Verfahren zur stufenlosen Regelung der Wuchtkraft von Schwingungserzeugern und Schwingungserzeuger zum Durchführen des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur stufenlosen Regelung der Wachtkraft von Schwingungserzeugern sowie einen zur Durch führung des Verfahrens geeigneten Schwin gungserzeuger. Schwingungserzeuger mit min destens einer umlaufenden Unwuchtmasse sind für die verschiedensten Zwecke zur Verdich tung von Strassenbaumaterialien, Strassen- untergrund sowie sonstigen plastischen oder verformbaren Massen bekannt.
Uni die resultierende Wuehtkraft solcher Schwingungserzeuger zu verändern, hat man bisher zwei verschiedene Wege eingeschlagen, und zwar in dem einen Falle die Drehzahl, im andern Falle die Masse der Unwuchtkörper verändert. Während beim erstgenannten Ver fahren von Naehteil ist, dass besondere Ein- riehtungen zur Regelung der Drehzahl erfor derlieh werden, hat das an zweiter Stelle er wähnte Verfahren den Übelstand, dass der Vibrator erst stillgesetzt werden mass, bevor er auf die verlangte neue Wachtkraft umge stellt werden kann.
Abgesehen davon ist es in vielen Fällen von Bedeutung, eine Änderung der Wacht kräfte bei einer Änderung der Drehzahl der Unwucltvelle zu verhindern und umgekehrt bei einer Änderung der Wachtkräfte die Dreh zahl beizubehalten, und zwar insbesondere aus folgendem Grunde: Die Drehzahl bestimmt die Frequenz eines Schwingungserzeugers und soll der Eigen- schwingung der zu verdichtenden Materialien angepasst werden. Die WNuchtkräfte bestimmen wiederum die Schwingungsweite des Schwin gungserzeugers bei einer bestimmten Drehzahl und verändern damit die Grösse der Beschleu nigung, welche auf die zu verdichtenden Mas senteilchen übertragen wird.
Zweck der Erfindung ist, die Möglichkeit zu schaffen, die Wuehtkraft während des Be triebes beliebig zu ändern, ohne dabei die Antriebsdrehzahl der Unwuchtwelle oder das Gewicht der Unwucltmassen verändern zu müssen. Mit andern Worten soll also bei kon stanter Drehzahl und ohne Betriebsunterbre chung eine stufenlose Änderung der resultie- renden Wachtkraft erreicht werden.
Zu diesem Zwecke sieht das erfindungs- gemässe Verfahren vor, dass der Drehbewe gung eines umlaufenden Teils des Schwin gungserzeugeis eine Verstellbeweagung über- iagert wird, die, ohne die Drehbewegung zu behindern, sich in einer Änderung der Wacht kraft auswirkt.
Der Schwingungserzeuger nach der Erfin dung zeichnet sich dadurch. aus, dass ein um laufender Teil des Schwingungserzeugers in Aeharichtung verschiebbar angeordnet ist und Mittel vorhanden sind, welche die Axialbewe- gung so auf die Unwuchtmasse übertragen. dass eine Änderung der Wachtkraft auftritt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist nachstehend an Hand der beigefügten Zeich- nung beispielsweise beschrieben, in der Aus führungsbeispiele von Schwingungserzeugern zur Durchführung des Verfahrens veranschau licht sind.
Fig. 1 zeigt einen Schwingungserzeuger mit zwei gegeneinander verstellbaren Un- wuehtsmassen im Längsschnitt und Fig. 2 einen Schwingungserzeuger mit einer in einem umlaufenden Gehäuse ver schieblieh geführten Unwuehtnasse, ebenfalls im Längsschnitt.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist der Schwingungserzeuger ein Masehinen- gehäuse 1 auf, das über Zwischenstüeke, bei spielsweise die Gehäusefüsse 2, mit dem in Schwingungen zu versetzenden Körper, bei spielsweise einer Vibrierbohle 3, verbunden ist. Der linksseitige Teil 4 des Maschinen gehäuses ist im Innendurehmesser etwas grösser gehalten als das übrige Gehäuse und an dieser Stelle mit einem Innengewinde 5 vergleichsweise geringer Steigung versehen, in das eine Gewindebichse 6 verstellbar einge schraubt und in der jeweiligen Stellung durch ein auf ein Klemmstück 18 einwirkendes Handrad 17 feststellbar ist. Das Verstellen der Gewindebüchse 6 erfolgt, mittels eines Handrades 16.
Innerhalb der Gewindebüehse ist mittels Kugellager 8, 8' eine Unwuelhtwelle 7 gelagert, die ihrerseits linksseitig eine erste Unwuchtmasse 9 trägt und rechtsseitig mit einem Steilgewinde, beispielsweise einem mehr gängigen Trapezgewinde 10, ausgestattet ist. Dieses Steilgewinde, dessen Steigung ein Viel faches grösser ist als die Steigung des Ge windes 5, greift unter Formschluss in das Innengewinde einer Hülse 11 ein, welch letztere fest mit einer zweiten Unwuchtmaise 13 verbunden ist und gegen das Gehäuse hin über Kugellager 12, 12' abgestützt ist.
Da die Übertragung des Drehmomentes der Unwuchtwelle 7 auf die Hülse 11 nicht nur während des Verstehens der Gewindebiiehse 6, das heisst während des Regelvorganges, son dern auch während des normalen Betriebes einen ständigen, kräftigen Axialdruek auf die Kugellager 8, 8' und 12, 12' zur Folge hätte, sind noch Massnahmen getroffen, um diesen Axialschub möglichst klein zu halten. Zu die sem Zweck ist die Hülse 11 antreibbar ausge bildet und dazu beispielsweise mit einem Bund 11' ausgestattet, der seinerseits zur Aufnahme einer Keilriemenscheibe 11" dient. Es ergibt. sieh dann die Möglichkeit, sowohl die U nwucht- welle 7 als auch die Hülse 11 von einer ge meinsamen, nicht gezeichneten Antriebswelle aus synchron anzutreiben.
Durch diese Mass nahme wird - wie schon gesagt - die seit liche Druekbelastung der Kugellager 8, 8' und 12, 12' erheblich vermindert.
Bei einer Verstellung der Unwuiehtnassen 9 und 13 zueinander wird der Synehronismus zwischen der Unwuehtwelle 7 und der Hülse 11 zwar gestört; jedoch liegt diese Störung innerhalb der Grenzen des normalen Sehlupfes eines Flach- oder Keilriemens, so dass die der Hülse während des Verstellvorganges zusätz- lieh aufgezwungene positive oder negative Drehbewegung mithin letzten Endes durch den gemeinsamen Antrieb beider Unwucht- mnasen nicht behindert wird.
Mit andern Worten muss also der zusätzliche Antrieb der Hülse 11 so beschaffen sein, dass eine dieser Hülse zusätzlich aufgezwungene Drehbewe gung, welche sieh zu der normalen Umlauf bewegung addiert oder von dieser subtrahiert, innerhalb der Toleranz des Übertragungs elementes liegt, das zwischen die gemeinsame Antriebswelle und die Hülse eingeschaltet ist. Mit 14 und 15 sind Staubsehutzdeekel bezeich net, die das Maschinengehäuse nach aussen hin abdecken. Am Deckel 15 ist noch ein Zeiger 19 befestigt, der über einer am Maschinen gestell angebraehten Skala 20 spielt und da- einreh eine Kontrolle der jeweiligen Einstel lung des Gerätes ermöglicht.
Bei einer Verstellung der GeiTindebiieh:se 6 verschiebt sieh die Unwuehtwelle 7 in Rich tung ihrer Achse. Hierbei gleitet. die Gewinde hülse 11, die ihrerseits mittels der Keilriemen scheibe 11" synchron mit der Unwtielit\velle 7 angetrieben wird, in ihrer Gewindeführung und dreht sieh - zusammen mit der Unwueht- masse 13 - relativ zur Unw-tiehtwelle 7 und damit auch relativ zur Un.wuehtmasse 9.
Die unterschiedlichen Winkel-esehwindigkeiten von Unwuchtwelle 7 und Hülse 71 werden während dieses Verstellvorganges durch den Schlupf bzw. die Elastizität des die Hülse 11 antreibenden Flach- oder Keilriemens aufge nommen. Mit der Veränderung der Relativ lage der Unwuchtmassen 13 und 9 ändert sich auch entsprechend die resultierende Wucht kraft des Schwingungserzeugers.
Natürlich kann man auch den beschriebe nen besonderen Antrieb der Hülse 11 fort lassen, muss dann aber eine erheblich höhere Belastung der Kugellager 8, 8' und 12, 12' in Kauf nehmen.
Die auf das Handrad 16 ausgeübte Bewe gung wird durch den Unterschied zwischen den Steigungen der Gewinde 5 und 10 stark untersetzt, so dass ein umgekehrter Bewe gungsfluss infolge Selbstsperrung des Gewin des nicht möglich ist. Da die Hülse 11 wäh rend der Drehbewvegung der Welle 7 ständig umläuft, ist auch ohne weiteres eine Verstel lung der Wuchtkraft während des Maschinen umlaufes zu erreichen.
Entsprechend liegen auch die Verhältnisse bei den Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, nur mit demn Unterschied, dass hier die zur Ver änderung der resultierenden Wuehtkraft be stimmte Verstellbewegung nicht mehr der Drehbewegung der Unwuchtwelle, sondern eines besonderen Teils überlagert wird.
Gemäss Fig. 2 weist der Schwingungserzeu ger wiederum ein Gehäuse 21 auf, das über Füsse 2 mit dem in Schwingungen zu ver- setzenden Körper, beispielsweise einer Vibrier bohle 3, verbunden ist. Rechtsseitig isst das Gehäuse 21 mit einem Innengewinde 22 ver hältnismässig geringer Steigung versehen, in das das Aussengewinde einer Gewindebüchse 23 zügig eingeschraubt ist.
Durch Drehen eines Handrades 24 kann man also die Büchse 23 in axialer Richtung nach beiden Seiten hin verschieben und dann in der jeweils ge- wünsclten Stellung durch ein auf ein Klemm stück 18 einwirkendes Handrad 17 feststellen.
Die jeweilige Stellung der Büchse wird durel einen am Handrad 24 befestigten Zei ger 19 kenntlich gemacht, der zweckmässig eine Lupe mit Fadenkreuz trägt und über einer am Gehäuse 21 befestigten Skala 20 spielt.
Die Abdichtung zwiehen Gehäuse 21 und Büchse 23 erfolgt über einen Staubschutzring 25. Ein Deckel 26 deckt eine Bohrung der Büchse 23 nach aussen hin staubdicht ab.
In der Bohrung der Büchse 23 sitzen kräftig bemessene Wälzlager 27, die einerseits durch den Bund 28 und anderseits durcl den Anschlagring 29 gegen axiales Verschieben gesichert sind. Fest mit den Innenringen die ser Wälzlager ist das eine Ende 30 eines zylindrischen Bolzens 31 verbunden, der am andern Ende derart abgeschrägt ist, dass bei 32 eine ebene Anschnittfläche besteht.
Das linksseitige Ende des Gehäuses 21 dient zur Aufnahme von Wälzlagern 33, 34, die sieh unter Zwischenschaltung einer Distanzbüchse 35 einerseits gegen einen Bund 36 des Maschinengehäuses und anderseits gegen einen Gehäusedeekel 37 abstützen. In diesen Wälzlagern 33, 34 lagert ein trommel artiger Körper 38, dessen nach aussen geführ ter Achsstummel 39 die Antriebswelle des Schwingungserzeugers bildet. Der Antrieb kann beispielsweise über eine mit dem Achs stummel 39 verkeilte Keilriemenscheibe 40 er folgen. Zwischen Achsstummel 39 und Deckel 37 ist zweckmässig ein nicht gezeichneter Dich tungsring eingelegt.
Der trommelartige Körper 38 ist mit zu einand er senkrecht angeordneten Saekbohrun- gen 41 und 42 ausgestattet. Die eine von die sen, nämlich die Axialbohi@ing 41, ist im Durchmesser so bemessen, dass sie dem Bol zen 31 als Führungslager zu dienen vermag. In der andern Bohrung 42 ist eine kolben- artige Unwaehtmasse 43 verschieblich ge führt. Diese Unwuclitmasse des Schwingungs- erzeugers steht unter der dauernden Wirkung einer Drii.ckfeder 44.
Sie ist mit einer Quer bohrung 45 versehen, deren Lä.ngsaehse Dar allel zur Schrägfläche 32 des Bolzens 31 ver läuft. Die untere Partie dieser fluerbohining ist durch eine Fläche 46 abgeflacht, so dass sieh die Schrägfläche 32 des Bolzens 31 satt gegen die Schrägfläche 46 der Bohrung 45 anlegt. Wird der Körper 38 in Umlauf versetzt, so hat die Unwuchtmasse 43 das Bestreben, unter der Wirkung der Fliehkraft und der Feder 44 möglichst weit nach aussen hin zu wandern.
Das Ausmass dieser Bewegung wird jedoch - wie man ohne weiteres erkennt durch den gegen die Schrägfläche 46 der Bohrung 45 formschlüssig anliegenden Bolzen 31 begrenzt, der seinerseits infolge dieses Formschlusses zusammen mit der Unwueht- masse umläuft.
Je tiefer dieser Bolzen 31 in die Bohrung 45 eindringt, um so mehr wird die Lnwucht- masse 43 ihrer Rotationsachse genähert und um so geringer wird demzufolge die resultie rende Wuchtkraft. Beim Ausfahren des Bol zens 31 aus der Bohrung 45 ist der Effekt natürlich umgekehrt.
Man kann also, allgemein gesprochen, durch axiales Verschieben des Bolzens 31 in der einen oder andern Richtung, das heisst durch entsprechende Einstellung der Büchse 23 mittels des Handrades 24, die Lage der Unwuchtmasse 43 in bezug auf ihre Rotations achse und damit auch die resultierende Wuchtkraft in weiten Grenzen variieren. Diese Veränderung der Wuchtkraft erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, nämlich während des Umlaufes der Unwuchtwelle und durch eine Verstellbewegung, die den Um lauf nicht behindert.
Der Schwingungserzeuger nach der Er findung ist nicht auf das Verdichten von Stoffen, beispielsweise im Strassenbau, be schränkt; es sind vielmehr auch andere An wendungsmöglichkeiten gegeben, so zum Bei spiel der Antrieb von Stoss- und Schlagwerk zeugen.