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Unwuchtrüttler mit einstellbarer Unwucht, insbesondere für Bodenverdichter
Die Erfindung betrifft einen Unwuchträttler, insbesondere für Bodenverdichter, bei
dem mit einer Hohlwelle ein erster Unwuchtkörper unverdrehbar verbunden ist und
ein zweiter Unwuchtkörper verdrehbar auf der Hohlwelle sitzt und mittels eines als
Zahnradgetriebe ausgebildeten überlagerungsgetriebes gleichsinnig und mit gleicher
Drehzahl wie diese angetrieben wird und bei welchem mittels des Überlagerungsgetriebes
über ein in der Hohlwelle geführ" tes mitumlaufendes Übertragungsglied die gegenseitige
Winkellage der Unwuchtkörper während des Laufes verstellbar ist. Bei dieser bekannten
Anordnung wird das übertragungsglied von einer Zahnstange gebildet, diemit den Unwuchtkörpern
umläuft und die mit einem Ende verdrehbar, aber axial nicht beweglich in einer Gewindebüchse
gelagert ist. Die Gewindebüchse ist mittels eines Handrades verdrehbar und wird
dabei mehr oder weniger weit in axialer Richtung hinaus- oder hineingeschraubt.
Diese axiale Bewegung überträgt sie auf die Zahnstange. In die Zahnstange greift
ein Ritzel ein, welches ebenfalls mit den Unwuchtkörpern rotiert und an diesen um
eine zur Umlaufachse der Unwuchten gekreuzte Achse drehbar gelagert ist. Die axiale
Bewegung der Zahnstange wird daher in eine Drehbewegung des Ritzels umgesetzt. Diese
Drehbewegung wird mittels eines Paares von Kegelrädern in eine Rotation einer Achse
umgewandelt, die parallel zur Rotationsachse der Unwuchten liegt, und diese Drelibewegung
bewirkt über ein weiteres Zahnrad und einen Zahnkranz an dem einen Unwuchtkörper
eine Veränderung der gegenseitigen Winkellage der beiden Unwuchtkörper und damit
der resultierenden Unwucht. Auch diese bekannte Anordnung läuft darauf hinaus,
eine axiale Bewegung des übertragungsgliedes in eine Diehbewegung umzusetzen, welche
die Winkelverstellung der Unwuchtkörper während des Laufes bewirkt. Es gilt hierfür
das gleiche wie für die ebenfalls bekannten Unwuchtrüttler mit Steilgewindegetriebe:
Entweder braucht man einen relativ großen Stellweg in axialer Richtung, was bei
manchen Anwendungen zu konstruktiven Schwierigkeiten führen kann, oder man braucht
eine große Kraft. Es ist ja zu beachten, daß man bei der Unwuchtverstellung Winkelwege
bis zu 180' anstreben muß. Zur Erzielung maximaler Unwucht sitzen die beiden
Unwuchtkörper mit gleicher Orientierung auf der Welle, und zur Erzielung der Unwucht
Null sind die Unwuchtkörper einander entgegengerichtet.
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Es ist ferner ein Unwuchtrüttler bekannt, bei welchem zwei Paare von
gegensinnig rotierenden Unwuchten vorgesehen sind, die jedes eine gerichtete Schwingung
erzeugen. Diese Paare von Unwuchten sind über ein Planetengetriebe miteinander gekuppelt,
und durch das Planetengetriebe kann während des Laufes eine solche Verstellung der
gegenseitigen Winkellage bewirkt werden, daß sich die Größe der resultierenden Schwingschlagkraft
bei konstanter Drehzahl verändert. Dabei handelt es sich aber um eine Konstruktion,
bei welcher vier Unwuchten um vier getrennte Achsen umlaufen und die daher relativ
viel Raum beansprucht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten
Nachteile eine kompakte Rüttlerkonstruktion zu schaffen, bei welcher die Unwuchtkörper
während des Laufes über große Winkelwege verstellt werden ' können.
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Erfindun,-,sgeiioCäß wird das bei einem Unwuchtrüttler der eingangs
beschriebenen Bauart dadurch C im
erreicht, daß das übertragungsglied von
einer Schaltwelle gebildet wird, die in der Hohlwelle gelagert ist, daß ein auf
der Schaltwelle sitzendes Zahnrad mit einem Zwischenzahnrad im Eingriff steht, das
an dem mit der Hohlwelle verkeilten ersten Unwuchtkörper gelagert ist, in einen
Durchbruch der Hohlwelle ragt und seinerseits mit einer Innenverzahnung des winkelverstellbaren
zweiten Unwuchtkörpers im Eingriff steht, und daß die Schaltwelle von der Hohlwelle
über ein Planetengetriebe angetrieben wird, durch welches der Umlaufbewegung des
zweiten Unwuchtkörpers eine Stellbewegung überlagerbar ist.
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Die Schwenkbewegung der Unwuchtkörper zur Veränderung der Schlagkraft
des Rüttlers während des Laufes wird hierbei nicht wie bei den bekannten Anordnungen
durch eine axiale Bewegung eines übertragungsgliedes eingeleitet, sondern durch
eine Drehbewegung an dem Planetengetriebe. Man kann daher auch relativ große Stellwege
vorsehen, ohne
daß die Anordnung dadurch unerwünscht sperrig wird.
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Zweckmäßigerweise wird die Anordnung so getroffen, daß das Außenrad
und der Planetenradträger des Planetengetriebes auf einem Ende der Schaltwelle drehbar
gelagert sind und das Innenrad des Getriebes mit der Schaltwelle verkeilt ist und
daß der Planet nradträger mit einer Außenverzahnung versehen ist und von einem mit
der Hohlwelle verkeilten Zahnrad über ein im Rüttlergehäuse gelagertes Ritzelpaar
angetrieben wird.
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Es ist feiner ein Unwuchtrüttler bekannt, bei welchem zwei Unwuchten
gleicher Größe zur Erzeugung gerichteter Schwingungen um zueinander parallele Achsen
gegensinnig umlaufen und zur Änderung der Schwingungsrichtung die gegenseitige Winkellage
der beiden gegensinnig umlaufenden Unwuchten einstellbar ist. Die Art der Unwuchtverstellung
gemäß der Erfindung läßt sich auch bei solchen Rüttlem anwenden, indem die Größe
jeder der beiden Unwuchten in der beschriebenen Weise mittels eines Planetengetriebes
einstellbar ist und die Außenräder der Planetengetriebe mit einer Außenverzahnung
versehen sind und miteinander im Eingriff -stehen.
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Es sind ferner Unwuchträttler vorgeschlagen worden, bei denen die
Unwuchten axial verschiebbar sind. Diese axiale Verschiebung der Unwuchten dient
zur Erzeugung einer Lenkkomponente bei selbstbeweglichen Plattenrüttlern. Die Erfindung
kann beisolchen Einrichtungen in der Weise verwirklicht werden, daß das auf der
Schaltwelle sitzende Zahnrad und der Durchbruch der Hohlwelle in einem die Axialverschiebung
zulassenden Maße breiter als das Zwischenzahnrad sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt
und im folgenden beschrieben: F i g. I zeigt teilweise im Schnitt einen nach
der Erfindung ausgebildeten Unwuchträttler, insbesondere für Bodenverdichter, bei
welchem zur Erzeugung gerichteter Schwingungen zwei Unwuchten mit zueinander parallelen
Achsen gegenläufig umlaufen, zur Veränderung der Schwingungsrichtung die Phasenlagen
der Unwuchten veränderbar und zur Erzielung einer Lenkung die Unwuchten axial verschiebbar
sind; F i g. II ist ein Schnitt längs der Linie II-11 in Fi g. 1,
und F i g. IR ist ein Schnitt längs der Linie HI-Ill in F i g. I.
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Ein Antriebsrad 1 (F i g. I) ist mit einer als Hohlwelle
ausgebildeten Unwuchtwelle 2 fest verbunden. Auf der Unwuchtwelle 2 sind Unwuchtkörper
3, 4 und 5 axial verschiebbar angeordnet. Sie können in an sich bereits
vorgeschlagener Weise durch einen schwenkbar gelagerten Winkelhebel 6, an
dem eine Zugstange 7 angelenkt ist, auf der Unwuchtwelle 2 verschoben werden.
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Auf einer zweiten, zur Unwuchtwelle 2 parallelen Unwuchtwelle
8 sitzen Unwuchtkörper 9, 10, 11, die mittels eines Winkelhebels 12,
der ebenfalls an der Zugstange 7 angelenkt ist, auf der Unwuchtwelle
8
verschiebbar sind. Die Unwuchtwelle 8 und die Unwuchtkörper
9, 10, 11, die nicht im Schnitt dargestellt, sind, entsprechen in ihrem Aufbau
der Unwuchtwelle 2 und den zugehörigen Unwuchtkörpern 3, 4, 5,
Diß
-beiden Unwuchtwellen 2, 8 sind in bereits vorgeschlagener Weise durch ein
Gelenkviereck, bestehend aus Lenkem 13, 14 und 15 (F i g. 11)
und Zahnrädern 16, 17, 18 und 19, miteinander verbunden. Die zweite
Unwuchtwelle 8 wird von der ersten Unwuchtwelle 2 mit Hilfe der Zahnräder
16, 17, 18,
19 angetrieben und hat entgegengesetzte Drehrichtung wie
die erste Unwuchtwelle 2. Dadurch kompensieren sich in bekannter Weise die Komponenten
der Unwuchtkräfte in der einen Richtung, so daß gerichtete Schwingungen entstehen.
Durch Bewegen des Lenkers 14 wird die Phasenlage der Unwuchtkörper 3, 4,
5 gegenüber den Unwuchtkörpern 9, 10,
11 und . damit
die Richtung der resultierenden Schwingungen verändert. Das ist vor allem von Bedeutung
für Bodenverdichter, bei denen der Vorschub durch eine waagerechte Transportkomponente
der Rüttelkräfte bewirkt wird. Es kann dann durch Verstellung des Lenkers 14 die
Geschwindigkeit des Bodenverdichters verändert oder der Vorschub von vorwärts auf
rückwärts umgeschaltet werden.
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Die Massen der Unwachtkörper 4 bzw. 10 sind so groß wie die
Massen der Unwachtkörper 3 und 5
bzw. 9 und 11
zusammen; während die letzteren mit den Unwuchtwellen 2 bzw. 8 verkeilt
sind, sind die ersteren gegenüber den Unwuchtkörpern 3, 5 bzw.
9,
11 zur Veränderung der resultierenden Unwucht und damit der Schwingschlagkraft
winkelverstellbar, und zwar werden dabei die Unwuchtkörper 4 und 10 auf den
beiden Unwuchtwellen 2 und 8 jeweils um gleiche Winkel im gegenläufigen Sinne
verdreht. Die Unwuchtkörper 3 und 5 sind dabei symmetrisch beiderseits
des Unwuchtkörpers 4 angeordnet, so daß keine Kippmamente auftreten.
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Zum Verdrehen des Unwuchtkörpers 4 gegenüber den Unwuchtkörpern
3 und 5 sind ein Planetengetriebe und ein Schaltrad 21 vorgesehen.
Das Schaltrad 21 ist in den Unwuchtkörpern 3 und 5 auf einem Bolzen
22 gelagert. Die beiden Teile des Unwuchtkörpers 3, 5 sind durch eine Paßfeder
26 undrehbar miteinander verbunden. Die hohle Unwuchtwelle 2 ist mit einem
Durchbruch 23 versehen, der so lang ist, daß bei der Lenkung des Bodenverdichters
durch axiales Verschieben der Unwachtkörper das in den Unwuchtkörpern
3, 5 gelagerte Schaltrad 21 in dem Durchbruch 23 verschoben werden
kann. Das Schaltrad 21 steht mit einer Innenverzahnung 20 (F i g. 111) des
Unwuchtkörpers 4 und mit einem Zahnrad 25 im Eingriff, welches auf einer
in der hohlen Unwuchtwelle 2 geführten Schaltwelle 24 sitzt. Mit Rücksicht auf die
axiale Bewegung des Schaltrades 21 beim Lenken ist das Zahnrad 25 entsprechend
breit ausgeführt. Die Schaltwelle 24 ist mit Lagern 27 und 28 in der
hohlen Unwuchtwelle 2 gelagert. Die Schaltwelle 24 und die Unwachtwelle 2 laufen,
wie noch erläutert werden wird, mit gleicher Drehzahl, so daß sich die Schaltwelle
in ihren Lagern nicht dreht, solange die Schwingschlagkraft nicht verändert wird.
Die -Zahnräder 20, 21, 25 dienen dann nur zur Mitnahme des auf den
Unwuchtkörpem 3 und 5 gelagerten Unwuchtkörpers 4. Lediglich zur Änderung
der Schwingschlagkraft wird die Schaltwelle 24 gegenüber der Unwuchtwelle 2 geringfügig
verdreht und mit Hilfe der Zahnräder 20, 21, 25 der Unwuchtkörper 4 entsprechend
gegenüber dem Unwuchtkörper 3, 5 verdreht.
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Das geschieht mittels eines Planetengetriebes, das auf dem freien
Ende 29 der Schaltwelle 24 mit
Lagern 39 und 40 gelagert
ist. Der Planetenradträger 30 wird durch Zahnräder 31, 32, 33 angetrieben.
Die Untersetzung dieser Räder ist so gewählt, daß bei feststehendem Außenrad
35 das von Planetenrädern 36 angetriebene, mit der Schaltwelle 24
fest verbundene Innenrad 38 mit derselben Drehzahl uniläuft wie die Unwuchtwelle
2.
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Die zweite Unwuchtwelle 8 ist mit einem entsprechenden Schaltgetriebe
und Planetengetriebe versehen. Die Außenräder beider Planetengetriebe sind mit Außenverzahnungen
41 und 42 versehen, welche miteinander im Eingriff sind. Durch Schwenken eines an
einem der Außenräder angebrachten Hebels 43 werden die Außenräder 35 in entgegengesetzter
Richtung verdreht und verdrehen in der geschilderten Weise die Unwuchtkörper 4 bzw.
10 gegen die Unwuchtkörper 3, 5 bzw. 9, 11 in entgegengesetzter
Richtung.
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Die Unwuchtwellen 2 und 8 werden durch die Fliehkraft der Unwuchtkörper
3, 4, 5 bzw. 9, 10, 11
auf Biegung beansprucht. Hierfür ist
der in den Unwuchtwellen 2 und 8 vorgesehene Durchbruch 23
ungünstig.
Nach der Erfindung ist, wie in F i g. Ill dargestellt, das Zahnrad 21 um
90' versetzt zur Lage der Unwuchtmassen 3 und 5 angeordnet.
Wirkt die Fliehkraft der Unwuchtmassen 3, 4, 5 in derselben Richtung,
dann liegt der Durchbruch 23 für die Biegebeanspruchung in der neutralen
Zone und ist darum wenig wirksam. Wird die Masse 4 um 90'
verdreht, dann ist
die Unwuchtwelle 2 in Richtung des Durchbruchs 23 nur mit der halben Last
beansprucht.