DD265113A1 - Gegenlaufvibrator mit waehrend des betriebes vornehmbarer kontinuierlicher erregerkrafteinstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Doppelwellen- oder Gegenlaufvibrator zur Erzeugung gerichteter Schwingungen, der eine kontinuierliche Erregerkrafteinstellung auch waehrend des Betriebes gestattet, und hat vornehmlich Bedeutung fuer die bekannten Einrichtungen zum Verdichten des Bodens oder von Gemengen, hauptsaechlich von Frischbetongemengen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass gemaess Figur 3 auf den gegenlaeufig rotierenden hohlen Vibratorwellen 1 oder paarweise mehrere exzentrische Schubschwingen von zentralsymmetrischer Gestalt drehstarr befestigt sind, deren Getriebeglieder 2; 3; 4 Unwuchten erzeugen. Durch Betaetigung eines ausserhalb des Vibratorgehaeuses angebrachten Hebels 9 wird fuer eine kontinuierliche und zugleich feinfuehlige Schwerpunkt-Variierung unter Vermeidung unwirtschaftlicher Betriebsunterbrechungen gesorgt. Fig. 3

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Vibrator zur Erzeugung gerichteter Schwingungen, der eine kontinuierliche Erregerkrafteinstellung auch während des Betriebes gestattet, und wird hauptsächlich in Einrichtungen zum Verdichten des Bodens oder von Frischbetongemengen angewendet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Von Doppelwellen· oder Gegenlaufvibratoren gemäß TGL 28369, die in den üblichen Einrichtungen zum Verdichten des Bodens oder von Frischbetongemengen vorkommen, wird verlangt, daß sich auf möglichst einfache Weise die Größe der Erregerkraft den unterschiedlichen Erfordernissen anpassen läßt. Die dazu notwendige Variierurg des kinetischen Momentes erfolgt einmal durch einen Austausch der Unwuchtmassen oder andererseits durch Änderung des resultierenden Unwuchtradius, indem zwei konzentrisch gelagerte Unwuchtscheiben gegenseitig verdreht und anschließend wieder arretiert werden. Eine weitere — neuerdings verstärkt anzutreffende Methode besteht in der direkten Änderung des Schwerpunktabstandes einer Unwuchtmasse. Aber all diese Verfahren sind durchweg mit einem Eingriff in das Innere des Vibrator- bzw. Getriebegehäuses verbunden und erfordern vom Betreiber Sorgfalt und Fachkenntnis. Zudem verursachen diese — meist unter schwierigen Bedingungen auszuführenden — Umrüstarbeiten Ausfallzeiten, die sich auf die Arbeitsproduktivität nachteilig auswirken. Aus der Patentliteratur /1; 2/ ist zum Stand der Technik das Nachstehende bekannt:

In der DD-PS 0154001 wird ein Vibrator vorgestellt, dessen Unwucht aus einem in einer konischen Glocke sich bewegenden Wälzkörper besteht. Bei Axialverschiebung dieser Teile infolge äußerer Belastungseinwirkungen auf den Vibrator kommt es zu einer lastabhängigen Fliehkraft- und Frequenzänderung, die jedoch den Nachteil hat, daß die beiden Schwingungsparameter nicht unabhängig voneinander einstellbar sind.

Der Amplitudenschwinger gemäß DD-PS 30906 gestattet eine stufenlose Unwuchtvariierung mit -massenausgleich zur Herabsetzung der maschinentechnischen Beanspruchungen. Eine Betätigung kann aber nur im Stillstand erfolgen. Konstruktiv einfache Varianten werden in zwei weiteren Erfindungsbeschreibungen vorgestellt. Während die in der DD-PS 70202 dargestellte Variante mit dem Nachteil verbunden ist, daß die Unwuchtverstellung eine axiale Verschiebbarkeit der Antriebswelle erfordert, muß bei der in der DE-PS 2231271 gezeigten Lösungen eine lotrechte Anordnung und damit eine Erzeugung von Schwingung in lediglich waagerechter Richtung in Kauf genommen werden. Auch hierbei ist eine Exzentrizitätsveränderung nur bei Maschinenstillstand vornehmbar.

-2- 285113

An dieser Stelle sei die DD-PS 31666 erwähnt, deren Erfindungsgedanke das Ziel hat, die Umrüstzeit durch eine konstruktiv

vorteilhafte Veränderung der Unwuchtbefestigung zu verkürzen, die übrigen Nachteile herkömmlicher Außenvibratoren bleibendavon unberührt.

Bei der in der DE-PS 2205951 vorgeschlagenen Einrichtung setzt sich die Unwucht aus konzentrisch verdreht angeordneten Teilunwuchten zusammen, die infolge Addition oder Subtraktion unterschiedliche Resultierende darlurch ergeben, daß als Antrieb ein reversibel zu betreibender polumschalibarer Elektromotor vorgesehen wird. Eine Unwuchtvariation ist jedoch nur in

groben Stufen möglich.

Die in der DE-PS 2842937 vorgestellte Einrichtung gestattet eine Unwuchtvariierung während des Betriebes, allerdings auch nur

stufenwfi^e. Der dazu benutzte komplizierte Klinken-Verstellmechanismus dürfte störanfällig sein und einem hohen Verschleißunterliegen.

Ähnliche Nachteile hat die in der DD-PS 229614 abgebildete Vorrichtung, deren Kennzeichnendes darin besteht, daß ein Zylinder

und ein Kolben mit daran befestigter Zusatzmasse die Unwuchtmasse bilden, deren Schwerpunktabstand hydraulisch verändert

Einen beträchtlichen Konstruktionsaufwand erfordert der am Beispiel einer Bodenverdichtungswalze in der DE-PS 2633578

beschriebene Außenvibrator mit hydraulisch oder pneumatisch vornehmbarer Unwuchtverstellung. Der hohe

Kompliziertheitsgrad dürfte auch hier eine entsprechende Störanfälligkeit mit sich bringen. Die Erfindung gemäß DE-PS 3238717 ermöglicht eine kontinuierliche Unwuchtverstellung auch während des Betriebes. Der Konstruktionsaufwand ist auch hierbei nicht unerheblich Dennoch wiegt ein anderer Nachteil schwerer. Die fortwährende Gleitreibung zwischen den Unwuchtmassen und einem Begrenzungsring dürften große Probleme bereiten, vor allem in Anbetracht der hohen Drehfrequenzen, die beim Rütteln üblicherweise zu realisieren sind.

1 Strümpfel, H.: Entwicklung und Konstruktion piner kleintechnischen Vibrationseinrichtung/Patentrecherche, Hochechule (ür Architektur und Bauwesen Woirnar, Sektion Baustorfverfahrenstechnik.—Weimar, 1984. - 6 S. (unveröffentlicht).

2 Patentinformation der Bauakademie der DDR/ Bauinformation. Recherche — Dauerauftrag D 32/84.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Erregerkraft herkömmlicher Doppelwellen- oder Gegenlauferreger, wie sie in den bekannten Einrichtungen zum Verdichten des Bodens oder von Gemengen vorkommen, den momentanen Erfordernissen auf konstruktiv vorteilhafte Weise stufenlos anzupassen, wobei eine Regelung ohne unwirtschaftliche Betriebsunterbrechungen erfolgt. Die Vorrichtung hat einen unkomplizierten Aufbau und erlaubt ökonomische Bauweisen. Durch ihre Anwendung werden Erzeugnisqualität und Arbeitsproduktivität gesteigert sowie gleichzeitig Ausfallzeiten und Ausschußquoten gesenkt, was vor allem dann der Fall ist, wenn bei der Verdichtung von beispielsweise Frischbetongemengen ein Produktionsablauf realisiert wird, bei dem der Beginn und das Ende der Arbeitstakte durch das Ein- bzw. Ausschalten der Unwuchten bestimmt worden, ohne den Lauf des Vibrators zu unterbrechen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Veränderung und/odor eine Regelung des kinetischen Momentes und somit der ₍ Erregerkraft von herkömmlichen zwtingssynchronisierten Doppelwellen· oder Gegenlaufvibratoren stufenlos und zugleich - ί feinfühlig auch während des Maschinenlaufes vorzunehmen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe daduch gelöst, daß auf den beiden zweifach gelagerten Hohlwellen eines Gegenlaufvibrators exzentrische Schubschwingen mit zentralsymmetrischen Aufbau drehstarr derart angeordnet sind, daß in Abhängigkeit von der momentanen Getriebestellung variierbare und dabei stets gerichtete Fliehkräfte erzeugt werden. Zur Erziehlung symmetrischer Belastungsverhältnisse bezüglich der Vibratorhauptachsen erfolgt eine Veränderung der Lage der Getriebeglieder zueinander durch eine translatorische Bewegung der beiden Schubglieder in jeweils entgegengesetzter Richtung. Dazu dient ein von außen zu betätigender Hebel, der über zwei Binärglieder sowie zwei Zylinderbuchsen mit Schubgliedern in Verbindung steht und mit diesen Hilfe eine Arretierung in jeder Zwischenstellung zu bewerkstelligen ist. Bei einer geeigneten Dimensionierung der in genannter Weise angeordneten Koppelgetriebeglieder kann somit jedes kinetische Moment von quasi Null bis zu einem verfahrenstechnisch erforderlichen bzw. konstruktiv festgelegten Maximalwert stufenlos realisiert werden, und zwar durch Getriebostellungen, die günstige Übertragungswinkel und -eigenschaften gewährleisten. Verglichen mit herkömmlichen Gegenlaufvibratoren besteht ein weiterer—durchaus nicht unbedeutender—Vorzug in einer von außen zu ermöglichenden Erkennbarkeit der momentan eingestellten Größe der Unwucht und damit der gerade erzeugten Erregerkraft.

Auf diesen Vorteilen beruhend sind mit Hilfe der Erfindung Produktionsabläufe realisierbar, bei dem der Beginn und das Ende der Arbeitstakte durch das Ein- bzw. Ausfahren der Unwucht bestimmt werden, ohne daß der Lauf des Vibrators unterbrochen wird. Neben günstigen Wirkungen auf die Maschinentechnik ergeben sich daraus kürzere Taktzeiten, die vornehmlich für Fertiger zur Herstellung kleinformatiger Elemente Bedeutung haben. Weiterhin Ist der Ablauf differenzierter Vibrationsregime ohne Unterbrechung des Vibratorlauf es möglich. Andere Ausgostaltungsvarlanten bestehen darin, daß an Stelle der Genannten viergliedrigen Schubschwingenmechanismen vielgliedrige Koppelgetriebe mit als Schubgüeder oder -stangen gestalteten Antriebsgliedern benutzt werden.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiel erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1: einen üblichen Vibrationstisch einfachster Bauart, Fig. 2: einen im Schnitt A-A gemäß Fig. 1 dargestellen Gegenlnufvibrator mit maximaler Erregerkraft, Fig.3: einen im Schnitt A-A gemäß Fig. 1 dargestellten Gegenlauferreger mit minimaler Erregerkraft, Fig.4: eine im Schnitt B-B gemäß Fig.5 dargestellte Anordnung einer Koppel 4 auf einer hohl gestalteten Vibratorwelle 1

sowie Fig. 6: eine konstruktive Darstellung des Schubschwingenmechanismus samt Lagerung und Antrieb als Einzelheit X gemäßFig. 2.

Aus den Fig. 1-3 ist der Aufbau eines OoppelweMenvibrators mit seinen gegenläufig rotierenden Vibratorwellen 1 ersichtlich, auf denen die jeweils aus einer Befestigungsbuchse 2, einer Schwinge 3, einer Koppel 4 sowie einer £chubstange 5 bestehenden Teile einer exzentrischen Schubschwinge drehstarr befestigt sind. Aufbau und Anordnung der Mechanismen gewährleisten, daß in beiden Getrieben bei gegensinniger Schubstangenbewegung stets gleichgroße Fliehkräfte entstehen, die während des Umlaufe gerichteten Schwingungen erzeugen. Die Veränderung der Unwucht erfolgt mit Hilfe eines am Vibratorgehäuse angebrachten und von außen zu betätigenden Hebels 9, der mit den als Antriebsglieder der beiden Koppelgetriebe fungierenden Schubstange 5 über zwei Binärglieder 8 sowie zwei in Führungsrohren 6 verschiebbar gelagerten Zylinderbuchsen 7 in Verbindung steht (Fig.4 und 5). Die in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Geschwindigkeit sich bewegenden Schubstangen 5 bewirken in beiden Mechanismen übereinstimmende Schwerpunktverlagerungen bei den Getriebegliedern 2 und 4 auf kontinuierliche und zug'eich feinfühlige Weise.

Claims (3)

1. Gegenlaufvibrator mit während des Betriebes vornehmbarer kontinuierlicher Erregerkrsfteinstellung vorzugsweise in Einrichtungen zum Verdichten des Bodens oder von Gemengen, hauptsächlich Frischbetongemengen, gekennzeichnet dadurch, daß sich auf hohlgebohrten Vibratorwellen eines herkömmlichen Gegenlaufvibrators drehfest angeordnete veränderbare Unwuchten in Form zweier oder paarweise mehrerer parallel gesteuerter zentralsymmetrisch gestalteter Koppelgetriebe befinden und daß die als Schubglieder ausgebildeten Antriebsglieder mit einem außerhalb des Vibratorgehäuses gelenkig gelagerten Hebel verbunden sind, der bei Betätigung für eine zentralsymmetrische Veränderung der Koppelgetriebestellungen und somit für eine zu den Lagerstellen der Vibratorwellen symmetrische Variierung der Massenschwerpunkt-Abstände bezüglich der Gegenlaufvibrator-Symmetrieachse sorgt.

2. Gegenlaufvibrator nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich auf den Vibratorwellen (1) zwei drehfest angeordnete jeweils aus einem Befestigungsring (?), einer Schwinge (3), einer Koppel (4) sowie einer Schubstange (5) bestehende exzentrische Schubschwingen in zentralsyrnmetrischer Anordnung und Gestalt befinden und daß die beiden in entgegengesetzten Richtungen verschiebbaren Schubstangen (5) mit einem außerhalb des Vibratorgehäuses gelenkig gelagerten Hebel (9) über je ein Binärglied (8) sowie einer von einem Führungsrohr (7) umgebenen Zylinderbuchse (6) verbunden sind.

3. Gegenlaufvibrator nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß sich auf den Vibratorwellen zwei oder paarweise mehrere parallel gesteuerte zentralsymmetrisch gestalteter Koppelgetriebe befinden.