DE2133504A1

DE2133504A1 - Unwuchtwelle fuer schwingungserreger

Info

Publication number: DE2133504A1
Application number: DE19712133504
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. MP Antrag
Original assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1971-07-06
Filing date: 1971-07-06
Publication date: 1973-01-18
Also published as: DE2133504B2

Description

Unwuchtwelle für Schwingungserreger Die Erfindung bezieht sich auf Unwuchtwellen für Schwingungserzeuger, Beispielsweise Vibrationswalzen, Außenrüttler oder dergleichen.
Solche Unwuchtwellen sind in der Regel zweifach gelagert und weisen zwischen den Lagern oder außerhalb der Lager Unwucntmassen auf. In beiden Fällen bewirken sie eine Durchbiegung der Unwuchtwelle und damit eine Kantenbelastung der Lager, die die Labensdauer beeinträchtigen.
In der Praxis wird dera z.Zt. durch Überdimensionierung der Unwuchtwellen entgegengewirkt, was teuer ist und wobei stets Kompromisse zwischen riosten und zu erwartender Steigerung der Lagerlebensdauer eingegangen werden müssen.
is ist bei Außenvibratoren mit zwischen den Lagern angeordneten Ünwuchtmassen eine Ausführung bekannt, bei der, um die Durchbiegung der Unwuchtwelle herabzusetzen und eine ausgewegene Lagerbelastung zu erzielen, Zusatzunwuchten außerhalb der Lager vorgesehen sind.
Diese Unwuchtanordnung benötigt bei kleinen Geräten, beispielsweise bei Außenrüttlern, zusätzlichen Bauraum, bedingt bei größeren Geräten, beispielsweise bei Vibrationswalzen, erneblichen konstruktiven Aufwand und kompliziert die Montage wesentlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Unwuchtwelle so auszubilden, daß von den Lagern, meist Rollenlager, keine Homente aufgenommen werden, respektive, das die Unwuciltwelle in den Lagerstellen unverkantet zu liegen kot, d.n., absolut parallel zu der theoretiscll als Gerade anzusenenden Wellenmittellinie verläuft, ohne zusätzlichen bauraum zu beanspruchen und aufwendige Konstruktion sowie komplizierte Montage zu bedingen.
Erfindungsgemäß wird das beispielsweise bei Vibrationswalzen mit zwischen den Lagern liegenden Unwuchten dadurch erreicht, das man in der Mitte der Welle eine Gegenunwucht (P geg.) vorsieht, die den von den Unwucnten (P) erzeugten Drehmonenten (M) an den Lagerstellen (A+B) entgegenwirkt und diese aufhebt, bie Abbildung I veranschaulicht das Prinzip.
Betrachtet man die Unwucntwelle als in A und , fest eingespanntes System, so lautet hierfür die Momentengleichung, bezogen beispielsweise auf die Einspannstelle B: 1. MB = - P.c. (1 - c) + Pgeg. 1/8 2 Wegen der Symmetrie gilt sinngemäß die Formel auch für die Einspannstelle A.
Mit der erfindungsgemäß geforderten Bedingung 2. MB = MA = 0 leitet sich aus 1. die erforderliche Gegenunwucht ab: 8.P.c. (1 - c) 3. Pgeg = 12 Zu derselben Erkenntnis kommt man, wenn man die Einspannstellen als einfaches Auflager betrachtet, also beispielsweise voraussetzt die Unwuchtwelle läuft in Pendelkugellagern, kann also infolge der Durchbiegung in den Lagerstellen einen gewissen Neigungswinkel ß erfahren.
hierfür gilt: 4. a) Neigungswinkel infolge P ßp = P.c. (1 - c) 2.E.J.
b) Neigunyswinkel infolge Pgeg mit 6. E = 2,1. 106 (kp/cm2) und 7. J = @.r4 (cm4) = Trägheitsmoment.
4 r = halber Durchmesser der Unwuchtwelle.
Die erfindungsgemäß gestellte Forderung läuft darauf hinaus, an den Lagerstellen keinen Neigungswinkel der Unwuchtwelle zuzulassen, lautet also 8. ßp = - ßpgeg Hit den Werten der Formeln 4 und 5 nach Pgeg aufgelöst, ergibt sich auch hier Pgeg wie in Formel 3, aufgrund der Momentforderung errechnet.
Zahlenbeispiel (Rechenschiebergenauigkeit) = = 5 cm 1 = 70 cm P = 1500 kp r = 1,5 cm 8.1500 . 5 (70-5) aus 3 : Pgeg = = 795,9 kp 70² Die aus dieser Unwuchtanordnung resultierende wirksame Vibrationskraft P Pv = 2.P - Pgeg - 04 Kp In der Wirkung lässt sich also das System gemäß Abb. 1 ersetzen durch ein solches, das nur 2 Unwuchtmassen zu Je 1.102 kp aufweist, ohne Gegenunwucht.
Für diesen Fall würde bei starr gedachter Einspannung der Unwuchtwelle an den Lagerstellen von den Lagern ein Moment aufgenommen werden müssen, das sich aus (1) errechnet: MB = 1102 . 5 (70-5) = - 5.011 (cm kp) 70 = - 50,1 (m kp ) Unter der Voraussetzung, daß die Lagerluft eine völlig freie Durchbiegung der Unwuchtwel 1 e zulässt, ergäbe sich für diesen Fall an den Lagerstellen gemäß Formel 4 ein Weigungswinkel.
Es besteht kein Zweifel, daß ohne Gegenmaßnahme die lager der Unwuchtwellen durch Verkantung hoch beansprucht werden und daß die erfindungsgemäß vorgeschlagene Genenunwucht die Lager hinsichtlich kantenbelastung wirkungsvoll entlastet, sowie geringere Erwärmung und damit höhere Lagerlebensdauer bewirkt. Gleichzeitig können die Unwucntwellen schwächer dimensioniert werden, es kann also leichter und billiger gebaut werden, bzw. kann bei gleichbleibender konstruktiver Gestaltung eine Leistungssteigerung bei gleicner oder längerer Lagerlebensdauer erzielt werden. Die Gegenunwucht kann sogar, beispielsweise bei Vibrationswalzen, nacnträglich ohne weiteres eingebaut werden und ermüglicllt eine wirkungsvolle lagerentlastung.
Nach einem weiteren Nerknial der Erfindung wird die größtmögliche Auslenkung der Unwuchtwelle in der Mitte verringert, was beispielsweise bei Außenvibratoren mit t zwischcii den Lagern liegenden Unwuchten einen kleinen, Luftspalt zwischen Rotor und Stator zulässt und den Wirkungsgrad erhöht.
Das Prinzip ist sinngemäß auch für Schwingungserreger mit außernalb der Lager angeordneten Unwucnten zu verwirklichen.
uas wird in Abb. 2 veranschaulicht. Dabei weist die der Durchbiegung und den Momenten in den Lagern entgegenwirkende Unwucnt Pgeg in Richtung der schwingungserzeugenden Unwuchten , wirkt sicn also die Vibrationskraft verstärkend aus Pgeg kann beispielsweise bei Außenvibratoren durch geeignete Ausbildung resp. Schwerpunktverlegung des Rotorpaketes und/oder der Unwucntwelle erzielt werden, beansprucht also keinerlei zusätzlichen Bauram. Auch hier gilt wiederum, daß die größtmögliche Wellendurchbiegung verringert wird, der Luftspalt zwischen Rotor und Stator verkleinert und ein besserer Wirkungsgrad erzielt werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c il e

1) Unwuchtwellen für Schwingungserzeuger, beispielsweise für Vibrationswalzen, Außenrüttler oder dergleichen, mit zwischen den Lagern und/oder außerhalb der Lager liegenden Unwuchtmassen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Unwuchtwelle zwischen den Lagerstellen mindestens eine, der Auslenkung der Unwuchtwelle, den Momenten in den Lagern bzw. einem Neigungswinkel der Unwuchtwelle an den Lagerstellen entgegenwirkende zusätzliche Unwuchtmasse derart vorgesehen ist, daß an den Lagerstellen der Unwuchtwelle keine bzw. nahezu keine Momente und/oder Neigungswinkel gegenüber der als Gerade zu denkenden Mittellinie der Unwuchtwelle (identisch mit Lagerachse) auftreten.

2) Unwuchtwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dd die de Auslenkung der Unwucilltwelle, den Momenten in den Lagern bzw. einem Neigungswinkel der Unwuchtwelle an den Lagerstellen entgegenwirkende Unwuchtmasse sowohl als Punkt- als auch als Streckenlast ausgebildet sein kann.

3) Unwuchtwelle nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dab die der Auslenkung der Unwuchtwelle, den Momenten in den Lagern bzw. einem Neigungswinkel der Unwuchtwelle an den Lagerstellen entgegenwirkende Unwuchtmasse sich in beliebige konstruktionen, ohne zusätzlicnen Bauraum zwischen den Lagern der Unwuchtwelle zu beanspruchen, einbauen läßt.