DE3505580A1

DE3505580A1 - Schwingungserreger mit stufenlos verstellbarem exzentermoment

Info

Publication number: DE3505580A1
Application number: DE19853505580
Authority: DE
Inventors: Lubos Dipl.-Ing. Cervený Kostelec Dolezal
Original assignee: STAVOSTROJ NP
Current assignee: STAVOSTROJ NP
Priority date: 1984-02-23
Filing date: 1985-02-18
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE3505580C2; SE464502B; FR2577826A1; CS244465B1; FR2577826B3; SE8500728L; SE8500728D0; DD256811A3; CS125884A1

Description

Zävody tezkeho strojίrenstvi Stavostroj närodni podnik - Nove Mesto nad Metuji, CSSR

Schwingungserreger mit stufenlos verstellbarem Exzentermoment

Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger, bei dem der stufenlose Übergang des Exzentermomentes durch das Schwenken zweier Exzenter gelöst wird.

Die Anpassung der dynamischen Parameter, d. h. der Vibrationsfrequenz und der Fliehkraft der Vibrationswalzen, an die Eigenschaften des zu verdichtenden Materials ist nur bei Voraussetzung der Regulierbarkeit dieser Parameter möglich. Die Änderung der Frequenz der Vibrationen bewirkt eine Änderung des kinetischen Momentes, was aber im Hinblick auf den Verdichtungsprozeß nicht immer vorteilhaft ist. Die bisher benützten Erreger für die Vibrationswalzen von Boden-Verdichtungs-Maschinen haben entweder keine Regulation der Schwingungsamplitude oder nur einen beschränkten Regelbereich.

Eine zweistufige Regelung ist in der US-PS 3 896 677 beschrieben, wo ein auskippbarer Exzenter

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mit zwei Positionen von einem Bolzen im Inneren einer hohlen Welle arretiert ist. Eine stufenlose Regulation der Amplitude in einem beschränkten Bereich der Regulation ermöglicht z. B. die Lösung nach der £SSR-Autorenbescheinigung Nr. 184 081, wo sich mit der axialen Verschiebung der Zentrierstellungsstange die Neigung der Ziehstangen, die in der Nebenlenkung angebracht sind, ändert, und damit ändert sich auch die Lage der Unwucht gegen die Rotationsachse. Nachteile dieser Lösung sind die große Anzahl der Gelenke, die direkt von der Fliehkraft beansprucht werden und die Kompliziertheit der Konstruktion. Ähnlich ist die US-PS 3 867 073 gelöst, bei der die Unwucht verschiebbar in der Radialrichtung gelagert ist und mit Hilfe eines Hydraulikzylinders, der ein Bestandteil der Unwucht ist, wird die Entfernung der Unwucht von der Rotationsachse vergrößert oder verringert. Ein Nachteil ist, daß die Druckflüssigkeit in die rotierende Achse eingeführt werden muß und die anspruchsvolle Dichtung der eigenen Hydraulikzylinder. Eine Änderung der Vibrationsamplitude im Bereich von Null bis zu dem Maximalwert ermöglicht z. B. die DE-PS 28 42 937 C2, wo sich zwei gleichachsig gelagerte Exzenter gegeneinander verschwenken mit Hilfe eines Klinkenrades und einer Falle. Das Klinkenrad ist auf dem einen Exzenter, die Falle auf dem anderen angebracht. Das Klinkenrad bewegt sich hydraulisch, die Druckflüssigkeit wird über die hohle Welle zugeführt. Ein Nachteil dieser Lösung ist die Notwendigkeit, die Druckflüssigkeit in das Innere der rotierenden Welle hereinzubringen, große Kompliziertheit und langsame Regulation, die namentlich bei der Verdichtung von Flächen mit großem An-

spruch auf die Ebenheit ungünstig ist. Hier kann bei dem Reversieren der Verdichtungswalze eine Unebene durch eine weitere Wirkung der Walzentrommel auf derselben Stelle entstehen, die durch rasche Erniedrigung oder Ausschaltung der Vibration abgeschaffen werden kann. Mit Nullung der Vibration wird auch der Einfluß der Resonanzfrequenz der Walzentrommel und der Steuerkabine bei Anlauf und Auslauf abgeschafft. Dieses löst z. B. die Cs-Autorenbescheinigung Nr. 18 75 42, wo sich zwei gleichachsige Exzenter, selbständig von Pumpen angetrieben, gegeneinander durch den Einfluß der Drosselung der selbständigen Zweige der Verteilung der Hydromotore verschwenken. Ein Nachteil der Lösung ist, daß zwei Pumpen benützt werden müssen und die Synchronisierung der Umdrehungen der Pumpen ohne gegenseitige kinematische Bindung schwierig zu sichern ist.

Eine weitere Lösung der stufenlosen Änderung des Exzentermomentes wird in dem FR-Patent 1 146 454 beschrieben, wo sich zwei gleichachsig angeordnete Exzenter gegeneinander verdrehen mit Hilfe einer Schraubennut in einem Exzenter, in die der Schraubenvorsprung der Welle einklinkt, die axial verschiebbar ist und mittels der Nuten den zweiten Exzenter mitnimmt. Bei dieser Lösung kann man nur sehr schwer den Fahrantrieb benützen, da an der einen Seite der Walze der Vibrationsantrieb angebracht ist, und die zweite Seite von dem verschiebbaren Mechanismus besetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwingungserreger für Vibrationseinrichtungen von z. B. Verdichtungsma-

schinen, wie Planier- und Straßenwalzen, Prüfgeräten u. dgl., zu schaffen, die bei konstruktiv einfachem Aufbau ohne Dichtungsprobleme eine feinfühlige und schnell wirkende stufenlose Verstellung des Exzentermomentes von Null bis zum Maximalwert gestattet.

Die oben angeführten Nachteile werden mit dem Schwingungserreger nach der Erfindung beseitigt, dessen Grundlage in der Anordnung zweier Exzenter liegt,und zwar so, daß sich diese gegeneinander verdrehen mit Hilfe einer axial verschiebbaren Vorlage mit Stirnverzahnung mit schrägen Zähnen. Diese Art der Verstellung ermöglicht die Wahl der Amplitudengröße von Null bis zum Maximalwert nach den augenblicklichen Bedürfnissen des verdichteten Untergrundes und beseitigt durch Nullstellung der Vibrationen die unerwünschten Resonanzfrequenzen bei Anlauf und Auslauf des Schwingungserregers. Die axiale Bewegungsbahn der Vorlage, die zu dem Verdrehen des inneren Exzenters um 180° nötig ist, ist verhältnismäßig kurz, da sich die durch die Schrägverzahnung verursachte Verdrehung auf beiden Rädern addiert. Die Axialkomponente der Umfangskräfte der Zahnräder der Vorlage löschen sich gegenseitig, so daß die Regulierung erleichtert wird. Der Antrieb der Vibration und die Steuerung der Vibration kann nur an einer Seite angeordnet sein, so daß die andere Seite der Walze zum Antrieb benützt werden kann, oder eine Walzenseite kann frei bleiben, so daß z. B. dicht an einer Wand verdichtet werden kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

Der dargestellte Schwingungserreger nach der Erfindung enthält einen äußeren hohlzylindrischen Exzenter 1, der an beiden Enden mit relativ dicken Naben in Wälzlagern 2, 2' in einem Rahmen 8 gelagert ist. Koaxial im äußeren Exzenter 1 ist ein innerer Exzenter 3 in einem oberen und einem unteren Gleitlager in den Naben des äußeren Exzenters 1 gelagert. Beide Exzenter haben dieselbe Unwucht. Auf dem Ende der Welle des inneren Exzenters 3 ist ein vorderes Zahnrad 4 mit Schrägverzahnung befestigt, das in eine Vorlage 5 eingreift, die zwei fest miteinander verbundene Zahnräder mit entgegengesetzter Schrägverzahnung aufweist. Das Doppel-Zahnrad 5 ist auf einem Schaft zwischen zwei Ringanschlägen drehbar gelagert, der in Gleitbuchsen im Rahmen 8 achsparallel zur gemeinsamen Längsachse der beiden Exzenter 1 und 3 längsverschiebbar angeordnet und mit seinem oberen freien Ende über ein Gelenk mit der Kolbenstange des hydraulischen Zylinders verbunden ist. Die Vorlage 5 ist mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 6 axial verschiebbar und überträgt das Drehmoment auf das hintere Zahnrad 7, das auf der Welle des inneren Exzenters 3 gelagert und fest mit dem äußeren Exzenter 1 verbunden ist. Beide Zahnräder 3 und 7 haben gleiche Durchmesser aber entgegengesetzte Schrägverzahnungen und ihre axiale Länge entspricht dem Hub des hydraulischen Zylinders 6. Bei einer Axialbewegung der Vorlage 5 verdrehen sich die Zahnräder 4 und 7 gegeneinander aufgrund der gegensinnigen Schrägverzahnung. Die Ver-

schrägung der Zähne muß mit Rücksicht auf die Selbstsperrung gewählt werden. Es ist auch möglich, eines der beiden Zahnräder 4 bzw. 7 und das mit ihm kämmende Zahnrad des Vorgeleges 5 gerade zu verzahnen, was jedoch längere axiale Verstellbewegungen des Vorgeleges erfordert.

Der Drehantrieb der beiden Exzenter 1 und 3 erfolgt mittels eines - nicht dargestellten - Antriebsaggregates, dessen Ausgangsteil am freien Stummel der Welle des Innen-Exzenters 3 angreift. Das Doppel-Zahnrad 5 überträgt in jeder axialen Stellung die Drehbewegung der Welle und des Zahnrads 4 auf das untere Zahnrad 7 und den mit diesem fest verbundenen äußeren Exzenter 1, der somit mit gleicher Drehzahl und in gleicher Drehrichtung wie der innere, direkt angetriebene Exzenter 3 umläuft.

Claims

Ansprüche

1. Schwingungserreger mit stufenlos verstellbarem Exzentermoment, bestehend aus einem äußeren Exzenter und einem koaxialen inneren Exzenter, die in Lagern in einem Rahmen gelagert sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Exzenter (1, 3) mit je einem Zahnrad (4, 7) mit entgegengesetzter Schrägverzahnung drehfest verbunden ist, und daß ein axial verschiebbares Vorgelege (5) beide Zahnräder (4, 7) der Exzenter über ein Zahnradpaar mit gegensinniger Schrägverzahnung antriebsmäßig miteinander verbindet.

2. Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zahnräder (4, 7) der Exzenter (1, 3) und die des Vorgeleges (5) jeweils gleiche Durchmesser haben.

3. Schwingungserreger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Zahnradpaar des Vorgeleges (5) als Doppel-Zahnrad ausgebildet ist, das auf einem Schaft zwischen Ringbunden frei drehbar gelagert ist, welcher an der verlängerten Kolbenstange eines hydraulischen S I e 1 1 v.y 1 i rulers

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(6) angelenkt ist.

4. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der innere Exzenter (3) und sein Zahnrad (4) auf der Antriebswelle befestigt ist, daß der äußere Exzenter (1) über Gleitlager und Naben innen auf der
Antriebswelle und außen über Wälzlager (2) im Rahmen (8) gelagert ist und daß das mit dem äußeren hohlzylindrischen Exzenter (1) stirnseitig fest verbundene Zahnrad (7) auf der Antriebswelle drehbar gelagert
ist.

5. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die axiale Länge der beiden Zahnräder (4, 7) der Exzenter (1, 3) etwa gleich dem maximalen Hub des
Stellzylinders (6) entspricht.