DE3031349A1 - Druckluft-vibrator mit hin- und herbeweglichem kolben - Google Patents

Description

Druckluft-Vibrator mit hin- und herbeweglichem Kolben

Die Erfindung' betrifft einen Druckluft-Vibrator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs- 1.

Druckluft-Vibratoren dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt geworden. Sie weisen meist einen komplizierten Aufbau auf und benötigen zudem eine aufwendige Druckölschmierungj was für verschiedene Anwendungszwecke unerwünscht ist. Aus der DE-AS Nr. 23 41 219 ist auch ein Druckluft-Vibrator bekannt, der ohne zusätzliche Druckölschmierung auskommt. Der Zylinder ist aus Innen- und Aussenhülsen zusammengesetzt, die miteinander verschraubt sind, wobei zwischen den Innen- und Aussenhülsen Ringnuten für die ausströmende Druckluft vorhanden sind, die der Kühlung die- ' nen. Der Aufbau dieser Geräte ist sehr kompliziert und ihre Herstellung verlangt einen grossen Aufwand und ist kostspielig.

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Die Druckluft-Vibratoren der eingangs genannten Art haben ferner die Eigenschaft, dass in der Horizontallage der Kolben sich genau in der Mitte des Hohlzylinders einpendelt, wenn die Druckluftzufuhr abgestellt wird. Wenn dem Gerät in dieser neutralen Kolbenstellung erneut Druckluft zugeführt wird, ist ein Wiederanlauf aufgrund der verschlossenen Eintrittsbohrung nicht möglich. Die bisher bekannten Kolbenvibratoren sind daher a) mit eingebauten Federn, welche den Kolben auf eine Seite drücken, oder b) mit einer zusätzlichen Ventilsteuerung, oder c) mit feinen Startnuten am Kolben ausgerüstet, welche Massnahmen auch in horizontaler Lage des Gerätes ein Wiederanlaufen gewährleisten. Die negativen Aspekte dieser drei Methoden sind: a) Federbruch und die damit verbundene mögliche Zerstörung des Gerätes, b) in der Herstellung und der Montage am Arbeitsort aufwendige Ventilsteuerung c) Möglichkeit des Verstopfens der Startnuten durch Schmutzpartikel in der Druckluft und Leckverluste im Betrieb.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen Druckluft-Vibrator der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sein Gehäuse einfach und billig hergestellt werden kann, dass es ein integriertes Kühlsystem und eine integrierte Starthilfe sowie die Befestigungsmittel zum Anbau an den dafür bestimmten Geräten enthält, wodurch auch die Montage erleichtert wird.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Ausbildung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemässe Anordnung der Einlass- und der Auslassbohrung ermöglicht es, die Leitungen für die Zufuhr und den Abfluss der Druckluft an der gleichen Stirnfläche des Gehäuses anzuordnen, was den Einbau am Einsatzort erleichtert. Ferner ermöglicht diese Anordnung den Einbau der im Anspruch 2 beschriebenen Starthilfe und des im Anspruch 3 beschriebenen verrippten Rohres, das der Kühlung des Gehäuses und der Schalldämpfung dient.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Anhand derselben wird dieser im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt nach Linie I-I in Fig. 2 durch einen Druckluft-Vibrator mit durch Abschlussdeckel begrenztem Hohlzylinder und einem durch die Druckluft in diesem Hohlzylinder hin- und herbeweglichen Kolben.

Fig. 2 einen Längsschnitt nach Linie H-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Längsschnitt nach Linie IH-III in Fig. 1,

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wobei verschiedenartige Anbaumöglichkeiten dargestellt sind.

Der Druckluftvibrator weist ein aus Leichtmetall bestehendes Zylindergehäuse (I] auf, mit einer zentral liegenden Zylinderbohrung 2 für die Aufnahme des Kolbens 3 und vier in kreuzförmig angeordneten Rippen 4 liegenden Bohrungen, wovon die Bohrungen 5 und 6 für die Aufnahme von Befestigungsschrauben 24 und 25 dienen, die dritte Bohrung 7 für den Eintritt der Druckluft und die Lagerung eines kolbenförmigen Schieberventiles 8 ausgebildet und die vierte Bohrung 9 für den Austritt der Luft und die Aufnahme eines Kühllabyrithes vorgesehen ist. Weitere vier sternförmig angeordnete Rippen 11 dienen zur Versteifung des Gehäuses und einem wirkungsvollen Kühleffekt.

Die Zylinderbohrung 2 weist in der Mitte des Gehäuses eine exzentrisch angeordnete Ringnut 12 auf, welche in die Druckluft-Eintrittsbohrung 7 übergreift, sowie zwei in gleichen Abständen von der mittleren Nut 12 entfernte exzentrische Ringnuten 13 und 14, welche in die Austrittsbohrung 9 übergreifen. Diese Anordnung ermöglicht ein Zu- und Abführen der Druckluft auf ein- und derselben Stirnseite.

An den beiden Enden des Gehäuses 1 wird die Zylinderbohrung 2 durch je einen Abschlussdeckel 16 bzw. 17 verschlossen,

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Diese Abschlussdeckel werden durch die flachen Köpfe von je zwei Schrauben 18 bzw. 19 auf der einen Stirnseite und 20 bzw. 21 auf der anderen Stirnseite in ihrer Einbaulage festgeklemmt und durch eingelassene O-Ringe 23 gegen unerwünschten Austritt von Druckluft abgedichtet.

Die beiden in den Rippen 4 angeordneten Durchgangsbohrungen 5 bzw. 6 für die Aufnahme von Befestigungsbolzen 24 bzw. weisen an der einen Stirnseite zwei kurze Rechtsgewinde 26 bzw. 27 auf, in welche die mit einer Durchgangsbohrung versehenen Schrauben 20 und 21 eingedreht sind, deren flache Köpfe einerseits als Auflagefläche für das Gerät dienen, andererseits den Abschlussdeckei 17 festklemmen. Auf der Ein- und Austrittsseite der Druckluft sind diese Bohrungen mit einem langen Linksgewinde 26 und 29 versehen, in welchem sich in der Tiefe verstellbare Gewindehülsen 30 und 31 mit Durchgangsbohrungen befinden. Diese Einrichtung ermöglicht es, das Gerät mittels der beiden langen, mitgelieferten als Befestigungsbolzen 24, 25 dienenden Imbusschrauben in äusserer Stellung der Gewindehülse 30 direkt an eine Platte zu schrauben oder bei innerer Stellung der Gewindehülse 31 an einem mehr oder weniger breiten Träger 33 mit Durchgangsbohrungen von hinten mit Muttern zu befestigen (Fig. 3). Die mit Linksgewinde ausgerüsteten Hülsen 30 und 31 erzeugen gegenüber den Befestigungsbolzen 24 und 25 mit Rechtsgewinde einen Kontereffekt, welcher ein sich Lösen der

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Schrauben durch hochfrequente Schwingungen, die das Gerät erzeugt, verhindern.

Die sich in der dritten Rippe befindende Eintrittsbohrung 7 für die Druckluft ist auf beiden Seiten mit kurzen Gewinden versehen, in welche auf der einen Seite eine Verschlussschraube 34 eingesetzt und auf der andern Seite die als Verbindungsnippel dienende Schraube 18 für den Schlauchanschluss eingeschraubt ist. Der mittlere Teil dieser Bohrung 7 ist auf einen genauen Durchmesser bearbeitet und dient zur Aufnahme eines kolbenförmigen Schieberventiles 8, welches durch eine Feder 35 gegen die Schraube 18 gedrückt wird. Dieses Schieberventil 8 hat die Aufgabe, bei neutraler Stellung des Kolbens 3 im Moment des Eintrittes der Druckluft die Einlassnut 12 der Zylinderbohrung 2 verschlossen zu halten. Die eintretende Druckluft wird so zuerst über eine Hilfsbohrung 36 in die Zylinderkammer 37 gelenkt, füllt diese Kammer und schiebt den Kolben 3 in Richtung gegen den Deckel 17. Sobald die Kammer 37 mit Druckluft gefüllt ist, steigt der Druck und schiebt das Ventil 8 unter Ueberwindung der Kraft der Feder 35 in Richtung zum Deckel 16. Dadurch wird die Hilfsbohrung 36 geschlossen und der Durchgang zur Einlassnut 12 geöffnet, so dass der Kolben 3 zu seiner alternierenden Bewegung in Gang gesetzt wird.

Die sich in der vierten Rippe befindende Austrittsbohrung 9

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für die Druckluft ist mit einem durchgehenden Gewinde 38 versehen, in welches auf einer Seite eine Verschlussschraube 39 eingesetzt und auf der anderen Seite die als Verbindungsnippel dienende Schraube 19 für einen nicht dargestellten Schalldämpfer eingeschraubt ist. Der mittlere Teil dieser Bohrung 9 dient der Aufnahme eines mit schraubenförmigen. Rippen versehenen Rohres 40 mit axialer Durchgangsbohrung 41 und einer Anzahl kleiner Verbindungslöcher 42 zwischen der äusseren Bohrung 9 und der Durchgangsbohrung 41 auf der Auflageseite. Diese Einrichtung dient als Labyrinth und verunmöglicht es,der aus den Nuten 13 und 14 austretenden Druckluft den direkten Weg zur Austrittsöffnung 43 zu nehmen, sondern führt sie über den Hohlraum zwischen der Bohrung 9 und dem schraubenförmigen Rohr 40 durch die kleinen Verbindungslöcher 42 in die Durchgangsbohrung 41 zum eigentlichen Luftaustritt 43. Diese Einrichtung erfüllt damit zwei wichtige Aufgaben: Erstens wird die Druckluft durch das schraubenförmige Rohr 40 der Wandung der Bohrung 9 entlanggeführt und aufgrund des adiabatischen Expansionsvorganges sehr stark abgekühlt. Die durch das Innengewinde 38 vergrösserte Oberfläche der Bohrung 9 dient somit als Kühler für das ganze Gehäuse 1, da sich bekanntlich die Temperatur in Leichtmetall sehr schnell fortpflanzt. Der Hauptzweck dieser Kühlung dient der Verhinderung einer zu grossen Erwärmung der Zylinderbohrung 2. Zweitens wird der durch die schlagartig aus den Nuten 13 und 14 austretende Druckluft auf-

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tretende hohe Schallpegel auf dem Umweg über das Labyrinth auf der Aussenseite des Rohres 40 und die kleinen Verbindungslöcher 42 merklich reduziert.

Der sich in der Zylinderbohrung 2 hin- und herbewegende Kolben 3 weist am Umfang zwei Nuten 44 und 45 auf, in welche die Druckluft, je nach Stellung des Kolbens 3 über die Nut 12 einströmt. Die Nuten 44 und 45 sind mit den Bohrungen und 47 zu der jeweils entfernteren Stirnfläche des Kolbens 3 verbunden.

Die Austrittsöffnungen 48 und 49 für das Druckmedium befinden sich genau im Zentrum des Kolbens 3, was einen einseitigen, den Verschleiss fördernden Druck auf den Kolben 3 verhindert.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   ί 1.) Druckluft-Vibrator mit einem durch Abschlussdeckel begrenzten Zylindergehäuse, in dem ein durch die Druckluft hin- und herbeweglicher Kolben angeordnet ist, wobei die Druckluft durch eine zentrale Einlassnut in der Zylinderbohrung und durch in den Stirnseiten des Kolbens ausmündende axiale Bohrungen abwechselnd den beiden Arbeitsräumen zugeführt und durch von den Kolbenkanten gesteuerte Auslässe aus diesen abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (IJ als Profilstück ausgebildet ist, bei dem die zentrale Zylinderbohrung (2) von vier kreuzförmig angeordneten Rippen (4) umgeben ist, die vier parallel zur Achse der Zylinderbohrung (2) verlaufende Bohrungen (5, 6, 7, 9) enthalten, von denen eine Einlassbohrung (7) zur Zuleitung und eine Auslassbohrung (9) zur Ableitung der Druckluft dienen und die beiden anderen Bohrungen (5, 6) Befestigungsbolzen (24, 25) aufnehmen.
2. 2. Druckluft-Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Druckluftzuleitung dienende Einlassbohrung (7) ein kolbenförmiges Schieberventil (8) enthält,

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   das von einer Feder (35) ^_n eine Ruhelage gedrängt wird, in der es die Einlassbohrung (7) über eine Hilfsbohrung (36) mit einem der Arbeitsräume (37) verbindet, und die zentrale Einlassnut (12) verschlossen hält, wobei es durch die Druckluft gegen den Druck der Feder (35) in eine Betriebslage verschiebbar ist, in der es die Einlassbohrung (7) mit der Einlassnut (12) verbindet und die Hilfsbohrung (36) verschliesst.
3. 3. Druckluft-Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auslassbohrung (9) ein Rohr (40) eingesetzt ist, das auf seiner Aussenseite eine ein Labyrinth bildende schraubenlinienförmig gewundene Rippe trägt, und dass das Rohr (40) in das Rohrinnere führende Verbindungslöcher (42) aufweist.
4. 4. Druckluft-Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden die Befestigungsbolzen (24, 25) enthaltenden Bohrungen (5, 6) eine Gewindebohrung (28, '29) enthalten, in die eine Gewindehülse (30, 31) eingeschraubt ist, in deren Durchgangsbohrung die Befestigungsbolzen (24, 25) eingesetzt sind.
5. 5. Druckluft-Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Bohrungen (46, 47) im Kolben (3)

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   in den Zentren der Stirnflächen ausmünden.
6. 6. Druckluft-Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschlussdeckel (16, 17) durch vorstehende Köpfe von Hohlschrauben (18, 19, 20, 21) befestigt sind, die gleichzeitig als Anschlussnippel für die Druckluftzu- und abführleitungen bzw. als Führung für die Befestigungsbolzen (24, 25) dienen.
7. 7. Druckluft-Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (1) ein oberflächenbehandeltes Leichtmetall-Profilstück ist.

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