DE2231338C3

DE2231338C3 - Rotationsvibrator

Info

Publication number: DE2231338C3
Application number: DE19722231338
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6250 Limburg Hauske
Original assignee: Maschinenbau Ulm 7900 Ulm GmbH
Current assignee: Maschinenbau Ulm 7900 Ulm GmbH
Priority date: 1972-06-27
Filing date: 1972-06-27
Publication date: 1979-07-12
Also published as: AU5017272A; FR2191449A6; DE2231338A1; DE2231338B2; AU466808B2; GB1363205A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationsvibra- wi tor mit zwei umlaufenden, während des Umlaufs in Umfangsrichtung in einem begrenzten Winkelbereich gegeneinander verdrehbaren Unwuchtkörpern, bei dem für jeden Unwuchtkörper ein separat steuerbarer hydraulischer Motor vorgesehen ist, der an eine einzige, f> > beiden Motoren gemeinsame Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen ist, wobei in mindestens einer Anschlußleitung ein Ventil eingebaut ist, das bei öffnung die Druckflüssigkeitsströme durch die beiden Motoren ungleich macht, nach Patent 21 64 140.

Das Patent 21 64 HO behandelt also einen Rotationsvibrator, bei dem die beiden Unwuchtkörper mit gleichem Drehsinn umlaufen. Bei dem im Ausführungsbeispie! dargestellten Rotationsvibrator trägt der eine Unwuchtkörper Anschläge, an denen der andere Unwuchtkörper bei einer Verdrehung gegenüber dem ersten Unwuchtkörper in bestimmten Verdrehungslagen zur Anlage kommt, wobei in einer Verdrehungslage, d.h. bei auf gleicher Seite der Achse gelegenen Unwuchtkörpern sich die Wirkung der Unwuchtkörper addiert, in der anderen Verdrehungslage, d. h. bei auf entgegengesetzten Seiten der Achse gelegenen Unwuchtkörpern, sich die Wirkung der Unwuchtkörper :ubtrahiert Im letzteren Fall kann bei gleicher Unwucht der Unwuchtkörper eine gänzliche Aufhebung der Wirkung und ein vibrationsfreier Umlauf erreicht werden.

Als Antrieb dienen Hydromotoren, die besonders leicht und genau zu steuern sind.

Bei diesen als Rundschwinger bezeichneten Vibratoren mit in gleicher Richtung umlaufenden Unwuchtkörpern werden die Fliehkräfte auf dem gesamten Umlauf über 360⁰C der Umlaufachse wirksam. Sofern die resultierende Unwucht nicht gerade in der Vertikalebene durch die Umlaufachse steht, treten auch Horizontalkomponenten der erzeugten Vibrationsschwingungen auf, die die nachteilige Wirkung haben, bei Erdverdichtungsarbeiten die Oberfläche der verdichteten Böden wieder aufzulockern.

Es sind auch bereits Vibratoren mit gerichteten Schwingungen bekannt, die nur Vertikalkomponenten aufweisen und die genannte nachteilige Wirkung nicht zeitigen. Eine Ausführungsform ist in dem DE-GM 19 95 250 gezeigt. Sie enthält zwei gegenläufige Unwuchtkörper, während Horizontalkomponenten sich gegenseitig aufheben und deren Fliehkraftwirkung beim Umlauf sich in der zum Boden hin gerichteten Verdrehstellung addieren. Die Ui leuchtkörper sind mittels Zahnrädern und Zahnkränzen drehverbunden und von einem einzigen Antrieb angetrieben, so daß ihre gegenseitige Stellung zwangsläufig vorbestimmt ist. Eine Verminderung der Vibrationswirkung ist nur durch Anhalten der Unwuchtkörper unter Abstellen des Antriebs möglich. Dies bedingt eine gewisse Auslaufzeit der Unwuchtkörper, so daß in einer solchen Anordnung ein rasches Herauf- oder Herabsetzen der Vibrationswirkung etwa für eine hin- und hergehende Arbeitsweise einer Erdverdichtungsmaschine zur Vermeidung der Bildung von Vertiefungen an den Umkehrpunkten nicht möglich ist.

Die gleichen Verhältnisse liegen auch bei dem Rotationsvibrator nach F i g. 8 der DE-OS 17 58 226 vor, der zwei Paare gegenläufig angetriebener Unwuchtkörper aufweist, deren Horizontalkomponenten sich gegenseitig aufheben und bei denen nur die in vertikaler Richtung, d. h. in Richtung auf den Boden, ausgerichteten Komponenten wirksam sind. Bei diesem bekannten Vibrator sind die Unwuchtkörper unter Zwischenschaltung zweier Riemengetriebe von einem einzigen Getriebemotor angetrieben, wobei die Veränderung der Vibrationswirkung dadurch einstellbar ist, daß eine der treibenden Riemenscheiben nicht unmittelbar mit der einen Welle des Getriebemotors verkeilt ist, sondern daß auf dieser Welle eine einen halbkreisbogenförmigen Schlitz aufweisende Klemmscheibe befestigt ist, an der die eigentliche Riemenscheibe mittels einer den Schlitz

durchsetzenden Klemmschraube in ihrer Winkellage zur Klemmscheibe einstellbar befestigt ist

Die relative Winkellage der Unwuchtkörper zueinander muß also auch hier von Hand durch Lösen der Klemmscheibe Verdrehen der beiden Riemenscheibenteile gegeneinander und Wiederanziehen der Klemmscheibe geschehen, was nicht ohne Abstellen des Rotationsvibrators und den sich damit ergebenden, bereits bezüglich des Rotationsvibrators nach den DE-GM 19 95 250 dargelegten Nachteile durchführbar ist Außerdem ist die Verwendung von Riemenscheiben für den vorliegenden Fall nicht sinnvoll, da es durch ungleiche Spannungsverhältnisse der Riemen gegenüber ihren Riemenscheiben sehr leicht zu einer ungewollten Selbstverstellung der Vibrationswirkung kommen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsvibrator der eingangs genannten Art derart weiter auszugestalten und zu verbessern, daß alle erzeugten Vibrationen gerichtet in einer Ebene, vorzugsweise in einer vertikalen Ebene, liegen und alle andere« Komponenten der erzeugten Vibratiop.sschwingungen ausgeschaltet werden, ohne di: Möglichkeit des schnellen und einfachen Heraufsetzens und Herabsetzens der Vibrationswirkung auch während des Umlaufs der Unwuchtskörper zu beeinträchtigen.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß ein zweites Paar von Unwuchtkörpern vorgesehen ist, das neben dem ersten Paar um eine zu dessen Achse parallele Achse in entgegengesetztem Sinn mit gleicher Drehzahl umläuft und dessen Unwuchtkörper bezüglich der Mittelebene der beiden Achsen zu denen des ersten Paares symmetrisch angeordnet und zugleich mit den Unwuchtkörpern des ersten Paares gegeneinander bewegbar sind.

Durch die separaten Antriebe und die gleichzeitige Bewegbarkeit der Unwuchtkörper des zweiten Paares können alle Unwuchtkörper simultan gegeneinander verstellt werden, so daß sie sich in ihrer Wirkung teilweise oder ganz aufheben und die Vibrationswirkung ohne Anhal.;n der Unwuchtkörper verschwendet. Die Phasenverschiebung des Umlaufs der Unwuchtkörper tritt durch ein geringes Voreilen oder Nacheilen der den entsprechenden Unwuchtkörper eines jeden Paares jeweils zugeordneten Antriebe an beiden Paaren gleichzeitig auf.

Auf der anderen Seite wirken die Horizontalkomponenten der beiden Paare durch den gegenläufigen, mit gleicher Drehzahl erfolgenden Umlauf und die symmetrische Anordnung der Unwuchtkörper sowie die Nebeneinanderlage, d. h. die Anordnung der Unwuchtkörper beider Paare in gleicher Höhe bezgl. der Umlaufach^e, stets einander entgegen, so dab nur noch die vertikalgerichteten Komponenten übrig bleiben. Es sind also die Vorteile der fast augenblicklichen Herauf- und Herabsetzbarkeit der Vibrationswirkung und deren vertikaler Ausrichtung kombiniert, wobei natürlich auch die Vibrationsstärke durch das Vorhandensein zweier Vibratoren verdoppelt ist.

Während es grundsätzlich noch unter die Erfindung fällt, für jedes Paar von UnV/uchtkörpern je zwei separat steuerbare Antriebe vorzusehen und den Gleichlauf der Paare über die Steuerung der Antriebe zu erreichen, besteht die bevorzugte Ausführungsform darin, daß nur das erste Paar von Unwuchtkörpern zwei separat steuerbare/ Antriebe aufweist, während der Antrieb eines jeden Unwuchtkörpers des zweiten Paars von dem entsprechender:] Unwuchtkörper des ersten Paars abgeleitet ist

Diese Maßnahme vereinfacht die Gesamtanordnung erheblich, in dem der Aufwand für Antriebe und Steuerung des zweiten Paares entfallen kann.

Die entsprechenden Unwuchtkörper der beiden Paare nehmen durch die Antriebsableitung eine zwangsläufige gegenseitige Drehstellung ein, während sich die durch die Steuerung der beiden separaten Antriebe vermittelte gegenseitige Verdrehung der

tu Unwuchtkörper des ersten Paares den entsprechenden Unwuchtkörpern des anderen Paares sogleich mitteilt und somit ohne zusätzlichen Aufwand beide Paare gemeinsam verstellt werden.

Eine praktisch zweckmäßige Ausführungsform der

i) Ableitung des Antriebs kann dadurch geschaffen sein, daß beiden Unwuchtkörpern des ersten Paares je eine Verzahnung drehfest zugeordnet ist die in eine Verzahnung an den entsprechendem Unwuchtkörpern des anderen Paares eingreift

Hinsichtlich der Anordnung der Unwuchtkörper ergibt sich eine besonders einfache and raumsparende Ausführungsform, wenn die Antriebe auf einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses vorgesehen sind, der eine Unwuchtkörper eine Hohlwelle umfaßt in der der andere Unwuchtkörper auf einer konzentrischen Welle angeordnet ist, und wenn jede der einen Unwuchtkörper tragenden Wellen auf der Seite des zugehörigen Antriebs im Gehäuse und auf der gegenüberliegenden Seite an der Welle des anderen Unwuchtkörpers gelagert ist.

Bei einer solchen Ausführungsform können die

ineinandergreifenden Verzahnungen einesteils auf der Außenseite der Hohlwelle, anderenteils an dem aus der Hohlwelle hervorstehenden, zum zugehörigen Antrieb führenden Ende der anderen Welle vorgesehen sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt parallel zur Achse der Unwuchtkörper durch einen erfindrngsgcmäßen w Vibrator;

Fig. 2 zeigt einen Horizontalschnitt entsprechend

Fi₃-I;

Fig.3 zeigt einen Vertikalschnitt senkrecht zur Achse der Umlaufkörper nach der Linie ΙΙΙ-ΪΙΙ in Fig. 1.

-n Der als Ganzes mit 1 bezeichnete Vibrator umfaßt ein Gehäuse 2, in dem ein erstes Paar von bnwuchtkörpern 50, 52 und ein zweites Paar von Unwuchtkörpern 50', 52' umlaufen. Das Gehäuse 2 weist an seiner Oberseite Klemmbefestigungsansätze 3 mit Bohrungen 4 auf, in

"in der der Vibrator 1 an einem entsprechenden Querholm zum Beispiel einer Erdverdichtungsvorrichtung hängend befestigt werden kann.

Auf einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 find Hydromotoren 54, 62 angeflanscht. Der

>") Hydromotor 54 treibt den Unwuchtkörper 52 an, dessen Welle 51 auf der dem Hydromotor 54 ira.<*ewandten Seite über das Lager 53 in dem Gehäuse 2 abgestützt ist. Der Hydromotor 62 treibt den Unwuchtkörper 50 an, der als den Unwuchtkörper 52 und seine Welle 5i

so umgebende Hohlwelle ausgebildet ist Die den Unwuchtkörper 50 bildende Hohlwelle ist auf der dem Hydromotor 62 zugewandten Seite in einem I ager 61 im Gehäuse 2 gelagert, während auf der gegenüberliegenden Seite der Unwuchtkörper 50 über ein Lager 63

■>'> auf der Welle 51 des Unwuchtkörpers 52 abgestützt ist. Das dem Hydromotor 62 zugewandte Ende der Welle 51 wiederum ist über das Lager 65 in dem dortigen Ende der den Unwuchtköroer 50 bildenden Hohlwelle 50

gelagert.

Die Unwuchtkörper 50' und 52' sind gleich ausgebildet und gelagert wie die Unwuchtkörper 50, 52. Ihre Achse verläuft parallel zu der Achse der Unwuchtkörper 50, 52 und sie befinden sich in Achsrichtung auf gleicher Höhe mit diesen. Während aber die Unwuchtkörper 50 und 52 eigene Antriebe 62 bzw. 54 aufweisen, ist der Antrieb der Unwuchtkörper 50', 52' von dem der Unwuchtkörper 50, 52 über Zahnräder 55 bzw. 57 abgeleitet (s. Fig. 2). Die Zahnräder 55 sind auf der Achse der Unwuchtkörper 50, 50' angeordnet, die Zahnräder 57 auf dem aus den Unwuchtkörpern 50, 50' hervorstehenden Knden der Wellen 51, 51' der Unwuchtkörper 52, 52'.

Die Zahnräder 55 haben gleiche Zähnezahlen, ebenso die Zahnräder 57. Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, greifen die Zahnräder 55, 57 so ineinander, d*Q die Unwuchtkörper 50 und SO' bzw. 52 und 52' bezüglich der zwischen den beiden Achsen verlaufenden Mittelebene symmetrisch angeordnet sind, d. h. wenn z. B. der Unwuchtkörper 50 nach unten weist, so ist dies auch bei dem Unwuchtkörper 50' der Fall.

In dem Unwuchtkörper 50 sind Anschläge 68, 69 angeordnet, an denen ein mit dem Unwuchtkörper 52 verbundener Nocken 67 bei einer gegenseitigen Verdrehung der Unwuchtkörper 50, 52 in zwei Stellungen zur Anlage kommt. In der einen, in Fig.: ausgezogen dargestellten Stellung addieren sich di Fliehkräfte der Unwuchtkörper 50, 52, in der anderer gestrichelt dargestellten Stellung subtrahieren sie sich Auch für die Unwuchtkörper 50', 52' sind Anschlag dargestellt, die aber auch entfallen können, weil di< gegenseitige Drehstellung der Unwuchtkörper 50', 52 über die Zahnräder 55,57 ohnehin festliegt.

Im Betrieb laufen die Unwuchtkörper 50, 52 bzw. 50' 52' gemeinsam, aber in entgegensetztem Drehsinn um wie es durch die Pfeile 71, 73 angedeutet ist. Bei t ine Weiterdrehung im Sinne der Pfeile 71, 73 aus der Fig.; dargestellten Stellung heraus wird Jie nach link weisende resultierende Unwuchtkomponente der Un wuchtkörper 50, 52 durch die entsprechende, aöer (>»<. 1 rechts weisende Komponente der Unwuchtkörper 50' 52' aufgehoben, so daß nach außen hin kein« Horizontalkomponente spürbar ist. Die Vibrationsw'r k:\np. der einzelnen Paare 50, 57 bzw. 50', 52' kann vor einem Maximalwert, bei dem sich die Fliehkräfte de einzelnen Unwuchtkörper 50, 52' addieren, au!' einer Minima'v ■-t herabgesetzt werden, bei dem sich dies< Kräfte subtrahieren. Bei geeigneter Bemessung unc gleichen Unwuchten kann die Vibrationswirkung au NuM 'inrabgesetzt werden.

Hier7i- 1 Blatt Zeichnung.η

Claims

Patentansprüche:

1. Rotationsvibrator mit zwei umlaufenden, während des Umlaufs in Umfangsrichtung in einem begrenzten Winkelbereich gegeneinander verdrehbaren UnwuchtköφeΓn, bei dem für jeden Unwuchtkörper ein separat steuerbarer hydraulischer Motor vorgesehen ist, der an eine einzige, beiden Motoren gemeinsame Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen ι ο ist, wobei in mindestens einer Anschlußleitung ein Ventil eingebaut ist, das bei öffnung die Druckflüssigkeitsströme durch die beiden Motoren ungleich macht, nach Patent 2164 140, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Paar von Unwuchtkörpern (5C, 52') vorgesehen ist, das neben dem ersten Paar (50, 52) um eine zu dessen Achse parallele Achse in entgegengesetztem Sinn mit gleicher Drehzahl umläuft und dessen Unwuchtkörper (50', 52') bezüglich der Mittelebene der beiden Achsen zu denen des ersten Paares (50, 52) symmetrisch angeordnet und zugleich mit den Unwuchtkörpern (50, 52) des ersten Paares gegeneinander bewegbar sind.

2. Rotationsvibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur das erste Paar von Unwuchtkörpern (50, 52) zwei separat steuerbare Antriebe (62, 54) aufweist, während der Antrieb eines jeden Unwuchtkörpers (50', 52') des zweiten Paares von den entsprechenden Unwuchtkörpern (50,52) des ersten Paares abgeleitet ist

3. Rotatio^svibrator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Unwuchtkörpern (50, 52) des ersten Paares je eine Verzahnung (55, 57) drehfest zugeordnet ist, aie in eine Verzahnung (55, 57) an den entsprechenden Unwuchtkörpern (50', 52') des anderen Paares eingreift.

4. Rotationsvibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (62, 54) auf einander gegenüberliegenden Seiten des ■»<> Gehäuses (2) vorgesehen sind, daß der eine Unwuchtkörper (50, 50') eine Hohlwelle umfaßt, in der der andere Unwuchtkörper (52, 52') auf einer konzentrischen Welle (51, 51') angeordnet ist, und daß jeder der Unwuchtkörper (50, 52) (50', 52') auf « der Seite des zugehörigen Antriebes (62, 54) im Gehäuse (2) und auf der gegenüberliegenden Seite an dem anderen Unwuchtkörper (52, 50; 52', 50') gelagert ist.

5. Rotationsvibrator nach Anspruch 4, dadurch »0 gekennzeichnet, daß die ineinander eingreifenden Verzahnungen (55,57) einen Teil an der Außenseite der als Hohlwellen ausgebildeten Unwuchtkörper (50, 50'), anderenteils an dem aus der Hohlwelle hervorstehenden, zum zugehörigen Antrieb (54) « führenden Ende der Welle (51) vorgesehen sind.