Betontauchvibrator Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beton tauchvibrator mit zwei koaxialen Gehäuseteilen, die in den zu verdichtenden Beton einzutauchen sind, einem Elektromotor in einem der erwähnten Gehäuse teile, einem sich verjüngenden exzentrischen Dreh gewicht in dem anderen Gehäuseteil, das mit der Motorabtriebswelle gekoppelt ist und sich zusammen mit dieser dreht, und Lagerplatten für die erwähnte Welle in dem einen Gehäuseteil an den entgegen gesetzten Enden des Motors.
Die Erfindung bezweckt eine Vereinfachung der Konstruktion, Arbeitsmittel und Arbeitsweise von Betonvibratoren mit dem Ziel einer wirtschaftlichen Herstellung, einer Steigerung des Wirkungsgrades, einer besseren Anwendung und einer geringeren Stör anfälligkeit; ferner den Einbau eines Universal-Kom- mutatormotors, um die wohlbekannten Vorteile eines solchen zu erhalten.
Demgemäss ist der Betontauchvibrator nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Allstrommotor ist, dass der Kommutator auf dem Ende der Welle angeordnet ist, das dem sich ver jüngenden Gewicht abgekehrt ist, dass der Kommu- tator von einem Bürstentragring umgeben ist und dass Mittel zur Sicherung des Ringes innerhalb des einen Gehäuseteiles gegen Drehung und Längsbewegung vorgesehen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Ansicht des Vibrators samt Kabel, Stecker und Schalter, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Vibrator, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kommutatorbür- stenhalter und Fig. 4 ein elektrisches Schaltschema für den Vi- brator.
Der Betontauchvibrator 10 (Fig. 1) ist an einem Kabel 11 aufgehängt, das von einem Stecker 13 web führende elektrische Leiter 12 enthält. Der Stecker ist an eine Quelle elektrischer Kraft, z. B. ein tragbares Kraftaggregat, anschliessbar. Im Kabel 11 und in den Leitern 12 ist ein Handschalter 14 eingesetzt, durch den der Vibrator 10 vom Arbeiter ein- und ausge schaltet werden kann.
Ein im Vibrator untergebrach ter Elektromotor rotiert ein exzentrisch montiertes Gewicht, wie nachstehend ausführlicher beschrieben ist, um den Vibrator 10 in kreisende Schwingungen zu versetzen, und diese Bewegung ist unter der Kon trolle des den Schalter 14 haltenden Arbeiters.
Der Tauchvibrator 10 weist einen zylindrischen Gehäuseteil 15 auf, dessen unteres Ende mit Innen gewinde versehen ist zur Aufnahme des mit Aussen gewinde versehenen obern Endes von reduziertem Durchmesser eines zweiten Gehäuseteiles 16, das so mit eine Verlängerung des ersten Teiles 15 bildet. Die Verbindung dieser beiden Teile ist an sich starr, aber lösbar. Am untern Ende der Gehäuseverlänge rung 16 ist ein abgerundetes Verschlussstück 17 z. B. mittels einer Schweissnaht 18 befestigt. In diesem Ver- schlussstück 17 ist ein Kugellager 19, im obern Ende der Gehäuseverlängerung ein Kugellager 21.
In diesen beiden Lagern sind die beiden Enden eines exzentrisch belasteten Körpers 22 drehbar gelagert. Somit weist der Körper 22 ausgefluchtete, im Gehäuse 15, 16 koaxial angeordnete Enden, und einen seitlich ab gesetzten Teil 23 auf, der im Gefolge der Rotation des Körpers in den beiden Lagern 19 und 21 einen unausgeglichenen Zustand hervorruft, der eine schwin gende, kreisende Bewegung des Gehäuses 15, 16 er gibt.
Der Gehäuseteil 15 bildet einen Träger für den Motor, der ein im Gehäuse konzentrisch angeord netes Feld 24 und einen koaxial angeordneten Anker 26 aufweist. Eine Zentralwelle 27 bildet in Wirklichkeit einen Teil des Ankers 26 und durchsetzt an ihrem untern Ende ein Kugellager 28. Diese Welle 27 weist eine unregelmässig geformte Verlängerung 29 auf, die von einer entsprechend geformten Tülle 31 im Körper 22 aufgenommen wird. Durch die Rotation des Ankers 26 und der einen Teil des letzteren bildenden Welle 27 wird der Gewichtskörper 22 rotierend angetrieben.
Die Verbindung zwischen den beiden Gehäuse teilen 15, 16 ist lösbar, damit die Gehäuseverlänge rung 16 leicht weggenommen und durch das gleiche oder ein anderes angetriebenes Werkzeug ersetzt wer den kann. Die Verbindung zwischen der Welle 27 und dem Gewichtskörper 22 wird beim Trennen der bei den Gehäuseteile 15 und 16 aufgehoben und her gestellt durch relatives Verschieben der beiden Teile gegeneinander.
Das Kugellager 28 ist in einer Platte 32 mit auf rechtstehenden Fingern 33 montiert, die das eine Ende der Feldwicklungen 24 stützen und berühren. Das andere, obere Ende der Feldwicklungen 24 trägt eine Abstandshülse 34, deren oberes Ende sich gegen eine obere Lagerplatte 35 abstützt. In eine Ausspa rung der Unterseite der Platte 35 ist ein Kugellager 36 eingesetzt, das das obere Ende der Welle 27 auf nimmt.
Die beiden Lagerplatten 32 und 35, die Abstands hülse 34 und das Feld 24 sind fest zusammengehalten durch mehrere Verbindungsbolzen 37, die von der Lagerplatte 35 abwärts durch die Hülse 34 und das Feld 24 bis zur Lagerplatte 32 reichen. Der Anker 26 kann sich in den beiden Lagern 28 und 36 drehen, ist aber durch an den beiden Kugellagern anliegende Wellenbünde 38, 39 an einer Längsbewegung verhin dert.
Die Lagerplatte 35 bildet zusammen mit dem be nachbarten Ende des Motors eine Kammer 41, in deren Umfangsfläche die Bolzen 37 und in deren Zen trum die Welle 27 angeordnet ist. In diesem Raum 41 ist ein Kommutatorring 42 starr an der Welle 27 befestigt und von einer nichtleitenden Scheibe 43 (Fig. 3) umgeben, auf der einander diagonal gegen überliegende Bürstenhalter 44 und 45 angeordnet sind. Zwei Bürsten 46 und 47 in letzteren werden von zwei Federn 48 bzw. 49 gegen die Scheibenmitte gedrückt, wo sie sich federnd gegen den Mantel des Kommutators 42 legen.
Die beiden Federn 48, 49 ge währleisten einen konstanten Kontakt der beiden Bür sten mit dem Kommutatorring, ungeachtet der Schwin gungen und andern Ursachen, die diesen Kontakt für Augenblicke unterbrechen könnten.
Am Umfang der Scheibe 43 sind halbkreisförmige Ausschnitte 51 angebracht, durch die Kraftleitungen zum Motor führen. Ferner sind auf der Scheibenunter seite Füsse 52 befestigt, die sich auf das Feld 24 ab stützen. Die Scheibe 43 und die Füsse 52 weisen aus- gefluchtete Öffnungen 53 auf, die von den Bolzen 37 durchsetzt werden. Wie aus der Konstruktion hervor geht, ist die Scheibe 43 gegen Drehen mit dem Kom- mutatorring 42 gesichert und bildet in Wirklichkeit einen Teil der miteinander verbundenen ortsfesten Motororgane.
Das obere Ende des Vibrators 10, das das Kabel 11 aufnimmt, ist durch Kopfstück 54 abgeschlossen, das bei 55 am obern Rand des Gehäuses 15 festge schweisst ist. Von diesem Kopfstück 54 ragt ein rohr förmiger Teil 56 nach oben, an dem das eine Ende des Kabels 11 befestigt und auf dem eine Feder 57 zur Verminderung der Beanspruchung montiert ist. Vom untern Rand des Kopfstücks 54 ragt ein zylin drischer Teil 58 von reduziertem Durchmesser in das obere Ende des Gehäuses 15 und berührt die Ober seite der Lagerplatte 35. Das Kopfstück 54 ist über seine ganze Länge offen für den Eintritt der Leiter 12 in den Raum 58 über der Platte 35.
Die Leiter 12 sind an den Motor angeschlossen, wobei in diese Ver bindung ein thermischer überstromschalter 59 ein gesetzt und auf der Lagerplatte 35 montiert ist, so, dass er der im Lager 36 und in den Kammern 41 und 58 erzeugten Hitze ausgesetzt ist. Tritt eine überhit- zung oder ein Ansteigen der Temperatur über einen vorbestimmten Wert ein, so öffnet der Schalter 59 den Stromkreis durch den Motor, wodurch dieser aus geschaltet wird, bis die Temperatur gefallen ist, wo nach dann der Stromkreis automatisch wieder ge schlossen wird.
Der thermische LUberstromschalter 59, wie auch die elektrischen Zu- und Ableitungen des Motors, von denen der Schalter 59 ein Teil ist, sind von an sich bekannter Art. Wie in Fig.4 gezeigt, können die Leiter 12 als elektrische, von einer Quelle elektrischer Kraft ausgehende Leitungen 61 und 62 betrachtet werden. Der Schalter 14 ist hier als Zweipolschalter mit einfacher Bewegung dargestellt, der, wenn ge schlossen, einen Stromkreis über die Leitung 61 zum Feld 24, die Bürste 44, den Kommutatorring 42, die Bürste 45 und zum Feld 24 und zurück über die Leitung 62 herstellt.
Der thermische Schalter 59 ist in die Leitung 61 eingesetzt und unterbricht, wenn offen, den Stromfluss, wie oben beschrieben und un geachtet der Stellung des Schalters 14.
Durch genaues maschinelles Bearbeiten der ein ander berührenden Gewindeflächen der beiden Ge häuseteile 15, 16 wird die Konzentrizität der letzteren gewährleistet. Diese Oberflächen werden maschinell in konzentrischer Beziehung zu den Bohrungen des Gehäuses bearbeitet. Die Gewindeverbindung zwi schen den beiden Gehäuseteilen 15, 16 hält die me chanische Verbindung der beiden Teile aufrecht und bildet eine Abdichtung gegen den Eintritt von Wasser oder anderem Fremdmaterial ins Innere des Vibrators.
Die vorliegende Vibratorkonstruktion benützt einen Allstrommotor. Da letzterer ein Kommutator- motor ist, kann er entweder an Einphasen-Wechsel- strom oder an eine Gleichstromquelle angeschlossen werden. Der Motor läuft mit etwa 28 000 Upm im un belasteten Zustand.
Im Betrieb, mit dem Gewicht 22 um dem ganzen Vibrator, arbeitet er mit etwa 15 000 Upm. Wird der Vibrator in frischen Beton einge taucht, so arbeitet der Motor mit mehr als 12 000 Upm. Bei diesem hochtourigen Betrieb weisen die der frischen Betonmasse erteilten Vibrationsimpulse eine hohe Frequenz auf, und dies liefert einen bes seren Zusammenschluss und .eine bessere Verarbei tungsmöglichkeit des Betons als bekannte Vibratoren. Obschon schon früher Vibratoren bekannt waren, die eine Hochfrequenzvibration des Betons erzeugten,
so erforderten sie doch spezielle Kraftlieferquellen zum Erzeugen eines Hochfrequenz-Wechselstroms. Dies heisst, dass die Frequenz des Wechselstroms höher war als der normalerweise verwendete 50-Perioden- strom. Der Umstand, dass der vorliegende Vibrator im Anschluss an ein Wechselstromnetz oder an eine Gleichstromquelle benützt werden kann und dennoch eine Hochfrequenzvibration des plastischen Betons hervorruft, bildet einen beträchtlichen Vorteil, da da mit der Bauunternehmer keine spezielle Kraftzufuhr mehr braucht und mit der konventionellen, nor malerweise auf jedem Bauplatz zur Verfügung ste henden Kraftzufuhr auskommt.