DE1284672B

DE1284672B - Unbalance vibrator

Info

Publication number: DE1284672B
Application number: DE1965F0045560
Authority: DE
Inventors: Biedrucha; Dipl-Ing Roman Jakub; Kurdziel; Dipl-Ing Wladyslaw
Original assignee: MASZ ODLEWNICZYCH FAB
Current assignee: MASZ ODLEWNICZYCH FAB
Priority date: 1964-03-19
Filing date: 1965-03-18
Publication date: 1968-12-05
Also published as: GB1096663A

Description

Die Erfindung betrifft einen Unwuchtvibrator mit schwingungsbereich des Vibrators nicht mit auseiner festen, starr mit der Antriebswelle verbundenen . geglichenen Massen durchlaufen werden kann, son-Unwuchtmasse und einer unter dem Einfluß der dem nur mit bereits vorhandener Unwucht. Ein wei-Fliehkraft selbsttätig verstellbaren Unwuchtmasse terer wesentlicher Mangel dieser Konstruktion liegt und mit einer Federeinrichtung, welche es erlaubt, 5 darin, daß während des gesamten Hochlaufvorganges durch Verringerung des Winkelabstandes der beiden die beiden Massen, die durch eine Feder verbunden Unwuchtmassen voneinander erst nach dem Anfah- sind, ein Schwingungssystem bilden, welches bereits ren des Vibrators die Gesamtunwucht wirksam wer- durch die Ungleichförmigkeit des Antriebsmotors, sei den zu lassen. dies nun ein Verbrennungsmotor oder ein Elektro-Bei bekannten Unwuchtvibratoren sind zwei Un- io motor, angeregt werden kann. Da die Massen beim wuchtmassen vorgesehen, von denen die eine fest an Hochlaufen bereits eine ständig steigende Unwucht der Achse gelagerte Masse über zwei miteinander besitzen, regen sie den ganzen Vibrator bereits zum gelenkig verbundene Hebel mit der anderen drehbar Schwingen an, so.daß auch hier unkontrollierbare an der Achse gelagerten Unwuchtmasse verbunden Schwingungen durchlaufen werden müssen, welche ist. Die Ausbildung ist dabei so getroffen, daß die 15 im Eigenschwingungsbereich zu Zerstörungen oder fest an der Achse gelagerte Unwuchtmasse beim An- Beschädigungen des Vibrators führen können, laufen der drehbar gelagerten Unwuchtmasse voran- All diese Mängel sind bei der Vorrichtung gemäß eilt und diese über die beiden Hebel hinter sich her- Erfindung nicht vorhanden, die bei einer bestimmten schleppt. Auf diese Weise liegen während des An- Drehzahl die Gewichte von der ausgeglichenen Stellaufs die Schwerpunkte der beiden Unwuchtmassen 20 lung in die Unwuchtstellung übergehen läßt, einander angenähert gegenüber. Sobald nun durch Eine andere bekannte Konstruktion besitzt einen Schwächerwerden der Beschleunigung beim Er- Vibrator mit einem fest auf der Welle sitzenden Gereichen der Solldrehzahl die auf die beiden gelenkig wicht und einem in Ruhelage von einer Spiralfeder verbundenen Hebel einwirkende Fliehkraft das Be- diesem Gewicht gegenüber gehaltenen zweiten Gestreben der nachgeschleppten Unwuchtmasse, zurück- 25 wicht. Beide Gewichte sind durch zwei Lenker verzubleiben, überwindet, wird die nachgeschleppte Un- bunden, welche als Hilfsfliehgewichte dienen und mit wuchtmasse an die voreilende Unwuchtmasse heran- wachsender Drehzahl das bewegliche Gewicht relativ gezogen, und es entsteht eine wesentlich größere Un- zum feststehenden Gewicht immer weiter verdrehen, wucht. · bis schließlich beim Erreichen einer genügend großen Diese Vorrichtung weist verschiedene Mängel auf. 30 Drehzahl gegen die Wirkung der Feder die beiden So ist die Unwuchtänderung relativ gering, da die Gewichte gegeneinander um 180° verdreht sind, beiden Unwuchtmassen nebeneinander liegen. Weiter Diese Vorrichtung weist ebenfalls die oben in bezug wird bei einer derartigen Vorrichtung zwar beim auf die vorgenannte Konstruktion dargelegten Nach-Hochlaufen vermieden, daß das Unwuchtsystem den teile auf.The invention relates to an unbalance vibrator with a vibration range of the vibrator not with one fixed, rigidly connected to the drive shaft. equal masses can be traversed, son unbalanced mass and one under the influence of the dem with an already existing imbalance. A whi-centrifugal force automatically adjustable unbalance mass terer essential shortcoming of this construction lies and with a spring device which allows 5 in that during the entire run-up process by reducing the angular distance between the two the two masses connected by a spring Unbalanced masses from each other only after they have started to form a vibration system, which is already ren of the vibrator the total unbalance become effective due to the irregularity of the drive motor to let him. This is now an internal combustion engine or an electric motor. Known unbalance vibrators are two Unio motors that can be excited. Since the crowds at Balancing masses provided, one of which is already running up a steadily increasing imbalance the axle have mass stored over two together, they already stimulate the whole vibrator to articulated lever with the other rotatable swing on, so that here too uncontrollable on the axle mounted unbalance mass connected vibrations must be passed through which is. The training is made so that the 15 in the natural oscillation range to destruction or unbalanced mass firmly mounted on the axis can cause damage to the vibrator when connected, run ahead of the rotatably mounted unbalanced mass. All these deficiencies are in accordance with the device rushes and this behind the two levers behind it- Invention does not exist in a certain tows. In this way, the weights of the balanced setting run are during the start-up speed the centers of gravity of the two unbalanced masses can transition into the unbalanced position, closer to each other. As soon as another known construction owns a The acceleration of the Er vibrator with a hand firmly seated on the shaft becomes weaker the target speed which is articulated on the two weight and one in the rest position by a spiral spring connected lever acting centrifugal force the Be this weight opposite held second struts the dragged unbalance mass, back weight. Both weights are to be retained by two handlebars, overcomes, the towed Unbond, which serve as auxiliary flyweights and with balancing mass to the leading unbalanced mass increasing speed relative to the moving weight pulled, and there is a much larger un- to the fixed weight twisting further and further, stunts. · Until finally, when a sufficiently large one is reached. This device has various shortcomings. 30 speed against the action of the spring the two The change in imbalance is relatively small, as the weights are rotated by 180 ° against each other, both unbalanced masses are next to each other. Next this device also has the above in relation is indeed in such a device with the above-mentioned construction set out after-run-up avoided the imbalance system on the parts.

Bereich seiner Eigenschwingungszahl durchläuft, da 35 Schließlich ist ein Vibrator mit einem radial gegen die wirksame Unwuchtmasse beim Hochlaufen we- Wirkung einer Feder verschiebbaren Fliehgewicht besentlich kleiner ist als die Betriebsunwuchtmasse. kannt. Auch bei diesem Vibrator beginnt die Ver-Wird die Vorrichtung jedoch abgestellt, so bleiben Schiebung des Fliehgewichtes gegen die Wirkung der die beiden Unwuchtmassen in der nebeneinander be- Feder in die Unwuchtlage nicht bereits beim Beginn findlichen Lage, also auf ihrem vollen Wert, da beim 40 des Hochlaufens. Damit arbeitet auch dieser Vibra-Abbremsen die nachgeschleppte Unwuchtmasse be- tor bereits während des Hochlaufens und auch beim strebt ist, die fest auf der Achse befindliche Un- Leerlauf nach dem Abstellen im Bereich der Eigenwuchtmasse vor sich herzuschieben. Es entstehen da- schwingungen, was gerade vermieden werden soll, her beim Abschalten des Mechanismus starke Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geSchwingungen infolge von Resonanzerscheinungen, 45 nannten Mängel der bekannten Vorrichtung zu verdie einen vorzeitigen Verschleiß der Vorrichtung be- meiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dawirken. durch gelöst, daß bei einem Mechanismus der ein-Eine andere bekannte Konstruktion arbeitet mit gangs umrissenen Art Verriegelungen vorgesehen einem fest auf der Welle sitzenden Fliehgewicht und sind, welche die drehbar gelagerte Unwuchtmasse in einem in Ruhelage diesem. Gewicht gegenüber an- 50 beiden Endlagen verriegeln, daß die Verriegelungen geordneten zweiten Gewicht, welches jedoch um unter dem Einfluß von Hilfsfliehgewichten stehen, einen Exzenter so drehbar ist, daß bei genügend welchen Federn entgegenwirken, wobei das auf die hoher Drehzahl das zweite Gewicht das Bestreben in Ruhestellung wirksame Verriegelung einwirkende hat, dem ersten Gewicht so lange nachzueilen, bis es Hilfsfliehgewicht bestrebt ist, die Verriegelung zu an diesem anliegt. Dem wirkt eine an zwei Armen der 55 öffnen, und das auf die in der Betriebsstellung wirkbeiden Gewichte angreifende Feder entgegen, die, same Verriegelung einwirkende Hilfsfliehgewicht bewenn die Gewichte einander gegenüberliegen, ent- strebt ist, die Verriegelung zu schließen, spannt ist und bei aneinander anliegenden Gewichten Eine derartige Anordnung ermöglicht es, die Unihre maximale Spannung erhält. Auch diese Kon- wuchtmassen in jeder beliebigen Lage anlaufen zu struktion ist wesentlich nachteilig. Zunächst einmal 60 lassen und sie nach Erreichen der Betriebsdrehzahl verändert schon die geringste Ermüdung der Feder in jeder gewünschten Lage zu verriegeln. Dadurch das Verhalten des Vibrators beim Anlaufen. Für jede kann das Anlaufen zunächst mit einer relativen Drehzahl gibt es nämlich eine bestimmte Gleich- Winkellage von genau 180°, also bei völligem Ausgewichtslage, bei welcher eine andere Winkellage gleich, erfolgen, während im Betrieb die beiden Unzwischen beiden Gewichten vorhanden ist. Das hat 65 wuchtmassen einander vollständig überdecken könwiederum zur Folge, daß bereits bei einer sehr ge- nen, also zwischen sich nur noch den Winkel Null ringen Drehzahl eine Unwucht vorhanden ist. Diese einschließen. Durch Abstimmung der Größe der Unwucht sorgt wiederum dafür, daß der Eigen- Hilfsfliehgewichte und der Federkonstanten lassenRange of its natural oscillation number passes through, since 35. Finally, a vibrator with a radial against the effective unbalance mass when running up we- Effect of a spring displaceable flyweight is essential is smaller than the operational unbalance mass. knows. With this vibrator too, the deterioration begins However, if the device is turned off, the flyweight remains against the effect of the displacement the two unbalanced masses in the spring loaded side by side in the unbalanced position not already at the beginning sensitive location, i.e. at its full value, since 40 of the run-up. This also works with this Vibra-deceleration the dragged unbalance mass already during the run-up and also during the aim is to keep the non-idling on the axle in the area of its own balance mass after it has been switched off to push forward. There are vibrations that should be avoided, when switching off the mechanism strong The invention is based on the object of the vibrations as a result of resonance phenomena, 45 named shortcomings of the known device to be merited avoid premature wear of the device. This task will work according to the invention. solved by that in a mechanism of the one-another known construction works with the type of latches outlined above is provided a centrifugal weight that is firmly seated on the shaft and which the rotatably mounted unbalance mass in one at rest this one. Lock weight opposite to 50 both end positions that the locks ordered second weight, which, however, is under the influence of auxiliary flyweights, an eccentric is rotatable so that when there are enough springs counteract which, on the high speed the second weight the effort in the rest position effective locking acting has to hurry after the first weight until it tries to lock the auxiliary flyweight is applied to this. One acts on two arms of the 55 open, and that acts on both of them in the operating position Counterbalancing weights acting spring, the same locking acting auxiliary flyweight the weights are opposite each other, the aim is to close the lock, is tensioned and with weights resting against one another. Such an arrangement enables the Unihre receives maximum tension. These unbalanced masses also start to run in any position construction is essentially disadvantageous. First of all let 60 and it after reaching the operating speed changes even the slightest fatigue to lock the spring in any desired position. Through this the behavior of the vibrator when starting. For each, the start-up can begin with a relative Speed, there is a certain equal angular position of exactly 180 °, i.e. with a completely balanced position, in which another angular position is the same, while in operation the two in-between both weights is present. That has 65 balancing masses that could completely overlap one another As a result, even with a very narrow one, that is, only the angle zero between them wrestling speed there is an imbalance. Include this. By tuning the size of the Imbalance in turn ensures that the self-auxiliary flyweights and the spring constants leave

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sich auch genau die Drehzahlen bestimmen, bei denen die Verriegelungen öffnen und schließen sollen.the speeds at which the locks open and close can also be determined precisely should.

Die Ausbildung wird dadurch besonders einfach, daß die Verriegelungen zusammen mit den zugehörigen Hilfsfliehgewichten radial verschiebbar an der entsprechenden Unwuchtmasse gelagerte Sperrstifte sind, welche in Aussparungen an der anderen Unwuchtmasse eingreifen.The training is particularly simple that the locks together with the associated Auxiliary flyweights are radially displaceable locking pins on the corresponding unbalanced mass which engage in recesses on the other unbalanced mass.

Vorteilhaft ist die in der Ruhestellung wirksame Verriegelung an der drehbar gelagerten Unwuchtmasse und die in der Betriebsstellung wirksame Verriegelung an der fest gelagerten Unwuchtmasse gelagert. The locking on the rotatably mounted unbalance mass, which is effective in the rest position, is advantageous and the lock, which is effective in the operating position, is mounted on the permanently mounted unbalance mass.

Der Gegenstand der Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, in dieser zeigtThe object of the invention is illustrated, for example, in the drawing, which shows

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Vibrators gemäß Erfindung in der Ruhelage,F i g. 1 shows a longitudinal section of a vibrator according to the invention in the rest position,

F i g. 2 den Schnitt A-A aus F i g. 1 undF i g. 2 the section AA from FIG. 1 and

F i g. 3 den Schnitt B-B aus F i g. 1, wobei sich die so Unwuchtmasse jedoch in der Betriebslage befindet.F i g. 3 shows the section BB from FIG. 1, but the unbalanced mass is in the operating position.

Auf der Antriebswelle 1 ist eine Unwuchtmasse 2 aufgekeilt. Eine zweite, auf der Welle 1 drehbar gelagerte Unwuchtmasse 3 ist in Ruhestellung um 180° gegen die Masse 2 verschoben. Bei einer solchen gegenseitigen Lage der Massen 2 und 3 erzeugen diese keine Unwuchtschwingungen. Diese Lage wird vom beweglichen Riegel 4 bestimmt, der mittels der Feder 5 durch die Hilfsmasse 6 und die Führung 7 an das in der Masse 2 befindliche Widerlager angedrückt wird. Der einen integralen Teil der Hilfsmasse 9 bildende Riegel 8 wird infolge der Wirkung der Federn 10 auf den Querbalken 11 und auf die Führung 12 an die Stützebene des Elementes der Unwuchtmasse 2 gedruckt. Bei Inbetriebsetzung der Welle 1 sind die Hilfsmassen 6 und 9 der Einwirkung der Zentrifugalkräfte unterworfen. Anfänglich sind die Spannungen der Federn 5 und 10 so groß, daß sie die auftretenden Zentrifugalkräfte überwinden, so daß der Vibrator weiterhin ausbalanciert bleibt. Mit wachsender Drehzahl wird jedoch die Kraft der Feder 5 durch die Zentrifugalkraft der Hilfsmasse 6 überwunden, die sich radial nach außen zusammen mit der Führung 7 verschiebt und es bewirkt, daß der Riegel 4 aus dem Widerlager der Unwuchtmasse 2 heraustritt, wodurch die Massen 2 und 3 voneinander unabhängig rotieren, wobei die Masse 3 ihre bisherige Drehzahl beibehält, während die Drehzahl der Masse 2 weiter zunimmt. Die Phasenverschiebung der Massen 2 und 3, die anfänglich (bei vollkommenem Massenausgleich) 180° betrug, beginnt sich rasch zu verringern und erreicht schließlich den Wert Null. Weitere Änderungen des Phasenwinkels werden durch die Anschläge 13 und 14 unmöglich gemacht. Unter dem Einfluß des weiteren Ansteigens der Drehzahl der Welle 1 steigt die von der Hilfsmasse 9 ausgeübte Zentrifugalkraft, bis sie die Spannung der Federn 10 überwindet und sich radial nach außen zusammen mit dem Riegel 8 verschiebt, der in das Widerlager 15 der Masse 3 eingeführt wird. Auf diese Weise wurde die Unwuchtlage der Massen 2 und 3 gesichert. Diese Stellung ist die Betriebsstellung, bei welcher optimale Arbeitsbedingungen des erfindungsgemäßen Vibrators erreicht werden. Die Federn 5 und 10 sind so gewählt und bemessen, daß die Erlangung der Phase φ = 0° der Massen 2 und 3 im günstigsten Augenblick erfolgt, also erst nach Überschreitung des Bereiches der Eigenschwingungen. Nach Beendigung des Betriebs erfolgt die Ausschaltung des Antriebes, wodurch die Welle 1 an Drehzahl verliert. Der Vibrator durchläuft die einzelnen Phasen in entgegengesetzter Richtung und erreicht den ursprünglichen Stand vollkommenen Ausgleichs (ψ = 180°), der bereits vor Erreichen der Eigenschwingungszahl erreicht wird.An unbalanced mass 2 is keyed onto the drive shaft 1. A second unbalanced mass 3 rotatably mounted on the shaft 1 is shifted by 180 ° against the mass 2 in the rest position. With such a mutual position of the masses 2 and 3, they do not generate any unbalance vibrations. This position is determined by the movable bolt 4, which is pressed by means of the spring 5 through the auxiliary mass 6 and the guide 7 against the abutment located in the mass 2. The bolt 8, which forms an integral part of the auxiliary mass 9, is pressed against the support plane of the element of the unbalanced mass 2 as a result of the action of the springs 10 on the transverse beam 11 and on the guide 12. When the shaft 1 is put into operation, the auxiliary masses 6 and 9 are subjected to the action of centrifugal forces. Initially, the tensions of the springs 5 and 10 are so great that they overcome the centrifugal forces that occur, so that the vibrator remains balanced. With increasing speed, however, the force of the spring 5 is overcome by the centrifugal force of the auxiliary mass 6, which moves radially outward together with the guide 7 and causes the bolt 4 to emerge from the abutment of the unbalanced mass 2, whereby the masses 2 and 3 rotate independently of one another, the mass 3 maintaining its previous speed, while the speed of the mass 2 continues to increase. The phase shift of masses 2 and 3, which was initially 180 ° (with perfect mass balance), begins to decrease rapidly and finally reaches the value zero. The stops 13 and 14 make further changes in the phase angle impossible. Under the influence of the further increase in the speed of the shaft 1, the centrifugal force exerted by the auxiliary mass 9 increases until it overcomes the tension of the springs 10 and moves radially outwards together with the bolt 8 which is inserted into the abutment 15 of the mass 3 . In this way, the unbalanced position of masses 2 and 3 was secured. This position is the operating position in which optimal working conditions of the vibrator according to the invention are achieved. The springs 5 and 10 are selected and dimensioned in such a way that the phase φ = 0 ° of the masses 2 and 3 is achieved at the most favorable moment, i.e. only after the range of natural oscillations has been exceeded. After the end of the operation, the drive is switched off, whereby the shaft 1 loses speed. The vibrator runs through the individual phases in the opposite direction and reaches the original state of perfect balance (ψ = 180 °), which is reached before the natural frequency is reached.

Claims

Patent claims:

1. Unbalance vibrator with a fixed unbalanced mass rigidly connected to the drive shaft and an unbalanced mass that is automatically adjustable under the influence of centrifugal force and with a Spring device, which allows by reducing the angular distance between the two unbalanced masses to allow the total unbalance to take effect from each other only after the vibrator has started up, characterized in that that locks (4, 8) are provided, which the rotatably mounted unbalance mass in Lock both end positions that the locks under the influence of auxiliary flyweights (6, 9) stand, which springs (5, 10) counteract, with the effect on the rest position Lock (4) acting auxiliary flyweight (6) strives to open the lock, and the auxiliary flyweight (9) acting on the locking mechanism (8) which is effective in the operating position strives to close the lock.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the locks (8,4) together with the associated auxiliary flyweights (9,6) radially displaceable on the corresponding Unbalance mass (2, 3) are mounted locking pins, which are in recesses on the other unbalanced mass (3, 2) intervene.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the rest position effective locking (4) on the rotatably mounted unbalanced mass (3) and the locking (8) effective in the operating position on the fixed Imbalance mass (2) is stored.

1 sheet of drawings