnet sein.
[0033] Die genannte Verstelleinheit 11 umfasst ein Planetengetriebe 12, das in einem vom
Erregerzellengehäuse 3 separaten Verstelleinheits- bzw. Planetengetriebegehäuse 13
aufgenommen ist, das auf die Außenseite des Erregerzellengehäuses 3 gesetzt sein kann.
[0034] Wie Fig. 1 zeigt, kann das Verstelleinheitsgehäuse 13 topfförmig ausgebildet sein,
wobei eine Wandung des Erregerzellengehäuses 3 das Verstelleinheitsgehäuse 13 verschließt
und/oder eine Trennwand zwischen Verstelleinheit und Erregerzelle bilden kann. Alternativ
kann das Verstelleinheitsgehäuse 13 jedoch auch im Wesentlichen vollständig geschlossen
ausgebildet sein, wobei das Verstelleinheitsgehäuse 13 und das Erregerzellengehäuse
3 Wand an Wand aufeinander sitzen können. Vorteilhafterweise kann das Verstelleinheitsgehäuse
13 separat abgenommen bzw. demontiert werden, ohne dass hierzu das Erregerzellengehäuse
3 geöffnet werden müsste.
[0035] Das genannte Planetengetriebe 12 kann einstufig ausgebildet sein und ein Sonnenrad
14 aufweisen, das koaxial zu einem Hohlrad 16 des Planetengetriebes 12 angeordnet
sein kann. Zwischen dem Sonnenrad 14 und dem Hohlrad 16 können Planetenräder 17 angeordnet
sein, die sowohl mit dem Sonnenrad 14 als auch mit dem Hohlrad 16 in Wälzeingriff
stehen und an einem Steg 15 drehbar gelagert sein können. Der genannte Steg 15 kann
selbst drehbar gelagert sein und ist koaxial zu den Achsen des Sonnenrads 14 und des
Hohlrads 16 angeordnet.
[0036] Wie Fig. 1 zeigt, kann das genannte Sonnenrad 14 drehfest mit der vorgenannten ersten
Erregerzellenwelle 9 verbunden sein. Die vorgenannte zweite Erregerzellenwelle 10
kann über eine Stirnradstufe 18 mit dem Hohlrad 16 rotatorisch gekoppelt sein, wobei
die genannte Stirnradstufe 18 mit dem Außenrad 16a bzw. dem Außenumfang des genannten
Hohlrads 16 in Wälzeingriff stehen kann.
[0037] Dementsprechend sind die beiden Erregerzellenwellen 9 und 10 und damit die genannten
Gruppen von Unwuchten 4 und die damit verbundenen Antriebsmotoren 5 und 6 über das
Planetengetriebe 12 rotatorisch miteinander gekoppelt, so dass sie entsprechend synchron
bzw. in festem Drehzahlverhältnis zueinander umlaufen.
[0038] Um die Phasenlage der Unwuchten 4 zueinander verstellen zu können, kann der genannte
Steg 15 des Planetengetriebes 12 verstellt bzw. verdreht werden. Hierzu kann eine
Eingangswelle 19, die mit dem genannten Steg 15 drehfest verbunden sein kann, an einen
Stellaktor 20 angebunden sein, der vorteilhafterweise an dem Verstelleinheitsgehäuse
13 gelagert sein kann. Wie Fig. 1 zeigt, kann der genannte Stellaktor 20 in einfacher
Weise als Druckmittelzylinder ausgebildet sein, der die als Kurbelwelle ausgebildete
Eingangswelle 19 rotatorisch verstellen kann.
[0039] Wie Fig. 2 zeigt, kann die Verstellbarkeit der Eingangswelle 19 und damit des Stegs
15 durch Endanschläge 21 begrenzt sein, so dass der Steg 15 des Planetengetriebes
12 in einfacher Weise durch den Druckmittelzylinder zwischen zwei Endlagen hin und
her gestellt werden kann. Je nach gewünschter Ausbildung kann der genannte Stellaktor
20 auch in Zwischenstellungen angehalten und/oder festgestellt werden, um Zwischenlagen
stufenlos oder stufenweise einstellen zu können.
[0040] Wie Fig. 1 und Fig. 3 zeigen, kann das Planetengetriebe 12 eine interne Justier-
bzw. Verstelleinrichtung 22 umfassen, wobei insbesondere eines der Planetengetrieberäder
in sich verdrehbar ausgebildet sein kann. Insbesondere kann das Hohlrad 16 ein Innenrad
16i und ein Außenrad 16a aufweisen, die über Langlöcher 26 relativ zueinander verdreht
und in verschiedene rotatorische Stellungen zueinander gebracht werden können, so
dass die Relativstellung der beiden an das Planetengetriebe 12 angebundenen Erregerzellenwellen
9 und 10 relativ zueinander bzw. die Relativstellung dieser Erregerzellenwellen 9
und 10 zur Eingangswelle 19 justiert werden kann, indem die genannten Innen- und Außenräder
16i und 16a des Hohlrads 16 zueinander verschoben werden. Hierdurch kann auf gezielte
Verzahnungsorientierungen an Kurbelwelle 19, Steg 15, Erregerzellenwelle 9,10, Sonnenrad
14 und/oder Stirnradstufe 18 verzichtet werden bzw. können allgemein Lagetoleranzen
in der gesamten Verzahnungskette ausgeglichen werden.
1. Rüttler zum Erzeugen von Vibrationen, mit rotatorisch antreibbaren Unwuchten (4),
die in einem Erregerzellengehäuse (3) drehbar gelagert sind, sowie einer Verstelleinheit
(11) zum Verstellen der Phasenlage der Unwuchten (4) relativ zueinander, die als Planetengetriebe
(12) ausgebildet ist, wobei dieses Planetengetriebe zumindest zwei Ausgangsstränge
(23, 24), an die die relativ zueinander phasenverstellbaren Unwuchten (4) gekoppelt
sind, sowie einen Verstelleingangsstrang (25) zum Verstellen der Phasenlage der Ausgangsstränge
(23, 24) zueinander besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebsmotoren (5, 6) zum rotatorisch umlaufenden Antreiben der Unwuchten
(4) vorgesehen sind, wobei eine erste Gruppe der Unwuchten (4.1) von einem ersten
Antriebsmotor (5) über eine erste Antriebswelle (7) antreibbar ist und eine zweite
Gruppe der Unwuchten (4.2) durch einen zweiten Antriebsmotor (6) über eine zweite
Antriebswelle (8) antreibbar ist, wobei das genannte Planetengetriebe (12) eine verstellbare
Synchronisierstufe zum Miteinandersynchronisieren der von den mehreren Antriebsmotoren
(5, 6) angetriebenen Unwuchten (4) bildet.
2. Rüttler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Planetengetriebe (12) einstufig
ausgebildet ist.
3. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Ausgangsstränge
(23, 24) an ein Sonnenrad (14) und ein Hohlrad (16) und der Verstelleingangsstrang
(25) an einen Steg (15) des Planetengetriebes (12) angebunden sind.
4. Rüttler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der an das Sonnenrad (14) angebundene
Ausgangsstrang (23) eine mit dem Sonnenrad (14) drehfest verbundene erste Erregerzellenwelle
(9) umfasst und der an das Hohlrad (16) angebundene Ausgangsstrang (24) eine zweite
Erregerzellenwelle (10) umfasst, die über eine Stirnradstufe (18) an das drehbar gelagerte
Hohlrad (16) des Planetengetriebes (12) rotatorisch angekoppelt ist.
5. Rüttler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die genannten ersten und zweiten Erregerzellenwellen
(9,10) zueinander parallel und/oder liegend ausgerichtet angeordnet sind.
6. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verstelleingangsstrang
(25) eine drehfest mit dem Steg (15) des Planetengetriebes (12) verbundene Verstellwelle
(19) aufweist, die von einem Stellaktor (20) in verschiedene Drehstellungen bringbar
ist.
7. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Stellaktor (20) ein Druckmittelzylinder
vorgesehen ist, der an den als Kurbelwelle ausgebildeten Verstelleingangsstrang (25)
des Planetengetriebes (12) angreift.
8. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Verstelleingangsstrang
(25) Anschläge (21) zugeordnet sind, die rotatorische Endlagen vorgeben, zwischen
denen die Phasenlage der Unwuchten (4) verstellbar ist.
9. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der Elemente
Sonnenrad (14), Steg (15) und Hohlrad (16) des Planetengetriebes (12) in sich verstellbar
ausgebildet ist und zwei relativ zueinander verdrehbare, vorzugsweise in verschiedenen
Drehstellungen zueinander fixierbare Teilelemente aufweist.
10. Rüttler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Hohlrad (16) des Planetengetriebes
(12) ein Innenradteil (16i) und ein Außenradteil (16a) umfasst, die zueinander verdrehbar,
vorzugsweise über Langlöcher (26) zueinander justierbar, ausgebildet sind.
11. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstelleinheit (11) in
einem vom Erregerzellengehäuse (3) separat ausgebildeten Verstelleinheitsgehäuse (13)
aufgenommen ist, das lösbar an dem Erregerzellengehäuse (3) befestigt ist.
12. Rüttler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verstelleinheit (11) auf einer
Außenseite des Erregerzellengehäuses (3) angebracht ist und eine Erregerzellen-Gehäusewandung
und/oder eine Verteilereinheit-Gehäusewandung eine Trennwand (27) zwischen der Erregerzelle
(2) und der Verstelleinheit (11) bildet.
13. Rüttler nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstelleinheit
(11) an einer Querseite des Erregerzellengehäuses (3), die sich zu den Drehachsen
der Unwuchten (4) im Wesentlichen senkrecht erstreckt, angeordnet ist.
14. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstelleinheit (11) und
die Antriebsmotoren (5, 6) zum rotatorischen Antreiben der Unwuchten (4) auf gegenüberliegenden
Seiten des Erregerzellengehäuses (3) angeordnet sind.
15. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstelleinheit (11) eine
eigenständige, vom Erregerzellengehäuse (3) separat demontierbare Baugruppe bildet.
16. Verwendung eines Rüttlers, der gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet
ist, zum Erzeugen von Vibrationen an einer Baumaschine wie Ramm- und/oder Bohrgerät,
wobei eine Erregerzelle des Rüttlers (1) an einem verstellbaren Ziehjoch angebracht
ist.
1. Vibrator for generating vibrations having rotationally drivable unbalanced masses
(4) that are rotatably supported in an exciter cell housing (3), and having an adjustment
unit (11) for adjusting the phase position of the unbalanced masses (4) relative to
one another, which adjustment unit is configured as a planetary gearing (12), wherein
this planetary gearing has at least two output trains (23, 24) to which the unbalanced
masses (4) that are adjustable in phase relative to one another are coupled, and that
has an adjustment input train (25) for adjusting the phase position of the output
trains (23, 24) relative to one another, characterized in that multiple drive motors (5, 6) for a rotational drive of the unbalanced masses (4)
are provided, wherein a first group of the unbalanced masses (4.1) can be driven by
a first drive motor (5) via a first drive shaft (7), and a second group of unbalanced
masses (4.2) can be driven by a second drive motor (6) via a second drive shaft (8),
wherein the mentioned planetary gearing (12) forms an adjustable synchronization stage
for synchronizing the unbalanced masses (4) driven by the plurality of drive motors
(5, 6) with one another.
2. Vibrator in accordance with the preceding claim, wherein the planetary gearing (12)
is configured as a single-stage gearing.
3. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein the two output trains
(23, 24) are connected to a sun wheel (14) and to a ring gear (16) and the adjustment
input train (25) is connected to a carrier (15) of the planetary gearing (12).
4. Vibrator in accordance with the preceding claim, wherein the output train (23) connected
to the sun gear (14) comprises a first exciter cell shaft (9) rotationally fixedly
connected to the sun gear (14) and the output train (24) connected to the ring gear
(16) comprises a second exciter cell shaft (10) that is rotationally coupled to the
rotatably supported ring gear (16) of the planetary gearing (12) via a spur gear stage
(18).
5. Vibrator in accordance with the preceding claim, wherein the said first and second
exciter cell shafts (9, 10) are arranged aligned in parallel with one another and/or
in a lying position.
6. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein the adjustment input
train (25) has an adjustment shaft (19) that is rotationally fixedly connected to
the carrier (15) of the planetary gearing (12) and that can be brought into different
rotational positions by an actuator (20).
7. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein a pressure medium
cylinder is provided as the actuator (20) and engages at the adjustment input train
(25) of the planetary gearing (12) configured as a crankshaft.
8. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein stoppers (21) are
associated with the adjustment input train (25) and predefine rotational end positions
between which the phase position of the unbalanced masses (4) is adjustable.
9. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein at least one of the
elements of sun gear (14), carrier (15), and ring gear (16) of the planetary gearing
(12) is configured as adjustable in itself and comprises two part elements that are
rotatable relative to one another and that are preferably fixable in different rotary
positions relative to one another.
10. Vibrator in accordance with the preceding claim, wherein the ring gear (16) of the
planetary gearing (12) comprises an inner gear part (16i) and an outer gear part (16a)
that are configured as rotatable with respect to one another, preferably alignable
with one another via elongate holes (26).
11. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein the adjustment unit
(11) is received in an adjustment unit housing (13) that is configured separately
from the exciter cell housing (3) and that is releasably fastened to the exciter cell
housing (3).
12. Vibrator in accordance with the preceding claim, wherein the adjustment unit (11)
is attached to an outer side of the exciter cell housing (3) and an exciter cell housing
wall and/or a distributor unit housing wall form(s) a separator wall (27) between
the exciter cell (2) and the adjustment unit (11).
13. Vibrator in accordance with one of the two preceding claims, wherein the adjustment
unit (11) is arranged at a transverse side of the exciter cell housing (3) that extends
substantially perpendicular to the axes of rotation of the unbalanced masses (4).
14. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein the adjustment unit
(11) and the drive motors (5, 6) for a rotational drive of the unbalanced masses (4)
are arranged on opposite sides of the exciter cell housing (3).
15. Vibrator in accordance with one of the preceding claims, wherein the adjustment unit
(11) forms an independent assembly separately dismantlable from the exciter cell housing
(3).
16. Use of a vibrator that is configured in accordance with one of the preceding claims
for generating vibrations at a construction machine such as a pile driver and/or a
drill, wherein an exciter cell of the vibrator (1) is attached to an adjustable pull
yoke.
1. Vibreur servant à générer des vibrations, avec des balourds (4) pouvant être entraînés
en rotation, qui sont montés de manière à pouvoir tourner dans un boîtier de cellules
excitatrices (3), ainsi qu'avec une unité d'ajustement (11) servant à ajuster la position
de phase des balourds (4) les uns par rapport aux autres, qui est réalisée sous la
forme d'un engrenage à trains épicycloïdaux (12), dans lequel ledit engrenage à trains
épicycloïdaux possède au moins deux voies de sortie (23, 24), auxquelles les balourds
(4) pouvant être ajustés en phase les uns par rapport aux autres sont couplés, ainsi
qu'une voie d'entrée d'ajustement (25) servant à ajuster la position de phase des
voies de sortie (23, 24) les unes par rapport aux autres, caractérisé en ce que plusieurs moteurs d'entraînement (5, 6) sont prévus pour entraîner en périphérie
en rotation des balourds (4), dans lequel un premier groupe des balourds (4.1) peut
être entraîné par un premier moteur d'entraînement (5) par l'intermédiaire d'un premier
arbre d'entraînement (7) et un deuxième groupe des balourds (4.2) peut être entraîné
par un deuxième moteur d'entraînement (6) par l'intermédiaire d'un deuxième arbre
d'entraînement (8), dans lequel ledit engrenage à trains épicycloïdaux (12) forme
un étage de synchronisation pouvant être ajusté servant à synchroniser les uns avec
les autres les balourds (4) entraînés par les nombreux moteurs d'entraînement (5,
6).
2. Vibreur selon la revendication précédente, dans lequel l'engrenage à trains épicycloïdaux
(12) est réalisé avec un seul étage.
3. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux
voies de sortie (23, 24) sont attachées à une roue solaire (14) et à une couronne
(16) et la voie d'entrée d'ajustement (25) est attachée à une entretoise (15) de l'engrenage
à trains épicycloïdaux (12).
4. Vibreur selon la revendication précédente, dans lequel la voie de sortie (23) attachée
à la roue solaire (14) comprend un premier arbre de cellule excitatrice (9) relié
de manière solidaire en rotation à la roue solaire (14) et la voie de sortie (24)
attachée à la couronne (16) comprend un deuxième arbre de cellule excitatrice (10),
qui est accouplé en rotation par l'intermédiaire d'un étage de roue droite (18) à
la couronne (16) montée de manière à pouvoir tourner de l'engrenage à trains épicycloïdaux
(12).
5. Vibreur selon la revendication précédente, dans lequel lesdits premiers et deuxièmes
arbres de cellule excitatrice (9, 10) sont disposés de manière parallèle les uns par
rapport aux autres et/ou avec une orientation couchée.
6. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la voie
d'entrée d'ajustement (25) présente un arbre d'ajustement (19) relié de manière solidaire
en rotation à l'entretoise (15) de l'engrenage à trains épicycloïdaux (12), qui peut
être amené dans des positions de rotation différentes par un actionneur de réglage
(20).
7. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel est prévu
en tant qu'actionneur de réglage (20) un cylindre à agent sous pression, qui s'engage
au niveau de la voie d'entrée d'ajustement (25), réalisée sous la forme d'un vilebrequin,
de l'engrenage à trains épicycloïdaux (12).
8. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel sont associées
à la voie d'entrée d'ajustement (25) des butées (21), qui spécifient des positions
finales de rotation, entre lesquelles la position de phase des balourds (4) peut être
ajustée.
9. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins
un des éléments parmi la roue solaire (14), l'entretoise (15) et la couronne (16)
de l'engrenage à trains épicycloïdaux (12), est réalisé de manière à pouvoir être
ajusté en soi et présente deux éléments partiels pouvant être tournés l'un par rapport
à l'autre, de préférence pouvant être bloqués l'un par rapport à l'autre dans des
positions de rotation différentes.
10. Vibreur selon la revendication précédente, dans lequel la couronne (16) de l'engrenage
à trains épicycloïdaux (12) comprend une partie de roue intérieure (16i) et une partie
de roue extérieure (16a), qui sont réalisées de manière à pouvoir tourner l'une par
rapport à l'autre, de préférence de manière à pouvoir être ajustées l'une par rapport
à l'autre par l'intermédiaire de trous oblongs (26).
11. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité
d'ajustement (11) est logée dans un boîtier d'unité d'ajustement (13) réalisé de manière
séparée du boîtier de cellules excitatrices (3), qui est fixé de manière amovible
au niveau du boîtier de cellules excitatrices (3).
12. Vibreur selon la revendication précédente, dans lequel l'unité d'ajustement (11) est
installée au niveau d'un côté extérieur du boîtier de cellules excitatrices (3) et
forme une paroi de boîtier de cellules excitatrices et/ou une paroi de boîtier d'unité
de répartition forme une paroi de séparation (27) entre la cellule excitatrice (2)
et l'unité d'ajustement (11).
13. Vibreur selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel l'unité
d'ajustement (11) est disposée au niveau d'un côté transversal du boîtier de cellules
excitatrices (3), qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire par rapport
aux axes de rotation des balourds (4).
14. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité
d'ajustement (11) et les moteurs d'entraînement (5, 6) servant à entraîner en rotation
les balourds (4) sont disposés sur des côtés se faisant face du boîtier de cellules
excitatrices (3).
15. Vibreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité
d'ajustement (11) forme un module autonome pouvant être démonté de manière séparée
du boîtier de cellules excitatrices (3).
16. Utilisation d'un vibreur, qui est réalisé selon l'une quelconque des revendications
précédentes, servant à générer des vibrations au niveau d'une machine de construction
telle qu'un engin de battage et/ou de forage, dans laquelle une cellule excitatrice
du vibreur (1) est installée au niveau d'un joug de traction pouvant être ajusté.
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