DE1558848A1 - Als Richtschwinger mit veraenderbarer Schwingungsrichtung ausgebildeter Schwingungserzeuger - Google Patents

Description

Pa te nt anme!dung

Losenhausen Maschinenbau AG₅ 4 Düsseldorf-Grafenberg , " Schlüterstr, 19

Als Richtschwinger mit veränderbarer Schwingungsrichtung ausgebildeter Schwingungserzeuger

Die Erfindung betrifft einen als,Richtschwinger mit veränderbarer Schwingungsrichtung ausgebildeten Schwingungserzeuger mit zwei' gegensinnig umlaufenden Unwuchten, die über eine i.i mehreren Kupplungsstellungen einrückbare und um feste iiinkelbeträge. fortschalt-» bare Klauenkupplung miteinander in Antriebsverbindung stehen, welch© letztere nach Ausrücken aus einer Kupplungsstellung jeweils mit einer Klaue gleichzeitig in die Bahn eines der benachbarten Kupplung stellung entsprechenden Anschlages gelangt und nach Verzögerung der antriebsseitigen Unwucht relativ zu der gegensinnig dazu umlaufenden antriebseitigen an diesem Anschlag zur Anlage kommt.

Sin solcher Schwingungserzeuger ist bekannt durch die Schweizer Patentschrift 349 932. Es handelt sich dort um einen Bodenverdichter mit einer auf dem Boden aufliegenden Bodenplatte, an welcher der Schwingungserzeuger angebracht ist«,

Auf der Bodenplatte ist eine, im wesentlichen von dem Antriebsmotor gebildete Auflast über Federn^agest,ützt. Der Schwingungserzeuger enthält in einem Gehäuse zwei horizontal nebeneinander angeordnete zueinander parallele Wellen, auf denen die Unwuchten sitzen. Eine der Wellen steht mit dem Motor in Antriebsverbindung, Die beiden

ο Wellen sind durch zwei Zahnräder miteinander gekuppelt. Eines der

to Zahnräder besitzt relativ große Längsabmossungen und sitzt fest auf

?ü der einen !//eile. Das andere Zahnrad ist lose und zwischen Anschlagkörpern axial verschiebbar auf der anderen Felle angeordnet. Es beo sitzt auf beiden Seiten Mitnehmer, die sich an Anschläge der Ah-_ω Schlagkörper bei verschiedenen Winkelstellungen Kupplungsstellungen °* anlegen, daß bei einer axialen Verschiebung des Zähnrades von einer Endstellung in die andere ein Schlupf stattfindet und der eine Mit-

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nehmer in die Bahn des zugeordneten Anschlages gelangt, ehe der andere Anschlag vom anderen Mitnehmer freigegeben wird. Durch ein-- oder mehrmaliges hin- und herschalten des verschiebbaren Zahn- · rades kann die gegenseitige Winkellage der gegensinnig umlaufenden Vfellen schrittweise· verändert werden. Durch .die gegensinnig mit den Wellen umlaufenden Unwuchten werden gerichtete Schwingungen erzeugt. Die Fliehkräfte heben sich in einer Ebene auf, während sie sich in einer dazu senkrechten Ebene addieren. Diese Schwingungsebene wird mit der Veränderung der gegenseitigen Winkellage der Wellen und Unwuchten ebenfalls verschwenkt.

Bei dem bekannten Bodenverdichter wird durch die Horizontalkomponente der gerichteten Gchwingungen eine Vorschubbewegung des Bodenverdichters über den zu verdichtenden Boden erzeugt, während die · Vertikalkomponente der Einleitung von Schwingungen in den Boden dient« Durch Veränderung der Schwingungsrichtung kann die Vorschubgeschwindigkeit und/oder Richtung verändert werden.

Bei der bekannten Anordnung handelt es sich um eineq als "Plattenrütüer" ausgebildeten Bodenverdichter« Die beschriebene schrittweise Veränderung der Schwingungsrichtung von als Richtschwinger ausgebildeten Schwingungserzeugern ist jedoch gegebenenfalls auch in anderem Zusammenhang, beispielsweise bei Schwingsieben anwendbar.

Die geschilderte bekannte Anordnung setzt voraus, daß nach dem Umschalten des Zahnrades, d.h. nachdem der Mitnehmer außer Anlage mit dem entsprechenden Anschlag des einen Anschlagkörpers gekommen.ist, ein Schlupf stattfindet. Die nicht direkt angetriebene Welle des Schwingungserzeugers muß zurückbleiben, so daß der Mitnehmer auf der •entgegengesetzten Seite des Zahnrades an dem winkelversetzten Anschlag des anderen Anschlagkörpers zur Anlage kommt. Das wird im" allgemeinen ohne weiteres eintreten, da die Welle nur über die Klauenkupplung angetrieben wird und die Antriebsverbindung bis zur Anlage an dem nächsten Anschlage zunächst gelöst ist. Es kann nun aber, insbesondere wenn sich das schwingende System mit dem Schwingungserzeuger in Resonanz befindet, eine Selbstsynchronisierung der

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Unwuchten eintreten. Es erfolgt dann keine-zusätzliche gegenseitige Winkelverdrehung der Unwuchten sondern die Schwingungsebene des Systems sucht ihre Lage beizubehalten.

Der"Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Selbstsynchronisierung bei Schwingungserzeugern der eingangs definierten Art zu vermeiden.

Die Erfindung besteht darin, daß an der abtriebsseitigen Unwucht eine Bremse vorgesehen ist, die jeweils nur während des Fortschaltens automatisch angezogen wird.

Während des Fortschaltens der Klauenkupplung von einer Kupplungsstellung zu nächsten ist auf die abtriebsseitige Welle kurzseitig eine Bremse wirksam, welche eine Gelbstsynchronisierung verhindert und sicherstellt, daß die Klauenkupplung in der winkelversetzten Kupplungs- oder Mitnahmestellung zur Anlage kommt.

Die Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, daß die Unwuchten in an sich bekannter r'feise auf zueinander parallelen Achsen sitzen, die durch Zahnräder miteinander gekuppelt sind, von denen als Klauenkupplung das eine lose zwischen Ansch-lagkörpern axial hin- und herverschiebbar auf einer der Achsen angeordnet ist und auf beiden Seiten Mitnehmer besitzt, von denen jeweils einer in die ^; Bahn eines der Anschlagkörper ragt, und daß die Bremse eine Scheibenbremse ist, bei welcher ein Bremsträger durch eine Bremsandruckscheibe über Schrägflächen sowohl bei Verdrehen nach der einen als auch bei Verdrehen nach der anderen Seite an eine auf der Unwuchtwelle sitzende Bremsscheibe angedrückt wird, und daß ein Mechanismus zum axialen Verschieben des Zahnrades mit einem kraftschlüssig an an

der Bremsdruckscheibe^angreifenden und diese bei jedem Forschaltvorgang vorübergehend nach der einen bzw. nach der anderen Richtung aus ihrer Mittellage mitnehmenden Bremsbetätigungsmechanismus gekuppelt ist.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und im folgenden beschrieben:

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Fig. 1 zeigt einen Bodenverdichter init eine*a ,.Jolnvingungserzeuger nach dei- Jrfindung in einer ersten GcJualtstellung.

Fig. 2 ist ein TJchnitt längs der Linie II - II ir. Fig. 1

Fig. 3 zeigt den Bodenverdichter rj.it dorn ο'LA/ingün ^-.ser'So'Uger in einer zweiten 3cualtsiellung.

Fi;?. 4 zeigt die Unvuchten von Fi.;;. 3 nach einer ^reL-ung von neunzig Grad.

Fig.- 3 ist ein Schnitt V-V in Fig. 3

Fig. G zeijt in schema tischer ,Joitenansicht einen lenkbaren Bodenverdichter.

Fi:^. 7 seirjt eine Draufsicht des Bodenverdichters von Fi.;. ο bei ab,;enoi'-.ii:iener Liotorplatte.

i⁷i^, C ist ein Jchnitt länjs der Linie ΥΙΙϊ-VIII von Fi-. G.

Fi-J. J ist ein Ochnitt durch eine bei dei.i erüindun^s^eiuäßen Bodenvei-dichter benutzte Breiase.

In Fi-J. 1 ist ;ait Io eine Bodenplatte bezeichnet, auf welcher ein SchAvingungserzeuger 12 angeordnet ist. Der Schwingungserzeuger 12 besitzt zwei in einer horizontalen Ebene parallel zueinander angeordnete liellen 14 und IG, Die Wellen sind in Zwischenwänden Ii. und des Gehäuses des Schwingungserzeuger in wälzlagern 22 gelagert. LIit der Welle 14 ist ein Zahnrad 24 verkeilt, das relativ große axiale Abmessungen besitzt. Das Zahnrad 24 bildet mit einer unsymmetrischen Massenverteilung· bei 25 zugleich eines der Fliehgewichte. 3iin weiteres Fliehrrewicht 26 ist auf den Ende der Welle 14 außerhalb der Zwischen-

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u lc verkeilt. Auf der anderen Seite sitzen auf der V/o lie' 14 boiderseita der 'Zwischenwand 2o zwei Fliehgewichte 21 .und 3o. Das Zahnrad :34, steht einmal in iiingrifi mit eine?» Antriebszahnrad 33, das ■row lloiox her in geeigneter iTeise angetrieben wird.

/iuf der ue.ile IG sitzt lose und axcial verschiebbar ein Zahnrad 34, und sswar mittels einer Lagerbuchse 36. Kieses Zahnrad 34 steht in !Ji. η griff mit dem Zahnrad '34. do weist auf beiden Jeiten, etwa 3Xo°. gegeneinander-. v/l-n^-olvorsetzt, !Mitnehmer 3^r, 4o auf. Diese Mitnehmer 3C, 4o kommen, je nach der axialen Lage des Zahnrades 34 an Anschläge -von /mseLlagkörpern zur Anlage, die beiderseits des Zahnrades 34 axt dex* Helle- 16\vsi-iceilt sind und im vorliegenden Fall von je -.OiiT.era Flieii^ewicht- 42 ■ b'rvv, 44 gebildet werden. Slntsprechende i'liehjowichtc"40, 4L "sind iv.it den .„Inderi der ,Y:^;jile 16 außerhalb der Zwischenwände -ti. bzv/, 3.ο verkeilt. Das Zahnrad .34 kann durch einen /Jehaltiiieclianisraus Qo, der hier nicht im einzelnen dargestellt ist, ϊϊχγι- und herbewogt werden« In der Jtelluii^· geidiiß Fig. 1 und 2 liegt der Llitneliiäer. 4o an dem Fxiohgewiclit 44 an. Dadurch wird die Welle Xö iiiit den darauf sitsenden 71iohge wich ten 43, 44, 46, 4L in der aus Fig. 1 ersichtlichen V'Inkellage relativ zur vfelle 14 und den Fliehgewichten 25, 36, 2.8, 3o mitgenoiniiien, und zwar über das Zahnrad 34, das von dem Zahnrad 24 auf der welle 14 angetrieben wird.· Auf." diese Weise laufen die ','fellen 14 und 16 gegensinnig zueinander um, und die daraufsitzenden Fliehgewichte erzeugen gerichtete üchwingungen in der llichtung -Λ jon I^?ig, 1, · -

\7enn das Zahnrad 34 durch den Mechanisraus 5o in die andere Endstellung verschoben wird, wie das in Fig. 5 dargestellt ist, dann löst sich der Mitnehmer 4o von dem Fliehgewicht 44. Gleichzeitig gelangt der Mitnehmer 3& in die Bahn des Anschlags an dem Fliehgewicht 42. Vorrübergehend ist jetzt die nicht direkt angetriebene Welle 16 ohne Antrieb. Der Mitnehmer 4o ist außer .Eingriff mit dem Fliehgewicht 44 und der gegenüber dem anderen versetzte^ Mitnehmer 38 steht in Drehrichtung etwa I8o° vor dem Anschlag am Fliehgewicht 42, Infolgedessen vyird. die Vfelle 16 zurückbleiben, und zwar solange

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bis der L-Ii t nehmer 3£, an dem Fliehgewicht 42 zur Anlage komr.it. " * Die Fliehgewichte laufen dann in der aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen //eise zueinander um. Fig.. 3 zeigt die Stellung, in welcher sich die Fliehkräfte der gegensinnig laufenden Unwuchten gerade kompensieren. Fig. 4 zeigt eine stellung maximaler resultierendsr Fliehkraft. Uan erkennt, daß nach der "umschaltung gerichtete ocLv/ingungSD in der ilichtung B auftreten, ί'/ährend bei F._g. 1 eine. Vorschubbewegung nach rechts erfolgt,' ergibt sich bei Fig. 3 und 4 eine Vorschubbewegung nach links.

Voraussetzung für die einwandfreie Umschaltung ist das Zurückbleiben der -Welle 16. V/enn das System mit dem Schwingungserzeuger 12 in ilesonanz schwingt, dann kann jedoch eine Selbstsynchronisierung der Fliehgewichte eintreten. Durch die Schwingbewegung werden die Fliehgewichte auf der Welle IS synchron zu der Schwingbewegung "hei-umge,-schleudert", ohne daß einü unmittelbare Antriebcverbindung zu der VieHe 14 besteht. In diesem Falle würde also die i'/elle IG nach Umschaltung des Zahnrades 34 nicht zurückbleiben und die geschilderte Änderung der ochwingungsrichtung nicht ohne weiteres eintreten. i)a durch Veränderung der Schvangungsrichtung die Steuerung des Vorschubs bewirkt, kann durch eine solche Selbstsynchronisierung die Manövrierfähigkeit des Bodenverdichters stark beeinträchtigt werden.

Aus diesem Grunde ist auf dem Ende der Welle 16 eine Bremsscheibe montiert, an welche ein Bremsträger 54 mit Bremsbelägen durch eine 3remsandruckscheibe 56 andrückbar ist. Die Betätigung der Bremse 58 ist mit dem Schaltmechanismus 5o gekuppelt, so daß bei^jedem Schaltvorgang automatisch die Bremse 58 kurzseitig angezogen wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß die über die Klauenkupplung angetriebene Welle 16 jedesmal sicher zurückbleibt, bis der Mitnehmer wieder an dem betreffenden Anschlag zur Anlage kommt.·Während des normalen Betriebs ist die Bremse natürlich außer Funktion.

Fig. G bis 8 zeigen einen Bodenverdichter, bei welchem zwei Schwingungserzeuger der in Fig. 2 und 5 dargestellten Art gleichachsig und in Vorschubrichtung nebeneinander angeordnet sind, um nicht nur eine

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Vorschubbewegung wahl v/eise nach vorwärts und rückwärts sondern auch noch eine Lenkung zn erzielen. Zu diesem Zwekc sind die beiden Schwingungserzeuger einzeln in eier beschriebenen ./eise in ihrer Schwin-'".ingsrichtung umschaltbar. Sind bei Schwingungserzeuger auf Schwingungsrichtung "/" oder "B" (Fig. 1 und 4) geschaltet, so bsv/egi sich eier Bodenverdichter geradlinig vorwärts bzw. rückwärts. /:rbeite1 jedoch ein Schwingungserzeuger in der ochwingungsrichtung "Λ" , der andere in der .Jchwingungsrichtung "3", so fährt der Bodenverdichter eine Ilirve nach rechts oder nach links. An sich ist die Lenkung von E-j'Jeii'/erdichtern mit Bodenplatte durch zwei Schwingungserzeuger ι·.i^Jc einzeln verstellbaren Schwingungsi-icbtungen bekannt. .Js handelt sich bei den bekannten Anordnungen jedoch uiu relativ aufwendige Konstruktionen. Bei der Vorwendung von schrittweise fortschaltbarcn Klauen- '" kupplungen der hier vorliegenden Art konmt es jedoch darauf an, daß nicht nur .'Jelbstsynchronisierung eines einzelnen JchwingungseiTieugcrs vermieden wird sondern auch eine Synchronisierung des rechten ochwingungserzeugers mit dem linken oder umgekehrt. Dieses Pi' wird dadurch gelöst, daß die beiden über die lllauenkupplu triebcnen ./eilen IC', IG" je eine während des Uaiscl.altvorgangerc in Tätigkeit tretende Breinse 5L¹ bzw. 5C." aufweist (7..;;. L).

Zy-iv Bodenverdichter gemäß Fig. G bis Γ enthält eine Bodenplatte G2 mit einem Paar von gleichachsig nebeneinander angeordneten .uchwingungserzeugern 12',und 12", deren Schwingungsrichtungen voneinander einstellbar sind, ^uf der Bodenplatte G2 ist eine -.lotorplatte G4 über Federn GG abgestützt. Die I.Iotorplatte 64 trägt einen LIotor Ci. für den Antrieb der Rüttler. Wenn beispielsweise der .jchwingungserzeuger 12· auf die Gchwingungsrichtung "A" und der Schwingungserzeuger 12" auf die Schwingungsrichtung "B" geschaltet wird, dann fährt der Bodenverdichter eine Linkskurve.

Die Bremsen 5t' bzw. 58" sorgen während des Umschaltvorganges dafür, daß die Schwingungserzeuger überhaupt ungeachtet der Tendenz zu gegenseitiger Synchronisierung in diese Stellungen umgeschaltet werden können.

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jjline bevorzugte Ausbildung der Bremsen, die gegen '.lie .'Jchv.'iijgunjon besonders unempfindlich int, ist in U¹Ip;. 3 im Längsschnitt 'Uu-gestellt. Auf der Vfelle 16 sitzt die Bremsscheibe 5?,. Der Bromstriiger 54 mit den Bremsbelägen 7o weist arn Rande hülsenartige /'u,";en 72 auf, in denen ein Gchwingmetallring 74 sitzt. Der innere Toil des ;3ehwingi:;etallriuges 74 ist mit einem Bolzen 70 und einer üuttcr 7L. gehäusefest angezogen. Die axiale Federung des Gchwingmetallriivces 74 halt den Bremsträger !54 normalerweise von der Bremsscheibe ΟΓ-Ϊ abgeho-· ben, so daß die Brewse gelöst ist. Dps Anziehen der Bremse erfolgt mittels einer Brenisandruckscheibe 56, die mit einem 1/älzlager ί.ο auf dem Ende der ,/eile IS gelagert ist. Die Breiusöruckscheibe ;3ü weist Sacklochbohrungen i'2 mit ,Federn C 4 auf, welche letztere Kugeln 86 in konische Vertiefungen LL auf der Rückseite des Bremsträgcrs 52 drückt. Bei Verdrehung der Breinsandruckscheibe 5G nach der einen oder der anderen Uihtuny; hin wird dov Bresas trager 34 von den Ku je In, welche an den Jchrägflachen der Vertiefungen CC hinauflaufen, gegen die Federung des ,Jchwingmetallringes 74 an die Bremsscheibe 52 angedrückt.

Die Verschwenkung der Bremsandruckscheibe 5G erfolgt nittels eines Ansatzes 9o. 3in mit dem LlechaniSiwus 5o (1"¹I;-;. 2) gekuppelter und sich bei dem Umschaltvorgang hin- und herbewegender I.'ebel 02 kor.uut in einer Mittelstellung mit einer Rolle 34 an dem Ansatz 3o zur Anlage und nimmt diesen unter Verdrehung der Bremsandruckscheibe 56 ein Stück mit, bis die Rolle von dem Ansatz Oo abgleitet und die Bremsandruckscheibe wieder in ihre Ruhelage zurückgekehrt. V/ährend jedes 3chaltvorganges (hin und her) wird einmal die Bremse kurzzeitig angezogen und bewirkt so eine saubere Umschaltung, indem die "welle IG zurückbleibt und der betreffende Mitnehmer an dem zugeordneten Anschlag der Fliehgewichte zur Anlage kommt.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. LIa Ilichtijchwingor uit veränderbarer :.jchwin Jungsrichtung ausgebildet Gi- Jchwinjun^scrzeuger r,iit . zwei ge je ns inn i:; umlaufenden Unν/acL ton, die übor eine in mehreren Kupplunjsstellungen oinrückbaro und. un feste ,/inkelbeträjo fortachaItbare Klauenkupplung !äit-air.aucler in AntriebsvoTbinclunn: stehen, welche letztere iiacii ■•.ijrüc'ton nur.· einer Xupplmv.TJStelliinj; jeweils mit einer Klaue gleiclize.v';:!..·; Iu die Dann eines der benachbarten Kupplunjsstellung cntnprucbunden /:.viGchlajes _;;elau.;ⁱ: und η η 2 h ■/erisöjarur./; der ab---"iria::.:;oeitigüu Juv/uclrt relativ su d'2r ^o^snsinnij dasu umlaufenden aHtrisbonoJ.ti.iC'is ai, dieGei.i /nacbla^; '.luv J.nla.j,-j koi.uut, clathirch ge-.^!:cn:i:',oicjir.:oc, -'.aß an eier a!.)triebssaitijen Unwucht eine Bremse (58) vor.;'esehon irjt, Ί±ο jeweils nur ",vährend das I'Ortrschaltens automatisch aK.-;ü"30^on v/ir·.!.

.'"ί. ιοί','/.Li.'. ;αΐι';:\"θ":ίΓ:·..ι;ϊ^-3Γ r.acli 'nsprucij 1, daciuroli ^ülien-nzcichnet, daß .".Ιο ^:Ju"/acl:^J:e;i in an π ic h bekannter ,/eise auf zueinander parallelen I.i^ioen (J.4, IG) sitzen, die durch Zahnräder (34, 34) laiteinandor ^ekuppslt nind, von dornen als Klauenkupplung das eine lose sv/iGchen /.i::;cljlnj]..ö:7porn (4°,, 44) a::ial hin- und herverscliicbbar au' einer der ^ci'.oon (10) angeordnet iat and auf beiden ■Je Vtsn IJitnehiÄGr (3C, 4o) besitzt, von denen jev/eils einer in die Bahn eines der Anschla^körper (42, 44) ra^t,. und daß die Bremse (5&) eine Gcheibenbreiase ist, bei welcher ein Brerasträger (54) durch eine Eremsandruciischeibo (5G) über Dchräg-fliichen so\vohl bei Verdrehen nach der einen als auch bei Verdrehen nach der anderen oeite an eine auf der Unwuchtwelle (16) sitzende Bremsscheibe (52) angedrückt wird, und daß ein Mechanismus (5o) zum axialen Verschieben des Zahnrades (34) iüit einem kraftschlüssir; an dor Bremsandruckscheibe (56) angreifenden und diese bei jedem Fortschaltvorgang vorübergehend nach der einen bzw. nach der anderen Richtung aus ihrer Mittellage mitnehmenden BremsbetätigungsmechanIsmus (9:2) gekuppelt ist.

3. ijchwingungrscriseirjer nach Anspruch 2, dadurch gekannzeichnet, daß die Bromsandruckfichcibe einen Ansatz (9o) aufweist, an welchem ein bei dem Fortschaltvorgang hin- bzw, heuschwenkbarer Hebel (92) vorzugs- weine mit einer Rollo (34), jeweils etwa in seiner Mittelstellung· -

zur Anlage koi/imt und von welchem der Hebel (92) nach Mitnahme über einen bo.jrenztcMi Winliei weg VM?cle«- abgelei hot, wodurch die bremsandruclc- lic.Yiü Lik; ("Jo) wieder in ihre U '■ t fcella;;c zurückkehren kann,

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