DE1254897B - Unwuchtruettler mit im Betrieb selbsttaetig ohne Fremdantrieb regelbarer Ruettelkraft - Google Patents

Description

DEUTSCHES WWWWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 42 s-1/16

Nummer: 1254 897

Aktenzeichen: W 32326 VI a/42 s

J 254 897 Anmeldetag: 26.Mail962

Auslegetag: 23. November 1967

Unwuchtrüttler werden heute in vielen Zweigen der Technik als Schwingungserreger eingesetzt. Sie bestehen in der Regel im wesentlichen aus Elektromotoren mit ein- oder beidseitig auf der Rotorwelle aufgesetzten exzentrischen Unwuchtscheiben. Um die Größe der Rüttelkraft den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpassen zu können, werden üblicherweise den auf der Rotorwelle befestigten Unwuchtscheiben gleich große drehbare Unwuchtscheiben zugeordnet. Durch eine Relativdrehung dieser Scheiben gegenüber den auf der Welle befestigten Scheiben kann die Größe der Gesamtunwucht und damit die Größe der Rüttelkraft zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert eingestellt werden. Hierzu ist es im allgemeinen erforderlich, Schutzdeckel zu entfernen, eine Klemmvorrichtung der auf der Motorwelle drehbaren Unwuchtscheibe zu lösen, diese gegenüber der auf der Motorwelle festen Scheibe zu verdrehen und erneut mittels der Klemmvorrichtung festzusetzen. Eine derartige Verstellung der Rüttelkraft ist jedoch sehr umständlich und zeitaufwendig, sie läßt sich außerdem nur im Stillstand des Rüttlers vornehmen.

Aus diesem Grund ist eine Reihe von Maßnahmen vorgeschlagen worden mit dem Ziel, die Rüttelkraftverstellung zu vereinfachen sowie eine Verstellung während des Laufes vorzunehmen.

So ist bereits eine Ausführung bekannt, bei der die Unwuchtscheiben auf einfache Weise von außen verstellt werden können, ohne vorher irgendwelche Gehäusedeckel abnehmen zu müssen. Dieser insbesondere als Bodenverdichter arbeitende Unwuchtrüttler hat zwei gegenläufig umlaufende Unwuchtwellen, die je eine aus drei Teilmassen bestehende Unwuchtmasse tragen, wobei die mittlere Teilmasse fest mit der Unwuchtwelle verbunden ist und die äußeren über eine von außen über ein Hebelgestänge zu betätigende Klauenkupplung verstellt und mittels einer Arretiervorrichtung arretiert werden können. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß der Rüttler zur Verstellung der Rüttelkraft jeweils stillgesetzt werden muß und auch keine stufenlose Verstellung der Rüttelkraft möglich ist. In vielen Fällen ist jedoch eine stufenlose Verstellung der Rüttelkraft während des Betriebes erwünscht.

Bei einer bekannten Ausführung ist bereits eine stufenlose Verstellung der Rüttelkraft während des Betriebes möglich. Hierbei werden zwei getrennt angetriebene Unwuchtscheibenpaare über Zahnräder und eine Rutschkupplung mit einstellbarem Rutschmoment derartig miteinander gekoppelt, daß durch zwei über Handräder von außen zu betätigende Bremsen das Rutschmoment der Rutschkupplung Unwuchtrüttler mit im Betrieb selbsttätig ohne
Fremdantrieb regelbarer Rüttelkraft

Anmelder:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Karl-Heinz Wehmeier,
Beckum (Westf.), Marienstr. 22

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Karl-Heinz Wehmeier,
Beckum (Westf.)

überschritten und damit eine Relativbewegung der beiden Unwuchtscheibenpaare erzielt werden kann. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß einmal ein zusätzlicher Antrieb für die Betätigung der

so Bremsen nötig ist und zum anderen bei häufigem Verstellen der Rüttelkraft die Bremsbeläge nach kurzer Zeit verschlissen sind. Hierdurch kommt es zu Stillstandszeiten und unerwünschten Betriebsunterbrechungen.

as Bei einer anderen bekannten Ausführung kann mit Hilfe von zwei hintereinandergeschalteten Planetengetrieben und einem Schneckengetriebe während des Betriebes die Rüttelkraft an einem im wesentlichen aus zwei Wellenpaaren mit exzentrisch aufgesetzten Massen bestehenden Rotationsrüttler stufenlos verstellt werden. Wegen der beiden Planetengetriebe und des Verstellschneckengetriebes ist dieser Rüttler jedoch sehr aufwendig und neigt wegen seiner Kompliziertheit leicht zu Betriebsstörungen. Außerdem ist neben dem eigentlichen Rüttelantrieb auch bei dieser Ausführung ein zusätzlicher Fremdantrieb für die Verstellung der Rüttelkraft erforderlich.

Zur Vereinfachung des Aufbaues dieses bekannten Rüttlers ist bei einer anderen bekannten Ausführung das Planetengetriebe durch ein Paar Anschlagklauen bzw. Anschlagkörper ersetzt worden. Jedoch läßt sich hierbei die Größe der Rüttelkraft nicht mehr stufenlos regeln, sondern es ist nur noch eine Einstellung auf einen Minimal- und einen Maximalwert möglich. Ein Fremdantrieb zur Verstellung der Rüttelkraft ist außerdem auch hierbei erforderlich.

Dieser zusätzliche Fremdantrieb ist bei einem anderen bekannten Unwuchtrüttler, bei dem neben einer auf der Rotorwelle befestigten Unwuchtscheibe eine zweite zwischen zwei Anschlägen bewegliche Unwuchtscheibe angeordnet ist, und durch Verändern der Drehzahl bzw. der Drehrichtung des An-

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triebsmotors die bewegliche Unwuchtscheibe sowohl an dem einen als auch an dem anderen Anschlag zum Anliegen gebracht werden kann, zwar nicht erforderlich, jedoch hat auch diese Ausführung den Nachteil, daß die Rüttelkraft nur auf einen Minimal- und einen Maximalwert eingestellt werden kann. Eine stufenlose Regelung der Rüttelkraft während des Betriebes ist nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Unwuchtrüttler zu schaffen, der alle diese Nachteile der bisher bekannten Ausführungen nicht aufweist, der also insbesondere auf einfache Weise ohne zusätzlichen Fremdantrieb eine stufenlose Verstellung der Rüttelkraft während des Betriebes ermöglicht.

Hierzu werden zwei Unwuchtmassen über ein Verstellgetriebe mit sehr kleinem Übersetzungsverhältnis sowie zwei Schaltkupplungen derartig miteinander verbunden, daß sie lediglich durch Schalten der beiden Kupplungen, was z. B. bei Verwendung bekannter Magnetschaltkupplungen nur durch Betätigung eines Druckknopfes geschieht, sowohl synchron als auch mit einer geringen Relativverdrehung gegeneinander laufen können.

An Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Unwuchtrüttler mit im Betrieb regelbarer Rüttelkraft und beidseitig angeordneten Unwuchtscheiben im Längsschnitt,

F i g. 2 das Verstellgetriebe und die Schaltkupplungen bei synchronem Lauf der Unwuchtscheiben im Nennbetrieb,

F i g. 3 das Verstellgetriebe und die Schaltkupplungen während der Verstellung der Unwuchtscheiben im Lauf.

In Fig. 1 hat der Rotor 1 eines Elektro- oder Preßluftmotors od. dgl. eine Hohlwelle 2, auf deren beiden Enden zwei exzentrisch angeordnete Unwuchtscheiben 3 und 4 sowie auf dem einen Ende ein Zahnrad 5 befestigt sind. Auf einer mit Spiel durch die Hohlwelle 2 gehenden Welle 6 sind auf jedem Ende exzentrisch angeordnete Unwuchtscheiben 7 und 8 von der gleichen Größe wie die Scheiben 3 und 4 sowie auf dem einen Ende ein Zahnrad 9 befestigt. Auf einer zur Welle 2 bzw. 6 parallel angeordneten Welle 10 ist ein mit dem Zahnrad S kämmendes Zahnrad 11 befestigt und ein zweites mit dem Zahnrad 9 kämmendes Zahnrad 12 drehbar gelagert. Mit Hilfe an sich bekannter Schaltkupplungen 13 und 14 (z. B. elektromagnetisch betätigte Lamellen- oder Zahnkupplungen) kann wahlweise Zahnrad 12 an Welle 10 oder Zahnrad 5 und damit Hohlwelle 2 an Welle 6 gekuppelt werden. Die elektrische Schaltung der beiden Kupplungen wird in bekannter Weise so vorgenommen, daß jeweils nur eine Kupplung schließen kann, wenn die andere geöffnet hat.

Das aus den Zahnrädern 5, 11, 12 und 9 bestehende Getriebe ist so ausgebildet, daß sich bei eingeschalteter Kupplung 13 und ausgeschalteter Kupplung 14 zwischen der treibenden Hohlwelle 2 und der getriebenen Welle 6 ein sehr kleines Übersetzungsverhältnis ergibt. Zu diesem Zweck haben die Zahnräder 5 und 11 z.B. gleiche Zähnezahlen, während die Zahnräder 9 und 12 eine sehr große (z. B. Kerbverzahnung), jedoch um einen Zahn unterschiedliche Zähnezahl haben. Das Getriebe mit sehr kleinem

Übersetzungsverhältnis kann selbstverständlich auch in anderer bekannter Weise ausgebildet sein, z.B. derart, daß die Zahnräder 5 und 11 und die Zahnräder 12 und 9 jeweils eine um einen Zahn unterschiedliche Zähnezahl haben, wobei der Modul der miteinander kämmenden Räder jeweils so zu wählen ist, daß sich der gleiche Achsabstand für beide Radpaare ergibt.

Im Nennbetrieb ist Kupplung 14 geschlossen und

ίο Kupplung 13 geöffnet, d. h., die Hohlwelle 2 und Welle 6 und damit die Unwuchtscheiben 3,4,7 und 8 haben die gleiche Drehzahl. Soll während des Betriebes die Größe der Unwucht verändert werden, so wird Kupplung 14 gelöst und Kupplung 13 geschlossen. Der Antrieb der Unwuchtmassen 7 und 8 erfolgt nun von der Hohlwelle 2 über das Getriebe mit den Zahnrädern 5, 11, 12 und 9. Wegen des sehr kleinen Übersetzungsverhältnisses läuft die Welle 6 mit einer etwas kleineren oder größeren Drehzahl als die

so Hohlwelle 2. Dadurch erfolgt eine Relatiwerdrehung der Unwuchtscheiben 7 und 8 gegenüber den Unwuchtscheiben 3 und 4 und damit eine Verschiebung des Gesamtunwuchtschwerpunktes in bezug auf die Drehachse. Durch verschieden langes Einschalten der Kupplung 13 und gleichzeitiges Ausschaltung der Kupplung 14 kann die Größe der Gesamtwucht und damit die Größe der Rüttelkraft geregelt werden.

In F i g. 2 ist das Verstellgetriebe und die Schaltkupplungen im Nennbetriebszustand deutlicher dargestellt. Die z. B. als elektromagnetisch ausgebildete Zahnkupplung 14 ist eingeschaltet und die gleiche Kupplung 13 augeschaltet. Die Rotorhohlwelle 2 treibt über die Kupplung 14 die Welle 6 direkt an. Die beiden Unwuchtscheiben 3 und 7 laufen synchron. Das auf der Welle 10 drehbar gelagerte Rad 12 macht hierbei eine langsame Relativdrehbewegung im Leerlauf gegenüber der Welle 10.

In F i g. 3 ist der Zustand während der Verstellung der Rüttelkraft dargestellt. Hier ist jetzt Kupplung 14 geöffnet, so daß keine direkte Verbindung zwischen Zahnrad 5 und Zahnrad 9 mehr besteht, dafür aber Kupplung 13 geschlossen. Der Antrieb der Unwuchtscheibe 7 erfolgt nun von der Rotorhohlwelle 2 und dem auf dieser befestigten Zahnrad 5 über Zahnrad 11 und das an dieses mittels der geschlossenen Kupplung 13 gekuppelte Zahnrad 12 auf das Zahnrad 7, das fest mit der Welle 6 und der darauf befestigten Unwuchtscheibe 7 verbunden ist. Hat nun z. B. das Zahnrad 5 25, das Zahnrad 11 24, das Zahnrad 12 26 und das Zahnrad 9 27 Zähne, so ist das Gesamtübersetzungsverhältnis des Verstellgetriebes zwischen treibender Rotorhohlwelle 2 und getriebener Welle 6 / = 25/24 · 26/27 = 1,0031.

Bei einer Drehzahl der Rotorhohlwelle 2 von beispielsweise 1500 U/min macht dann die Welle 6 in etwa 13 Sekunden eine volle Relatiwerdrehung um 360° gegenüber der Rotorhohlwelle 2. In 6,5 Sekunden wird somit eine Verdrehung um 180° und damit eine Verstellung der Rüttelkraft von Null bis zum Maximum erreicht. Durch Steuerung der beiden Schaltkupplungen über einstellbare Zeitrelais lassen sich jeweils ganz bestimmte Rüttelkräfte einstellen.

An Stelle der in dem Ausführungsbeispiel dargestellten elektromagnetischen Zahnschaltkupplungen lassen sich selbstverständlich auch andere bekannte Schaltkupplungen verwenden, wobei jedoch immer Sorge dafür zu tragen ist, daß stets nur eine der beiden Kupplungen eingeschaltet ist.

Claims (4)

In vielen Fällen ist in der Praxis ein geringes Eigengewicht des Unwuchtrüttlers erwünscht. In Abweichung von dem schematisch dargestellten Unwuchtrüttler kann die Anordnung dann selbstverständlich auch so erfolgen, daß Motor, Unwuchtmassen und das diese Unwuchtmassen verstellende Getriebe kein geschlossenes Aggregat bilden, sondern daß der Antriebsmotor getrennt aufgestellt wird und der Antrieb der Welle 2 oder 6 über Zwischenglieder erfolgt. ίο Des weiteren können über zwei nicht dargestellte Zwischenräder, die mit den Zahnrädern 11 und 12 im Eingriff stehen, zwei weitere nicht dargestellte Unwuchtscheibenpaare angetrieben werden, die parallel zu den Unwuchtscheiben 3, 4, 7 und 8 in genau gleicher Weise wie diese angeordnet sind und gegenläufig synchron zu diesen laufen. Auf diese Weise entsteht ein Unwuchtrüttler mit gerichteter im Betrieb regelbarer Rüttelkraft. Auch lassen sich die Unwuchten nur einseitig am Rüttelmotor anbringen, wodurch die durch die Rotorhohlwelle 2 geführte Welle 6 wesentlich verkürzt und ihre Lagerung vereinfacht wird. Patentansprüche: a5

1. Unwuchtrüttler mit im Betrieb selbsttätig ohne Fremdantrieb regelbarer Rüttelkraft, dessen Rotor eine Hohlwelle hat, die auf ihren beiden Enden zwei gleich große, synchron laufende Unwuchtscheiben trägt und bei dem durch die Hohlwelle eine durchgehende Welle mit Spiel geführt ist, die an ihren Enden ebenfalls zwei synchron laufende Unwuchtscheiben aufweist, wobei auf der durchgehenden Welle eine Schaltkupplung angeordnet ist, mittels der die Hohlwelle mit der durchgehenden Welle gekuppelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Wellen (2, 6) eine Welle (10) angeordnet ist, auf der ein Zahnrad (11) befestigt ist, das mit einem auf der Hohlwelle (2) befestigten Zahnrad (5) kämmt, und daß auf der Welle (10) ein zweites Zahnrad (12) drehbar gelagert ist, das mit einem auf der durchgehenden Welle (6) befestigten Zahnrad (9) kämmt und über eine Schalt-

kupplung (13) fest mit der Welle (10) verbunden werden kann, daß das durch die Zahnräder (5, 11, 12 und 9) gebildete Getriebe ein sehr kleines Übersetzungsverhältnis aufweist und daß während des Betriebes jeweils eine der beiden Kupplungen (13, 14) ein- und die andere ausgeschaltet werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Zahnrädern für das Verstellgetriebe mit sehr kleinem Ubersetzungsverhältnis andere an sich bekannte übertragungsmittel (z. B. Reibräder, Ketten od. dgl.) verwendet werden.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Mittel (z. B. Druckknöpfe oder Steuerschütze usw.) vorgesehen sind, durch welche das Ein- und Abschalten der Kupplungen (13, 14) elektrisch erfolgt, wobei mit den die Kupplung (13) der Parallelwelle (10) einschaltenden Mitteln ein Zählwerk verbunden ist, welches die Dauer des Eingriffes dieser Kupplung in Zeiteinheiten anzeigt, woraus die jeweilige Größe der Relativverdrehung der Unwuchtmassen und damit die Größe der Gesamtunwuchtkraft erkennbar ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über zwei Zwischenräder, die mit den Zahnrädern (11, 12) im Eingriff stehen, zwei weitere Unwuchtscheibenpaare von gleicher Größe angetrieben werden, die parallel zu den auf der Hohlwelle (2) und der durchgehenden Welle (6) sitzenden Unwuchtscheiben (3, 4, 7 und 8) in genau gleicher Weise wie diese synchron laufend angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 453 595, 615 126,
000, 945 917;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1 095 752, 1 111 107, 117 504;

deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 733 954,
1751844;

schwedische Patentschrift Nr. 131 896;
USA.-Patentschriften Nr. 2445175, 2 852 946.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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