DE3417555C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Amplituden-Vibrations-Anordnung entspre­ chend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Mit solchen Anordnungen können wahlweise Vibrationen mit unterschiedlichen Amplituden erzeugt werden.

Solche Anordnungen sind im Stand der Technik bekannt. Sie haben allgemein komplizierte und umständliche Ausbildungen, die bei der Herstellung unerwünschte Kosten bedeuten, und sie sind auch nicht für einfache Wartung geeignet. Ein Bei­ spiel hierfür ist der Doppelamplituden-Vibrations-Generator gemäß US-PS 37 22 381. Dieser hat ein erstes exentrisches Gewicht, das mit einer drehbaren Welle ver­ schweißt ist, und ein zweites exentrisches Gewicht mit einem Paar von Ringen, die das erste Gewicht übergreifen und die die Welle frei drehbar umgeben. Der exentrische Teil des zweiten Gewichts ist mit den Ringen verschweißt. Demgemäß erfordern Reperaturen einen Austausch der Welle. Die Herstellung der mehreren getrennten Bauteile ist teuer, und ebenso ist der zeitaufwendige Zusammenbau und das Verschweißen der Bauteile teuer.

Eine Anordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-AS 11 58 429 bekannt. Hiernach sind exentrische Gewichte nebeneinander mit Abstand auf einer Welle angeordnet, wobei das eine Gewicht durch eine Keilver­ bindung drehfest auf der Welle und das andere Gewicht zwischen Anschlägen mittels eines Mitnehmers um einen begrenzten Betrag gegenüber der Welle verdrehbar ist. Je nach Drehrichtung ergibt sich eine durch Addition beider Gewichte bewirkte maximale Unwucht oder eine durch die gegenseitige Winkelstellung der beiden Ge­ wichte bewirkte kleinere Unwucht. Die beiden Gewichte sind hierbei unabhängig voneinander und mit gegenseitigem Abstand auf der Welle angeordnet. Auch ihre Massen sind unterschiedlich. Damit ergibt sich eine große axiale Baulänge. Für die Herstellung der Anordnung müssen unterschiedliche Gewichte gefertigt und auf Lager gehalten werden, so daß beim Zusammenbau Verwechslungen auftreten können und ein entsprechender Zeitaufwand erforderlich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art möglichst einfach und billig und aus möglichst gleichen Teilen herstellen und zusammenbauen zu können, wo­ bei außerdem Baugröße, insbesondere axiale Baulänge, eingespart werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Verschachtelung und die identische Ausbildung der Gewichte werden der Aufbau der Anordnung vereinfacht, Herstellungs- und Montagekosten einge­ spart und insbesondere durch die Verschachtelung eine minimale Baugröße erreicht, wobei insbesondere die axiale Baulänge der Gesamtanordnung ver­ kürzt wird.

Aus der DE-AS 16 34 257 ist zwar ein Unwucht-Schwingungserzeuger bekannt, bei dem es sich jedoch nicht um die Anordnung und Ausbildung von Ausnehmungen oder die Verschachtelung nebeneinanderliegender Gewichte handelt. Es sind zwar zwei rotierende Teile jeweils in einer Drehrichtung kraftschlüssig mit­ einander verbunden und in der anderen Drehrichtung frei um einen bestimmten Winkel bis zu erneutem Kraftschluß gegeneinander verdrehbar. Hierbei liegen jedoch die exentrischen Gewichte nur seitlich nebeneinander, wobei sich lediglich Mitnehmerzapfen von zwei äußeren Gewichten her in axialer Richtung auf ein größeres zentrales Gewicht zu erstrecken, um einen gegenseitigen Ein­ griff und eine Mitnahme der beiden Gewichte zu ermöglichen. Es handelt sich dabei jedoch nicht um jeweils komplementär zueinander ausgebildete Ausneh­ mungen in den beiden nebeneinanderliegenden Gewichten. Die Gewichte sind auch nicht derart miteinander verschachtelt, daß sich insgesamt eine kürzere Bau­ länge ergeben würde. Schließlich sind auch die benachbarten Gewichte nicht zueinander identisch, sondern die beiden äußeren Gewichte sind axial wesent­ lich kürzer als das mittlere Gewicht. In radialer Richtung sind dagegen die Endgewichte größer als das mittlere Gewicht. Demnach sind hierbei die jeweils miteinander zusammenwirkenden Gewichte nicht im wesentlichen identisch.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung gemäß Anspruch 2 können die radial gerichteten Anschlagflächen eine vorbestimmte axiale Länge haben, die der axialen Dicke der Gewichte entspricht. Infolge der Verschachtelung der beiden Gewichte ist somit die gesamte Baulänge längs der Welle nicht größer als die axiale Dicke eines einzigen der beiden Gewichte.

Die Patentansprüche 3 bis 9 kennzeichnen weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgen­ den Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeich­ nung.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei ein Teil des festgekeilten Gewichts aus Gründen der Klarheit weggebrochen dargestellt ist;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1.

Wie in den Figuren dargestellt, weist das Ausführungsbeispiel der Vibrationsanordnung 10 ein Paar von mit Öffnungen versehe­ nen, exzentrischen Gewichten 12 und 12 a auf, die auf einer drehbaren Welle 14 angeordnet sind. Jedes Gewicht hat ein Paar von flachen Anschlagoberflächen 16 und 18, die sich radial nach innen von im wesentlichen einander gegenüberliegenden äußeren Umfangsoberflächen der Gewichte her erstrecken. Jede Oberfläche 16 jedes Gewichts liegt in einer Ebene A, die die Ebene B schneidet, in der die Oberfläche 18 des Gewichts liegt. Die Ebenen A und B schneiden sich unter einem Bogenwinkel von etwa 15° bis etwa 30°, und in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel schneiden sich die Ebenen unter einem zwischen diesen eingeschlossenen Winkel von etwa 22°.

Jedes Gewicht 12 und 12 a hat eine vertiefte Ausnehmung 20 und 20 a. Die Vertiefungen liegen einander gegenüber und sind mit­ einander verschachtelt und voneinander getrennt durch eine dazwischen angeordnete Axiallaufscheibe 22.

Jedes Gewicht 12 und 12 a hat ferner eine darin ausgebildete Keilnut 24 und 24 a innerhalb des Innendurchmessers der die Welle aufnehmenden Öffnungen 26 und 26 a der Gewichte. Die Welle 14 hat eine entsprechende, an ihrem Außenumfang ausgebildete Keilnut 24 b. Die zuletzt genannte Keilnut 24 b liegt der Keil­ nut 24 a in dem Gewicht 12 a gegenüber, und die einander gegen­ überliegenden Keilnuten 24 a und 24 b nehmen in sich einen Keil 28 auf. Durch dieses Mittel ist das exzentrische Gewicht 12 a darauf beschränkt, sich gemeinsam mit der Welle 14 zu drehen.

Die Öffnungen 26 und 26 a haben Durchmesser, die geringfügig größer sind als der Außendurchmesser der Welle 14. Demgemäß ist das Gewicht 12 auf der Welle frei drehbar.

An einer äußeren Oberfläche des Gewichts 12 ist eine zweite Axiallaufscheibe 22 a angeordnet, und Halteringe 30, die in ringförmige Ausnehmungen in der Welle 14 eingesetzt sind, sichern die zusammengefügten Gewichte 12 und 12 a (und die Axiallaufscheiben 22 und 22 a) an ihrer Stelle auf der Welle 14.

Im Betrieb begrenzt das verkeilte exzentrische Gewicht 12 a die freie Drehbewegung des anderen Gewichts 12. Um eine maximale Vibrationsamplitude zu erzielen, wird die Eingangswelle 14 in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn (bei der Ansicht gemäß Fig. 1) angetrieben. Hierdurch wird das aufgekeilte exzentri­ sche Gewicht 12 a über den Keil 28 angetrieben, wodurch anderer­ seits über die Anschlagoberflächen 18 das andere exzentrische Gewicht 12 angetrieben wird. Die beiden exzentrischen Gewichte rotieren gemeinsam, wobei ihre jeweiligen Schwerpunkte sich in der engsten möglichen gegenseitigen Stellung befinden, wodurch sich eine maximale Amplitude ergibt.

Um eine minimale Vibrationsamplitude zu erzielen, wird die Welle 14 in der entgegengesetzten Richtung (im Uhrzeigersinn) angetrieben. Das aufgekeilte exzentrische Gewicht 12 a rotiert nun, bis seine Anschlagoberfläche 16 die Anschlagoberfläche 16 des anderen exzentrischen Gewichts 12 ergreift. Von nun an treibt das erste Gewicht das zweite an. Die minimale Amplitude ist abhängig von dem Winkel zwischen den beiden einzelnen Schwerpunkten, und demgemäß kann durch Steuerung oder Einstel­ lung des Winkels der freien Bewegung die minimale Amplitude festgelegt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Anordnung 10 wurde ein Bogenwinkel von 44° gewählt, um die halbe maximale Amplitude zu erzeugen.

Das Ineinanderschachteln oder die zueinander passende gegen­ überliegende Ausbildung der Gewichte 12 und 12 a hat mehrere Vorteile. Es ergeben sich geringe Herstellungskosten, und die großen Anschlagoberflächen 16 und 18 liegen aneinander unter Druck an und beanspruchen sich nicht gegenseitig auf Biegung.

Claims (9)

1. Mehrfach-Amplituden-Vibrations-Anordnung (10), beispielsweise für vi­ brierend arbeitende Werkzeuge, mit zwei exzentrischen Gewichten (12, 12 a), die nebeneinander auf einer zentralen Welle (14) gelagert sind und von denen das eine (12 a) drehfest auf der Welle (14) und das andere (12) gegenüber der Welle (14) um einen begrenzten Betrag frei verdreh­ bar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gewichte (12, 12 a) eine dem anderen Gewicht (12 a, 12) zugekehrte und derart kom­ plementär zum anderen Gewicht (12 a, 12) ausgebildete Ausnehmung (20, 20 a) aufweist, daß die beiden Gewichte (12, 12 a) mit ihren Ausnehmungen (20, 20 a) einander gegenüberliegend miteinander verschachtelt sind, und daß die Gewichte (12, 12 a) im wesentlichen identisch sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gewicht (12, 12 a) erste und zweite radial gerichtete Anschlagflächen (16, 18) aufweist, die sich von den äußersten Oberflächen des Gewichts (12, 12 a) nach innen erstrecken, daß die ersten Anschlagflächen (16) und die zweiten Anschlagflächen (18) der beiden Gewichte (12, 12 a) jeweils einander gegenüberliegen und daß jedes der Gewichte (12, 12 a) eine vorbestimmte axiale Dicke hat und die Gewichte (12, 12 a) gemeinsam eine axiale Länge der Welle (14) einnehmen, die nicht wesentlich größer ist als die vorbe­ stimmte Dicke.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Anschlagflächen (16, 18) jedes der Gewichte (12, 12 a) in sich gegenseitig schneidenden Ebenen (A, B) angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen (A, B) sich unter einem zwischen ihnen eingeschlossenen Bogenwinkel von etwa 15° bis etwa 30° schneiden.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ebenen (A, B) unter einem zwischen ihnen eingeschlossenen Bogenwinkel von etwa 22° schneiden.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Axialdruck­ scheibe (22) zwischen den Ausnehmungen (20, 20 a) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gewicht (12 a) und die Welle (14) einander gegenüberliegende, darin ausgebildete Keilnuten (24 a, 24 b) aufweisen, in die ein Keil (28) eingesetzt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gewichte (12, 12 a) eine darin ausgebildete Keilnut (24, 24 a) hat, die sich zu der Welle (14) hin öffnet, daß die Welle eine darin ausgebildete Keil­ nut (24 b) hat, die einer (24 a) der in den Gewichten ausgebildeten Keil­ nuten (24, 24 a) gegenüberliegt, und daß ein Keil (28) in die einander gegenüberliegenden Keilnuten eingesetzt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 2, darin gekennzeichnet, daß die ersten An­ schlagflächen (16) in gegenseitige Anlage kommen, wenn die Welle (14) in einer ersten Richtung verdreht wird, um eine Vibrationskraft mit einer ersten Amplitude zu erzeugen, und daß die zweiten Anschlagflächen (18) in gegenseitige Anlage kommen, wenn die Welle in entgegengesetzter Richtung verdreht wird, um eine Vibrationskraft zu erzeugen, die eine andere als die erste Amplitude hat.