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BESCHREIBUNG:
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Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger mit verstellbarer
Unwucht, mit einer antreibbaren Erregerwelle, auf der drehfest wenigstens eine erste
Unwuchtmasse und in einstellbarer Weise verdrehbar eine zweite Unwuchtmasse angeordnet
sind.
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Derartig ausgebildete Schwingungserreger finden beispielsweise in
der Fördertechnik oder in der Rammtechnik sowie zum Sortieren, Verteilen, Dosieren,
Verdichten, Lockern, Mischen oder dergleichen als Rammen, Schwingförderer, Schwingsiebe,
Rütteltische, etc. Verwendung. Bei den verschiedenen Anwendungsfällen ist es erforderlich,
die Schwingungsfrequenz, den Schwingungsausschlag und insbesondere die Erregerkraft
den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu können. Zu diesem Zweck kann zur entsprechenden
Einstellung der Schwingungsfrequenz die Drehzahl der Unwuchten verändert werden.
Der Schwingungsausschlag kann über das statische Moment der Unwuchten beeinflusst,
und es kann die Erregerkraft durch entsprechende Veränderung der Fliehkraft der
rotierenden Unwuchten auf den gewünschten Wert gebracht werden, beispielsweise durch
Verstellen der Exzentrizität oder durch Verstellen der relativen Phasenlage der
bezüglich der Erregerwelle drehfesten und der verstellbaren Unwuchtmasse. Werden
die einzelnen Parameter zum Anpassen der Vorrichtung an den jeweiligen Betriebszustand
nur im Stillstand auf den erforderlichen Wert eingestellt, so führt dies zu wirtschaftlich
nachteiligen Betriebsunterbrechungen.
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Auch kann eine exakte wirtschaftlich vertretbare Einstellung der Vorrichtung
in den meisten Fällen nur während eines Betriebs vorgenommen werden, da infolge
der quadratischen Abhängigkeit der Erregerkraft von der Schwingungszahl eine grössere
Anzahl von nachstellungen bei Stillstand vorzunehmen erforderlich wären, die mit
unwirtschaftlichen Betriebsunterbrechungen einhergehen.
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Es ist benannt, bei Schwingungserregern mit mehreren Unwucht wellen
Paare dieser Unwuchtwellen in ihrer relativen Phasenlage so gegeneinander zu verdrehen,
dass sich die Schwingungsgrössen durch vektorielle Addition oder Subtraktion entsprechend
vergrössern oder verkleinern. Die Verstellung der Phasenlage erfolgt mit Eilfe von
Getrieben, beispielsweise Planeten-, Kegelrad-, Differential- oder Schraubgetrieben,
die mit erheblichem Kostenaufwand verbunden sind und zumeist keinen kompakten Aufbau
einer Maschine ermöglichen. Derartig komplizierte Getriebeeinrichtungen findet man
nach dem Stand der Technik auch bei Schwingungserregern mit einer einzigen Unwuchtwelle,
die bezüglich der Welle drehfeste und verstellbare bzw. verdrehbare Unwuchtteile
enthält, wobei der Relativwinkel der beiden Unasuchtteile mit zumeist gleicher Exzentrizitrat
durch diese Getriebe veränderbar ist, so dass die resultierende Schwingungsgrösse
von der Erregerkraft Null (Kompensation der Unwuchtteile bei bezüglich der Drehachse
diametral gegenüberliegender Anordnung" bis zu einem Maximim eingestellt werden
kann (axiale Ausrichtung der Unwuchtteile).
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Insbesondere bei den bekannten Schwingungserzeugern mit einer einzigen
Unwuchtwelle, bei denen ein kompakter und handlicher Betrieb angestrebt wird, nehmen
die zu der Verstellung der Unwuchtteile erforderlichen Mittel, nämlich die vorgenannten
Getriebe, in der Regel bei wirtschaftlich vertretbaren Konstruktionsaufwand erheblich
Raum ein Zwecks Verminderung des-Getriebeaufwands zur Einstellung des Relativwinkels
zwischen den bezüglich zueinander verstellbaren Unwuchtmassen ist es bekannt, die
Erregerkraft der Schwingungserreger drehzahlabhängig unter Ausnutzung der Fliehkraft
der Unwuchten während eines Betriebs einzustellen. (DE-OS 25 53 800) Die Erregerwelle
weist bei dieser bekannten Ausführungsform einen exzentrisch zur Wellenachse angeordneten
Absatz auf, auf dem die verdrehbare Unwuchtmasse gelagert ist, wobei zwischen drehfester
Unwuchtmasse
und verdrehbarer Unwuchtmasse ein in Umfangsrichtung wirkendes Federelement eingesetzt
ist, dessen Rückstellkraft gegen das Fliehkraftmoment der verdrehbaren Unwuchtmasse
während eines Laufs bei Nicht-Arretierung wirkt und demzufolge bei Veränderung der
Betriebsdrehzahl eine Winkelverstellung zwischen den Unwuchtmassen ermöglicht wird.
Nach dem Einstellen eines Winkels werden Feststellmittel zur Arretierung der drehbaren
Unwucntmasse auf der Erregerwelle betätigt. Obgleich diese bekannte Schwingungsvorrichtung
im Hinblick auf ihren robusten kompakten Aufbau und ihre Betriebssicherheit und
ihre einfache und schnelle Verstellbarkeit wesentliche Vorteile gegenüber anderen
bekannten Ausführungsformen aufweist, wird die dreh-zahlabhängige Einstellung der
Erregerkraft, die ausschliesslich während eines Betriebs möglich ist, in vielen
Fällen als störend empfunden.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schwingungserregers
mit verstellbarer Unwucht der eingangs genannten Art, bei der bei einfachem Aufbau
eine exakte und zuverlässige Einstellung der Unwucht drehrichtungs- und insbesondere
drehzahlunabhängig ermöglicht ist.
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Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen
zur Erregerwelle konzentrischen, auf der in jeder Verstellage arretierbaren zweiten
Unwuchtmasse ausgebildeten Zahnkranz, in den eine an der ersten Unwuchtmasse befestigte,
tangential zum Zahnkranz hin- und herbewegliche, betätigbare Verstellklinke in Eingriff
bringbar ist. Durch die Verwendung einfachster mecnanischer Mittel in Form von Zahnkranz
und Verstellklinke wird nicht nur ein kompakter Aufbau und eine kostengünstige Fertigung
erzielt, sondern es ist die Erregerkraft eines Schwingungssystems auf einfache Weise
extern praktisch beliebig und zuverlssig einstellbar. Zahnkranz und Verstellklinke
können als separate Bauteile leicht hergestellt und in Unwuchtmaschinen montiert
werden. Von Vorteil ist insbesondere
die einfache Austauschbarkeit
von Zahnkranz und Verstellklinke, die einem erhöhten Verschleiß während eines Betriebs
unterliegen. Auch können bekannte Unwuchteinrichtungen auf einfache Weise mit Hilfe
der erfindungsgemäßen Mittel umgerüstet werden. Die Unxfuchtverstellung gemäß der
Erwindung erfolgt drehrichbungs- und drehzahlunabnnagig, beispielsweise über eine
einfache Methode digitaler Druckmittel zuführung.
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iTach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
die zweite Unwuchtmasse gegen eine konzentrische Anschlagfläche an der ersten Unwuchtmasse
mittels einer Feder vorzuspannen. Auf der Anschlagfläche kann insbesondere ein Reibbelag
ausgebildet sein. Die Feder wird vorteilhaft durch einen Weller federsatz gebildet,
der konzentrisch um die Erregerwelle angeordnet und an dieser abgestützt ist0 Die
Eraft-Weg-Kenaliaie des Tellerfedersatzes verläuft im gewählten Vorspanuwegbereich
ouasi ohne Steigung. Auf diese einfache und kompakte Weise wird eine in jeder Verstellage
arretierbare zweite Unwuchtmasse geschaffen, wobei der Tellerfedersatz mit definierter
Anpreßkraft an die Reibfläche der ersten Unvachtmasse angedrückt wird0 Durch die
quasi konstante Vorspannkraft bleibt auch bei Setzungen, z.B infolge Reibbelagabeutzung,
die gewollte Anpreßkraft erhalten0 Durch den definierten Reibschluß ist eine ungewollte
Positionsänderung bzw. IJiSkelverstellung der beiden Massen zueinander infolge von
Trägheitskräften ausgeschlossen.
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Die Xraft-Weg-Kennlinien bekannter Tellerfedern verlaufen im allgeneinen
proportional steigend mit leicht depressiver Charak terstik. Demgegenüber werden
bei der Erfindung besondere Dellerfedern verwendet, bei denen die Spannkraft bis
zu einem gewissen Federweg zunimmt, die Zunahme letztlich immer geringer wird und
schließlich sogar bei weiterer Einfederung ein leichter Rückgang der Spannkraft
stattfindet. Dieser Bereich wird als Vorspannwegbereich ausgenützt, wobei eine quasi
konstant wirkende Jeder kraft Lzl einem gewissen Wegtoleranzbereich erhalten wird.
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Die zweite Unwuchtmasse ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung über Nadellager auf der Erregerwelle abgestützt.
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Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß bei zwei au! der Erregerwelle drehfest verbundenen axial ausgerichteten und
sich in einem Abstand befindlichen ersten Unwuchtmassen eine einzige verstellbare
zweite Unwuchtmasse vorgesehen ist, die zwischen den ersten Unwuchtmassen liegt,
wobei die Tellerfedern an der ersten Unwuchtmasse abgestützt sind, die nicht die
Anschlagfläche aufweist.
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Insbesondere ist der Zahnkranz auf der der Anschlagfläche der ersten
Untsnuchtmasse zugewandten Stirnseite der zweiten Unwuchtmasse ausgebildet.
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Der Zahnkranz kann für eine leichte Montage oder Demontage an der
zweiten Unwuchtmasse mittels Bolzen oder Schraubenverbindung angeflanscht sein.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn die in den Zahnkranz eingreifende
Verstellklinke hydraulisch betätigbar ausgeführt ist.
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Insbesondere ist die Verstellklinke durch eine an der die Anschlagfläche
aufweisenden ersten Unwuchtmasse befestigte, betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung
hin- und herbewegbar.
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Hierbei kann die Rlinke in einer Querbohrung des Kolbens aufgenommen
und darin über eine vorbestimmte Länge ve.schieblich geführt sein, und es kann der
Eingriffsteil der Verstellklinke durch ein Langloch in der Zylinderwand seitlich
vorstehen, wobei die Länge des Langlochs der maximalen Hublänge des Kolbens entspricht.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist der Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung
gegen eine P.ückstellfeder einseitig hydraulisch beaufschlagbar. Die Ptückstellung
des Kolbens kann dabei durch eine Gasfeder erfolgen, die durch eine Gaskammer an
der nicht-hydraulisch beaufschlagten Stirnseite des Zylinders der Kolben-Zylinder-Anordnung
bestimmt ist, wobei der olben gegenüber der Gaskammer durch eine Membran abgedichtet
ist.
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In der freien Stirnseite der Gaskammer ist insbesondere eine axiale
Stellschraube angeordnet, die einen verstellbaren Anschlag für den Hydraulikkolben
schafft.
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Anstelle der Gasfeder kann jedoch auch eine Druckfeder Verwendung
finden, die an der nicht hydraulisch beaufschlagten Stirnseite des Zylinders der
Kolben- Zylinder-Anordnung und der entsprechenden Kolbenstirnseite abgestützt ist.
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Eine besonders zweckmässige und kompakte Ausgestaltung kennzeichnet
sich dadurch, dass die Verstellklinke in der Kolben-Zylinder-Anordnung selbst als
hydraulisch betätigbarer weiterer Kolben und die Querbohrung des Kolbens als weiterer
Zylinderraum ausgebildet sind.
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Vorteilhaft wird dabei das gleiche hydraulische System verwendet,
indem die Verstellklinke mit der Kolben- Zyl inder-Anordnung hydraulisch verbunden
ist.
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Der Kolben der holben-Zylinder-Anordnung kann auf seiner hydraulisch
beaufschlagbaren Seite hohl ausgebildet sein, und es kann in der Bodenwand der Hohlausbildung
eine Hydraulikzuführung zur Verstellklinke verlaufen.
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Die Querbohrung des Kolbens weist einen Absatz auf, der als Anschlag
für die Verstellklinke dient.
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Die VerstellkliSke in der Querbohrung des Kolbens ist bei einer besonders
zweckmässigen Ausgestaltung in Richtung Zahnkranz durch eine Druckfeder vorgespannt.
Dadurch bleibt die Verstellklinke auch dann in einem Eingriff im Zahnkranz, wenn
keine hydraulische Kraft angelegt ist. Greift die Verstellklinke hierbei voll in
den Zahnkranz ein, so wird eine zusätzliche Rast oder Arretierung neben dem Reibschluss
zwischen der drehfesten und der drehbeweglichen Unçuchtmasse geschaffen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Zahnkranz ein Sägezahn-
bzw. Sperrklinkenprofil auf, wobei das Profil des Eingriffteils der Verstelllhlinke
entsprechend konfiguriert ist und eine Abschrägung besitzt, die beim Rückwärtshub
des
Kolbens zusammen mit der Verstellklinke als Rampe verwendbar
ist, nämlich dann, wenn die VerstellkliSke in der Querbohrung mittels Druckfeder
vorgespannt ist. Zahnkranz und Verstellklinke besitzen dann Funktionswirkung einer
Ratsche.
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Ein Schwingungserreger, der eine in beiden Umangsrichtungen verstellbare
zweite Unwachtmasse aufweist, ist zweclmmäßigerweise so ausgestaltet, daß auf der
zweiten Unwuchtmasse ein weiterer Zahnkranz mit einem Sägezahn- bzw. Sperrklinkenprofil
angeordnet und eine zu diesem Zahnkranz gehörige weitere Verstellklinke vorgesehen
ist, wobei das Sägezaheprofil bezüglich des ersten Zahnkranzes und der ersten Verstellklinke
umgekehrt angeordnet ist. Sind wie bei einer vorgenannten vorteilhaften Ausfuhrungs,orm
zwei drehfeste erste Unwachtmassen vorgesehen, so ist bevorzugt die weitere Verstellklinke
an der drehfesten ersten Unwuchtmasse befestigt, die nicht in einem Reibschluß mit
der verstellbaren Unwuchtmasse steht. Beide Verstellvorrichtungen können im Betrieb
wahlweise betätigt werden, wobei bei einer Betätigung der einen die Versteliklinke
der anderen nicht in den zugehörigen Zahnkranz eingreift.
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Bei einer anderen alternativen Ausführungsform eines in beiden Richtungen
verstellbaren Schwingungserregers weist der Zahnkranz Evolvtenprofii auf, und es
ist die Kolben-Zylinder-Anordnung beidseitig hydraulisch beaufschlagbar. Insbesondere
kann ein separater Steuerkolben für die Verstelfllinke vorgesehen sein, durch den
jeweils nur von der druckbeaufschlagten Kolbenseite her Druckmittel zuführbar ist.
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Der Anschluß an eine llydraulikquelle ist vorteilhaft so getroffen,
daß die Hydraulikseite des Zylinders der Kolben-Zylinder-Anordnung durch ein Bohrungssystem
in der Erregerwelle und der Unwuchtmasse an einen Hydromotor und/oder eine externe
Druckölquelle
angeschlossen ist.
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Insbesondere weist das Bohrungssystem eine Axialbohrung in der antreibbaren
Erregerwelle auf, die mit der hohlgebohrten Abtriebswelle des stationären Hydromotors
bzw. der externen stationären Druckölquelle im wesentlichen ausgerichtet ist, und
es geht das äusserste Ende der Axialbohrung in eine grössere Axialbohrung über,
in der ein Stecknippel mit einer Umfangsabdichtung eingesetzt ist, der seinerseits
über ein flexibles Schlauchstück mit der hohlgebohrten Abtriebswelle des Hydromotors
bzw. der externen Druckölquelle verbunden ist.
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Hierbei steht die hohlgebohrte Abtriebswelle des Hydromotors mit den
Leckölraum des Motors in Verbindung, und es kann durch entsprechende Druckvorspannung
des Leckölabflusses bzw durch Anlegen einer externen Druckölquelle an diesen Leckölabfluss
die intervallmassige Beaufschlagung der Verstellvorrichtung in einfacher Weise vorgenommen
werden.
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Im Prinzip betrifft somit die Erfindung ein rotierendes Sweimassen-Erregersystem,
bei welchem eine Nasse drehfest mit der Erregerwelle verbunden und die zweite Masse
drehbeweglich mittels definiertem Reibschluss an der ersten Masse angekoppelt ist,
wobei eine Verstellvorrichtung zur Änderung der Drehwinkelposition beider Massen
zueinander dient und eine Arretierung der drehbeweglichen Masse in jeder Verstellposition
mittels definiertem Reibschluss erfolgt. Die Verstellung erfolgt drehrichtungs-
und drehzahlunabhängig mittels einer einfachen Methoden digitaler Druckmittelzuführung,
und zwar einfach wirkend, d.h. in eine Umfangsrichtung, wiewohl auch bei vorteilhaften
Ausführungsformen doppelt wirkend, d.h in beide Umfangsrichtungen Die Erfindung
wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 einen Äialschnitt eines erfindungsgemäß
aufgebauten Schwingungserregers mit einer Verstellvorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt
längs der Linie A-B in Fig. 1, Fig. 3 die Einzelheit einer Verstellklinke gemäß
den Fig.
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1 und 2 mit zugehörigen liydraulikanschluß in einem vergrößerten
Maßstab, Fig. 4 eine andere Ausführungsforn nach der Erfindung mit einem weiteren
Zahnkranz und einer zugehörigen Verstellklinke zwecks einer Verstellbarkeit in beiden
Umfansr' ctungen, Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines reversiblen Verstellsystems
mit einem einzigen Zahnkranz mit Evolventenprofil und donnelt wirkenden Hydraulikkolben
sowie separatem Steuerkolben, Fig. 6 die Einzelheit nach Fig. 5 im Bereich des separaten
Steuerkolbens, und Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung ähnlich der Fig. 4 mit zwei
Verstellklinken.
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Die schematische Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt einen Scnwingungserreger
mit erfindungsgemäß verstellbaren Unwuchtmassen in einem Längs- oder Axialschnitt.
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Die Erregerwelle 1 des Schwingungserregers ist auf einem die Schwingungserregung
übertragenden Rahmen 33 über Rollenlager 2, 2' axial fixiert gelagert. Auf dem Wellenabschnitt
zwischen den Lagerstellen sind drei Unwuchtmassen 3, 3' und 4 angeordnet, wobei
die beiden ersten Unvuchtmassen 3,3' drehfest bezüglich der Welle 1 in einem Abstand
voneinander axial ausgerichtet befestigt sind, während die Unwuchtmasse 4 relativ
zur Erregerwelle 1 drehbeweglich über Nadellager 35 abgestützt und zwischen den
beiden ersten drehfesten Unwuchtmassen 3,3' angeordnet ist. Die drehbewegliche zweite
Urnchtmasse 4 wird in Axialrichtung der einen drehfesten (in Fig.1 rechten) Unwucht
masse 3' durch einen Tellerfedersatz 6 mit definierter Anpreßkraft vorgespannt,
wobei auf der gemäß Fig.1 rechten ersten Unwuchtnasse 3' eine konzentrische Anschlagfläche
30 mit einem Reibbelag 5 ausgebildet ist, der mit~einer entsprechenden
lRtzkSläcke
der zweiten Unwuchtmasse 4 irl einem Eingriff ist.
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Der Telleriedersatz 6 ist konzentrisch um die RrwregeiNeRle 1 angeordnet
und stützt sich an dieser oder an der anderen drehfesten Um^mchtmasse 3 ab, die
nicht die Anschlagfläche 30 aufweist. Die definierte Anpreßkraft an den Reibbelag
5 wird insbesondere durch Tellerfedern erreicht, deren Kraft-Weg-Kennlinie in einem
bestimmten Bereich quasi steigungslos vErlauSt,so dass auch bei Setzungen, z.B .
infolge Reibbelagabnutzung, die gewollte Anpresskraft erhalten bleibt und eine ungewollte
Positionsänderung der beiden relativ zueinander beweglichen Massenteile infolge
von Trägheitskräften ausgeschlossen ist Es ist ersichtlich, dass aufgrund des Reibschlusses
zwischen den beiden relativ zueinander verdrehbaren Unwuchtmassen eine Positionsfixierung
bzw. Arretierung in jeder Verstellage möglich ist.
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An die zweite drehbewegliche Unwuchtmasse 4 ist im Bereich der Wirkfläche
für den Reibschluss mit der drehfesten Unwuchtmasse 3' ein Zahnkranz 7 angeflanscht,
der auf seinem gesamten Umfang lückenlos mit einem Sägezahnprofil bzw mit einer
Sperrklinkenverzahnung versehen ist (vgl Fig. 2) In den Zahnkranz 7 greift eine
Verstellklinke 18 ein, die bei entsprechender Betätigung, d.h. einer taktweisen
Hin- und Herbewegung in Tangentialrichtung bezüglich des Zahnkranzes im Bereich
des Eingriffpunktes, den Zahnkranz 7 samt drehbeweglicher Unwuchtmasse 4 unter uberwindung
des Reibmomentes zwischen der drehbeweglichen Unwuchtmasse 4 und der drehfesten
Unwuchtmasse 3' um einen dem Hub der Verstellklinke 18 entsprechenden Winkelbetrag
weiter bewegt und somit die drehbewegliche Unwuchtmasse 4 bezüglich der beiden anderen
ersten UnT.^zuchtmassen 3, 3' verstellt. Bei einem einzigen Verstellschritt wird
vorzugsweise der Zahnkranz 7 um einen einzigen Zahn vorwärtsbewegt Die Verstellklinke
18 ist hydraulisch betätigbar und in einer Verstellvorrichtung in Form einer Kolben-Zylinder-Anordnung
8 beweglich befestigt, und zwar in einer Querbohrung 28 des Kolbens 16 der Kolben-Zylinder-Anordnung
8, wobei der Kolben 16 seinerseits in der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 hin- und herbeweglich
ist
Der Aufbau der Kolben-Zylinder-Anordnung 8, die ihrerseits
an der drehfesten gemäss Fig. 1 rechten Unwuchtmasse 3' über S6krauDenverMindungRn37
befestigt ist, ist in grösserer Einzelheit in Fig. 3 gezeigt. Die Anordnung weist
ein Zylindergehäuse 14 auf, in dem der die Querbohrung 28 enthaltende Kolben 16
verschieblich ist. Der Kolben 16 ist einseitig hydraulisch beaufschlagbar, und zwar
über einen hydraulischen Durchgang 23 in dem Zyli--dergehause 14 (in Fig. 3 rechts),und
es wird das Zylindergehause 14 an seiner einen Stirnseite, die auf der Hydraulikseite
des Kolbens 16 liegt, durch einen Abschluss 15 fluidabdichtend verschlossen.
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Auf der anderen nichtr hydraulisch beaufschlagbaren Kolbenstirnseite
ist eine Rückstellfeder in Form einer Gasfeder vorgesehen. Diese wird durch eine
Gasfederlammer 17 bestimmt, die als Kappe 22 an das entsprechende stirnseitige Ende
des Zylindergehäusw 14 - gasdicht angeschlossen ist. Die Gaskammer 17, in der vorzugsweise
Stickstoff als federndes Medium eingefüllt ist, wird gegenüber der zugewandten Kolbenstirnseite
mittels einer elastischen Membran 21 abgedichtet. In der freien Stirnseite der Gaskammer
17 ist eine axiale Stellschraube 36 angeordnet, die einen aer"inTerten Anschlag
für den Hydraulikkolben 16 schafft, so dass der Maximalhub des Kolbens und somit
die maximale Hin- und Herbewegbarkeit der Verstellklinke 18 einstellbar ist.
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In alternativer Ausführungsform kann anstelle der Gaskammer 17 als
Rückstellfeder 34 auch eine mechanische Feder, z.B. eine Druckfeder, zum Rückstellen
des einfach wirkenden, hydraulisch betätigbaren Kolben vorgesehen sein.
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Die in der Querbohrung 28 in Vertikalrichtung zur Hin- und Herbewegung
des Kolbens 16 ihrerseits hin- und herbewegliche Verstellklinke 18 steht durch ein
Langloch 25 in der Zylinderwand 14 aus der Kolben-Zylinder-Anordnung seitlich vor,
um im
Betrieb in den zugehörigen Zahnkranz 7 einzugreifen. Die
Axiallänge des Langlochs 25 wird durch den Hub des Kolbens 16 festgelegt.
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Die Verstellklinke 18 gemäss gezeigtem Ausführungsbeispiel in Fig.
3 wird mittels einer Druckfeder in Richtung Zahnkranz 7 vorgespannt, wobei in der
maximalen Eingriffsstellung der Verstellklinke 18 diese an einen konzentrischen
Absatz 40 in der Querbohrung 28 des Kolbens 16 anstösst.
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Der Kolben 16 ist an seinen beiden stirnseitigen Enden hohl ausgebildet
und weist in der Bodenwand 38 auf der Hydraulikseite eine Hydraulikzuführung für
die Verstellklinke 18 auf, die ihrerseits funktionsmässig als Kolben mit entsprechenden
Abdichtungsteilen ausgebildet ist, während die Querbohrung 28 des Kolbens 16 als
weiterer Zylinder wirkt und durch die Hydraulikzuführung 24 mit Hilfe des gleichen
Hydraulikmediums hydraulisch beaufschlagbar ist, welches auch für die Betätigung
des Kolbens 16 vorgesehen ist. Ein Abschlussstück 20 schliesst die Querbohrung 28
auf ihrer Stirnseite hydraulisch fest ab, die nicht für den Durchtritt der Verstellklinke
18 zwecks Eingriff mit dem Zahnkranz 7 vorgesehen ist.
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Die Druckbeaufschlagung der Verstellvorrichtung 18 mit Hilfe des gleichen
Hydraulikmediums, mit dem der Kolben 16 betätigt wird, hat den Vorteil, dass der
Verstellvorgang auch bei umlaufendem Erregersystem durchgeführt werden kann und
die Verstellklinke 18 in jedem Fall gegen die Fliehkraft im Eingriff gehalten wird.
Durch die Vorspannung der Verstellklinke 18 mittels Druckfeder 19 in Richtung Zahnkranz
wird dann, wenn der Eingriffsteil der Verstellklinke 18 maximal ausgefahren ist,
eine zusätzliche Rast oder Arretierung für die drehbewegliche Unwuchtmasse 4 geschaffen,
die den bereits vorhandenen Reibschluss unterstützt. Diese Rast ist selbst dann
wirksam, wenn das Hydrauliksystem entlastet ist. Somit
wird ein
zusätzliches Arretierungssysten geschaffen, das selbst bei Ausfall des ersten Arretierungssystens
(Reibschlußverbindung) infolge eines Reibbelagverschleißes noch für eine einwandfrei
fixierte Verstellung sorgt.
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Die Druckbeaufschlagung der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 erfolgt vorzugsweise
durch ein Bohrungssysten 9, 9', 9", in der Erregerwelle 1 und in der ersten drehfesten
Unuchtmasse 3', wobei das Bohrungssystem 9, 9', 91l auf der Kolbenseite mit den
Rydraulikanschluß 23 in der Zylinderwand 14 der Kolben-Zylinder-Anordeleg 8 verbunden
ist, während die externe Druckmittelzufuhr über einen Stecknippel 11 erfolgt, der
in der bezüglich der Axialbohrung 9 des Bohrungssystems 9, 9', 9" erweiterten Axialbohrung
10 umfangsabdichtend eingesetzt ist und mittels eines flexiblen Schlauchstücks 12
an die hohlgebohrte Abtriebswelle eines Xydromotors 13 angeschlossen ist, wobei
die hohlgebohrte Abtriebswelle des Rydromotors mit dem Motorleckölraum in Verbindung
steht und durch entsprechende Druckvorspannung des Beckölabflusses eine inbervallmäßige
BeauSschlagung der Verstellvorrichtung in einfacher Weise vorgenommen werden kann.
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Die vorstehend beschriebene hydraulisch betätigbare Verstellklinke
18 ist einfach wirkend, d.h. sie ermöglicht eine Verstellung der verdrehbaren Unanchtmasse
4 in eine Unfangsrichtung. Bei Druckentlastung wird mittels der Rückstellfeder 34
des Kolbens 16 die Verstellklinke 18 aus der Maximalhubstellung (in Fig. 3 links)
in die Ausgangsstellung zurückbewegt wobei der Eingriffsteil der Verstellklinke
18 mit der Abschrägung 26 in einen nachfolgenden Zahn des Zahnkranzes aufgrund der
Vorspannung der Verstellklinke 18 mittels Druckfeder 19 einrastet, so daß gegebenenfalls
ein neuer Verstellschritt durchgeführt werden kann.
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Bei bevorzugten Lusführungsformen der Erfindung ist eine doppelt wirkende
Verstellung vorgesehenX d.h. eine Verstellung der verdrehbaren Unwuchtnasse 4 in
beide Umfangsrichtungen. Bei einer derartigen Ausführungsforn (siehe wig. 4) ist
neben dem vorgenannt beschriebenen Sägezahnkranz 7 samt zugehöriger Verstellklinke
18 ein weiterer Zahnkranz 7' mit umgekehrt angeordneten Sperrklinkenzähnen und zugehörigem
zweiten Verstellzylinder 8' vorgesehen, welcher sinngemäß an der ersten drehfesten
Emwuchtmasse 3 angebracht ist. Die für den zweiten Verstellzylinder notwendige zweite
Druckmittel zuführung erfolgt vom freien Wellenende her über eine normale Drehdurchfürung
von einer separat angesteuerten Druckquelle, d.h. es ist auf dem der Motorseite
abgewandten freien Wellenende 46 eine Drehdurchführung 47 gemäß Fig. 4 drehbeweglich
gelagert. Die Zufuhrung erfolgt hierbei von einer in der Figur nicht dargestellten
externen Druckquelle über die Zuleitung 48 und durch die Drehdurchführnng über das
Bohrungssystem 49, 49's 49" zur Kolben-Zylinder-Anordnung 8'.
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In Sigo 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer reversiblen Verstellung
mit einem Zahnkranz mit Evolventenprofil und einer doppelt wirkenden Koller-Zylinder-Anordaung
gezeigt. Ein einziger Zahnkranz 50 wirkt hierbei mit der Kolben-Zylinder Anordnung
51 im Betrieb zusammen, wobei die Verstellklinke 52, die in ihrem Eingriffsteil
dem Evolventenprofil des Zahnkranz zes angepaßt istg in eine Zahnlücke des Zahnkranzes
50 eingreie fen kann0 Die Verstellklinke 52 weist an ihrer Basis einen Kolben 55-aufs
der in der Querbohrung des Hydraulikkolbens 54 gleitet und von beiden Seiten des
Kolbens 54 aus wahlweise über einen separaten kleinen Steuerkolben 60 beaufschlagbar
iste dessen Funktionsweise noch im Zusammenhang mit Fig, 6 erläutert wird.
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Der Kolben 54 gleitet im Zylindergehäuse 55 und wird mittels der vorgespannten
Druckfedern 56 und 56' mittenzentriert. Die Beaufschlagung des Kolbens 54 erfolgt
je nach gewünschter Verstellrichtung
entweder durch die Bohrung
57 oder 57', wobei die Druckmittelzuführungsart analog zu den vorangegangenen Ausführungen
anzusehen ist. Soll z.B. der Zahnkranz im Uhrzeigersinn verdreht werden, dann wird
durch die Bohrung 57' Druckflüssigkeit auf die rechte Seite des Kolbens 54 geleitet
und gleichzeitig auch über den Steuerkolben 60 unter den Kolben 53 der Verstellklinke
52. Diese fährt aus, der Kolben 54 fährt nach rechts zum Anschlag und der Zahnkranz
wird um einen Zahn weitergedreht, wobei die Klinke in der Aussparung 58 des Zylinders
gleitet. Dabei wird das Druckmittel in der linken Zylinderkammer gemäß Zeichnung
drucklos über die Bohrung 57 verdrängt. Wach dem Verstellvorgang wird auch Bohrung
57' drucklos gemacht, die Verstellklidke wandert infolge der auf sie wirkenden Fliehkraft
unter Verdrängung des Druckmittels aus dem Zahneingriff und die Zentrierfeder 56
bringt den Kolben 54 wieder in Ruhestellung.
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Zur entgegengesetzten Verstellung verläuft der Vorgang ungekehrt.
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In Fig. 6 ist ein vergroßerter Ausschnitt aus dem Kolben 54 unter
der Qilerbohrung dargestellt, welche den Klinkekolben 53 aufnimmt. Im Boden der
Querbohrung ist ein kleiner Steuerkolben 60 in einet zylindrischen Raum 61 verschiebbar
gelagert und über die Druckfedern 62 und 62' mittenzentriert Wird nun von der gemäß
Zeichnung rechten Seite des Kolbens 54 der Druck Fi angelegt, wandert das Druckmittel,
z.B. eine Hydraulikflüs sigkeit, durch die Bohrung 63' über die Stirnfläche des
Steuerkolbens 60 und schiebt diesen nach links gegen den Druck der Feder 62 zum
Anschlag. Dadurch wird bewirkt, daß die Verbindung der Bohrungen 64 und 65 vom mittleren
Mantelteil des Solbens 60 unterbrochen wird, während durch die Bohrung 64', den
Ringkanal 66' und die Bohrung 65' das Druckmittel zum Ausfahren der Klinke unter
den Kolben 53 strömen kann. ITach erfolgter Verstellung bringt die Feder 62 den
Steuerkolben 60 wieder
in Mittelstellung, und das Volumen unter
dem Klinkenkolben 53 kann über beide Bohrungssysteme drucklos austreten.
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Bei einer Beaufschlagung mit P2 erfolgt sinngemäß ein umgekehrter
Ablauf.
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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung ähnlich der nach Fig0 5, indem
die Kolben-Zylinder-Anordnung mit zwei Versteliklinken 52 und 52' ausgestattet ist.
Je ein Klinkenkolben wird über die Boh rung 59 bzw. 59' von der zugehörigen Kolbenseite
mit Druckmittel beaufschlagt, so daB die rechte Klinke bei Verdrehung des Zahnkranzes
im Uhrzeigersinn ausgefahren wird, während die linke Klinke für die andere Drehrichtung
fungiert. Das Zurückführen der Klinke nach der Verstellung erfolgt hier beispielsweise
durch Druckfedern 70 und 70', welche an Verlangerungsbolzen 71 und 71' angreifen,
die die Wand des Kolbens 54 durchsetzen.
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Selbstverständlich knnn auch bei der Ausführungsforn nach Fig. 5 eine
Federrückstellung der Verstellklinke 52 gemäß Fig0 7 in Kombination mit dem Steuerkolben
50 erfolgen.