DE19511608A1

DE19511608A1 - Rüttelvorrichtung für den Rütteltisch einer Steinformmaschine

Info

Publication number: DE19511608A1
Application number: DE1995111608
Authority: DE
Inventors: Berthold Will; Rainer Geis; Ruediger Herr
Original assignee: ZENITH MASCHF GmbH
Current assignee: ZENITH MASCHF GmbH
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-10
Also published as: EP0734786A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rüttelvorrichtung für den Rütteltisch einer Steinformmaschine mit einem Unwuchtrüttelantrieb, der als Richtschwinger mit paarweise einander zugeordneten, parallel verlaufenden und gegenläufig angetriebenen Kreisschwingern ausgebildet ist, die eine Rüttelwelle mit mindestens einem Unwuchtkörper aufweisen, sowie mit einer Steuerung zur Veränderung der Rüttelfrequenz durch eine Änderung der Rüttelwellendrehzahl und zur Veränderung der Rüttelkraft und der Rüttelamplitude durch eine Verstellung der Phasenlage von mindestens zwei Unwuchtkörpern zueinander durch eine kurzzeitige Änderung der Drehzahl zumindest der einen der beiden einander zugeordneten Rüttelwellen.

Bei einer aus der DE 41 16 647 C1 bekannten Rüttelvorrichtung dieser Gattung werden die Rüttelwellen über Gelenkwellen angetrieben. Die exzentrisch umlaufenden Gelenkwellen unterliegen möglicherweise einer hohen Belastung durch die auftretenden Fliehkräfte und Schwingungen, die im Dauerbetrieb zu einem Bruch der die Teilwellen der Gelenkwellen miteinander verbindenden Gelenke und der Teilwellen selbst führen können, so daß die Standzeiten der Gelenkwellen verhältnismäßig kurz sind.

Die DE 43 17 351 A1 beschreibt eine weitere gattungsgemäße Rüttelvorrichtung mit zwei parallelen, in einem Rüttelkopf untergebrachten Rüttelwellen mit je einem Unwuchtkörper. Die aus dem Rüttelkopf herausgeführten Rüttelwellen werden jeweils durch eine Gelenkwelle, einen Zahnriementrieb und einen Elektromotor angetrieben. Auf den Enden der beiden Gelenkwellen sitzt jeweils ein Impulsgeber, der die Drehstellung der Welle über eine Signalleitung an eine Steuerelektronik meldet, sobald die Steuerelektronik die Drehstellungen abfragt. Die Signale der Impulsgeber werden in der Steuerelektronik zu einer Phasenverschiebung der Antriebsmotoren verarbeitet, und zwar derart, daß sich die Rüttelkraft bzw. die Rüttelamplitude, die von den Unwuchtkörpern erzeugt wird, von dem Wert 0 bis zum erreichbaren Maximum stufenlos regeln läßt.

Gemäß den Ausführungen in der DE 43 17 351 A1 arbeiten Zahnriementriebe in vorteilhafter Weise schlupflos, so daß über die Regelelektronik eine Drehstellung der jeweiligen Rüttelwelle abgefragt werden kann und, in Abhängigkeit von der Abfrage, eine Steuerung des antreibenden Elektromotors vornehmbar ist.

Zahnriemen weisen verhältnismäßig große Ablagerungsflächen für Verschmutzungen wie aus den Steinformen herausfallende Betonkörner auf, so daß die Zahnriemen im Betrieb auf den Zahnrädern überspringen bzw. reißen können. Dies führt dazu, daß die von der Regelelektronik vorgegebene Phasenverschiebung der umlaufenden Unwuchtkörper nicht richtig eingestellt wird und dementsprechend eine ordnungsgemäße Funktionsweise der Rüttelvorrichtung nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb der gattungsgemäßen Rüttelvorrichtung im Hinblick auf längere Betriebslaufzeiten und die Einsparung von Reparatur- und Wartungskosten zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die beiden Rüttelvorrichtungen gemäß Patentanspruch 1 und Patentanspruch 2.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Der bei den erfindungsgemäßen Rüttelvorrichtungen eingesetzte Keilriemenantrieb kann aufgrund einer gewissen Elastizität der Keilriemen die durch den Rütteltisch übertragenen Schwingungen kompensieren. Die vorbeschriebenen Eigenschaften des Keilriemenantriebs gewährleisten in der Regel gegenüber dem Gelenkwellenantrieb wesentlich längere Betriebslaufzeiten. Schließlich bietet der Keilriemen aufgrund seiner Form keinerlei Ablagerflächen für Verschmutzungen wie von der Herstellung von Betonsteinen stammende Betonkörner, während sich an den Zahnflanken und am Zahnfuß der Zähne der bei Rüttelantrieben von Steinformmaschinen häufig eingesetzten Zahnriemen Verschmutzungen ablagern und festsetzen können, die ein Aufweiten und ein dadurch bedingtes Reißen der Zahnriemen bewirken können.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von schematischen Zeichnungen von Ausführungsbeispielen von Rüttelvorrichtungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Rüttelvorrichtung mit dem Blockschaltbild der Steuerung für die Antriebsmotoren,

Fig. 2 einen geteilten Rütteltisch mit zwei Rütteleinheiten der Rüttelvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Rüttelvorrichtung mit je einer Rütteleinheit in einem geteilten Rütteltisch mit gesondertem Antrieb für jeden Unwuchtkörper und

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer Rüttelvorrichtung mit zwei Rütteleinheiten in einem geteilten Rütteltisch.

Die unter dem Rütteltisch 1 einer Steinformmaschine eingebaute, als Richtschwinger ausgebildete Rütteleinheit 2 einer ersten Ausführungsform der Rüttelvorrichtung gemäß Fig. 1 weist vier paarweise vertikal übereinander angeordnete, parallele Rüttelwellen R1-R4 auf, auf denen jeweils ein Unwuchtkörper U1-U4 befestigt ist. Die Rüttelwellen R1, R3 und R2, R4 der beiden Rüttelwellenpaare sind jeweils durch ein Zahnradgetriebe 3 für einen Synchronlauf miteinander verbunden. Die beiden derart gebildeten Gegenlauferreger 4, 5 sind mit elektrischen Antriebsmotoren M1, M2 ausgestattet, die über Keilriemen 6 und zwei Riemenscheiben 7 auf der Motorwelle 8 und den Rüttelwellen R1, R2 jeweils zwei horizontale Rüttelwellen R1, R3 und R2, R4 antreiben.

Die beiden Motoren M1, M2 drehen ständig mit vorgegebener Drehzahl im Gleichlauf, wobei sich die einzelnen Rüttelwellen R1-R4 zueinander gegenläufig drehen. Die auf den Rüttelwellen R1-R4 befestigten Unwuchtkörper U1-U4 stehen so zueinander, daß sich die Zentrifugalkräfte gegenseitig aufheben und keine Rüttelkraft auf den Rütteltisch wirkt. Für den Rüttelvorgang ist eine Verstellung der Phasen- bzw. Winkellage der Unwuchtkörper U1, U3 zu den Unwuchtkörpern U2, U4 auf einen Wert erforderlich, der der gewünschten, auf den Rütteltisch 1 wirkenden Rüttelkraft mit einer bestimmten Rüttelamplitude entspricht. Dies geschieht in der Weise, daß die Drehzahl der beiden Antriebsmotoren M1, M2 kurzzeitig relativ zueinander geändert wird, indem beispielsweise der Motor M1 kurzzeitig mit höherer oder niedrigerer Drehzahl als der Motor M2 läuft, bis die gewünschte Phasenverstellung der Unwuchtkörper U1, U3 zu den Unwuchtkörpern U2, U4 erreicht ist. Bei Erreichen der gewünschten Phasenlage der Unwuchtkörper U1-U4 wird die Drehzahl des Motors M1 auf diejenige des Motors M2 zurückgestellt, so daß die eingestellte Phasenlage der Unwuchtkörper U1-U4 bei einem Synchronlauf der beiden Motoren M1, M2 für die Dauer des Rüttelvorganges erhalten bleibt. Die Rückstellung der Unwuchtkörper U1, U3 zu den Unwuchtkörpern U2, U4 in die Nullage zur Beendigung des Rüttelvorganges erfolgt in entgegengesetzt gleicher Weise.

Der Effekt der vertikal gerichteten Schwingungen des Rütteltisches 1 kommt dadurch zustande, daß sich zu jedem Zeitpunkt die horizontalen Komponenten der durch die Unwuchtkörper U1, U3 und U2, U4 der Kreisschwinger der beiden Gegenlauferreger 4, 5 erzeugten Fliehkräfte gegenseitig aufheben, während sich die vertikal gerichteten Fliehkraftkomponenten addieren.

Die Motorsteuerung 9 für die Rütteleinheit 2 weist im Bereich der Rüttelwellen R1, R2 angeordnete, als Impulsgeber ausgebildete Sensoren 10 zum Erfassen der Phasenlage der Unwuchtkörper U1, U2 der jeweils synchron umlaufenden Unwuchtkörper U1, U3 und U2, U4 der beiden Gegenlauferreger 4, 5 zueinander sowie der Drehzahl der Rüttelwellen R1, R3 und R2, R4, Steuereinheiten 11 für die beiden Motoren M1, M2, mit den Motoren M1, M2 gekuppelte Resolver zum laufenden Erfassen der Daten der Motorwelle 8, einen Rechner 12 sowie einen Schlupfregler 13 auf, der die vom Rechner 12 übermittelten, gespeicherten, produktspezifischen Solldaten für die Rüttelfrequenz und die Rüttelamplitude sowie die von den Sensoren 10 übermittelten Istdaten der Phasenlage der Unwuchtkörperpaare U1, U3 und U2, U4 und der Drehzahlen der Rüttelwellen R1, R3 und R2, R4 verarbeitet und dementsprechend die Drehzahl der Motoren M1, M2 über deren Steuereinheiten 11 steuert.

Durch die Anordnung der Sensoren 10 im Bereich der rotierenden Unwuchtkörper U1, U2 bzw. der Rüttelwellen R1, R2 ist gewährleistet, daß der bei dem Keilriemenantrieb 6, 7 der Rüttelwellen R1, R2 auftretende Schlupf über den Schlupfregler 13 in die Drehzahlsteuerung der Motoren M1, M2 eingeht.

Mit der Motorsteuerung 9 ist zur Änderung der Rüttelfrequenz die Drehzahl der Rüttelwellen R1-R4 und zur Änderung der Phasenlage der Unwuchtkörperpaare U1, U3 und U2, U4 zueinander für eine Verstellung der Rüttelkraft bzw. der Rüttelamplitude die Drehzahl zumindest eines der beiden Motoren M1, M2 veränderbar.

Fig. 2 verdeutlicht den Einbau von zwei gleichen, steuerungs- und regelungstechnisch im Verbund arbeitenden Rütteleinheiten 2 unter den beiden Tischhälften 1a, 1b eines geteilten Rütteltisches 1. Der geteilte Tisch bietet die Möglichkeit, die Tischhälften 1a, 1b synchron schwingen zu lassen oder durch ein entgegengesetztes Schwingen eine Wippbewegung der Tischhälften zu erzeugen.

In Abänderung der vorbeschriebenen Rütteleinheit 2 können die beiden Rüttelwellenpaare R1, R3 und R2, R4 mit dem Motor M1 bzw. M2 und jeweils zwei oder drei Keilriemen 6 angetrieben werden.

Die unter den Rütteltischhälften 1a, 1b eines geteilten Rütteltisches 1 eingebauten Rütteleinheiten 14 nach Fig. 3 unterscheiden sich von den Rütteleinheiten 2 nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß die Kopplung der Rüttelwellen R1, R3 und R2, R4 durch ein Getriebe entfällt und daß die vier Rüttelwellen R1-R4 jeweils durch einen eigenen Motor M1-M4 und einen Keilriemenantrieb 6, 7 angetrieben werden. Diese Antriebsart der Rütteleinheit 14 bietet die Möglichkeit, außer einer Veränderung der Rüttelfrequenz und der Rüttelkraft bzw. der Rüttelamplitude zwischen dem Wert 0 und einem Maximalwert vor und während des Rüttelvorganges die Richtung der Rüttlung von einer waagerechten Querrüttlung bis zu einer senkrechten Rüttlung und umgekehrt zu verstellen.

Schließlich veranschaulicht Fig. 4 einen geteilten Rütteltisch 1 mit zwei unter den Tischhälften 1a, 1b eingebauten Rütteleinheiten 15, die jeweils zwei horizontal nebeneinander angeordnete Gegenlauferreger 4, 5 aufweisen, die durch die nebeneinander angeordneten Rüttelwellenpaare R1, R3 und R2, R4 gebildet werden.

Bezugszeichenliste

1 Rütteltisch
1a Rütteltischhälfte
1b Rütteltischhälfte
2 Rütteleinheit (Fig. 1 u. 2)
R1 Rüttelwelle
R2 Rüttelwelle
R3 Rüttelwelle
R4 Rüttelwelle
U1 Unwuchtkörper
U2 Unwuchtkörper
U3 Unwuchtkörper
U4 Unwuchtkörper
3 Zahnradgetriebe
4 Gegenlauferreger
5 Gegenlauferreger
M1 elektrischer Antriebsmotor
M2 elektrischer Antriebsmotor
6 Keilriemen
7 Riemenscheibe
8 Motorwelle
9 Motorsteuerung
10 Sensor
11 Steuereinheit
12 Rechner
13 Schlupfregler
14 Rütteleinheit (Fig. 3)
15 Rütteleinheit (Fig. 4)
M3 elektrischer Antriebsmotor
M4 elektrischer Antriebsmotor

Claims

1. Rüttelvorrichtung für den Rütteltisch einer Steinformmaschine, mit einem Unwuchtrüttelantrieb, der als Richtschwinger mit paarweise einander zugeordneten, parallel verlaufenden und gegenläufig angetriebenen Kreisschwingern ausgebildet ist, die eine Rüttelwelle mit mindestens einem Unwuchtkörper aufweisen, sowie mit einer Steuerung zur Veränderung der Rüttelfrequenz durch eine Änderung der Rüttelwellendrehzahl und zur Veränderung der Rüttelkraft und der Rüttelamplitude durch eine Verstellung der Phasenlage von mindestens zwei Unwuchtkörpern zueinander durch eine kurzzeitige Änderung der Drehzahl zumindest der einen der beiden einander zugeordneten Rüttelwellen, gekennzeichnet durch eine Rütteleinheit (14, 15) mit mindestens vier paarweise vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander angeordneten Rüttelwellen (R1-R4) mit eigenem elektrischen Antriebsmotor (M1-M4), der über mindestens einen Keilriemen (6) und zwei Riemenscheiben (7) die Rüttelwelle (R1-R4) antreibt, und eine Steuerung (9) der Antriebsmotoren (M1-M4) zur gegenseitigen relativen, kurzzeitigen Änderung und zur synchronen Änderung der Drehzahl der Motoren (M1-M4), wobei die Motorsteuerung (9) mit einem Schlupfregler (13) zum Erfassen des am Keilriemenantrieb (6, 7) der Rüttelwellen (R1-R4) auftretenden Schlupfes ausgestattet ist.

2. Rüttelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Rütteleinheit (2) mit mindestens vier paarweise vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander angeordneten, parallelen Rüttelwellen (R1-R4), wobei die Rüttelwellen (R1, R3; R2, R4) der Rüttelwellenpaare jeweils durch ein Zahnradgetriebe (3) für einen Synchronlauf miteinander verbunden sind und die beiden derart gebildeten Gegenlauferreger (4, 5) mit je einem Elektromotor (M1, M2) ausgestattet sind, die (M1, M2) über mindestens einen Keilriemen (6) und zwei Riemenscheiben (7) zwei Rüttelwellen (R1, R3; R2, R4) antreiben, sowie eine Steuerung (9) der beiden Antriebsmotoren (M1, M2) zur gegenseitigen relativen, kurzzeitigen Änderung und zur synchronen Änderung der Drehzahl der Motoren (M1, M2), wobei die Motorsteuerung (9) mit einem Schlupfregler (13) zum Erfassen des am Keilriemenantrieb (6, 7) der Rüttelwellen (R1, R3; R2, R4) auftretenden Schlupfes ausgestattet ist.

3. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (9) im Bereich der Rüttelwellen (R1-R4; R1, R2) angeordnete, als Impulsgeber ausgebildete Sensoren (10) zum Erfassen der Phasenlage der umlaufenden Unwuchtkörper (U1-U4; U1, U2) der einzelnen Rüttelwellen (R1-R4) bzw. der Phasenlage der jeweils synchron umlaufenden Unwuchtkörper (U1, U3; U2, U4) der beiden Gegenlauferreger (4, 5) zueinander sowie der Rüttelwellendrehzahl, Steuereinheiten (11) für die Motoren (M1-M4; M1, M2), mit den Motoren (M1-M4) gekuppelte Resolver zum laufenden Erfassen der Position der Motorwelle, einen Rechner (12) sowie einen Schlupfregler (13) aufweist, der die vom Rechner (12) übermittelten, gespeicherten, produktspezifischen Daten für die Rüttelfrequenz und die Rüttelamplitude sowie die von den Sensoren (10) übermittelten Daten der Phasenlage der einzelnen Unwuchtkörper (U1-U4) bzw. Unwuchtkörperpaare (U1, U3; U2, U4) und der Drehzahlen der Rüttelwellen (R1-R4) verarbeitet und dementsprechend die Drehzahl der Motoren (M1-M4; M1, M2) über deren Steuereinheiten (11) steuert.

4. Rüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Riemenantrieb der Motoren (M1, M2; M1-M4) mit zwei oder drei Keilriemen (6).

5. Rüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rütteltisch (1) zwei getrennte Tischhälften (1a, 1b) aufweist, die mit je einer Rütteleinheit (2, 14, 15) ausgerüstet sind.