DE2239870C2 - Exzentermechanik für eine Vibrationsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Exzentermechanik für eine Vibrationsvorrichtung mit einem ein exzentrisches Glied umfassenden zylinderförmigen, an seinen Enden drehbar gelagerten Bauteil und einem auf die Achse dieses Bauteiles wirkenden Antrieb.

Wird eine Vibrationsvorrichtung wie eine Bodenverdichtungswalze in Schwingungen versetzt, ist sie ein wirtschaftliches Mittel beim Bodenverdichten, da das Gewicht der Walze wirksam ausgenutzt wird. Obwohl solche Schwingungen den Wirkungsgrad der Bodenverdichtung erhöhen, suchen sie indessen die solche Schwingungen erzeugende Mechanik und das zugeordnete Gerät zu zerstören.

In der DE-PS 11 11 107 ist eine Vibrationswalze zum Verdichten von Böden beschrieben, bei welcher die Verdichtungswirkung gleichmäßig sein soll, indem jede beliebige Schlagkraft innerhalb gegebener Grenzen einstellbar ist Hierzu sind verschiedene im Stillstand gegeneinander verstellbare Unwuchtsmassen vorgesehen, so daß sich insgesamt eine technisch aufwendige Konstruktion ergibt.

Schließlich ist es aus der DE-AS 11 00 352 bereits bekannt, bei einem eine auf einer Welle angeordnete Unwuchtmasse aufweisenden Schwingungserzeuger einen ölkreislauf vorzusehen, damit eine ausreichende Schmierung der Lager und eine Abführung der dabei entstehenden Wärme im Betrieb gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Exzentermechanik zu schaffen, die besonders leistungsfähig ist und insbesondere für den Anlauf wenig Kraft erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zylindrische Bauteil ein Rohr und das exzentrische Glied eine flexible Stange ist, die koaxial im Abstand zur Innenwand und zur Rohrachse im Rohr angeordnet und mit ihren Enden an den Enden des Rohres gehalten ist und daß ein das Rohr umgebendes zylinderförmiges Außengehäuse mit den Lagern für das Rohr vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Exzentermechanik weicht die flexible Exzenterstange in einem erheblichen Grade aus. Die dabei von ihre erzeugten großen Kräfte werden jedoch über steife Verschlußglieder längs einer Linie übertragen, die sehr nahe an der Mittellinie der Lager gelegen ist. Die Kraftlinie verläuft etwas versetzt in bezug auf die Mittellinie der Lager. Diese Versetzung ist so berechnet, daß im steifen Gehäuse ein Biegemoment erzeugt wird. Die Größe dieses Biegemomentes und dessen Richtung ist so bemessen, daß das Biegemoment als Folge der Kreisbahnbewegung des Rohres ausgeglichen wird. Infolgedessen ist die Exzentermechanik imstande, mit weniger als der halben Massenträgheit dieselben exzentrischen Kräfte zu erzeugen bei nur ungefähr 1 % Ausweichung an den Lagern, die vor: bekannten Exzentermechaniken erzeugt werden.

Darüberhinaus ist die erfindungsgemäße Exzentermechanik technisch nicht aufwendig.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert

In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Bodenverdichtungswalze, die mit einer Exzentermechanik ausgestattet ist, F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Walze nach der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig.3 eine Schnittansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 1.

In F i g. 1 ist eine Vibrationsvorrichtung in Form einer Bodenverdichtungswalze 10 mit glatter Außenseite gezeigt

Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, ist diese Bodenverdichtungbwalze 10 an den Enden mit den Kopfteilen 12 versehen, die axial abragende Stummelwellen 14 tragen, welche in Rollenlagern 16, 18 drehbar gelagert sind. Wie bekannt ist, sind diese Lager über Schwingungsisolierurgsinittel mit einem nicht dargestellten Bodenverdichtungsfahrzeug verbunden.

In der Walze 10 ist koaxial zu dieser ein zylinderförmiges Außengehäuse 20 angeordnet, das an den Enden mit den Kopfteilen 12 und den Stummelwellen 14 starr verbunden ist. Die Enden 22 des Außengehäuses 20 enthalten Lager 24 für eine Exzenterwelle 26. Das Außengehäuse 20 legt den axialen Abstand und die Ausrichtung der Lager 24 so fest, daß bei einer Ausdehnung der Walze 10 keine Änderung der Beziehung der Lager zueinander erfolgt. Eine Ausdehnung der Walze wird durch Verformung der Kopfteile 12 aufgefangen.

Die Exzenterwelle 26 besteht aus einem verhältnismäßig steifen Rohr 28, an dem beispielsweise durch Schweißen Verschlußglieder 30 befestigt sind. Diese Verschlußglieder weisen Stummelwellen auf, die sich in « die Lager 24 erstrecken und das Rohr 28 sowie dessen Verschlußglieder 30 drehbar lagern. Die Exzenterwelle 26 ist von einer koaxialen Antriebswelle 32 antreibbar, die eine Keilverbindung mit einem Verschlußteil 30 aufweist. Die Antriebswelle 32 ist in den Stummelwellen 14 so drehbar gelagert und am Außenende mit einer Antriebsrolle 34 versehen.

Die Exzenterwelle 26 weist ferner ein exzentrisches Glied in Form einer Stange 36 auf, die im Außengehäuse 28 mit Abstand von dessen Innenwand verläuft. Die Enden 38 der Stange 36 verlaufen koaxial zum Gehäuse 28 und werden von den Verschlußgliedern 30 getragen. Dabei ist die Exzenterstange 36 mit den Verschlußgliedern 30 mittels Stiften 40 verbunden, so daß sich die Stange 36 mit dem Außengehäuse 28 und den Verschlußgliedern 30 um die Gehäuseachse dreht.

Die verhältnismäßig biegsame Stange 36 kann bei Drehung der Exzenterwelle in erheblichem Ausmaß ausweichen. Jedoch beseitigt das steife Außengehäuse 28 jedes Ausweichen der Exzenterwelle 26 an den Lagern 24, so daß die Lebensdauer weitgehend verlängert wird. Die Stange 36 weist ferner ein verhältnismäßig geringes Trägheitsmoment auf, so daß die zusammengesetzte Exzenterwelle 26 für den Anlauf und für den Be-

trieb wenig Kraft erfordert

An den Stummelwellen sind koaxial zum Außengehäuse 28 von den Lagern 24 abragende Flügelräder 42 befestigt Diese Flügelräder 42 treiben bei Drehung der Exzenterwelle 26 durch die Lager 24 eine Flüssigkeit in ringförmigen Kammern 44. Die Kammern 44 stehen mit Einem ringförmigen Raum 46 zwischen dem Außengehäuse 20 und der Exzenterwelle 26 über die Lager 24 und mit dem Innenraum des Rohres 28 über Einlasse 48 an den Endverschlußgliedern 30 in Verbindung. Stopfen 49 sind mit verhältnismäßig engen Drosselauslässen 50 versehen, welche mit den Lagern 24 in Verbindung stehen und sich radial einwärts von dem Außengehäsise 28 befinden. Diese Stopfen 49 stehen mit einem Rohr 51 in Verbindung, das in der Mitte mit Schmiermitteleinlässen 53 (F i g. 2) versehen ist und an beiden Enden ein Filtermaterial wie Stahlwolle enthält

Das Rohr 28 ist mit radial einwärts verlaufenden Luftkanälen 52 versehen, die den Rohrinnenraum mit dem Raum 46 verbinden.

Die vom zylinderförmigen Außengehäuse 20 und der Exzenterwelle 26 gebildete Exzentermechanik enthält ein flüssiges Schmiermittel, z. B. ein öi. Bei Drehung der Exzenterwelle 26 wird das öl unter Einwirkung der Fliehkraft radial nach außen verdrängt Das einen Ring bildende öl strömt unter Einwirkung der Fliehkraft aus dem Rohr 28 durch das Rohr 51 und durch die Drosseldurchlässe 50 in die Lager 24 und schmiert diese, solange sich die Exzenterwelle dreht Da das Rohr 51 von der Innenwand des Außengehäuses 28 einen Abstand aufweist, werden im öl enthaltene verunreinigende Feststoffe unter Einwirkung der Fliehkraft am Außefigehäuse 28 zurückgehalten und können nicht durch das Rohr 51 in die Lager 24 gelangen. Verunreinigungen, die durch die Einlasse 53 in das Rohr 51 dringen, werden von Filtern ausgefiltert Infolgedessen ist ein häufiger Ölwechsel und ein Ausspülen der Exzentermechanik nicht erforderlich. Das gesamte Öl muß durch das verhältnismäßig lange Rohr 51 zur Mitte der Exzenterwelle 26 strömen, bevor es die Lager 24 erreicht, so daß eine gute Kühlung bewirkt wird.

Das von den Drosseldurchlässen 50 durch die Lager 24 strömende öl wird von den Schaufelrädern 12 durch Einlasse 48 in die Exzenterwelle 26 zurückgeleitet In F i g. 2 ist der Umlauf des Öls in der Erczentermechanik durch die mit Vollinien gezeichneten Pfeile dargestellt Ein Teil des Öls strömt durch die Kanäle 52 in den ringförnvgen Raum 46 zwischen dem Außengehäuse 20 und dem Rohr 28. Dieses öl wird durch Kontakt mit dem Außengehäuse 20 gekühlt; dieses öl wird von den Flügelrädern 42 durch die Lager 24 und durch die Einlasse 48 in die Exzenterwelle 26 zurückgeleitet

Die oben beschriebene Anordnung stelle eine höchst zuverlässige Lagerschmierung dar, wobei Verunreinigungen im Öl ausgeschieden und unter Einwirkung der Fliehkraft an der Rohrwand abgesetzt werden, so daß mit Sicherheit gereinigtes öl zu den Lagern strömt Auch wird eine konstante und gleichmäßige Schmiernut? elströmung gesichert

Die Exzentermechanik weist ein geschlossenes Schmier- und Kühlsystem auf, wobei das öl und die Luft durch die Lager 24 hindurch beständig in Umlauf gesetzt werden, so daß das öl die Lager schmiert Auch wird das Öl für Kühlzwecke beständig durch den ringförmigen Raum 46 geleitet. Eine Ablagerung von verunreinigenden Feststoffen erfolgt dabei nur sehr langsam, so daß ein häufiger Ölwechsel und ein häufiges Ausspülen der Mechanik nicht erforderlich sind.

Die Walze 10 kann mit Ballastwasser gefüllt werden, um das Gewicht zu erhöhen. Dieses Ballastwasser fördert die Kühlung des Schmiermittels und der Luft im Außengehäuse 20, da es durch Konvektion die Hitze zur Walze 10 und deren Kopfteilen 12 ableitet. Wenn eine vollständige Füllung der Walze mit Wasser nicht erwünscht ist, so kann die gleiche Wirkung mit einer kleinen Menge Wasser bei der Anordnung nach F i g. 3 erreicht werden. Dort ist die Walze 10 mit Schöpfern 60 ausgestattet, die aus an der Walze befestigten Winkeleisen bestehen, welche abwechselnd entgegengesetzt ausgerichtet sind. Bei dieser Anordnung kann die Walze 10 eine kleine Wassermenge 62 enthalten, die während der Walzenrotation von den Schöpfern 60 nach beiden Richtungen auf das Außengehäuse 20 verteilt wird, wie durch die Linie 64 angedeutet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Exzentermechanik; für eine Vibrationsvorrichtung mit einem ein exzentrisches Glied umfassenden zylinderförmigen, an seinen Enden drehbar gelagerten Bauteil und einem auf die Achse dieses Bauteils wirkenden Antrieb, dadurch gekennzeichnet,

   daß das zylinderförmige Bauteil ein Rohr (28) und das exzentrische Glied eine flexible Stange (36) ist, die koaxial im Abstand zur Innenwand und zur Rohrachse im Rohr angeordnet und mit ihren Enden an den Enden des Rohres gehalten ist und
   daß ein das Rohr umgebendes zylinderförmiges Außengehäuse (20) mit den Lagern für das Rohr vorgesehen ist