DE2405685A1 - Extern einstellbarer ruettler, insbesondere zum ruetteln des kerns beim giessen von betonrohren - Google Patents

Description

Patentanwälte

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S MÜNCHEN 22. Steinsdortstr. 10

PEDERSHAAB MASKINFABRIK A/S, 97oo BrgSnderslev, Dänemark

Extern einstellbarer Rüttler, insbesondere zum Rütteln des Kerns beim Giessen von Betonrohren

Patentanmeldung

Bei der Herstellung von Betonrohren werden gewöhnlich Giessformen mit einem Kern benutzt, in welchen ein Rüttler mit einem oder mehreren rotierenden Schwingkörpern eingebaut ist. Soll die Leistung des Rüttlers geändert werden, z.B. beim Übergang von einer Rohrdimension zu einer anderen oder von einer Betonmischung zu einer anderen, können die Schwingkörper einstellbar sein, was bei den normalerweise verwendeten Giessmaschinen erforderlich macht, dass man den Kern entfernt, um sich Zugang zu den Schwing kör pern zu verschaffen. Die hierbei auszuführende Arbeit ist ziemlich umständlich und zeitraubend, und ein zusätzlicher Mangel ist, dass der Rüttler selbst freigelegt werden muss, so dass die Gefahr der Verschmutzung seiner Lager besteht·

Um diese Mangel zu beseitigen, sind verschiedene Vorschläge bezüglich extern einstellbarer Rüttler gemacht worden, die sich nicht nur in Betonrohr-Giessmaschinen, sondern auch auf anderen Gebieten verwenden lassen, auf denen eine ähnliche Verstellbarkeit erwünscht ist. Beispielsweise ist aus der dänischen Auslegeschrift 117 992 ein derartiger Rüttler bekannt geworden, in welchem an Stelle von festen Schwingkörpern eine Flüssigkeit mit hohem spezifischem Gewicht benutzt wird, die sich in einem im Rotor ausgebildeten Hohlraum befindet, dessen mittlere Achse von der Rotorachse verschieden ist und der durch externe Einstellung derartig formveränderlich ist, dass eine Änderung des Abstandes zwischen der Rotorachse und dem Schwerpunkt der im Hohlraum befindlichen Flüssigkeit miti dem hohen spezifischen Gewicht erfolgt. Beispielsweise kann der Hohlraum aus zwei miteinander verbundenen Kammern bestehen, die jeweils eine bewegliche Wand haben, von denen wenigstens die eine mit externen Einstellmitteln zum Andern des Grössenverhältnisses zwischen den beiden Kammern verbunden ist, wodurch auch der Schwerpunkt der gesamten in den Kammern enthaltenen Flüssigkeit seine Lage ändert.

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Charakteristisch für diesen bekannten Rüttler ist, dass die Lage des Schwerpunktes der Schwingmasse von der Drehzahl des Rotors unabhängig ist.

Ihren Ausgang von dieser bekannten Konstruktion nehmend betrifft die vorliegende Erfindung einen insbesondere zum Rütteln des Kerns beim Giessen von Betonrohren bestimmten, extern einstellbaren Rüttler, der einen in einem Rüttlergehäuse gelagerten Rotor mit einer Schwingmasse umfasst, deren Schwerpunktabstand von der Rotorachse verstellbar ist. Vom beschriebenen, bekannten Rüttler der gleichen Art unterscheidet sich der Erfindungsgemässe Rüttler dadurch, dass die Schwingmasse von wenigstens einem Schwingklotz gebildet wird, der von der Zentrifugalkraft dazu gezwungen wird, sich gegen einen von aussen her einstellbaren Druckmitteldruck quer zur Achsrichtung des Rotors zu bewegen.

Bei einer gegebenen Drehzahl des Rotors hängt die Lage des Schwerpunktes des Schwingklotzes oder der Schwingklötze vom extern einstellbaren Druckmitteldruck ab. Der Abstand des Schwerpunktes von der Rotorachse lässt sich also durch Änderung dieses Druckes ändern. Während des Betriebes bewirkt eine Vergrösserung des Schwerpunktabstandes von der Rotorachse eine Druckerhöhung, während eine Reduktion des Abstandes von einer Minderung des Druckes begleitet wird. Für die erfindungsgemässe Konstruktion ist es jedoch ebenfalls charakteristisch, dass der genannte Schwerpunktabstand in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors variiert, indem er, falls der Druckmitteldruck unverändert bleibt, umgekehrt proportional zu dieser Drehzahl grosser oder kleiner wird.

Der Schwingklotz oder jeder Schwingklotz besteht erfindungsgemäss zweckmässerweise aus einem in einer Querbohrung im Rotor verschieblichen Kolben, dessen Schwerpunkt innerhalb des gesamten Verschiebebereiches auf ein und derselben Seite der Rotorachse liegt und dessen auf der von der Rotorachse abgekehrten Seite des Schwerpunktes liegende Stirnfläche durch den von aussen her einstellbaren Druckmitteldruck belastet ist. Dies stellt eine in konstruktionsmässiger Hinsicht einfache Lösung dar, die gleich-

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zeitig ausserordentlich funktionssicher sein kann. Wenn sich der Schwerpunkt der Kolben nicht auf die andere Seite der Rotorachse verlagern kann, wird sichergestellt, dass die Kolben unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft sich immer in ein und derselben Richtung von der Rotorachse wegzubewegen suchen, nämlich in Richtung der Kammer, in welcher das Druckmittel enthalten ist, und die Kolben werden sich folglich immer in einer derartigen Stellung befinden, dass gwisehesi der Zentrifugalkraft und der vom Druckmittel ausgeübten Reaktion Gleichgewicht besteht, wenn der Rotor läuft.

Da oft ziemlich enge Grenzen für die radiale Ausdehnung des Rotors gegeben sind, ist ein einziger, kolbenförmiger Schwingkörper in vielen Fällen unzulänglich, um die gewünschte Rüttelleistung hervorzubringen. In diesen Fällen kann der Rüttler wenigstens zwei Schwing klotze in der Form von parallelen, verschieblichen Kolben haben, und dann wird bevorzugt, dass diese Kolben in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass sie ihre Verschiebungsbewegung zusammen ausführen. Im entgegengesetzten Fall wäre denkbar, dass eine Pendelbexfegung zwischen den Kolben auftritt, die die Leistung des Rüttlers beeinträchtigen könnte. Um auszuschliessen, dass sich die Kolben in ihren Bohrungen im Rotor festklemmen können, können die Kolben dweh eine Zapfenverbindung miteinander gekoppelt sein, di© sich dwreh einen Schlitz zwischen den beiden Querbohrungen im Rotor er= streckt und ein teleskopisches Universalgelenk zwischen den Kolben bildet. Eine derartige Zapfenverbindung stellt sicher, dass die Kolben die erforderliche Beweglichkeit relativ zueinander behalten, um ein Festklemmen zu verhindern, und verhindert gleichzeitig ein ungewünschtes Drehen der Kolben in ihren Bohrungen.

Erfindungsgemäss wird bevorzugt, dass der auf die Schwingklötze einwirkende Druckmitteldruck einstellbar ist mit Hilfe eines zwischen der Druckmittelkammer des Rotors und einer Druckmittelquelle eingeschalteten, regelbaren Yentils _s das auf Änderungen des Auslassdruckes anspricht und so eingerichtet ist, dass es seinen Auslass freigibt, wenn dieser Auslassdruck die eingestellt© Grosse überschreitet. Bei dem in Betrieb befindlichen

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Rüttler muss mit einer gewissen Druckmittelleckage zwischen dem Kolben oder den Kolben und den Wänden der Bohrung bzw. Bohrungen sowie mit einer dieser Leckage entsprechenden, nach aussen gerichteten Verschiebung des Kolbens oder der Kolben gerechnet werden. Infolge der hierdurch vergrösserten, auf den oder die Kolben einwirkenden Zentrifugalkraft steigt der Druck in der Druckmittelkammer des Rotors, und dieser erhöhte Druck verpflanzt sich zurück zum Regelventil, welches sich dann öffnet, so dass der oder die Kolben wieder in die vorgegebene Stellung im Rotor zurückgedrängt wird bzw. werden. Diese Stellung kann durch manuelle Einstellung des Öffnungsdruckes dieses Ventils beliebig geändert werden.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen, extern einstellbaren Rüttlers, der in einer Betonrohr-Giessmaschine Anwendung findet, ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch die relevanten Teile der Betonrohr-Giessmaschine,

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der Zapfenverbindung zwischen den beiden im Rotor des Rüttlers enthaltenen, kolbenförmigen Schwingkörpern.

In Fig. 1 ist ein Teil 1 des Gestells der Betonrohr-Giessmaschine angedeutet, der als Unterlage für einen zur Giessform gehörenden Bodenring 5 dient, auf welchem der äussere Teil 6 der Form mit seinem unteren Rand ruht. Wie unmittelbar aus der Zeichnung hervorgeht, handelt es sich um das Giessen von Muffenrohren, deren Muffe nach unten gekehrt ist.

Zur Giessform gehört ferner ein Kern 7, der auf einer Tragplatte 3 montiert ist, welche mit Hilfe von Gummipuffern 4 auf einem lotrecht verschieblichen Kernträger 2 ruht. Die Tragplatte 3 ist ausserdem mit einem zum Rüttler gehörenden Antriebsgehäuse 9 verbunden, auf dem oben das eigentliche Rüttlergehäuse Io angeordnet ist. Die Schwingungen dieses Rüttlergehäuses werden durch einen im Axialschnitt keilförmigen Kopplungsring 6 direkt

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auf den Kern 7 übertragen.

In Lagern 14 im Antriebsgehäuse 9 ruht eine an ihrem unteren Ende angetriebene Welle 11, die oben durch eine Kupplung 13 mit dem Rotor 12 des Rüttlers verbunden ist, welcher Rotor in Lagern 15 geführt ist, durch welche die Rüttlerleistung auf das Rüttlergehäuse Io und durch den Kopplungsring Ö weiter auf den Kern 7 übertragen wird.

Der Rotor 12 ist mit zwei parallelen Querbohrungen 1Ö ausgebildet, die je einen frei beweglichen Kolben 16 enthalten. Diese Kolben bilden die Schwingmasse des Rüttlers, und je nach den gegebenen Platzverhältnissen und der gewünschten Leistung kann die Anzahl der Kolben reduziert oder vergrössert werden. Jede Querbohrung 1δ ist zur einen Seite, auf der Zeichnung der rechten Seite, hin offen und bildet auf der anderen Seite eine Druckmittelkammer 19» die durch einen im Rotor 12 ausgebildeten Kanal 19a und einem axialen Kopplungsstück 19b an ein Druckmittelrohr 2o angeschlossen ist. Hierdurch stehen beide Kammern 19 im Rotor 12 mit einem im folgenden näher beschriebenen Ventil in Verbindung, das zum Regelmechanismus 25 des Rüttlers gehört.

Die Verschieblichkeit jedes Kolbens 16 in von der zugeordneten Druckmittelkammer 19 abgekehrten Richtung wird durch einen geeigneten Anschlag, beispielsweise einen Seegerring 23, in einer solchen Weise begrenzt, dass sich der Schwerpunkt des Kolbens ständig zwischen der Rotorachse und der Kammer 19 befindet. Wie bereits erwähnt, sollten die beiden Kolben 16 ihre Verschiebebewegung zusammen ausführen, ohne jedoch starr miteinander verbunden zu sein. Im Hinblick hierauf sind die Kolben mit Hilfe einer Zapfenverbindung 17 miteinander gekoppelt, die sich durch einen Schlitz 24 zwischen den beiden Bohrungen Iß im Rotor erstreckt und, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, aus zwei in jeweils einem Kolben 16 sitzenden Zapfen 17a und 17b besteht, von welchen der eine einen teilweise sphärischen Kopf besitzt, der sich mit einer kreiszylindrischen Fassung im anderen Zapfen im Eingriff befindet. Hierdurch wird eine derartige Drehbarkeit und Verschieblichkeit zwischen den beiden Zapfen sichergestellt,

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dass sich die Kolben 16 in ihren Bohrungen 1Ö nicht festklemmen können.

Das benutzte Druckmittel kan zweckmässigerweise Drucköl sein, das von einer im Regelmechanismus 25 enthaltenen Pumpe 27 geliefert wird, welche an den Einlauf des Ventils 21 angeschlossen ist. Das Ventil 21 kann auf bekannte Weise einen-Steuerschieber mit einer Öffnung enthalten, die die Verbindung zwischen dem Einlauf und dem mit dem Rohr 2o verbundenen Auslass herstellt« Der betreffende Steuerschieber ist durch eine manuell regelbare Feder 22 in Richtung seiner Sperrstellung und in entgegengesetzter Richtung von dem im Rohr 2o herrschenden Druck belastet, der auf einem Manometer 26 abgelesen werden kann und von einem Punkt C auf den Steuerschieber übertragen wird.

Durch einen Umgang 2ß mit einer Drosselstelle 29 wird eine direkte Verbindung zwischen der Pumpe 27 und dem Rohr 2o geschaffen, so dass bei laufender Pumpe immer ein gewisser Druck in den Kammern 19 herrscht, durch welchen die Kolben in Richtung ihrer inneren Stellung, d.h. gegen die Seegerringe 23, gedrückt werden.

Wenn der Rüttler in Rotation versetzt wird und sich die Kolben in der genannten inneren Stellung befinden, bewirkt die auf die Kolben einwirkende Zentrifugalkraft eine Erhöhung des Druckes in den Kammern 19. Aus diesen kann das Drucköl nicht rückwärts durch das Ventil 21 entweichen, doch besteht zwischen den Kolben 16 und den Innenwänden der Bohrungen immer eine gewisse Leckage, so dass sich die Kolben in Richtung nach aussen bewegen. Hierdurch wird die auf die Kolben einwirkende Zentrifugalkraft und damit der Druck in den Kammern 19 erhöht, und wenn dieser Druck diejenige Grosse überschreitet, auf welche das Ventil 21 eingestellt ist, öffnet sich dieses Ventil. Das Ergebnis hiervon ist, dass der ölström bei einer gegebenen Einstellung der Spannung der Belastungsfeder 22 im Ventil der sich an den Kolben 16 vorbeibewegenden Leckageströmung entspricht, so dass die Kolben bei einer gegebenen Drehzahl des Rotors einen gewissen Schwerpunktabstand von der Rotorachse einhalten·

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Bei der auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform ist der in den Kammern 19 herrschende Druck etwas grosser als der Druck, der vom Manometer 26 angezeigt wird, da die auf das öl, das sich im radialen Teil AB des Kanals 19a befindet, einwirkende Zentrifugalkraft einen gewissen Beitrag zum Kammerdruck leistet. Kennt man die Drehzahl des Rotors, kann der am Manometer abgelesene Druck um eine den betreffenden Beitrag der Zentrifugalkraft berücksichtigende Grosse korrigiert werden, so. dass sich an Hand der Manometeranzeige die jeweilige Leistung des Rüttlers leicht feststellen lässt. Diese Leistung lässt sich, wie bereits erwähnt, durch eine Änderung der Vorspannung der Ventilfeder 22 ändern, was entweder manuell oder eventuell auch auf automatischem Wege erfolgen kann, so dass eine programmierte Steuerung der Leistung während des Giessvorganges ermöglicht wird ·

Der erfindungsgemässe Rüttler ist keineswegs an die gezeigte Ausführung der Schwingkörper als Kolben gebunden, welche eine Wand in den Druckmittelkammern des Rotors bilden, sondern diese Kammern können beispielsweise auch aus geschlossenen, bewegliehen Kapseln bestehen, gegen welche die Schwingkörper durch die Zentrifugalkraft gedrückt werden und deren Innendruck auf hydraulischem oder pneumatischem Wege einstellbar ist. Ferner sei darauf hingewiesen, dass der extern einstellbare Rüttler nicht nur in Betonrohr-Giessmaschinen Anwendung finden kann, sondern auch überall dort, wo ein ähnlicher Bedarf an Regelbarkeit vorliegt.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   ' l.J Extern einstellbarer Rüttler, insbesondere zum Rütteln des ~iferns beim Giessen von Betonrohren, der einen in einem Rüttlergehäuse gelagerten Rotor mit einer Schwingmasse umfasst, deren Schwerpunktabstand von der Rotorachse verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Schwingmasse von wenigstens einem Schwingklotz (16) gebildet wird, der von der Zentrifugalkraft dazu gezwungen wird, sich gegen einen von aussen her einstellbaren Druckmitteldruck quer zur Achsrichtung des Rotors (12) zu bewegen.
2. 2. Rüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingklotz oder jeder Schwingklotz aus einem in einer Querbohrung (Iß) im Rotor (12) verschieblichen Kolben (16) besteht, dessen Schwerpunkt innerhalb des gesamten Verschiebebereiches auf ein und derselben Seite der Rotorachse liegt und dessen auf der von der Rotorachse abgekehrten Seite des Schwerpunktes liegende Stirnfläche durch den von aussen her einstellbaren Druckmitteldruck belastet ist.
3. 3· Rüttler nach Anspruch 2 und mit wenigstens zwei Schwingklötzen in der Form verschieblicher Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16) in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass sie ihre Verschiebebewegung zusammen ausfuhren.
4. 4. Rüttler nach Anspruch, 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16) durch eine Zapfenverbindung (17) miteinander gekoppelt sind, die sich durch einen Schlitz (24) zwischen den beiden Querbohrungen (Iß) im Rotor (12) erstreckt und ein teleskopisches Universalgelenk zwischen den Kolben bildet.
5. 5. Rüttler nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmitteldruck mit Hilfe eines zwischen der Druckmittelkammer (19) des Rotors (12) und einer Druckmittelquelle eingeschalteten, regelbaren Ventils (21) einstellbar ist, das auf Änderungen des Auslassdruckes an-

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   spricht und so eingerichtet ist, dass es seinen Auslass freigibt, wenn dieser Auslassdruck die eingestellte Grosse überschreitet.

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