DE2133504B2 - Unwuchtwelle fuer schwingungserreger - Google Patents

Unwuchtwelle fuer schwingungserreger

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DE2133504B2 DE19712133504 DE2133504A DE2133504B2 DE 2133504 B2 DE2133504 B2 DE 2133504B2 DE 19712133504 DE19712133504 DE 19712133504 DE 2133504 A DE2133504 A DE 2133504A DE 2133504 B2 DE2133504 B2 DE 2133504B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/286—Vibration or impact-imparting means; Arrangement, mounting or adjustment thereof; Construction or mounting of the rolling elements, transmission or drive thereto, e.g. to vibrator mounted inside the roll

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Description

IO
6o -P-c (I - c)
+ Pgeg-
Wegen der Symmetrie gilt sinngemäß die Formel auch für die Einspannstelle A.
Mit der erfindungsgemäß geforderten Bedingung
2. M2, = MA = 0
leitet sich aus 1. die erforderliche Gegenunwucht ab:
3. Pgeg. =
8 - P - c - (/ - c)
I2
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 β erfahren.
Hierfür gilt
4. a) Neigungswinkel infolge P
25
Die Erfindung bezieht sich auf Unwuchtwellen für Schwingungserzeuger, beispielsweise Vibrationswalzen od. dgl.
Solche Unwuchtwellen sind in der Regel zweifach gelagert und weisen zwischen den Lagern Unwuchtmassen auf. Diese bewirken eine Durchbiegung der Unwuchtwelle und damit eine Kantenbelastung der Lager, die die Lebensdauer beeinträchtigen.
In der Praxis wird dem zur Zeit durch Uberdimensionierung der Unwuchtwellen entgegengewirkt, was teuer ist und wobei stets Kompromisse zwischen Kosten und zu erwartender Steigerung der Lagerlebensdauer eingegangen werden müssen.
Es ist bei Außenvibratoren mit zwischen den Lagern angeordneten Unwuchtmassen eine Ausführung bekannt, bei der, um die Durchbiegung der Unwuchtwelle herabzusetzen und eine ausgewogene 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, erheblichen konstruktiven Aufwand und kompliziert die Montage wesentlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Unwuchtwelle so auszubilden, daß von den Lagern, meist Rollenlagern, keine Momente aufgenommen werden, respektive, daß die Unwuchtwelle in den Lagerstellen unverkantet zu liegen kommt, d. h. absolut parallel zu der theoretisch als Gerade anzusehenden 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, daß man in der Mitte der Welle eine Gegenunwucht (Pgeg.) vorsieht, die den von den Unwuchten (P) erzeugten Drehmomenten (M) an den Lagerstellen (A + B) entgegenwirkt und diese aufhebt.
Die A b b. 1 veranschaulicht das Prinzip. Betrachtet man die Unwuchtwelle als in A und B fest eingespanntes System, so lautet hierfür die Momenten ßr = -
P c-(l - c)
2'E-J
b) Neigungswinkel infolge Pgeg.
16· E- J
mit
6. E= 2,1 · 10" (kp/cm2) und
7.J =
η ■ r
(cm4) = Trägheitsmoment.
r = halber Durchmesser der Unwuchtwelle.
Die er,findungsgemäß gestellte Forderung läuft darauf hinaus, an den Lagerstellen keinen Neigungswinkel detr Unwuchtwelle zuzulassen, lautet also
8. β ρ = - β Pgeg-
Mit den Werten der Formeln 4 und 5 nach Pgeg. aufgelöst, ergibt sich auch hier Pgeg. wie in Formel 3, auf Grund der Momentforderung errechnet.
Zahlenbeispiel
(Rechenschiebergenauigkeit)
55
I P
5 cm
70 cm
1500 kp
1,5 cm
aus 3: Pgeg. = —
8· 1500-5(70 - 5)
702
= 795,9 kp.
Die aus dieser Unwuchtanordnung resultierende wirksame Vibrationskraft P1,
Pv = IP- Pgeg. = 2204 kp.
In der Wirkung läßt sich also das System gemäß A b b. 1 ersetzen durch ein solches, das nur zwei Unwuchtmassen zu je 1102 kp aufweist, ohne Gegenunwucht.
Für diesen Fall würde bei starr gedachter Einspannung der Unwuchlwelle an den Lagerstellen von den
Lagern ein Moment aufgenommen werden müssen, das sich aus (1) errechnet:
1102-5(70 - 5)
70
= -5011 (cmkp) = -50,1 (mkp).
Unter der Voraussetzung, daß die Lagerluft eine völlig freie Durchbiegung der Unwuchtwelle zuläßt, ergäbe s'ch für diesen Fall an den Lagerstellen gemäß Formel 4 ein Neigungswinkel.
ßp =
2 · 2,1 · 10b
.-τ ■ 1,54
Es besteht kein Zweifel, daß ohne Gegenmaßnahme die Lager der Unwuchtwellen durch,Verkantung hoch beansprucht werden und daß die erfindungsgemäß vorgeschlagene Gegenunwuchtdie Lager Seitlich Kantenbelastung wirkungsvoll entlastet Se geringere Erwärmung und damit höhere LagerebTnsdauer bewirkt. Gleichzeitig können die UnwuchtweUen schwächer dimensioniert werden es kTnn also leichter und billiger gebaut werden bzw. kann" bei gleichbleibender konstruktiver Gestaltung eine Leistungssteigerung bei gleicher oder längerer Lagerlebensdauer erzielt werden. Die Gegenunwucht kafn sogar, beispielsweise bei Vibrationswalzen, nachträglich ohne weiteres eingebaut werden und ermöglicht eine wirkungsvolle Lagerentlastung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. ' Patentanspruch:
    Unwuchtwellen für Schwingungserzeuger, beispielsweise für Vibrationswalzen od. dgl., mit zwischen den Lagern 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.
    gleichung, bezogen beispielsweise auf die Einspannstelle B
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