DE2852349C2

DE2852349C2 - Strömungsvibrator

Info

Publication number: DE2852349C2
Application number: DE2852349A
Authority: DE
Inventors: E&scaron;ref Halilovi&ccaron;; Branko Belgrad Radi&scaron;i&ccaron;
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1985-03-21
Also published as: FR2411640A1; YU297677A; GB2010400B; CS210622B2; FR2411640B3; HU180774B; PL131554B1; SE7812880L; NL7812104A; IT7869849A0; IT1108193B; DE2852349A1; PL211801A1; YU40499B; US4300843A; BR7808217A; AT378488B; CH636539A5; ATA891578A; GB2010400A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Strömungsvibrator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Ein derartiger .S'römungsvibrator ist aus der DE-AS 22 49 663 bekannt Dieser umfaßt ein zylindrisches Gehäuse, welches mit stirnseitigen, Abotrömöffnungen aufweisenden Abschlußdeckeln verschlossen ist. Dabei ist ferner ein Zentralrohr vorgesehen, welches durch die Abschlußdeckel hindurchgeführt ist. Ferner sind ein Rotor als exzentrische Masse in Form eines Hohlzylinders mit einem Schieber vorgesehen, welch letzterer in dem Zentralrohr in radialer Richtung verschiebbar eingesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Druckausgleich im Bereich des Schiebers, insbesondere an der Längskante des Schiebers, nicht vorgesehen bzw. möglich mit der Folge, daß Verluste bedingt durch innere Reibung auftreten, nämlich zwischen dem Schieber einerseits und dem Schwingkörper bzw. Rotor andererseits. Diese Reibungsverluste führen zu einer Verminde- rung des Wirkungsgrades des Strömungsvibrators. Die dadurch bedingte mechanische Belastung des Strömungsvibrators führt schließlich zu einer schnelleren Ermüdung und damit geringeren Lebensdauer.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Strömungsvibrator der genannten Bauart so zu verbessern, daß unter Beibehaltung einer zuverlässigen Stabilität des Schiebers die auf diesen einwirkenden Reibungskräfte reduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schieber auf der den Abströmöffnungen abgewandten Seite Strömungskanäle aufweist, die dergestalt radial von der inneren bis zur äußeren koaxialen Längskante des Schiebers verlaufen, daß das Strömungsmittel durch die Strömungskanäle in den Rotor und zudem in den Bereich zwischen Schieber und Innenwand des Rotors eindringen kann.

Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Ströinungskanalc wird die Druckluft zumindest in einigen Winkcllugcn des Rotors gegenüber dem Schieber zwi- h^r> sehen die Längskante des Schiebers und die Innenfläche des Rotors geleitet. Dadurch werden die Drücke an der Läneskante des Schiebers annähernd ausgeglichen, was eine Entlastung und damit Minderung der Reibung zur Folge hat. Die Stabilität des Schiebers wird dabei nicht beeinträchtigt.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Strömungsvibralors anhand der Zeichnung näher erläutert Diese zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt des Strömungsvibrptors.

F i g. 2 den Axialschnitt H-Il in F i g. 1, wobei die Figur um 90° gedreht ist. so daß die Arbeitsachse des Strömungsvibrators waagerecht zu liegen kommt.

Der Vibrator besteht aus einem Gehäuse 1, das durch Verwendung von Abschlußdeckeln 5 einen zylindrischen Hohlraum bildet, der von der Wälzstrecke la des Gehäuses und den Abschlußdeckeln 5 begrenzt ist Durch die Abschlußdeckel 5 ist koaxial zu der Walzstrecke la des Gehäuses ein Zentralrohr 3 hindurchgeführt Dieses Zentralrohr 3 weist im Bereich zwischen den beiden Abschlußdeckeln 5 eine längsverlaufendc Aussparung auf, durch welche ein Schieber 4, der ais ein reguläres Prisma geformt ist mit entsprechendem Spielraum in das Zentralrohr 3 eingefügt ist In den zwischen den Abschlußdeckeln 5 der Wälzstrecke la des Gehäuses und dem Zentralrohr 3 liegenden Raum ist ein Rotor 2 in Form eines Hohlzyünders eingesetzt Die Länge des Rotors 2 ist etwas, d. h. um die Größe des axialen Spielraumes, kleiner als die Entfernung der Abschlußdeckel 5. Die Wälzstrecke la des Gehäuses gleicht einer ununterbrochenen Zylinderfläche und ist beträchtlich größer als die Wälzstrecke 2a des Rotors, die ebenso eine ununterbrochene Zylinderfläche ist. Die Differenz der Halbmesser der beiden Wälzstrecken stellt eine Exzentrizität e dar, die der funktionsmäßigen Entfernung der geometrischen Achsen des Gehäuses 1 und des Rotors 2 entspricht.

In der Arbeitsstellung liegt der Rotor 2 mit seiner Wälzstrecke 2a auf der Wälzstrecke la des Gehäuses 1 auf, wohingegen er von der inneren Seite vom Zentralrohr 3 um dasjenige Radialspiel z, entfernt ist, das zwischen der Reibfläche 2b und der Außenfläche 3b des Zentralrohres 3 besteht Der Schieber 4 des Vibrators unterteilt den Raum innerhalb des Rotors 2 in zwei Abschnitte, nämlich in einem mit der Bohrung 3a des Zcntralrohrs in Verbindung stehenden Abschnitt und einen mit den öffnungen 5a in den Abschlußdeckeln 5 in Verbindung stehenden Abschnitt. Die zu dem mit der Bohrung 3a des Zentialrohrs 3 verbundenen Abschnitt des Innenraums weisende Seite des Schiebers 4 ist mit mehreren Strömungskanälen 4a versehen.

Bewegliche Teile des Vibrators sind der Rotor 2 und der Schieber 4.

Der Rotor bewegt sich planetenähnlich; er rotiert um seine eigene Achse und um die Achse des Gehäuses 1 mit einer Achsenentfernung, die der Exzentrizität e entspricht. Durch eine derartige Bewegung des Rotors 2 wird eine Kreis-Sinus-Oszillation erzeugt (Änderung der Richtung der Fliehkraft).

Der Schieber 4 übt in bezug auf das Gehäuse 1 eine radiale, geradlinige Schwingbewegung aus.

Der erfindungsgemäße Vibrator arbeitet in folgender Weise:

Das komprimierte Fluid, /.. B. Druckluft, wird durch die Bohrung 3« des Zcntralrohrs 3 eingeleitet. Beim Anfuhren wird der Schieber 4 in radialer Richtung nach außen gedruckt; der Rotor 2 wird daher vom Schieber bis zur Anlage gegen das Gehäuse ! (diese Arbeitsstellung ist in Fig. 1 dargestellt) gedrückt. Der Vibrator

arbeilet daraufhin in normaler Weise, d. h. das komprimierte Fluid strömt durch die Strömungskanäle 4a des Schiebers und füllt den Innenraum des Rotors 2 auf, wonach es als ausgenutztes Fluid durch die öffnungen 5a der Abschlußdeckel 5 abströmt.

Innerhalb des Rotors 2 baut sich ein ungleichmäßiger Druck auf. Im Bereich zwischen den Strömungskanälen 4a des Schiebers und den: Spiel ζ ist der Druck höher und entspricht annähernd dem Druck auf der Zuströmseite, wohingegen der Druck des Fluids im Bereich zwisehen dem Spiel ζ und den Öffnungen 5a kleiner ist und dem Druck auf der Abströmseite entspricht. Diese Druckdifferenz führt dazu, daß der Rotor 2 mit seiner Wälzstrecke 2a in Richtung der Wälzstrecke la des Gehäuses gedrückt und auf dieser rutschfrei abgewälzt wird.

Die Reibstrecke 2b des Rotors steht mit dem Schieber 4 in ständiger Berührung. Der Schieber 4 wird vom Fluid gedruckt und gegen die Reibstrecke 2b gedruckt, wobei der Rotor 2 selbst während seiner Bewegung den Schieber 4 in dse dazu vorgesehene Aussparung des Zentralrohrs 3 zurückschiebt

Durch die im Schieber vorgesehenen Strömungskanäle 4a sollen zwei Aufgaben gelöst werden: das Arbeitsfluid soll geführt und der Schieber im Gleitbereich entlastet werden. Es kommt nämlich vor, daß das in der Bohrung 3a des Zentralrohrs unter Druck siehende Fluid den Schieber 4 nach außen drückt, um diesen auf der Reibstrecke 2b des Rotors 2 festzulegen, wobei jedoch die Strömungskanäle 4a des Schiebers gewährleisten, daß das Fluid auch in den Bereich zwischen dem Schieber 4 und der Reibstrecke 2b des Rotors 2 eindringt und die erwähnte Festlegung entlastet. Dabei ist der Festlegungsdruck immer etwas größer als der Entlastungsdruck, so daß der Schieber 4 mit der Reibstrecke 2b des Rotors 22 immer in vollständiger Berührung steht und trotzdem vor einem unangemessenen Druck bewahrt bleibt, wodurch der Wirkungsgrad des Vibrators verbessert wird. Das radiale Spiel ζ zwischen der Reibsireckc 20des Rotors 2 und der Außenfläche Ib des Zentrairohrs 3 weist eigene dynamische Eigenschaften und Bedeutung auf. Das Spiel ζ wird durch eine Erhöhung der Drehzahl des Rotors 2 um die Achse des Gehäuses 1 verringert, da dabei elastische Verformungen des Rotors 2 im Bereich seiner Berührung mit dem Gehäuse 1 sowie ellipsenförmige Verformungen des Rotors 2 selbst vergrößert werden. Diese elastischen Verformungen können bei unkontrollierter Erhöhung der Drehzahl des Rotors 2 in einem solchen Maß vergrößert werden, daß das Spiel /. verschwindet und der Rotor 2 gehemmt wird, um damit zu verhindern, daß er eine Sollwertirequenz übersteigt.

Durch das Spiel ζ strömt das Fluid ununterbrochen zu den Austritisöffnungen 5</. Das Fluid wird im Spiel ζ und auch anschließend beschleunigt, wobei eine dynamische Reaklionskomponente erzeugt wird, die die Drehbewegung des Rotors 2 fördert.

Aus obiger Beschreibung des Aufba'is und der Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Vibrators kommen seine Vorteile im Ver- to gleich mit den bekannten ähnlichen Ausführungen klar zum Ausdruck. Seine Walzstrecken sind groß und ununterbrochen, also durchgehend, d. h. ohne irgendeine Aussparung oder einen Kanal. Dadurch ergeben sich kleinere Widerstände bei der Wälzung, kleinere Kontaktspannungen de? Werkstoffes, leisere Geräusche, größere Lebensdauer der F.lcmente und breite Möglichkeiten zur Ausführung von starken Vibratoren sowie Hochfrequenzvtbratoren.

Der Wirkungsgrad des Vibrators wird durch die beschriebene Entlastung des Schiebers erhöht. Die Bauelemente, die das radiale Spiel des Vibrators bilden, können auch als Regelungselemente zur Begrenzung der Drehzahl des Rotors 2 verwendet werden.

Zu den angeführten Vorteilen kommen noch die einfache Fertigung des erfindungsgemäßen Vibrators und der relativ geringe Kostenaufwand, weshalb dieser Vibrator in breitem Bereich technisch und wirtschaftlich eingesetzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Strömungsvibrator mit einem zylindrischen Gehäuse, das mit stirnseitigen, Abströmöffnungen auf- weisenden Abschlußdeckeln verschlossen ist, einem Zentrairohr, welches durch die Abschlußdcckel hindurchgeführt ist, sowie einem Rotor als exzentrischer Masse in Form eines zwischen Zentralrohr und Gehäuse angeordneten und auf der Gehäusein- to nenwand abrollenden Hohlzylinders, wobei ein Schieber im Zentralrohr in radialer Richtung bis zur Innenwand des Rotors verschiebbar eingesetzt und das Strömungsmittel dem Rotor zu dessen Antrieb durch das Zentralrohr zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) auf der den Abströmöffnungen (5a; abgewandten Seite Strömungskanäle (4a) aufweist, die dergestalt radial von der inneren bis zur äußeren koaxialen Längs-ΐτ_2π>_£ η« Sdsebers (4) verlaufen, daß das Strö- mungsmittel durch die Strömungskanäle (Aa) in den Rotor (2) und zudem in den Bereich zwischen Schieber (4) und Innenwand (2b) des Rotors (2) eindringen kann.