Unwuchtrüttler mit einem verstellbaren Fliehgewicht

Abstract

 Auf einer umlaufenden Unwuchtwelle (10) sitzt quer ein an den Enden geschlossener Zylinder (12). In dem Zylinder (12) ist ein als Fliehgewicht wirkender Kolben (18) geführt. Durch eine Druckmittelsteuereinrichtung (24) kann Druckmittel wahlweise auf die eine oder die andere Seite des Kolbens (18) gegeben und der Kolben (18) in jeweils eine Endstellung gedrückt werden. Die Verschiebung des Kolbens von einer Endstellung in die andere entspricht einem Umschlag der Unwucht um 180 °C. In Verbindung mit einem festen Fliehgewicht (64), das auf der gleichen oder einer parallelen, gegensinnig rotierenden Unwuchtwelle (62) sitzt, kann die resultierende Unwucht bzw. die Lage der Schwingungsebene umgeschaltet werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Unwuchtrüttler mit einem verstellbaren Fliehgewicht auf einer umlaufenden Unwuchtwelle.

[0002] Es sind Unwuchtrüttler bekannt, bei denen zwei zueinander parallele Unwuchtwellen mit je einem Fliehgewicht gegensinnig umlaufen. Jedes der Fliehgewichte erzeugt eine mit der Antriebsdrehzahl umlaufende Fliehkraft. Durch den gegensinnigen Umlauf heben sich die Fliehkraftkomponenten in einer Ebene auf, während sie sich in der dazu senkrechten Ebene addieren. Es werden so gerichtete Schwingungen in einer Ebene erzeugt. Die Lage dieser Ebene hängt von der gegenseitigen Phasenlage der umlaufenden Fliehgewichte ab. Durch Veränderung dieser Phasenlage kann die resultierende Schwingungsrichtung verändert werden.

[0003] Dies wird beispielsweise ausgenutzt für die Steuerung von selbstbeweglichen Rüttelplatten für die Bodenverdichtung. Wenn die Schwingungsrichtung nach vorn hin schräg nach oben verläuft, dann bewegt sich die Rüttelplatte vorwärts. Verläuft die Schwingungsrichtung nach hinten zu schräg nach oben, so bewegt sich die Rüttelplatte rückwärts. Diese beiden Schwingungsrichtungen werden bei bekannten Rüttelplatten dadurch erhalten, daß ein Fliehgewicht auf einer angetriebenen Unwuchtwelle fest angebracht ist und das andere Fliehgewicht mit seiner Unwuchtwelle über eine Gegenklauenkupplung in zwei Winkelstellungen mit der angetriebenen Unwuchtwelle kuppelbar ist (DE-PS 1 015 275).

[0004] Es ist in manchen Fällen erforderlich, die Größe der wirksamen Unwucht zu verändern. Zu diesem Zweck laufen zwei Fliehgewichte gleichsinnig um. Durch Veränderung der Winkellage der beiden Fliehgewichte zueinander kann die resultierende Unwucht verändert werden.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Unwuchtrüttler die durch ein Fliehgewicht hervorgerufene Unwucht zwischen zwei um 180⁰ gegeneinander winkelversetzten Lagen umschaltbar zu machen.

[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(a) auf der Unwuchtwelle ein an den Enden geschlossener Zylinder sitzt, dessen Achse senkrecht zur Achse der Unwuchtwelle verläuft,

(b) in dem Zylinder ein als Fliehgewicht wirkender Kolben geführt ist, der den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt, und

(c) durch eine Druckmittelsteuereinrichtung wahlweise die erste oder die zweite Zylinderkammer mit Druckmittel beaufschlagbar ist.

[0007] Durch Druckmittelbeaufschlagung der einen oder der anderen Zylinderkammer wird der als Fliehgewicht wirkende Kolben radial auf die eine oder die andere Seite der Unwuchtwelle verschoben. Das entspricht einer Winkelverstellung um 180⁰.

[0008] Eine veränderliche Unwucht bei einem Kreisschwinger kann dann dadurch erhalten werden, daß der Zylinder so unsymmetrisch zur Achse der Unwuchtwelle angeordnet ist, daß sich für die beiden Endstellungen des Kolbens dem Betrag nach unterschiedliche Unwuchten ergeben. Eine andere Möglichkeit ist, daß die Unwuchtwelle zusätzlich ein festes Fliehgewicht trägt, dessen Unwucht sich die durch den Kolben in dessen beiden Endstellungen hervorgerufenen Unwuchten additiv oder subtraktiv überlagern.

[0009] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht jedoch darin, daß

(a) der Kolben in seinen beiden Endstellungen im Zylinder dem Betrag nach gleiche aber um 180° gegeneinander winkelversetzte Unwuchten erzeugt,

(b) eine zweite Unwuchtwelle

(b_l) parallel zu der den Zylinder tragenden Unwuchtwelle angeordnet ist,

(b₂) gegensinnig zu dieser angetrieben wird und

(b₃) ein festes Fliehgewicht trägt, dessen Unwucht dem Betrag nach gleich der durch den Kolben in dessen Endstellungen erzeugten Unwucht ist.

[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

[0011] 

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines als "Richtschwinger" ausgebildeten Unwuchtrüttlers mit zwei gegensinnig umlaufenden Unwuchtwellen in Draufsicht.

Fig. 2 ist eine zugehörige Seitenansicht, in welcher die verschiedenen Stellungen des Kolbens gesondert angedeutet sind.

Fig. 3 ist ein zugehöriges Hydraulikschaltbild.

[0012] In Fig. 1 ist mit 10 eine Unwuchtwelle bezeichnet, auf der ein an den Enden geschlossener Zylinder 12 sitzt. Die Achse 14 des Zylinders 12 verläuft senkrecht zur Achse 16 der Unwuchtwelle 10. In dem Zylinder 12 ist ein als Fliehgewicht wirkender Kolben 18 geführt. Der Kolben 18 unterteilt den Zylinder 12 in eine erste Zylinderkammer 20 und eine zweite Zylinderkammer 22. Durch eine Druckmittelsteuereinrichtung 24, die in Fig. 3 als Hydraulikschaltbild dargestellt ist, ist wahlweise die erste Zylinderkammer 20 oder die zweite Zylinderkammer 22 mit Druckmittel beaufschlagbar.

[0013] Die Druckmittelsteuereinrichtung 24, die bei dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einer Flüssigkeit als Druckmittel arbeitet, enthält eine Pumpe 26, die Flüssigkeit auf eine Vorlaufleitung 28 fördert. Eine Rücklaufleitung 30 führt zu einem Behälter 32. Eine Leitung 34 führt zu der ersten Zylinderkammer .20, und eine Leitung 36 führt zu der zweiten Zylinderkammer 22. Die Vorlaufleitung 28 und die Rücklaufleitung 30 einerseits und die Leitungen 34 und 36 andererseits sind über ein handbetätigtes 4/3 -Wegeventil 38 miteinander verbunden.

[0014] In der in Fig. 3 dargestellten Mittelstellung des 4/3-Wegeventils 38 ist die Vorlaufleitung 28 direkt mit der Rücklaufleitung verbunden. Die beiden Leitungen 34 und 36 sind abgesperrt. Dadurch ist der Kolben 18 in seiner jeweiligen Lage hydraulisch blockiert. In der rechten Stellung des 4/3-Wegeventils ist die Vorlaufleitung 28 mit der Leitung 34 und die Leitung 36 mit der Rücklaufleitung 30 verbunden. Das geförderte Druckmittel wird daher auf die Zylinderkammer 20 gegeben und schiebt den Kolben 18 nach rechts in Fig. 3. Die Zylinderkammer 22 ist über die Leitung 26 und die Rückflußleitung 30 mit dem Behälter 32 verbunden, so daß die Flüssigkeit aus dieser Zylinderkammer 22 abfließen kann. Die hydraulischen Kräfte sind schon bei relativ niedrigen Betriebsdrücken von z.B. 40 bar so groß, daß sie die auf den Kolben 18 wirkenden starken Fliehkräfte zu überwinden vermögen. In der in Fig. 3 linken Stellung des 4/3-Wegeventils 38 ist die Vorlaufleitung 28 mit der Leitung 36 und der Zylinderkammer 22 verbunden, und die Zylinderkammer 20 steht über die Leitung 34 und die Rückflußleitung 30 mit dem Behälter 32 in Verbindung. Der Kolben 18 wird dann durch die von der Pumpe 26 geförderte Flüssigkeit nach links in Fig. 3 (nach oben in Fig. 1) gedrückt, und die Flüssigkeit aus der Zylinderkammer 20 wird in den Behälter 32 verdrängt. Wenn das 4/3-Wegeventil in der rechten oder der linken Stellung bleibt, fährt der Kolben 18 in jeweils eine Endstellung. Es ist aber auch möglich, das 4/3-Wegeventil 38 in einem gewünschten Punkt des Kolbenhubs in die Mittelstellung zurückzuführen und den Kolben 18 in der dann erreichten Stellung hydraulisch zu verriegeln. Wenn der Kolben 18 eine Endstellung erreicht hat, kann die von der Pumpe 26 geförderte Flüssigkeit über einen üblichen Druckbegrenzer 40 abfließen.

[0015] Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist sind die Leitungen 34 und 36 zu je einem stillstehenden Anschlußstück 42 bzw. 44 geführt. Jedes der Anschlußstücke 42 und 44 sitzt vor einer Stirnfläche der Unwuchtwelle 10 und weist einen axialen Zapfen 46 bzw. 48 auf, der in eine zylindrische Ausnehmung 50 bzw. 52 in der Stirnfläche der Unwuchtwelle 10 abdichtend hineinragt. Durch das Anschlußstück 42 oder 44 und dessen Zapfen 46 bzw. 48 verläuft jeweils ein axialer Kanal 54 bzw. 56, der mit der Leitung 34 bzw. 36 in Verbindung steht und in der Ausnehmung 50 bzw. 52 mündet. Von der Ausnehmung 50 geht ein Kanal 58 aus, der axial in der Unwuchtwelle 10 und dann in der Wandung des Zylinders 12 bis zu dessen die Zylinderkammer 20 abschließenden, geschlossenen Ende verläuft. Dort mündet der Kanal 58 an der Stirnseite des Zylinders 12 in die Zylinderkammer 20. In entsprechender Weise geht von der Ausnehmung 52 ein Kanal 60 aus, der axial in der Unwuchtwelle 10 und dann in der Wandung des Zylinders 12 bis zu dessen die Zylinderkammer 22 abschließenden, geschlossenen Ende verläuft. Dort mündet der Kanal 60 an der Stirnseite des Zylinders 12 in die Zylinderkammer 22.

[0016] Parallel zu der den Zylinder 12 tragenden Unwuchtwelle 10 ist eine zweite Unwuchtwelle 62 angeordnet. Die zweite Unwuchtwelle 62 trägt ein festes Fliehgewicht 64, das hier aus zwei axial beiderseits des Zylinders 12 angeordneten Teilen 64 A und 64 B besteht. Die zweite Unwuchtwelle 62 trägt ein Zahnrad 66, das unverdrehbar mit der Unwuchtwelle 62 verbunden ist. Das Zahnrad 66 ist mit einem Zahnrad 68 in Eingriff, das auf der Unwuchtwelle 10 sitzt und unverdrehbar mit dieser verbunden ist. Die zweite Unwuchtwelle 62 wird durch geeignete (nicht dargestellte) Antriebsmittel angetrieben. Durch die Zahnräder 66,68 wird die Unwuchtwelle 10 dann gegensinnig zu der Unwuchtwelle 62 angetrieben.

[0017] Die Massenverteilung ist so gewählt, daß die Unwucht des als Fliehgewicht wirkenden Kolbens 18, wenn dieser sich in einer Endstellung befindet, dem Betrag nach gerade gleich der Unwucht des Fliehgewichts 64 ist. Es werden so gerichtete, d.h. in einer Ebene erfolgende Schwingungen erzeugt. Die Verschiebung des Kolbens 18 aus einer Endlage in die andere entspricht einem Umschlag der Unwucht an der Unwuchtwelle um 180°.

[0018] Wenn sich der Kolben 18 in seiner linken Endstellung in Fig. 2 befindet, so verläuft die Ebene der resultierenden Schwingungen unter 45° von links unten nach rechts oben. In dem in Fig. 2 dargestellten Augenblick wirkt die Fliehkraft des Fliehgewichts 64 nach unten, die Fliehkraft des Kolbens 18 nach links, so daß die resultierende Kraft unter 45° nach links unten gerichtet ist. Nach einer Drehung des Fliehgewichts 64 im Uhrzeigersinn und des Zylinders 12 entgegen dem Uhrzeigersinn um l80⁰, steht das Fliehgewicht 64 oben und der Kolben 18 rechts. Entsprechend wirkt die Fliehkraft des Fliehgewichts 64 nach oben und die Fliehkraft des Kolbens 18 nach rechts, und die resultierende Kraft ist nach rechts oben gerichtet. Wenn sich der Kolben 18 in seiner rechten Endstellung in Fig. 2 befindet, wirken die Schwingungen dementsprechend in'einer von rechts unten nach links oben in Fig. 2 verlaufenden Ebene.

[0019] Wenn der Unwuchtrüttler auf einer selbstbeweglichen Rüttelplatte sitzt, so bewegt sich die Rüttelplatte im ersteren Fall nach rechts und im letzteren Fall nach links.

[0020] Durch Betätigung des 4/3-Wegeventils 38 kann der Kolben 18 auch in einer Mittelstellung im Zylinder 12 hydraulisch blockiert werden, die auch in Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Fall wirkt auf die Unwuchtwelle 10 keine Unwucht. Der Unwuchtrüttler wirkt dann als "Kreisschwinger" mit der durch das Fliehgewicht 64 hervorgerufenen, umlaufenden Fliehkraft, und die Rüttelplatte arbeitet im Stand. Dabei ist günstig, daß beim Arbeiten im Stand nur die von einem Fliehgewicht 64 herrührende Fliehkraft wirksam ist und nicht wie bei einem Richtschwinger mit vertikaler Schwingungsebene die addierte Fliehkraft von beiden Fliehgewichten. Diese wäre nämlich größer als die bei Marschbetrieb wirksame Vertikalkomponente. Bei Standbetrieb, der insbesondere zum Einrütteln von Verbundpflaster angewandt wird, ist aber eher eine verminderte Rüttelkraft erwünscht.

Ansprüche

1. Unwuchtrüttler mit einem verstellbaren Fliehgewicht auf einer umlaufenden Unwuchtwelle, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) auf der Unwuchtwelle (10) ein an den Enden geschlossener Zylinder (12) sitzt, dessen Achse (14) senkrecht zur Achse (16) der Unwuchtwelle (10) verläuft,

(b) in dem Zylinder (12) ein als Fliehgewicht wirkender Kolben (18) geführt ist, der den Zylinder (12) in eine erste und eine zweite Zylinderkammer (20 bzw. 22) unterteilt, und

(c) durch eine Druckmittelsteuereinrichtung (24) wahlweise die erste oder die zweite Zylinderkammer (2D bzw. 22) mit Druckmittel beaufschlagbar ist.

2. Unwuchtrüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Kolben (18) in seinen beiden Endstellungen im Zylinder-(12) dem Betrag nach gleiche aber um 180° gegeneinander winkelversetzte Unwuchten erzeugt,

(b) eine zweite Unwuchtwelle (62)

(b_l) parallel zu der den Zylinder (12) tragenden Unwuchtwelle (10) angeordnet ist,

(b₂) gegensinnig zu dieser angetrieben wird und

(b₃) ein festes Fliehgewicht (64) trägt, dessen Unwucht dem Betrag nach gleich der durch den Kolben (18) in dessen Endstellungen erzeugten Unwucht ist.

3. Unwuchtrüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder so unsymmetrisch zur Achse der Unwuchtwelle angeordnet ist, daß sich für die beiden'Endstellungen des Kolbens dem Betrag nach unterschiedliche Unwuchten ergeben.

4. Unwuchtrüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtwelle zusätzlich ein festes Fliehgewicht trägt, dessen Unwucht sich die durch den Kolben in dessen beiden Endstellungen hervorgerufenen Unwuchten additiv oder subtraktiv überlagern.

Zeichnung