DE19816618A1 - Vibrator aus einem oder mehreren linear oder parallel gekoppelten Rüttlereinheiten mit kontinuierlich einstellbarer Fliehkraft während des laufenden Betriebes für den Einsatz in den Kernrüttelmaschinen - Google Patents

Abstract

Vibrator aus einem oder mehreren linear oder parallel gekoppelten Rüttlereinheiten mit kontinuierlich einstellbarer Fliehkraft während des laufenden Betriebes für den Einsatz in den Kernrüttelmaschinen und Rüttelvorrichtungen für Betonsteinformmaschinen. DOLLAR A Vibrator mit kontinuierlich einstellbarer Fliehkraft während des laufenden Betriebes, bestehend aus einem oder mehreren Rüttlereinheiten 20 seriell oder parallel gekoppelt, der in einem festen Gehäuse 1 einen gelagerten Rotor 2 aufweist, der einen zwischen mindestens zwei Gelenken 6 und 7 aufgehängten radial schwenkbaren und mit dem Rotor 2 mitdrehenden Unwuchtkörper 5 hat, wobei das eine Gelenk 6 fest mit dem Rotor verbunden ist und das andere Gelenk 7 an einer axial auf dem Rotor 2 gleitenden Büchse 8 aufgehängt ist, welche in einem Lager 9 dreht und fern axial positionierbar über mindestens eine axial gleitende Steuerstange 10 und Lagergehäuse 11 ist. Die kontinuierliche Fliehkraftverstellung erfolgt über die Positionierung der Steuerstangen 10.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vibrator aus einer oder mehreren miteinander gekoppelten Rüttlereinheiten mit kontinuierlich einstellbarer Fliehkraft während des laufenden Betriebes, einsetzbar überall dort, wo es notwendig ist, Massen aller Art zu verdichten, insbesondere bei Herstellung von Vibrations- Betonrohren mit stehendem oder steigendem Kern, in Rütteltischen aller Art, in Vibrationswalzen für Bodenverdichtung (Straßen-, Autobahn-, Tunnel- und Wasserbau), in Betonstein-Maschinen in allen Lagen.

Bekannte Schwingungserzeuger, die eine Masse hydraulisch radial verschieben, setzen ein Druckmittel ein, das den Unwuchtkörper beaufschlagt. Das Druckmittel wird über eine Druckleitung aus einer Pumpenstation über komplizierte Ventilblöcke gesteuert und durch eine Drehdurchführung in die Druckkammer eingeführt. Die Unwuchtkörperstellung bzw. die gewünschte Fliehkraft ist bei konstanter Drehzahl des Rotors von dem von der Pumpe erzeugten Gegendruck abhängig. So eine Lösung ist nur mit großem technischem Aufwand zu realisieren. Weiterhin treten oft Leckagen in der Drehdurchfürung, sowie Positionierungsungenauigkeiten wegen des langen hydraulischen Leitungsweges auf.

Bei anderen bekannten Rüttlern werden Winkelverstellungen der verschiedenen Unwuchtkörper hydraulisch relativ zueinander vorgenommen, was auch wie bereits erwähnt die typische Problematik mit sich bringt. Weiterhin sind die dafür vorgesehenen Verstelleinrichtungen, insbesondere schraubenförmige Kurven mit innen laufenden Nocken, die axiale Bewegungen in lineare umwandeln, teuer und reparaturanfällig.

Weitere bekannte Vibratoren nehmen über einen Frequenzumrichter eine Drehzahleinstellung vor, daß zu Rüttelfrequenzverstellungen führt, jedoch bei bleibender Rüttelamplitude. Die Verstellung der Rüttelamplitude erfordert aufwendige Umbaumaßnahmen wie z. B. den Kern vom Rüttler abziehen (Kernrüttlung/Beton-Rohrmaschinen) oder unter den Rütteltisch Unwuchtmassen lösen, verstellen, befestigen und das alles bei abgestelltem Antrieb (Rütteltische, Steinmaschinen).

Die Aufgabe, die dieser Erfindung zugrunde liegt ist, einen Vibrator zu schaffen, der hinsichtlich der Rüttelamplitude und Frequenz einfach während des laufenden Betriebes fern zu verstellen ist, kostengünstig und raumsparend sein soll.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Vibrators mit kontinuierlich fern einstellbarer Fliehkraft ist in Fig. 1 dargestellt. Dieser besteht aus einem Gehäuse 1 in dem der Rotor 2 zwischen zwei Lagern 3 und 4 eingebaut ist. Der Rotor 2 weist nach Anspruch 1 mindestens einen zwischen zwei Gelenken 6 und 7 aufgehängten Unwuchtkörper 5 auf. Das Gelenk 6 ist mit dem Rotor 2 verbunden und das Gelenk 7 ist an der am Rotor 2 gleitenden Büchse 8 befestigt die wiederum zum Rotor 2 gemäß Anspruch 3 mit einer Nabe 15 dreh­ gesichert ist. Die in Richtung 22 axial gleitende Büchse 8 ist nach Anspruch 1 mit dem Lager 9 über dem Innenring fixiert. Der Außenring des Lagers 9 ist mit dem Lagergehäuse 11 befestigt, das wiederum mit zwei diametral angeordneten Steuerstangen 10 nach Anspruch 5 fest verbunden ist. An der Gleitbüchse 8 ist nach Anspruch 3 die in einer Richtung wirkende Feder 12 angebracht, die mit der gleichseitig auf dem Rotor angebrachten Feder 13 so ausgelegt sind, daß die resultierende einseitig wirkende Kraft den Unwuchtkörper 5 in gleicher Richtung wie die Fliehkraft F drückt.

Wird der Rotor 2 vom Antrieb 19 in Drehbewegung gesetzt drehen auch der Unwuchtkörper 5 und die Gleitbüchse 8 mit. Die aus der Drehbewegung entstandene Fliehkraft F versucht radial senkrecht zur Drehachse den Unwuchtkörper 5 mit Hilfe der Federn 12 und 13 um den Wert e zu bewegen. Der gewünschte Fliehkraftwert F bei gleichbleibender Antriebsdrehzahl nach Anspruch 6 wird dadurch erreicht, indem man die axial gleitenden Steuerstangen 10 auf eine Position 23 zwischen D1 und D2 per Fernsteuerung fixiert, wobei die Büchse 8 eine Stellposition 21 zwischen C1 und C2 einnimmt. Die entstandenen Vibrationen werden über den Rotor 2 in die Lager 3 und 4 über dem Gehäuse 1 in das zu rüttelnde Objekt 16 (z. B. der Kern einer Kernrüttelmaschine) eingebracht.

In Fig. 3 ist z. B. ein Hydraulisch-Linearantrieb 26 dargestellt, der sinnvollerweise außerhalb des Vibrationsbereichs liegt und über Seilzüge die Steuerstangen 10 in die gewünschte Position fixiert. Andere kostengünstige Positioniereinrichtungen (z. B. pneumatische oder elektromechanische) können auch eingesetzt werden.

Ist während der Fertigung bei drehendem Rotor 2 keine Fliehkraft erwünscht, so wird an den Steuerstangen 10 mit Hilfe eines bereits erwähnten Linearantriebes mit der Kraft P gezogen, so daß der Unwuchtkörper 5 aus der Stellung B-B in die "NULL-Stellung" A-A gebracht wird.

Der Unwuchtkörper 5 kann gemäß Anspruch 2 mit Blei, Quecksilber oder andere Materialien mit hohem spezifischem Gewicht gefüllt werden, um eine größere Fliehkraft F bei gleichbleibenden Außenmaßen und Antriebsdrehzahlen zu erreichen.

Ein weiterer erfinderischer Vorteil nach Anspruch 8 besteht darin, daß die Rütteleinheiten 20 mit jeweiligen selbständigen Antreiben 19 in sich eigenständige, funktionsfähige und fernsteuerbare Einheiten sind. Durch eine sogenannte Parallelanordnung 1, 2, . . . n wie in Fig. 2 dargestellt, bilden sie einen Flächenvibrator. Die Fliehkraft des Systems 1, 2, . . . n wird sinngemäß nach Anspruch 9 über eine Sammelleiste 24 der Steuerstangen 10, eingestellt. Durch die Anordnung der Rütteleinheiten 20 wie in Fig. 2 ist es möglich, kostengünstig mit einer Fernsteuerung 25 gerichtete Schwingungen in eine große Fläche einzubringen (z. B. bei Herstellung von dickwandigen Platten, Bordsteinen, Betonwänden, Bodensteinen, in Brett- und Bodenfertigungs­ maschinen).

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Vibrators mit kontinuierlich fern einstellbarer Fliehkraft ist in Fig. 3 dargestellt. Durch die einfache, kostengünstige modulare Bauart ist es nach Anspruch 10 möglich, eine oder mehrere Rüttlereinheiten 20 hintereinander mittels Verbindungselementen (z. B. Kupplung) zu einem Mehretagenrüttler zu ergänzen der nur von einem Antrieb 19 in Rotation gesetzt wird. Diese Bauart ist, insbesondere bei der Formgebung von Betonteilen durch Kernrüttelpressverfahren (z. B. Rohre, Schachtringe) einzusetzen. Vorteilhaft bei diesem System ist, daß die Fliehkraft F bei den vertikal axial gekoppelten Rüttlereinheiten 20 unabhängig voneinander, nach Anspruch 11 mittels jeweils einer Steuereinheit 25 und Seilsystem 27 einzeln während des Betriebes bei drehendem Rotor 2 kontinuierlich fern einstellbar ist. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, die Fliehkraft F bei Herstellung von Betonteilen mit unterschiedlicher Wanddicke auf der Längsachse so einzustellen, daß z. B. im Glockenbereich eines Betonrohres größere Fliehkraft eingebracht werden kann als im Schaftbereich. Bei Bedarf, über die Steuereinheit 25 und das Seilsystem 27 ist es auch möglich, die Fliehkraft F einzelnen Rüttlereinheiten 20 auf Null zu setzen, ohne den Antrieb 19 abzustellen.

Claims (11)

1. Vibrator mit kontinuierlich einstellbarer Fliehkraft während des laufenden Betriebes, insbesondere aus einem oder mehrere Rüttlereinheiten 20 seriell gekoppelt, für den Einsatz in den Kernrüttelmaschinen, oder parallel gekoppelt für Rüttelvorrichtungen in Betonsteinformmaschinen, der in einem festen Gehäuse 1 einen gelagerten Rotor 2 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einen, zwischen mindestens zwei Gelenken 6 und 7 aufgehängten radial schwenkbaren und mit dem Rotor 2 mitdrehenden Unwuchtkörper 5 aufweist, wobei das eine Gelenk 6 fest mit dem Rotor verbunden ist und das andere Gelenk 7 an einer axial auf dem Rotor 2 gleitenden Büchse 8 aufgehängt ist, welche in einem Lager 9 dreht und fern axial positionierbar ist, über mindestens einer axial gleitenden Steuerstange 10, die mit dem Lagergehäuse 11 verbunden ist.

2. Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial schwenkbarer Unwuchtkörper 5 aus einem Kern 14 mit hohem spezifischem Gewicht (z. B. Blei, Quecksilber) sein kann.

3. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Rotor 2 axial gleitende Gleitbüchse 8 durch mindestens eine Nabe 15 drehgesichert ist.

4. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwuchtkörper 5 aus der "NULL-Stellung" A-A einseitig nach außen, insbesondere durch die auf Grund des rotierenden Rotors 2 entstandene Fliehkraft F und der Kraft der am Rotor 2 fixierten Feder 12 und der an der Gleitbüchse 8 befestigten Feder 13 bewegt wird.

5. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunktabstand e des Unwuchtkörpers 5 über die Fernpositionie­ rung der Steuerstangen 10 mittels Kraft P, eingestellt wird.

6. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernpositionierung der Steuerstangen 10 während des Betriebes bei drehendem Rotor 2 erfolgt.

7. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils gewünschte Fliehkraft F von null auf maximum stufenlos eingestellt wird.

8. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Rüttlereinheiten 20, parallel angeordnet nach System 1, 2, . . . n jeweils mit einem Antrieb 19 angetrieben werden.

9. Vibrator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das parallele Systems 1, 2, . . . n über eine Sammelleiste 24 alle Steuerstangen 10 verbindet und mittels einer Stellvorrichtung 25 die Fliehkraft jeweiliger Rüttlereinheit 20 kontinuierlich, während des Betriebes bei drehendem Rotor 2 gleichzeitig und mit dem gleichen Wert einstellt.

10. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Rüttlereinheiten 20 hintereinander seriell angeordnet, durch jeweils ein Verbindungselement 21 gekoppelt sind, wobei sie gemeinsam über einen Antrieb 19 in Rotation gesetzt werden.

11. Vibrator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mittels Fernsteuerung 25 die Fliehkraft F einzeln während des Betriebes bei drehendem Rotor 2 kontinuierlich fern einstellbar ist.