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Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Steuern einer Rüttelplatte mit einer Grundplatte und einem Schwingungserreger, der einen Antrieb und eine mittels des Antriebs rotierbare Primärwelle mit einem ersten Stirnrad und mit einer Primärunwucht sowie mindestens eine parallel zu der Primärwelle angeordnete und mittels des Antriebs gegenläufig zu der Primärwelle rotierbare Sekundärwelle mit einem zweiten Stirnrad, das mit dem ersten Stirnrad kämmt, und mit einer Sekundärunwucht aufweist, wobei mindestens ein bezogen auf eine Arbeitsrichtung der Rüttelplatte linkes Unwuchtelement und ein bezogen auf die Arbeitsrichtung rechtes Unwuchtelement die Primärunwucht bilden, und zum Steuern eines Vortriebs der Rüttelplatte in der Arbeitsrichtung gleichsinnig und zum Lenken der Rüttelplatte aus der Arbeitsrichtung gegensinnig gegen das erste Stirnrad verschwenkt werden. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine solche Rüttelplatte.
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Ein Verfahren und eine Rüttelplatte der vorgenannten Art sind aus
DE 20 2006 004 707 U1 und aus
DE 101 05 687 A1 bekannt. Das linke und rechte Unwuchtelement der dort offenbarten Rüttelplatte werden hydraulisch über jeweils einen Kulissentrieb gegen die Primärwelle verschwenkt. Jeder der beiden Kulissentriebe wird über ein eigenes Bedienelement betätigt, so dass ein Maschinenführer für jede Fahrstellung („vorwärts“, „rückwärts“, „rechts“ und „links“) jeweils beide Bedienelemente bedienen muss.
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Im Hintergrund der Erfindung offenbaren
DE 100 53 446 A1 und
DE 10 2007 018 353 A1 Rüttelplatten mit Sensoren zur Erfassung des Bewegungszustands und darauf basierend geregelter Verstellung der Unwuchtelemente.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine intuitive Steuerung der Rüttelplatte zu ermöglichen.
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Lösung
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Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das erste Stirnrad eine wendelförmig um die Primärwelle verlaufende Kulisse aufweist, in die ein auf der Primärwelle axial verschiebbarer Kulissenstein radial eingreift, und dass zum Steuern des Vortriebs der Kulissenstein auf der Primärwelle verschoben wird, um das linke Unwuchtelement und das rechte Unwuchtelement gleichsinnig zu verschwenken. Für jede Fahrstellung („vorwärts“, „rückwärts“, „rechts“ und „links“) der Rüttelplatte erfordert das erfindungsgemäße Verfahren nur die Bedienung eines einzigen Stellmittels.
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Vorzugsweise wird im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern des Vortriebs ein Unwuchtträger gegen das erste Stirnrad verschwenkt, der das linke Unwuchtelement und das rechte Unwuchtelement trägt. In einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren verbindet der Unwuchtträger die Unwuchtelemente und ermöglicht so besonders einfach deren gleichsinniges Verschwenken. Alternativ kann das gleichsinnige Verschwenken der Unwuchtelemente konstruktiv in dem Vortriebsgetriebe realisiert werden.
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Bevorzugt wird im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens das linke Unwuchtelement und das rechte Unwuchtelement hydraulisch verschoben werden. Der Einsatz hydraulischer Antriebe für das die Unwuchtelemente in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren vereinfacht die Konstruktion einer Rüttelplatte, wenn auch der Antrieb der Primärwelle hydraulisch erfolgt. Alternativ können die Unwuchtelemente je nach Anforderung auch elektrisch, pneumatisch oder manuell – beispielsweise über eine Hebelanordnung – angetrieben werden.
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In einer vorteilhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Steuern des Vortriebs und das Lenken über getrennte Bedienelemente betätigt. Die Steuerung über getrennte Bedienelemente für Vor- und Rückwärtsfahrt einerseits und für Kurvenfahrt rechts und links andererseits ist sehr intuitiv. Alternativ erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders intuitive Steuerung des Vortriebs- und des Lenkgetriebes mit einem einzigen, seitlich, vor- und rückwärts bewegbaren Bedienelement (sog. „Joystick“).
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Ausgehend von der bekannten Rüttelplatte wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das erste Stirnrad eine wendelförmig um die Primärwelle verlaufende Kulisse aufweist, in die ein auf der Primärwelle axial verschiebbarer Kulissenstein radial eingreift, und dass zum Steuern des Vortriebs der Kulissenstein auf der Primärwelle verschoben wird, um das linke Unwuchtelement und das rechte Unwuchtelement gleichsinnig zu verschwenken. Die erfindungsgemäße Rüttelplatte erlaubt die Steuerung nach einem der vorgenannten Verfahren und zeichnet sich gleichfalls durch die dort aufgeführten Vorteile aus.
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Vorzugsweise weist das linke Unwuchtelement und das rechte Unwuchtelement einer erfindungsgemäßen Rüttelplatte einen Kulissenantrieb auf. Ein Kulissenantrieb bietet eine mechanisch besonders einfache Umsetzung einer linearen in eine rotatorische Bewegung. Das Verschwenken der Unwuchtelemente kann mittels des Kulissenantriebs durch lineares Verschieben eines Kolben, beispielsweise in einem hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder gesteuert werden.
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Der Kulissenstein des Kulissenantriebs einer solchen erfindungsgemäßen Rüttelplatte ist in Richtung einer Rotationsachse der Primärwelle axial verschiebbar und greift radial nach Außen in eine wendelförmig um die Rotationsachse verlaufende Kulisse ein. Das Vortriebs- und/oder das Lenkgetriebe kann so besonders einfach spiegelsymmetrisch zu der Rotationsachse aufgebaut werden, so dass im Betrieb keine zusätzlichen Unwuchten auftreten. Alternativ kann auch die Kulisse in Richtung der Rotationsachse axial verschiebbar sein, wobei der (mindestens eine) Kulissenstein radial nach Innen in die Kulisse eingreift.
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Vorteilhafter Weise ist in der Primärwelle einer erfindungsgemäßen Rüttelplatte ein Steuerelement zum Schwenken des linken Unwuchtelements und des rechten Unwuchtelements in einer Rotationsachse der Primärwelle geführt. Das Führen von Steuerelementen im Innern der Primärwelle erlaubt eine mechanische Verstellung der Unwuchtelemente im Betrieb. Alternativ können in der Primärwelle Steuerleitungen für hydraulische, pneumatische oder elektrische Stellantriebe zum Verschwenken der Unwuchtelemente integriert werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich gleichermaßen zum Steuern einer Rüttelplatte mit Zweiwellen- oder Dreiwellenerreger sowie für Rüttelplatten mit Verbrennungsmotor (Diesel oder Benzin) oder mit elektrischem Antrieb der Primärwelle.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
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1 eine erfindungsgemäße Rüttelplatte,
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2 die Primärwelle der erfindungsgemäßen Rüttelplatte und
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3 ein Detail der Primärwelle.
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Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Rüttelplatte 1 weist eine Grundplatte 2, einen Oberwagen 3 und eine an dem Oberwagen 3 angebrachte Führungsdeichsel 4 auf.
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An der Führungsdeichsel 4 ist ein Bedienelement 5 für die Wahl des Vortriebs in einer Arbeitsrichtung 6 der Rüttelplatte 1 oder entgegen der Arbeitsrichtung 6 angebracht sowie ein weiteres nicht dargestelltes Bedienelement 5 zum Lenken der Rüttelplatte 1 in Bezug auf die Arbeitsrichtung 6 nach links oder rechts.
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In dem Oberwagen 3 ist ein nicht dargestellter, luftgekühlter Dieselmotor und eine von dem Dieselmotor angetriebene Hydraulikpumpe 7 aufgenommen. Der Oberwagen 3 ist mit der Grundplatte 2 mittels nicht dargestellten Dämpfungselementen verbunden.
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An der Grundplatte 2 ist ein Schwingungserreger 8 mit einem Antrieb 9, einer Primärwelle 10 und zwei Sekundärwellen 11, 12 angebracht. Der Antrieb 9 ist ein Hydraulikmotor, der von der Hydraulikpumpe 7 mit Öl gespeist wird. Der Antrieb 9 treibt unmittelbar die in der Arbeitsrichtung 6 hintere Sekundärwelle 11 an.
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Die Primärwelle 10 und die Sekundärwellen 11, 12 weisen jeweils ein Stirnrad 13, 14 mit identischer Zähnezahl und identischem Wälzkreisdurchmesser auf. Die Rotationsachsen 15 der Primärwelle 10 und der Sekundärwellen 11, 12 liegen in einer horizontalen Ebene derart parallel nebeneinander, dass das Stirnrad 13 der Primärwelle 10 mit den Stirnrädern der beiden Sekundärwellen 11, 12 kämmt. Im Betrieb der Rüttelplatte 1 rotieren so die Primärwelle 10 und die Sekundärwellen 11, 12 mit gleicher Drehzahl, aber gegensinnig, also mit entgegengesetzten Drehrichtungen um ihre jeweiligen Rotationsachsen 15.
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Die Primärwelle 10 weist ein linkes Unwuchtelement 16 und ein rechtes Unwuchtelement 17 jeweils gleicher Masse auf. Jede der Sekundärwellen 11, 12 weist zwei weitere Unwuchtelemente 18 jeweils gleicher Masse auf, wobei die summierte Masse der weiteren Unwuchtelemente 18 der Sekundärwellen 11, 12 der summierten Masse des linken Unwuchtelements 16 und des rechten Unwuchtelements 17 der Primärwelle 10 entspricht.
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Die in 2 aufgeschnitten und in 3 noch einmal im Detail dargestellte Primärwelle 10 weist einen im Wesentlichen rohrförmigen Unwuchtträger 19 auf sowie ein Vortriebsgetriebe 20 und ein Lenkgetriebe 21, die jeweils von einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 22 angetrieben werden. Die Hydraulikzylinder 22 werden über Steuerleitungen 23 unmittelbar mittels der Bedienelemente 5 an der Führungsdeichsel 4 gesteuert.
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Das Vortriebsgetriebe 20 weist ein erstes Steuerelement 24 mit einem ersten Kulissenstein 25 auf. Der erste Kulissenstein 25 greift radial durch den Unwuchtträger 19 in eine wendelförmige erste Kulisse 26 ein, die in dem Stirnrad 13 der Primärwelle 10 eingeformt ist.
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Das Lenkgetriebe 21 weist ein zweites Steuerelement 27 mit zwei zweiten Kulissensteinen 28 auf. Die zweiten Kulissensteine 28 greifen zu beiden Seiten des Stirnrads 13 der Primärwelle 10 radial durch den Unwuchtträger 19 in zwei gegenläufig wendelförmige zweite Kulissen 29 ein, die in dem linken Unwuchtelement 16 und dem rechten Unwuchtelement 17 eingeformt sind.
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Die erfindungsgemäße Rüttelplatte 1 weist also auf derselben Primärwelle 10 insgesamt drei Kulissengetriebe auf, von denen zwei – mit den Kulissensteinen 28 in den Kulissen 29 der Unwuchtelemente 16, 17 mechanisch starr miteinander gekoppelt sind. Diese beiden Kulissengetriebe erzwingen bei Kurvenfahrt ein in jeder Betriebsstellung spiegelsymmetrisch gegensinniges Verschwenken der Unwuchtelemente 16, 17.
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Durch das dritte Kulissengetriebe – mit dem Kulissenstein 25 in der Kulisse 26 des ersten Stirnrads 13 – ist entsprechend das gleichsinnige Verschwenken der Unwuchtelemente 16, 17 bei Geradeausfahrt (vorwärts wie rückwärts) mechanisch starr gekoppelt.
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Das erste Steuerelement 24 ist zwischen zwei Zinken 30 des zweiten, gabelförmigen Steuerelements 27 geführt und weist eine in Richtung der Rotationsachse 15 der Primärwelle 10 verlaufende Nut 31 auf, in der einer der zweiten Kulissensteine 28 des Lenkgetriebes 21 geführt ist. Das erste Steuerelement 24 und das zweite Steuerelement 27 sind in der Primärwelle 10 in deren Rotationsachse 15 geführt und ineinander verschränkt.
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Durch Betätigen des Hydraulikzylinders 22 des Vortriebsgetriebes 20 wird zunächst das erste Steuerelement 24 mit dem ersten Kulissenstein 25 in der Primärwelle 10 axial verschoben. Durch das mit der ersten Kulisse 26 gebildete Kulissengetriebe wird das Stirnrad 13 der Primärwelle 10 gegen die Primärwelle 10 und damit insbesondere zugleich gegen das linke Unwuchtelement 16 und das rechte Unwuchtelement 17 verschwenkt. Im Betrieb der Rüttelplatte 1 bewirken das linke Unwuchtelement 16 und das rechte Unwuchtelement 17 einen jeweils gleichgerichteten Impuls in der Arbeitsrichtung 6 und damit einen Vortrieb der Rüttelplatte 1.
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Durch Betätigen des Hydraulikzylinders 22 des Lenkgetriebes 21 wird zunächst das zweite Steuerelement 27 mit den zweiten Kulissensteinen 28 in der Primärwelle 10 axial verschoben. Durch die mit den zweiten Kulissen 29 gebildeten Kulissengetriebe werden das linke Unwuchtelement 16 und das rechte Unwuchtelement 17 gegensinnig gegen die Primärwelle 10 und damit insbesondere zugleich gegen das Stirnrad 13 der Primärwelle 10 verschwenkt. Im Betrieb der Rüttelplatte 1 bewirken das linke Unwuchtelement 16 und das rechte Unwuchtelement 17 einen jeweils entgegengesetzten Impuls in der Arbeitsrichtung 6 und in Summe ein Moment um eine Hochachse der Rüttelplatte 1, so dass diese nach rechts oder links aus ihrer Arbeitsrichtung 6 abgelenkt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rüttelplatte
- 2
- Grundplatte
- 3
- Oberwagen
- 4
- Führungsdeichsel
- 5
- Bedienelement
- 6
- Arbeitsrichtung
- 7
- Hydraulikpumpe
- 8
- Schwingungserreger
- 9
- Antrieb
- 10
- Primärwelle
- 11
- hintere Sekundärwelle
- 12
- vordere Sekundärwelle
- 13
- Stirnrad der Primärwelle
- 14
- Stirnrad der Sekundärwelle
- 15
- Rotationsachse
- 16
- linkes Unwuchtelement
- 17
- rechtes Unwuchtelement
- 18
- Unwuchtelement
- 19
- Unwuchtträger
- 20
- Vortriebsgetriebe
- 21
- Lenkgetriebe
- 22
- Hydraulikzylinder
- 23
- Steuerleitung
- 24
- erstes Steuerelement
- 25
- erster Kulissenstein
- 26
- erste Kulisse
- 27
- zweites Steuerelement
- 28
- zweiter Kulissenstein
- 29
- zweite Kulisse
- 30
- Zinken
- 31
- Nut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006004707 U1 [0002]
- DE 10105687 A1 [0002]
- DE 10053446 A1 [0003]
- DE 102007018353 A1 [0003]
