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Unwuchträttler zur Erzeugung gerichteter Schwingungen Die Erfindung
betrifft einen Unwuchtrüttler zur Erzeugung gerichteter Schwingungen, insbesondere
für selbstbewegliche Bodenverdichter, mit zwei gegensinnig umlaufenden Unwuchten,
die -über ein Zahnrad-Differentialgetriebe zur Einstellung der gegenseitigen Phasenlage
miteinander gekuppelt sind. Es ist ein Unwuchtrüttler dieser Art bekannt, bei dem
die beiden gegenläufig rotierenden Unwuchten gleichachsig angeordnet sind. Mit den
Unwuchten sind Zahnkränze verbunden, welche durch Kegelräder miteinander gekuppelt
sind. Die Kegelräder sind an einem zwischen den Unwuchten drehbar gelagerten Träger
gelagert, der über einen Schneckentrieb zur Veränderung der gegenseitigen Phasenlage
der gegensinnig rotierenden Unwuchten und damit der resultierenden Schwingungsrichtung
während des Laufes verdreht werden kann. Es ist auch bei einem selbstbewe-lichen
Bodenverdichter bekannt, zwei Anordnungen der erwähnten Art gleichachsig und symmetrisch
zur Längsmittelebene des Bodenverdichters anzuordnen, so daß man durch unterschiedliche
Einstellung der Schwingungsrichtungen eine Kurvenfahrt des Bodenverdichters erzielen
kann. Gleichachsig angeordnete Unwuchten haben aber den Nachteil, daß Drehschwingungen
um eine vertikale Achse erzeugt werden, die bei Bodenverdichtern zu einem unerwünschten
»Tanzen« des Geräts führen.
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Es sind selbstbewegliche Bodenverdichter bekannt, bei denen zwei Unwuchten
gegensinnig um getrennte, zueinander parallele Achsen umlaufen und zur Veränderung
der Schwingungsrichtung die Phasenlage der Unwuchten zueinander während des Laufes
verändert werden kann. Das geschieht bei den bekannten Anordnungen entweder mittels
eines Steilgewindegetriebes oder mittels einer Kupplung, durch welche bei einer
axialen Verschiebung eines Kupplungsgliedes zwischen zwei Endlagen jedesmal die
relative Winkellage der Unwuchten zueinander um einen festen Betrag verändert wird.
Diese bekannten Anordnungen benötigen relativ hohe Schaltkräfte zur Veränderung
der Phasenlagen der Unwuchten.
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Es ist ferner eine Anordnung bekannt, bei welcher zwei Paare von gegensinnig
um getrennte, zueinander parallele Achsen rotierenden Unwuchten über ein Differentialgetriebe
so miteinander gekuppelt sind, daß bei Beibehaltung der Schwingungsrichtung der
resultierenden Schwingung deren Größe über das Differentialgetriebe kontinuierlich
veränderbar ist. Jedes der Paare erzeugt eine lineare Schwingung und diese Schwingungen
setzen sich wieder zu einer linearen Schwingung zusammen. Die Richtungen der beiden
linearen Schwingungskomponenten können nun durch das Differentialgetriebe gegensinnig
verändert werden, so daß sich unter Beibehaltung der resultierenden Schwingungsrichtung
die Amplitude der resultierenden Schwingung ändert: Die Amplitude hat ihr Maximum,
wenn die Schwingungskomponenten gleichgerichtet sind, sie ist Null, wenn die Schwingungskomponenten
entgegengesetzte Richtun- haben. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich
um einen Schwingantrieb für Schwingsiebe od. dgl. Es wird dort mit vier Unwuchten
die Größe der Schwingung verändert aber nicht ihre Richtung. Aber gerade das ist
häufig erwünscht, insbesondere bei selbstbeweglichen Bodenverdichtern, wo durch
Veränderung der resultierenden Schwingungsrichtung die Vorschubrichtung und -geschwindigkeit
des Bodenverdichters verändert werden kann. Für solche Zwecke ist die letzterwähnte
bekannte Anordnung nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines Zahnrad-Differentialgetriebes
mit geringer Stellkraft die relative Phasenlage zweier um getrennte, zueinander
parallele Achsen gegensinnig rotierender Unwuchten stetig einstellbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Unwuchten in an
sich bekannter Weise um getrennte, zueinander parallele Achsen umlaufen, daß die
erste Unwucht an einem verdrehbaren Träger gelagert ist und mit einem Planetenrad
in Antriebsverbindung steht, das seinerseits mit einem zur Achse des Trägers gleichachsig
gelagerten Sonnenrad mit einem von Eins verschiedenen übersetzungsverhältnis im
Eingriff ist, und daß das Sonnenrad mit der zweiten Unwucht mit einem dem übersetzungsverhältnis
in gleichsinniger Antriebsverbindung steht.
Es ergibt sich dabei
eine relativ einfache und übersichtliche Konstruktion, und durch Verstellen des
Träaers kann die Phasenlage der Unwuchten zueinander auf einfache Weise während
des Laufes stetig verändert werden.
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Zweckmäßig ist es, wenn die erste Unwucht aus wenigstens zwei Teilunwuchten
zusammengesetzt ist, die symmetrisch um die Achse des Trägers herum gelagert sind.
Auf diese Weise erzeugen die Unwucht kräfte keinerlei Momente um die Schwenkachse
und man kann den Träger relativ leichtgängig, beispielsweise mittels eines Bowdenzuges,
verschiebbar machen.
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Zur Schaffung eines lenkbaren, selbstbeweglichen Bodenverdichters
kann die Anordnung so getroffen werden, daß in einem Gehäuse zwei Träger gleichachsig
und unabhängig voneinander verstellbar sind, und in den Trä-ern Unwuchten mit Planetenrädern
gelagert sind, und daß zwischen diesen Trägem gleichachsig angeordnete Sonnenräder,
die mit der zweiten Unwucht in Antriebsverbindung stehen, mit den Planetenrädern
der beiden Träger im Eingriff sind. Durch unterschiedliche Neigung der Träger kann
man dann links und rechts der Gerätemittelebene unterschiedliche Schwingungsrichtungen
erzeugen und dadurch in an sich bekannter Weise ein Lenkmoment hervorrufen.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt
und im folgenden beschrieben. F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen nach
der Erfindung g ausg gebildeten Rüttler; F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs
der Linie 11-11 von F i g. 1;
F i g. 3 zeigt in ähnlicher Darstellung
wie F i g. 1
eine andere Ausführungsform der Erfindung.
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In einem Gehäuse 1 ist ein Träger 2 schwenkbar C g
(yelagert.
Der Träger 2 besteht aus einem ersten Nabentei13 mit einem radialen Flansch4, das
im Gehäuse 1 gelagert ist, und einem zweiten Nabenteil 5
C mit einem
radialen Flansch 6. Das zweite Nabenteil 5
ist gleichachsig, a cp zu
dem ersten (3) im Abstand von diesem angeordnet und auf einer Welle7 drehbar gelagert,
die einerseits im Gehäusel auf der dem ersten Nabenteil 3 abgekehrten Seite
und andererseits in einer Sacklochbohrung 8 dieses Nabenteils 3 gelagert
ist.
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Zwischen den Flanschen 4 und 6 sind diametral einander gegenüberliegend
Unwuchten 9 und 10 auf Wellen 11 bzw. 12 gelag Z, _,ert.
Mit der Welle 7 ist ein Sonnenrad 13 bei 14 verkeilt. Mit den Unwuchten
9
und 10 sind Planetenräder 15 bzw. 16 bei
17 bzw. 18
verkeilt, die mit dem Sonnenrad im Eingriff stehen. Die
Durchmesser der Zahnräder 13, 15 und 16 sind so gewählt, daß die Unwuchten
9, 10 von der Welle 7
mit einem von Eins verschiedenen übersetzungsverhältnis,
z. B. 2: 1, angetrieben werden. Ferner sind die Unwuchten 9, 10 so
mit den Zahnrädern 15,
16 verkeilt, daß die Unwuchtkräfte ständig parallel
ererichtet sind.
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C
Mit der Welle 7 ist außerhalb des Nabenteils
5 ein Zahnrad 19 bei 20 verkeilt. Das Zahnrad 19 steht über
ein Zwischenzahnrad 21 mit einem Zahnrad 22 in Antriebsverbindung. Das Zwischenzahnrad
21 ist mit einer Welle 23 einerseits im Gehäuse 1 und andererseits
in einem Lag gersockel 24 gelagert.
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Die Unwuchten 9 und 10 bilden zusammen eine erste Unwucht
eines Paares von geggensinnig rotierenden Unwuchten. Eine zweite Unwucht
25 sitzt auf einer Welle 26, die beiderseits im Gehäuse
1 gelagert ist, und ist bei 27 mit dieser verkeilt. Mit der Welle
26 ist ferner das Zahnrad 22 bei 28 verkeilt. Die Welle
26 wird über eine Riemenscheibe 29, die bei 30 damit verkeilt
ist, angetrieben. Die Zahnräder 22, 21 und 19 sind so bemessen, daß die Welle
7 von der Welle 26 her mit einer Untersetzung, z. B. 2:
1,
angetrieben wird, die der übersetzung zwischen der Welle 7 und den
Unwuchten 9, 10 durch die Zahnräder 13, 15, 16 reziprok ist.
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Der Träger 2 ist außerhalb des Gehäuses 1 mit einem Ende einer
Drehfeder 31 verbunden, deren anderes Ende am Gehäuse 1 befestigt
ist. Dadurch und durch den Bowdenzug 34 wird der Träger 2 an eine Ruhelage gefesselt.
Auf dem Ende des Nahenteils 3 sitzt eine Kappe 32, welche die Feder
31 übergreift und abdeckt. An der Kappe 32 ist ein Hebel
33
vorgesehen, an dem ein Bowdenzug 34 angreift. Durch den Bowdenzug 34 ist
der Träger 2 gegenüber dem Gehäuse 1 verschwenkbar.
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Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Die Welle
26 und damit das Zahnrad 22 werden von der Riemenscheibe 29 im Sinne
des Pfeiles 35
(F i g. 2) im Uhrzeigersinn angetrieben. Dadurch wird
das Zahnrad 21 entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil 36) und das Zahnrad
19 und damit auch das Sonnenrad 13 wieder im Uhrzeigersinn (Pfeil
37) angetrieben. Das Sonnenrad 13 treibt wiederum die Planetenräder
15 und 16 beide entgegen dem Uhrzeigersinn an (Pfeile 38).
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Während die Unwucht 25 also im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren
die Unwuchten 9, 10, beide entgegen dem Uhrzeigersinn, und da die Resultierende
der Unwuchten 9 und 10 gleich der Unwucht 25 ist, ergeben sich
bekanntermaßen gerichtete Schwingungen in einer Ebene. Durch den Bowdenzug 34 kann
nun der Träger 2 gegenüber dem Gehäuse 1 verschwenkt werden und dabei verändert
sich die Winkellage der Unwuchten 9 und 10 gegenüber der Unwucht
25. Es ist hierbei zu beachten, daß die Voraussetzung hierfür ein von Eins
verschiedenes übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad 13 und Planetenrädem
15, 16
ist, weil sonst die zusätzliche Drehbewegung der Unwuchten
9, 10 relativ zu dem Träger 2, die bei einer Verschwenkung des Trägers 2
eintritt, durch die Schwenkbewegung des Trägers 2 gerade kompensiert würde. Bei
einem übersetzungsverhältnis 1 : 1 wäre die Winkellag ge der Unwucht en 9,
10 relativ zu der Unwucht 25 von einer Schwenkbewegung des Trä-,gers 2 unbeeinflußt.
Das von Eins verschiedene übersetzungsverhältnis zwischen Welle 7 und Unwuchten
9, 10 muß natürlich durch eine entsprechende, dazu reziproke Untersetzung
zwischen Welle 26 und Welle 7 kompensiert werden, da ja die Unwuchten
9 und 10 mit der gleichen Drehzahl umlaufen müssen wie die Unwucht
25.
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Ein Rüttler der beschriebenen Art kann für selbstbewegliche Bodenverdichter
oder aber auch beispielsweise für Schwingsiebe, Schwingförderer od. dgl. Verwendung
finden.
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Einen Rüttler, der insbesondere für selbstbewegliche Bodenverdichter
vorgesehen ist und eine Lenkun- dieser Bodenverdichter gestattet, zeigt F i
g. 3.
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In einem Gehäuse 35 sind gleichachsig zueinander zwei Träger
36, 36' einseitig und schwenkbar in g enüberliegenden Gehäusewandungen gelagert.
zIeg Jeder der Träger 36, 36! besteht aus einem Nabenteil 37 bzw.
37' mit zwei im Abstand voneinander an-
Geordneten radialen
Flanschen 38, 39 bzw. 38', 39'.
Zwischen den Flanschen 38, 39
bzw. 38', 39' sind diametral einander gegenüberliegend jeweils zwei Unwuchten
40 und 41 bzw. 40' und 41' mit Wellen 42, 43 bzw. 42', 43' gelagert- Die Unwuchten
40, 411 bzw. 40', 41' sind mit den Wellen verkeilt, und ebenfalls verkeilt mit den
Wellen sind Planetenräder 44, 45 bzw. 44, 45*, die auf den Wellenstümpfen zwischen
den einander zugekehrten Flanschen 39 und 38' sitzen.
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Auf einer Welle 46, die gleichachsig zur Schwenkachse der Träger
36, 36' in Sacklochbohrungen 47, 47' zwischen deren Nabenteilen
37, 37' gelagert ist, sitzt ein Zahnrad 48, dessen Nahe 49 mit der Welle
46 verkeilt ist. Verkeilt mit der Nabe 49 sind zwei Sonnenräder 50, 51
zu beiden Seiten des Zahnrades 48, die mit den Planetenrädem 44, 45 bzw. 44', 45'
ün Eingriff stehen.
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Parallel zu der Welle 46 und den Wellen 42, 43, 42', 43' ist eine
Welle 52 im Gehäuse 35 gelagert. Mit der Welle 52 ist eine
Unwacht 53 verkeilt. Die Unwucht 53 weist in der Mitte einen Zahnkranz
54 auf, der über ein Zwischenzahnrad 55 mit dem Zahnrad 48 in Antriebsverbindung
steht.
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Die Träger36,36' sind mit Zapfen56,56' einseitig im Gehäuse
35 Gelagert und - ähnlich wie in F i g. 1 - durch Drehfedern
57, 57' gegen Bowdenzug 60, 60' an Ruhelage gefesselt. Kappen
58, 58'
auf den Zapfen 56, 56' decken die Federn 57, 57'
ab und weisen Hebel 59, 59' auf, an denen Bowdenzüge 60, 60' angreifen.
Mittels der Bowdenzüge können die Träger 36 und 36' unabhängig voneinander
verschwenkt werden. Die Unwucht 53 ist so groß wie die Summe der Unwuchten
40, 41, 40' und 41'. Durch unterschiedliche Verschwenkung der Träger 36 und
36' können bei selbstbeweglichen Bodenverdichtern Lenkmomente zur Erzielung
einer Kurvenfahrt erzeugt werden. Der Rüttler könnte aber auch gegebenenfalls für
andere Zwecke, etwa zur Erzeugung einer schraubenförmigen Förderbewegung, verwendet
werden.
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Die Wiriungsweise der Anordnung ist im übrigen die gleiche, wie sie
an einem einzigen System in Verbindung mit F i g. 1 und 2 erläutert worden
ist.
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Statt mechanischer Stellmittel, wie eines Bowdenzuges, kann man zur
Verschwenkung der Träger 2, 36, 36' auch andere Mittel, beispielsweise Drehmagnete,
vorsehen. Da die Unwuchten 9, 10 bzw. 40, 41 und 40", 41' symmetrisch zur
Schwenkachse der Träger angeordnet sind, erzeugen die Unwuchtkräfte keinerlei Drehmomente
um diese Schwenkachse, so daß zum Verschwenken der Träger nur relativ geringe Stellkräfte
erforderlich sind. Statt zweier symmetrisch einander gegenüberliegender Unwuchten
9,
10 kann man gegebenenfalls auch eine andere regelmäßige Anordnung
der Unwuchten um die Schwenkachse herum vorsehen.