DE1483413A1

DE1483413A1 - Schwingungserreger an einer rotierenden Welle

Info

Publication number: DE1483413A1
Application number: DE19651483413
Authority: DE
Inventors: Georg Roesslein
Original assignee: Joseph Voegele AG
Current assignee: Joseph Voegele AG
Priority date: 1965-02-17
Filing date: 1965-02-17
Publication date: 1969-09-18
Also published as: BE676242A

Description

Joseph Vögele AG Mannheim

' Di. £xpl

Schwingungserreger an einer rotierenden Welle

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungserreger an einer rotierenden Welle, auf der eine sich über eine Feder gegen die Welle abstützende und sich in Abhängigkeit von der Fliehkraft radial nach außen bewegende Unwucht und eine mit der Welle fest verbundene, entgegengesetzt wirkende zweite Unwucht vorgesehen sind.

Bei einem bekannten Schwingungserreger dieser Art wird die wirksame Unwucht mit zunehmender Drehzahl geringer, so daß ein solcher Schwingungserreger beispielsweise zum Verdichten von Beton oder Verfestigen von Straßenunterbau ungeeignet ist.

Zum Erzeugen von Huttelschwingungen werden Schwingungserreger mit einer festen oder einer gegen eine Federkraft nach außen beweglichen Unwucht verwendet. Bei derartigen Schwingungserregern wirkt sich die beim An- und Auslaufen der Welle vorhandene Fliehkraft nachteilig auf daa Schwingungssystem aus, wenn der Resonanzbereich durchfahren wird.

Man hat versucht diese Schwierigkeiten dadurch zu beseitigen, daß man bei Verwendung einer beweglichen Unwucht diese möglichst dicht an die Drehachse gelegt hat. Da jedoch der Schwerpunkt der beweglichen Unwucht in jedem Fall außerhalb der Drehachse liegen muß, um sich bei entsprechender Drehzahl unter Wirkung der Fliehkraft nach außen bewegen zu können, ist also auch hier beim Durchfahren der kritischen Drehzahl eine Erregerkraft vorhanden, die zu unerwünschten Beanspruchungen des Schwingungssystems führen kann,

-2-

909838/0350

-Z-

U83413

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe su eirunde einen Schwingungserreger so auszubilden, dai3 beim .durchfahren der kritischen drehzahl mit Sicherheit keine nachteiligen ünvmehtkräfte auftreten können.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Schwingungserreger mit einer festen und einer entgegengesetzt wirkenden beweglichen Unvmcht darin gesehen, daß das Massennioment der festen Unwucht in Uezug auf die Drehachse dem Massenmoment der beweglichen Unwucht in ihrer Ausgangslage entspricht und die Feder derart vorgespannt ist, daß die bewegliche Unwucht in dem Drehzahlbereich von Null bis oberhalb der kritischen Drehzahl des Schwingungssystems ihre Äusgangslage gegen die \7irkung ihrer fliehkraft beibehält bzw. beim Auslaufen einnimmt.

Dadurch, daß die Massenmomente der beweglichen und der festen Unwucht entgegengesetzt und in der Äusgangslage, das heißt bei innenliegender beweglicher Unwucht, gleich groß sind, ist der rotierende i'eil des Schwingungserregers beim Anlaufen der Welle vollkommen ausgewuchtet. Dieser Auswuchtzustand wird durch die vorgeschlagene Vorspannung der Feder mit Sicherheit solange aufrechterhalten, bis die kritische Drehzahl durchfahren ist. Erst bei höherer Drehzahl wird die Fliehkraft so groß, daß die Feder nachgibt und der bewegliche Unwuchtkörper nach außen bis in die Endstellung wandert. In umgekehrter V/eise wird beim Auslaufen der Welle die bewegliche Unwucht noch oberhalb der kritischen Drehzahl von der Feder in die Ausgangslage zurückgedrückt, so daß bei Erreichen der kritischen Drehzahl, der rotierende Drehkörper wieder vollkommen ausgewuchtet ist. Hierdurch werden die eingangs erwähnten Überbeanspruchungen durch Aufschaukeln in der kritischen Drehzahl vermieden.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung des erfindungsgemäßen Schwingungserregers wird darin gesehen, daß ein U-fömig die Welle umfassender Bügel die bewegliche Unwucht bildet, dessen

ijchenkelinnenseiten als Radialführung und dessen Sehenkelenden als Widerlager für eine auf der anderen Seite an der Welle anliegenden Druckfeder ausgebildet sind, wobei die feste Unwucht

909838/0350

H83A13

als auf die Welle fest aufgesetzter Federfünrun;;sbolzen ausgebildet ist.

Durch die U-fönnige Ausbildung können die Schenkel in einfacher ./eise als Führungen für die Radialbewegung und der oteg als Anschlag für die Ausgangsstellung der beweglichen Unwucht dienen. In Verbindung mit der als Pederführungsbolzen ausgebildeten festen Unwucht ergiet sich ein überaus einfacher Aufbau des ücawingungserregers.

In Weiterentwicklung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Widerlager f.Ir die Druckfeder lösbar au den Schenkelenden des U-Bügels zu befestigen. Hierdurch wird eine leichte und schnelle iuontage ermöglicht.

Außerden wird vorgeschlagen, die Vorspannung der i'eder verstellbar auszubilden, wodurch die Ansprechdrehzahl verändert und der Schwingungserreger für die verschiedensten iichwingungssysteme verwendet werden kann.

Ist eine langüaue üuswärtsbewegung der beweglichen Unwucht über einen größeren Drehzahlbereich erwünscht, so empfiehlt es sich, der Feder einen progressiven Kennlinienverlauf zu geben,, Da die fliehkraft durch die steigende Drehzahl und die gleichzeitige Vergrößerung des Schwerpunkts ab st and es der sich nrich außen bewegenden Unwucht steil ansteigt wird durch die vorgeschlagene, mit liuiiehinender Federung steifer v/erdende Feder in etwa ein Ausgleich erzielt.

der Weg der Unwucht von der Drehachse nach auüen einstellbar, so kann hiermit die Größe der Fliehkraft bis zum Maximalwert beliebig eingestellt werden·

./'jitere Jiinaelheiten und Vorzüge der Erfindung v/erden an Hand eines iiusfiilirungsbeispieles näher erläutert, und zwar zeigt

Pig. 1 einer, querschnitt durch einen Schwingungserreger gemäß der Erfindung und
Pig. 2 den Schwingungserreger nach Pig. 1 im Längsschnitt.

9 0 9 8 3 8/0350 ^BAD l

-4-

U83413

Der auf eine nicht näher dargestellte Rüttelplatteioder dergleichen aufgesetzte Schwingungserreger besteht im. ViTe sent liehen aus dem Gehäuse 2, in dem die Welle 3 über Wälzlager 4 drehbar gelagert ist. Der Antrieb der Welle 3 erfolgt über eine Keilriemenscheibe 5« Das Gehäuse 2 besteht aus einem zylindrischen Mantel mit dem Fuß 6 und den beiden abnehmbaren Flanschdeckeln 7 und 8, in denen zwecks leichterer Montage die Wälzlager 4 eingebaut sind. Das Gehäuse 2 ist durch eine obere Öffnung 9 zugänglich, die durch ein Abdeckblech 10 geschlossen werden kann.

Zwischen den beiden Wälzlagern 4 sind die beiden erfindungsgemäßen Unwuehten 11 und 12 auf der Welle 3 befestigt. Die feste Unwucht 11 ist als in die Welle 3 eingeschraubter Bolzen ausgebildet. Die Welle 3 ist im Bereich der Unwuehten als Vierkant geformt, damit die Unwucht 12 in ihrer Radialbewegung geführt ist. Die bewegliche Unwucht 12 ist als den Vierkantteil der Welle umschließender U-Bügel ausgebildet, dessen Schenkelenden mit einem aufschraubbaren Deckel 13 versehen sind. Der Deckel 13 besitzt eine zylindrische Ausdrehung 14 mit einem Bund 15, der das Widerlager für die erfindungsgemäß vorgespannte Druckfeder 16 bildet. Die Feder 16 stützt sich mit ihrem anderen Ende in einer zylindrischen Ausdrehung der Welle 3 gegen diese ab. Die feste Unwucht 11 ist als Führungsbolzen für die Feder 16 ausgebildet.

Der erfindungsgemäße Schwingungserreger arbeitet wie folgt:

Beim Anlaufen der Welle 3 werden sowohl von der festen Unwucht 11 als auch von der beweglichen Unwucht 12 Fliehkräfte erzeugt. Da das Massenmoment der festen Unwucht dem Massenmoment der beweglichen Unwucht in der Ausgangslage entspricht, treten beim Anlaufen der Welle 3 zwei gleichgroße, entgegengesetzt gerichtete Fliehkräfte auf, die sich gegeneinander aufheben. Mit zunehmender Drehzahl nehmen beide Fliehkräfte in gleichem Maße zu. Ist nach Überschreiten der kritischen Drehzahl die Fliehkraft der beweglichen Unwucht 12 so groß geworden, daß sie die Vorspannung der weder 16 überwindet, so beginnt die bewegliche Unwucht sich radial nach außen zu bewegen. Jetzt ist die Fliehkraft der beweglichen Unwucht durch den vergrößerten Schwerpunktsabstand von der Dr-ihacli?? pivißcr als die Fliehkraft der festen Unwucht 11,

909838/0350 BAD üh.c^L _₅_

H83413

so daß nunmehr s chwingungs erregende Kräfte auftreten. Hat der Schwingungserreger seine Enddrehzahl erreicht, befindet sich die bewegliche Unwucht 12 in ihrer äußeren Endlage und kann die gewünschten Erregerkräfte auf die Rüttelplatte 1 oder dergl. übertragen.

Beim Auslaufen der Welle 3 geschieht der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge. Noch oberhalb der kritischen Drehzahl wird die bewegliche Unwucht 12 durch die vorgespannte Feder 16 wieder in ihre Ausgangslage zurückgeschoben, so daß sich beim Durchfahren der kritischen Drehzahl die Fliehkräfte beider Unwuchten wieder ausgleichen und somit keine Erregerkräfte mehr vorhanden sind.

BAD 909838/0350

Claims

Ί483413

Joseph Yögele AG· Mannheim

Pat.Ju/Hm
992

Patentansprüche

1.) Schwingungserreger an einer rotierenden i/elle, auf der eine sich über eine Feder gegen die Welle abstützende und sich in Abhängigkeit von der Fliehkraft radial nach außen bewegende Unwucht und eine mit der Welle fest verbundene, entgegengesetzt wirkende zweite Unwucht vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Massenmoment der festen Unwucht (11) in Bezug auf die Drehachse dem Massenmoment der beweglichen Uny/ucht (12) in ihrer Ausgangslage entspricht und die Feder (16) derart vorgespannt ist, daß die bewegliche Unwucht in dem Drehzahlbereich von Null bis oberhalb der kritischen Drehzahl des Schwingungssystems ihre Ausgangslage gegen die Wirkung ihrer Fliehkraft beibehält bzw. beim Auslaufen einnimmt.

2,) Schwingungserreger nach Anspruch !,dadurch g e kennzei chnet , daß ein U-förmig die Welle umfassender Bügel (12) die bewegliche Unwucht bildet, dessen Schenkelinnenseiten als Eadialführung und dessen Schenkel-

* enden als Widerlager (15) für eine auf der anderen Seite an der Welle (3) anliegenden Druckfeder (16) ausgebildet sind, wobei die feste Unwucht einen auf die Welle fest aufgesetzten Federführungsbolzen (11) bildet.

3.) Schwingungserreger nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß das Widerlager (15) für die Druckfeder (16) lösbar an den Schenkelenden des U-Bügels (12) befestigt ist.

BAD ORiGJNAL ~²~ 909838/0350

7 U83413

4·) Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1-3, d a - durch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder (16) verstellbar ist.

5.) Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) einen progressiven Kennlinienverlauf besitzt.

6.) Schwingungserreger nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß der Weg der beweglichen Unwucht (12) von der Drehachse nach außen einstellbar ist.

0350