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Vibrator, insbesondere Tauchvibrator Die Erfindung betrifft einen
Vibrator, insbesondere einen Tauchvibrator, bestehend aus einem Antriebsmotor, einen
starr mit dem Gehäuse verbundenen Stator, einem gehäusefest gelagerten Rotor und
einem durch diesen Motor angetriebenen Vibrationserzeuger für umlaufende Vibrationen
einer direkt der Motordrehzahl entsprechenden Frequenz. Der Vibrationserzeuger ist,
gesondert von dem Motor des Antriebsmotors, ebenfalls fest im Gehäuse gelagert und
über seine Lagerung so mit dem Stator des Antriebsmotors verbunden, daß die Vibrationen
des Vibrationserzeugers auf den Stator und über die Lager des Motors auch auf dessen
Rotor übertragen werden.
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Bei bekannten Vibratoren dieser Art, bei denen der Antriebsmotor
und der Vibrationserzeuger gewöhnlich in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
sind und von einem gemeinsamen, mehr oder weniger frei vibrierenden Rahmen getragen
werden, werden die Lager des Rotors des Antriebsmotors beträchtlichen Belastungen
ausgesetzt, da der Rotor als vibrationsdämpfende Masse wirkt und außerdem auf Grund
seiner Drehung eine merkliche Kreiselwirkung ausübt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den genanntenVibratoren,
bei denen der Rotor nicht direkt den erzeugten Vibrationen ausgesetzt ist, die Belastung
der Rotorlager zu verringern und gleichzeitig die Ausgangsleistung zu vergrößern,
indem die durch den Rotor verursachte Vibrationsdämpfung ausgeschaltet wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Rotor des Antriebsmotors
durch eine Unwucht, die vorzugsweise durch auf seiner Welle angeordnete, gesondert
verstellbare Exzentermassen erzeugt ist, ebenfalls in Vibrationen versetzt wird,
die im wesentlichen gleich den vom Vibrationserzeuger auf den Stator übertragenen
Vibrationen sind. Der Rotor wird also in umlaufende Vibrationen versetzt, die im
wesentlichen mit den Vibrationen des Stators übereinstimmen, so daß die Belastung
der Rotorlager im wesentlichen konstant und unabhängig von den Vibrationsbewegungen
ist.
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Die Erfindung wirkt sich besonders vorteilhaft bei solchen an sich
bekannten Vibratoren aus, bei denen der Vibrationserzeuger einen direkt mit dem
Rotor des Antriebsmotors gekuppelten umlaufenden Mitnehmer umfaßt, der in sich ausgewuchtet
sein kann und bei seinem Umlauf einen vorzugsweise kugelförmigen Körper mitnimmt,
der in einer kreisförmigen, die Mitnehmerwelle umgebenden und mit dem Stator des
Antriebsmotors starr verbundenen Führungsbahn rollt.
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Die Erfindung kann jedoch auch in solchen Fällen verwendet werden,
in denen der Vibrationserzeuger ein unwuchtiges umlaufendes Vibrationselement umfaßt,
das mit dem Rotor des Antriebsmotors so verbunden ist, daß auf diesen Rotor praktisch
keine Vibrationen direkt übertragen werden; in diesem Falle ist das Vibrationselement
gesondert vom Rotor gelagert, so daß die erzeugten Vibrationen hauptsächlich über
einen Teil des Vibrationserzeugers übertragen werden, der starr mit dem Stator des
Antriebsmotors verbunden ist.
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Nachstehend wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Der in der Zeichnung dargestellte Tauchvibrator
besitzt eine große Ausgangsleistung und Vibrationsamplitude und ist besonders für
bestimmte schwere Arbeiten, beispielsweise für den Dammbau, geeignet. In der Zeichnung
zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den wirksamen Teil des Vibrators, Fig. 2 einen
Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3
in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1.
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Der dargestellte Vibrator umfaßt ein äußeres Gehäuse 1, das in mehrere
Abschnitte unterteilt ist und an dem Ende eines langen Rohres 2 befestigt ist, dessen
anderes Ende mit einem Handgriff (nicht dargestellt) versehen ist. Das Rohr 2 umschließt
die erforderliche elektrische Speiseleitung für den Vibrator.
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In dem Gehäuse 1 ist in der Nähe des Rohres 2 ein Elektromotor angeordnet,
dessen Stator 3 starr mit dem Gehäuse verbunden ist und dessen Rotor 4 in in dem
Gehäuse angeordneten Lagern 5 gelagert ist. Die Rotorwelle 6 ist an ihrem dem Rohr
2 abgelegenen
Ende meißelförmig ausgebildet und greift in einen
diametral verlaufenden Schlitz 7 am Ende einer angrenzenden Welle 8 ein. Diese Welle
erstreckt sich in Verlängerung der Rotorwelle 6 und wird durch gesonderte Lager
9 gelagert. Das meiflelförmige Ende der Rotorwelle 6 hildet zusaminen mit dem Schlitz
7 in der Welle 8 eine Art Klauenkupplung, über die die Welle 8 direkt vom Lager
4 aus angetrieben wird, die aber eine Übertragung aller anderen Bewegungen außer
der reinen Drehbewegung zwischen den beiden Wellen 6 und 8 verhindert.
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Die Welle8 trägt etwa in ihrer Mitte einen etwa napfförmigen Mitnehmer.
Dieser Mitnehmer umgibt eine schwere Kugel 11. die heim Umlauf der Mitnehmerwelle
in einer kreisförmigen Führungsbahn 12 rollt. Die Führungsbahn 12 ist starr mit
dem Gehäuse 1 verbunden, so daß infolge der Rollbewegung der Kugel 11 sowohl die
Führungsbahn als auch das Gehäuse und dadurch auch der Stator 3 des Antriebsmotors
in umlaufende Vibrationen versetzt werden.
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Der blitnehmer 10 kann in bezug auf die Mitnehmerwelle 8 ausgewuchtet
sein: um jedoch die Amplitude der erzeugten Vibrationen vergrößern zu können, sind
vorzugsweise an den beiden Enden des Mitnehmers 10 verstellbare Exzentermassen 13
vorgesehen und der Mitnehmer 10 so ausgebildet, daß er selbst unwuchtig ist und
daß sein Schwerpunkt in Richtung auf den Berührungspunkt der Kugel 11 mit der Führungsbahn
aus seiner Drehachse verschoben ist (s. Fig. 2). SIit Hilfe der einstellbaren Exzentermassen
13, die durch Schrauben 14 od. dgl. in verscbiedenen Winkelstellungen festgelegt
werden können, ist es möglich. die Unwucht des gesamten Mitnehmers in der gewünschten
Weise zu verändern und dadurch die Amplitude des Vibrators innerhalb gewisser Grenzen
zu beeinflussen.
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Bei der dargestellten Bauart übt der Rotor 4 des Antrielesmotors,
zumindest infolge seiner Kreiselwirkung, offensichtlich eine Dämpfungswirkung auf
den Vibrator aus, da die vibrierenden Teile auf Grund der starren Verbindung zwischen
dem Stator 3 mit der kräftig vibrierenden Führungsbahn 12 und den Lagern 9 des unwuchtigen
Mitnehmers dem Rotor 4 entsprechende Vibrationen mitzuteilen versuchen. Dadurch
würde sich eine beträchtliche Belastung der Rotorlager 5 ergeben, falls keine besonderen
Maßnahmen hiergegen getroffen werden. Die Rotorwelle 6 des Antriebsmotors wird deshalb,
wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, an seinen beiden Enden mit verstellharen Exzentermassen
15 und 16 versehen. Mit Hilfe dieser einstellbaren Exzentermassen, die mit Hilfe
von Schrauben 17 oder entsprechenden Befestigungsmitteln in den gevünschten I,agen
blockiert werden können, ist es möglich, auch dem Rotor 4 eine Vibrationshewegung
zu erteilen, die mit der Vibrationsbewegung des Stators 3 und der anderen Teile
des Vibrators synchron ist. Auf diese Weise wird nicht nur die Belastung der Rotorlager
5 verringert, sondern gleichzeitig die vibrationsdämpfende Wirkung des Rotors ausgeschaltet
und dadurch die gesamte Vibrationslei stung vergrößert.
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Es ist offensichtlich, daß die Exzentermassen 15 und 16 auch dazu
dienen können, die Vibrationsamplitude über die gesamte Länge des Vibrators zu
verteilen.
Auf Grund der Unwucht des Mitnehmers in dem vibrationserzeugenden Teile des Vibrators
wird natürlich auch eine entsprechende Verringerung der Belastung der Lager 9 erzielt;
das wirkt sich aber nicht so stark aus, daß man in dem Bemühen, hohe Vibrationsamplituden
zu erzeugen, die Exzentermassen 13 des Mitnehmers vorzugsweise stark überdimensioniert
und dadurch die Vibrationsamplitude des gesamten Vibrators vergrößert. Die Verteilung
der Vibrationsamplitude über den Vibrator kann auch durch die Exzentermassen 13
beeinflußt werden. Es ist natürlich nicht erforderlich, die in der Zeichnung dargestellten
einstellbaren Exzentermassen zu verwenden. Die gewünschte Schwerpunktverlagerung
bzw.
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Unwucht des Rotors des Antriebsmotors kann auch dadurch erzielt werden,
daß der Rotor selbst unwuchtig hergestellt wird. Falls der Mitnehmer selbst ausgewuchtet
ist, kann er auch starr mit dem Rotor 4 des Antriebsmotors verbunden sein, so daß
er mit diesem zusammen eine starre, umlaufende Einheit hildet, die nur in zwei Lagern
gelagert ist. Der Mitnehmer kann in diesem Falle auch mit kleinen Exzentermassen
versehen werden, so daß er synchron mit dem absichtlich unwuchtigen Rotor vibriert.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vibrator, insbesondere Tauchvibrator, bestehend
aus einem Antriebsmotor, einem starr mit dem Gehäuse verbundenen Stator, einem gehäusefest
gelagerten Rotor und einem durch diesen Motor angetriebenen Vibrationserzeuger für
umlaufende Vibrationen einer direkt der Motordrehzahl entsprechenden Frequenz, wobei
der Vibrationserzeuger, gesondert von dem Rotor des Antriebsmotors, ebenfalls im
Gehäuse gelagert und über seine Lagerung so mit dem Stator des Antriebsmotors verbunden
ist, daß die Vibrationen des Vibrationserzeugers auf den Stator und über die Lager
des Motors auch auf dessen Rotor übertragen werden, dadurch gekennzeidmet, daß der
Rotor (4) des Antriebsmotors durch eine Unwucht, die vorzugsweise durch auf seiner
Welle (6) angeordnete, gesondert verstellbare Exzentermassen (10, 13) erzeugt ist,
ebenfalls in Vibrationen versetzt wird, die im wesentlichen gleich den vom Vibrationserzeuger
auf den Stator (3) übertragenen Vibrationen sind.