DE2351241A1

DE2351241A1 - Unwuchterreger

Info

Publication number: DE2351241A1
Application number: DE19732351241
Authority: DE
Inventors: Karl Frauhammer; Eugen Staehle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-10-12
Filing date: 1973-10-12
Publication date: 1975-04-24
Also published as: GB1467852A; FR2247294A1; US3945259A; FR2247294B1; NL7413407A

Description

_R. 1794

1.10.1973 Vo/Gü

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

EOBERT BOSCH GMBH, STUTTGART Unwuchterreger

Die Erfindung betrifft einen Unwuchterreger zum Antrieb von vorzugsweise Schwingrinnen oder Schwingsieben, mit einem mindestens in einem Bereich drehzahlregelbaren Antriebsmotor, insbesondere Drehstromasynchronmotor, der mindestens ein Paar einander zugeordnete Unwuchtmassen in Rotation versetzt, wovon jeweils die erste Unwuchtmasse fest auf einer Welle angeordnet ist, während die zweite Unwuchtmasse sich gegen federnde Mittel im wesentlichen radial zur Welle verschieben kann, wobei die federnden Mittel die zweite, verschiebbare Unwuchtmasse bis zum Erreichen der unteren, vorzugsweise am Beginn des Regeln bereichs des Antriebsmotors liegenden Drehzahl in einer'radialen Stellung hält, in der die vom Unwuchterreger erzeugten Beschleunigungen unterhalb der für eine Forderung notwendigen Beschleunigungen liegen.

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Bei einem bekannten Unwuchterreger dieser Art ist die verschiebbare Unwuchtmasse in radialer Richtung gegen die Kraft vorgespannter Federn beweglich. Sowohl die feste als auch die verschiebbare Masse sind als ziemlich massive Stahlteile ausgebildet. Die zweite, verschiebbare Unwuchtmasse ist auf vier Bolzen geführt, welche so stark ausgeführt sind, daß sie die im Betrieb entstehenden verhältnismäßig großen Kräfte sicher aufnehmen können. Wegen der - wie erwähnt - massiven Ausführung, der Federn und der Führung ist die Gesamtmasse dieses Massensystems recht groß, wodurch der den Unwuchterreger antreibende Elektromotor ein großes Anlaufmoment zu überwinden hat. Deshalb ist ein starker Motor notwendig. Ein weiterer Nachteil des bekannten Unwuchterregers ist, daß die Führungen der verschiebbaren Masse dem Verschleiß unterworfen sind. Dadurch entstehen im Betrieb sehr störende Geräusche. Außerdem müssen die Führungen geschmiert werden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Unwuchterreger der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der bei gleich guter Effektivität wie der bekannte Unwuchterreger sich durch ein geringes Anlaufmoment _una leiseren Lauf auszeichnet. Außerdem soll eine Wartung durch Nachschmieren entfallen.

Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die federnden Mittel von mindestens einem zwischen der ersten Unwuchtmasse und der zweiten, verschiebbaren Unwuchtmasse nach Art eines Schwingmetalls angeordneten Gummikörper gebildet sind.

Auf diese Art und Weise wird ein verhältnismäßig massearmer und wartungsfreier Unwuchterreger geschaffen, dessen Anlaufmoment herabgesetzt ist. Da die verschiebbare Masse völlig spielfrei geführt ist und die Führung auch keinen Abnutzungserscheinungen unterliegt, zeichnet sich der erfindungsgemäße Unwuchterreger durch einen sehr leisen Lauf aus.

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Sehr zweckmäßig ist, daß die erste Unwuchtmasse von einem im wesentlichen keilförmigen Grundkörper gebildet ist, der in seinem hinteren Bereich am Ende der Keilflächen eine Aufnahmebohrung für die Welle aufweist und auf dessen Keilflächen zueinander symmetrische, etwa in der Form schräg abgeschnittener Quader ausgebildete Gummikörper anvulkanisiert sind, die von der klammerartig ausgebildeten zweiten Unwuchtmasse übergriffen werden.^

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 die Seitenansicht eines Unwuchterregers in Richtung seiner Drehachse, wobei dieser in der linken Hälfte der Zeichnung mit maximaler Drehzahl umlaufend und im rechten Teil der Zeichnung im Stillstand dargestellt ist,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs 11-11 der Fig. 1, i'ig. 3" ein zweites Ausführungsbeispiel eines Unwuchterregers gemäß Fig. 1.

Der in der Zeichnung, dargestellte Unwuchterreger ist auf einer von einem nicht dargestellten Elektromotor - etwa einem Drehstromasynchronmotor - angetriebenen Welle 1 angeordnet. Der' Unwuchterreger besteht aus einer ersten, fest auf der Welle A angeordneten Unwuchtmasse 2, die als im wesentlichen keilförmiger Grundkörper 3 ausgebildet ist. Der Querschnitt des Grundkörpers 3 (Fig. 1) hat Ähnlichkeit mit dem Querschnitt eines Hammers; sein vorderer Bereich weist zwei zueinander symmetrisch angeordnete Keilflächen 4, 5 auf, deren Oberfläche wellenförmig ausgebildet ist, wodurch die Oberflächen der Keilfläehen 4, 5 vergrößert sind. Die Wellen verlaufen dabei parallel zu den

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keilförmig aufeinander zulaufenden Kanten des Grundkörpers (Fig. 2). An jeder Keilfläche 4, 5 ist ein Gummikörper 6, 7 anvulkanisiert. Die Gummikörper 6, 7 haben in ungespannt em Zustand (Fig. 1, rechts) die Form von schräg abgeschnittenen Quadern. In dieser Ruhestellung sind die Gummikörper frei von jeglicher Vorspannung.

Die beiden zueinander symmetrisch angeordneten Gummikörper 6, 7 werden klammerartig von einer zweiten Unwuchtmasse 8 übergriffen. Die zweite Unwuchtmasse 8 besteht aus einem im wesentlichen plattenförmigen Teil 9» welcher senkrecht zu in dem die erste Unwuchtmasse 2 bildenden keilförmigen Grundkörper 3 angeordnet ist. An ihren beiden äußeren Seiten weist das plattenformige !Teil 9 Ö^e einen in Richtung der Keilspitze des Grundkörpers 3 weisenden Schenkel 10, 11 auf. An den einander zugewandten, parallel zu den Keilflächen 4, 5 liegenden Innenflächen 12, 13 sind die Gummikörper 6, 7 wiederum anvulkanisiert. Die Innenflächen 12, 13 sind ebenfalls zur Oberflächenvergrößerung wellenförmig ausgebildet, allerdings verlaufen die Wellen hier parallel zum plattenförmigen Teil 9, d.h. senkrecht zu den Wellen an den Keilflächen 4, 5·

Das plattenformige Teil 9 weist eine nutähnliche, mittige Ausnehmung 14 auf, in die der hintere, der Keilspitze abgewandte Bereich des keilförmigen Grundkörpers 3 mittig und mit Abstand eingreift. Die seitlichen Flanken der Ausnehmung 14 haben eine sich in Richtung der Keilspitze des Grundkörpers 3 öffnende, leichte Schrägung. Der in die Ausnehmung 14 eingreifende hintere Bereich des keilförmigen Grundkörpers 3 hat eine zu den Flanken der Ausnehmung 14 gleichgerichtete Schrägung, derart, daß sich zwischen den Hanken der Ausnehmung 14 und den zugeordneten Außenflächen des Grundkörpers 3 parallele Spalte bilden. Der Abstand zwischen den erwähnten Flächen des Grundkörpers 3 und den Flanken der Ausnehmung sind in der Ruhelage des Unwuchterregers (Fig. 1, rechts) durch an die Gummikörper 6, 7 angeformte Fortsätze 15, 16

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ausgefüllt. Die freien Außenflächen aer Fortsätze 15, 16 sowie die obere Begrenzungsfläche der Gummikörper 6, 7 sind nicht mit den sie in der Ruhelage des Unwuchterregers berührenden Flanken der Ausnehmung 14· bzw. der Innenfläche des plattenförmigen Teils 9 verbunden (Fig. 1, links).

Der Grundkörper 3 ist aus Aluminium, wodurch Gesamtgewicht und An-Anlaufmoment klein gehalten wird. Das plattenförmige Teil 9 mit Schenkeln 10, 11 ist aus Stahl gefertigt.

Auf der der Spitze des Grundkörpers 3 abgewandten Seite ist in diesen eine durch eine Bohrung 17 des plattenförmigen Teils 9 geführte Zylinderkopfsehraube 18 eingeschraubt. Die als gegen eine Hülse 19 verspannte Dehnschraube ausgeführte Zylinderkopfschraube 18 hält einen mit einem Dämpfpolster 20 belegten Anschlag 21, welcher die radiale Bewegungsmöglichkeit der zweiten Unwuchtmasse 8 begrenzt. (In Fig. 1, links, in der der Unwuchterreger in der Stellung der höchstauftretenden Drehzahl ist, ist das Dämpfpolster 20 verformt dargestellt.)

Die symmetrisch zum Grundkörper 3 angeordneten Gummikörper 6, 7 sind durch einen angeformten, die Spitze des Grundkörpers übergreifenden Lappen 22 miteinander verbunden. Durch den Grundkörper 3 erstrecken sich mehrere, auf den Keilflächen 4, 5 ausmündende t^uerbohrungen 23, welche vom Gummi der Gummikörper 6, 7 ausgefüllt sind (siehe Fig. 2).

Die Funktion des Unwuchterregers ist folgendermaßen: Im Stillstand des Unwuchterregers (Fig. 1, rechts) liegt der gemeinsame Schwerpunkt der zweiten Unwuchtmasse 8 und der Gummikörper 6, 7 außerhalb der Achse der Welle 1 auf der Symmetrieachse des Unwuchterregers." Sobald der Unwuchterreger vom elektrischen Antriebsmotor in Rotation versetzt wird, zieht eine an diesem Schwerpunkt angreifende,Zentrifugalkraft die zweite Unwuchtmasse 8 radial nach außen. Dabei werden die Gummikörper 6, 7 im wesentlichen auf Schub,'

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infolge der Keilform des Grundkörpers 3 und der dazu parallel angeordneten Innenflächen 12, 13, aber auch auf Druck beansprucht, wobei.sie sich verformen und eine rückstellende Kraft auf die zweite Unwuchtmasse 8 ausüben. Diese rückstellende Kraft ist so groß, daß die zweite, verschiebbare Unwuchtmasse bis zum" Erreichen der unteren, am Beginn des Regelbereichs des Drehstromasynchronmotors liegenden Drehzahl in einer radialen Stellung gehalten wird, in der die vom Unwuchterreger erzeugten Beschleunigungen unterhalb der für eine Förderung notwendigen Beschleunigung von 1 g (1 g = Erdbeschleunigung) liegen. Bei weiterer Erhöhung der Drehzahl steigen die vom Unwuchterreger erzeugten Beschleunigungen über den genannten Wert von 1 g an, so daß eine Förderung möglich wird. Da sich zwischen der von den Gummikörpern 6, 7 ausgeübten Rückstellkraft und der von der zweiten Unwuchtmasse ausgeübten Zentrifugalkraft, welche bekanntermaßen von der Drehzahl abhängig ist, jeweils"ein Gleichgewicht einstellt, ist jeder Drehzahl des Unwuchterregers innerhalb des erwähnten Regelbereichs ein bestimmtes Beschleunigungsmaß, welches vom Unwuchterreger erzeugt wird, zugeordnet. Bei der maximal auftretenden Betriebsdrehzahl befindet sich die zweite Unwuchtmasse 8 des Unwuchterregers in der in Fig. 1, links dargestellten Stellung, in der sie am Anschlag 21 anliegt.

Durch die in der Ausnehmung 14· des plattenförmigen Teils 9 eingreifenden Fortsätze 15» 16 der Gummikörper 6, 7 werden beim Anlaufen und beim Abbremsen des Unwuchterregers auftretende Quer schwingungen, die Geräusche und sogar Beschädigungen des Unwuchterregers hervorrufen können, gedämpft bzw. unmöglich gemacht. Der Lappen 22, welcher die beiden symmetrisch zum Grundkörper 3 angeordneten Gummikörper 6, 7 miteinander verbindet, verhindert das Entstehen von Haarrissen an der Verbindung der Gummikörper 6, 7 mit den Keilflächen 4-, 5 an der Spitze des Grundkörpers 3. Durch hier auftretende Spannungskonzentrationen können derartige Risse sonst unter Umständen auftreten, wodurch die Lebensdauer des Unwuchterregers herabgesetzt werden würde."

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Die Ausführung der Zylinderkopfschraube 18 als Dehnschraube ermöglicht eine verhältnismäßig leichte Konstruktion, die die beim Auftreffen der zweiten Unwuchtmasse 8 auf den Anschlag 21 auftretenden Spannungsspitzen durch elastische Formänderung aufnimmt. Die leichte Konstruktion bringt für die nicht verstellbare Unwuchtmasse 2 kleines Gewicht und kleines Unwuchtmoment .

Die im Grundkörper 3 angeordneten Querbohrungen 23 bewirken einerseits eine bessere Verklammerung der Gummikörper 6, 7 mit dem Grundkörper 3» andererseits haben sich die Querbohrungen 23 bei der Herstellung bzw. Vulkanisation der Gummikörper 6, 7 als sehr hilfreich erwiesen: Die noch nicht ausvulkanisierte Gummimasse, die beim Vernetzen einem sehr hohen Druck ausgesetzt wird, kann durch die Querbohrungen 23 strömen, wodurch ein Druckausgleich zwischen den Gummikörpern 6 und erzielt wird.

Das zweite in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel ist für einen größeren Fliehkraftregelbereich ausgelegt worden, weshalb - wie aus der Zeichnung leicht ersichlich - die Massenverhältnisse gegenüber dem ersten Ausführungs- ■ beispiel anders verteilt worden sind: Die Masse der zweiten Unwuchtmasse 28 - insbesondere die Stärke des plattenförmigen Teils 29 - ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel wesentlich verringert, während die Masse der Gummikörper 26, 27 · wesentlich vergrößert worden ist. Zur besseren. Aufnahme der an seiner dem plattenförmigen Teil 29 gegenüberliegenden freien Außenfläche auftretenden Spannungen ist an den Gummikörpern 26, 27 jeweils eine parallel zur Drehachse des Unwuchterregers verlaufende Entlastungskerbe 30, 3^, mit kreiszylindrischer Wandung angeordnet. (In Fig. 3 links ist die Entlastungskerbe 30 natürlich im verformten Zustand dargestellt.) Der Grundkörper 33 weist zur Erzielung einer vorgegebenen Massenverteilung gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel eine im wesentlichen ovale Erleichterungsbohrung 34 auf.

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Besonders vorteilhaft ist, wenn direkt auf der Welle des Antriebsmotors zwei Paare der "beschriebenen, einander zugeordneten Uhwuchtmassen angeordnet sind. Zur Drehzahlregelung hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, wenn ein elektronisches Steuergerät, das z.B. mit einer bekannten Phasenanschnittssteuerung arbeitet, verwendet wird. Dieses Steuergerät hat dabei eine Einrichtung, die nach dem Einschalten kurzzeitig die Spannung auf den Maximalwert von z.B. 380 Y bringt, um bei Verwendung von zwei Unwuchterregern eine sichere Synchronisation der beiden Unwuchtrüttler zu erreichen. Hierdurch kann mit Sicherheit vermieden werden, daß sich die Unwuchterreger um 90° verdreht synchronisieren, wodurch die Schwingungsrichtung quer zur erwünschten verlaufen würde.

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Claims

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Ansprüche

1. ünvruchterreger zum Antrieb von vorzugsweise Schwingrinnen oder Schwingsieben, mit einem mindestens in einem Bereich drehzahlregelbaren Antriebsmotor, insbesondere Drehstromasynchronmotor, der mindestens ein Paar einander zugeordneter Unwuchtmassen in Rotation versetzt, wovon jeweils die erste Unwuchtmasse fest auf einer Welle angeordnet ist, während die zweite Unwuchtmasse· sich gegen federnde Mittel im wesentlichen radial zur Welle verschieben kann, wobei die federnden Mittel die zweite, verschiebbare Unwuchtmasse bis zum Erreichen der unteren, vorzugsweise am Beginn des Regelbereichs des Antriebsmotors liegenden Drehzahl in einer radialen Stellung hält, in der die vom Unwuchterreger erzeugten Beschleunigungen unterhalb der für eine Förderung notwendigen Beschleunigungen liegen, dadurch gekennzeichnet 5 daß die federnden Mittel von mindestens einem zwischen der ersten Unwuchtmasse (2) und der zweiten, verschiebbaren Unwuchtmasse (8, 28) nach Art eines Schwingmetalls angeordneten Gummikörper (6, 7» 26, 27) gebildet sind.

2. Unwuchterreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (6, 7₅ 26, 27) in seiner Ruhestellung frei von Vorspannung ist.

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3· Unwucht err eger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Unwuchtmasse (2) von einem im wesentlichen keilförmigen Grundkörper (3) gebildet ist, der in seinem hinteren Bereich am Ende seiner Kegelflachen (4, 5) eine Aufnahmebohrung für die Welle (1) aufweist und auf dessen Keilflächen (4, 5) zueinander symmetrische, etwa in der Form schräg abgeschnittener Quader ausgebildete Gummikörper (6, 7» 26, 27) anvulkanisiert sind, die von der klammerartig ausgebildeten zweiten Unwuchtmasse (8, 28) übergriffen werden.

4. Unwucht err eger nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Unwuchtmasse (8, 28) einen im wesentlichen plattenförmigen Teil (9,' 29) hat, welcher senkrecht zu dem die erste Unwuchtmasse (2) bildenden keilförmigen Grundkörper (3_? 33) angeordnet ist, wobei das plattenförmige Teil (9» 29) zwei in Richtung der Keilspitze des Grundkörpers weisende Schwenkel (10, 11) aufweist, an deren einander zugewandten, parallel zu den Keilflächen (4, 5) liegenden Innenflächen (12, 13) die im Gummikörper (6, 7, 26, 27) anvulkanisiert sind.

5. Unwuchterreger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Teil (9) eine mittige, nutähnliche Ausnehmung (14) mit eine leichte, sich nach außen öffnende Schrägung aufweisenden Flanken hat, in die der hintere, der Keilspitze abgewandte, mit einer zu den Flanken gleich-

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gerichteten Schrägung versehenen Bereich des keilförmigen Grundkörpers (3) mittig und mit Abstand eingreift.

6. Unvaichterreger nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Grundkörper (3) und den Planken der Ausnehmung (1¹O durch einen an dem Gummikörper (6, 7) angeformten Fortsatz (15, 16) ausgefüllt ist*

7· Unwuchterreger nach einem der Ansprüche 1 bis 6„ dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Bewegung der zweiten Unwuchtmasse (8, 28) durch einen, insbesondere mit einem Dämpfpolster (20) belegten, Anschlag (21) begrenzt-wird, welcher mittels mindestens einer durch eine Bohrung (17) im plattenförmigen Teil (9? 29) geführten, in den Grundkörper (3, 33) eingeschraubten Zylinderkopfschraube 18 gehalten ist.

8. Unwuchterreger nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfschraube (18) als gegen eine Hülse (19) verspannte Dehnschraube ausgebildet ist.

9ο Unwuchterreger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (4, 5) am Grundkörper (3, 33) und die Innenflächen (12, 13) an den Schenkeln wellenförmig ausgebildet sind.

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10. Unwuchterreger nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der -Innenflächen (12, 13) parallel zum plattenförmigen Teil (9, 29), und die Wellen an den Keilflächen (4, 5) senkrecht dazu verlaufen.

11. Unwuchterreger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (26, 27) an seiner dem plattenförmigen Teil (29) gegenüberliegenden freien Außenfläche mindestens eine parallel zur Drehachse des Unwuchterregers verlaufende Entlastungskerbe (30» 31) mit kreiszylindrischer Wandung aufweist.

12. Unwuchterreger nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrisch am Grundkörper angeordneten Gummikörper (6, 7i 26, 27) durch einen angeformten, die Spitze des Grundkörpers (3, 33) übergreifenden Lappen (22) verbunden sind.

13. Unwucht err eger nach Anspruch 3 und 12, dadurch gekennzeich-

net, daß im Grundkörper (3, 33) auf den Keilflächen (4, 5) ausmündende Querbohrungen (23) angeordnet sind, welche vom Gummi der Gummikörper (6, 7, 26, 27) ausgefüllt sind.

14-, Unwuchterreger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Stillstand der gemeinsame Schwerpunkt der zweiten Unwuchtmasse (8, 28) und der. Gummikörper (6, 7, 26, 27) außerhalb der Achse der Welle (1) auf der Symmetrieachse des Unwuchterregers liegt.

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15° Unwuchterreger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (3„ 33) aus Aluminium und das plattenförmige Teil (9j 29) mit den Schenkeln aus Stahl besteht«

16. Unwuchterreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlregelung des als Antriebsmotor verwendeten Drehstromasynchronmotors eine elektronischen Steuergerät verwendet wird_f welches automatisch.nach dem Einschalten die Spannung kurzzeitig auf den Wennwert von ZoB„ 380 V bringt, /

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