DE2120045A1

DE2120045A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen eines mit einem hydraulischen Arbeitszylinder betätigten Arbeitsgerätes

Info

Publication number: DE2120045A1
Application number: DE19712120045
Authority: DE
Inventors: H Sieke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-23
Filing date: 1971-04-23
Publication date: 1972-11-02
Also published as: DE2120045B2; DE2120045C3

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen eines mit einem hydraulischen Arbeitszylinder betätigten Arbeitsgerätes Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur nrzeugung von Schwingungen eines mit einem hydraulischen Arbeitszylinder betätigten Arbeitsgerät es mit einer hydraulischen Schiebersteuerung.
Der-rtige Vorrich-tungen werden im Erd-, Straßen- und Gleisbau benötigt, um Verdichtun--en des körnigen Baumateriales zu erreichen. Insbesondere im Gleisbau sind Vorrichtungen zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen für eine besonders -ute Verdichtung des Schotterbettes und für ein Unterstopfen der Schwellen mit Schotter notwendi,- Es gibt verschiedene Vorrichtungen, diese arbeiten ab r im all emeinen nur mit niedriger Schwingungsfrequenz Es ist bekannt, mittels Steuerschiebern Schwingungen im hydraulischen Arbeitozylinder zu erzeugen. Um hierbei trotz der niedrigen Frequenz, die sich mit einem elektromagnetisch betätigten Steuerschieber nur erreichen läßt, zu einer höheren Frequenz zu gelangen, ist es bekannt geworden, mehrere Steuerscnieber parallel zu schalten und sie So arbeiten zu lsossdn, daß die einzelnen Impulse der verschiedenen Steuerschieber zu verschiedenen Zeiten abgegeben werden.
Dievorliegende Erfindung schafft nun eine sehr einfache Möglichkeit, um mit einem einzigen Steuerschieber hochfrequente Schwingungen in einem hydraulischen Arbeitsgerät zu erzeugen und gleichzeitig eine einseitig wirkende Vortriebskraft zu erzeugen.
Die Erfindung besteht darin, daß ein mit einer axial verschiebbaren Kolbenstange ausgestatteter Steuerschieber benutzt wird, dessen Kolbenstange einerseits durch die Kraft einer Feder beaufschlagt ist und andererseits mit einem Nockenrad in kraftschlüssiger Verbindung steht.
Mit dieser Vorrichtung läßt sich durch entsprechende Drehzahl des Nockenrades eine gewünschte hohe Frequenz erreichen, wenn gleichzeitig die f4asse des Kolbens und der Kolbenstange einerseits und die Kraft der Feder andererseits entsprechend ausgelegt wird.
Zweckmäßig ist es, wenn das Nockenrad eine Vtelzahl von Nocken aufweist, Das hat den Vorteil, daß schon mit niedrigen Drehzahlen hohe Sc hwingungsrrequenz en erreicht werden k;<nnen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Flanken der Nocken des zockenrades unsymmetrisch sind. Auf diese weise lä3t sich die Kurvenfrom der Schwingungsamplitude in ihrer Abhängigkeit von der Zeit einstellen, was für vicle Anwendungsfälle von Bedeutung sein kann. So ist es in vielen Fällen des Unterstopfens von Eisenbahnschwellen gut, wenn die Schwingungsamplituden etwa rechteckige Form aufweisen.
Interessant kann das Verhalten des Steuerschiebers sein, wenn die Nockenform so gewählt ist, daß ein flacher Anstieg und ein abrupter Abfall vorhanden ist. Ist die Nocke an der Kolbenstange vorbeigelaufen, so wird die Kolbenstange allein durch die Kraft der Feder anfangs mit einer hohen Geschwindigkeit und bei stärkerer Entspannung der Feder mit einer niedrigeren Geschwindigkeit verschoben, so daß hier nach sehr kurzer Zeit eine volle Öffnung der Durchlaßkanäle erreicht ist, aber nur ein langsames Schließen derDurchlaßkanäle bewirkt wird.
Zweckmäßig ist es, wenn die Feder eine iiuftfeder ist.
Zweckmäßig kann es weiter sein, we-nn die Anstiegsflanke des Nockens weniger steil als die Abstiegsflanke ausgebildet ist.
Zur oteuerung der burchflußmenge kann es darüber hinaus vorteilhaft sein, wen der Kolben nicht nur axial verschiebbar, sondern auch verdrehbar ist und wenn die steuerkanten schräg zu einer senkrecht durch die Bewegungsachse gelegten Ebene verlaufen. ;enn nun Arbeitsmittel vorgesehen sind, um den verdrehbaren kolben bei bestimmten Drehwinkeln so festzustellen, daß er wohl noch axial verschiebbar aber nicht mehr verdrehbar ist, so läßt sich die Durchflußmenge auf bestimmte vorgebbare Werte einstellen.
In machen Anwendungsfällen, z.R. iin Glvisbau, ist es vorteilhaft, wenn die Kurvenform der Schwi--lgungsamplitude oder die Schwingungsfrequenz zum Ende des Arbeitsvorganges hin verändert wird. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, wenn zu beiden Stirnseiten der Kolbenstange Nockenräder vorgesehen sind, die jedes für sich in einer otellung arretierbar sind, in der die Kolbenstange freie Bewegungsmöglichkeit aufweist, und wenn zwei einzeln einschaltbare Luftfedern vorgesehen sind, welche die Kolbenstange entweder gegen das eine oder gegen das andere Nockenrad drücken.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig, 1 einen Querschnitt durch den Steuerschieber mit dem Antriebsnockenrad.
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Steuersc ieber mit zwei Luftfedern und zwei Antriebsnockenrädern.
Der Steuerschieber 1 weist eine Eingangsleitung 2 auf, welche von der Pumpe, die nicht dargestellt ist, kommt. Er weist weiter eine Rücklaufleitung 3 auf, welche zu dem nicht dargestellten Ölvorratsbehälter führt. Eine Leitung 4 führt zu der einen Seite des Arbeitszylinders 5. Eine andere Leitung 6 führt zu der anderen Seite des Arbeitszylinders 5.
Im Steuerschieber ist die Kolbenstange 7 mit zwei kolben 8a und 8b verschiebbar gelagert. Diese ,Qolbenstange 7 wird durch eine Feder 9 in einer Richtung mit Kraft beaufschlagt.
Die Feder 9 drückt die Keibenstange 7 mit iihrer Stirnseite gegen das ockenrad 10, welches mehrere Nocken 11 aufweist.
Der Steuerschieber 1 arbeitet folendermaSen: Durch die Pumpe wird Drucköl in die Leitung 2 hereingedrückt und bei geeigneter Steuerschieberstellung in die Leitung 4 weitergeleitet. Bei dieser Steuerschieberstellung ist die Leitung 6 an die Rücklaufleitung 3 angeschlossen. In der anderen bteuerschieberstellung is-t es umgekehrt: Die Leitung 6 ist an die Pumpenleitung 2 angeschlossen, während die Leitung 4 an die Rücklaufleitung 3 angeschlossen ist.
Durch das Nockenrad 10 wird die Kolbenstange 7 und damit die Kolben 8 in Schwingungen versetzt. Hierdurch wird erreicht, daßständig sowohl in die Leitung 4 als auch in die Leitung 6 abwechselnd Drucköl eingefüllt wird und wieder herausgelassen wird. Durch die Kurvenform der Nocken lassen sich die Schließ- und Öffnungszeiten sowie die Anschlußzeiten an den Vor- und an den Rücklauf einstellen.
Hierdurch wird sowohl die Schwingungsfrequenz, die im übrigen von der Drehzahl des Nockenrades abhängt, als auch die Schwingungsamplitude bestimmt. Es wird aber auch die nge des her&in- und herausfließenden Öles bestimmt. Fließt auf eine Seite des Kolbens bei jedem Schwingungshub mehr Öl als wieder herausfließt, so wird zusätzlich zu der Schwingung eine Vorschubbewegung erzeugt.
In Sig. 2 ist eine andere Ausführungsform gezeigt. Hier sind zwei Luftfedern 9a und 9b vorgesehen. Hier sind zwei Nockenräder lOa und lOb vorgesehen. Wird die Luftfeder 9a mit Druck beaufschlagt, so schiebt sich die NockenstanUe 7 gegen das Nockenrad lOa. In diesem Falle ist dafür Sorge zu tragen, daß das Nockenrad lOb sich in einer solchen Stellung befindet, daß die Lolbenstan;e frei schwingen kann. Wird die Luftfeder 9a mit Druckluft beaufschlagt, so wird die Kolbenstange 7 gegen das Nockenrad lOb angedrückt und damit die Steuerung vom Nockenrad lOb übernommen.

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen eines mit einem hydraulischen Arbeitszylinder betätigten Arbeitsgerätes mit. einer hydraulischen Schiebersteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit einer axial verschiebbaren Lolbenstange (7) ausgesta-tteten Steuerschieber (1) die Kolbenstange einerseits durch eine Rückstellkraft, vorzugsweise die Kraft einer Feder (9) beaufschlagt ist und andererseits mit einem hochfrequent schwingenden System, vorzugsweise einem Nockenrad (10) oder einer Exzenterwelle in kraftschlüssiger Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. das Nockenrad (10) eine Vielzahl von Nocken (11) aufweist.

3. Vorrichtung nachAnspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Nocken des Nockenrades unsymmetrich sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Luftfeder (9a,9b) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Stirnseiten der Kolbenstange (7) Nockenrader -(lO) vorgesehen sind, die jedes ür sich in einer Stellung arretierbar sind, in der die Kolbenstange (7) freie Bewegungsmöglichkeit aufweist und daß zwei einzeln einschaltbare Luftfedern (9a,9b) vorgesehen sind, welche die Kolbenstange (7) entweder gegen das eine (lOa) oder gegen das andere Nockenrad (10b) drücken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegsflanke des Nockens (11) weniger steil als die Abstiegsflanke ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nachlLnspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (8a,8b) verdrehbar und die Steuerkanten schräg sind.

L e e r s e i t e