DE1297930B

DE1297930B - Durch ein stroemendes Druckmittel angetriebener Schwingungs-erzeuger

Info

Publication number: DE1297930B
Application number: DEV30725A
Authority: DE
Inventors: Matson Carl G
Original assignee: VIBRATOR Manufacturing CO
Current assignee: VIBRATOR Manufacturing CO
Priority date: 1965-03-29
Filing date: 1966-03-26
Publication date: 1969-06-19
Also published as: SE334256B; ES324716A2; CH437877A; US3365964A; GB1140195A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch ein Nach F i g. 1 bis 4 weist ein mit einem Strömungsströmendes Druckmittel angetriebenen Schwingungs- mittel betriebener Schwingungserzeuger 10 ein gegoserzeuger mit einem auf dem Umfang einer Querboh- senes Gehäuse 12 entsprechender Größe und Form rung des Gehäuses abrollenden scheiben- oder ring- auf, das hier im wesentlichen rand dargestellt und förmigen Rotor. 5 mit einem Paar Beine 14 versehen ist, die Bolzen-

Bei einem derartigen Schwingungserzeuger tritt das löcher 16 oder andere Einrichtungen aufweisen, mit Druckmittel durch eine Einlaßöffnung im Umfang denen der Schwingungserzeuger in jeder gewünschten der Querbohrung ein und nach Abgabe der Antriebs- Lage an dem in Schwingungen zu versetzenden Gerät energie durch eine Auslaßöffnung aus, die z. B. in zu befestigen ist.

einem Umfangsabstand von ungefähr 180° in Um- io Das Gehäuse 12 wird vorteilhaft um einen Kern laufrichtung des Rotors von der Einlaßöffnung ent- gegossen und auf Fertigmaß aufgebohrt, um eine fernt liegt. Es hat sich gezeigt, daß das Anlassen des Laufbahn in Form einer kurzen gebohrten Zylinder-Rotors dann Schwierigkeiten macht, wenn der Rotor fläche 20 quer zur Hauptebene des Gehäuses 12 zu in seiner Ruhelage gerade die Einlaßöffnung abdeckt, schaffen. Es ist wichtig, daß das Gehäuse 12 aus Gußso daß die den Umlauf einleitende Antriebskraft 15 eisen sein kann und daß die Fläche 20 in gebohrtem, nicht zur Wirkung kommen kann. aufgeriebenem, geräumtem oder dergleichem Zustand

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen in Betrieb genommen werden kann und bei diesem Nachteil zu vermeiden und mit einfachen Mitteln ein Schwingungserzeuger 10 für gewöhnlichen Hochlei-Anlaufen des Rotors aus jeder Ruhelage zu gewähr- stungsbetrieb kein Schleifen oder Härten erforderleisten. Dies wird nach der Erfindung dadurch er- a» Hch ist.

reicht, daß die auf dem Umfang der Querbohrung Ein Paar im wesentlichen scheibenförmige Seitenmündende Einlaßöffnung mit einem entlang einem abschlußplatten 22 paßt eng in Aussenkungen 24 an Abschnitt des Querbohrungsumfangs offenen Neben- den einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäukanal für das Druckmittel in Verbindung steht. Da- ses 12. Die Platten 22 können einander gleich sein durch wird erreicht, daß auch dann, wenn sich der 25 und sind es vorzugsweise auch, um die Lagerhaltung Rotor in einer die eigentliche Einlaßöffnung abdek- von Teilen bei Hersteller, Verteiler und Händler auf kenden Ruhelage befindet, das Druckmittel über den ein Minimum zu bringen. Die Platten 22 haben mit-Nebenkanal die Möglichkeit erhält, den Rotor anzu- tige Bohrungen 26 und werden mittels eines Bolzens strömen und ihn dadurch in Bewegung zu setzen. 28, einer Mutter 30 und einer Unterlegscheibe 32, die

Es ist an sich bereits bei Schwingungserzeugern 3° auch ein Typenschild 34 festhalten können, zusammit kugelförmigen Rotoren bekannt, die Kugel in mengebaut.

einem Abstand von einem mittleren ringförmigen Die Abschlußplatten können auch in der in

Steg laufen zu lassen, auf dem auch die Einlaßöffnung F i g. 3 a dargestellten Form hergestellt werden. Damündet. Dieser Steg dient aber lediglich dazu, eine bei paßt der Umfang 24 α der Abschlußplatte 22 a Anschlagschulter für zwei Laufringe zu bilden, auf 35 eng in die Aussenkungen 24 des Gehäuses 12. Jede denen die Kugel abläuft. Die eingangs geschilderte Abschlußplatte 22 α weist eine Schulter 36 auf, die Behinderung des Anlaufens kann bei derartigen in die Bohrung 20 des Gehäuses 12 paßt. Ein Paar kugelförmigen Rotoren nicht eintreten. Abschlußplatten 22 α, das an Stelle der Abschluß-

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist platten 22 in das Gehäuse 12 eingebaut wird, verrinder Nebenkanal durch eine Nut im Querbohrungs- 40 gert die Breite des Hohlraums im Gehäuse 12 um die umfang gebildet, in die die Einlaßöffnung mündet. Summe der Maße der in den Hohlraum ragenden Eine solche Nut läßt sich einfach in die Querbohrung beiden Schultern 36. Jedes der verschiedenen vorsehim Anschluß an die vorhandene Einlaßöffnung ein- baren Maße ergibt eine entsprechend verschiedene arbeiten. Breite des von der Bohrung 20 und den Innenflächen

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfin- 45 40 und 40 α der jeweiligen Abschlußplatten 22, 22 a dung ist der Nebenkanal durch eine Umfangsnut in usw. umschlossenen Hohlraums, der Mantelfläche des Rotors gebildet und mündet die Ein Rotor 44 mit einem Durchmesser von etwa

Einlaßöffnung im Bereich dieser Umfangsnut in die 90% des Durchmessers der Bohrung 20 und ausStan-Querbohrung. Auf diese Weise wird eine zusätzliche genmaterial aus Stahl, Bronze oder anderen Metallen Bearbeitung der Querbohrung vermieden, während 5° läuft naturgemäß zur Schwingungserzeugung mit jeder Rotor von vornherein mit der gewünschten hoher Frequenz um, rollt dabei aber verhältnismäßig Umfangsnut versehen werden kann. langsam auf der Bohrung 20 ab und trägt so zu lan-

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbei- ger Lebensdauer der Teile bei. Für die Rotoren 44 spiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt verwendete Metalle, die sich blanklaufen oder ver-

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform 55 festigen od. dgl., tragen besonders wirksam zur Erder Erfindung, wobei Teile der Klarheit wegen weg- höhung der Lebensdauer der Teile bei und bringen gebrochen sind, eine bisher ungeahnte Dauerhaftigkeit bei Geräten

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie 2-2 der dieser Art mit sich, die während des Betriebs stets F i g. 1, starken Wechselkräften unterliegen.

F i g. 3 eine Schnittansicht nach der Linie 3-3 der ⁵° Die Rotoren 44 können verschiedene Außendurch-F i g. 1 oberhalb des Rotors, messer 45 und Innendurchmesser 46 haben und aus

F i g. 3 a eine Seitenansicht einer abgewandelten verschieden schweren Werkstoffen hergestellt sein, Abschlußplatte, um gewünschte unterschiedliche Umlauf- und/oder

Fig. 4 ein Schaubild des in Fig. 1 und 2 gezeig- Umdrehungs- und/oder Gewichtscharakteristiken zu ten Rotors, 65 erzielen. Zusätzlich und/oder alternativ können die

F i g. 5, 6 und 7 den F i g. 1, 2 und 3 entspre- Rotoren verschieden breit sein, um ähnliche und/oder chende Ansichten einer zweiten Ausführungsform der verschiedene Charakteristiken zu erzielen. Außerdem Erfindung. sind die Rotoren veränderbar durch einsetzbare In-

Claims

3 4

nenringe 44 a (Fi g. 4), die den Durchmesser 46 ver- nung 58, den Kanal 56 und den Stutzen 55 in Richkleinern und das Rotorgewicht ändern. tung des Strömungspfeils aus. Ein günstiges Maß-Für verschiedene Breiten des Rotors 44 sind ver- verhältnis des Flußweges des Strömungsmittels ist schiedene Seitenabschlußplatten 22, 22 α usw. erfor- folgendes:

derlich, um an den Seiten des Rotors entsprechende 5 Durchmesser der Auslaßöffnung 58 gleich zweimal

Spielräume 48 zu erhalten. Ein Spiel von mindestens dem Durchmesser der Einlaßöffnung 54.

0,05 mm an jeder Seite sorgt für den gewünschten Breite der Nut 60 gleich zweimal dem Durchmes-

Betrieb, und anscheinend können einige Hundertstel ser der Einlaßöffnung 54.

Millimeter zusätzlich zu diesem Spiel von wesent- Tiefe der Nut 60 gleich einem halben Durchmesser

lichem Nutzen sein. Bei diesem günstigen Spielmini- io der Einlaßöffnung 54.

mum wird durch Multimolekularschichtkohäsion und Diese Maße sind nur als Faustregel zu betrachten,

zusätzlich durch Strömungsmittel-zu-Metall-Adhäsion da verschiedene Änderungen dieser Maße zweckmäßig

eine gute Schmierung mit Strömungsmittel (gewöhn- sein können. Obige Proportionen zeitigen jedoch

Hch Luft) erreicht. einen guten Wirkungsgrad, d. h., Leistungsaufnahme

Ein Einlaßstutzen 50 kann mit Gewinde versehen 15 dividiert durch das Produkt aus Schwingkräften und

sein zum Anschluß eines (nicht dargestellten) Übermittlungsgeschwindigkeit dieser Kräfte. Der

Schlauchs, der mit der Quelle des unter Druck ge- Schwingungserzeuger 10 läuft in allen seinen Lagen

setzten Strömungsmittels, z. B. Luft, verbunden ist. leicht von selbst an.

Ein Einlaßkanal 52, der gebohrt sein kann, endet in Ein gemäß obiger Beschreibung hergestellter

einer Öffnung 54 in der Fläche der Bohrung 20. Wie a° Schwingungserzeuger mit einem Rotor von etwa

dargestellt, liegt die Öffnung 54 in der Mitte zwischen 7,5 cm Durchmesser und 3,75 cm Breite läuft in ver-

den Seiten des Gehäuses 12 aus einem weiter unten schiedenen Lagen bei einem Druckdifferentialbereich

geschilderten Grund; andere Stellen liegen jedoch in- zwischen Einlaß- und Auslaßkanal von 0,7 bis

nerhalb der Lehre der Erfindung, wenn andere Teile, 2,1 kg/cm² Strömungsmitteldruck an. Verschiedene

wie weiter unten erklärt wird, an anderen Stellen der ^a5 Größen weisen naturgemäß verschiedene Charakteri-

Öffnung54 zusammenarbeiten, um einen primären stiken auf, und diese Kenngrößen sind nur als Bei-

Zweck der Erfindung zu erreichen, der weiter unten spiel angegeben, um Anderen bei der Ausübung der

im einzelnen beschrieben werden soll. Erfindung zu helfen.

Ein mit Gewinde versehener Auslaßstutzen 55 ist In F i g. 5 bis 7 ist eine zweite Ausführungsform

vorteilhaft an einer Seite des Gehäuses 12 angeordnet, 3° der Erfindung offenbart. Dabei bezeichnen gleiche

die von der Seite mit dem Einlaßstutzen 50 Abstand Bezugszeichen gleiche Teile, die nicht nochmals be-

hat. Vom Inneren des Auslaßstutzens 55 geht ein schrieben werden.

Kanal 56 nach innen und endet in einer Öffnung 58, Bei dieser Abwandlung weist der Rotor 44 keine

die, wie F i g. 1 und 3 zeigen, in Querrichtung mittig mittig um den Umfang laufende Nut (wie die Nut 60

in der Fläche der Bohrung 20 liegt. Diese mittige 35 nach F i g. 1, 2 und 4) auf. Diese Bauart ist für be-

Lage ist herstellungsmäßig vorteilhaft und erlaubt stimmte Anwendungen der Erfindung zweckmäßig,

ruhiges Arbeiten des Schwingungserzeugers 10 aus Der Rotor 44 kann in einfacher Weise aus mehreren

Gründen, die weiter unten ausführlicher dargestellt verschiedenartigen Werkstoffen, wie Kunststoff, Kera-

sind. Der Stutzen 55 ist anschließbar an eine Strö- mik, Metall usw. hergestellt und außerdem nach meh-

mungsmittelrücklaufleitung oder eine Unterdrückern- 4<> reren dem für den Rotor 44 verwendeten Werkstoff

richtung oder kann offen bleiben, wenn zum Antrieb gemäßen Verfahren geformt werden,

des Rotors 44 ein entsprechendes Gas oder Dampf, Da von diesen Rotorwerkstoffen manche vielleicht

z. B. Luft, verwendet wird. Die periphere Lage der nicht leicht peripher nutbar sind, ist im Gehäuse 12

Öffnung 58 ermöglicht ein leichtes Ausblasen von des Schwingungserzeugers 10 mittig in der Bohrung

Fremdstoffen aus dem Inneren des Schwingungs- 45 20 eine innere periphere Nut 60 α vorgesehen. Die

erzeugers 10 durch den Auslaßstutzen 55. Nut 60 α kann ausgedreht oder so verwendet werden,

Der Rotor 44 weist in der Mitte zwischen seinen wie sie gegossen ist. Sie kann auch nur in der Nähe

parallelen Seitenflächen eine ringsumlaufende peri- der Einlaßöffnung 54 α als Teilnut vorhanden sein

phere Nut 60 auf, die somit in Decklage mit der Ein- zum Einleiten des Umlaufens des Rotors 44. Für

Iaßöffnung54 liegt, wenn der Mantel 45 des Rotors 5o ruhigen Lauf ist es zweckmäßig, in der Nähe der

44 auf der an der Einlaßöffnung 54 liegenden Stelle Auslaßöffnung 58 α im Gehäuse 12 eine zumindest

der Fläche der Bohrung 20 aufliegt. über einen Teil von dessen Umfang laufende Nut

Da der Schwingungserzeuger nach der Erfindung vorzusehen.

in jeder Lage an der in Schwingungen zu versetzen- Die Proportionen von Einlaßöffnung 54 α, Auslaßden Einrichtung anbringbar ist, kann es vorkommen, 55 öffnung 58 α und Nut 60 α können im allgemeinen die daß der Rotormantel 45 die Einlaßöffnung 54 zu- gleichen sein wie die im Zusammenhang mit der Bedeckt, wenn der Rotor 44 ruht. Eine solche Stellung Schreibung der F i g. 1 bis 4 angegebenen. Dementwürde bestehen, wenn das Gehäuse 12 aus der in sprechend läuft die Ausführung nach F i g. 5 bis 7 in F i g. 1 gezeigten Stellung um 120° im Uhrzeigersinn allen Lagen an und arbeitet im wesentlichen in der gedreht würde. In dieser Stellung fließt das unter ^6o gleichen Weise wie die oben zuerst beschriebene Aus-Druck stehende, durch den Kanal 52 zugeführte und führungsform.
durch die Öffnung 54 eintretende Strömungsmittel in

dem darüber in Decklage befindlichen Teil der Nut Patentansprüche:
60 entlang und um die Bohrung 20 und die Nut 60

herum zu einer radial von der Öffnung 54 entfernten ⁶5 1. Durch ein strömendes Druckmittel angetrie-

Stelle, verlangsamt sich, expandiert und nimmt an bener Schwingungserzeuger mit einem auf dem

Druck zu und versetzt den Rotor in Drehung. Umfang einer Querbohrung des Gehäuses ab-

Das Strömungsmittel fließt durch die Auslaßöff- rollenden scheiben- oder ringförmigen Rotor,

dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Umfang der Querbohrung (20) mündende Einlaßöffnung (54, 54 ä) mit einem entlang einem Abschnitt des Querbohrungsumfangs offenen Nebenkanal (60,60 d) für das Druckmittel in Verbindung steht.
2. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenkanal durch eine Umfangsnut (60) in der Mantelfläche (45) des Rotors (44) gebildet ist und die Einlaßöffnung (54) im Bereich dieser Umfangsnut in die Querbohrung (20) mündet.
3. Schwingungserzeuger nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) mindestens eine Seitenabschlußplatte (22 α) mit einer in das Gehäuse ragenden Schulter (36) aufweist, durch die die Breite der Laufbahn (20) im Gehäuse (12) veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen