Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 3212.39 Verfahren zur stufenlosen Regelung der Wuchtkraft von Schwingungserzeugern Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur stufenlosen Regelung der Wuchtkraft von Sehwingungserzeugern mit mindestens einer nmla.ufenden LTnwucbtmasse.
Gemäss dem Patentansprueh I des Haupt patentes zeichnet sich das Verfahren dadurch ans, dass der Drehbewegung des umlaufenden Teils des Sehwingungserzeugers eine Verstell- bewegung überlagert wird, die, ohne die Dreh- l@ewegung- zu behindern, sieh in einer Ände- rung- der Wuehtkraft auswirkt.
Zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Hauptpatent aueh bereits ein Schwing-Lings- erzeuger beschrieben worden, bei dem die Un- wuclitniasse aus einem in einem umlaufenden Gehäuse versehiebbar gelagerten. Körper be stellt, dessen Abstand von der Rotationsachse des 'eliwingungserzeugers durch einen umlau- lenden, von aussen her verstellbaren Lind mit einer Sehrägfläehe versehenen Bolzen verän derbar ist..
Die Verstellung erfolgt. bei dieser _lnsfülirungsform also durch rein mechanische Mittel.
Wie sieh in praktischen Versuchen gezeigt. hat, lasen sich auf dieser Basis kleine und mittlere Baueinheiten von Vibratoren ohne weiteres herstellen.
Für gewisse Zwecke, insbesondere wenn es sich um Vibratoren grosser Wuchtleistung handelt, wie solche zum Beispiel für Tiefen- verdiehtungsgeräte benötigt werden, ergeben sieh bei der Anwendung rein mechanischer Verstelleinrichtungen dagegen unter Umstän den gewisse Schwierigkeiten, die hauptsäch- lieh durch die hier dann auftretenden gro ssen Kräfte und Flächenpressungen bedingt sind.
Hier soll die vorliegende Erfindung da durch Abhilfe schaffen, dass man zur stufen losen Regelung der Wuehtkraft von Schwin gungserzeugern einem als Kolben ausgebilde ten Teil der umlaufenden Unwuchtmasse mit Hilfe eines fliessfähigen Druckmittels eine Be wegung bezüglich der Rotationsachse der Un- wuchtmasse erteilt, und das Druckmittel, um die Drehbewegung nicht zu behindern, der Unwuchtmasse in axialer Richtung zuführt. Die Verstellung des Kolbens erfolgt hier also nicht mehr auf mechanischem, sondern auf pneumatischem oder hydraulischem Wege, vorzugsweise durch öldruck.
Um beim An- und Auslaufen des Schwin gungserzeugers ein Zurückschlagen des Kol bens zu vermeiden und ein feinfühliges Ar beiten des Sehwinglingserzeugers zu erreichen, wird vorteilhaft der Kolben durch eine Feder abgepuffert, die dem Druckmittel entgegen wirkt und dabei bestrebt ist, den Kolben so weit wie möglich von der Rotationsachse des Schwingungserzeugers zu entfernen.
Zweckmässig wird der Kolben in einer durchgehenden Querbohrung des umlaufen den Teils des Schwingungserzeugers verschieb bar geführt und diese Querbohrung auf bei den Seiten durch Deckel verschlossen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel eines Schwingungserzeugers zum Aus üben des Verfahrens gemäss der Erfindung in- Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. \? in einer Ansicht in Richtung des Pfeils ,El in Fig.1 veranschaulicht. An Hand von diesem Schwingungserzeuger ist auch das erfindungs gemässe Verfahren beispielsweise erläutert.
Wie aus Fig.1 der Zeichnung zu erken nen ist, werden die umlaufenden Teile des Schwingungserzeugers von einem in der hori zontalen Mittelebene unterteilten Gehäuse um schlossen, dessen Grundkörper aus einem Un terteil 1 mit der Grundplatte 2 und einem Oberteil 3 besteht. Im Oberteil 3 ist eine durch einen Deckel 4 verschliessbare Öffnung 5 vorgesehen, die es ermöglicht, schnell und ohne umständliche Nebenarbeiten an die in nenliegenden Teile heranzukommen, sei es zum Zweck der Wartung oder bei Instandsetzungs arbeiten.
In die aus Fig.l erkennbaren seitlichen Querbohrungen des Maschinengehäuses sind Ringflansche 5' eingepasst, in - denen die Aussenringe von Rollenlagern 6 sitzen. Diese Ringflansche sind bei 7 starr mit dem Ma schinengehäuse verschraubt.
Die erwähnten Rollenlager 6 dienen zur Lagerung des umlaufenden, als Ganzes mit Tr bezeichneten Teils des Schwingungserzeugers, auf dessen Aufbau weiter unten noch im ein zelnen eingegangen werden wird.
Die seitliche Fixierung der Rollenlager 6 erfolgt durch Ringflansche 8 bzw. Abschluss- deekel 9, 9', die jeweils starr mit. den zugehö rigen R.ingflansehen 5' verschraubt sind. Die Ringflansche 8 dienen gleichzeitig als Halte rungen für Dichtungen 10, deren Wirkung durch bei 11 angedeutete Labyrinthe unter stützt Rird. In gleicher Weise ist auch der in Fig.l linksseitig erkennbare Deckel 9' gegen den umlaufenden Teil des Schwin gungserzeugers abgedichtet. Zum Nachfüllen von Schmiermittel dienen Einfüllschrauben.1.2.
Der innerhalb des Gehäuses unterge brachte, umlaufende Teil des Schwingungs erzeugers besteht aus einem Rotor 13, der in den vorerwähnten Rollenlagern 6 leicht dreh bar lagert und über eine auf dem Wellen stumpf 14 sitzende, nicht dargestellte Keilrie menscheibe oder dergleichen in 'Umlauf ge- setzt wird. Der mittlere Teil dieses Rotors ist mit einer durchgehenden zylindrischen Quer bohrung 1.5 ausgestattet, in der ein Kolben 16 gleitbar geführt ist. Oben und unten ist die Bohrung 15 durch Deckel 17 bzw. 18 abge schlossen, wobei der Deckel 17 flüssigkeits- bzw. gasdiebt aufgesetzt ist.
Am untern Deckel 18 ist. ein Bock 19 be festigt, der einerseits als Anschlag zur Be grenzung der untersten Stellung des Kolbens 16 und zum andern als Halterung für eine 1)riiekfeder 20 dient, die sieh mit ihrem obern Ende ständig gegen den Boden 21 des Kol bens anlegt und infolgedessen bestrebt ist, die sen Kolben in die aus Fig.1 ersichtliche Lage zu verschieben. In dieser äussersten Stellung liegt der Kolbenkopf gegen den ringförmigen Ansatz 22 des Deckels 17 an.
Um ein seitliches Auswandern des obern Endes der Druekfeder zii verhindern, ist am Kolbenboden ein Ansatz 23 vorgesehen, der von der Feder 20 umfasst wird. Die Abdich tung des Kolbens 16 gegen die Zylinderlauf bahn wird in üblieher Weise durch Kolben ringe 24 bewirkt.
Die Zuführung des Druekmittels, das zweekinässig aus Drucköl besteht, weil dann gleichzeitig auch eine einwandfreie Sehmie- rung der Kolbengleitbahn gewährleistet ist, erfolgt über ein zentriseh zum Rotor 13 an geordnetes Anschlussstüek 25, dessen Flansch 26 mit dem Grehäusedeekel 9 verbunden ist.
Das reehtsseitige Ende des Anschlussstückes ist über eine Rohrleitung 27 mit der Druck leitung einer Drnekmittelquelle, beispiels weise einer Di-Licl@pumpe, verbunden. Der linksseitige, rohrförmige Abschnitt 28 des An- sehhissstiiekes ragt. in eine Bohrung 29 des Rotors hinein und ist nach aussen hin durch eine Stopfbüchse 30 abgedichtet.
Das Druckmittel fliesst von der Rohrlei tung 27 aus über eine Längsbohrung 31 des Ansehlussstüekes und von da aus über die Bohrungen 29, 32 und 33 des Rotors in die oberhalb des Kolbens befindliche Kammer, wobei der Kolben vom Druckmittel beauf- schlagt wird, Die Wirkungsweise des Schwingungserzeu gers ist folgende: Bei stillstehendem Rotor wird der Kolben 16 durch die Feder 20 in seine äusserste, aus Fig.l ersichtliche Stellung gedrückt.
Wird der Rotor nunmehr in Umlauf gesetzt, so un terstützt die auf den Kolben einwirkende Fliehkraft die Wirkung der Feder, so dass der Kolben dann also mit noch grösserem Auf lagerdruek gegen den Ringansatz 22 des Dek- kels 17 anliegt. In dieser Stellung der Teile besitzt der Sehwingungserzeuger seine grösste Wuelitkraft.
Wird nun der Kolben durch Betätigung eines in die Drtiekmittelleitung eingeschal teten, nicht dargestellten Regelventils der Wirkung des Druckmittels ausgesetzt, so wirkt dieses dem Druck der Feder 20 und der Flieh kraft entgegen und verschiebt den Kolben in Abhängigkeit vom jeweils eingestellten Druck mehr oder weniger in Richtung auf die Rota tionsachse des Schwingungserzeugers. Dement sprechend ändert sich aber auch die resultie rende Wuchtkraft. Diese Veränderung ist ausserordentlich feinfühlig und dabei stufenlos durchzuführen, weil es ja nur erforderlich ist, den Öldruck entsprechend einzuregeln. Die hierfür benötigten Steuereinrichtungen sind im Aufbau sehr einfach und daher im Betrieb wenig störanfällig.
Ihre Bedienung erfordert praktisch überhaupt keinen Arbeitsaufwand, so dass sich auch grösste Vibratorentypen sozu sagen mit. einem Finger in bezug auf ihre Wachtkraft regeln lassen.
Diese Veränderung der resultierenden ' Wuclitkraft kann dabei bis auf den \Wert Null herunter erfolgen, wenn man durch ent sprechende Bemessung und Gewichtsvertei- hing der Elemente des Rotors dafür sorgt, dass der Rotor in der untersten Kolbenstellung, also beim Aufsetzen des Kolbens auf den Bock 19, keine Unbalancen zeigt, das heisst in sich ausgewuchtet ist.
Selbstverständlich sind vielerlei Abwand lungen des beschriebenen Ausführungsbei spiels möglich. So kann zum Beispiel. die Fe der 20 ohne weiteres entfallen, weil in vielen Fällen die Pufferwirkunz des unter dem Kol- ben befindlichen Luftvolumens oder die Ge genwirkung der auf den Kolben einwirken den Fliehkraft allein schon ausreicht, um ein ruhiges und stossfreies Arbeiten des Schwin gungserzeugers zu gewährleisten. Ebenso könnte man den Kolben 16 als Hohlkörper ausbilden und ihn mit Blei oder einem andern Schwermetall ausgiessen oder füllen, um bei möglichst kleinen Gesamtabmessungen eine möglichst grosse resultierende Wuehtkraft zu erhalten.