Rotationsvibrator

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Rotationsvibrator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Rotationsvibratoren, welche zum Antrieb von Schwingrinnen dienen, die infolge der Verstellbarkeit des Rotationsvibrators in ihrer Förderleistung einstellbar sind. Solche Rotationsvibratoren arbeiten mit zwei Unwuchten, deren Massen in ihrer Exzentrizität zu den Innenwellen derart verstellbar sind, daß sich die Amplituden der Schwingungen zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert verstellen lassen. Die Verstellung ermöglicht die Verwendung mechanischer Getriebe, welche gegenüber elektrischen oder hydraulischen Verstellgetrieben erheblich größere Kräfte weitgehend verschleißfrei und wartungsarm sicher übertragen können. Dadurch eignen sich solche Rotationsvibratoren für den rationellen Antrieb von Förderern erheblicher Leistung, z.B. im Bergbau von Berge- und Kohleschwingrinnen, die unter den Ausläufern von Bunkern verwendet werden und ein einstellbares Zwischenfördermittel für die Bandförderung bilden.

[0003] Die Erfindung geht von einem Rotationsvibrator bekannter Art gemäß EP-A-0 201 050 (DE-OS 35 16 145) aus. Hierbei laufen in einem Gehäuse die an einem Ende über ein Stirnradgetriebe synchron angetriebenen Innenwellen gegenläufig um, auf denen die Unwuchten drehfest angeordnet sind. Die stehenden Hohlwellen lassen sich mit einem von der anderen Gehäuseseite her axial verstellbaren Schieber auf den Innenwellen verschieben und bilden dabei den Antrieb je eines einer Unwucht zugeordneten Verstellgetriebes. Der Eingang jedes dieser Getriebe besteht aus einer auf der Hohlwelle festen Zahnstange, die über ein Ritzel die auf der Innenwelle geführte Unwucht exzentrisch verstellt. Hierbei muß jede Unwucht auf einer Seite der Innenwelle radial verschieblich gelagert und geführt werden. Beide Verstellgetriebe unterliegen den Massenbeschleunigungen der Unwuchten und sind deswegen stark belastet. Die Lagerung und der für die Unwuchtverstellung nötige Trieb haben einen erheblichen Platzbedarf. Daraus ergeben sich ungünstige Gehäuseabmessungen, insbesondere wenn die angetriebene Maschine dem Rotationsvibrator erhebliche Energien abverlangt und nur einen begrenzten Platz zur Verfügung stellen kann. Das ist insbesondere bei Schwingförderern, Sieben o.dgl. Maschinen der Fall.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leistungsfähigen und handlichen Rotationsverdichter der beschriebenen Art zu schaffen.

[0005] Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0006] Gemäß der Erfindung wird die Führung der Unwuchten auf die Innenwellenexzenter verlagert, so daß je nach Drehwinkel der Unwuchten die Exzentritzität der Wellenexzenter entsprechend der Masse der Unwuchten verstärkt oder vermindert, z.B. bis auf Null reduziert wird. Die Ver- und Einstellung der Schwingungsamplituden erfolgt während des Umlaufes der Massen durch die mitdrehenden Hohlwellen mit Hilfe des Planetengetriebes, über das der Synchronlauf der Hohlwellen und der Innenwellen gestört wird, so daß beide Hohlwellen gegenüber den Innenwellen bzw. umgekehrt der Innenwellen gegenüber den Hohlwellen ihre Winkellage ändern und die Schwingungsamplitude verändern bzw. einstellen.

[0007] Der erfindungsgemäße Rotationsvibrator läßt sich radial und axial zu den Wellen auf außerordentlich geringe Abmessungen trotz erheblicher Massen in den Unwuchten beschränken. Das Planetengetriebe sitzt außerhalb der Unwuchten. Es läßt geringste Verstellwege zu und ermöglicht dadurch eine feinfühlige Regelung der Schwingungsamplituden. Mit dem erfindungsgemäßen Rotationsvibrator versehene Maschinen, insbesondere Schwingrinnen lassen sich daher entsprechend einstellen, insbesondere in ihrer jeweiligen Förderleistung regulieren.

[0008] Ein weiteres Mittel, welches erfindungsgemäß geeignet ist, die Leistungsfähigkeit und Handlichkeit des neuen Rotationsvibrators zu steigern, ist im Anspruch 2 beschrieben. Hierbei sind die Unwuchten bei maximaler Schwingungsamplitude ineinandergeschachtelt, wobei die eingeschachtelte Unwucht walzenförmig ist, während sich die Masse der anderen Unwuchten auf die beiden Scheiben verteilt. Hierdurch ist es möglich, das Gehäuse axial zu strecken, wenn in den Unwuchten größere Massen verlangt werden, das Gehäuse aber radial zu den Wellen schmal zu halten. Solche Gehäuseformen lassen sich besonders günstig an Rahmenkonstruktionen verwenden, wie sie z.B. an den erwähnten Schwingrinnen vorhanden sind.

[0009] Wenn die Einstellung des neuen Rotationsverdichters erfolgt ist, drehen die Hohlwellen mit derselben Drehzahl wie die Innenwellen. Werden die Schwingungsamplituden eingestellt, so müssen die Hohl- und die Innenwellen relativ zueinander um gleiche Bogenwinkel verstellt werden. Das läßt sich am einfachsten mit den Merkmalen des Anspruches 3 erreichen. Hierbei ist die Verbindung des Sonnenrades mit den beiden Wellen auch deshalb günstig, weil dadurch die Züge des Planetengetriebes in den Hohlwellentrieb einbezogen werden und geringere Zahnraddurchmesser für eine Reduzierung der Baugröße ausnutzbar sind.

[0010] Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1

einen Rotationsvibrator gemäß der Erfindung im Längsschnitt,

Fig. 2

einen um 90 Grad gedrehten Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 1,

Fig. 3

einen ebenfalls um 90 Grad gedrehten Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 1,

Fig. 4

einen Schnitt längs der Linie E-F der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 5

einen Schnitt längs der Linie G-H der Fig. 1 in ebenfalls vergrößertem Maßstab.

[0011] In einem aus zwei Hälften (1, 2) bestehenden Gehäuse (3) mit einem aufgeschraubten Gehäusedeckel (4) sind die beweglichen Teile eines Rotationsvibrators (5) untergebracht. Ein nicht dargestellter Antrieb wirkt auf einen Wellenstumpf (6) über ein Ritzel auf ein Stirnradvorgelege (7, 8) je einer Hohlwelle (9, 10). Die Hohlwelle (10) ist mit einem Stumpf (11) einer Innenwelle drehbar im Gehäuse bei (12) gelagert. Das Hohlwellenende ist als Ritzel (14) ausgebildet, welches die Planetenräder (15) eines stehenden Planetenträgers (16) dreht. Dadurch läuft das Sonnenrad (17) um, welches über ein Ritzel (18) eine Innenwelle (19) antreibt, welche konzentrisch in der Hohlwelle (9) angeordnet ist. Über ein Stirnradvorgelege (20, 21) wird eine Innenwelle (22) gegenläufig zur Innenwelle (19) gedreht, die konzentrisch in der Hohlwelle (10) untergebracht ist.

[0012] Die Innenwelle (19) ist mit einem Paar von scheibenförmigen Wellenexzentern (23, 24) versehen. Auf dem Umfang der beiden Scheibenexzenter sind drehbar die beiden Unwuchtmassen (25, 26) gelagert. Diese werden von einem Radialarm (27) mitgenommen, der drehfest auf der Hohlwelle (9) angebracht ist und eine Schlitzführung (28) für einen Mitnahmefinger (29) aufweist, welcher in der Stirnseite der Unwuchtmasse (25) befestigt ist. Über eine Halbschale (30) wird die Unwuchtmasse (26) von der Unwuchtmasse (25) mitgenommen.

[0013] Auch die Innenwelle (22) weist einen mitdrehenden Wellenexzenter (31) auf. Auf ihm ist die Unwuchtmasse (32) drehbar gelagert, die von zwei Radialarmen (33, 34) über je einen stirnseitigen Finger (35, 36) mitgenommen wird. Diese Mitnahmefinger laufen entsprechend dem Mitnahmefinger (29) der Unwuchtmasse (25, 26) in eine Radialführung der Arme (33, 34). Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist die walzenförmige Unwuchtmasse (32) zwischen die beiden scheibenförmigen Unwuchtmassen (25, 26) und deren Exzenter (23, 24) mit ihrem Exzenter (31) eingeschachtelt.

[0014] Die Unwuchtmasse (32) und der Wellenexzenter (31) haben einen gemeinsamen Schwerpunkt bei (37) in Fig. 3, in der gestrichelt der Umfang der Unwuchtmasse und deren maximale Exzentrizität und Schwingungsamplitude gezeichnet ist. Die Unwuchtmassen (25, 26) und Wellenexzentern (23, 24) haben ihren Schwerpunkt bei (38) in Fig. 3, in der gestrichelt der Umfang dieser beiden Massen wiedergegeben ist. Da die Bohrungen der drei Unwucht- oder Schwungmassen exzentrisch zum Umfang angeordnet sind, führt eine relative Drehung der Innenwellen (19, 22) zur Vergrößerung der Exzentrizität der Wellenexzenter (23, 24 und 31) mit Hilfe der Schwungmassen (25, 26, 32) bzw. zur Kompensation der Exzentrizität, wobei dann alle Wellen schwingungsfrei umlaufen. Infolge der getrieblichen Verbindung der Innen- und der Hohlwellen erfolgt die Verstellung der Exzentrizitäten aller Unwuchtmassen gleichförmig.

[0015] Die Verstellung dieser Exzentrizitäten und damit der Amplituden der von dem Gehäuse des Rotationsvibrators abgegebenen Schwingungen erfolgt über das vorstehend beschriebene Planetengetriebe (14-17) durch Verdrehen des Planetenträgers (16). Dieser trägt auf seinem Umfang eine Schneckenradverzahnung, welche mit einer Schnecke (39) kämmt, die drehfest auf einer Welle (40) sitzt. Das Wellenende (41) ist aus dem Gehäuse herausgeführt und wird mit dem Getriebe eines Getriebemotors gekuppelt, welcher als Stellantrieb dient. Über diesen Antrieb werden die Schwingungsamplituden geregelt oder gesteuert. Wird der Planetenträger (16) gedreht, so ergibt sich zwischen den Hohlwellen und den Innenwellen eine Drehzahldifferenz, wodurch die Unwuchtmassen auf den Wellenexzentern verdreht werden und dementsprechend die Schwingungsamplituden vergrößert oder verkleinert werden. Diese Verstellung geschieht in einer Drehrichtung der Welle (40) und damit des Wellenantriebes zwischen Null und einem Maximum, von dem in der gleichen Drehrichtung wieder auf Null zurückgeregelt wird. Dadurch ist ein vereinfachtes Regelgetriebe gegeben, welches gegenüber den Vibrationen infolge des Getriebes selbsthemmend ist. Mit einer Drehrichtung kann daher die Schwingungsamplitude auch periodisch auf ein Maximum und auf ein Minimum beliebig oft verstellt werden.

[0016] Die beschriebenen beweglichen Teile des Rotationsvibrators (5) laufen im Ölnebel, der mit den drehenden Teilen aus einem Ölsumpf im Gehäuse erzeugt wird. Radialbohrungen versorgen die nicht unmittelbar im Ölnebel liegenden Wellenlager mit Schmiermittel, wodurch Verschleißprobleme weitgehend ausgeschaltet sind. Das Gehäuse wird über Gehäusebohrungen an einer Maschine befestigt und kann gerichtete Schwingungen übertragen.

Ansprüche

1. Rotationsvibrator (5), dessen Unwuchten (25, 26, 32) auf gegensinnig drehenden, parallelen Innenwellen (19, 22) angeordnet und in ihrer Exzentrizität über konzentrisch äußere Hohlwellen (9, 10) verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchten (25, 26, 32) exzentrisch auf Exzentern (23, 24, 31), welche auf den Innenwellen (19, 22) drehfest angeordnet sind, drehbar und von Radialarmen (27, 33, 34) geführt sind, welche auf den mit ihren Innenwellen (19, 22) gleichsinnig umlaufenden Hohlwellen (9, 10) drehfest angeordnet sind, wobei die Hohlwellen (9, 10) über ein Planetengetriebe (15-17) gegenüber den Innenwellen (19, 22) verdrehbar sind.

2. Rotationsvibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Unwuchten (25, 26, 32) walzenförmig ausgebildet und die andere Unwucht auf Unwuchtscheiben (25, 26) aufgeteilt ist, welche die walzenförmige Unwucht (32) einschließen.

3. Rotationsvibrator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellen (9, 10) und die Innenwellen (19, 22) einen gemeinsamen Antrieb (6) aufweisen, wobei die Antriebsenergie vom Antrieb (6) über ein Stirnradvorgelege (7, 8) auf die Hohlwellen (9, 10) und über das Planetengetriebe (15-17) auf eine Innenwelle (19), sowie über ein Stirnradvorgelege (20, 21) auf die andere Innenwelle (22) verläuft.

4. Rotationsvibrator nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Hohlwellen (10) als Ritzel (14) ausgebildet ist, welches die Planetenräder (15) des stehenden Planetenträgers (16) des Planetengetriebes (15-17) antreibt, der mit einem Verstellantrieb verdrehbar ist.

5. Rotationsvibrator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdrehung des Planetenträgers (16) des Planetengetriebes (15-17) eine Schneckenverzahnung (38) und eine Schnecke (39) auf einer aus einem die drehbaren Teile des Rotationsvibrators (5) einschließenden Gehäuse (1, 2) herausgeführten Welle (40) dienen.

6. Rotationsvibrator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Unwuchten (25, 26) über eine Halbschale (30) miteinander verbunden sind, in der sich die walzenförmige Unwucht (32) dreht.

7. Rotationsvibrator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (16) und das Sonnenrad (17) des Planetengetriebes (15-17) auf einer der Hohlwellen (10) und einer weiteren Innenwelle (11), die in einem gehäusefesten Lager (12) umläuft, gelagert sind.

8. Rotationsvibrator nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (17) mit einem Ritzel (18) kämmt, welches auf einer der Innenwellen (19) befestigt ist.

Claims

1. Rotary vibrator (5) whose out-of-balance weights (25, 26, 32) are arranged on oppositely rotating parallel inner shafts (19, 22) and whose eccentricity is adjustable by means of concentrically outer hollow shafts (9, 10), characterized in that the out-of-balance weights (25, 26, 32) are concentrically rotable on eccentrics (23, 24, 31), arranged on the inner shafts (19,22) for rotation therewith, and are guided by radial arms (27, 33, 34) which are mounted on and rotate with the hollow shafts (9, 10) rotating in the same direction as their inner shafts (19, 22), the hollow shafts (9, 10) being rotatable by means of a planetary gear train (15 - 17) relative to the inner shafts (19, 22).

2. Rotary vibrator according to Claim 1, characterized in that one of the out-of-balance weights (25, 26, 32) is in the form of a roller and the other out-of-balance weight is distributed between out-of-balance discs (25, 26) which enclose the out-of-balance weight (33) which is in the form of a roller.

3. Rotary vibrator according to either of claims 1 and 2, characterized in that the hollow shafts (9, 10) and the inner shafts (19, 22) have a common drive (6), the driving energy passing from the drive (6) via a spur gear train (7, 8) to the hollow shafts (9, 10) and via the planetary gear train (15 - 17) to an inner shaft (19), and also via a spur gear train (20, 21) to the other inner shaft (32).

4. Rotary vibrator according to either of Claims 2 and 3, characterized in that one of the hollow shafts (10) is in the form of a pinion (14) which drives the planet wheels (15) of the stationary planet carrier (16) of the planetary gear train (15 - 17), said planet carrier being rotatable with the aid of an adjusting drive.

5. Rotary vibrator according to one of Claims 2 to 4, characterized in that for the purpose of rotating the planet carrier (16) of the planetary gear train (15 - 17) use is made of a worm toothing (38) and a worm (39) on a shaft (40) passing out of a casing (1, 2) enclosing the rotatable parts of the rotary vibrator (5)

6. Rotary vibrator according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the disc-shaped out-of-balance weights (25, 26) are connected together by means of a half-shell (30) in which the roller-shaped out-of-balance weight (32) turns.

7. Rotary vibrator according to one of Claims 2 to 6, characterized in that the planet carrier (16) and the sun wheel (17) of the planetary gear train (15 - 17) are mounted on one of the hollow shafts (10) and on an additional inner shaft (11) which rotates in a bearing (12) fixed to the casing.

8. Rotary vibrator according to one of Claims 2 to 7, characterized in that the sun wheel (17) meshes with a pinion (18) which is fastened on one of the inner shafts (19).

Revendications

1. Vibrateur à masses tournantes (5) dont les balourds (25, 26, 32) sont montés sur des arbres internes, parallèles, tournant en sens opposé (19, 22) et dont l'excentricité est réglable par l'intermédiaire d'arbres creux externes concentriquement (9, 10), caractérisé en ce que les balourds (25, 26, 32) sont rotatifs, excentriquement sur des excentriques (23, 24, 31) qui sont montés sur les arbres internes (19, 22) d'une manière résistante à la torsion, et sont guidés par des bras radiaux (27, 33, 34) qui sont montés d'une manière résistante à la rotation avec leurs arbres internes (19, 22) sur des arbres creux tournant dans le même sens (9, 10), les arbres creux (9, 10) étant rotatifs par l'intermédiaire d'un engrenage planétaire (15, 17) en opposition aux arbres internes (19, 22).

2. Vibrateur à masses tournantes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des balourds (25, 26, 32) se présente sous la forme d'un cylindre et l'autre balourd est réparti sur des disques de balourd (25, 26) qui incluent le balourd en forme de cylindre (32).

3. Vibrateur à masses tournantes selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les arbres creux (9, 10) et les arbres internes (19, 22) comportent une commande ou entraînement commun (6), l'énergie d'entraînement ou de commande étant transmise par l'intermédiaire d'un réducteur ou engrenage droit (7, 8) aux arbres creux (9, 10) et par l'intermédiaire de l'engrenage planétaire (15, 17) à un arbre creux (19) ainsi que par l'intermédiaire d'un réducteur ou engrenage droit (20, 21) à l'autre arbre creux (22).

4. Vibrateur à masses tournantes selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'un des arbres creux (10) est conçu sous forme de pignon (14) qui entraîne les roues planétaires (15) du support planétaire vertical (16) de l'engrenage planétaire (15, 17) d'une manière rotative avec la commande de réglage.

5. Vibrateur à masses tournantes selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que pour la rotation du support planétaire (16) de l'engrenage planétaire (15, 17) il est prévu une denture de vis sans fin (38) et une vis sans fin (39) sur un arbre (40) sortant de l'un des carters (1, 2) renfermant les parties tournantes du vibrateur à masses tournantes (5).

6. Vibrateur à masses tournantes selon les revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, les balourds en forme de disque (25, 26) sont raccordés entre eux par l'intermédiaire d'une semi-coque (30) dans laquelle tourne le balourd en forme de cylindre (32).

7. Vibrateur à masses tournantes selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le support planétaire (16) et la roue solaire (17) dc l'engrenage planétaire (15, 17) sont logés sur l'un des arbres creux (10) et sur un autre arbre creux (11) qui tourne dans un palier (12) solidaire du carter.

8. Vibrateur à masses tournantes selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la roue solaire (17) s'engrène dans un pignon (18) qui est fixé sur l'un des arbres creux (19).

Zeichnung