DE10038206A1 - Regelbarer Schwingungserreger - Google Patents
Regelbarer SchwingungserregerInfo
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Abstract
Ein Schwingungserreger weist zwei formschlüssig gegenläufig drehbar gekoppelte Unwuchtwellen (2, 3) auf, deren relative Phasenlage durch eine Phasenänderungseinrichtung (7) veränderbar ist. Jede der Unwuchtwellen (2, 3) trägt eine Hauptunwuchtmasse (15) und eine relativ dazu bewegliche Teilunwuchtmasse (16). Die Stellung der Teilunwuchtmassen (16) auf den zugehörigen Unwuchtwellen (2, 3) ist durch Verstelleinrichtungen (17, 18) aktiv in einem großen Bereich veränderbar. Der durch den Schwingungserreger erzeugte resultierende Schwingungsvektor lässt sich dadurch hinsichtlich Richtung und Betrag in vielfältiger Weise einstellen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger gemäß dem Oberbegriff von
Patentanspruch 1.
Derartige Schwingungserreger werden z. B. bei Bodenverdichtungsmaschinen,
wie z. B. Vibrationsplatten, vorteilhaft eingesetzt und sind aus der EP 0 358 744 B1
bekannt.
Bei den bekannten Schwingungserregern sind zwei Unwuchtwellen zueinander
gegenläufig drehbar gekoppelt, wobei sich ihre relative Phasenlage durch eine
Phasenänderungseinrichtung verstellen lässt. Jede der Unwuchtwellen trägt
einen starr an ihr angebrachten Unwuchtteil und einen auf ihr über einen vor
bestimmten Winkelbereich zwischen durch Anschläge begrenzten Endlagen frei
drehbaren Unwuchtteil auf. Die Anschläge bezüglich des starren Unwuchtteils
sind so angeordnet, dass die resultierende Gesamtunwucht aus dem starren
Unwuchtteil und dem beweglichen Unwuchtteil in der einen Endlage des beweg
lichen Unwuchtteils einen Maximalwert und in der anderen Endlage einen Mini
malwert einnimmt. Der Wechsel der drehbaren Unwuchtteile zwischen den bei
den Endlagen wird durch eine Drehrichtungsumkehr der Unwuchtwellen
bewirkt, d. h., dass die drehbaren Unwuchtteile in Abhängigkeit von der Dreh
richtung der sie tragenden Unwuchtwelle stets die gleiche Endlage einnehmen.
Durch die relative Verstellung zwischen feststehenden Unwuchtteilen und be
weglichen Unwuchtteilen ändert sich jeweils die wirksame resultierende Zentri
fugalkraft und damit der sogenannte mr-Wert (Produkt aus resultierender Un
wuchtmasse m und dem Radius r des Schwerpunkts der resultierenden
Unwuchtmasse). Wenn der starre und der bewegliche Unwuchtteil auf der glei
chen Seite der Unwuchtwelle angeordnet sind, addieren sich ihre Zentrifugal
kräfte zu einem hohen mr-Wert. Wenn dagegen der bewegliche Unwuchtteil
bezüglich der Unwuchtwelle gegenüber von dem starren Unwuchtteil in seiner
anderen Endlage steht, reduziert sich der mr-Wert auf ein Minimum.
Ein derartiger Schwingungserreger hat sich in der Praxis hervorragend bewährt.
Als nachteilig hat sich allerdings erwiesen, dass zum Verstellen der beweglichen
Unwuchtteile in die jeweils gegenüberliegende Endlage eine Drehrichtungsum
kehr der Unwuchtwellen erforderlich ist, was einen nicht unerheblichen technischen
Aufwand für den Antrieb der Unwuchtwellen bedeutet. Weiterhin ist es
vor allem bei der Verwendung der Schwingungserreger bei Bodenverdichtungs
maschinen wünschenswert, die vom Schwingungserreger erzeugte Schwingung
optimal an unterschiedliche Böden und Bodenverdichtungszustände auch wäh
rend der Verdichtung anpassen zu können. Eine derartige Feinanpassung des
Schwingungsverhaltens ist bei den bekannten Schwingungserregern nicht mög
lich, schon gar nicht während des Betriebs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserreger anzu
geben, dessen Schwingungsparameter, insbesondere die Schwingungsamplitude
und -richtung, sich in großen Bereichen frei und vielfältig einstellen lassen.
Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Schwingungserreger nach
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den
abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungserreger sind auf beiden Unwucht
wellen je eine Hauptunwuchtmasse und eine relativ zu der Hauptunwuchtmasse
bewegliche Teilunwuchtmasse angeordnet, wobei eine erste Verstelleinrichtung
zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilun
wuchtmasse der ersten Unwuchtwelle sowie eine zweite Verstelleinrichtung zum
aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwucht
masse der zweiten Unwuchtwelle vorgesehen sind. Die Verstelleinrichtungen
ermöglichen es, dass nahezu beliebige Phasenlagen zwischen Haupt- und
Teilunwuchtmassen eingestellt werden können. Da die Verstelleinrichtungen ak
tiv wirksam sind, ist eine Drehrichtungsumkehr der Unwuchtwellen - wie z. B.
beim Stand der Technik - nicht erforderlich. Darüber hinaus ist die Verände
rung der Phasenlage nicht nur auf zwei durch Anschläge bestimmte Endstellun
gen begrenzt. Wenn die Verstelleinrichtungen unabhängig voneinander ange
steuert sind, ist es auch möglich, auf der ersten Unwuchtwelle eine andere
Phasenlage zwischen Haupt- und Teilunwuchtmasse einzustellen als auf der
zweiten Unwuchtwelle. Auch dadurch lassen sich in vielfältiger Weise bestimmte
Schwingungsmuster einstellen, die vorteilhaft z. B. zur Bodenverdichtung nutz
bar sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Verstelleinrichtun
gen und die die Phasenlage der beiden Unwuchtwellen bestimmende Phasenänderungseinrichtung
fremdenergievesorgt und weisen jeweils eine separate
Ansteuerung auf. Da sich somit die Verstelleinrichtungen und die Phasenände
rungseinrichtung individuell betätigen lassen, ist eine nahezu unendliche Viel
falt von Schwingungsmustern, d. h. insbesondere Amplituden und resultieren
den Schwingungsrichtungen einstellbar.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung sind zwar die
erste Verstelleinrichtung und die Phasenänderungseinrichtung fremdenergie
versorgt und jeweils individuell ansteuerbar. Die zweite Verstelleinrichtung
jedoch weist keine eigene Fremdenergieversorgung auf und wird über die Wir
kung der ersten Verstelleinrichtung oder der Phasenänderungseinrichtung ange
steuert. Vorteilhafterweise erfolgt die Ansteuerung mittels einer formschlüssigen
Kopplung, so dass eine Verstellwirkung durch die erste Verstelleinrichtung oder
durch die Phasenänderungseinrichtung unmittelbar auch eine Verstellwirkung
nen vorteilhaften Ausführungsform bedeutet das, dass das Einstellspektrum
nicht mehr ganz so breit ist, da die zweite Verstelleinrichtung nicht individuell
ansteuerbar ist. Umgekehrt jedoch hat ihre Kopplung mit der ersten Verstellein
richtung und/oder der Phasenänderungseinrichtung den Vorteil, dass eine
Synchronisation der Bewegungen, insbesondere eine Synchronisation der Ver
stellung der Teilunwuchtmassen auf den zugehörigen Unwuchtwellen sehr ein
fach ist und vom Bediener keinen besonderen Steuerungsaufwand zur Synchro
nisation der Verstellungen erfordert. Eine eventuell bei der oben beschriebenen
Ausführungsform erforderliche Synchronsteuerung für die Verstelleinrichtungen
zur phasengleichen Verstellung der Teilunwuchtmassen auf der zugehörigen Un
wuchtwelle erübrigt sich somit.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die
Teilunwuchtmassen relativ zu den Hauptunwuchtmassen unter Ansteuerung der
ensprechenden Verstelleinrichtung verdrehbar und übergreifen die Hauptun
wuchtmassen in Form von Halbschalen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verstelleinrichtungen und die Phasen
änderungseinrichtung jeweils eine beliebige, kontinuierliche Änderung und da
nach eine Fixierung der jeweiligen Phasenlagen ermöglichen. Die Fixierung der
Phasenlage stellt sicher, dass ein vom Bediener einmal eingestelltes Schwin
gungsverhalten des Schwingungserregers und eine daraus resultierende Relativlage
der Unwuchtwellen und der von ihnen getragenen Unwuchtmassen auch
über einen längeren Zeitraum konstant gehalten wird.
Wenn die Phasenlagen in einem Bereich von bis zu 360° veränderbar sind, lässt
sich jede beliebige Schwingungsrichtung und -amplitude im Rahmen der durch
den mechanischen Aufbau bestimmten Grenzwerte einstellen.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend
unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt in der Draufsicht auf einen
erfindungsgemäßen Schwingungserreger gemäß einer ersten
Ausführungsform;
Fig. 2 ein Schema zur Verdeutlichung unterschiedlicher Relativ
stellungen von Unwuchtwellen und Unwuchtmassen bei der
ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung in der Draufsicht eines
Schwingungserregers gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung; und
Fig. 4 ein Schema zur Erläuterung von Relativstellungen von Unwucht
wellen und Unwuchtmassen bei der zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht.
In einem Erregergehäuse 1 sind eine erste Unwuchtwelle 2 und eine zweite
Unwuchtwelle 3 drehbar gelagert. Die erste Unwuchtwelle 2 wird über einen
Motor 4, z. B. einen Elektro- oder Hydraulikmotor, drehend angetrieben. Die
Drehbewegung der ersten Unwuchtwelle 2 wird über miteinander kämmende
Zahnräder 5, 6 auf die zweite Unwuchtwelle 3 formschlüssig übertragen, die
sich somit zur ersten Unwuchtwelle 2 gegenläufig dreht.
An der zweiten Unwuchtwelle 3 ist im Kraftfluss des Formschlusses zwischen
der ersten Unwuchtwelle 2 und der zweiten Unwuchtwelle 3 eine Phasenänderungseinrichtung
7 vorgesehen, die es ermöglicht, die relative Phasenlage
zwischen der ersten und der zweiten Unwuchtwelle 2, 3 zu verändern.
Bestandteil der Phasenänderungseinrichtung 7 ist eine am Zahnrad 6 ausgebil
dete Nabe 8, auf deren Innenseite eine, vorzugsweise zwei, im Wesentlichen
schräg verlaufende, schraubenförmige Nut(en) 9 ausgebildet sind.
Zu der Phasenänderungseinrichtung 7 gehört weiterhin ein hydraulisch axial
betätigbarer Kolben 10, mit dem über eine Kolbenstange 11 ein Führungsele
ment 12 ebenfalls axial bewegt werden kann. Das Führungselement 12 trägt ei
nen sich senkrecht zur Drehachse der zweiten Unwuchtwelle 3 erstreckenden
Stift 13. Im Bereich des Stiftes 13 ist die zweite Unwuchtwelle 3 als Hohlwelle
ausgebildet und mit gegenüberliegenden, zueinander parallelen, sich parallel
zur Achsrichtung erstreckenden Schlitzen 14 versehen, die die Wellenwandung
durchsetzen. Die Länge der Schlitze 14 entspricht im Wesentlichen der axialen
Erstreckung der schraubenförmigen Nut 9 im Zahnrad 6. Der Stift 13 durchragt
die Schlitze 14 und erstreckt sich bis in die Nut 9, bzw. gegebenenfalls in zwei
gegenüberliegende Nuten 9.
Der Kolben 10 wird vom Bediener oder über eine entsprechende Steuerungsein
richtung hydraulisch angesteuert. Alternativ dazu sind auch pneumatische,
elektromotorische oder elektromagnetische Ansteuerungen des Kolbens 10 mög
lich.
Während der Kolben 10 mit der Kolbenstange 11 drehfest mit dem Erreger
gehäuse 1 verbunden ist, drehen sich das Führungselement 12 und der Stift 13
mit der zweiten Unwuchtwelle 3. Dementsprechend ist ein Wälz- oder Gleitlager
zur Entkopplung der Bewegungen vorgesehen.
Wenn der Kolben 10 mit der Kolbenstange 11 und dem Führungselement 12
axial verlagert wird, bewegt sich auch der Stift 13 axial. Eine Verdrehung des
Stifts 13 relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 3 ist ausgeschlossen, da er in den
Schlitzen 14 geführt wird. Aufgrund des schraubenförmigen Verlaufs der Nuten
9 im Zahnrad 6 wird das axial nicht verschiebbare Zahnrad 6 relativ zu der
zweiten Unwuchtwelle 3 verdreht. Da das Zahnrad 6 aber direkt formschlüssig
über das Zahnrad 5 mit der ersten Unwuchtwelle 2 gekoppelt ist, wird dadurch
eine Veränderung der Phasenlage zwischen beiden Unwuchtwellen 2, 3 bewirkt.
Dieses Prinzip ist aus der EP 0 358 744 B1 bekannt und bedarf daher keiner
weiteren Erläuterung.
Jede der Unwuchtwellen 2, 3 trägt eine in Fig. 1 nur schematisch dargestellte
Hauptunwuchtmasse 15 und eine auf der jeweiligen Unwuchtwelle 2, 3 relativ
zur der Hauptunwuchtmasse 15 verdrehbare Teilunwuchtmasse 16, die die
Hauptunwuchtmasse 15 halbschalenförmig übergreift.
Die Verdrehung der Teilunwuchtmassen 16 auf den zugehörigen Unwuchtwellen
2, 3 und damit eine Veränderung der Phasenlagen zwischen den Hauptunwucht
massen 15 und den zugehörigen Teilunwuchtmassen 16 wird an der ersten
Unwuchtwelle 2 durch eine erste Verstelleinrichtung 17 und an der zweiten
Unwuchtwelle 3 durch eine zweite Verstelleinrichtung 18 bewirkt. Die Teilun
wuchtmassen 16 sind auf den Unwuchtwellen 2, 3 durch Gleitlager gehalten.
Die Verstelleinrichtungen 17, 18 arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie die
Phasenänderungseinrichtung 7, so dass auf die dazu bereits erfolgte Beschrei
bung Bezug genommen wird und zur Vereinfachung gleiche Bezugszeichen ver
wendet werden. Jeweils durch Ansteuerung des Kolbens 10 der ersten Verstel
leinrichtung 17 oder der zweiten Verstelleinrichtung 18 lässt sich die zugehörige
Teilunwuchtmasse 16 relativ zu der zugehörigen Hauptunwuchtmasse 15 in
einen Bereich von bis zu 180° verdrehen.
In Fig. 1 ist ein Fall dargestellt, in dem die Teilunwuchtmassen 16 durch die
Verstelleinrichtungen 17. 18 in einer Stellung gehalten werden, in der sie sich
bezüglich der Drehachsen der Unwuchtwellen 2, 3 auf der gleichen Seite wie die
Hauptunwuchtmassen 15 befinden. Dementsprechend addieren sich die Zentri
fugalkräfte zu einer großen gesamtresultierenden Kraft, was zu einer starken
Schwingung und damit Verdichtungsleistung einer den Schwingungserreger ver
wendenden Bodenverdichtungsmaschine führen kann.
Bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Verstelleinrichtungen 17, 18 kann er
reicht werden, dass die Teilunwuchtmassen 16 auf eine der Hauptunwucht
masse 15 gegenüberliegende Seite der Unwuchtwellen 2, 3 verschwenkt werden,
so dass ihre Zentrifugalkräfte zu den Zentrifugalkräften der Hauptunwuchtmas
sen 15 entgegengesetzt gerichtet sind. Dementsprechend ist die resultierende
Gesamtkraft gering, was beispielsweise gegen Ende eines Verdichtungsvorgangs
oder auch zum Schutz eines bereits verdichteten Bodens zweckmäßig sein kann.
Fig. 2 zeigt ein Schema mit verschiedenen, vor allem für die Praxis relevanten
Relativstellungen der Unwuchtwellen 2, 3 und der jeweils zugehörigen Hauptun
wuchtmassen 15 und Teilunwuchtmassen 16. In Fig. 2 werden dabei jeweils nur
End- bzw. Maximalstellungen der Phasenänderungseinrichtung 7 bzw. der Ver
stelleinrichtungen 17, 18 gezeigt. Selbstverständlich sind nahezu unendlich vie
le Zwischenstellungen möglich. Die schematisch dargestellten Unwuchtwellen 2,
3 sind in Form eines senkrechten Schnittes von Fig. 1 dargestellt.
Zu beachten ist, dass sich die Unwuchtwellen 2, 3 gegenläufig drehen und dem
entsprechend nur Momentaufnahmen gezeigt werden können. Ein großer Pfeil
bedeutet eine große resultierende Gesamtkraft mit auf gleicher Seite liegenden
Unwuchtmassen 15, 16, während ein kleiner Pfeil eine kleine resultierende Kraft
mit gegenüberliegenden Unwuchtmassen 15, 16 bedeutet.
Je nach Einstellung der Phasenänderungseinrichtung 7 lässt sich die Richtung
der vom Schwingungserreger erzeugten gesamtresultierenden Kraft verändern,
so dass wahlweise eine Schwingungsrichtung in Rückwärts- oder Vorwärtsrich
tung, aber auch eine vertikale Schwingungsrichtung einstellbar ist. Bei Schwin
gung in vertikaler Richtung wird keine horizontale Kraftkomponente erzeugt, die
eine Vibrationsplatte gegebenenfalls in der entsprechenden Richtung bewegen
könnte.
Bei Verwendung des Schwingungserregers in einer Vibrationsplatte wird die
Phasenänderungseinrichtung 7 für die Vor- und Rückwärtsbewegung der Vibra
tionsplatte betätigt. Der resultierende Kraftvektor aus beiden Unwuchtwellen
wird entsprechend in seiner Richtung verstellt.
Bei synchronisierter, d. h. wegidentischer Betätigung der Verstelleinrichtungen
17, 18 wird mit geeigneten Steigungsrichtungen der Nuten 9 durch das relative
Verschwenken der Teilunwuchtmassen 16 der mr-Wert verstellt, ohne dass sich
die Phasenlage des resultierenden Kraftvektors ändert.
Bei einseitiger oder ungleicher, nicht synchronisierter Betätigung der Ver
stelleinrichtungen 17, 18 wird der mr-Wert der einzelnen Unwuchtwellen 2, 3
verändert. Eine Veränderung der Phasenlage des resultierenden Gesamtflieh
kraftvektors in Größe und Richtung erfolgt dadurch ebenfalls, was ein großes
Spektrum von Einstellungsmöglichkeiten bietet.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einem schematischen
Schnitt in der Draufsicht.
Zur Vereinfachung werden nachfolgend nur die Unterschiede zwischen der zwei
ten Ausführungsform und der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform erläu
tert, so dass gegenüber der ersten Ausführungsform unveränderte Bauelemente
mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Der wesentliche Unterschied zur ersten Ausführungsform liegt in der Gestaltung
der zweiten Verstelleinrichtung (jetzt Bezugszeichen 19). Während die zweite
Verstelleinrichtung 18 der ersten Ausführungsform mittels extern zugeführter
Hydraulik ebenso fremdenergieversorgt und individuell ansteuerbar ist, wie die
erste Verstelleinrichtung 17, weist die zweite Verstelleinrichtung 19 der zweiten
Ausführungsform keine separate Energiezufuhr von außen und auch keine indi
viduelle Ansteuerbarkeit auf. Weiterhin dient die Verstelleinrichtung 19 nicht
mehr zur Verstellung der Phase zwischen Teil- und Hauptunwucht 15, 24, son
dern zur Verstellung der Phasenlage zwischen der Teilunwucht 16 der ersten
Welle und der Teilunwucht 24 der zweiten Welle.
Dies wird dadurch realisiert, dass die zweite Verstelleinrichtung 19 ein Zahnrad
20 aufweist, das mit einem an der Teilunwuchtmasse 16 der ersten Unwucht
welle 2 befestigten Zahnrad 21 kämmt.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist eine zweite Unwuchtwelle 22 nicht
vollständig im Erregergehäuse 1 gelagert. Vielmehr schließt sich an ihre eine
Stirnseite eine frei drehbare Teilwelle 23 an, wobei die zweite Unwuchtwelle 22
und die Teilwelle 23 durch ein Wälzlager 23a verbunden sind und eine Einheit
bilden, die ihrerseits im Erregergehäuse 1 gelagert ist.
Eine um die zweite Unwuchtwelle 22 drehbare Teilunwuchtmasse 24 ist mit der
Teilwelle 23 fest verbunden. Im Übrigen umgibt die Teilunwuchtmasse 24 die
Hauptunwuchtmasse 15 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungs
form.
Die Teilwelle 23 ist als Hohlwelle ausgebildet und weist zwei einander parallel
gegenüberliegende, sich parallel zur Achsrichtung erstreckende Schlitze 25 auf.
Die Schlitze 25 werden senkrecht zur Achsrichtung durch einen Stift 26 durchdrungen,
der in in der Nabe des Zahnrads 20 ausgebildete schraubenförmige
Nuten 27 eingreift. Die Nuten 27 verlaufen auf der Innenseite der Nabe des
Zahnrads 20 mit einer axialen Erstreckung, die der axialen Länge der Schlitze
25 entspricht.
Der Stift 26 ist von einem Führungselement 28 gehalten, welches drehentkop
pelt, aber im Übrigen formschlüssig über eine Kolbenstange 29 mit dem Füh
rungselement 12 der Phasenänderungseinrichtung 7 verbunden ist.
Die Zahnräder 20. 21 und die Zahnräder 5, 6 weisen den gleichen Durchmesser
auf.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform erläutert.
Bei einer Betätigung der ersten Verstelleinrichtung 17 zur Veränderung der
Phasenlage der Teilunwuchtmasse 16 auf der ersten Unwuchtwelle 2 wird die
entsprechende Verschwenkbewegung über das Zahnrad 21, das Zahnrad 20, die
Nuten 27 und den Schlitz 25 auf die Teilwelle 23 und damit letztendlich auf die
Teilunwuchtmasse 24 der zweiten Unwuchtwelle 22 übertragen. Die Teilun
wuchtmasse 24 wird somit in analoger Weise verschwenkt, wie die Teilunwucht
masse 16 der ersten Unwuchtwelle 2. Eine Synchronisation der Bewegungen ist
somit nicht erforderlich. Allerdings ist somit auch keine individuelle Verstellung
der Phasenlage der Teilunwuchtmasse 24 auf der zweiten Unwuchtwelle 22 mög
lich.
Bei Veränderung der Phasenlage zwischen der ersten Unwuchtwelle 2 und der
zweiten Unwuchtwelle 22 durch Betätigung der Phasenänderungseinrichtung 7
wird der Kolben 10 axial verlagert, was eine entsprechende axiale Verlagerung
der Stifte 13 und 26 bewirkt. Dementsprechend werden - wie bereits in Zusam
menhang mit der ersten Ausführungsform erläutert - die zugehörigen Zahnräder
6 und 20 relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 22 bzw. der zugeordneten Teil
welle 23 verschwenkt, so dass sich insgesamt die Phasenlage zur ersten
Unwuchtwelle 2 verändert.
Verschiedene Einstellmöglichkeiten bei der zweiten Ausführungsform sind
schematisch in Fig. 4 dargestellt. Auch hier bedeutet ein großer Pfeil, dass sich
die Haupt- und die Teilunwuchtmasse auf der gleichen Seite befinden und somit
eine große resultierende Schwingungsamplitude erzeugen, während ein kleiner
Pfeil einer gegenüberliegenden Anordnung der Unwuchtmassen und damit einer
geringen resultierenden Schwingungsamplitude entspricht.
Eine Betätigung der ersten Verstelleinrichtung 17 bewirkt bei der zweiten Aus
führungsform für beide Unwuchtwellen 2, 22 die gleiche Veränderung des mr-
Werts, ohne dass die Phasenlage des resultierenden Kraftvektors verändert wird.
Die Ansteuerung der Verstelleinrichtungen 17, 18, 19 und der Phasenände
rungseinrichtung 7 kann auf mechanischem, hydraulischem oder elektrischem
Wege erfolgen. Ohne Weiteres ist es möglich, entsprechende Regelalgorithmen
vorzuschalten, die die Bedienbarkeit des Schwingungserregers erleichtern. Zu
diesem Fall wird es zweckmäßig sein, zusätzlich Drehwinkelgeber, Positionsge
ber, Positions- oder Wegsensoren, Bschleunigungsaufnehmer usw. zur Ermitt
lung der jeweiligen Kenngrößen vorzusehen.
Bei weiteren, nicht in den Figuren gezeigten Ausführungsformen ist es möglich,
die Anordnung und das Zusammenwirken der Bauelemente zu verändern, ohne
vom Grundprinzip der Erfindung abzuweichen. So können z. B. bei der ersten
Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Phasenänderungseinrichtung 7 und der
Motor 4 in der Anordnung vertauscht werden, so dass der Motor 4 die zweite
Unwuchtwelle 3 antreibt.
Claims (11)
1. Schwingungserreger, mit
einer ersten Unwuchtwelle (2) und einer mit der ersten Unwuchtwelle (2) achsparallelen, formschlüssig gegenläufig drehbar gekoppelten zweiten Un wuchtwelle (3; 22, 23), von denen eine drehend angetrieben ist; und mit
einer Phasenänderungseinrichtung, die in die formschlüssige Kopplung zwischen erster (2) und zweiter Unwuchtwelle (3; 22, 23) integriert ist, zum Ver stellen der relativen Phasenlage beider Unwuchtwellen; wobei
auf beiden Unwuchtwellen (2, 3; 2, 22, 23) je eine Hauptunwuchtmasse (15) und eine relativ zu der Hauptunwuchtmasse bewegliche Teilunwuchtmasse (16; 24) angeordnet sind;
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Verstelleinrichtung (17) zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16) der ersten Unwucht welle (2) vorgesehen ist; und dass
eine zweite Verstelleinrichtung (18; 19) zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16; 15, 24) der zweiten Unwuchtwelle (3; 22, 23) vorgesehen ist.
einer ersten Unwuchtwelle (2) und einer mit der ersten Unwuchtwelle (2) achsparallelen, formschlüssig gegenläufig drehbar gekoppelten zweiten Un wuchtwelle (3; 22, 23), von denen eine drehend angetrieben ist; und mit
einer Phasenänderungseinrichtung, die in die formschlüssige Kopplung zwischen erster (2) und zweiter Unwuchtwelle (3; 22, 23) integriert ist, zum Ver stellen der relativen Phasenlage beider Unwuchtwellen; wobei
auf beiden Unwuchtwellen (2, 3; 2, 22, 23) je eine Hauptunwuchtmasse (15) und eine relativ zu der Hauptunwuchtmasse bewegliche Teilunwuchtmasse (16; 24) angeordnet sind;
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Verstelleinrichtung (17) zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16) der ersten Unwucht welle (2) vorgesehen ist; und dass
eine zweite Verstelleinrichtung (18; 19) zum aktiven Verstellen der Phasenlage zwischen der Haupt- und der Teilunwuchtmasse (15, 16; 15, 24) der zweiten Unwuchtwelle (3; 22, 23) vorgesehen ist.
2. Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstelleinrichtungen (17, 18) und die Phasenänderungseinrichtung (7)
fremdenergieversorgt sind und jeweils eine separate Ansteuerung aufweisen.
3. Schwingungserreger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Verstelleinrichtung (17, 18) unabhängig vonein
ander betätigbar sind.
4. Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Verstelleinrichtung (17) und die Phasenänderungseinrichtung (7)
fremdenergieversorgt sind und jeweils eine separate Ansteuerung aufweisen, und
dass die zweite Verstelleinrichtung (19) nicht fremdenergieversorgt ist und keine
eigene Ansteuerung aufweist, sondern über die Wirkung der ersten Verstellein
richtung (17) und/oder der Phasenänderungseinrichtung (7) angesteuert wird.
5. Schwingungserreger nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Verstelleinrichtung (17, 19) derart formschlüssig
gekoppelt sind, dass eine durch die erste Verstelleinrichtung (17) bewirkte Ver
stellung der Phasenlage von Haupt- und Teilunwuchtmasse (15, 16) auf der
ersten Unwuchtwelle (2) eine gegensinnig analoge Verstellung der Phasenlage
von Haupt- und Teilunwuchtmasse (15, 24) auf der zweiten Unwuchtwelle (22,
23) bewirkt.
6. Schwingungserreger nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, dass
die zweite Unwuchtwelle (22) und die von ihr getragene Hauptunwucht masse (15) fest miteinander verbunden sind; und dass
die zweite Verstelleinrichtung (19) mit der Phasenänderungseinrichtung (7) derart formschlüssig gekoppelt ist, dass eine durch die Phasenänderungsein richtung (7) bewirkte Verstellung der Phasenlage von erster und zweiter Un wuchtwelle (2, 22) eine analoge Verstellung der Phasenlage der Teilunwucht (24) auf der zweiten Unwuchtwelle (22) bewirkt.
die zweite Unwuchtwelle (22) und die von ihr getragene Hauptunwucht masse (15) fest miteinander verbunden sind; und dass
die zweite Verstelleinrichtung (19) mit der Phasenänderungseinrichtung (7) derart formschlüssig gekoppelt ist, dass eine durch die Phasenänderungsein richtung (7) bewirkte Verstellung der Phasenlage von erster und zweiter Un wuchtwelle (2, 22) eine analoge Verstellung der Phasenlage der Teilunwucht (24) auf der zweiten Unwuchtwelle (22) bewirkt.
7. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass jede der Hauptunwuchtmassen (15) auf der zugehörigen
Unwuchtwelle (2, 3; 2, 22) befestigt ist und dass die zugehörige Teilunwucht
masse (16; 24) relativ zu der Hauptunwuchtmasse (15) unter Ansteuerung der
entsprechenden Verstelleinrichtung (17, 18; 19) verdrehbar ist.
8. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Teilunwuchtmassen (16; 24) als die Hauptunwuchtmassen
(15) übergreifende Halbschalen ausgebildet sind.
9. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Verstelleinrichtungen (17, 18; 19) und die Phasenänderungs
einrichtung (7) jeweils eine beliebige, kontinuierliche Änderung und eine Fixie
rung der jeweiligen Phasenlagen ermöglichen.
10. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Phasenlagen in einem Bereich bis zu 360° veränderbar sind.
11. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die jeweils fremdenergieversorgten Verstelleinrichtungen
(17, 18; 19) oder die Phasenänderungseinrichtung (7) jeweils einen elektromoto
rischen, elektromagnetischen, hydraulischen oder pneumatischen, axial wirken
den Stellantrieb aufweisen.
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