DE2551818A1 - Ruettelvorrichtung - Google Patents

Description

UEX'CÜll & STOLBKRCa PATENTANWÄLTE

2 HAMBURG 52

BESELERSTRASSE 4

DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE

The Hutson 2OOl O IO (Prio: 21. November 1974

Corporation · _{us 525 872} _ ₁₂64O)

South Cooper Street,
Arlington, Tarrant County
Texas / V.St.A.

Hamburg, den 17. November 1975

Rüttelvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Rüttelvorrichtung, insbesondere einen Vibrator für eine Rüttelvorrichtung.

Rüttelvorrichtungen werden für die verschiedensten Zwecke verwendet, beispielsweise zum Verfestigen von lockerem Schüttgut, zum Lockern, Trennen und Bewegen von teilchenförmigem Rüttelgut, zur Teilchenzerkleinerung sowie für die verschiedensten Bearbeitungs-, Form-, End- und Oberflächenbehandlungsverfahren. So besitzt beispielsweise eine Oberflächenbehandlungs-Rüttelvorrichtung eine Wanne zur Aufnahme von teilchenförmigen! Rüttelgut und Bearbeitungsmittel, beispielsweise Metall, Glas, Keramik, Kunststoff, Holz oder irgendeine Mischung in der Form von Kugeln, Kegeln, Scheiben, Zylindern, Dreiecken, Sternen, Pyramiden, Vielecken oder unregelmäßigen Formen. Außerdem wird eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, eventuell mit einem Behandlungsinittelzusatz, in

609822/0334

'*- 7551818

die Wanne eingebracht. Diese ist mittelbar aufgehängt, und ein Vibrator dient zur übertragung der Schwingungsenergie auf das Rüttelgut. Dadurch werden das teilchenförmige Rüttelgut und das Bearbeitungsmittel in der Wanne miteinander vermischt und durcheinander gerüttelt, und es erfolgt die gewünschte Oberflächenbehandlung. Die bekannten Vibratoren besitzen entweder eine drehbar gelagerte Welle mit exzentrischen Gewichten oder eine Exzenterwelle. In jedem Fall ist die Welle des Vibrators durch Wälzlager, beispielsweise Kugellager, Walzenlager oder Kegellager gelagert.

Das Lagern der Vibratorwelle mittels Wälzlager hat sich jedoch im wesentlichen aus zwei Gründen als äußerst nachteilig erwiesen. Zum einen besitzen Wälzlager miteinander in Berührung stehende, abrollende und still stehende Elemente, die sich an bestimmten Stellen bei hohen Drehgeschwindiqkeiten und großen radialen Belastungen sehr stark erwärmen. Dieses Erwärmen führt zu einer Verringerung der Oberflächenfestigkeit und schließlich zur Zerstörung der Wälzlager. Zum anderen unterliegen die Wälzlager in Vibratoren periodischen Druck-, Zug- und Torsionsbelastungen. Obgleich diese Belastungen die für Wälzlager zulässigen Werte möglicherweise nicht übersteigen, wirken sich die periodischen Lastwechsel für Wälzlager äußerst nachteilig aus, was ebenfalls zu deren Zerstörung führen kann. Der schnelle Verschleiß von Wälzlagern in den bekannten Rüttelvorrichtungen macht einen häufigen Lageraustausch erforderlich.

809822/0334

Es ist bereits bekannt, in Rüttelvorrichtungen hydrodynamische Gleitlager anstelle von Wälzlagern zu verwenden. Dabei trennt ein dünner Ölfilm den sich bezüglich der Lagerschale bewegenden Lagerzapfen von dieser. Da sich die bewegenden Teile nicht berühren, ist der Verschleiß geringer als bei Wälzlagern. Durch die überwachung der Schmiermitteltemperatur wird außerdem ein Heißlaufen des Gleitlagers und eine damit verbundene, starke, lokale Erwärmung verhindert.

Das Austauschen von Wälzlagern durch Gleitlager brachte für Vibratoren jedoch nicht die gewünschten Erfolge, sondern es zeigte sich vielmehr, daß Gleitlager in bekannten Vibratoren sehr •schnell verschleißen und oft ganz beträchtlich zerstört werden. Die Gründe dafür sind noch nicht vollständig erforscht, man nimmt jedoch an, daß sie auf eine unzureichende Ausrichtung zwischen Lagerzapfen und Lagerschale zurückzuführen sind. Dies würde den Ölfilm an bestimmten Stellen abquetschen, so daß die Lagerschale direkt mit der Welle in Berührung kommt und sich dadurch Metall auf Metall unter großer Wärmeentwicklung und Zerstörung der Lagerschale reibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rüttelvorrichtung zu schaffen, die große Schwingungsenergien bei hohen Drehzahlen ohne merkbaren Verschleiß ihrer Lager aufbringen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Rüttelvorrichtung zur übertragung von Schwingungsenergie an einen Rüttelbehälter,

609822/0334

welche gekennzeichnet ist durch einen Vibrator mit einer exzentrische Gewichte tragenden Welle zur Erzeugung von Schwingungen, durch ein mit dem Rüttelbehälter verbundenes Gehäuse, und durch in dem Gehäuse angeordnete, die Welle lagernde Gleitlager zur übertragung der Schwingungen von der Welle an den Rüttelbehälter, wobei die Durchbiecreeigenschaften des Gehäuses und der Welle einander entsprechen.

Dadurch wird erreicht, daß sich das die Lagerschalen tragende Gehäuse bei einer Durchbiegung der Welle unter dem Einfluß der zur Schwingungserzeugung erforderlichen exzentrischen Gewichte in gleichem Maße durchbiegt, so daß der Lagerzapfen der Welle und die Lagerschale des hydrodynamischen Gleitlagers stets zueinander ausgerichtet sind und der den Lagerzapfen tragende Ölfilm nicht abgequetscht wird.

Dies gestattet die übertragung von 5 bis 10-mal höherer Rüttelenergie an den Rüttelbehälter bei 2 bis 4-mal größeren Drehzahlen als bei bekannten Rüttelvorrichtungen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Piquren näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Rüttelvorrichtung;

Figur 2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Vibrators in einer Ausführung der Erfindung;

609822/0334

Figur 3 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Vibrators in einer anderen Ausführung der Erfindung; und

Figur 4 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der Erfindung.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Rüttelvorrichtung 10, beispielsweise zur Oberflächenverbesserung von Rüttelgut.

Die Rüttelvorrichtung 10 besitzt einen Rahmen 12 sowie eine im wesentlichen U-förmige Wanne 14, an die eine Abflußein— richtung 18 angeschlossen ist. Die Abflußeinrichtung 18 ist zur Flüssigkeitsabgabe aus der Wanne 14 wahlweise aufsteuerbar. Zur Entnahme von teilchenförmigen! Rüttelgut ist an einem Ende der Wanne 14 eine Vorrichtung 20 vorgesehen. Die Wanne 14 wird mittels Federungen 22 vom Rahmen 12 getragen, wobei die Federungen 22 in der Ausführung gemäß Figur 1 Stoßdämpfer mit Luftkissen sind.

Ein Motor 26, beispielsweise ein Elektromotor oder ein hydraulischer Motor, sitzt auf einem Teilrahmen 24, und seine Abgabewelle 28 trägt am freien Ende eine Riemenscheibe 30. Auf einer Antriebswelle 36 ist eine Riemenscheibe 34 aufgekeilt, die mittels eines oder mehrerer Riemen 32 mit der Riemenscheibe 30 verbunden ist. Die Antriebswelle 36 ist mittels zweier Lager 37, beispielsweise Wälzlager, im Teilrahmen 24 gelagert. Sie ist über eine elastische Kupplung 38 an einen Vibrator 40 angegossen. ₆₀₉₈22/033 4

Der Vibrator 40 weist eine mit der Antriebswelle 36 über die elastische Kupplung 38 verbundene Welle 42 auf. Die Welle 42 erstreckt sich durch ein Gehäuse 44, in den sie in hydrodynamischen Gleitlagern gelagert ist. Das Gehäuse 44 ist durch Arme 46 mit der Wanne 14 verbunden. An den gegenüberliegenden Enden der Welle 42 sind sich mit dieser drehende Exzentergewichte 48 aufgekeilt.

Im Betrieb der Rüttelvorrichtung 10 ist die Wanne 14 mit einem zu behandelnden teilchenförmigen Rüttelgut und einem Bearbeitungsmittel gefüllt, üblicherweise enthält die Wanne 14 dabei auch eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser. In der erfindungsgemäßen Rüttelvorrichtung 10 sind die verschiedensten Oberflächenverbesserungs- oder Poliermittel verwendbar.

Das in der Rüttelvorrichtung 10 zu bearbeitende teilchenförmige Rüttelgut kann nahezu jede beliebige Teilchengröße oder -form haben sowie aus beliebigem Material sein. Als Bearbeitungsmittel dient beispielsweise Metall, Glas, Keramik, Holz, Kunststoff oder irgendeine andere Mischung oder Verbindung. Darüber hinaus kann das Bearbeitungsmittel in den verschiedensten Formen, beispielsweise als Kugeln, Kegel, Scheiben, Zylinder, Dreiecke, Sterne, Pyramiden, als Vielecke sowie als unregelmäßige Formen vorliegen. Es liegt im Können des Fachmanns, das jeweils geeignete Bearbeitungsmittel zu wählen.

609822/0334

Nach dem Beschicken der Wanne 14 wird der Motor 26 eingeschaltet und der Vibrator 40 angetrieben. Dadurch wird die Welle 42 gedreht und die an ihren Enden angeordneten Exzentergewichte 48 verursachen Schwingungen. Diese Schwingungen werden über die hydrodynamischen Gleitlager, das Gehäuse 44 und die Arme 46 an die Wanne 14 und damit auch auf deren Inhalt übertragen. Das Rütteln der Wanne 14 bewirkt ein Vermischen und Aneinanderreihen des Rüttelguts und des Bearbeitungsinittels. Dies bewirkt die Oberflächenverbesserung der zu behandelnden Teilchen. Nach dem Abschluß dem Oberflächenbehandlung wird die Wanne 14 durch den Abfluß 18 und die Vorrichtung 20 entleert.

Figur 2 zeigt eine Ausführung des Vibrators 50 mit einer Welle 52, beispielsweise aus Stahl. Die Welle 52 hat im wesentlichen über ihre gesamte Länge den gleichen Durchmesser, an ihren Enden ist sie zu Stirnzapfen 54 abgedreht. Auf den Stirnzapfen sitzt jeweils eine exzentrische Gewichte tragende Scheibe 56.

Jede dieser Scheiben ist mit ihrer Narbe 58 mittels eines Keils 60 auf die Welle 52 aufgekeilt. An der Nabe 58 sind je nach der für den jeweiligen Rüttelvorgang·aufzubringenden Energie ein oder mehrere Gewichte 62 befestigt. Sie sind beispielsweise aus Blei und besitzen Stahleinsätze 64, die zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 66 dienen.

Die Welle 52 ist im wesentlichen in ihrer ganzen Länge von einem rohrförmigen Gehäuse 68 mit Armen 70 umschlossen. An

609822/0334

jedem Ende des Gehäuses 68 sind Gehäusedeckel 72 vorgesehen, die das Gehäuse 68 mittels O-Ringdichtungen 74 verschließen und an diesem auf bekannte Weise befestigt sind.

Zwischen den Gehäusedeckeln 72 und den jeweils gegenüberliegenden Anlaufschultern der Welle 52 sind bekannte Axiallager 76 montiert. Sie dienen zur axialen Lagefixierung der Welle 52. Im übergang von der Welle 52 zum Gehäuse 68 ist eine Dichtung 78, beispielsweise eine bekannte dynamische Dichtung wie eine Kohlepackung mit einem zusätzlichen O-Ring 80 vorgesehen. Im Gehäuse 68 ist die Welle 52 durch zwei hydrodynamische Gleitlager 82 drehbar gelagert. Die Gleitlager 82 sind beispielsweise aus einer bekannten Lagerbronze, beispielsweise aus SAE 64-Bronze. Sie liegen in der Nähe der Stirnzapfen im Bereich des großen Wellendurchmessers. Es wird darauf hingewiesen, daß sowohl die Arme 70 als auch die exzentrischen Gewichte 62 zumindest teilweise über den hydrodynamischen Gleitlagern 82 liegen. Dies ist ein ganz wesentliches Merkmal der Erfindung.

Der Vibrator 50 besitzt außerdem eine Druckschmierung 84, wobei ein unter Druck stehendes Schmiermittel, beispielsweise mittels einer Pumpe unter verhältnismäßig geringem Druck aus einem Behälter 86 zugeführt wird. Das unter Druck.stehende Schmiermittel strömt durch Fittings 88 in axial im Gehäuse 68 verlaufende Kanäle 90. Die jeweils äußeren Enden der Kanäle 90 sind

609822/0334

durch Stopfen 92 verschlossen In der Nähe der Stopfen 92 sind durch das Gehäuse 68 und die Gehäusedeckel 72 verlaufende Bohrungen 94 vorgesehen, die dem Axiallager 76 Schmiermittel zuführen. Das durch das Axiallager 76 tretende Schmiermittel wird in einem Ringraum 96 zwischen dem Gehäusedeckel 72 und dem hydrodynamischen Gleitlager 82 aufgenommen.

Im Gehäuse 68 ist im Bereich der Gleitlager 82 außerdem jeweils eine Ringnut 98 vorgesehen, die mit dem Kanal 90 in Verbindung steht. Das Schmiermittel tritt durch mehrere radiale öffnungen 100 im Gleitlager 82 von der Ringnut 98 in einen Ringraum 102 an der Lagerinnenfläche. Von dort strömt das Schmiermittel durch den Lagerspalt in Pfeilrichtung nach außen.

Das in Richtung des Pfeils 106 strömende Schmiermittel tritt in den Zwischenraum zwischen der Welle 52 und dem Gehäuse 68 aus. Es strömt anschließend durch einen Abfluß-Fitting 108 und einen Filter 116 zum Behälter 86 zurück. Das in Richtung des Pfeils 104 strömende Schmiermittel tritt in den Ringraum 96 und wird dann durch mehrere axiale Bohrungen 112 im Lager 82 in den Zwischenraum zwischen der Welle 52 und dem Gehäuse 68 zurückgeführt.

Im Betrieb des Vibrators 50 wird die Welle 52 in Drehbewegung versetzt. Zum Antrieb ist die Welle 52 beispielsweise mit der elastischen Kupplung 38 aus Figur 1 verbunden. Ein Drehen der Welle 52 setzt auch die mit den exzentrischen Gewichten ver-

609822/0334

sehenen Scheiben 56 in Drehbewegung, wodurch Schwingungen erzeugt werden. Diese Schwingungen werden über das hydrodynamische Gleitlager 82, das Gehäuse 68 und die Arme 70 an eine Rüttlerwanne übertragen. Vorzugsweise sind die Arme 70 mit den Armen 46 aus Figur 1 verbunden.

Die Arbeitsweise des Vibrators 50 sowie die Bedeutung der Erfindung ist anhand von Figur 4 am deutlichsten erkennbar. Bei einer Drehbewegung der Welle 52 üben die rotierenden exzentrischen Gewichte 62 auf die Stirnzapfen der Welle 52 in Richtung der Pfeile W eine Kraft aus. Diese Kräfte werden bei B vom hydrodynamischen Gleitlager und der damit verbundenen Vorrichtung vollständig aufgenommen. Trotzdem entsteht ein Biegemoment über die gesamte Länge der Welle 52, welches die in Figur 4 übertrieben dargestellte Biegelinie der Welle hervorruft. Es wird darauf hingewiesen, daß sich die Welle 52 im Betrieb des Vibrators 50 in ihrer nach außen gebogenen Form dreht.

Werden nun bekannte hydrodynamische Gleitlager zur Lagerung von derartig durchgebogenen rotierenden Wellen verwendet, so verschleißen diese äußerst schnell, und es kommt häufig zu schwerwiegenden Zerstörungen der Rüttelvorrichtung. Ein wesentlicher Grund dafür ist die schlechte Ausrichtung zwischen den Gleitlagern und der gemäß Figur 4 durchgebogenen Welle.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß der schnelle Verschleiß und/oder die Zerstörung der Lager vermieden werden, wenn die Durchbiegungseigenschaften des die hydrodynamischen Gleitlager

809822/0334

- 11 - 7551818

tragenden Gehäuses den Eigenschaften der Welle angepaßt sind. In der Ausführung der Erfindung gemäß Figur 2 sind die Abmessungen des Gehäuses 68 so sorgfältig ausgewählt, daß es sich bei Belastung durch die rotierenden exzentrischen Gewichte genauso stark wie die Welle 52 durchbiegt. Dadurch wird die -Lebensdauer der hydrodynamischen Gleitlager 82 wesentlich gesteigert, und es zeigte sich, daß die Lebensdauer der Gleitlager 82 praktisch unbegrenzt verlängerbar ist.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Rüttelvorrichtung gegenüber bekannten Rüttelvorrichtungen mit bekannten Lagern mit 5 bis 10-mal größerer Rüttelstärke betrieben werden kann. Es hat sich außerdem gezeigt, daß die Betriebsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Rüttelvorrichtung etwa 2 bis 4-mal höher als bei bekannten Lagern wählbar ist. Dies ist von besonderem Vorteil, da die erforderliche Rüttelzeit ganz wesentlich verringert wird.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Vibrators 120. Der Vibrator 120 weist eine Welle 122 mit Lagerzapfen 124 sowie Stirnzapfen 126 auf. Auf den' Stirnzapfen sind exzentrische Gewichte tragende Scheiben 128 verkeilt. Jede Scheibe 128 besitzt eine mittels eines Keils 132 aufgekeilte Nabe 130. Außer der Keilverbindung können noch weitere Befestigungseinrichtungen zur Sicherung der Nabe 130 auf der Welle 122 vorgesehen sein. Ein oder mehrere exzentrische Ge-

609822/033A

wichte 134 sind mittels Schraubbolsen 136 an der Nabe 130 befestigt. Ihre Anzahl hängt von der auszuübenden Rüttelstärke ab.

Die Welle 122 ist im wesentlichen über ihre gesamte Länge von einem Gehäuse 138 umgeben, das mittels aufgeschraubter Gehäusedeckel 140 verschlossen ist. Zwischen den Gehäuseenden und den Gehäusedeckeln sind O-Ringdichtungen 142 vorgesehen. Eine dynamische Dichtung 144, beispielsweise eine bekannte Kohlepackuna, liegt am übergang zwischen dem Gehäuse 138 und der Welle 122. Zwischen der Dichtung 144 und der Welle 122 liegt außerdem eine Gummidichtung 146.

Die Welle 122 ist mittels zweier hydrodynamischer Gleitlager 148 im Gehäuse 138 drehbar gelagert. Die Gleitlager 148 liegen an den Enden des Gehäuses 138 im Bereich des Lagerzapfens 124. Auch in dieser Ausführung kommt es ganz wesentlich auf die Lage der Gleitlager 48 in bezug auf die übrigen Bauteile des Vibrators 120 an. An den Stirnzapfen abgewandten Enden der Gleitlager 148 sind Axiallager 150 zur axialen Sicherung der Welle bezüglich des Gehäuses 138 vorgesehen.

Der Vibrator 120 besitzt außerdem eine Druckschmierung 152 mit einem Behälter 154 für das unter Druck stehende Schmiermittel. Die Schmiermittelzufuhr erfolgt beispielsweise unter geringem Druck mittels einer Pumpe aus dem Behälter 154. Das Schmiermittel wird durch in das Gehäuse 138 eingeschraubte Fittings

609822/0334

- 13 - 2BR1818

156 in einen Ringkanal 158 im Lager 148 zugeführt. Vom Rinqkanal 158 strömt das Schmiermittel durch einen Radialkanal 160 in den Lagerspalt zwischen dem Gleitlager 148 und dem Lagerzapfen 124. Von dort strömt das Schmiermittel in Richtung der Pfeile 162 und 164 zu beiden Lagerenden hin.

Das in Richtung des Pfeils 164 strömende Schmiermittel tritt durch das Axiallager 150 in den Zwischenraum zwischen der Welle 122 und dem Gehäuse 138. Von dort tritt es durch einen Auslaß-Fitting 166 aus dem Gehäuse 138 aus und strömt durch einen Filter 168 zum Behälter 154 zurück. Das in Richtung des Pfeils 162 strömende Schmiermittel wird in einem Ringraum 170 aufgenommen und durch axiale Bohrungen im Lager 148 auf die in Figur 2 beschriebene Weise in den Zwischenraum zwischen der Welle 122 und dem Gehäuse 138 zurückgeführt.

Der Vibrator 120 ist durch Träger 172 mit einem Rüttelbehälter verbunden. Die Träger 172 sind über Wälzlager 174 am Gehäuse 138 verankert. Es wird darauf hingewiesen, daß sich das Gehäuse 138 beim Betrieb des Vibrators 120 bezüglich der Träger 172 nicht dreht. Die Funktion der Wälzlager 174 liegt im wesentlichen darin, daß sie eine ungehinderte Durchbiegung des Gehäuses 138 zur Anpassung an die Durchbiegung der Welle 122 bei Belastung durch die rotierenden exzentrischen Gewichte 134 gestatten. Dies ist möglich, da die Krümmungsradien der Laufringe 176 größer als die Kugelradien der Kugeln 178 sind. Dadurch sind die Laufringe 176 etwa 5 bis 10 Winkelminuten aus ihrer Ruhelage bewegbar.

609822/0334

Die Träger 172 sind mit den Armen 180 eines Rüttelbehälters bei 182 verbunden. Diese Verbindungsart fügt der von den sich drehenden exzentrischen Gewichten stammenden Rüttelbewegung ein weiteres Moment hinzu. Liegen die Gewichte 134 so, daß sie bezüglich der Verbindung 182 Belastungen in lateraler Richtung ausüben, dann wird dieses Moment über die Wälzlager 174 übertragen. Folglich sind in diesem Fall zusätzliche Versteifungen notwendig und die Träger 172 sind daher durch Stangen 184 verbunden, die das von der versetzten Verbindung 182 erzeugte zusätzliche Moment als Druckbeanspruchung in einer Stange und als Zugbeanspruchung in einer anderen Stange aufnehmen.

Im Betrieb ist die Welle 122 über die elastische Kupplung 38 aus Figur 1 angetrieben. Eine durch die Drehbewegung der Welle 122 drehen sich die exzentrischen Gewichte 134 um die Welle und erzeugen dadurch Schwingungen. Diese Schwingungen werden über die hydrodynamischen Gleitlager 148, das Gehäuse 138, die Wälzlager 174, die Träger 172 und die Verbindungen 182 an einen Rüttelbehälter übertragen.

Die in Figur 3 beschriebene andere Ausführung der Erfindung besitzt im wesentlichen dieselben Vorteile wie die Ausführung gemäß Figur 2. Da die Durchbiegungseigenschaften des Gehäuses 138 und der Welle 122 unter Belastungen durch die rotierenden exzentrischen Gewichte 134 einander angepaßt sind, besitzen die Lager eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer. Es hat sich außerdem gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine

609822/0334

5 bis 10-mal größere Rüttelenergie als bei bekannten Vorrichtungen übertragbar ist. Außerdem ist die Arbeitsdrehzahl der erfindungsgemäßen Rüttelvorrichtung 2 bis 4-mal größer als bei Rüttelvorrichtungen mit bekannten Lagern.

Es wurde darauf hingewiesen, daß gemäß der Erfindung die Durchbiegung des Gehäuses der Wellendurchbiegung angepaßt ist. Es ist außerdem von großer Bedeutung, daß das exzentrische Gewicht nahe der Lagermitte liegen soll, um das entstehende Bieqemoment so klein wie möglich zu halten. Es sei:

I = Trägheitsmoment des Wellenquerschnitts zwischen den Lagern,

I, = Trägheitsmoment des Gehäusequerschnitts zwischen den Lagern,

D = Entfernung der zur Wellenmitte hin liegenden Gehäusearm^s flansch-Scherflache zur Mittellinie des Lagers,

D = Entfernung des zum Stirnzapfen hin liegenden Schwerpunkts ^w des exzentrischen Gewichts zur Mittellinie des Lagers.

Bei konstanten Querschnitten für die Welle und das Gehäuse muß die folgende Beziehung gemäß der Erfindung im wesentlichen gewährleistet sein:

ID

s = w

^Xh ^Ds

Die Grenzen für die Anwendung diese Prinzips der Durchbiegungsanpassung, basierend auf den Trägheitsmomenten von Welle und Gehäuse, liegen in der Begrenzung der Durchbiegung durch den

609822/033

Gehäusearmflansch. Biegt sich der Armflansch nicht entsprechend der Durchbiegung des Gehäuses gemäß Figur 4, dann tritt ein Moment auf, das die Steigung der Gehäusedurchbiegung im Bereich des Gleitlagers verändert und den möglichen Anpassungsgrad begrenzt. Eine Minimierung der Biegebeschränkung erfolgt in den beiden beschriebenen Ausführungen der Erfindung. In der Ausführung gemäß Figur 2 ist ein Verhältnis der vom exzentrischen Gewicht auf die Mittellinie des Lagers und vom Gehäusearmflansch 70 ebenfalls auf die Lagermitte ausgeübten Kräfte erreicht, bei dem die exzentrischen Belastungen mechanisch aufgenommen werden und dennoch eine geeignete Durchbiegung erfolgen kann. In der Ausführung gemäß Figur 3 bewirkt die Lage der exzentrischen Gewichte, daß die Vibrationskraft die Entfernungen

D und D im Verhältnis zu den Trägheitsmomenten I und I, einsw s η

stellt, so daß sich nicht ohne weiteres ein beschränkendes Moment ergibt. In der Ausführung gemäß Figur 3 dient die kardanische Kugellagerung des Gehäusearms dazu, Beschränkungen des Drehmoments so klein wie möglich zu halten, damit die für die Durchbiegungsanpassung erforderlichen Kriterien erfüllt sind.

Unter Einhaltung der Durchbiegungsanpassungskriterien sind außerdem die Wellen- und Gehäusequerschnitte sowie die Materialeigenschaften wie Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul zur optimalen Durchbiegungsanpassung variierbar. Derartige konstruktive Maßnahmen sind jedoch stets unter dem Gesichtspunkt der Durchbiegungsanpassung zu treffen.

9-0 2 2V 03 3

- 17 - ?551

Es ist dem Fachmann selbstverständlich, die Erfindung nicht nur in Verbindung mit Rüttelvorrichtungen zur Oberflächenbearbeitung, sondern auch auf den verschiedensten anderen Gebieten, beispielsweise für Feinmühlen, Rüttelmotoren, Schwingschleifer oder Rüttelbänder zu verwenden.

609822/0334

Claims (16)

Ansprüche

1. Rüttelvorrichtung zur Übertragung von Schwingungsenergie an einen Rüttelbehälter, gekennzeichnet durch einen Vibrator mit einer exzentrische Gewichte tragenden Welle zur Erzeugung von Schwingungen, durch ein mit dem Rüttelbehälter verbundenes Gehäuse und durch in dem Gehäuse angeordnete, die Welle lagernde Gleitlager zur übertragung der Schwingungen von der Welle an den Rüttelbehälter, wobei die Durchbiegeeigenschaften des Gehäuses und der Welle einander entsprechen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse rohrförmig ist und zwei zueinander entfernt liegende, hydrodynamische Gleitlager enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttelbehälter in zwischen den Gleitlagern liegenden Bereichen am Gehäuse befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrischen Gewichte außerhalb der Gleitlager auf der Welle sitzen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Zufuhreinrichtung für ein fluides Schmiermittel zu den hydrodynamischen Gleitlagern.

609 8 22/033/»

2 5 B 1 8 1

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Axiallager zur Lagesicherung der Welle und durch eine Schmiermittelzufuhr zu den Axiallagern.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelzufuhr in der Mitte
der hydrodynamischen Gleitlager erfolgt, daß der Schmiermittelstrom zu beiden Gleitlagerenden hin erfolgt und daß das Gehäuse einen Abfluß für das Schmiermittel besitzt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamischen Gleitlager und die in den Gleitlagern liegenden Lagerzapfen immer exakt zueinander ausgerichtet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Lagerspalt zwischen Gleitlager, und Lagerzapfen kontinuierlich Schmiermittel zugeführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfluß für das Schmiermittel in der Nähe der Gleitlagerenden liegt und daß die Gleitlager axiale Bohrungen in der Lagerschale zur Rückführung des Schmiermittels in den zwischen den Lagern liegenden Bereich aufweisen.

609822/033/.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttelbehälter unmittelbar in der Nähe der Gleitlager zwischen diesen am Gehäuse befestigt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrischen Gewichte unmittelbar außerhalb der Gleitlager auf der Welle angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttelbehälter eine Wanne zur Aufnahme von teilchenförmigen Rüttelgut ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlager unterhalb der Verbindungsstellen von Gehäuse zu Rüttelbehälter lieaen und daß die exzentrischen Gewichte die Gleitlager überdeckend angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttelbehälter über Knochengelenkzapfen mit dem Gehäuse verbunden ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttelbehälter Tragearme aufweist, die über Kreuzgelenkringlager mit dem Gehäuse verbunden sind.

609822/033A

su:hu:bü