Vibrationsvorriehtung. Vorliegende Erfindung betrifft eine Vi- brationsvorrichtung, bei welcher ein Ge häuse und ein rotierendes Glied vorhanden sind, das an einem Ende einer drehenden Welle befestigt ist, die an ihrem andern Ende mit dem Antrieb verbunden ist, wobei dieses Glied eine Planetenbewegung aus führt und dabei mit einer Rotationsfläche auf einer im Gehäuse vorgesehenen Rota tionsfläche abrollt.
Bei den bekannten Vibrationsvorrichtitn- gen dieser Art ist die Welle an einem Ende entweder in einem sphärischen Kugellager gelagert oder mit einer axial gelagerten An triebswelle über ein Universalgelenk ver bunden. Keine dieser Ausführungen ist je doch zufriedenstellend, da beide einer ra schen Abnützung unterliegen infolge der ho hen Tourenzahlen, welche bei solchen Vor richtungen üblich sind. Überdies hat sich beim Gebrauch von sphärischen Kugellagern herausgestellt, dass es nahezu unmöglich ist, eine genügende Abdichtung gegen das Innere des Gehäuses zu erzielen.
Gemäss vorliegender Erfindung sollen diese genannten Nachteile dadurch vermie den sein, dass das eine Ende der Welle steif ausgebildet und axial gelagert ist, während der anschliessende Teil der Welle demgegen über flexibel ist, um dadurch die Planeten bewegung des rotierenden Gliedes zu ge statten. Zweckmässig ist das steife Wellen ende in zwei Lagern, z. B. Kugellagern, ge- lagert, welche sich im Abstand voneinander befinden.
Die Erfindung ermöglicht eine Vorrich tung, die wegen des Fehlens von Gelenk teilen, welche starker Abnützung unterliegen, viel dauerhafter ist als die bisher bekannten Konstruktionen. Auch können die Frequenz (d. h. die Zahl der vom rotierenden Glied in der Zeiteinheit ausgeführten Oszillationen) und die Zentrifugalkraft höhere Werte an nehmen als bei den bekannten Vorrichtun gen. Endlich ist die Abdichtung des Gehäu ses auf einfachere Weise lösbar als bisher.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind in den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung im Axialschnitt dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen glei che Teile bezeichnen.
Die Vibrationsvorrichtung weist ein rohr förmiges Gehäuse 1 auf, in dessen einem Ende ein Bodenglied 2 angebracht ist. Diese zweiteilige Konstruktion ist wegen bequemer Verstellung gewählt. Das dickere Ende 3 der drehbaren Welle ist in zwei Kugellagern 10 geführt, welche im Abstand voneinander im Gehäuse angebracht sind. Das dickere Wellen ende besitzt. einen solchen Durchmesser, dass jede Verbiegung in den Lagern vermieden ist. Dieses Ende der Welle ist also konzentrisch zum Gehäuse axial gelagert. Eine an sich be kannte und nicht gezeigte Abdichtung kann auf der Innenseite der Lager angebracht sein, um zu verhindern, dass Schmiermittel von den Lagern in das Gehäuse gelangt.
Der Wellenteil 4, der sich ausserhalb der Lager 10 befindet, hat einen geringeren Durchmesser, um dadurch flexibel zu sein, und trägt an seinem freien Ende ein rotierendes Glied 8, das in bekannter Weise mit einer Rotations fläche auf einer im Bodenteil 2 des Gehäuses vorgesehene Rotationsfläche 9 abrollt.
Nenn die Welle 4 ziemlich lang ist, was gewöhnlich der Fall ist, so wird sie grossen Zentrifugalkräften unterworfen, und es be steht die Tendenz eines Durchbiegens bei hohen Tourenzahlen.
Es ist deshalb gemäss Fig. 1 ein zusätz liches Abstützglied 5 vorhanden, das mit einer Rotationsfläche auf der Innenfläche 6 eines im Gehäuse 1 eingesetzten Ringes 7 ab rollt. Das. Abstützglied ist auf dem flexiblen Teil 4 der Welle in einem Abstand vorn ro tierenden Glied 8 angeordnet, der etwa 1-/3 der Länge des flexiblen Wellenteils 4 beträgt. Es kann auch mehr als nur ein Abstützglied vorgesehen sein.
Wie durch mathematische Berechnung leicht bewiesen werden kann, ist das Verhältnis zwischen dem Umfang des ro tierenden Gliedes 8 und dem Umfang seiner Abrollfläche 9 das gleiche wie das V erhältnis zwischen dem Umfang des Abstützgliedes 5 und dem Umfang seiner Abrollfläche 6, da mit bei gleicher Frequenz für beide Glieder 5 und 8 ein Gleiten zwischen den miteinander im Kontakt befindlichen Teilen vermieden wird.
Überdies sind die Durchmesser des Gliedes 8 und des Gliedes 5 so zueinander gewählt, dass sowenig als möglich Beanspru chungen in der rotierenden Welle entstehen, wenn diese Glieder auf ihren zugehörigen Rotationsflächen abrollen.
Nach Fig. 2 ist das Gehäuse 11 aus einem einzigen Stück hergestellt; es könnte aber auch aus zwei Teilen, wie nach Fig. 1, be stehen. Ferner sind die rotierenden Glieder 5 und 8, von welchen das Glied 8 am freien Ende des flexiblen Wellenteils 4 befestigt ist, starr miteinander verbunden, und zwar durch ein röhrenförmiges Element 12, das mit den Gliedern 5 und 8 verschweisst ist. Die Verbindung könnte auch auf andere Art ausgeführt sein.
Diese Glieder wirken daher wie ein einziges Glied, das zwei getrennte Rotationsflächen aufweist. Falls erwünseht, können die Glieder auch aus einem einzigen Stück bestehen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, rollen die starr mit einander verbundenen Glieder 5 und 8 auf zwei Rotationsflächen 6 bzw. .9 ab. Beide Glieder könnten jedoch auch auf einer ge meinsamen Rotationsfläche abrollen, voraus gesetzt, dass ihr Abstand nicht zu gross ist.
Eine solche Ausführung kann von beson derem Vorteil sein, wenn der Unterschied zwischen den Durchmessern der Glieder 5 und 8 und den Durchmessern ihrer Abrollflächeti nicht gross ist und der flexible Wellenteil gleichzeitig verhältnismässig lang ist. In die sem Falle werden wirksame Vibrationen er halten, ohne dass die Welle unzulässig stark durchgebogen wird.
Bei den eingangs erwähnten bekannten Vibrationsvorrichtungen sind die Erzeu genden der Rotationsflächen am rotierenden Glied und am Gehäuse gegen den 1VIittel- pLinkt des sphärischen Kugellagers bzw. des Universalgelenkes gerichtet. Bei den vorbe- schriebenen Vorrichtungen sind jene Erzeu genden gegen einen Punkt gerichtet, der im Abstand von den Lagern 10 einwärts liegt.
Wenn dabei die Welle zwischen den Gliedern 5 und 8 flexibel ist, wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Erzeugenden des Gliedes 8 und der Abrollfläche 9 nicht gegen den gleichen Punkt, gerichtet wie die Erzeugenden des Gliedes 5 und der Abrollfläche 6, sondern die letzteren sind gegen einen Punkt gerichtet, der näher bei den Lagern 10 liegt.
Vibration device. The present invention relates to a vibration device in which a housing and a rotating member are provided which is attached to one end of a rotating shaft which is connected at its other end to the drive, this member carrying out a planetary motion and thereby rolls with a rotational surface on a rotational surface provided in the housing.
In the known vibration devices of this type, the shaft is either mounted at one end in a spherical ball bearing or connected to an axially mounted drive shaft via a universal joint. Neither of these versions is ever satisfactory, since both are subject to rapid wear and tear due to the high number of revolutions that are common with such devices. Moreover, when using spherical ball bearings it has been found that it is almost impossible to achieve a sufficient seal against the interior of the housing.
According to the present invention, these disadvantages should be avoided by the fact that one end of the shaft is rigid and axially mounted, while the adjoining part of the shaft is flexible, in order to equip the planetary movement of the rotating member. Appropriately, the stiff waves end in two camps, for. B. ball bearings, which are located at a distance from each other.
The invention enables a Vorrich device that share because of the lack of joint, which are subject to severe wear, is much more durable than the previously known constructions. The frequency (i.e. the number of oscillations performed by the rotating member in the unit of time) and the centrifugal force can also assume higher values than in the known devices. Finally, the sealing of the housing can be released in a simpler manner than before.
Two embodiments of the subject of the invention are shown in FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings in axial section, the same reference numerals denoting the same parts.
The vibrating device has a tubular housing 1, in one end of which a bottom member 2 is attached. This two-part construction was chosen because of its ease of adjustment. The thicker end 3 of the rotatable shaft is guided in two ball bearings 10 which are mounted in the housing at a distance from one another. The thicker shaft end has. such a diameter that any bending in the bearings is avoided. This end of the shaft is so axially mounted concentrically to the housing. A seal which is known per se and is not shown can be attached to the inside of the bearings in order to prevent lubricant from entering the housing from the bearings.
The shaft part 4, which is located outside the bearing 10, has a smaller diameter in order to be flexible, and carries at its free end a rotating member 8, which is provided in a known manner with a surface of rotation on a provided in the bottom part 2 of the housing Surface of revolution 9 rolls off.
If the shaft 4 is quite long, which is usually the case, it will be subjected to large centrifugal forces and there will be a tendency to sag at high speeds.
It is therefore according to Fig. 1, an additional Liches support member 5 is present, which rolls with a surface of rotation on the inner surface 6 of a ring 7 inserted in the housing 1 from. The. Support member is arranged on the flexible part 4 of the shaft at a distance from the front ro animal member 8, which is about 1/3 of the length of the flexible shaft part 4. More than just one support member can also be provided.
As can be easily proven by mathematical calculation, the ratio between the circumference of the rotating member 8 and the circumference of its rolling surface 9 is the same as the ratio between the circumference of the support member 5 and the circumference of its rolling surface 6, as with the same frequency for both members 5 and 8 sliding between the parts in contact with one another is avoided.
In addition, the diameters of the link 8 and the link 5 are selected in relation to one another so that as little stress as possible occurs in the rotating shaft when these links roll on their associated surfaces of rotation.
According to Figure 2, the housing 11 is made of a single piece; but it could also consist of two parts, as shown in FIG. 1, be. Furthermore, the rotating members 5 and 8, of which the member 8 is fastened to the free end of the flexible shaft part 4, are rigidly connected to one another by a tubular element 12 which is welded to the members 5 and 8. The connection could also be implemented in another way.
These links therefore act as a single link that has two separate surfaces of revolution. If desired, the links can consist of a single piece.
As shown in Fig. 2, the rigidly interconnected members 5 and 8 roll on two surfaces of rotation 6 and 9, respectively. However, both links could also roll on a common surface of rotation, provided that their distance is not too great.
Such an embodiment can be of particular advantage if the difference between the diameters of the links 5 and 8 and the diameters of their rolling surfaces is not great and the flexible shaft part is relatively long at the same time. In this case, effective vibrations will be kept without the shaft being bent too much.
In the known vibration devices mentioned at the outset, the generating ends of the surfaces of rotation on the rotating member and on the housing are directed against the middle link of the spherical ball bearing or the universal joint. In the devices described above, those generators are directed towards a point which is inwardly at a distance from the bearings 10.
If the shaft between the links 5 and 8 is flexible, as shown in FIG. 1, the generatrix of the link 8 and the rolling surface 9 are not directed towards the same point as the generatrix of the link 5 and the rolling surface 6, but the the latter are directed towards a point closer to the bearings 10.