DE19735268A1 - Schwingungserzeuger für insbesondere Rüttelstationen von Steinformmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungserzeuger für insbesondere Rüttelstationen von beispielsweise Steinformmaschinen mit zumindest einem von einem motorischen Antrieb in Rotationsbewegung versetzbaren, zwei ineinandergreifende Unwuchtmassen umfassenden Unwuchtkörper, wobei zur stufenlosen Unwuchtverstellung die Unwuchtmassen relativ zueinander verdrehbar sind.

Bekannte Schwingungserzeuger für Rüttelstationen von Steinformmaschinen haben zwei benachbart angeordnete, einem Rütteltisch zugeordnete Un­ wuchtkörper mit zwei inneren sowie zwei äußeren Unwuchtmassen. Diese Unwuchtmassen sind separat gelagert und beispielsweise über vier Dreh­ strommotoren, die hinsichtlich ihrer Rotationsgeschwindigkeit elektronisch gesteuert und darüber gekoppelt sind, angetrieben. Zur relativen Verstellung einer inneren Unwuchtmasse gegenüber einer äußeren Unwuchtmasse werden steilgängige Spindeln eingesetzt, um eine stufenlose Unwuchtverstel­ lung und damit eine Amplitudenänderung der erzeugten gerichteten Schwin­ gung vornehmen zu können. Diese Spindeln sind Teil des rotierenden, schwingenden Systems und daher einer hohen und ungleichmäßigen dynami­ schen Belastung ausgesetzt. Die Spindeln sind daher störanfällig und unterlie­ gen hohem Verschleiß.

Zudem ist der mit einem solchen Schwingungserzeuger einhergehende bauli­ che und konstruktive Aufwand erheblich und beeinflußt die Gesamtkosten einer Steinformmaschine bzw. -anlage erheblich.

Aus der DE-37 08 922 A1 ist ein Schwingungserzeuger mit einem jeweils eine innere und eine äußere Unwuchtmasse aufweisenden Unwuchtkörper bekannt, wobei die innere und die äußere Unwuchtmasse während des Maschinenlau­ fes stufenlos zueinander verstellt werden können. Die Unwuchtkörper werden durch eine Getriebehauptwelle und eine im Synchronlauf angetriebene Ge­ triebenebenwelle angetrieben. Der Getriebehauptwelle ist ein mit einer Stell­ einrichtung ausgerüstetes Umlaufgetriebe zugeordnet, über das die verstell­ bare innere Unwuchtmasse angetrieben wird. Von dem Umlaufgetriebe ist ein weiterer Antriebszug abgeleitet, der einen im Synchronlauf laufenden An­ triebsstutzen aufweist, um die innere Unwuchtmasse des anderen Unwucht­ körpers anzutreiben. Eine Verstellung erfolgt hierbei dadurch, daß die inneren Unwuchtmassen mit erhöhter bzw. herabgesetzter Drehzahl angetrieben werden, um die relative Winkellage zu den äußeren Unwuchtmassen zu ändern. Insgesamt wird durch die erforderlichen Getriebeteile, aber auch durch die erforderlichen Steuerungselemente ein erheblicher Bauraum benötigt. Zum Antrieb und zum Synchronisieren sind eine Vielzahl von Antriebs-, Getriebe- und Steuerungsteilen notwendig.

Aus der DE-19 511 895 A1 ist ein Schwingungserzeuger der gattungsge­ mäßen Bauart bekannt, bei der innere Unwuchtmassen von einem einzigen ersten Endlosantriebskörper und äußere Unwuchtmassen von einem einzigen zweiten Endlosantriebskörper angetrieben werden. Jeder der beiden End­ losantriebskörper befindet sich dabei auf einer anderen Stirnseite eines moto­ rischen Antriebes, wobei der motorische Antrieb über ein Verstellorgan linear bewegbar ist. Bei diesem Schwingungserzeuger ist besonders vorteilhaft, daß sich die Unwuchtverstellung sicher exakt und insbesondere auch schnell bei verringertem Platzbedarf des Schwingungserzeugers insgesamt durchführen läßt. Durch das Verstellorgan lassen sich für die jeweiligen Endlosantriebs­ körper Zusatzbewegungen realisieren, was automatisch zu einer überlagerten Winkelverstellung sowohl der inneren als auch der äußeren Unwuchtmasse führt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Schwingungserzeuger der gattungsgemäßen Bauart weiter zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich der Schwingungserzeuger der eingangs genannten Art durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aus. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Vorteile wird auf die Ansprüche 2 bis 11 verwiesen.

Durch die Anschläge für die Unwuchtmassen ist sichergestellt, daß sich unter Beibehaltung der Vorteile einer exakten und schnellen Unwuchtverstellung die Unwuchtmassen in der Nullage exakt fixieren lassen, und somit keine Lage­ veränderungen während der Rotationsbewegung durchführen. Damit ist eine exakte Beibehaltung der Nullstellung ermöglicht.

Um dies zu unterstützen, können beispielsweise Anschlagsicherungen, z. B. in Gestalt von vorgesehenen Dauermagneten, vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ können beispielsweise hydraulisch betätigbare Kettenspanner vorge­ sehen sein, die z. B. unterschiedlich ausgebildete Druckangriffsflächen darbie­ ten, um bei der Nullstellung der Unwuchtmassen zueinander Endlosantriebs­ körper mit unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen. Besonders vorteilhaft ist, wenn die ineinandergreifenden Unwuchtmassen jeweils gabelförmig aus­ gebildet sind mit wechselseitiger Lagerung, wodurch die zu regierenden Mas­ sen kleiner sein können. Außerdem sind bei der wechselseitigen Lagerung in der Nullstellung der ineinandergreifenden Unwuchtmassen die Kräfte, die auf die äußeren Lagerstellen des Unwuchtkörpers wirken, voll ausgeglichen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschrei­ bung und die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schwingungserzeugers,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,

Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht der bewegten Teile die Darstellung der Teile bei maximaler Rüttelkraft, und

Fig. 4 eine zu Fig. 3 analoge Darstellung in der Nullstellung der Un­ wuchtmasse,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Lagerrahmen mit daran abgestützten Unwuchtkörpern,

Fig. 6 einen Schnitt durch die Unwuchtkörper und deren Lagerungen.

Der in der Zeichnung gezeigte Schwingungserzeuger ist vom grundsätzlichen Aufbau völlig analog gestaltet wie die in der DE 195 11 895 A1 offenbarte Vorrichtung und hat eine allgemein mit 1 bezifferte Rüttelstation mit einem zentralen Antriebsmotor 2. Der Antriebsmotor 2 hat in beiden Seiten der durchgehenden Antriebswelle 3 Kettenräder, an denen die beiden Ketten 4 und 5 als Endlosantriebskörper über Umlenkrollen 6 derart geführt sind, daß die beiden Ketten gegensinnig umlaufen. Der Antriebsmotor 2 ist über einen allgemein mit 7 bezifferten Verstellkörper in horizontaler Richtung zu verfahren, wie dies der Pfeil 7.1 in Fig. 1 andeutet. Dadurch kann den Endlosan­ triebskörpern 4 und 5 eine Zusatzbewegung erteilt werden. Durch diese Hori­ zontalverschiebung des Antriebsmotors 2 sind die beiden ineinandergreifenden Unwuchtmassen relativ zueinander zu verdrehen.

Insgesamt sind zwei allgemein mit 8 bezifferte Unwuchtkörper vorgesehen, die jeweils zwei ineinandergreifende Unwuchtmassen 9 und 10 aufweisen. Die Unwuchtmasse 9 und die Unwuchtmasse 10 sind jeweils gabelförmig gestaltet (Fig. 2, Fig. 6) und wechselseitig ineinander gelagert. Dabei sind die Unwuchtmassen 9 und 10 als gleiche Bauelemente ausgebildet, so daß nur eine Gußform für deren Herstellung erforderlich ist. Selbstverständlich ist es weiterhin möglich, die Unwuchtmassen 9,10 als innere und äußere Unwucht­ massen auszubilden. Über Lagerstellen 11 ist die Unwuchtmasse 9 in der Unwuchtmasse 10 gelagert. An der gegenüberliegenden Lagerstelle 12 ist die Unwuchtmasse 10 in der Unwuchtmasse 9 gelagert. Die Unwuchtmassen 9,10 haben jeweils Unwuchten 13 und 14, so daß sich die Rüttelkräfte durch Winkelverstellung der Unwuchten 13 und 14 zueinander einstellen lassen.

Haben dazu die Unwuchten 13 und 14 die in Fig. 4 gezeigte Nullstellung ein­ genommen, in der sich die Unwuchten 13 und 14 um 180° versetzt gegen­ überstehen, heben sich die Rüttelkräfte auf, so daß diese Stellung die Nullage definiert. Diese Aufhebung der Rüttelkräfte ist erforderlich, um die Produkte nach dem Entschalen trotz weiterlaufenden Antriebsmotors nicht zu zerstören. Um auch kleinere Bewegungen, d. h. ein Schwimmen der Unwuchten um die Nullpunktlage, zu verhindern, sind bei jedem Unwuchtkörper 8 Anschläge 15 ausgebildet. Diese sind durch eine an jeder Unwuchtmasse 10 ausgebildete Anschlaganformungen 16 gebildet, die in durch an der anderen Unwucht­ masse 9 eines jeden Unwuchtkörpers 8 ausgebildete Anschlagflächen 17 eingreifen. Zur Sicherung in dieser Nullstellung können zudem in der Zeich­ nung nicht gezeigte Anschlagsicherungen, z. B. in Gestalt von Dauermagneten oder sonstigen, die Unwuchten in der Nullstellung fixierenden Sicherungsteilen gebildet sein. Zudem oder alternativ sind noch hydraulisch betätigbare Ketten­ spanner 18 vorgesehen, die - im einzelnen nicht näher gezeigt - unterschied­ liche Druckangriffsflächen haben, um in der Nullstellung die Endlosan­ triebskörper mit einer zugeordneten Vorspannkraft zu beaufschlagen.

Die Spannelemente 18 wirken derart auf die als Ketten ausgebildeten End­ losantriebskörper 4, 5 ein, daß der Kette 4 im Bereich vor einem der Unwucht­ masse 10 zugeordneten Kettenrad 10b eine andere Spannung erteilt wird als hinter diesem Kettenrad 10b, umgekehrt verhält es sich bei der gegenläufigen Kette 5, die für eine entgegengesetzte Vorspannung des Kettenrades 9b, das der Unwucht 9 zugeordnet ist, sorgt. Dadurch ist in Nullstellung der Unwuch­ ten 9, 10, in der die Anschläge 16 der Unwucht 10 in Kontakt mit den Anschlä­ gen 17 der Unwucht 9 stehen, ein jeweils zusätzliches Drehmoment auf die Kettenräder 9b, 10b bewirkt. Dieses Drehmoment wirkt jeweils in dem Sinne auf die Unwuchten 9, 10 ein, daß diese eine Zusatzkraft in Richtung des Ein­ drehens in die Anschläge 16, 17 erfahren. In der Ansicht nach Fig. 4 wird daher auf die Unwucht 10 ein Drehmoment in Richtung des Pfeiles R und auf die Unwucht 9 ein Drehmoment in Richtung des Pfeiles L ausgeübt, so daß ein Auseinanderfallen der Unwuchten 9, 10 aus der Anschlagstellung sicher ver­ hindert ist und die Spannelemente 18 daher als Anschlagsicherung wirken.

Der beschriebene Schwingungserzeuger kann beispielsweise statt des zentra­ len Antriebes 2 auch einzelne, den jeweiligen Unwuchtmassen 9, 10 zugeord­ nete Drehstrommotore aufweisen, wobei aufgrund der zwei vorhandenen Un­ wuchtkörper 8 dann vier Drehstrommotore vorzusehen wären. Die Synchroni­ sation dieser Drehstrommotore bei Einregulierung der Nullage kann derart erfolgen, daß die Unwuchtmassen 9, 10 soweit gegeneinander verdreht werden, bis deren Anschlagflächen 16, 17 in Kontakt miteinander treten. Dieses bewirkt einen erhöhten Drehwiderstand, der als Steuersignal, bei­ spielsweise durch eine erhöhte Stromaufnahme des Motors, ablesbar ist, so daß die Steuereinheit zur Synchronisierung der Stellmotore eine Rückmeldung erhält, wann die Nullstellung erreicht ist. Die Synchronisation ist bei einer Ausbildung der Nullstellung mit ineinandergreifenden Anschlägen 16, 17 daher erheblich vereinfacht.

Claims (11)

1. Schwingungserzeuger für insbesondere Rüttelstationen von bei­ spielsweise Steinformmaschinen mit zumindest einem von einem motorischen Antrieb (2) in Rotationsbewegung versetzbaren, zwei ineinandergreifende Unwuchtmassen (9; 10) aufweisenden Unwuchtkörper (8), wobei zur stufenlo­ sen Unwuchtverstellung die Unwuchtmassen (9; 10) relativ zueinander ver­ drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwuchtkörper (8) für die Unwuchtmassen (9; 10) jeweils einen Anschlag (15) zur Lagefixierung in einer Nullstellung aufweist.

2. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (15) jeweils an beiden Unwuchtmassen (9; 10) ausgebildet sind.

3. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Unwuchtmasse (10) jeweils eine Anschlaganformung (16) aufweist, die einer an der anderen Unwuchtmasse (9) ausgebildeten Anschlagfläche (17) zugeordnet ist.

4. Schwingungserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (15) einem Dauermagneten als An­ schlagsicherung zugeordnet sind.

5. Schwingungserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtmasse (9) und die Unwuchtmasse (10) wechselseitig ineinander gelagert sind.

6. Schwingungserzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtmasse (9) und die Unwuchtmasse (10) als ineinandergrei­ fende Gabelelemente ausgebildet sind.

7. Schwingungserzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtmasse (9) und die Unwuchtmasse (10) gleiche Bauteile aus­ bilden.

8. Schwingungserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtmasse (9) und die Unwuchtmasse (10) durch über Spannelemente (18) vorspannbare Endlosantriebskörper (4, 5) verstellbar sind.

9. Schwingungserzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Nullstellung der Unwuchtmassen (9; 10) die Spannelemente (18) auf die Endlosantriebskörper (4; 5) derart einwirken, daß die Unwuchtmassen (9; 10) ein Drehmoment im Sinne einer Sicherung der Nullstellung erfahren.

10. Schwingungserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Erreichen der Nullstellung ein Steuersignal an Rotationsantriebe von Unwuchtmassen (9; 10) erteilt wird.

11. Schwingungserzeuger nach einem der Ansprüche 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (18) hydraulisch betätigbar sind und unterschiedlich ausgebildete Druckangriffsflächen haben.