DE1484439A1 - Ruettel- und Stampfgeraet mit angetriebenen Kurbelwellen - Google Patents

Description

DR.-ΙΝβ. · > / DR.-ΙΝβ. J jDiPU-IN·. M.SO.

HÖGER - Euk MAtER - STELLRECHT Patentanwälte',in Stuttgart

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Pinna Delmag-Maschinfciifabrik Reinhold Dornfeld Esalingea /H₀

Büttel- und Stampfgerät mit angetriebenen Kurbelwellen<,

Sie Erfindung betrifft ein Rutted und Stampfgerät mit angetriebenen Kurbelwellen. Die meisten bekannten Rüttelgeräte arbeiten mit rotierenden Unvmehtmaasen, deren Zentrifugalkraft die Geräte anheben und auch horizontal weiterbewegen< > Beim Betrieb dieser Geräte, die im übrigen wegen des darin enthaltenen Sohwingungasysteras nie ganz genau die vorberechnete Betriebsweise ergeben, ist nicht zu vermeiden, daS sie

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gelegentlich so hoch springen, daß sie bei« nächste» Umlauf der Unwuchtmasse und der anachlieesenden Richtungeumkehr gar nicht die Unterlage berühren (Luftschlage).

Ss wurden auoh schon Rüttelgeräte vorgeschlagen, bei denen die vertikale und die horiaontale Bewegung des Rüttelgenfttes durch hydraulisch oder durch Preßluft bewegte Kolben erseugtl wird ο Auoh diese derate sind in ihrem Aufbau verwickelt und aufwendigο

Schließlich sind auch nooh Stampf geräte, also mit relativ ge ringer Umdrehungszahl arbeitende Geräte bekannt* bli denen die sum Staapfetyftienende Masse mit einer Kurbelwelfljlnji-* trieben wird, wobei Sohlageahlen von mehr als 120 Schlägt je Minute al chi erreicht werden, also kein eigentlioftis* Rütteln vorliegt ₉ bei dem man mit Schlagzahlen von 1000 bis 3000 Sohlägen je Minute rechnet»

Duron die Erfindung ist ein Rüttelgerät, das durch Änderung der Drehss&hlen auch als Stampfgerät verwendet werden kann» geschaffen* mit dem trotz der Verwendung von Kurbelwellen sum Antrieb der Massen die für das Rütteln erforderlichen Schlagzahlen erreicht werden_β Weitere Vorteile dieser Geräte gemäß der Erfindung sind am Schluß der Beschreibung erläütti V

Das neue Gerät gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet/ daß die Kurbelwellen mit ihren Kurbelsajfefc den als Stoß-

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dieataden feil dee Gerätes bewegen, wobei die Stoßplatte ■alt ihren einzelnen Partifcelohen eine Kreisbewegung im die Aoheen der Kurbelwellen ausfahrt» als Gansee jedoch ihre sos Untergrund parallele Lage beibehält und wobei zur Vermeidung freie* Massenkraft· am Gerät mindestens ein alt der Drehzahl der Kurbelwellen angetriebenes und in seiner Bewegung um 180° HkEi der der Stoßplatte vereetstes Gegengewicht vorgesehen ist.

Iiη einfacher Aufbau ergibt eich, wenn die Kurbelzapfen für die Stoßplatte und für die Bewegung dee Gegengewichtes vorgesehene susätsllohe Eurbelsapfen an der gleichen Kurbelwelle« und swar um 180° versetst vorgesehen sind. '·■'■

Wenn man bei der Konstruktion des Gerätes darauf achtet, daß die Kurbelwellendrehsanlen und der Radius des Ui^laufkreieee der die Stoßplatte bewegenden Kurbelzapfen ec lieaieseen sind, dall im Augenbliok des Aufschlags der Stoßplatte auf den Untergrund der duroh den Kurbelsapfen bestimmte Kurbelkrels mm einen tinkei/Tordfe unteren Kurbeltotpunkt liegt,, so erreicht man in einfachster Welse die gewünschte Rorisontalbewegong des Gerätes.

Pie Gleichförmigkeit dieser Horisontalbeweguag 1st gesichert, wenn die Stoßplatte der einsige mit dem Untergrund in Berührung kommende Geräteteil ist»

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•ine gedrungene Bauart
JSs ergibt slob/ wenn der die Kurbelwelle lagernde Qeräteg.nindkörper den Querschnitt eines umgekehrten B hat, von oben in din als Wanne ausgebildete Stoßplatte hineinragt und mit seinem ü~Querschnitt den Raum fUr die Bewegung des Gegengewichtes und der es führenden Kurbeleapfen umschließt, und wenn gegebenenfalls der vom {^Querschnitt des Gerätegrundkörpers umschlossene freie Raum auch das Verbindungegetriebe sswischon den Kurbelwellen aufnimmt ο

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In der Belohnung let ein Aueftihrungsbeiepiel dea Gegenstand der Erfindung sohematlsoh dargestellt. Sarin seigenι

VIg· 1 die teilweise geschnittene Seltenaneloht dee Rüttlers,

Pigο 2 einen Querschnitt hierauiänga der Schnittlinie 2=2 unter Weglassung des innerhall» dieses Sehnittberelohes liegenden Antriebe·» motors,

Pigο 3 einen Längeechnitt durch das eine Ende

des Rüttlers in vergrößerter Sarstellung unter Weglassung der für die Erläuterung des Prinaipa nicht erforderlichen Einzelteile.

Das Oesaatgerät umfafiulm wesentlichen drei bewegte Massen. Sie eine Kasse wird im beschriebenen Ausführungsbelspiel gebildet durch einen trogartigen Körper 2, In den Seitenwangen dieses trogartigen Körpers sind die Kurbelwellen 4a und 4b mit ihren Kurbelzapfen 41a und 41b gelagert. Diese Kurbelzapfen sitzen um den Radius r« exzentrisch an KurbeIscheiben 42a» 42b,um deren Mittelachse eich die Kurbelwellen 4a und 4b drehen. Diese Kurbelaoheiben 42a und 42b sind ihrerseits gelagert in entsprechenden Bohrungen einer zweiten Masse, die durch den Grundkörpar 1 mit U-förmig em Querschnitt und naoh unten gerichteten U~8ohenkeln gebildet wird.

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SI· Kurbelsoheiben 41b bew. 42b sind miteinander duroh einen wiederum exzentrisch en ihnen angeordneten Kurbelaittelsapfen 43a bzwο 43b verbunden, dessen Bxeentrizität den Radius r» hat. Auf diesen Mlttelsapfen 43a und 43b ist wiederum eine dritte Masse in form eines an seinen Enden alt zwei Lagerbohrungen versehenen stangenartigen Körpers/vorgesehenο

Auf die Kurbelscheiben 42a und 42b ist je ein Zahnkranz 5a mid iö drehfest aufgebracht ₀ Diese Zahnkränze käamen mit eines?, gemeinsamen Zahnrad 6_P das an einem Zapfen der Innenseite de:r.c-ln'in Wang« des Körpers 1 gelagert ist« Mittete dieser

Zahn:.."?!-^iT und Zahnkränze iat ein gleichoiziulger UasXsaiJf

wollen
Kurbel/ 4(g, ißnd 4b mit gleicher UmlaufgeschvrljndlgkeIt ijeslch-?;'■■>%".,

schon
obwohl an sich/eine derartige Verkoppluiag der Bewegungen der beides). Kurbeln durch die Körper 2 und -3 gsgsbsn

Fttr daia Antrieb der Kurbeln iat auf der Oberwelt* d*fc ein im AuefUhrungsbeispiel als Brennkraftmotor Antriebsmotor 8 aufgesetzt_p der zwischen Federn 13 schützt gelagert istο Über eine Kardanwelle 9 treibt Motor ein Wendegetriebe I₉ dessen Abtriebsrad 10 im bezeich neten Beispiel mit dem Zahnkranz 5a kämmt₀ aber auch mit einea der anderen Zahnräder kämmen könnte_o

An dem Körper 1 ist aal einen Bnde über Augen 11 eine Deichsel 12 angelenkt, die eur Führung des garnen Gerätes diente

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Beim Antiieb der Kurbelwellen 4* und 4b wird der als Stoßplatte dienende Körper 2 so angetrieben daß jedes Teilchen dieses Kttrpers einen Kreis ait dem Radius r₂ um die Mittelachse der Kurbeleoheiben 42a und 42b beschreibt« Zur Vereinfachung wird im folgenden von einer Rotation der Stoßplatte 2 um diese Aoheen geeproohen» obwohl bei dieser Bewegung die Platte als Qanite ihre zum zu verdichtenden Untergrund 14 parallele tags beibehält. Die Stoßplatte 2 führt also eine Bewegung aus« die der Bewegung der Kuppelstangen einer mehraohsigen DampflokomotiTe entspricht·

keine freien Maesenhrefte entstehen ssu Lassen« ist Her

Kröper 3 um 180° eur Anordnung der Stoßplatte 2 versetzt angeordnet« wobei auoh er bzw. seine Einselteilokeii eine Kreicbewegung mit dem Radius r, um die Mittelachse der Kurbelscheibe 42a und 42b beschreibt. Eas Gewicht dor Stoßplatte 2 einschließlich der vier Kurbelzapfen 41a und 41b oineraeitß sowie das Gewicht der Kuppelstange 3 und der beiden. Kurbolmittelsapfen 49a und 43b andererseits sind samt dc.i dazugehörigen Radisn rg und r* so aufeinander abgestimmt« daß der gemeineaae Schwerpunkt dieser beiden Haeeen bei der Rotavion β eine Lage innerhalb des Gesamtgerätes nicht ändert. Wie .iuo den Zeichnungen BU ersahen ist« sind die Körper 2 und 3 so geformt« daß ihre Bewegungen in Besug auf den Iföxper 1 ungehindert möglich sind. Bei Rüttlern ist die Bewegung der Massen 1 und gegeneinander eehr klein, so daß eine Abdichtung der Hassen gegeneinander_e welche iiü Eindringen von Staub und Schmutz

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in da· Innere des Gerätes rerhindert, dor oh Schawmgn—1_t Manschetten oder ähnliehe Anordnungen leicht Möglich iet· Ss wird von der Annahme ausgegangen, daß die Rüttelplatte auf einer unelastisch und nur venig susammendrttokbaren Unterlag· arbeite· Hierbei sind die Dreheahlen und der Radius r_g eo aufeinander abge stiert, daß die Sprunghöhe des Rüttlere so groß ist, daß der Schwerpunkt dee Gesantgexätee zum Hochspringen einschließlich dee Herabfallens die Zeit einer Umdrehung erfordert. Aue diesen beim Gerät gewählten Grüßen für den Radius T₂ und die Brehsahl ergibt sich» daß der Beginn und das Bade der Bewegung dee Hoohspringene und Her abfall ens um einen Winkel *C nur dm unteren ¥otpunkt der Kurbelwellen 4a und 4b liegt (Fig.J). Der Aufschlag der Stoßplatte 2 auf den Untergrund findet also unter einen* entsprechenden Winkel «[90°) statt« Hieraus ergibt sieh eine bestisnte Yorschubkcfiponente W_n (Horisontalkomponente) für das Rüttelgerät und eine bestirntste Hcehwerfkomponente W_yt(Tertikal!co^ponente)o let die von r₂ und η ch~ hängige Hftfangegesohwlndigkeit der Kurbeln W^₉ 00 let diu TortikalkoBponente W_y « W₀ sineifund die HorizontalkoiaponentQ W_n m w_u cosoC .

Beim Betrieb dieses Gerätes stellt sioh liamer Frieder eine? von. der Kachgieblgkeit der Unterlage abhängige Gleichgewicht«3 age ftlr die Größe des Winkels·^ ein. Wird z_oB. die Unterlage nachgiebiger als sie bisher mit einem bestimmten Winkel «C war_p so wird die Sprunghöhe geringer, weil ä±e Stoßplatte bein .'Ijstossen mehr nach unten eindrngt. Infolgedessen wird übsixl 4±ö

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Seit dee Bocheprlngens elnschlIeBIloh des Herabfallen* kleii und dealt wiederum der Auftreffwinkel «£ am Bode dieeer bewegung größer. Kit diese« Größerwerden dee Winkels «Ο 1st aber auoh ein. (Jröflerwerden der Yertikalkoeponente verbund en »· Dann wird aber auoh wieder die Sprunghöhe größer. Be wird eich also bei« übergang von einer Unterlage, bei der sich ein beetlanter Winkel Ut iu einer weicheren Unterlage ein anderer Winkel ^C' ausbilden, der aber auf dieser weicheren Unterlage wieder etets gleichbleibt. Umgekehrt verhält sich das Gerät wenn die Unterlage härter wird, wobei sloh auoh ein geänderter, aber etets gleichbleibender Winkel «6 herausbildet.

Der bei einem Aufschlagwinkel von 4$° vorliegende Wert von *_T sinkt bei einer Änderung dee Aufaohlagwinkel auf 10° bereite auf ein Viertel seines Afertee ab und wird bei #6. » 0° sogar gleich Bull* Infolge dieser Verhältnisse kann das Büttelgerät nie so hoch springen, daß die Stoßplatte die Unterlage nicht nach jeder Umdrehung der Kurbel wieder erreioht. Sogenannte Luftechläge jener Art, wie sie bei mitrotierenden Unwuohten betriebenen bekannten Geräten recht häufig sind, können bei dem beschriebenen Rüttelgerät nicht auftreten»

Dabei lsi *a so vorteilhaft, daß die Höriaontalkomponente und damit die ?ortschre^geschwindigkeit (W_fi) etwas größer wird, wenn <$C rJ)ainki₉ und daß das Gerät auf sohon ohnehin stark verdichtetem härteren Unterlagen, die keine so intensive Be-

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avbeltimg benötigen, eioh eohneller bewegt«

Doroh da» Wendegetriebe 10 kann b«i Drehrichtungsumkehr die BewegUngariohtung des öeriitee von vorwärts auf rückwärts umgekehrt geändert werden»

weiterer Vorteil gegenüber den üblichen Unvuchtgeräten be eteht darin, daß 3loh das Gerät gemäS der Erfindung mit fOnlger Geachwindlgkeit vorwärts bewegt„ während bei einem Unwuchtgerät bei jeder Bodenberührung die VcTwgrtsbeic^gtiBg sua Stilletand kommt und dann immer wieder n*u nach vorn bs aohleunigt werden

Die la Straßenbau vorkommenden Steigungen und G₈ZaXl* auf die Portbewegungsgeechwlndigkelt des keinen merklichen Einfluß_p da diese OeaohwiiKiigtei* nur von der Uafangsgeeohwindlgkeit der Stoßplatte albhängt ₀-

Bin weiterer besonders wichtiger Vorteil des ■Äßen Rüttlers besteht in seinem robusten wo, lAlllgen da keinerlei aufeinander abzuetlmmende schwir-,^uac Massen xiit den daaugehörigen abgestimmten Federn erforci riich Bewegungen erfolgen zwangsläufig und aina nur von der und dem Kurbelradius r₂ der Stoßplatte abhängig.

Bit bei der Anbringung dea Motors verwendete.^ ^ nur aelner atossfreien lagerung» Infolge dieses

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Aufbaue und dor Unabhängigkeit τοη schwingenden Massen» läßt sich die Bemessung des Gerätes in einfachster Welse und genau vorausberechnen» lsi Oegensats su den eohwierigen und dabei dennoch praktisch nie gane den Tatsachen entsprechender Berechnungen bei den bekannten Geräten»

Sa die Sprunghöhe bei kleinen Srehsahlen mit der Abiahae der-•slt^n Mtd alt größerem KurbelraoLus/felt den Quadrat von -jj sunl.tt; wird bei kleinen Drehsahlen aus deir Rüttelgerät ein

Stairuf gerät, das eua Verdichten von bündige ι Buden sihrgut geeignet 1st.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   I₀/Büttel- und Stampfgerät ait angetriebenen Kurbeltellen» da- -^ duroh gekennzeichnet, daB die Kurbelwellen (4a, 4b) «it ihren Kurbelzapfen (4Ia₉ 41b) den als Stoßplatte dienenden Teil (3) dea Gerätes bewegen, wobei die Stoßplatte (2) Bit ihren einseinen Partikelchen eine Kreiebewegung üb die Achsen der Kurbelwellen (4a, 4b) ausfahrt, als Ganzes jedoch ihre Bun Untergrund parallele Lage beibehält und wobei zur Vermeidung freier Maseenkräfte am Gerät mindestens ein «it der Drehzahl der Kurbelwellen angetriebenes und in eeiner Bewegung um 180° su der der Stoßplatte versetztes Gegengewicht (3) vorgesehen ist.

   ο Büttel- und Staapfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelzapfen (41a, 41b) für die Stoßplatte (2) und für die Bewegung des Gegengewichtes (3) vorgesehene zusätzliche Kurbelzapfen (43a, 43b) an der gleichen Kurbelwelle (4a„ 4b), und swar um 180° versetzt, vorgesehen sind»

   3· Büttel- und Stampfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Xurbelwellendrehsahlen und der Radius (r₂) des Umlaufkreises der die Stoßplatte (2) bewegenden Kurbelzapfen (41a, 41b) so bemessen sind, daß in Augenblick

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   d·· Aufschlage der 8to0platte auf den Untergrund der durch den Kurbelsapfen bestimmte Xurbelkrels um einen Winkel («6) Tor des unteren Kurbeltotpunkt liegt»

   4· Rüttel- und Stampfgerät nach Anepruch I₉ daduroh gekennseiohnet, dafi die Stoßplatte (2) der einiige mit dem Untergrund in Berührung körnende Oträteteil iet„

   5· RÄttel- und Stampfgerät naeh Anspruch 1» daduroh gekennzeiohnet, daß der die Kurbelwelle (4a» 4b) lagernde GerätegrvndkttrpV? (1) den Quereohnitt eines umgekehrten U hat, tob oben in die ala Wanne ausgebildete StoSplatte (2) hineinragt und «it seinem U-Qutrechnitt den Raum für die Bewegung des Gegengewichte (3) und der es führenden Kurbelzapfen (43a, 43b) umschließt.

   6, Rüttel- und Stampfgerät nach Anspruch 1 und 5, daduroh gekennzeichnet, daß der Tom U.Querschnitt des GerätegrundkOrpers umschlossene freie Raum auch das Verbindungsgetrie^/ be (5t 6) swlschen den Kurbelwellen (4a, 4b) aufnimmt»

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