Die Erfindung betrifft die Gestaltung von Exzenterwellen des „Zweiamplitudentyps” [type „dual amplitude”], die für die Verwendung in Verdichtungsgeräten wie beispielsweise Straßenwalzen bestimmt sind. Die Exzenterwellen haben in einer Drehrichtung ein hohes Exzentermoment und in der anderen Drehrichtung ein niedriges Exzentermoment. Die Exzenterwellen umfassen eine feste und eine bewegliche Exzentermasse. Die bewegliche Exzentermasse ist so angeordnet, dass sie mit der festen Exzentermasse in einer Drehrichtung der Exzenterwelle zusammenwirkt und in der anderen Drehrichtung der Exzenterwelle die feste Exzentermasse teilweise ausgleicht. Exzenterwellen sind so konstruiert, dass sie mit niedrigem Anfangsdrehmoment gestartet werden können. Letztere Eigenschaft trägt dazu bei, den Treibstoffverbrauch für die Verdichtungsgeräte zu vermindern. Während der Verdichtungsarbeit werden die Exzenterwellen von Walzen für die Verdichtung von Asphalt häufig gestartet und wieder angehalten. Daher ist die Erfindung besonders geeignet für diese Art von Verdichtungsgeräten, eignet sich aber auch für Erdverdichtungsgeräte. Dass die Exzenterwellen ein geringeres Anfangsdrehmoment benötigen ist einer von mehreren Faktoren, die es ermöglichen, in den Verdichtungsgeräten Verbrennungsmotoren mit geringerer Leistung zu installieren. Das erforderliche geringere Anfangsdrehmoment kann es auch ermöglichen, die Abmessungen der Kraftverteilungssysteme in den Verdichtungsgeräten zu verkleinern. Dies vermindert die Herstellungskosten der Systeme. Die Exzenterwelle ist besonders für Kassettenmontage [cassette-assembly] geeignet.The invention relates to the design of "dual amplitude" eccentric shafts intended for use in compaction equipment such as road rollers. The eccentric shafts have a high eccentric moment in one direction of rotation and a low eccentric moment in the other direction of rotation. The eccentric shafts comprise a fixed and a movable eccentric mass. The movable eccentric mass is arranged so that it cooperates with the fixed eccentric mass in a rotational direction of the eccentric shaft and partially compensates in the other direction of rotation of the eccentric shaft, the fixed eccentric mass. Eccentric shafts are designed so that they can be started with low initial torque. The latter feature helps to reduce fuel consumption for the compaction equipment. During the compaction work, the eccentric shafts of rollers for compaction of asphalt are frequently started and stopped again. Therefore, the invention is particularly suitable for this type of compaction equipment, but is also suitable for Erdverdichtungsgeräte. The fact that the eccentric shafts require a lower initial torque is one of several factors that make it possible to install combustion engines with lower power in the compression devices. The required lower initial torque may also make it possible to reduce the size of the power distribution systems in the compaction equipment. This reduces the manufacturing costs of the systems. The eccentric shaft is particularly suitable for cassette assembly.
US 3,722,381 (Vibro-werken) zeigt zwei im Walzenkörper einer Straßenwalze angeordnete Exzenterwellen des „Zweiamplitudentyps”. Die Exzentermassen der Exzenterwellen sind identisch gestaltet. Die Exzenterwellen sind in Kassetten angeordnet, die mit den Stirnseiten des Walzenkörpers verbunden sind. Ein Hydraulikmotor treibt/dreht eine der Exzenterwellen, die ihrerseits die Drehbewegung über eine Zwischenwelle auf die andere Exzenterwelle überträgt. Die Verbindung der Exzenterwelle zur Zwischenwelle ist so gestaltet, dass die Exzentermassen während der Drehung synchrone Positionen einnehmen. 1 der Patentschrift zeigt eine Hochamplitudenstellung, in welcher beide Exzentermassen der Exzenterwellen, die feste und die bewegliche, zusammenwirken, d. h. die Stellung, welche die Exzentermassen in einer der Drehrichtungen der Exzenterwelle einnehmen sollen. Die rotierenden und zusammenwirkenden Exzentermassen sollen in dieser Stellung den Walzenkörper der Walze mit der höchstmöglichen Amplitude schwingen lassen. 2 zeigt die Niedrigamplitudenstellung, welche die Exzentermassen in der anderen Drehrichtung der Exzenterwellen einnehmen. Ein gedachter Querschnitt durch eine der Exzenterwellen und ihre Exzentermassen in der zusammenwirkenden Stellung zeigt eine radiale Ausdehnung, die durch eine fünfseitige geometrische Form begrenzt wird. Ein Nachteil der fünfseitigen Form ist, dass sie im Hinblick auf das Massenträgheitsmoment nicht optimal ist. Man sieht in dem gedachten Schnitt auch, dass ein großer Teil des Schnitts von ausgeglichenen Massen eingenommen wird, was nicht zu den Exzentereigenschaften der Exzenterwelle beiträgt, sondern statt dessen zu einer unerwünschten Erhöhung des Massenträgheitsmoments der Exzenterwelle führt. Das gleiche gilt für die Ringe, welche die beweglichen Exzentermassen verbinden und relativ zu den festen Exzentermassen schwenkbar machen. In beiden Fällen folgt, dass die Exzenterwelle während des Starts wegen des hohen Massenträgheitsmoments unnötig Leistung und Energie verbraucht. US 3,722,381 (Vibro-works) shows two arranged in the roller body of a road roller eccentric waves of the "two-amplitude type". The eccentric masses of the eccentric shafts are identically designed. The eccentric shafts are arranged in cassettes, which are connected to the end faces of the roller body. A hydraulic motor drives / rotates one of the eccentric shafts, which in turn transmits the rotary motion via an intermediate shaft to the other eccentric shaft. The connection of the eccentric shaft to the intermediate shaft is designed so that the eccentric masses assume synchronous positions during the rotation. 1 The patent shows a high amplitude position in which both eccentric masses of the eccentric shafts, the fixed and the movable, cooperate, ie the position which the eccentric masses are to occupy in one of the directions of rotation of the eccentric shaft. The rotating and cooperating eccentric masses should in this position oscillate the roller body of the roller with the highest possible amplitude. 2 shows the low amplitude position, which take the eccentric masses in the other direction of rotation of the eccentric shafts. An imaginary cross-section through one of the eccentric shafts and their eccentric masses in the cooperating position shows a radial extent bounded by a five-sided geometric shape. A disadvantage of the five-sided shape is that it is not optimal with respect to the mass moment of inertia. It can be seen in the imaginary section also that a large part of the cut is occupied by balanced masses, which does not contribute to the eccentric properties of the eccentric shaft, but instead leads to an undesirable increase in the moment of inertia of the eccentric shaft. The same applies to the rings which connect the movable eccentric masses and pivot relative to the fixed eccentric masses. In both cases it follows that the eccentric shaft unnecessarily consumes power and energy during the start because of the high mass moment of inertia.
3 der chinesischen Patentveröffentlichung CN 102995521 zeigt eine Exzenterwelle vom Zweiamplitudentyp. Die Welle wird in einer Niedrigamplitudenstellung dargestellt, in welcher ihre bewegliche Exzentermasse (unten) die feste Exzentermasse (oben) teilweise ausgleicht. Das oben erwähnte Problem, dass Teile des Exzenterwellenquerschnitts nicht zu den Exzentereigenschaften der Exzenterwelle beitragen, wird dadurch gelöst, dass die feste Exzentermasse gleichzeitig eine „tragende” Funktion hat. Ein Querschnitt durch die Exzentermassen würde wahrscheinlich zeigen, dass die Querschnitte nach außen durch Kreisformen begrenzt sind. Die Kreisformen ergeben ein niedriges Massenträgheitsmoment, aber die Positionen der Kreisformen in Bezug auf den Schnittpunkt zwischen der Rotationsachse und der Schnittebene sind diesbezüglich nicht optimal. Die Kreisformen scheinen in einem Abstand von der Rotationswelle angebracht zu sein, der den Durchmesser der Kreisform überschreitet. In einer gedachten Hochamplitudenstellung, in der die bewegliche und die feste Exzentermasse zusammenwirken, ist es auch nicht optimal, wenn die Exzentermassen im Querschnitt auf zwei Kreisformen verteilt sind. 3 the Chinese Patent Publication CN 102995521 shows an eccentric shaft of the two-amplitude type. The shaft is shown in a low amplitude position in which its movable eccentric mass (below) partially offsets the fixed eccentric mass (top). The above-mentioned problem that parts of the eccentric shaft cross section do not contribute to the eccentric properties of the eccentric shaft is solved by the fact that the fixed eccentric mass simultaneously has a "supporting" function. A cross section through the eccentric masses would probably show that the cross sections are limited to the outside by circular shapes. The circular shapes give a low mass moment of inertia, but the positions of the circular shapes with respect to the point of intersection between the axis of rotation and the sectional plane are not optimal in this respect. The circular shapes appear to be at a distance from the rotary shaft that exceeds the diameter of the circular shape. In an imaginary high amplitude position in which the movable and the fixed eccentric mass interact, it is also not optimal if the eccentric masses are distributed in cross section on two circular shapes.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Exzenterwelle vom Zweiamplitudentyp zu beschaffen, die ein optimales (niedriges) Massenträgheitsmoment um die Rotationsachse, um die sie rotieren soll, aufweist. Erfindungsgemäß müssen die Querschnitte von fester und beweglicher Exzentermasse der Exzenterwelle so angeordnet sein, dass sie in einer Kreisform eingeschlossen sind, wenn die Massen zusammenwirken. Die Kreisform muss mit dem Schnittpunkt der Rotationsachse mit der Schnittebene zusammenfallen oder in unmittelbarer Nachbarschaft davon angeordnet sein. Genau gesagt muss die Kreisform so angeordnet sein, dass der Abstand zwischen einem Punkt P auf der Kreisform und dem Schnittpunkt 0 bis 0,1D beträgt, wobei der Schnittpunkt durch den Schnitt der Rotationsachse mit dem Querschnitt der festen Masse definiert ist, wobei der Punkt P auf der Kreisform so nahe wie möglich beim Schnittpunkt angeordnet ist, und wobei D der Durchmesser der Kreisform ist.The purpose of the present invention is to provide a two-amplitude type eccentric shaft having an optimum (low) mass moment of inertia about the axis of rotation about which it is intended to rotate. According to the invention, the cross sections of fixed and movable eccentric mass of the eccentric shaft must be arranged so that they are enclosed in a circular shape when the masses interact. The circular shape must coincide with the intersection of the axis of rotation with the sectional plane or be arranged in the immediate vicinity thereof. Specifically, the circular shape must be arranged so that the distance between a point P on the circular shape and the intersection is 0 to 0.1D, wherein the point of intersection is defined by the intersection of the axis of rotation with the cross section of the solid mass, the point P being located on the circular shape as close as possible to the point of intersection, and D being the diameter of the circular shape.
Die Erfindung wird mittels der beigefügten Zeichnungen 1 bis 7 näher beschrieben.The invention will be apparent from the attached drawings 1 to 7 described in more detail.
1 zeigt eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Exzenterwelle in der Hochamplitudenstellung. 1 shows an isometric view of an eccentric shaft according to the invention in the high amplitude position.
2 zeigt die Exzenterwelle der 1 in der Niedrigamplitudenstellung. 2 shows the eccentric shaft of 1 in the low amplitude position.
3 zeigt einen Querschnitt einer ersten und bevorzugten Ausführungsform der Exzenterwelle aus 1 und 2. 3 shows a cross section of a first and preferred embodiment of the eccentric shaft 1 and 2 ,
4 und 5 zeigen Querschnitte einer zweiten und dritten Ausführungsform der Exzenterwelle aus 1 und 2. 4 and 5 show cross sections of a second and third embodiment of the eccentric shaft 1 and 2 ,
6 zeigt einen Querschnitt der Exzenterwelle aus 1 in Hochamplitudenstellung. 6 shows a cross section of the eccentric shaft 1 in high amplitude position.
7 zeigt einen Querschnitt der Exzenterwelle aus 2 in Niedrigamplitudenstellung. 7 shows a cross section of the eccentric shaft 2 in low amplitude position.
1 zeigt eine Exzenterwelle 1 vom Doppelamplitudentyp, die im Walzenkörper einer (nicht gezeigten) Asphaltwalze drehbar um eine Rotationsachse 2 angeordnet ist. 1 zeigt eine Momentansicht der Exzenterwelle 1, wenn sie in einer ihrer Drehrichtungen um die Rotationsachse 2 gedreht wird. Die Drehrichtung ist im Uhrzeigersinn und wird durch einen gebogenen Pfeil in der Zeichnung veranschaulicht. Die Exzenterwelle umfasst eine feste Exzentermasse 3 und eine bewegliche Exzentermasse 4. Die feste Exzentermasse 3 ist in ein Gussteil aus Sphäroguss eingebaut. Beide Wellenenden der Exzenterwelle 1 sind mit der festen Exzentermasse 3 verbunden und haben maschinell nachbearbeitete Oberflächen für die (nicht gezeigten) Lager, welche die Drehung der Welle 1 ermöglichen. Die Lager sind in einer (nicht gezeigten) Kassette in einem der Stirnseiten des Walzenkörpers angeordnet. Ein Wellenende (das linke) ist mit einem (nicht gezeigten) Hydraulikmotor verbunden, welcher die Welle 1 um die Rotationsachse 2 dreht. Das andere Wellenende (das rechte) ist über eine (nicht gezeigte) Zwischenwelle mit einer gleichartigen Exzenterwelle verbunden, die in einer Kassette an der anderen Stirnseite des Walzenkörpers angeordnet ist. Die Verbindung ist so ausgeführt, dass die festen Exzentermassen während der Drehung der Wellen gleiche und synchrone Stellungen in Bezug auf den Walzenkörper erhalten. Die bewegliche Exzentermasse 4 ist schwenkbar um eine Achse angeordnet, die nahezu mit der Rotationsachse 2 zusammenfällt. Wenn die Exzenterwelle 1 in Drehung versetzt wird, schwenkt die bewegliche Exzentermasse 4 etwas bezüglich der festen Masse 3 und wird von dieser angehalten. Die feste Exzentermasse 3 schiebt die bewegliche Exzentermasse 4 während der fortgesetzten Drehung der Exzenterwelle 1 in Uhrzeigerrichtung in der in 1 gezeigten Stellung vor sich her. Die Stellung ist zweckmäßig angepasst und entspricht einer Stellung, in der die bewegliche Exzentermasse 4 mit der festen Exzentermasse 3 zusammenwirkt. Die im Uhrzeigersinn rotierenden Exzenterwellen regen auf beabsichtigte Weise den Walzenkörper zum Schwingen und zum Verdichten des Bodens mit größtmöglicher Amplitude an. 1 shows an eccentric shaft 1 of the double amplitude type, which is rotatable about an axis of rotation in the roll body of an asphalt roll (not shown) 2 is arranged. 1 shows a momentary view of the eccentric shaft 1 when in one of its directions of rotation about the axis of rotation 2 is turned. The direction of rotation is clockwise and is illustrated by a curved arrow in the drawing. The eccentric shaft comprises a fixed eccentric mass 3 and a movable eccentric mass 4 , The solid eccentric mass 3 is built into a ductile iron casting. Both shaft ends of the eccentric shaft 1 are with the fixed eccentric mass 3 and have machined surfaces for the bearings (not shown) that rotate the shaft 1 enable. The bearings are arranged in a cassette (not shown) in one of the end faces of the roller body. A shaft end (the left) is connected to a hydraulic motor (not shown), which is the shaft 1 around the axis of rotation 2 rotates. The other shaft end (the right) is connected via an intermediate shaft (not shown) to a similar eccentric shaft, which is arranged in a cassette at the other end side of the roller body. The connection is made so that the solid eccentric masses during rotation of the waves receive equal and synchronous positions with respect to the roll body. The movable eccentric mass 4 is pivotally mounted about an axis nearly with the axis of rotation 2 coincides. If the eccentric shaft 1 is rotated, pivots the movable eccentric mass 4 something about the solid mass 3 and is stopped by this. The solid eccentric mass 3 pushes the movable eccentric mass 4 during the continued rotation of the eccentric shaft 1 clockwise in the in 1 shown position in front of him. The position is suitably adapted and corresponds to a position in which the movable eccentric mass 4 with the fixed eccentric mass 3 interacts. The clockwise rotating eccentric shafts purposely excite the roll body to vibrate and compact the soil to the greatest possible amplitude.
2 zeigt eine Momentansicht der Exzenterwelle 1 bei der Drehung in die andere Richtung, d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn die Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn gestartet wird, schwenkt die Exzentermasse 4 fast eine halbe Umdrehung um ihre Achse, wonach ihre Drehung durch einen Endanschlag 5 (in Verbindung mit 7 beschrieben) angehalten wird. Bei fortgesetzter Drehung der Exzenterwelle 1 entgegen dem Uhrzeigersinn veranlasst der Endanschlag 5 die bewegliche Exzentermasse 4 der Drehung in der angenommenen Stellung zu folgen, was in 2 gezeigt ist. Diese Stellung ist zweckentsprechend angepasst und entspricht der Stellung, in der die bewegliche Exzentermasse 4 die feste Exzentermasse 3 teilweise ausgleicht. Die bewegliche Exzentermasse 4 ist so eingerichtet, dass sie die feste Exzentermasse 3 zur Hälfte ausgleicht. Die entgegen dem Uhrzeigersinn rotierenden Exzenterwellen regen demzufolge den Walzenkörper zum Schwingen mit einer Amplitude, welche die Hälfte der höchstmöglichen Amplitude beträgt, an. Selbstverständlich kann man die Exzentermassen so anpassen, dass andere Amplitudenkombinationen erhalten werden. 2 shows a momentary view of the eccentric shaft 1 when turning in the other direction, ie counterclockwise. When the counterclockwise rotation is started, the eccentric mass pivots 4 almost half a turn around its axis, after which its rotation through an end stop 5 (combined with 7 described) is stopped. With continued rotation of the eccentric shaft 1 counterclockwise causes the end stop 5 the movable eccentric mass 4 to follow the rotation in the assumed position, which is in 2 is shown. This position is adapted appropriately and corresponds to the position in which the movable eccentric mass 4 the solid eccentric mass 3 partially compensates. The movable eccentric mass 4 is set up to be the fixed eccentric mass 3 compensates in half. The counterclockwise rotating eccentric shafts thus energize the roller body to vibrate at an amplitude which is one-half the maximum possible amplitude. Of course you can adjust the eccentric masses so that other amplitude combinations are obtained.
3 zeigt einen Querschnitt der festen Exzentermasse 3. Der Querschnitt der festen Exzentermasse 3 wird durch eine Kombination von durchgehenden und gestrichelten Linien in den 3 bis 7 dargestellt. 3 zeigt, wie die maximale radiale Ausdehnung UB eines Querschnitts der festen Exzentermasse 3 in Bezug auf die Rotationsachse 2 durch eine kreisbogenförmige Kurve 6 begrenzt wird. Die Kurve 6 kann zu einer Kreisform 7 mit dem Durchmesser D erweitert werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Kreisform 7 so angeordnet, dass sie mit dem Schnittpunkt 8 der Rotationsachse 2 mit der Querschnittsfläche zusammenfällt. In der bevorzugten Ausführungsform wird jeder Querschnitt der festen Exzentermasse durch gleiche Kreisformen mit gleichem Durchmesser und gleicher Anordnung bezüglich des Schnittpunkts 8 der Rotationsachse 2 mit der Querschnittsfläche begrenzt. Desgleichen wird die kreisbogenförmige Kurve 6 durch einen Kreisbogen und die Kreisform 7 durch einen Kreis gebildet. Die Ausführungsform verleiht der Exzenterwelle 1 ein optimal geringes Massenträgheitsmoment um die Rotationsachse 2. Der Ausdruck „kreisbogenförmige Kurve” umfasst alle Kurven, die durch eine kreisbogenförmige Kurve angenähert werden können, wobei kein Teil der Ursprungskurve um mehr als einen Abstand von 0,04D (0,04 multipliziert mit D) von der Näherung abweicht. „D” ist also in diesem Fall ist der Durchmesser D der Kreisform, zu der die Näherung erstreckt werden kann. In der Ausführungsform nach 3 fällt also der auf der Kreisform 7 so nahe wie möglich am Schnittpunkt 8 angeordnete Punkt P mit dem Schnittpunkt 8 zusammen. Dementsprechend ist die maximale radiale Erstreckung UB bezüglich der Rotationsachse 2 in 3 mit D identisch. 3 shows a cross section of the solid eccentric mass 3 , The cross section of the fixed eccentric mass 3 is characterized by a combination of solid and dashed lines in the 3 to 7 shown. 3 shows how the maximum radial extent UB of a cross section of the fixed eccentric mass 3 in relation to the axis of rotation 2 through a circular curve 6 is limited. The curve 6 can become a circular shape 7 be expanded with the diameter D. In the preferred embodiment, the circular shape 7 arranged so that they intersect with the point of intersection 8th the axis of rotation 2 coincides with the cross-sectional area. In the preferred embodiment, each cross-section of the solid eccentric mass is made by equal circular shapes of equal diameter and arrangement with respect to the point of intersection 8th the axis of rotation 2 limited to the cross-sectional area. Likewise, the circular arc curve 6 through a circular arc and the circular shape 7 formed by a circle. The embodiment gives the eccentric shaft 1 an optimally low mass moment of inertia about the axis of rotation 2 , The term "arcuate curve" includes all curves that can be approximated by a circular arc curve, with no portion of the origin curve deviating from the approximation by more than a distance of 0.04D (0.04 multiplied by D). In this case, "D" is the diameter D of the circular shape to which the approximation can be extended. In the embodiment according to 3 So falls on the circular shape 7 as close as possible to the intersection 8th arranged point P with the intersection 8th together. Accordingly, the maximum radial extent UB with respect to the axis of rotation 2 in 3 identical to D.
Der Ausdruck „Exzentermasse” bezieht sich auf die unausgeglichene Masse mit Zweck und Hauptbeitrag zum Exzentermoment der Exzenterwelle 1 bei der Drehung um die Rotationsachse 2. Geringe unausgeglichene Massen außerhalb der Kreisform 7, welche sich aus anderen Funktionen ergeben, wie etwa Endanschläge und dergleichen, müssen bei der Auslegung dieses Ausdrucks vernachlässigt werden.The term "eccentric mass" refers to the unbalanced mass with purpose and major contribution to the eccentric moment of the eccentric shaft 1 when turning around the axis of rotation 2 , Small unbalanced masses outside the circular shape 7 which result from other functions, such as end stops and the like, must be neglected in the interpretation of this term.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Exzenterwelle 1. Der Querschnitt der festen Exzentermasse 3 ist bei dieser Ausführungsform so angeordnet, dass die Kreisform 7 mit dem Durchmesser D mit einem kleinsten Abstand A von 0,1D vom Schnittpunkt 8 der Rotationsachse 2 mit der Querschnittfläche angeordnet ist, und zwar so, dass der Punkt 8 innerhalb der Kreisform 7 angeordnet ist. Die Kreisform 7 wird auch in dieser Ausführungsform durch einen Kreis gebildet und die feste Exzentermasse 3 ist so angeordnet, dass jeder ihrer Querschnitte identische Kreisformen mit identischen Positionen bezüglich des Punktes 8 aufweist. In der Ausführungsform nach 4 hat der auf der Kreisform angeordnete und bezüglich des Punkts 8 nächstliegende Punkt P einen Abstand A vom Schnittpunkt 8. Folglich entspricht die maximale radialer Erstreckung UB bezüglich der Rotationsachse 2 in der Ausführungsform nach 4 UB = D – A. 4 shows a second embodiment of the eccentric shaft 1 , The cross section of the fixed eccentric mass 3 is arranged in this embodiment so that the circular shape 7 with the diameter D having a smallest distance A of 0.1D from the intersection 8th the axis of rotation 2 is arranged with the cross-sectional area, in such a way that the point 8th within the circular shape 7 is arranged. The circular shape 7 is also formed in this embodiment by a circle and the solid eccentric mass 3 is arranged so that each of its cross sections have identical circular shapes with identical positions with respect to the point 8th having. In the embodiment according to 4 has the arranged on the circular shape and with respect to the point 8th nearest point P is a distance A from the point of intersection 8th , Consequently, the maximum radial extent UB corresponds to the axis of rotation 2 in the embodiment according to 4 UB = D - A.
Die Exzenterwelle 1 erhält auch in dieser Ausführungsform ein akzeptables Massenträgheitsmoment, aber mit im Vergleich zur Welle 1 nach der ersten Ausführungsform erhöhtem Gewicht. Daher ist es weniger von Interesse, die Exzentermasse 3 so zu gestalten, dass der Abstand A > 0,1D wird, weil dies zu einer noch größeren Gewichtssteigerung führen würde. Eine Gestaltung mit einem kürzeren Abstand A als 0,1D und insbesondere mit einem Abstand A von 0,05D oder kürzer führt dagegen zu guten Eigenschaften. Ein solcher Abstand kann eine Folge von ausgiebigen Toleranzen bei der Fertigung der Exzenterwelle 1 sein, die nach der ersten Ausführungsform in 3 gestaltet wurde.The eccentric shaft 1 also receives in this embodiment, an acceptable moment of inertia, but with compared to the shaft 1 increased weight according to the first embodiment. Therefore, it is less of interest, the eccentric mass 3 to make so that the distance A> 0.1D, because this would lead to an even greater weight increase. On the other hand, a design having a shorter distance A than 0.1D and, more particularly, a distance A of 0.05D or shorter results in good properties. Such a distance may be a consequence of extensive tolerances in the manufacture of the eccentric shaft 1 to be, according to the first embodiment in 3 was designed.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Exzenterwelle 1. Der Querschnitt der festen Exzentermasse 3 ist auch in dieser Ausführungsform so angeordnet, dass die Kreisform 7 mit dem Durchmesser D in einem kleinsten Abstand A von 0,1D von dem Schnittpunkt 8 der Rotationsachse 2 mit der Querschnittsfläche angeordnet ist. Die Position ist so angeordnet, dass der Punkt 8 sich außerhalb der Kreisform 7 befindet. Die Kreisform 7 ist auch in dieser Ausführungsform durch einen Kreis gebildet und die feste Exzentermasse 3 ist so angeordnet, dass jeder ihrer Querschnitte identische Kreisformen mit identischen Stellungen relativ zum Punkt 8 aufweist. In der Ausführungsform nach 5 hat der auf der Kreisform 7 zum Schnittpunkt 8 nächstliegende Punkt P vom Schnittpunkt 8 einen Abstand A. Folglich entspricht die maximale radiale Ausdehnung UB bezüglich der Rotationsachse 2 in der Ausführungsform nach 5 UB = D + A. 5 shows a third embodiment of the eccentric shaft 1 , The cross section of the fixed eccentric mass 3 is also arranged in this embodiment so that the circular shape 7 with the diameter D at a smallest distance A of 0.1D from the intersection 8th the axis of rotation 2 is arranged with the cross-sectional area. The position is arranged so that the point 8th outside the circular shape 7 located. The circular shape 7 is also formed in this embodiment by a circle and the solid eccentric mass 3 is arranged so that each of its cross sections have identical circular shapes with identical positions relative to the point 8th having. In the embodiment according to 5 has the on the circular shape 7 to the intersection 8th nearest point P from the intersection 8th a distance A. Consequently, the maximum radial extent corresponds to UB with respect to the axis of rotation 2 in the embodiment according to 5 UB = D + A.
Die Exzenterwelle 1 erhält auch in dieser Ausführungsform ein akzeptables Massenträgheitsmoment. Jedoch nimmt die Biegespannung im tragenden Teil der festen Exzentermasse 3 zu. Daher ist es weniger von Interesse, die Exzentermasse 3 so zu gestalten, dass der Abstand A länger als 0,1D wird, weil dies zu einer noch größeren Steigerung der Biegespannung führen würde. Die Gestaltung nach der dritten Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn niedriges Gewicht der Exzenterwelle 1 wichtiger ist als ein optimal niedriges Massenträgheitsmoment.The eccentric shaft 1 also receives an acceptable moment of inertia in this embodiment. However, the bending stress in the supporting part of the fixed eccentric mass decreases 3 to. Therefore, it is less of interest, the eccentric mass 3 to make so that the distance A is longer than 0.1D, because this would lead to an even greater increase in the bending stress. The design according to the third embodiment is particularly advantageous when low weight of the eccentric shaft 1 more important than an optimally low mass moment of inertia.
6 zeigt, wie die feste Exzentermasse 3 die bewegliche Exzentermasse 4 vor sich her schiebt, wenn die Massen 3, 4 bei der Drehung der Exzenterwelle 1 um die Rotationsachse 2 im Uhrzeigersinn zusammenwirken. Der Querschnitt der beweglichen Exzentermasse 4 ist in den 6 bis 7 mit einem Gittermuster dargestellt. Die feste Exzentermasse 3 umfasst einen Ausschnitt in Form einer Ausnehmung 9. Die Ausnehmung 9 und die bewegliche Exzentermasse 4 sind so angeordnet, dass der Querschnitt der beweglichen Exzentermasse 4 von einer Projektion der Kreisform 7 in diesem Querschnitt eingeschlossen ist. Die Ausnehmung 9 und die bewegliche Exzentermasse 4 sind so angeordnet, dass jeder Querschnitt der Masse 4 von Projektionen der Kreisform 7 auf die Querschnitte eingeschlossen ist. Die bewegliche Exzentermasse 4 ist in einem Plattenabschnitt umfasst, kann aber auch als Gussteil gestaltet werden. Letztere Gestaltung kann es ermöglichen, die Masse 4 so zu gestalten dass sie die Ausnehmung 9 fast vollständig ausfüllt. Die bewegliche Exzentermasse 4 ist schwenkbar um einen Zapfen 10 angeordnet, der längs in derselben Richtung wie die Rotationsachse 2 verläuft. Der Zapfen 10 muss mit geringstmöglichem Durchmesser eingerichtet werden, weil er nicht zur Exzentrizität der Exzenterwelle 1 beiträgt, aber andererseits zum Massenträgheitsmoment der Welle 1. Daher wird der Zapfen 10 mit einem Durchmesser gestaltet, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Exzenterwellenenden ist. Die Mittellinie des Zapfens 10 ist gegenüber der Rotationsachse 2 etwas parallel verschoben, um während des Übergangs zwischen Niedrig- und Hochamplitudenstellung günstige Einstellkräfte zu erzeugen. Die Verschiebung ist so eingerichtet, dass die im Schwerpunkt der beweglichen Exzentermasse 4 wirkende Zentrifugalkraft eine geringe Kraftkomponente erhält, welche die Masse 4 während der Einstellung antreibt, die Hoch- oder Niedrigamplitudenstellung einzunehmen. Die Exzenterwelle 1 und die bewegliche Exzentermasse 4 werden von einem Loch 11 in derselben Richtung wie die Rotationsachse 2 durchdrungen. Die bewegliche Exzentermasse 4 erhält eine Schwenkverbindung zur Exzenterwelle 1 durch den Zapfen 10, der in einer geeigneten Lage durch die Löcher 11 gepresst wird. Die Löcher 11 sind so angepasst, dass man zwischen dem Zapfen 10 und der beweglichen Exzentermasse 4 eine Spielpassung und zwischen dem Zapfen 10 und der Exzenterwelle 1 eine Presspassung erzielt. 6 shows how the fixed eccentric mass 3 the movable eccentric mass 4 pushes when the masses 3 . 4 during the rotation of the eccentric shaft 1 around the axis of rotation 2 interact in a clockwise direction. The cross-section of the movable eccentric mass 4 is in the 6 to 7 represented with a grid pattern. The solid eccentric mass 3 includes a cutout in the form of a recess 9 , The recess 9 and the movable eccentric mass 4 are arranged so that the cross section of the movable eccentric mass 4 from a projection of the circular shape 7 is included in this cross section. The recess 9 and the movable eccentric mass 4 are arranged so that each cross section of the mass 4 of projections of the circular shape 7 is included on the cross sections. The movable eccentric mass 4 is included in a plate section, but can also be designed as a casting. The latter design can allow the mass 4 to make them the recess 9 almost completely filled. The movable eccentric mass 4 is pivotable around a pin 10 arranged longitudinally in the same direction as the axis of rotation 2 runs. The pin 10 must be set up with the smallest possible diameter because it does not contribute to the eccentricity of the eccentric shaft 1 contributes, but on the other hand to Mass moment of inertia of the shaft 1 , Therefore, the pin is 10 designed with a diameter which is substantially smaller than the diameter of the Exzenterwellenenden. The centerline of the pin 10 is opposite to the axis of rotation 2 shifted slightly in parallel to create favorable adjustment forces during the transition between low and high amplitude position. The displacement is set up so that the center of gravity of the movable eccentric mass 4 acting centrifugal force receives a small force component, which is the mass 4 during adjustment will cause it to go high or low. The eccentric shaft 1 and the movable eccentric mass 4 be from a hole 11 in the same direction as the axis of rotation 2 penetrated. The movable eccentric mass 4 receives a pivot connection to the eccentric shaft 1 through the pin 10 in a suitable location through the holes 11 is pressed. The holes 11 are adjusted so that you between the pin 10 and the movable eccentric mass 4 a clearance fit and between the pin 10 and the eccentric shaft 1 achieved a press fit.
7 zeigt, wie der Endanschlag 5 die bewegliche Exzentermasse 4 antreibt, um der Drehung der Exzenterwelle 1 um die Rotationsachse 2 entgegen der Uhrzeigerrichtung zu folgen. Der Endanschlag 5 ist in dem Plattenabschnitt angebracht, welcher die bewegliche Exzentermasse 4 umfasst. Der Endanschlag 5 ist so gestaltet, dass er auf einen mit der festen Exzentermasse 3 verbundenen Anschlag trifft. 7 shows how the end stop 5 the movable eccentric mass 4 drives the rotation of the eccentric shaft 1 around the axis of rotation 2 to follow in the counterclockwise direction. The end stop 5 is mounted in the plate portion, which is the movable eccentric mass 4 includes. The end stop 5 is designed to be one with the fixed eccentric mass 3 connected stop hits.
Es ist gut möglich, die feste Exzentermasse „spulenförmig” zu gestalten, indem man ihre Querschnitte durch Kreisformen mit variablen Durchmessern und/oder Positionen bezüglich des Schnittpunktes der Rotationsachse mit der Querschnittsfläche begrenzen lässt. Die Querschnitte der beweglichen Exzentermasse sollen in solchen Fällen so gestaltet werden, dass sie in diejenige Kreisform eingeschlossen sind, welche den größten Durchmesser zeigt. „Spulenförmige” Exzenterwellen sind jedoch sehr viel schwieriger herzustellen als die in der vorliegenden Anmeldung gezeigten Wellen.It is quite possible to make the fixed eccentric mass "coil-shaped" by having its cross-sections defined by circular shapes with variable diameters and / or positions with respect to the point of intersection of the axis of rotation with the cross-sectional area. The cross sections of the movable eccentric mass should in such cases be designed so that they are enclosed in the circular shape which shows the largest diameter. However, "coiled" eccentric shafts are much more difficult to manufacture than the shafts shown in the present application.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US 3722381 [0002] US 3,722,381 [0002]
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CN 102995521 [0003] CN 102995521 [0003]
