Unwuchterreger mit drehzahlabhängig verstellbaren beweglichen Schwungstücken

Abstract

 Ein Unwuchterreger mit einer in einem Lagergehäuse (1) gelagerten Welle (2) mit einem damit starr verbundenen Schwungstück (3) enthält zu dessen Seiten bewegliche Schwungstücke (5) aus einer im Schnitt annähernd halbkreisförmigen Schwungmasse (6) und im Schnitt annähernd halbkreisförmigen Führungsringen (7). Die Welle (2) weist diametral gegenüberliegend eine Radialbohrung (9), in die ein Mitnehmer (8) eingeschraubt ist, und eine Blindbohrung (11) auf, in die ein Sperrglied (12) unter der Wirkung einer Feder (17) zurückgezogen ist Die Radialbohrung (9) und die Blindbohrung (11) sind um 90° gegen die Mittelebene des starr verbundenen Schwungstücks (3) versetzt. Beim Umlauf der Welle (2) tritt das Sperrglied (12) aus der Blindbohrung (11) aus, so daß die beweglichen Schwungstücke (5) zwischen den Mitnehmern (8) und den Sperrgliedern (12) gehalten sind. Die hysteresebehafteten Sperrglieder (12) werden bei einer Drehzahl zurückgezogen, die unter der Auflastdrehzahl liegt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Unwuchterreger mit einer umlaufenden Welle und einem damit starr verbundenen Schwungstück, mit mindestens einem gegenüber der Welle frei drehbaren, allgemein sektorförmigen, beweglichen Schwungstück und mit einem mit dem beweglichen Schwungstück beim Umlauf der Welle zusammenwirkenden Mitnehmer, der das bewegliche Schwungstück in der Weise mitnimmt, daß in der einen Drehrichtung der Welle die Unwucht größer und in der anderen Drehrichtung der Welle die Unwucht kleiner ist.

[0002] Unwuchterreger dieser Art werden beispielsweise in Straßenbaumaschinen zur Erzeugung von Vibrationen eingesetzt. Bei einem bekannten Unwuchtrüttler (DE-AS 12 85 777) ist eine Welle mit einem damit starr verbundenen Schwungstück in einem Gehäuse gelagert. Zu beiden Seiten des Schwungstücks sind bewegliche Schwungstücke, die allgemein halbkreissektorförmig ausgebildet sind, frei drehbar auf der Welle gelagert. Das starr verbundene Schwungstück trägt in einem Schwingmetall-Lager einen Mitnehmer, der achsparallel zu der Welle verläuft und beim Umlauf der Welle in halbzylindrischen Ausnehmungen an den beweglichen Schwungstücken zur Anlage kommt und diese mitnimmt. Je nach Drehrichtung der Welle ist dabei die Erregerkraft größer oder kleiner, je nachdem, wie sich die Zentrifugalkraft des starr mit der Welle verbundenen Schwungstücks geometrisch zu der Zentrifugalkraft der beweglichen Schwungstücke addiert.

[0003] Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei Veränderungen der Umlaufgeschwindigkeit der Welle durch die Trägheit der beweglichen Schwungstücke unerwünschte Änderungen der Zentrifulgalkraft hervorgerufen werden können. Wenn beispielsweise eine Vibrationswalze auf relativ weichem Untergrund wie einer Schwarzdecke eingesetzt ist, wird nur mit verminderter resultierender Zentrifugalkraft gearbeitet, d.h. mit den beweglichen Schwungstücken in Gegen-Phase-Stellung zu dem starr verbundenen Schwungstück. Beim Abstellen oder Reversieren der Vibrationswalze läuft der Unwuchterreger aus, und die beweglichen Schwungstücke lösen sich durch ihre Trägheit von dem Mitnehmer. Dadurch kann sich die resultierende Zentrifugalkraft des Unwuchterregers und damit auch die Verdichtungswirkung der Vibrationswalze in unerwünschtem Maße vergrößern, wodurch Beschädigungen der bearbeiteten Fläche hervorgerufen werden können.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin, einen Unwuchterreger der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem durch die Trägheit der beweglichen Schwungstücke keine schädlichen Änderungen der resultierenden Zentrifugalkraft hervorgerufen werden.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein drehzahlabhängig in eine Sperrstellung und in eine Freigabestellung verstellbares Sperrglied vorgesehen ist und in der Sperrstellung des Sperrglieds das bewegliche Schwungstück in Anlage an dem Mitnehmer gehalten ist und daß das Sperrglied in Sperrstellung angeordnet ist, so lange die Drehzahl der Welle größer ist als eine Schaltdrehzahl, bei der die größere Unwucht die gleiche Erregerkraft erzeugt wie die kleinere Unwucht bei deren Betriebsdrehzahl. Eine trägheitsbedingte Verstellung des beweglichen Schwungstücks am Umfang der Welle beim Reversieren oder Anhalten der Straßenbaumaschine wird bei dem erfindungsgemäßen Unwuchterreger durch ein Sperrglied verhindert, das drehzahlabhängig verstellbar ist und erst bei so niedriger Drehzahl in eine Freigabestellung verstellt wird, daß die trägheitsbedingte Verstellung des beweglichen Schwungstücks keine unzuträglichen Änderungen der Erregerkraft mehr bewirkt. Zweckmäßigerweise ist besonders bei Straßenbaumaschinen, deren Unwuchterreger in verschiedenen Drehrichtungen mit unterschiedlicher Betriebsdrehzahl läuft, die Schaltdrehzahl gleich der Auflastdrehzahl für die größere Unwucht. Die Auflastdrehzahl ist diejenige Drehzahl, bei der die Erregerkraft des Unwuchterregers gerade nicht mehr ausreicht, um die Achslast der Baumaschine zu überwinden und einen Sprungbetrieb des Walzkörpers herbeizuführen. Vorteilhafterweise ist die Schaltdrehzahl kleiner als .die Auflastdrehzahl, um schädliche Einwirkungen bei trägheitsbedingter Verstellung der beweglichen Schwungstücke sicher auszuschließen.

[0006] Bei dem erfindungsgemäßen Unwuchterreger kann das Sperrglied ein hysteresebehafteter, federbelasteter Sperrbolze- sein, der jLn einer radialen Ausnehmung der Welle durch Einwirkung von Fliehkraft radial nach außen und unter der Kraft einer Feder radial nach innen verstellbar ist. In Sperrstellung des Sperrbolzens kann die Schaltdrehzahl dann dadurch bestimmt sein, daß die auf den Sperrbolzen einwirkende Fliehkraft der auf den Sperrbolzen einwirkenden Federkraft gleich ist. Die Hysterese wird dadurch bewirkt, daß die auf den Sperrbolzen einwirkende Fliehkraft durch dessen unterschiedliche radiale Lage in der Sperrstellung größer ist als in der Freigabestellung, so daß die Verstellung des beweglichen Schwungstücks in der Anlaufphase des Unwuchterregers durch die Verstellung des Sperrbolzens sicher nicht behindert wird. Die Anlage des beweglichen Schwungstücks an dem Sperrbolzen während der Auslaufphase des Unwuchterregers wirkt sich ebenfalls günstig aus, da die so entstehende Querkraft die Freigabe des Sperrbolzens unter Einwirkung der Feder erst bei relativ niedrigerer Drehzahl ermöglicht.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch Unteransprüche gekennzeichnet.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben.

[0009] Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht des Unwuchterregers nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein bewegliches Schwungstück bei dem Unwuchterreger nach Fig. 1.

[0010] Fig. 1 zeigt ein Lagergehäuse 1, in dem eine Welle 2 mit einem damit starr verbundenen Schwungstück 3 in Lagern 4 gelagert ist. Ein Ende der Welle 2 ist aus dem Lagergehäuse 1 herausgeführt und mit einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor verbunden. Zu beiden Seiten des starr verbundenen Schwungstücks 3 befinden sich bewegliche Schwungstücke 5, die auf der Welle 2 frei drehbar sind.

[0011] Jedes bewegliche Schwungstück 5 (vgl. Fig. 2) hat eine Innenbohrung, die an den Außendurchmesser der Welle 2 angepaßt ist und in Bezug auf die Welle 2 exzentrisch verläuft. Das bewegliche Schwungstück 5 bildet zu einem Teil eine massive, im Schnitt annähernd halbkreisförmige Schwungmasse 6 und zum anderen Teil parallel verlaufende, ebenfalls im Schnitt annähernd halbkreisförmige Führungsringe 7 zwischen den Stirnseiten der Schwungmasse 6. Eine axiale Verschiebung des beweglichen Schwungstücks 5 auf der Welle 2 wird durch einen Mitnehmer 8 in Gestalt eines Mitnehmerbolzens verhindert, der zwischen den Führungsringen 7 hindurch vorsteht und in eine radiale Gewindebohrung 9 am Umfang der Welle 2 eingeschraubt ist. Die Radialbohrung 9 ist um 90° gegen die Mittelebene des starr verbundenen Schwungstücks 3 versetzt. Im Bereich der Führungsringe 7 ist der Mitnehmerbolzen zur Stoßdämpfung mit einem Pufferring 10 aus einem elastischen Material versehen.

[0012] An der dem Mitnehmerbolzen diametral gegenüberliegenden Seite ist die Welle 2 mit einer abgestuften radialen Ausnehmung in Form einer Blindbohrung 11 versehen. Die Blindbohrung 11 nimmt ein Sperrglied 12 auf, das als Sperrbolzen mit einem Kopf 13 ausgebildet ist, der in der Blindbohrung 11 beweglich ist. Die Blindbohrung 11 erweitert sich am Umfang der Welle 2 zu einer Erweiterung 14, in die ein Führungsglied 15 eingesetzt und mit einem Sicherungsring 16 gesichert ist. Das Sperrglied 12 ist in dem Führungsglied 15 geführt. Zwischen dem Führungsglied 15 und dem Kopf 13 befindet sich eine Feder 17, die das Sperrglied 12 in die dargestellte zurückgezogene Stellung vorspannt.

[0013] Im Ruhezustand des Unwuchterregers können dessen Teile die in Fig. 2 gezeigte Lage einnehmen. Das Sperrglied 12 ist in die Blindbohrung 11 zurückgezogen, und die beweglichen Schwungstücke 5 befinden sich in der unteren Extremlage, in der sie mit einer Stirnseite den Mitnehmerbolzen 8 anliegen. Beim Anlaufen des Unwuchterregers in einer Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn nehmen die Mitnehmer 8 die beweglichen Schwungstücke 5 mit, ohne daß sich deren Einstellung gegenüber der Welle 2 bzw. deren Phasenlage gegenüber dem starr verbundenen Schwungstück 3 ändert. Mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit der Welle 2 vergrößert sich die auf die Sperrglieder 12 einwirkende Zentrifugalkraft, die schließlich die Kraft der jeweiligen Feder 17 überwindet, so daß die Sperrglieder 12 aus den Blindbohrungen 11 in den Raum zwischen den Führungsringen 7 heraustreten. Solange sich die Sperrglieder 12 in dieser Stellung befinden, wird eine wesentliche Verstellung der beweglichen Schwungstücke 5 gegenüber der Welle 2 verhindert. Das gleiche gilt für den Fall, daß die Welle 2 bei gleicher Ausgangsstellung in umgekehrter Drehrichtung, d.h. im Uhrzeigersinn angetrieben wird. In diesem Fall bleiben die beweglichen Schwungstücke 5 zunächst gegenüber der Welle 2 zurück, bis die Mitnehmer 8 an der gegenüberliegenden Stirnseite der beweglichen Schwungstücke 5 zur Anlage kommen und diese beim weiteren Umlauf der Welle 2 mitgenommen werden.

[0014] Bei einer Verringerung der Drehzahl der Welle 2 im laufenden Betrieb des Unwuchterregers würden die Mitnehmer 8 infolge der Trägheit der beweglichen Schwungstücke 5 hinter diesen zurückbleiben, was jedoch durch Anlage an die Sperrglieder 12 verhindert wird. Erst nach Abnahme der Umlaufgeschwindigkeit auf eine Drehzahl, bei der die Kraft der Feder 17 die auf das Sperrglied 12 einwirkende Zentrifugalkraft und die durch die Anlage des jeweiligen beweglichen Schwungstücks 5 an dem Sperrglied 12 erzeugte Querkraft überwindet, wird das Sperrglied 12 zurückgezogen, und das bewegliche Schwungstück 5 kann sich relativ zur Welle 2 verstellen, wobei sich auch die Phasenlage der beweglichen Schwungstücke 5 gegenüber dem starr verbundenen Schwungstück 3 ändert. Die Federn 17 sind so bemessen, daß der Rückzug der Sperrglieder 12 erst bei einer Schaltdrehzahl erfolgt, die bei 80 % der Auflastdrehzahl liegt. Damit ist sichergestellt, daß die trägheitsbedingte Verstellung der beweglichen Schwungstücke unabhängig von der jeweiligen Betriebsdrehzahl erst dann erfolgt, wenn diese Verstellung die von der Straßenbaumaschine ausgeübte Wirkung nicht mehr beeinflußt; eine weitere Sicherung wird dadurch erhalten, daß die durch Anlage des beweglichen Schwungstücks 5 an dem Sperrglied 12 eine Querkraft entsteht, die den Rückzug des Sperrgliedes 12 hemmt. In der zurückgezogenen Freigabestellung befindet sich das Sperrglied 12 in geringerem Abstand von der Drehachse der Welle 2; zur Erzeugung einer die Kraft der Feder 17 überwindenden Fliehkraft ist daher eine Drehzahl erforderlich, die größer ist als die Drehzahl für den Rückzug aus der Sperrstellung. Die dadurch bewirkte Hysterese stellt sicher, daß der übergang der S^perr- glieder 12 in die Sperrstellung erst erfolgt, wenn die beweglichen Schwungstücke 5 ihre Betriebsstellung eingenommen haben. Diese Hysterese wird durch die vorerwähnte Querkraft noch verstärkt.

Ansprüche

1. Unwuchterreger mit einer umlaufenden Welle und einem damit starr verbundenen Schwungstück, mit mindestens einem gegenüber der Welle frei drehbaren, allgemein sektorförmigen, beweglichen Schwungstück und mit einem mit dem beweglichen Schwungstück beim Umlauf der Welle zusammenwirkenden Mitnehmer, der das bewegliche Schwungstück in der Weise mitnimmt, daß in der einen Drehrichtung der Welle die Unwucht größer und in der anderen Drehrichtung der Welle die Unwucht kleiner ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehzahlabhängig in eine Sperrstellung und in eine Freigabestellung verstellbares Sperrglied (12) vorgesehen ist und in der Sperrstellung des Sperrglieds (12) das bewegliche Schwungstück (5) in Anlage an dem Mitnehmer (8) gehalten ist und daß das Sperrglied (12) in Sperrstellung angeordnet ist, so lange die Drehzahl der Welle (2) größer ist als eine Schaltdrehzahl, bei der die größere Unwucht die gleiche Erregerkraft erzeugt wie die kleinere Unwucht bei deren Betriebsdrehzahl.

2. Unwuchterreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdrehzahl gleich der Auflastdrehzahl für die größere Unwucht ist.

3. Unwuchterreger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdrehzahl kleiner ist als die Auflastdrehzahl.

4. Unwuchterreger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (12) an der Welle (2) angeordnet ist.

5. Unwuchterreger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (12) ein hysteresebehafteter, federbelasteter Sperrbolzen ist, der in einer radialen Ausnehmung der Welle (2) durch Einwirkung von Fliehkraft radial nach außen und unter der Kraft einer Feder (17) radial nach innen verstellbar ist,und daß in der Sperrstellung des Sperrbolzens die Schaltdrehzahl dadurch bestimmt ist, daß die auf den Sperrbolzen einwirkende Fliehkraft der auf den Sperrbolzen einwirkenden Federkraft gleich ist.

6. Unwuchterreger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausnehmung eine an den Außendurchmesser eines Kopfes (13) des Sperrbolzens angepaßte Blindbohrung (11) mit einer radial äußeren Erweiterung (14) ist, daß in die Erweiterung (14) ein Führungsglied (15) für den Sperrbolzen eingesetzt ist und daß sich die Feder (17) an dem Führungsglied (15) und an dem Kopf (13) abstützt.

7. Unwuchterreger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (12) und der Mitnehmer (8) umfangsmäßig gegeneinander versetzt an der Welle (2) angeordnet und gegenüberliegenden Stirnseiten des beweglichen Schwungstücks (5) zugeordnet sind und daß das bewegliche Schwungstück (5) zwei parallele Führungsringe (7) aufweist, die zwischen seinen Stirnseiten verlaufen und den Mitnehmer (8) einschließen.

8. Unwuchterreger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (8) ein in eine Radialbohrung (9) der Welle (2) eingeschraubter Mitnehmerbolzen ist, der im Bereich der Führungsringe (7) mit einem Pufferring (10) versehen ist.

Zeichnung