SCHWINGUNGSERREGER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungserreger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Schwingungserreger dieser Art sind bekannt (DE-PS 29 09 204).

[0003] Bei den bekannten Schwingungserregern können zwar die Frequenz der erregten Schwingung durch Ändern der Drehzahl des Antriebsmotors und die Richtung des Vektors der gerichteten Schwingung durch Verschieben des Stiftes bezüglich der Nabennut verändert werden, doch ist der m.r-Wert unverändert vorgegeben. Häufig ist es erwünscht, nicht nur mit einer wählbaren, vorgegebenen Schwingungsfrequenz und einer wählbaren vorgegebenen Schwingungsrichtung zu arbeiten, sondern auch mit einem wenigstens zwischen zwei verschiedenen Werten wählbaren vorbestimmten Schwingungshub des Verdichtungsorgans, das an den Schwigungserreger angeschlossen ist. Der Schwingungshub s hängt von der Masse M des Verdichtungsorgans und dem mr-Wert des Schwingungserregers nach der Beziehung

ab, worin m die schwingungswirksame Masse des Erregers und r der Abstand des Schwerpunktes dieser blasse von der Mittelachse der Unwuchtwelle sind.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserreger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem auch der m.r-Wert zwischen einem vorbestimmten Minimalwert und einem vorbestimmten Maximalwert verändert werden kann, und den Schwingungserreger dabei so zu gestalten, daß der doppelwirkende Stellmotor mit möglichst geringem Raumbedarf in den Schwingungserreger integriert werden kann.

[0005] Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 genannte Merkmalskombination gelöst, von der die Merkmale a) und b) aus DE-B-1 285 777 für sich bekannt sind.

[0006] Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungserreger liegen die frei drehbaren Unwuchtteile auf den beiden Unwuchtwellen je nach deren Antriebsrichtung entweder jeweils an dem einen oder an dem anderen Anschlag, und zwar von Unwuchtwelle zu Unwuchtwelle jeweils an für gleichen m.r-Wert der einzelnen Wellen einander entsprechenden Anschlägen ,an, so daß sich für die eine Antriebsrichtung - bezogen auf die gerichtete Schwingung - ein maximaler resultierender m.r-Wert und für die andere Antriebsrichtung ein minimaler m.r-Wert ergibt, ohne daß dies auf die über die Stellung des Stiftes bezüglich der Nabennut gewählte Schwingungsrichtung einen Einfluß hätte.

[0007] Die im Patentanspruch 2 genannte Maßnahme begünstigt diesen raumsparenden Einbau noch weiter.

[0008] Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.

[0009] In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

einen Schwingungserreger in Draufsicht, teilweise im Schnitt parallel zur Zeichenebene durch die Mittelachsen der Unwuchtwellen,

Fig. 2,3 und 4

jeweils schematische Darstellungen der relativen Lage der Unwuchtmassen bei verschiedenen Drehrichtungen der Unwuchtwellen und unterschiedlichen Winkelstellungen auf den letzteren.

[0010] Der Schwingungserreger nach Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 auf, in dem parallel zueinander zwei Unwuchtwellen 2 und 3 drehbar gelagert sind. Die Unwuchtwelle 2 ist mittels eines Hydromotors 4 antreibbar und trägt in ihrer Längsmitte ein drehfest mit ihr verbundenes Zahnrad 5. Auf die Unwuchtwelle 3 ist etwa in der Längsmitte drehbar aber axial unverschiebbar eine von einem starr mit ihr verbundenen Zahnrad 6 umgebene Nabe 7 aufgeschoben. Das Zahnrad 6 kämmt mit dem Zahnrad 5. Die Unwuchtwelle 3 ist als Hohlwelle ausgeführt und im Bereich der Nabe mit gegenüberliegenden, zueinander parallelen , sich parallel zur Achsrichtung erstreckenden Schlitzen 8 versehen, die die Wellenwandung durchsetzen. Die Nabe 7 weist eine sich über die Länge der Schlitze 8 erstreckende, zu diesen jedoch schräg verlaufende, vorzugsweise schraubenförmige Nut 9 auf. Dies deuten die beiden zueinander parallelen Striche 9a in Fig. 1 schematisch an.

[0011] In dem Hohlraum 3a der Welle 3 ist im Bereich der Nabe 7 ein Stellglied 10 gleitbar , das mit einem zur Wellenachse senkrechten Stift 11 versehen ist, der die Längsschlitze 8 mit Gleitpassung durchsetzt und mit seinen Enden in die Nabennut 9 gleitbar hineinragt.

[0012] Das Stellglied 10 ist mittels eines doppelwirkenden hydraulischen Stellmotors in Achsrichtung der Welle 3 gewillkürt verschiebbar. Bei der Ausführung nach Fig. 1 umfaßt dieser Stellmotor zwei durch die Welle hindurch auf der einen bzw. anderen Seite am Stellglied 10 angreifende , drehbar mit diesem verbundene Kolbenstangen 12, die wellenaussenseitig an starr mit ihnen verbundenen Kolben 13 enden, die ihrerseits jeweils in einem Zylinder 14 gleitbar sind, der auf der einen bzw. anderen Seite stirnseitig zur Welle 3 dieser gegenüber an das Gehäuse 1 angebaut ist. Wenn sich der eine Kolben 13 in seinem Zylinder 14 welleneinwärts bewegt, verschiebt er über die zugehörige Kolbenstange 12 und das Stellglied 10 die andere Kolbenstange 12 mit ihrem Kolben 13 wellenauswärts, so daß die ganze Kolben/Zylinder-Anordnung wie ein doppelwirkender Arbeitszylinder funktioniert. Bei der damit einhergehenden Verschiebung des Stellgliedes 10 wird mittels des Stiftes 11 die Winkelposition zwischen der Nabe 7 und der Unwuchtwelle 3 geändert. Aufgrund der durch die Zahnräder 5 und 6 geschaffenen drehungssynchronen Verbindung zwischen der Unwuchtwelle 2 und der Nabe 7 ist dies gleichbedeutend mit einer Änderung der relativen Winkelposition zwischen den Unwuchtwellen 2 und 3.

[0013] Die Unwuchtwelle 3 ist beiderseits der Nabe 7 mit geteilten Unwuchten 15 versehen. Jede Unwucht 15 besteht aus zwei außenseitigen Unwuchtteilen 15a, die drehfest mit der Unwuchtwelle 3 verbunden sind, und einem dazwischen befindlichen Unwuchtteil 15b, die drehbar auf der Unwuchtwelle 3 gelagert und mit einem Anschlagstift 16 versehen ist, der mit den Gegenanschlagflächen aufweisenden Unwuchtteilen 15a zusammenwirkt und die Drehbarkeit des Unwuchtteiles 15b gegenüber den drehstarr mit der Welle verbundenen Unwuchtteilen 15a auf etwa 180^o begrenzt. Zwischen diesen Endpositionen ist der Unwuchtteil 15b gegenüber den Unwuchtteilen 15a frei drehbar, so daß zwischen ihm und den letzteren nur eine durch den Anschlagstift 16 vermittelte Schleppverbindung bestehen kann. In der einen Endposition ist der mittlere Unwuchtteil 15b, wie in Fig. 1 dargestellt, zwischen die Unwuchtteile 15a hineingeschoben und vergrößert damit die wirksame Unwuchtmasse der Unwucht 15, während er in der anderen Endposition zwischen den Unwuchtteilen 15a herausgedreht ist und so die wirksame Unwuchtmasse verkleinert. Welche von den beiden Endlagen der mittlere Unwuchtteil 15b gegenüber dem äußeren (15a) einnimmt, hängt von der Drehrichtung der Unwuchtwelle 3 ab. Die in Fig. 1 eingezeichnete Stellung ergibt sich, wenn sich die Unwuchtwelle 3 in der in Fig. 1 beim obersten rechten Unwuchtteil 15a eingezeichneten Richtung dreht, die andere, zwischen den Unwuchtteilen 15a herausgedrehte Endposition bei Drehung der Unwuchtwelle 3 in der Gegenrichtung.

[0014] Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur für die in Fig. 1 rechts oben zu sehende Umwucht 15 die Bezeichnung mit Bezugszahlen vorgenommen. Die geschilderten Verhältnisse und Bezeichnungen gelten auch für die andere Unwucht 15 sowie für entsprechende Unwuchten 15 gleicher Konstruktion und Masse, die im gleicher Längsposition auf der Umwuchtwelle 2 angeordnet sind.

[0015] Da sich die Unwuchtwellen 2 und 3 aufgrund der Kopplung durch die Zahnräder 5 und 6 in Gegenrichtung drehen, haben die Unwuchten 15 hinsichtlich der relativen Lage ihres mittleren Unwuchtteils 15b gegenüber den beiden äußeren 15a jeweils die gleiche Einstellung. Die Unwuchtteile 15b sind also alle entweder zwischen die letzteren hineingedreht oder daraus herausgedreht, so daß die Unwuchten 15 untereinander auch stets gleiche wirksame Masse haben, also abhängig von der Wellendrehrichtung entweder den Maximalwert oder dem Minimalwert. Ihre relative Phasenlage von der einen Umwuchtwelle zur anderen hängt hierbei jedoch von der verändorbaren Phasenlage zwischen der Nabe 7 und der Unwuchtwelle 3 ab.

[0016] Die Drehrichtung der Umwuchtwellen 2 und 3 hängt von der umkehrbaren Drehrichtung des Hydromotors 4 ab, der auch mit einer veränderbaren Drehzahl ausgerüstet sein kann. Zur Verschiebung des Stellgliedes 10 wird jeweils dem einen Zylinder Druckmittel zugeführt und gleichzeitig aus dem anderen Druckmittel abgelassen. Je nach dem welcher der beiden Zylinder 14 mit Druck beaufschlagt wird, findet die Verschiebung in der einen bzw. anderen Richtung statt. Die damit gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Position erreichbare Phasenverschiebung der Unwuchtwelle 3 gegenüber der Nabe 7 und damit der auf dieser angeordneten Unwuchten 15 gegenüber den Unwuchten 15 auf der Unwuchtwelle 2 im positiven oder negativen Sinne hängt von der Länge und der Steigung der Nabennut 9 beiderseits der dargestellten Mittelposition ab.

[0017] Die Druckmittelzufuhr und der Druckmittelablaß aus den Zylindern 14 ist mittels eines Steuerventils 116 mit drei Schaltpositionen steuerbar, das die Druckleitung und die Rückführleitung einer Druckmittelquelle in veränderbarer Weise mit dem Anschlüssen an den Zylindern 14 in der in Fig. 1 dargestellten Weise parallel oder über Kreuz verbindet und in der Mittelstellung von diesen vollständig trennt, wodurch die Kolben 13 und mit diesen das Stellglied 10 nach Erreichen einer gewünschten Einstellung hydraulisch verriegelt werden.

[0018] Die Fig. 2 gibt in Stirnansicht wieder, welche Positionen die mittleren Unwuchtteile 15b bei welchen Drehrichtungen gegenüber den zugehörigen Unwuchtteilen 15a einnehmen. Die Schnittdarstellung entspricht dem Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1.

[0019] Die Fig. 3 und 4 geben jeweils für die eine bzw. andere der beiden in Fig. 2 eingetragenen Drehrichtungen drei verschiedene , mittels des Stellgliedes 10 wählbare Phasenlagen zwischen den Unwuchtwellen 2 und 3 und den zugehörigen Vektor V der resultierenden gerichteten Schwingung nach Größe und Richtung wieder. Die Vektorrichtung ist kontinuierlich veränderbar , während die Vektorgröße bei fester Drehzal und vorgegebenen Unwuchten nur zwei vorgegebene Festwerte annehmen kann. Hiervon abweichende Werte sind nur über eine Drehzahlerhöhung oder -minderung gegenüber der vorgenannten festen Drehzahl erreichbar. Viele Verdichtungsarbeiten verlangen eine vorbestimmte Vibratorfrequenz und die Möglichkeit, hierbei mit unterschiedlichen m.r-Werten arbeiten zu können, ist vom größtem Vorteil.

Ansprüche

1. Schwingungserreger mit zwei achsparallelen, formschlüssig gegensinnig drehbar miteinander gekoppelten Unwuchtwellen, von denen eine von einem Antriebsmotor getrieben ist und die zum kontinuierlichen gegenseitigen Verdrehen zwecks Änderung der Phasenlage der Unwuchten über eine Nabe gekoppelt sind, die auf einer der Unwuchtwellen drehbar aber achsfest angeordnet ist und in der die Welle umschliessenden Wandung eine sich entlang der Unwuchtwelle erstreckende Nabennut aufweist, in die ein bezüglich der Unwuchtwelle drehfest gehaltener Stift gleitbar eingreift, der in einem sich entlang der Unwuchtwelle erstreckenden, schräg zur Nabennut verlaufenden Schlitz der Unwuchtwelle mittels eines koaxial in dieser angeordneten, von einem Stellmotor willkürlich betätigbaren Stellgliedes verschiebbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale,

a) daß die Antriebsrichtung der angetriebenen Unwuchtwelle umkehrbar ist,

b) jede Unwuchtwelle einen starr an ihr angebrachten Unwuchtteil und einen auf ihr über einen vorbestimmtem Winkelbereich zwischen durch Anschläge begrenzten Endlagen frei drehbaren Unwuchtteil aufweist und die Anschläge bezüglich des starren Unwuchtteils so angeordnet sind, daß die Gesamtunwucht aus dem starren Unwuchtteil und dem beweglichen Unwuchtteil in der einen Endlage des letzteren einen Maximalwert und in der anderen Endlage einen Minimalwert hat und die drehbaren Unwuchtteile auf beiden Unwuchtwollen jeweils die gleiche von der Antriebsrichtung abhängige Endlage einnehmen,

c) der Stellmotor doppelwirkend ausgeführt ist, und daß

d) der doppelwirkende Stellmotor aus zwei einfachwirkenden Stellmotoren mit in Bezug aufeinander gegensinniger Wirkungsrichtung besteht, von denen der eine von dem einen Ende der Unwuchtwelle her und der andere von dem anderen Ende der Unwuchtwelle her an dem Stellglied angreift.

2. Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren hydraulische Arbeitszylinder sind, deren Zylinderräume wenigstens teilweise in die Unwuchtwelle hineinragen.

Claims

1. Vibration exciter with two axially parallel unbalanced shafts coupled to each other in a form fit manner to be rotatable in opposite directions, one of which is driven by a driving motor, and which are coupled by means of a hub for continuous counter rotation in order to change the phase relationship of the unbalanced masses, which hub is disposed on one of the unbalanced shafts in a rotatable but axially fixed manner and in the wall surrounding the shaft comprises a hub groove extending along the unbalanced shaft, into which groove a pin held in a rotationally fixed manner with respect to the unbalanced shaft is inserted in a sliding manner, which pin can be displaced in a slit in the unbalanced shaft, extending along the unbalanced shaft and inclined to the hub groove, by means of an adjusting member which can be actuated at will by a servomotor and is disposed coaxially to the unbalanced shaft, characterised by the combination of the features which are known per se,

a) that the driving direction of the driven unbalanced shaft is reversible,

b) each unbalanced shaft comprises an unbalanced part rigidly attached to it and an unbalanced part to be freely rotatable on it through a predetermined angle range between end positions defined by stops and the stops are disposed with respect to the rigid unbalanced part in such a way that the total imbalance from the rigid unbalanced part and the movable unbalanced part has one maximum value in one end position of the latter and one maximum value in the other end position and the rotatable unbalanced parts on both unbalanced shafts each take up the same end position in dependence upon the driving direction, and

c) the servomotor is formed to be double acting,

and characterised in that

d) the double acting servomotor consists of two single acting servomotors operating in directions which are opposite to each other, of which one engages the adjusting member from one end of the unbalanced shaft and the other from the other end of the unbalanced shaft.

2. Vibration exciter according to claim 1, characterised in that the servomotors are hydraulic working cylinders of which the cylinder chambers protrude at least partially into the unbalanced shaft.

Revendications

1. Générateur de vibrations comportant deux arbres de balourd aux axes parallèles, accouplés entre eux, par concordance de forme, de manière à tourner en sens contraire, dont un est entraîné par un moteur d'entraînement et qui sont accouplés, par un moyeu pour la rotation en sens contraire continu, en vue de la variation de la relation des phases des balourds, lequel moyeu est glacé sur l'un des arbres de balourd, de manière à pouvoir tourner mais avec axe fixe, et présente dans la paroi entournant l'arbre, une rainure de moyeu, s'étendant le long de l'arbre de balourd, dans laquelle s'engage glissante une tige, maintenue fixe en rotation par rapport à l'arbre de balourd, laquelle broche peut coulisser dans une fente de l'arbre de balourd s'étendant le long de celui-ci et obliquement par rapport à la rainure de moyeu, de l'arbre de balourd, au moyen d'un organe de réglage placé coaxialement dans l'arbre de balourd, actionnable volontairement par un servomoteur, caractérisé par la combinaison des caractéristiques selon lesquelles

a) le dispositif d'entraînement de l'arbre de balourd entraîné est réversible,

b) chaque arbre de balourd comporte une partie de balourd, placée rigidement sur celui-ci et une partie de balourd tournant librement sur celui-ci, sur une plage angulaire prédéterminée, entre des positions de fin de course limitées par des butées, et les butées sont disposées, par rapport à la partie de balourd rigide, de manière que l'ensemble du balourd, constitué par la partie de balourd rigide et de la partie de balourd mobile, possède, dans une position de fin de course de cette dernière, une valeur maximale et dans l'autre position de fin de course une valeur minimale, et les parties de balourd tournantes sur les deux arbres de balourd prennent chacune la même position de fin de course dépendant du sens d'entraînement,

c) le servomoteur est à double effet,

d) le servomoteur à double effet est constitué de deux servomoteurs à simple effet avec sens d'action opposés l'un à l'autre, dont un agit sur l'organe de réglage à partir d'une extrémité de l'arbre de balourd et l'autre, à partir de l'autre extrémité de l'arbre de balourd.

2. Générateur de vibrations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les servomoteurs sont des vérins hydrauliques dont les chambres de cylindre pénètrent au moins partiellement dans l'arbre de balourd.

Zeichnung