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Steuervorrichtung für Plattenrüttler Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung
für Plattenrüttler, bei denen durch eine einstellbare horizontale Komponente der
gerichteten Rüttelschwingungen eine Vorschubbewegung und durch unsymmetrische Einstellung
des Schwingungserzeugers in bezug auf die Längsmittelachge eine Drehbewegung des
Plattenrättlers erzieIbar ist und bei welchen durch ein Stellglied allein die Vorschubgeschwindigkeit
einstellbar ist und durch ein anderes Stellglied nur die Lenkung bewirkt wird. Die
Unsynimetrie kann beispielsweise daran liegen, daß die resultierenden Schwingungseinrichtungen
eine links der Längsmittelachse und eines rechts der Längsmittelachse angeordneten
Paares von gegenläufig rotierenden Unwuchten unterschiedlich eingestellt werden
oder daß ein Paar von gegenläufig rotierenden Unwuchten quer zur Längsmittelebene
verschiebbar ist. Bei bekannten Plattenrüttlem dieser Art sind die Stellglieder
Stellspindeln, die mittels Handrädem betätigt werden.
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Diese Art Steuerung ist umständlich und erfordert gewisse Übung. Sie
birgt leicht die Gefahr einer falschen Steuerung des Gerätes, durch welche Unfälle
oder Beschädigungen des Gerätes verursacht werden können. Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Plattenrüttler zu vermeiden und
insbesondere für schwere Plattenrüttler eine einfache und ohne große übung bedienbare
Steuerung zu schaffen. Eine Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin,
daß am Gerätegehäuse ein schwenkbares Lagergehäuse gelagert ist, an dem mittels
eines Zapfens ein Steuerhebel um eine zur Schwenkachse des Lagergehäuses senkrechte
Achslinie schwenkbar angeordnet ist, und daß das Lagergehäuse mittels eines Zahnradgetriebes
mit einem der beiden Stellglieder in Verbindung steht, während der Zapfen mittels
eines zweiten Zahnradgetriebes mit dem anderen SteRglied in Verbindung steht, wobei
das zweite Zahnradgetriebe mit einem Differentialgetriebe versehen ist, das bei
Schwenken des Lagergehäuses eine dem Schwenkwinkel entsprechende Relativdrehung
innerhalb des zweiten Zahnradgetriebes zuläßt, derart, daß die beiden Stellglieder
unabhängig voneinander bewegbar sind.
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Eine zweite Lösung der der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht
darin, daß am Gerätegehäuse ein schwenkbares Lagergehäuse gelagert ist, an dem mittels
eines Zapfens ein Steuerhebel um eine zur Schwenkachse des Lagergehäuses senkrechte
Achslinie schwenkbar angeordnet ist und daß in dein Lagergehäuse eine Druckflüssigkeitszuleitung
und zwei Ableitungen vorgesehen sind, welche mit je
einer hydraulischen Stellvorrichtung
für jedes Stellglied verbunden sind, wobei in jeder Ableitung ein federbelastetes
Druckminderventil eingeschaltet ist, von denen eines mittels eines am Zapfen befestigten
Hebels und das andere mittels eines an der feststehenden Schwenkachse des Lagergehäuses
befestigten Hebels einstellbar ist.
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Bei der ersten Lösung ergeben sich unmittelbar mechanisch die verschiedenen
Stellwege für die Stellglieder. Bei der zweiten LMung erhält man als Ausgangsgrößen
zwei entsprechende hydraulische Drücke. Zur Umsetzung dieser Drücke in Stellwege
der Stellglieder kann die Anordnung so getroffen werden, daß die hydraulische SteRvorrichtung
einen vom Druck in den Ableitungen beaufschlagten Meßkolben aufweist, der gegen
die Wirkung einer Feder auf einen Steuerschieber wirkt, und daß durch den Steuerschieber
ein mit dem Stellglied gekoppelter Kolben steuerbar ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und im folgenden beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine rein mechanische Lösung,
F i g. 2 bis 4 eine Lösung mit hydraulischer Hilfskraft, und zwar Fig. 2
einen von einem Steuerhebel gesteuerten Steuerdruckgeber im Vertikalschnitt längs
Linie 11-11
in der Fig. 3,
Fig. 3 einen Schnitt längs Linie III-Ill
in der Fig. 2 und F i g. 4 einen Schnitt durch einen der hydraulischen Stellmotore,
die an den Stellgliedern angreifen.
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Ein Plattenrüttler 1 bekannter Bauart, der hier nicht im einzelnen
dargestellt ist, weist eine Rüttelplatte auf, auf der ein Schwingungserzeuger montiert
ist. Auf der RütteIplatte ist eine Auflast federnd abgestützt,
welche
im wesentlichen von dem Antriebsmotor gebildet wird. Der Motor kann den Schwingungserzeuger
z. B. über eine Gelenkwelle oder über einen Riementrieb antreiben. Die Rüttelplatte
führt Schwingungen aus, während. die Auflast dabei praktisch in Ruhe bleibt.
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Der Schwingungserzeuger weist Paare von um zueinander parallele Achsen
gegenläufig umlaufenden Unwuchten auf, durch welche gerichtete, also nur in einer
Ebene verlaÜfende Schwingungen erzeugt werden. Wenn diese Schwingungsebene schräg
liegt, so entsteht eine horizontale Transportkomponente, durch welche der Plattenrüttler
je nach der Schwingungsrichtung mit mehr oder weniger großer Geschwindigkeit
vor- oder rückwärts bewegt wird. Durch seitliche Verschiebung der Unwucht zur Längsmittelebene
2 kann eine Drehbewegung des Plattenrättlers um eine vertikale Achse, also eine
Lenkung erzielt werden. Diese ist bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung und deshalb nicht näher dargestellt.
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Der Schwingungserzeuger weist zwei Stellglieder zur Einstellung der
Schwingungsrichtung (Vorschubgeschwindigkeit) und zur Lenkung auf. Diese haben die
Gestalt von SteRspindeln 3 und 4, welche durch am Rüttler drehbar gelagerte
Muttern 5, 6 verstellbar sind. Die Muttern 5, 6 können von einer am
ruhenden Gehäuse 7 der Auflast vorgesehenen Steuervorrichtung über Gelenkwellen
8, 9 verdreht werden.
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Die Steuervorrichtung weist einen Steuerhebel 10
auf, der in
F i g. 1 in seiner Mittelstellung von oben gesehen dargestellt ist. Der Steuerhebel
10 ist mit einem Zapfen 10' schwenkbar an einem Lagergehäuse
10" gelagert, das seinerseits um eine zum Zapfen 10-' senkrechte Achse 14
schwenkbar am Gehäuse 7 gelagert ist. Auf dem Zapfen 10' sitzt ein
Kegelrad 11,
das mit einem Kegelrad 12 im Eingriff steht. Die Welle 12' des
Kegelrades 12 ist durch einen Lagerzapfen 10... des Lagergehäuses
10" hindurchgeführt. Durch die Welle 12' ist die dazu senkrechte Welle
13
zweier Kegelräder 15 verdrehbar. Die Kegelräder 15
stehen
im Eingriff mit Kegelrädern 16 und 17. Das Kegelrad 17 treibt
über Kegelräder 18, 19 die Gelenkwelle 9.
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Das Lagergehäuse 10"' weist einen Zahnkranz 22 auf, durch welchen
über Zahnräder 23, 24 und einen Zahn an 25 das Kegelrad
16 verdrehbar ist. Der andere Lagerzapfen des Lagergehäuses 10"' trägt ein
Kegelrad 20, durch welches über ein Kegelrad 21 die Gelenkwelle 8 verdrehbar
ist.
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Die beschriebene Anordnung wirkt wie folgt: Bei einer Bewegung des
Steuerhebels 10 quer zur Längsmittelachse 2 wird über die Kegelräder
11 und 12 die Welle 13 verdreht. Dabei rohen die Kegelräder
15 an dem festgehaltenen Kegelrad 16 ab und verdrehen das Kegelrad
17, wodurch über die Kegelräder 18
und 19, die Gelenkwelle
9 und die Mutter 6 die Stehspindel 4 verstellen und eine Lenkbewegung
hervorgerufen wird. Bei einer Bewegung des Steuerhebels 10 in der Längsmittelebene
2 wird das Lagergehäuse 10" verdreht, Dieses verstellt dann über die Kegelräder
20, 21 die Gelenkwelle 8 und die Mutter 5 die Steffspindel
3. Dadurch wird eine Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit bewirkt. Das
Kegelrad 1:6 -wird bei Verdrehung des Lagergehäuses 10"' über die Zahnräder
23, 24 und die Zahnkränze 22, 25 mit doppelter übersetzung angetrieben.
Das hat zur Folge, daß bei einer Verdrehung des Lagergehäuses das Kegeliad
17 stehenbleibt und die Verdrehung keinen Einfluß auf die Stellung der Stellspindel
4 hat.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 bis 4 ist mit der
abgefederten Auflast des Plattenrättlers eine Gabel 26 (F ig. 3)-verschraubt.
In der Gabel 26 ist eine Schwenkachse 27 unverdrehbar gelagert, mit
welcher ein Hebel 28 fest verbunden ist. Auf der Schwenkachse 27 ist
ein Lagergehäuse 30 gelagert, das eine Kammer 28' bildet, in welche
der Hebel 28
hineinragt. Im Lagergehäuse 30 ist ein Zapfen
29
d ' rehbar gelagert, der starr mit einem Hebel 31 verbunden
ist, der in eine Kammer 79 des Lagergehäuses 30 ragt. Mit dem Zapfen
29 ist senkrecht zu diesem ein Steuerhebel 32 verbunden. Der Steuerhebel
32 ist in F i g. 3 in seiner vertikalen Ruhestellung dargestellt,
und deshalb ist nur seine Stirnfläche zu sehen.
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Der Hebel 31 ragt bis in einen Zylinderraum 78
(F i
g. 2), der sich an die Kammer 79 anschließt, zwischen Büchsen 34 und
37, die in dem Zylinder-raum 78 geführt sind und unter dem
Einfluß von zwei Federn 35, 36 stehen. Die Feder 35 stützt sich an
einem Ventilteller 39 ab, der eine öleinlaßöffnung beherrscht. Durch eine
Druckflüssigkeitszuleitung 38
wird Drucköl mit vorgegebenem Druck zugeführt,
der von unten auf den Ventilteller 39 wirkt. Aus dem Zylinderraum
78 wird das Öl durch' eine Ab-
leitung 41 abgeleitet. Die Büchsen
34, 37 weisen Bohrungen auf, so daß das 01 den gesamten Zylinderraum
78 ausfüllt. Auf das Ventil wirkt dann von unten ein vorgegebener konstanter
Vordruck und von oben der sich in dem Zylinderraum 78 einstellende Steuerdruck
plus die Spannung der Feder 35. Durch Schwenken des Steuerhebels
32 quer zur Gerätelängsmittelebene kann die Federspannung und damit
der sich einstellende Steuerdruck geändert werden.
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Das gleiche geschieht durch ein Ventil 74 und Federn 72 und
73 in einem Zylinderraum 75, der sich an die Karnmer 28' anschließt,
bei einer Verschwenkung des Steuerhebels 32 in der Längsmittelebene des Gerätes.
Hierbei wird aber mit dem Steuerhebel 32 das Lagergehäuse 30 verschwenkt,
während der Hebel 28 stehenbleibt. Der sich in dem Zy-
linderraum
75 ausbildende Steuerdruck wird von einer Leitung 76 abgenommen.
Man erhält somit in den Leitungen 35 und 76 zwei Steuerdrücke, welche
von der Längs- und Querlage des Steuerhebels 32 abhängen.
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Jeder dieser beiden Steuerdrücke wird über eine flexible Leitung zu
einem am Schwingungserzeuger vorgesehenen hydraulischen Stellmotor' geleitet, durch
welchen die Stellglieder für Vorschub und Lenkung betätigt werden. Ein solcher Stellmotor
ist in F i g. 4 im Schnitt dargestellt.
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Der Steuerdruck wird durch einen Kanal 42 zugeführt und wirkt auf
einen Meßkolben 43, der einen Steuerschieber 44 gegen die Wirkung einer Feder 45
verschieben kann. Der Steuerschieber 44 ist hohlzylindrisch ausgebildet und
weist drei Öffnungen 49, 52, 50 oder RiÜgschlitze auf. Er ist in einem Gehäuse
44' geführt, das Ringrippen 44" aufweist, durch welche zwischen Gehäusewand und
Steuerschieber 44 Ringräume 53, 53' und 59 gebildet werden.
Die obere öffnung 49 des Steuerschiebers 44 mündet in dem Ringraum 53, die
mittlere öffnung 52 in dem Ringraum 53' und die untere öffnung
50 in dem Ringraum 59. Dem mittleren Ringraum 53' wird über
eine Leitung 51 Drucköl zugeführt. Der Ringraum 53 und
der
Ringraum 59 sind über Leitungen 54 bzw. 58 mit einem Zylinderraum
55 oberhalb bzw. einem Zylinderraum 57 unterhalb eines Kolbens
56 verbunden. In dem Steuerschieber 44 gleitet ein hohlzylindrischer Körper
48, der zwei Ringrippen 46 und 47 aufweist, die an der Innenwandung des Steuerschiebers
44 anliegen. Der Körper 48 bildet somit einen Ringraum 46' mit der Innenwandung
des Steuerschiebers 44. Der Abstand der Ringrippen 46, 47 ist so gewählt, daß der
Ringraum 46' die mittlere öffnung 52 entweder mit der oberen öffnung 49 des
Steuerschiebers 44 oder mit der unteren Öffnung 50 verbindet. Der Körper
48 ist an einem in einem Lager 64 gelagerten Hebel 65 angelenkt, mit dem
auch der Kolben 56
über einen Schaft 63 verbunden ist. Der Kolben
56
wirkt über einen Schaft 62 auf die Stellglieder des Rüttlers.
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Die Anordnung wirkt folgendermaßen: Der Steuerschieber 44 stellt sich
in eine ganz bestimmte Lage ein nach Maßgabe des Steuerdruckes. Es sei einmal angenommen,
der Steuerschieber 44 sei verhältnismäßig weit nach unten gedrückt, der Kolben
56 und damit der Körper 48 ständen dagegen verhältnismäßig weit oben. Dann
wird das Drucköl durch die Leitung 51, die öffnung 52, den Ringraum
46', die Öffnung 49, den Ringraum 53 und die Leitung 54 in den oberen Zylinderraum
55 geleitet und drückt den Kolben 56 und damit auch den Körper 48
nach unten, so lange, bis die Ringrippen 46, 47 die öffnungen 49, 50 beide
verschließen und somit die Stellung des Kolbens 56 der des Steuerschiebers
44 angepaßt ist. Das gleiche geschieht im umgekehrten Fall, wenn der Steuerschieber
22 sich in einer höheren Lage befindet als der Kolben 56. Dann strömt
das Drucköl durch die Öffnung 50 und die Leitung 58 in den unteren
Zylinderraum 57. Die von dem Kolben 56 ausgeübte Kraft kann
je nach dem öldruck und dem Kolbenquerschnitt beliebig groß gemacht werden.
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Die in F i g. 2 und 3 dargestellte Druckregulierung
setzt einen ölstrom voraus. Das durch die Leitung und den Kanal 42 zufließende
Öl strömt durch eine enge Bohrung 66 in dem Meßkolben 43 in den Raum
67 durch Bohrungen 68 im Steuerschieber, durch eine Längsbohrung
69 des Körpers 48, und durch eine radiale Bohrung 70 in diesem in
den Raum 60
und wird durch einen Kanal 61 abgeführt.