DE2714940A1 - Unwuchtvibrator - Google Patents

Description

• Stand der Technik
• Bei einem bekannten Vibrator dieser Art ist als Antriebsmotor ein Elektromotor vorgesehen. Hierbei ist neben dem exzentrisch gelagerten Motorwellenende auch das andere Wellenende über das Lagerschild des Gehäuses hinausgeführt und in einem koaxial zur Vibratorgehäuseachse fest angeordneten Pendellager im Vibratorgehäuse gelagert. Dicses weist in seinem Mantel einen Durchbruch auf, durch welchen die elektrischen Zuleitungen für die Statorwicklung des Elektromotors geführt sind. Aufgrund dieser Kabelzuführung schwingen diese mit dem Motorgehäuse. Da die Kabel außerhalb des Vibratorgehäuses starr mit dem Versorgungsnetz verbunden sind, werden durch die Schwingungen des Motorgehäuses und damit der Kabel diese ständig hin- und hergebogen. Durch diese mechanische Belastung können Kabelbrüche hervorgerufen werden. Außerdem ist die Verwendung eines Elektromotors für den genannten Anwendungsfall nicht immer zweckmäßig.
• Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie sehr betriebssicher ist, eine besonders zweckmässige automatische Steuerung für Betriebsdrehzahl und Leclaufdrehzahl aufweist, im Aufbau einfach ist und mit einem Druckmittel, z. B. Druckluft oder Drucköl betrieben werden kann.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.
• Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Sie zeigt einen Längsschnitt durch einen als Innenrüttler ausgebildeten Unwuchtvibrator.
• Beschreibung der Erfindung Der Unvluchtvibrator oder Innenrüttler hat ein Vibratorgehäuse 10, bestehend aus einem zylindrischen Mantel 11, der stirnseitig abgedeckt ist, und zwar auf der einen Seite durch die sogenannte Rüttlerspitze 12 und auf der anderen Seite durch ein Anschlußstück 13, an welchem der Rüttler in das Verdichtungsgut hineinragend aufgehängt ist. Das Anschlußstück 13 weist eine durchgehende Axialbohrung 14 auf, sowie eine sich daran anschließende zylindrische Erweiterung 15.
• In die Rüttlerspitze 12 ist ein Hohlkörper 16 eingeschraubt, welcher mit dem Mantel 11 verschweißt ist. In einer mittigen Bohrung 17 des Flohlkörpers ist ein Rollenlager 18 angeordnet, in welchem ein Exzenterzapfen 19 gelagert ist. Der Exzenterzapfen 19 hat einen exzentrischen Fortsatz 20, der über ein Kugellager 21 im rohrförmigen Motorgehäuse 22 eines Druckluft-Lamellenmotors 23 gelagert ist. Derartige Motoren sind bekannt und deshalb nur in wenigen Worten beschrieben. Er hat einen Rotor 24, der mit einem Wellenzapfen 25 in einer Bohrung 26 des Fortsatzes 20 des Exzenterzapfens gelagert ist, sowie einen zweiten Wellenzapfen 27, der in einem buchsenförmigen, mit dem Motorgehäuse 22 fest verbunden Körper 28 gelagert ist, und zwar über ein Nadellager 29. Der Wellenzapfen 27 verläuft zentrisch zum Exzenterzapfen 19.
• In die dem Kugellager 21 abgewandte Stirnseite des Motorgehäuses 22 ist ein ringförmiger Körper 30 eingeschraubt, in dessen Bohrung 31 ein zylindrisches Rohr 32 fest eingesetzt ist, z. B. durch Verschweißen, und dessen anderes Ende über ein Pendellager 314 in der Erweiterung 15 des Anschlußstücks 13 angeordnet ist. Das Pendellager 34 hat nicht nur die Aufgabe, das Rohr 32 pendelnd zu lagern, sondern es muß dieses auch gegen Verdrehen sichern, z. B.
• über nicht dargestellte Stifte. In das Endteil des Rohrs 32 ist ein Mundstück 35 eingeschraubt, das über einen nicht dargestellten Schlauch mit einer Druckluftquelle verbunden ist.
• Etwa in der Mitte des Rohrs 32 ist auf diesem ein Steuergehäuse 36 dicht gleitend geführt. Es hat einen zylindrischen Innenraum 37, welcher mit zwei Radialbohrungen 38, 39 in Verbindung gebracht werden kann, die im Abstand voneinander in der Wandung des Rohrs 32 ausgebildet sind. Zwischen diesen beiden Bohrungen ist im Innern des Rohrs eine Wand 40 ausgebildet mit einer Leerlaufdüse 41. Zwischen dem ringförmigen Körper 30 und der ihr zugewandten Schulter des Steuergehäuses 36 ist eine Druckfeder 42 angeordnet. Diese ist bestrebt, das Steuergehäuse 36 in Richtung zum Pendellager 34 hin zu verschieben. Die Feder 42 kann den Steuerkörper 36 jedoch nur bis zu einem Sprengring 44 verschieben, welcher in einer Ringnut am Rohr 32 angeordnet ist. Auf der entgegengesetzten Seite sind im Rohr mehrere radiale Sackbohrungen 45 ausgebildet, in denen Kugeln 146 gelagert sind. Am Innendurchmesser des Steuergehäuses ist eine keilförmige Ringnut 47 ausgebildet, in welche die Kugeln 46 in einer bestimmten Stellung des Steuergehäuses einrasten können.
• Am ringförmigen Körper 28 ist ein radialer Durchbruch 48 ausgebildet, der mit einer ebenfalls im ringförmigen Körper 28 ausgebildeten Längsbohrung 149 in Verbindung steht, welche parallel zur Achse des Motorgehäuses 22 verläuft.
• Im Vibrator sind zwei Achsen zu erkennen, nämlich eine Achse A, die durch die Mitte des Exzenterzapfens 19 bzw. des Rollenlagers 18 verläuft, und eine Achse B, welche durch die Mitten der Wellenzapfen 25, 27 verläuft und mit der Achse A einen spitzen Winkel bildet; deren Kreuzungspunkt liegt in der Mittelebene des Pendellagers 314 in einem Punkt C.
• Die beiden Achsen A und B ergeben sich durch die exzentrische Anordnung des Zapfens 26.
• Fließt durch das Innere des Rohrs 32 Druckluft zu und befindet sich das Steuergehäuse 36 in seiner in der Zeichnung dargestellten Position, so gelangt die Druckluft über die Bohrung 38 und den Innenraum 37 sowie die Bohrung 39 und weiterhin den Durchbruch 48 sowie die Längsbohrung 49 zum Rotor 24 des Lamellenmotors. Nun rotiert der Rotor 24 und versetzt den gesamten Lamellenmotor 23 in eine Pendelbewegung um die Achse A, da er gegen Rotation verhindert ist.
• Durch die Pendelbewegung des Lamellenmotors wird dem Innenrüttler eine Vibration erteilt. Der Lamellenmotor bzw. dessen Gehäuse bildet also den Stator.
• Der Druckluftmotor erreicht z. B. bei getauchtem Innenrüttler im flüssigen Beton eine Betriebsdrehzahl von rund 15 000 Umdrehungen pro Minute. Da sich das Steuergehäuse 36 mit seiner Masse ebenfalls pendelnd um die Achse A bewegt, wird an diesem eine Fliehkraft erzeugt, die senkrecht auf der Achse A steht. Entsprechend dem Winkel zwischen den beiden Achsen entsteht eine Kraftkomponente, die versucht, das Steuergehäuse 36 auf dem Rohr 32 in Richtung zum Druckluftmotor 23 zu bewegen. Die entgegenwirkende Kraft der Feder hält das Steuergehäuse aber in der dargestellten Betriebsstell ung.
• Wird der Innenrüttler aus dem Beton gezogen, steigt seine Drehzahl stark an. Die Fliehkraft am Steuergehäuse 3G und damit die Komponente gegen die Kraft der Feder 42 werden so groß, daß das Steuergehäuse in Richtung zum Motor geschoben wird, bis die Kugeln durch Fliehkraftwirkung 46 in die Ringnut 47 einrasten. Durch die Bewegung des Steuergehäuses 36 wird nun die Radialbohrung 38 verschlossen, und Druckluft kann nur noch über die Leerlaufdüse 41 zum Druckluftmotor gelangen. Die Größe der Düse ist so eingestellt, daß sich eine Leerlaufdrehzahl des Rüttlers von ungefähr 8 000 Umdrehungen pro Minute ergibt.
• Wird der Innenrüttler in Beton getaucht, wird die Bewegung des Rüttlers stark gedämpft. Die Motordrehzahl sinkt stark ab, so daß die Fliehkraft der Kugelmassen der Kugeln 46 nicht mehr ausreicht, sie in der Ringnut 47 zu halten. Dadurch kann die Druckfeder 42 das Steuergehäuse 36 wieder an den Anschlagring 44 in Betriebsstellung bringen. Das Arbeitsspiel erfolgt wie bereits geschildert.
• In Verbindung mit den Schrägwinkeln der Nut 47 und der Fliehkraftwirkung der Kugeln 46 ist bei der Leerlaufdrehzahl die Gewähr gegeben, daß das Steuergehäuse gegen den Druck der Druckfeder 42 in der obengenanrlten Stellung gehalten wird.
• Als Druckmittel kann auch Flüssigkeit verwendet werden, wobei als Motor beispielsweise ein Flügelzellen- oder Zahnradmotor geeignet ist.
• L e e r s e i t e

Claims (7)

1. Ansprüche 1. Unwuchtvibrator mit einem Gehäuse und einem im Gehäuse ein seitig exzentrisch zur Gehäuseachse gelagerten Antriebsmotor, der eine gegen Drehbewegung relativ zum Gehäuse gesichertes, den Stator aufnehmendes Motorgehäuse und eine im Motorgehäuse koaxial gelagerte, den Rotor tragende Motorwelle aufweist, deren eines Wellenende im Vibratorgehäuse derart geführt ist, daß es bei Rotation der Welle die Vibrator-Gehäuseachse umkreist und das Motorgehäuse mit seiner dem im Vibratorgehäuse geführten Wellenende gegenüberliegenden Seite mittels einer koaxial zur Vibratorgela<iuseachse angeordneten, Schwenkbewegungen nach allen Richturlgen gestattenden Gelenkverbindung im Vibratorgehäuse gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (23) von einem Druckmittel betätigbar ist und ein Zuflußrohr (32) für das Druckmittel aufweist, auf dem ein Steuerkörper (,6) entgegen der Kraft einer Feder (42) beweglich geführt ist, welcher selbsttätig die Steuerung für Arbeits- und Leerlaufdrehzahl übernimmt.
2. 2. Vibrator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor samt Wellenzapfen (21J, 2, 27) mit einem im Vibratorgehäuse gelagerten Exzenterzapfen (19) verbunden ist, dessen parallel zur Vibrator-Gehäuscachse verlaufende Achse (A) mit der Achse (B) der Motorwelle einen spitzen Winkel bildet, daß der Schnittpunkt (C) der beiden Achsen in der Normalebelle eines im Vibratorgehäuse angeordneten Lagers (31) liegt, das dem Exzenterzapfen-Lager (18) gegenüberliegend im Vibratorgehäuse (10) angeordnet ist.
3. 3. Vibrator nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (3G) im Zuf]ußrohr (32) ausgebildete Radialbohrungen (38, 39) steuert, und daß zwischen diesen Bohrungen im Innern des Rohrs eine Wand (O) angeordnet ist, in der eine Leerlaufdüse (41) ausgebildet ist.
4. 1. Vibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzei chnet, daß in der Lecrlaufstellung des Steuergehäuses (3G) in im Rohr angeordnete Kugeln (46) durch Fliehkraftwirkung in eine Ringnut (47) ani Innenumfang des Steucrgehäuses einrasten und dieses in der Leerlaufstellung arretieren.
5. 5. Vibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekeiirizeichnet, daß das dem Druckluftmotor (23) abgewandte Lager (311) al Pendellager oder Gelenklager allsEebildet i st und derart fixiert ist, daß es das Rohr (32) und das Gehäuse (22) des Druckluftmotors gegen Rotation sichert.
6. 6. Vibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2l4) des Druckluftmotois (23) einerseits in einem exzentrischen Fortsatz (20) des Exzenterzapfens (19) gelagert ist, andererseits in einem Wälziager, welches in einem im Motorgehäuse fest angeordneten ringförmigen Körper angeordnet ist, in dem eine Drucknittelzuführung (48, 49) vom Rohr (32) zum Rotor (24) ausgebildet ist.
7. 7. Vibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Exzenterzapfen (19) zugewandte Teil des Motorgehäuses (42) über ein Kugellager (28) auf dem Fortsatz (20) des Exzenterzapfens abgestützt ist.