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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Verlagerung
bzw. Förderung von Fluid und insbesondere Anwendungen,
bei denen Fluide zum Schmieren und/oder Kühlen verwendet
werden.
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Hintergrund der Erfindung
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Zur
Schmierung von beweglichen bzw. bewegbaren Komponenten ist es u.
a. bekannt, beispielsweise im Gegensatz zu Lebensdauerschmierung
und Verbrauchsschmierung beim Betrieb im Wesentlichen kontinuierlich
Schmiermittel zuzuführen. Dabei wird Schmiermittel einem
zu schmierenden Bereich mehr oder weniger kontinuierlich zugeführt
und gegebenenfalls von dort rückgeführt, um erneut
zu Schmieren verwendet werden zu können. Ein Beispiel einer
Schmierung mit Schmiermittelrückführung, bei der
ein geschlossener Schmiermittelkreislauf verwendet werden kann,
ist die sogenannte Umlaufschmierung.
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Eine
derartige im Wesentlichen kontinuierliche Schmiermittelzufuhr wird
bevorzugt dort verwendet, wo sich Komponenten mit hoher Geschwindigkeit
relativ zu einander bewegen und/oder zwischen sich relativ zu einander
bewegende Komponenten hohe Kräfte und/oder Momente auftreten.
Beispiele hierfür sind schwingungserzeugende und schwingungserregende
Vorrichtungen, beispielsweise in Form sogenannter Schwingungserreger,
Vibratoren oder Vibrationsgeräten, bei denen mittels an
Wellen angeordneten Unwuchtmassen Schwingungen und/oder Vibrationen
erzeugt werden, die beispielsweise auf Rammgut (z. B. Spundbohlen,
Träger etc.) übertragen werden, das in Erdreich
eingebracht werden soll.
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Hierfür
sind Mittel erforderlich, um Schmiermittel zu schmierenden Bereichen
zuzuführen (z. B. um bei Umlaufschmierung Schmiermittel
im Schmiermittelkreislauf zu fördern), wie z. B. Pumpen.
Derartige Mittel sind üblicher Weise als separate Komponenten
ausgeführt, was den insgesamt erforderlichen Bauraum vergrößert.
Ferner sind derartige Mittel zum Betrieb mit Energie zu versorgen
und/oder anzutreiben sowie zu steuern, um für eine gewünschte,
erforderlich Schmiermittelförderung zu sorgen.
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So
können beispielsweise bei den oben genannten Bespielen
von Schwingungserregern und Vibratoren Pumpen (z. B. Zahnradpumpen)
verwendet werden, um Schmiermittel im Schmiermittelkreislauf zu
fördern. Dabei kann der Pumpe eine eigene Energieversorgung
bzw. Antrieb und eine eigene Steuerung zugeordnet sein. Es ist auch
möglich, die Pumpe mittels einer Kopplung (z. B. mechanisch,
hydraulisch, pneumatisch) mit einer oder mehreren bewegbaren Komponenten
zu koppeln, um deren Bewegungen (z. B. Rotation) wenigstens teilweise
zu übertragen und damit die Pumpe anzutreiben.
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Zur
Veranschaulichung von bei solchen Schmierverfahren im Allgemeinen
auftretenden Problemen wird im Folgenden weiter auf bei Schwingungserregern
und Vibratoren verwendete Pumpanordnungen Bezug genommen.
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Bei
Schwingungserregern und Vibratoren treten oft hohe Fliehkräfte
auf, die auf rotierende Komponenten und insbesondere auf Lager wirken. Auch
treten oft hohe Drehzahlen und/oder rotatorische Beschleunigungen
auf, die sich bewegende Komponenten und insbesondere Lager belasten. Ferner
können an sich drehenden Komponenten hohe Umfangsgeschwindigkeiten
und/oder Umfangsbeschleunigungen auftreten. Alle dies erfordert üblicher
Weise eine im Wesentlichen kontinuierliche Schmiermittelversorgung
(z. B. in Form von Umlaufschmierung).
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Bei
Schwingungserregern und Vibratoren werden u. a. Zahnradpumpen verwendet,
die an sich schon Bauraum benötigen. Der Bedarf an Bauraum hängt
u. a. von der gewünschten (maximalen) Pumpleistung ab.
Kleine Pumpen sparen zwar Bauraum, können aber oft den
zur (optimalen) Schmierung erforderlichen Volumenstrom an Schmiermittel
nicht bereitstellen. Dies kann durch größere Pumpen
vermieden werden, die aber mehr Bauraum benötigen und üblicherweise
teurer sind.
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Bei
Schwingungserregern und insbesondere bei Vibratoren ist oft die
gesamte Anordnung und damit auch die Pumpen zur Schmiermittelförderung
hohen Kräften (z. B. Beschleunigungen, Momente, Impulse
etc.) ausgesetzt. Um dabei mögliche Beschädigungen
zu vermeiden oder wenigstens gering zu halten, sind die Pumpen entsprechend
auszuführen und/oder zu lagern. Neben dem dadurch erhöhten konstruktiven
Aufwand, Kosten etc. wird zusätzlicher Bauraum benötigt.
Auch sind regelmäßige Überprüfungen
und/oder Wartungen der Pumpen erforderlich, um deren ordnungsgemäßen
Betrieb sicher zu stellen.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, den für eine Schmierung
mit im Wesentlichen kontinuierlicher Schmiermittelförderung
(insbesondere bei einer Umlaufschmierung) erforderlichen Bauraum
zu verringern und die Möglichkeit von Beschädigungen von
zur Schmiermittelförderung verwendeten Komponenten zu verringern
sowie für eine optimierte Regelung der Schmiermittelförderung
im Schmiermittelkreislauf zu sorgen.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Zur
Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung
eine Vorrichtung und einen Schwingungserreger gemäß den
unabhängigen Ansprüchen bereit.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Fluidförderung
beispielsweise in einem Fluidkreislauf vorgesehen und umfasst eine
eine Rotationsachse definierende drehbare Welle, eine mit der Welle
drehbare Unwuchtmasse, und eine Kammer, in der die Welle und die
Unwuchtmasse drehbar sind und die zur Aufnahme eines Fluids ausgelegt
ist. Dabei ist die Unwuchtmasse so ausgebildet, dass sie bei Rotation auf
in der Kammer vorhandenes Fluid bezüglich der Rotationsachse
radial und/oder tangential wirkende Kräfte zu erzeugen
vermag.
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Die
Unwuchtmasse kann z. B. als separates Bauteil an der Welle angeordnet
und/oder wenigstens teilweise baueinheitlich mit der Welle integriert bzw.
einstückig mit dieser ausgeführt sein.
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Vorzugsweise
ist die Unwuchtmasse eine Unwuchtmasse einer schwingungserregenden
Vorrichtung, eines Schwingungserreger oder eines Vibrators.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Unwuchtmasse wenigstens teilweise von der Welle
weg und weist eine bei Rotation voreilende Stirnfläche
auf. Ferner kann die Unwuchtmasse eine bei Rotation nacheilende
Stirnfläche aufweisen.
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Die
Stirnflächen können beide planar, beide gekrümmt
oder von unterschiedlicher Gestalt (z. B. gekrümmt und
planar) sein.
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Vorzugsweise
hat die Unwuchtmasse eine bezüglich der Rotationsachse
radial äußere Außenfläche, die
gekrümmt und vorzugsweise bezüglich der Rotationsachse
ein Kreissegment definieren kann.
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Vorzugsweise
hat die Kammer wenigstens im Bereich der Unwuchtmasse einen bezüglich
der Rotationsachse im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt.
Die Kammer kann insbesondere im Bereich der Unwuchtmasse röhrenförmig
ausgestaltet sein. Der kreisförmige Querschnitt kann einen
Radius definieren, der etwas größer als der Radius
eines zu der Rotationsachse konzentrischen Kreises ist, der durch
den radial äußersten Bereich (z. B. die radiale äußere
Außenfläche) der Unwuchtmasse bei Drehung durchlaufen
wird. Insbesondere ist es bevorzugt, dass es einen nur geringen
Abstand zwischen der Innenseite der Kammer und dem radial äußersten
Bereich der Unwuchtmasse gibt; der geringe Abstand verhindert oder
verringert wenigstens eine Menge an Fluid zwischen Kammerinnenseite
und Unwuchtmasse, die nicht oder in Vergleich zu radial weiter innen
vorhandenem Fluid in geringerem Maß Kräften unterworfen
wird, die sich aufgrund einer Drehung der Unwuchtmasse ergeben.
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Dabei
ist es ferner vorgesehen, dass die Kammer bezüglich der
Rotationsachse eine rotationssymmetrische Innenfläche aufweist.
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Vorzugsweise
weist die Kammer wenigstens einen Auslass auf, über den
bzw. die bei Rotation der Unwuchtmasse Fluid aus der Kammer verlagert
werden kann.
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Der
wenigstens eine Auslass kann in einer die Kammer in bezüglich
der Rotationsachse radialer Richtung begrenzenden Wand ausgebildet
sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen kann der wenigstens
eine Auslass beispielsweise in oder an einem ringförmigen
Bauteil angeordnet sein, das den Bereich konzentrisch zu der Rotationsachse
umgibt, im dem sich die Unwuchtmasse drehen kann.
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Vorzugsweise
weist der wenigstens eine Auslass einen Anschluss zur Verbindung
mit einem Fluid abführenden Kanal auf.
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Ferner
kann die Kammer wenigstens einen Einlass aufweisen, über
den Fluid der Kammer zugeführt werden kann.
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Der
wenigstens eine Einlass kann in einer begrenzenden Wand ausgebildet
ist, die die Kammer außerhalb des Bereichs begrenzt, in
dem sich die Unwuchtmasse zu drehen vermag. Bei bevorzugten Ausführungsformen
kann der wenigstens eine Einlass beispielsweise in oder an einem
Bauteil angeordnet sein, das den Bereich, im dem sich die Unwuchtmasse
drehen kann, lateral begrenzt. Ferner kann sich der wenigstens eine
Einlass in einer Richtung nicht senkrecht (z. B. parallel) zu der
Rotationsachse erstrecken.
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Auch
kann der wenigstens eine Einlass einen Anschluss zur Verbindung
mit einem Fluid zuführenden Kanal aufweisen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine weitere
mit der Welle drehbare Unwuchtmasse vorgesehen.
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Die
wenigstens eine weitere Unwuchtmasse kann mit der oben genannten
Unwuchtmasse vergleichbar ausgeführt sein und insbesondere
eines oder mehrere deren Merkmale aufweisen.
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Bei
Verwendung von zwei oder mehr Unwuchtmassen können diese
in derselben Kammer angeordnet sein. Alternativ ist es vorgesehen
für die Unwuchtmassen jeweils eine eigene Kammer zu verwenden,
die mit der oben genannten Kammer vergleichbar ausgeführt
sein und insbesondere eines oder mehrerer deren Merkmale aufweisen
kann. Bei mehr als zwei Unwuchtmassen sind auch Ausführungsformen
möglich, bei denen eine oder mehrere Kammern jeweils für
eine Unwuchtmasse und eine oder mehrere Kammern jeweils für
mehr als eine Unwuchtmasse vorgesehen sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen mit der
Welle gekoppelten Antrieb aufweisen, beispielsweise einen Elektromotor,
eine Getriebe etc.
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Vorzugsweise
ist ein Gehäuse vorhanden, das die wenigstens eine Kammer
umfasst.
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Die
wenigstens eine Kammer kann zur Aufnahme eines Schmiermittel umfassenden
Fluids ausgelegt sein.
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Ferner
kann ein Fluidkreislauf vorhanden sein, der bei Rotation der wenigstens
einen Unwuchtmasse mit Fluid aus der wenigstens einen Kammer versorgt
wird und Fluid in die wenigstens eine Kammer zurückführt.
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Der
Fluidkreislauf kann eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung von
im Fluidkreislauf befördertem Fluid und/oder eine Einrichtung
zur Kühlung und/oder Erwärmung von im Fluidkreislauf
befördertem Fluid umfassen.
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Vorzugsweise
umfasst der Fluidkreislauf wenigstens einen Bereich, der zur Anordnung
von wenigstens einem mit Fluid der wenigstens einen Kammer zu versorgenden
Lager für die Welle vorgesehen ist.
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Der
Fluidkreislauf kann ergänzend oder alternativ wenigstens
einen Bereich umfassen, dessen Temperatur mittels Fluid der wenigstens
einen Kammer beeinflussbar ist.
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Insbesondere
ist es bevorzugt, dass die wenigstens eine Unwuchtmasse in der jeweiligen
der wenigstens einen Kammer bei Rotation als Kreiselpumpenlaufrad
zu wirken vermag.
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Des
weiteren stellt die vorliegende Erfindung einen Schwingungserreger
oder Vibrator bereit, der die erfindungsgemäße
Vorrichtung in einer der obigen Ausführungsformen umfasst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die zeigen:
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1 eine
bezüglich der Rotationsachse senkrechte schematische Schnittsansicht
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
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2 eine
schematische Schnittansicht längs der Rotationsachse der
Ausführungsform von 1.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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1 und
2 zeigen
eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die beispielsweise bei einem Schwingungserreger oder Vibrator verwendet
werden oder ein Bestandteil davon sein kann. Ein Bespiel für
einen Schwingungserreger oder Vibrator ist z. B. in
WO 2005/075749 A1 ,
GB 1 435 499 und
GB 685 459 beschrieben.
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Die
Vorrichtung umfasst ein insgesamt mit 2 bezeichnetes Gehäuse,
das – wie gezeigt – mehrteilig ausgeführt
sein kann. Zwei als seitliche bezeichnete Gehäuseteile 4 und 6 sind
jeweils an einem dazwischen angeordneten ringförmigen Gehäuseteil 8 beispielsweise
mittels Schraubverbindungen 10 gesichert. Dichtelemente 12 sorgen
für eine fluiddichte Wirkverbindung zwischen den Gehäuseteilen 4, 6 und 8.
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Durch
das Gehäuse 2 erstreckt sich eine Welle 14,
die eine Rotationsachse 16 definiert. Die Welle 14 hat
einen Endbereich 18 und einen Endbereich 20, zwischen
denen sich ein Bereich 22 mit bezüglich der Wellenlängsrichtung
(nicht bezeichnet) im Wesentlichen konstanten Durchmesser erstreckt.
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Der
Wellenendbereich 18 ist unter Verwendung von einem oder
mehreren, nicht gezeigten Lagern (z. B. Rollen-, Wälz- und/oder
Gleitlager etc.) drehbar gelagert. Der Bereich, in dem der Wellenendbereich 18 gelagert
ist, ist in einem Raum vorgesehen, der von einem am Gehäuse 2 angebrachten
Deckel 24 begrenzt ist.
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Der
Wellenendbereich 20 ist mit einem nicht gezeigten Antrieb
verbunden, mit dem die Welle 14 steuerbar gedreht werden
kann. Der Antrieb ist einem Raum untergebracht, der von einer Abdeckung 26 begrenzt
ist, die (auch) zur Befestigung des Antriebs und weiterer Komponenten
(z. B. Steuer- und/oder Kontrolleinrichtungen) dienen kann.
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Der
Deckel 24 und die Abdeckung 26 sind mit den Gehäuseteilen 4 bzw. 6 fluiddicht
verbunden.
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Der
Wellenbereich 22 kann, wie in 2 gezeigt,
unter Verwendung einer Lagerung 28 drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert
sein. Alternativ kann der Wellenbereich 22 ohne Kontakt
mit dem Gehäuse 2 drehbar sein.
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An
der Welle 14 ist eine Unwuchtmasse 30 drehgesichert
angeordnet. Bei Drehung der Welle 14 wird dem entsprechend
auch die Unwuchtmasse 30 gedreht. Die Unwuchtmasse 30 kann,
wie in den Figuren veranschaulicht, als separates Bauteil an der Welle 14 – vorzugsweise
austauschbar – befestigt sein. Alternativ können
die Welle 14 und die Unwuchtmasse 30 (oder wenigstens
Teile davon) einstückig ausgebildet sein.
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Eine
sich in Umfangsrichtung um die Welle 14 erstreckende Kammer 32 ist
durch die Gehäuseteile 4, 6 und 8 (genauer
deren Innenseiten) begrenzt. Der ringförmige Gehäuseteil 8 definiert
wenigstens im Bereich, wo sich die Unwuchtmasse 30 drehen
kann, einen im Wesentlichen röhrenförmigen Bereich.
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Es
ist vorgesehen, das in der Kammer 32 Fluid, insbesondere
in Form eines Schmiermittels (z. B. Schmieröl), vorhanden
ist, das bei Drehung der Welle 14 bzw. der Unwuchtmasse 30 aus
der Kammer 32 befördert werden kann. Die Unwuchtmasse 30 erstreckt
sich wenigstens teilweise von der Welle 14 weg. Dadurch
gibt es Bereiche der Unwuchtmasse 30, die bei Drehung mit
Fluid in der Kammer 32 in Wechselwirkung treten können.
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Darstellungsgemäß weist
die Unwuchtmasse 30 bezüglich der in 1 gezeigten
Drehrichtung eine voreilende Stirnfläche 34 und
eine nacheilende Stirnfläche 36 auf. Die Stirnflächen 34 und 36 sind darstellungsgemäß planar,
können aber davon abweichende Formen haben und beispielsweise
gekrümmt sein. Ferner hat die Unwuchtmasse 30 eine radial äußere
Außenfläche 38, deren Krümmungsradius
etwas kleiner als der Radius des ringförmigen Gehäuseteils 8 ist.
Der sich dadurch ergebende geringe Abstand 40 zwischen
Unwuchtmasse und Gehäuseteil 8 verringert den
Anteil an Fluid, der bei Drehung der Unwuchtmasse 30 nicht
von der voreilenden Stirnfläche 34 erfasst wird.
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Um
Fluid aus der Kammer 32 zu entfernen, sind Auslässe 42 vorhanden.
Die Auslässe 42 können als einfache Auslassöffnungen
in dem Gehäuseteil 8 ausgebildet sein. Darstellungsgemäß umfassen die
Auslässe 42 jeweils einen Auslasskanal 44.
Die Auslasskanäle 44 erstrecken sich vorzugsweise
in eine Richtung, die im Wesentlichen der Richtung entspricht, in
der sich Fluid bei Drehung der Welle 14 bzw. der Unwuchtmasse 30 in
der Kammer 32, insbesondere in dem Gehäuseteil 8 benachbarten
Kammerbereichen, bewegt. In 1 sind solche
Bewegungsrichtungen von Fluid in der Kammer 32 durch die
Pfeile 46, 48 und 50 angedeutet. Je nach
Ausführungsform können sich die Auslasskanäle 44 bezüglich
der Krümmung des Gehäuseteils 8 beispielsweise
tangential erstrecken.
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An
ihren äußeren Enden sind die Auslasskanäle 44 zur
Verbindung mit Fluid abführenden Leitungen 52 ausgelegt.
Hierfür können die Auslasskanäle 44 z.
B. Innen- oder Außengewinde aufweisen, die mit entsprechenden
Gewindeanschlüssen der Leitungen 52 verbindbar
sind. Darstellungsgemäß weisen die Auslasskanäle 44 an
ihren äußeren Enden Schraub- oder Muffenverbindungen
auf, um die Enden der Leitungen 52 an den Auslässen
zu befestigen.
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Die
Leitungen 52 bilden einen Teil einer Fluidführung
(nicht gezeigt), der beispielsweise als Schmiermittelführung
einer Umlaufschmierung dienen kann.
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Im
Fall des hier angenommenen Schwingungserzeugers oder Vibrators führen
die Leitungen 52 zu mit Schmiermittel zu versorgenden Bereichen, insbesondere
Lagerungen der Wellenenden 18 und 20 und/oder
der Lagerung 28.
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Alternativ
können die Leitungen 52 zu Bereichen führen,
deren Temperatur unter Verwendung von Fluid aus der Kammer 32 verringert,
gleich gehalten und/oder erhöht werden soll. Da solche
Bereiche (ohne Fluidzufuhr) unterschiedliche Temperaturen aufweisen
können, ist es möglich mit Fluid einer Temperatur
im Wesentlichen gleichzeitig zu kühlen und/oder zu erwärmen
und/oder die Temperatur beibehalten zu können.
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Ferner
sind hier nicht gezeigte Leitungen vorgesehen, um Fluid wieder in
die Kammer 32 zurück zu führen. Eine
solche Rückführung, mit der eine Umlaufschmierung
realisiert werden kann, ermöglicht es, Fluid mehrfach zu
verwenden. Dabei kann es vorteilhaft sein, rückzuführendes
Fluid zu kühlen oder zu erwärmen und/oder zu reinigen
(z. B. filtern), bevor es erneut in die Kammer 32 eingebracht
wird. Beim Betrieb möglicherweise auftretender Fluidverlust
oder -schwund kann durch Fluid aus einem Fluidreservoir (nicht gezeigt)
ausgeglichen werden.
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Bei
Verwendung von einer oder mehreren Fluid rückführenden
Leitungen ergibt sich ein Fluidkreislauf, der die Kammer 32,
die Auslässe 42, die Leitungen 52, mit
Fluid aus der Kammer 32 zu versorgende Bereiche und die
Rückführungen – optional mit Temperierungs-
und/oder Reinigungseinrichtungen für Fluid umfasst.
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Ohne
Rückführung von Fluid kann die Kammer 32 mit
Fluid aus einem Fluidreservoir (nicht gezeigt) versorgt werden.
Fluid, das einem mit Fluid aus der Kammer 32 zu versorgenden
Bereich zugeführt wurde, kann nach dortiger Verwendung
beispielsweise in einen Sammelbehälter oder dergleichen
abgegeben werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn Fluid
nach Verwendung eine Eigenschaft (z. B. verschlechterte Schmiereigenschaft;
zu hohe/niedrige Temperatur) hat, die eine erneute Verwendung, gegebenenfalls
auch nach Temperierung und/oder Reinigung, nicht oder nur mit erhöhtem
Aufwand erlaubt.
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Bei
Schwingungserzeugern und Vibratoren werden oft mehr als eine Unwuchtmasse
an einer gemeinsamen Welle verwendet. Für solche und alle
anderen Fällen mit mehr als einer Unwuchtmasse an einer
gemeinsame Welle kann ein Gehäuse verwendet werden, das
eine mit der obigen Kammer 32 abgesehen davon vergleichbare
Kammer aufweist, dass diese zur Aufnahme der zwei oder mehr Unwuchtmassen
dimensioniert ist. Ein weiterer Unterschied zu einer Kammer für
eine einzelne Unwuchtmasse kann darin bestehen, dass Auslässe
für jeden Kammerbereich, in dem sich eine Unwuchtmasse
drehen kann, und/oder Auslässe für dazwischen
liegende Kammerbereiche und/oder Auslässe vorgesehen sind, die
von mehr als einer Unwuchtmasse in Bewegung versetztes Fluid von
der Kammer entfernen können.
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Anstatt
alle Unwuchtmassen in einer gemeinsamen Kammer vorzusehen, ist es
möglich, für jede Unwuchtmasse eine eigene Kammer
vorzusehen. Hierfür kann z. B. das in den Figuren veranschaulichte
Gehäuse als Grundlage verwendet werden, um beispielsweise
mehrere Gehäuse mit einer gemeinsamen sich durch alle Gehäuse
erstreckenden Welle, an der die Unwuchtmassen vorhanden sind, "hintereinander"
anzuordnen.
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Im
Folgenden ist der Betrieb und Funktionsweise für die in
den Figuren veranschaulichte Ausführungsform erläutert.
Der Betrieb und Funktionsweise ist bei allen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung grundsätzlich vergleichbar, weshalb auf
eine Erläuterung weiterer Ausführungsformen, insbesondere
solcher mit mehreren Unwuchtmassen verzichtet wird.
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Beim
Betrieb ist die Kammer 32 mit Fluid gefüllt. Als
Fluid kann beispielsweise ein einzelnes Fluid, Fluidmischungen und
insbesondere ein Schmiermittel verwendet werden. Dabei kann es vorteilhaft sein,
abgesehen, von einem zur Verwendung vorgesehenen Fluid, weitere,
andere Fluide in der Kammer 32 zu vermeiden. So kann es
z. B. erwünscht sein, Luft- und/oder Gaseinschlüsse
in der Kammer 32 zu vermeiden.
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Ausgehend
von dem hier angenommenen Schwingungserzeuger oder Vibrator wird
bei dessen Betrieb die Welle 14 und damit die Unwuchtmasse 30 gedreht,
um Schwingungen bzw. Vibrationen zu erzeugen. Dabei dreht sich die
Unwuchtmasse 30 in der Kammer 32 und erzeugt dadurch
Kräfte auf Fluid in der Kammer 32. Diese Kräfte
hängen, neben der Drehzahl der Unwuchtmasse 30,
u. a. von der Form der Bereiche der Unwuchtmasse 30 ab,
die mit dem Fluid in Wechselwirkung treten. Dies gilt insbesondere
für die Stirnfläche 34. Aber auch die
Form der Stirnfläche 36 beeinflusst auf Fluid
wirkende Kräfte.
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Die
Stirnfläche 34 bewirkt bei Drehung der Unwuchtmasse 30 bezüglich
der durch die Welle 14 definierten Rotationsachse 16 radial
und/oder tangential auf Fluid wirkende Kräfte, die das
Fluid (wenigstens in gemäß 1 radial äußeren
Bereichen der Kammer 32) zunächst auf eine Kreisbahn
bringen und einen rotierenden Fluidring (z. B. Schmiermittel- oder Ölring)
hervorrufen. Insbesondere wird durch die Drehung der Unwuchtmasse 30 ein
Druckgefälle zwischen gemäß 1 radial
inneren und äußeren Bereichen der Kammer 32 erzeugt,
das radial und/oder tangential auf das Fluid wirkt und dieses durch
die Auslässe 42 aus der Kammer 32 befördern.
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Das
durch die Auslässe 42 abgeführte Fluid wird
unter Druck durch die Leitungen 52 zu Bereichen befördert,
wo es z. B. zum Schmieren verwendet werden soll. So ist beispielsweise
im Fall eines Schmierfluids vorgesehen, dieses zu der Welle 14 zugeordneten
Lagerbereichen, Lagern etc. zu befördern.
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Von
dort wird das Fluid gegebenenfalls nach Kühlung und/oder
Reinigung erneut der Kammer 32 zugeführt, um von
dort aus erneut in den Fluidkreislauf gepumpt werden zu können.
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Rein
zur Veranschaulichung kann die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Vorrichtung insofern mit einer Kreiselpumpe verglichen werden, als die
bei Drehung der Unwuchtmasse 30 auftretenden Effekte, die
Fluid aus der Kammer 32 verlagern, mit denen bei einer
Kreiselpumpe in etwa vergleichbar sind. So kann z. B. die Unwuchtmasse 30 als
"Kreiselpumpenlaufrad" betrachtet werden. Allerdings besteht ein
wesentlicher Unterschied u. a. darin, dass die Unwuchtmasse 30 eigentlich
zur Schwingungs- und/oder Vibrationserzeugung dient.
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Während
des Betriebs kann man davon ausgehen, dass sich Fluid in der Kammer 32 aufgrund von
in der Kammer 32 wirkenden Kräfte, Reibung in den
Auslässen 42, den Leitungen 52, in den
mit Fluid zu versorgenden Bereichen und den Rückführungsleitungen
erwärmt. Übermäßige Erwärmung
kann durch eine Kühleinrichtung in der Fluidrückführung vermieden
werden.
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Aufgrund
der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
("Kreiselpumpencharakteristik") hängt der Volumenstrom
von aus der Kammer 32 verlagertem Fluid u. a. von dessen
Viskosität ab, die wiederum u. a. von der Fluidtemperatur
abhängt. So kann das Fluid im kalten Zustand oder in einem
verglichen mit dem Betrieb kühleren Zustand eine geringe(re)
Viskosität haben. Dies führt zu einem vergleichsweise
reduzierten Volumenstrom. Bei höherer Fluidtemperatur und
damit höherer Viskosität ergibt sich ein vergleichsweise
erhöhter Volumenstrom. Dies stellt eine inhärente
Regelung der Fluidförderung dar, deren Volumenstrom sich
"automatisch" in Abhängigkeit von der Fluidtemperatur bzw.
der Viskosität des Fluids einstellt.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass separate Einrichtungen (z.
B. Pumpe), um Fluid und insbesondere Schmiermittel an und/oder in
gewünschte Bereiche zu fördern, vermieden werden.
Ferner sind die Komponenten, die zur Fluidförderung dienen, nämlich
insbesondere die Welle 14, die Unwuchtmasse 30 und
das Gehäuse 2, ohnehin so ausgelegt, dass sie
beim Betrieb insbesondere im Fall eines Schwingungserregers bzw.
Vibrators entstehenden Kräften zu widerstehen vermögen.
Besondere Maßnahmen, die bei Verwendung separater Einrichtungen
zur Fluidförderung erforderlich sind, um durch beim Betrieb
entstehende Schwingungen und/oder Vibrationen hervorrufbare Beschädigungen
zu vermeiden, entfallen hier ebenfalls.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/075749
A1 [0041]
- - GB 1435499 [0041]
- - GB 685459 [0041]