DE3634157A1 - Ruettelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Schaffung von Rüttelkräften. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Sandverdichtungsvorrichtung zum Gießen von Gegenständen mit Kunststoff- oder Schaumstoffmodellen, die im Formsand eingebettet werden und bei Berührung mit dem geschmolzenen Metall verdampfen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbetten eines Modells in einen Formkasten umfaßt einen Kasten zur Aufnahme des in Sand einzubettenden Modells, eine Einrichtung zum Einfüllen des Sandes in den Formkasten längs des darin befindlichen Modells, wobei der gemeinsame Schwerpunkt des Formkastens, des darin befindlichen Modells und des darin befindlichen Sandes sich vertikal beim Einfüllen des Sandes in den Kasten bewegt, eine Einrichtung zum Rütteln des Formkastens während des Einfüllens des Sandes, welche Einrichtung aufweist einen Mechanismus zur Erzeugung einer im wesentlichen horizontal gerichteten Rüttelkraft, und eine Einrichtung zur Einstellung der vertikalen Lage der durch den Mechanismus erzeugten Rüttelkraft, so daß die Rüttelkraft im wesentlichen in der horizontalen, den gemeinsamen Schwerpunkt von Formkasten, Modell und Sand enthaltenden Ebene angeordnet werden kann, obschon sich der gemeinsame Schwerpunkt vertikal bewegt.

Die Erfindung schafft ferner einen Drehmechanismus mit veränderbarer Unwucht, der .gekennzeichnet ist durch einen Rahmen, eine Welle mit einer Längsachse, die am Rahmen drehbar gehalten ist, eine Einrichtung zur Drehung der Welle, eine Einrichtung am Rahmen zur Schaffung einer Rüttelkraft bei Drehung der Welle und eine Einrichtung zur einstellbaren Lage der Rüttelkraft in Axialrichtung der Welle während deren Drehung.

Die Erfindung schafft ferner einen Drehmechanismus mit veränderbarer Unwucht, der gekennzeichnet ist durch einen Rahmen, eine Welle mit einer Längsachse, die am Rahmen gehalten ist, eine Einrichtung zur Drehung der Welle, eine Einrichtung am Rahmen zur Schaffung einer Rüttelkraft bei Drehung der Welle und eine Einrichtung zur Änderung der Stärke der Rüttelkraft während der Wellendrehung. Der Mechanismus kann ferner eine Einrichtung zur Änderung der Frequenz der Rüttelkraft aufweisen.

Die Erfindung schafft ferner einen Drehmechanismus mit variabler Unwucht, der gekennzeichnet ist durch einen Rahmen, eine Hauptwelle mit einer Längsachse, die am Rahmen drehbar um die Längsachse gehalten ist, eine Einrichtung zur Drehung der Hauptwelle, erste und zweite exzentrische Gewichte, die drehbar in koaxialer Beziehung zur Hauptwelle gehalten sind, und eine Einrichtung zur Drehung der Gewichte zusammen mit der Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander sowie relativ zur Hauptwelle und unabhängig von deren Drehbewegung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Einrichtung zur gezielten Drehung der Gewichte aufweisen an jedem der Gewichte vorgesehene betreffende Zahnräder, die einander zugewandt sind, ein Ritzel, das in Eingriff mit jedem Zahnrad steht und eine Drehachse hat, die sich senkrecht zur Längsachse der Hauptwelle erstreckt und eine Einrichtung zur Drehung des Ritzels zusammen mit der Welle um die Längsachse und relativ zur Hauptwelle um die Drehachse.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einrichtung zur Drehung des Ritzels aufweist eine diametrale Querbohrung in der Hauptwelle, eine Querwelle, die am Ritzel befestigt und drehbar in der Querbohrung gehalten ist und eine Einrichtung zur Drehung der Querwelle um die Drehachse unabhängig von der Hauptwellendrehung.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einrichtung zur Drehung der Querwelle umfaßt eine axiale Bohrung, die in der Hauptwelle angeordnet ist und die Querbohrung schneidet, ein Betätigungsorgan, das in der axialen Bohrung angeordnet und darin axial bewegbar ist, ein zweites Ritzel an der Querwelle, eine am Betätigungsorgan vorgesehene Zahnstange, die in kämmendem Eingriff mit dem zweiten Ritzel steht, und eine Einrichtung zur Verschiebung des Betätigungsorgans in Axialrichtung der Axialbohrung, um die Querwelle unabhängig von der Drehung der Hauptwelle zu drehen und dadurch die Gewichte in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander verdrehen zu können.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Einrichtung zur Verschiebung des Betätigungsorganes ein drehend angetriebens Element und eine Einrichtung, die das drehend angetriebene Element mit dem Betätigungsorgan verbindet, um dieses bei einer Drehung des Elementes axial zu verschieben.

Die Erfindung schafft ferner eine Einrichtung zur Schaffung einer Rüttelkraft mit einstellbarer Stärke und Lagestelle, welche gekennzeichnet ist durch einen Rahmen, eine Hauptwelle, die drehbar am Rahmen gehalten ist und eine Längsachse hat, eine Einrichtung zur Drehung der Hauptwelle, einen ersten und zweiten Mechanismus mit veränderbarer Unwucht, wobei der erste und zweite Mechanismus grundsätzlich in einer ersten und zweiten Ebene, welche beabstandet sind, angeordnet und in koaxialer Beziehung zur Hauptwelle drehbar gehalten sind, wobei jeder Mechanismus aufweist erste und zweite exzentrische Gewichte, die drehbar in koaxialer Beziehung zur Hauptwelle gehalten sind, eine Dreheinrichtung zur Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus zusammen mit der Drehung der Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des zweiten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der Hauptwelle und eine Einrichtung zur Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus zusammen mit der Drehung der Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus in entgegengesetzten Drehrichtungen unabhängig von der Drehung in entgegengesetzten Drehrichtungen der Gewichte des ersten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der Hauptwelle.

Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Schaffung einer Rüttelkraft mit einstellbarer Stärke, welche gekennzeichnet ist durch einen Rahmen, erste und zweite Hauptwellen, die drehbar am Rahmen parallel zueinander gehalten sind und betreffende Längsachsen haben, eine Einrichtung zur Drehung der ersten und zweiten Hauptwelle in entgegengesetzten Drehrichtungen und mit gleicher Geschwindigkeit, einen ersten und zweiten Mechanismus mit veränderbarer Unwucht, wobei der erste Mechanismus grundsätzlich in einer ersten Ebene angeordnet und drehbar in koaxialer Beziehung zur ersten Welle gehalten sind, während der zweite Mechanismus in der ersten Ebene angeordnet und drehbar in koaxialer Beziehung zur zweiten Hauptwelle gehalten ist und wobei jeder Mechanismus aufweist erste und zweite exzentrische Gewichte, die drehbar in koaxialer Beziehung zur ersten bzw. zweiten Hauptwelle gehalten sind und eine Dreheinrichtung zur Drehung der Gewichte des ersten bzw. zweiten Mechanismus zusammen mit der Drehung der ersten und zweiten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur ersten Hauptwelle und unabhängig von der Drehung der ersten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur zweiten Hauptwelle und zusammen mit der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des ersten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der zweiten Hauptwelle.

Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Schaffung einer Rüttelkraft mit einstellbarer Frequenz, Stärke und Lagestelle, welche gekennzeichnet ist durch einen Rahmen, erste und zweite Hauptwellen, die drehbar am Rahmen parallel zueinander gehalten sind und betreffende Längsachsen haben, eine Einrichtung zur Drehung der ersten und zweiten Hauptwellen in entgegengesetzten Richtungen und mit gleicher einstellbarer Geschwindigkeit, erste, zweite, dritte und vierte Mechanismen mit variabler Unwucht, wobei die ersten und zweiten Mechanismen grundsätzlich in einer ersten gemeinsamen Ebene angeordnet und drehbar in koaxialer Beziehung zur ersten bzw. zweiten Hauptwelle gehalten sind, während die dritten und vierten Mechanismen in einer zweiten gemeinsamen Ebene in Abstand parallel zur ersten Ebene angeordnet und drehbar in koaxialer Beziehung zur ersten bzw. zweiten Hauptwelle gehalten sind, welche Mechanismen jeweils aufweisen erste und zweite exzentrische Gewichte, die drehbar in koaxialer Beziehung zur betreffenden ersten und zweiten Hauptwelle gehalten sind, eine Dreheinrichtung zur Drehung der Gewichte des ersten bzw. zweiten Mechanismus zusammen mit der Drehung der ersten und zweiten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur ersten Hauptwelle und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte der dritten und vierten Mechanismen und unabhängig von der Drehung der ersten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur zweiten Hauptwelle und zusammen mit der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des ersten Mechanismus und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des dritten und vierten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der zweiten Hauptwelle, und eine Dreheinrichtung zur Drehung der Gewichte des dritten bzw. vierten Mechanismus zusammen mit der Drehung der ersten und zweiten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des dritten Mechanismus in entgegengesetzten Drehrichtungen relativ zur ersten Hauptwelle und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des ersten und zweiten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der ersten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des vierten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur zweiten Hauptwelle und zusammen mit der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des dritten Mechanismus und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des ersten und zweiten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der zweiten Hauptwelle.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist die Schaffung einer Rüttelvorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen Rüttelmechanismus mit variabler Unwucht und eine Einrichtung zur Änderung der Stärke der vom Mechanismus geschaffenen Rüttelkraft. Ganz wesentlich ist, daß die Stärke der Rüttelkraft während des Betriebes der Rüttelvorrichtung verändert werden kann.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Einstellung der Lagestelle der durch die Vorrichtung erzeugten Rüttelkraft. Diese Einstellung kann auch während des Betriebes der Vorrichtung erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform und der Zeichnung im Detail näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in teilweise weggebrochener Gesamtansicht eine Sandverdichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in teilweise schematischer Ansicht einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 3 in vergrößerter Ansicht einen Teil der in Fig. 2 gezeigten Sandverdichtungsvorrich­ tung,

Fig. 4 in vergrößerter Ansicht einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 in vergrößerter Ansicht einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2,

Fig. 6, 7 und 8 in schematischer Ansicht die relativen Positionen der bei der Vorrichtung nach Fig. 3 vorgesehenen Gewichte.

Fig. 1 zeigt eine Sandverdichtungsvorrichtung oder einen Mechanismus 21, der einen Kasten oder Behälter 23 für den Sand 24 umfaßt, in dem ein Modell 25 eingebettet ist. Bei dem Modell handelt es sich um ein verlorenes Schaumstoffmodell mit einem sich davon nach oben erstreckenden Eingußkanal 38.

Die Vorrichtung 10 umfaßt ferner eine Einrichtung zum Eingeben von Sand in rieselnder Weise in den Formkasten 23, um das Formmodell 25 zu umgeben und einzubetten. Obgleich verschiedene geeignete Einrichtungen für diesen Zweck verwendet werden könnten, umfaßt diese Einrichtung in der gezeigten Ausführung einen Verteilerkasten 22, der oberhalb des Formkastens 23 angeordnet ist. Der Verteilerkasten 22 hat eine Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung des Sandes über den Formkasten 23 mit einer gesteuerten Geschwindigkeit. Bei der gezeigten Ausführung ist diese Einrichtung ein Sieb 26 im bodenseitigen Ende des Verteilerkastens. Der Sand 24 wird durch das Sieb 26 hindurchgesiebt, so daß er wie fallender Regen gleichmäßig mit gesteuerter Geschwindigkeit auf den Formkasten 23 fällt. Ein derartiger Verteilerkasten 23 mit Sieb 26 ist bekannt und braucht hier in näherem Detail nicht beschrieben zu werden.

Fig. 1 zeigt ferner einen Vorratstrichter 28, der oberhalb des Verteilerkastens 22 angeordnet ist. Der Trichter 28 kann Sand aufnehmen und weist eine gezielt betätigbare Einrichtung 30 auf, um den Sand in den Verteilerkasten 22 abzugeben. Diese Einrichtung 30 könnte z.B. eine Schiebetür 32 im bodenseitigen Ende des Trichters 28 sein, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der Trichter 28 und die gezielt betätigbare Einrichtung 30 sind ebenfalls herkömmlicher Bauart und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.

Die Formungsvorrichtung 21 umfaßt ferner eine Einrichtung 34, um das Modell 25 in einer relativ stationären Lage im Formkasten 23 zu halten. Obgleich andere Einrichtungen 34 verwendet werden könnten, hat bei der bevorzugten Ausführungsform diese Einrichtung 34 eine Einrichtung 36, die am Verteilerkasten 22 befestigt ist, um in lösbarem klemmendem Eingriff mit dem Angußkanal oder Trichter 38 des Formmodells zu treten. Obgleich verschiedene geeignete Klemmeinrichtungen 36 verwendet werden könnten, umfaßt bei der gezeigten Konstruktion die Einrichtung 36 ein im wesentlichen steifes zylindrisches Rohr 40, das am Formkasten 22 befestigt ist und sich davon nach unten erstreckt. Das untere Ende des Rohres 40 umfaßt das obere Ende des Eingußtrichters 38 und ist daran mittels Federklemmen 42 lösbar befestigt.

Lösbar durch eine geeignete Einrichtung am Formkasten 23 angeklemmt ist ein Generator oder eine Vorrichtung 24 zur Schaffung von Rüttelkräften. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Schaffung einer einzelnen resultierenden Rüttelkraft, die etwa durch den Schwerpunkt von kombiniertem Formkasten 23, Sand 24 und darin enthaltendem Modell 25 geht.

Wenn der Formkasten 23 Sand enthält, haben der Kasten 23, das Modell 25 und der Sand einen kombinierten Schwerpunkt. Wenn der Formkasten 23 mit Sand gefüllt wird, bewegt sich der kombinierte Schwerpunkt zunächst nach unten und dann zurück nach oben bis etwa zur Formkastenmitte, wenn Sand hinzugefügt wird. Daher hat der gemeinsame Schwerpunkt hohe und untere extreme Lagestellen.

Eine nähere Beschreibung der Teile der in Fig. 1 gezeigten Gesamtvorrichtung ist in den US-Patentanmeldungen S. N. 671 629 und 568 051 gegeben, auf die insofern Bezug genommen wird.

Erwünscht ist es, die Stärke der Rüttelkraft und deren Anwendungsfrequenz verändern zu können, um Modellen unterschiedlicher Komplexität Rechnung zu tragen. Folglich ist der Rüttelkraftgenerator 27 ausgelegt, um eine Änderung der Frequenz der Rüttelkraft, deren Stärke und die vertikale Lage der Rüttelkraft vorzunehmen.

Obgleich andere Konstruktionen verwendet werden können, umfaßt bei der gezeigten Konstruktion der Generator 27 einen Rahmen 31 und (vgl. Fig. 2) ein Paar Hauptwellen 33 und 35, die drehbar in paralleler Beziehung zueinander durch geeignete Lager 37 am Rahmen 31 gehalten sind. Obgleich andere Konstruktionen verwendet werden können, hat bei der gezeigten Konstruktion jede Welle 33 und 35 zwei axial ausgerichtete Wellenabschnitte 34 und 36, die durch eine geeignete Kupplung 38 miteinander verbunden sind.

Der Generator 27 umfaßt ferner eine Einrichtung zur Drehung der Wellen in entgegengesetzten Drehrichtungen mit der gleichen Geschwindigkeit. Obgleich verschiedene Anordnungen verwendet werden können, so z.B. eine Anordnung aus miteinander kämmenden Zahnrädern, umfaßt bei der gezeigten Konstruktion diese Einrichtung an benachbarten Enden jeder der Hauptwellen 33 und 34 vorgesehene Riemenscheiben 39 und 41, die den gleichen Durchmesser haben und durch einen Riemen 43 miteinander verbunden sind. Bei der gezeigten Wellendreheinrichtung ist ferner eine Spannriemenscheibe 45 vorgesehen, die am Rahmen 31 durch eine geeignete Einrichtung einstell- und drehbar gehalten ist. Ferner umfaßt die Wellendreheinrichtung eine Antriebsriemenscheibe 47, die am Ende einer Abtriebswelle 49 eines geeigneten Elektroantriebsmotors 51 befestigt ist, der selbst in geeigneter Weise am Rahmen 31 gehalten ist. Vorzugsweise kann der Antriebsmotor 51 einstellbar betrieben werden, um eine unterschiedliche Motordrehzahl vorzusehen. Ferner ist das Ende der Abtriebswelle 49 vorzugsweise in einem Lager 52 aufgenommen, das die Abtriebswelle 49 stabilisiert.

Der Riemen 43 erstreckt sich um die Riemenscheiben 39, 41, 45 und 47 gemäß Fig. 4, so daß die Hauptwellen 33 und 35 in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.

Ferner sind im Generator 27 erste, zweite, dritte und vierte Mechanismen 53, 55, 57 und 59 mit variabler Unwucht angeordnet. Obgleich andere Konstruktionen verwendet werden können, ist bei der gezeigten Konstruktion jeder variabel unwuchtige Mechanismus 53, 55, 57 und 59 im wesentlichen identisch aufgebaut und sind die ersten und zweiten Mechanismen 53 und 55 grundsätzlich in einer ersten Ebene 61 angeordnet, die senkrecht zur den Hauptwellen 33 und 35 bzw. auf den Hauptwellen 33 und 35 liegt. Ferner liegen die dritten und vierten Mechanismen 57 und 59 auf den Hauptwellen 33 und 35 und grundsätzlich in einer zweiten Ebene 63, die im wesentlichen parallel zur ersten Ebene 61 liegt.

Da jeder variabel unwuchtige Mechanismus 53, 55, 57 und 59 im wesentlichen identisch aufgebaut ist, braucht nur der Mechanismus 53 im Detail näher beschrieben zu werden. Der Mechanismus 53 umfaßt (vgl. Fig. 3) erste und zweite exzentrische Gewichte 65 und 67, die jeweils ein ringförmiges Nabenteil 69 und ein Gewichtsteil 71 umfassen, das sich radial nach außen vom Nabenteil 69 erstreckt und eine geeignete Abmessung und Gestalt hat. Die Gewichte 65 und 67 sind in koaxialer Beziehung und in entgegengesetzter Richtung relativ zur Hauptwelle 33 drehbar durch Lager 73 gehalten, die zwischen der Hauptwelle 33 und den Nabenteilen 69 angeordnet sind. Bei anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) können die fest mit der Hauptwelle 33 verbundenen Gewichte in Verbindung mit Gewichten verwendet werden, die relativ zur Hauptwelle 33 drehbar gehalten sind.

Einrichtungen sind vorgesehen, um die Gewichte 65 und 67 zusammen mit der Hauptwelle 33 zu drehen und gezielt die Gewichte 65 und 67 in entgegengesetzten Drehrichtungen relativ zueinander und relativ zur Hauptwelle 33 und unabhängig von der Drehung der Hauptwelle in Drehbewegung zu versetzen. Unter Drehung unabhängig von der Hauptwelle ist gemeint, daß die Gewichte 65 und 67 relativ zueinander und zur Hauptwelle 33 unabhängig davon gedreht werden können, ob die Hauptwelle 33 sich in Drehbewegung befindet oder nicht. Obgleich verschiedene Anordnungen verwendet werden können, umfaßt bei der gezeigten Konstruktion die Dreheinrichtung für die Gewichte ein Paar Zahnräder 75 und 77, die an den Gewichten 65 bzw. 67 befestigt, ineinander zuweisender Beziehung angeordnet und daher mit den Gewichten 65 und 67 um die Drehwelle 33 zusammen mit einem Paar Ritzel 79 drehbar sind, welche in kämmendem Eingriff mit jedem der Zahnräder 75 und 77 stehen und um eine Drehachse 81, welche sich senkrecht zur Achse der Hauptwelle 33 erstreckt, drehbar sind. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, um die Ritzel 79 zusammen mit der Hauptwelle 33 um die Hauptwellenachse und relativ zur Hauptwelle 33 um die Drehachse 31 zu drehen.

Obgleich verschiedene Dreheinrichtungen für die Ritzel verwendet werden können, umfaßt bei der gezeigten Konstruktion diese Einrichtung eine diametrale Querbohrung 83 in der Hauptwelle 33, eine in der Querbohrung 83 drehbar gehaltene Querwelle 85, an der die Ritzel 79 befestigt sind, und eine Einrichtung zur Drehung der Querwelle 85 um die Drehachse 81.

Obgleich verschiedene Anordnungen verwendet werden können, um die Querwelle 85 zu drehen, umfaßt bei der gezeigten Konstruktion diese Einrichtung eine axiale Bohrung 91, die in der Hauptwelle 33 angeordnet ist, am benachbarten Ende der Hauptwelle 33 sich öffnet und die Querbohrung 33 kreuzt. In der axialen Bohrung 91 ist ein axial bewegliches Betätigungsorgan oder eine Stange 93 angeordnet, welche eine Zahnstange 95 aufweist, die in kämmendem Eingriff mit einem an der Querwelle 85 befestigten Ritzel 97 steht. Die axiale Verschiebung des Betätigungsorganes 93 bewirkt daher eine Drehung der Querwelle 85, was wiederum eine Drehung der Ritzel hervorruft, was eine Drehung der Gewichte 65 und 67 um die Achse der Welle 33 und in entgegengesetzten Richtungen zueinander und zur Hauptwelle 33 bewirkt.

Die Einrichtung zur Drehung der Querwelle 85 umfaßt ferner eine Einrichtung zur axialen Verschiebung des Betätigungsorganes oder der Stange 93, wodurch die Querwelle 85 und dadurch die Gewichte 65 und 67 unabhängig von der Drehung der Hauptwelle gedreht werden.

Obgleich verschiedene Anordnungen verwendet werden können, so z.B. hydraulische, pneumatische oder mechanische Einrichtungen, ist bei der gezeigten Konstruktion (Fig. 3) ein Elektromotor 101 vorgesehen, der eine Abtriebswelle 103 hat, wobei eine Kupplungseinrichtung die Abtriebswelle 103 mit dem Betätigungsorgan 93 verbindet, so daß eine Axialbewegung des Betätigungsorganes bei einer Drehbewegung der Abtriebswelle erzielt wird.

Obgleich verschiedene Kupplungseinrichtungen verwendet werden können, umfaßt bei der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion diese Einrichtung ein Element 105, welches eine Muffe und Mutter vorsieht, das in geeigneter Weise am Rahmen 31 gehalten ist, so daß eine Verschiebung in Richtungen axial zur Hauptwelle 33 möglich ist, jedoch das Element an einer Drehung relativ zum Rahmen 31 gehindert ist. Das Element 105 umfaßt einen muffenförmigen oder ausgesparten Bereich 107 mit darin vorgesehenen Lagern 109, die drehbar einen im Durchmesser reduzierten Endbereich 111 des Betätigungsorganes 93 aufnehmen, so daß eine gemeinsame Verschiebung axial zur Hauptwelle 33 des Betätigungsorganes 93 und des Elementes 105 erzielt wird, wobei sich das Betätigungsorgan 93 mit der Hauptwelle 33 drehen kann, ohne daß eine Drehung des Muffen- und Mutterelementes 105 bewirkt wird und damit das Betätigungsorgan 93 bei einer linearen Verschiebung des Elementes 105 eine lineare Verlagerung erfährt.

Das Muffen- und Mutterelement 109 umfaßt einen Mutterbereich 115, der schraubmäßig einen Gewindebereich 117 an der Abtriebswelle 103 des Elektromotors 101 aufnimmt, so daß eine lineare Verschiebung des Elementes 105 bei Drehung der Abtriebswelle 103 des Motors 101 bewirkt wird. Folglich ruft eine Drehbewegung des Motors 101 eine axiale Verschiebung des Betätigungsorganes 93 hervor, was wiederum eine Drehung der Querwelle 85 und damit eine entgegengesetzte Drehung der Gewichte 65 und 67 relativ zueinander und zur Hauptwelle 33 als auch unabhängig zur Drehung dr Hauptwelle bewirkt.

Die unmittelbar zuvor beschriebene Anordnung kann verwendet werden, um ein einzelnes Betätigungsorgan 93 axial zu verschieben, und eine derartige Anordnung oder ein Mechanismus kann verwendet werden, um linear jedes Betätigungsorgan 93 zu verschieben. Bevorzugt ist jedoch, wie in Fig. 3 gezeigt, die Verwendung von ersten oder oberen Einrichtungen zur gezielten linearen gemeinsamen Verschiebung der Betätigungsorgane 93 des ersten und zweiten Mechanismus 53 und 55 unabhängig von der linearen Verschiebung der Betätigungsorgane, die den dritten und vierten Mechanismen 57 und 59 zugeordnet sind, sowie zweiter oder unterer Einrichtungen zur gezielten linearen gemeinsamen Verschiebung der Betätigungsorgane, die den dritten und vierten Mechanismen 57 und 59 zugeordnet sind, wobei diese Verschiebung unabhängig von den Betätigungsorganen 93 für die ersten und zweiten Mechanismen 53 und 55 erfolgt.

Obgleich andere Anordnungen verwendet werden können, ist die obere Einrichtung zur linearen gemeinsamen Verschiebung der Betätigungsorgane 93 der ersten und zweiten Mechanismen 53 und 55 und die untere Einrichtung zur linearen gemeinsamen Verschiebung der Betätigungsorgane der dritten und vierten Mechanismen 57 und 59 grundsätzlich identisch aufgebaut, und folglich wird nachfolgend im Detail nur die obere Einrichtung, welche gleichzeitig die Betätigungsorgane 93 der ersten und zweiten Mechanismen 53 und 55 bewegen, erläutert.

Obgleich andere Anordnungen verwendet werden könnten, umfaßt bei der gezeigten Konstruktion diese Einrichtung, die gleichzeitig eine lineare Verschiebung der Betätigungsorgane 93 der ersten und zweiten Mechanismen 53 und 55 bewirkt, ein Querelement 121, das an jedem Ende Muffenteile 123 aufweist, die dem schon beschriebenen Muffenteil 107 entsprechen und mit dem betreffenden Betätigungsorgan des ersten und zweiten Mechanismus 53 und 55 verbunden sind, so daß die Betätigungsorgane 53 und das Querelement 121 eine gemeinsame lineare Verschiebung erfahren und eine Drehung der Betätigungsorgane 93 relativ zum Querelement 121 möglich ist.

Zwischen den Enden des Querelementes 121 hat dieses einen Mutterteil 125, der dem schon beschriebenen Mutterteil 115 entspricht und schraubmäßig die Abtriebswelle 127 eines Elektromotors 129 aufnimmt, der dem schon beschriebenen Motor 101 entspricht. Da die Verbindung des Querelementes 121 zu den Betätigungsorganen 93 eine Drehung des Querelementes 121 um die Achse der Motorabtriebswelle 127 verhindert, bewirkt eine Drehung der Abtriebswelle 127 eine lineare Verschiebung des Querelementes 121 und der Betätigungsorgane 93, was, wie schon erwähnt, zu einer Drehung der Gewichte 65 und 67 in entgegengesetzten Drehrichtungen führt.

Aus Vorausgehendem wird deutlich, daß die Verstellung der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 51 die Frequenz der durch den Generator 27 erzeugten Rüttelkraft verändert.

Nachfolgend wird auf Fig. 6 bis 8 Bezug genommen. Wenn die Gewichte 65 und 67 sich in der in Fig. 6 gezeigten Lage befinden, bei der eine minimale Überlappung vorliegt und die Schwerpunkte der Gewichte in einer gemeinsamen Ebene 151 liegen, welche die Mittellinie oder Längsachse der zugehörigen Hauptwelle einschließt, ist die Stärke der resultierenden Rüttelkraft minimal.

Wenn die Gewichte 65 und 67 in die in Fig. 8 gezeigten relativen Positionen gedreht sind, bei denen sie in maximaler Überlappung zueinander stehen und die Schwerpunkte der Gewichte 65 und 67 ausgerichtet und in einem Abstand A von der Längsachse der zugehörigen Hauptwelle angeordnet sind, ist die Stärke der Rüttelkraft maximal.

Wenn die Gewichte 65 und 67 sich in der in Fig. 7 gezeigten relativen Zwischenlage befinden steht der kombinierte Schwerpunkt effektiv in einem Abstand B von der Mittellinie der Hauptwelle, so daß die Rüttelkraft eine mittlere Stärke hat.

Durch Drehung der Gewichte 65 und 67 relativ zueinander kann daher die Stärke der einzelnen Rüttelkraft jedes Mechanismus 53, 55, 57 und 59 verändert werden. Da der erste und zweite Unwuchtmechanismus 53 und 55 in einer gemeinsamen Ebene liegen, erzeugen sie eine gemeinsame resultierende Rüttelkraft.

Da die ersten und zweiten Ebenen 61 und 63 parallel zueinander liegen, hat die gemeinsame resultierende Rüttelkraft in jeder Ebene die Wirkung einer kombinierten oder vereinigten einzelnen resultierenden Gesamtrüttelkraft in einer dritten Ebene zwischen der ersten und zweiten Ebene 61 und 63.

Da die Stärke der gemeinsamen resultierenden Rüttelkräfte in jeder ersten und zweiten Ebene zwischen einem Minimum und Maximum verändert werden kann, ist es möglich, die kombinierte oder vereinigte einzelne resultierende Gesamtrüttelkraft in variabler Weise vertikal anzuordnen und dadurch die Lage der Gesamtrüttelkraft so nahe wie irgend wie möglich in einer Ebene zu halten, die auch den kombinierten Schwerpunkt von Formkasten 23, Sand 24 und Modell 25 enthält.

Wenn in diesem Zusammenhang die ersten und zweiten Mechanismen 53 und 55 betätigt werden, um eine gemeinsame resultierende Rüttelkraft in der ersten Ebene 61 mit einer minimalen Stärke vorzusehen und die dritten und vierten Mechanismen 57 und 59 betätigt werden, um eine gemeinsame resultierende Rüttelkraft in der zweiten Ebene 63 mit einer maximalen Stärke zu schaffen, ist die kombinierte oder vereinigte einzelne resultierende Gesamtschüttelkraft nahe der zweiten Ebene 63, und diese Gesamtschüttelkraft hat eine Stärke, die etwas größer als die Stärke der gemeinsamen resultierenden Rüttelkraft ist, die durch die dritten und vierten Mechanismen 53 und 57 erzeugt wird. Wenn ferner die Mechanismen betätigt werden, um gemeinsame resultierende Kräfte mit maximaler Stärke sowohl in der ersten als auch zweiten Ebene 61 und 63 zu erzeugen, ist die kombinierte oder vereinigte einzelne resultierende Gesamtrüttelkraft doppelt so stark wie jede gemeinsame einzelne resultierende Rüttelkraft in der Ebene und in einer dritten Ebene angeordnet, die mittig zwischen der ersten und zweiten Ebene 61 und 63 liegt. Durch Ändern der Lage der Gewichte 65 und 67 der ersten und zweiten Mechanismen 53 und 55 und durch Ändern der Lage der Gewichte 65 und 67 der dritten und vierten Mechanismen 57 und 59 kann daher die Stärke der gemeinsamen resultierenden Rüttelkräfte verändert werden, die in der ersten bzw. zweiten Ebene 61 und 63 erzeugt werden, so daß sowohl die Stärke als auch die vertikale Lage der kombinierten oder vereinigten einzelnen resultierenden Gesamtrüttelkraft gesteuert werden können.

Obgleich die Vorteile der Erfindung vollständig erhalten werden können, wenn die in Fig. 2 gezeigte Anordnung mit zwei Wellen und vier Mechanismen vorgesehen wird, lassen sich wenigstens einige Vorteile der Erfindung auch erzielen, wenn nur ein einzelner Unwuchtmechanismus auf einer einzelnen Welle oder wenn ein einzelner Unwuchtmechanismus auf jeweils einer von zwei parallelen Hauptwellen oder zwei Unwuchtmechanismen auf einer einzelnen Welle vorgesehen werden.

Obgleich sich ferner die beschriebene Konstruktion insbesondere für die Anwendung bei Sandverdichtungsvorrich­ tungen eignet, sind verschiedene Merkmale der Erfindung auch verwendbar, um bei Viertaktmotoren die Überlappung der Ventileinstellung zu ändern. Auch in anderen Bereichen kann die Erfindung anwendbar sein.

Von besonderer Bedeutung ist, wie schon erwähnt wurde, daß die beschriebene Vorrichtung eine Änderung oder Einstellung der Frequenz, Stärke und Lage der kombinierten oder vereinigten einzelnen resultierenden Gesamtrüttelkraft ermöglicht, ohne daß die Drehbewegung der Hauptwellen 33 und 35 unterbrochen werden muß.

Claims (14)

1. Drehmechanismus mit veränderbarer Unwucht, gekennzeichnet durch einen Rahmen (31), eine Hauptwelle (33) mit einer Längsachse, die am Rahmen zur Drehung um die Längsachse gehalten ist, eine Einrichtung zur Drehung der Hauptwelle, erste und zweite exzentrische Gewichte (65, 67), die drehbar in koaxialer Beziehung zur Hauptwelle gehalten sind, und eine Einrichtung (53) zur Drehung der Gewichte zusammen mit der Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander und zur Hauptwelle sowie unabhängig von der Drehung der Hauptwelle.

2. Vorrichtung zur Schaffung einer Rüttelkraft mit einstellbarer Stärke und Lagestelle, gekennzeichnet durch einen Rahmen (31), eine Hauptwelle (33), die drehbar am Rahmen gehalten ist und eine Längsachse hat, eine Einrichtung zur Drehung der Hauptwelle, erste und zweite Mechanismen (53, 55) mit veränderbarer Unwucht, welche Mechanismen in einer ersten bzw. zweiten Ebene, welche im Abstand voneinander stehen, im wesentlichen angeordnet und in koaxialer Beziehung zur Hauptwelle drehbar gehalten sind, wobei jeder Mechanismus aufweist erste und zweite exzentrische Gewichte (65, 67), die drehbar in koaxialer Beziehung zur Hauptwelle gehalten sind, eine Dreheinrichtung zur Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus zusammen mit der Drehung der Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus in entgegengesetzten Drehrichtungen unabhängig von der Drehung in entgegengesetzten Drehrichtungen der Gewichte des zweiten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der Hauptwelle, und eine Dreheinrichtung zur Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus zusammen mit der Drehung der Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus in entgegengesetzten Drehrichtungen unabhängig von der Drehung in entgegengesetzten Drehrichtungen der Gewichte des ersten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der Hauptwelle.

3. Vorrichtung zur Schaffung einer Rüttelkraft mit einstellbarer Stärke, gekennzeichnet durch einen Rahmen (31), erste und zweite Hauptwellen (33, 35), die drehbar am Rahmen in paralleler Beziehung zueinander gehalten sind und betreffende Längsachsen haben, eine Einrichtung zur Drehung der ersten und zweiten Hauptwellen in entgegengesetzten Drehrichtungen und mit gemeinsamer Drehzahl, erste und zweite Mechanismen (53, 55) mit veränderbarer Unwucht, wobei der erste Mechanismus in einer ersten Ebene im wesentlichen angeordnet und drehbar in koaxialer Beziehung zur ersten Hauptwelle gehalten ist, der zweite Mechanismus in der ersten Ebene angeordnet und drehbar in koaxialer Beziehung zur zweiten Hauptwelle gehalten ist und jeder Mechanismus aufweist erste und zweite exzentrische Gewichte (65, 67), die drehbar in koaxialer Beziehung zur betreffenden ersten bzw. zweiten Hauptwelle gehalten sind und eine Dreheinrichtung zur Drehung der Gewichte des ersten bzw. zweiten Mechanismus zusammen mit der Drehung der ersten und zweiten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung zur ersten Hauptwelle und unabhängig von der Drehung der ersten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur zweiten Hauptwelle und zusammen mit der Drehung in entgegengesetzter Richtung der Gewichte des ersten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der zweiten Hauptwelle.

4. Vorrichtung zur Schaffung einer Rüttelkraft mit einstellbarer Frequenz, Stärke und Lagestelle, gekennzeichnet durch einen Rahmen (31), erste und zweite Hauptwellen (33, 35) die drehbar am Rahmen parallel zueinander gehalten sind und betreffende Längsachsen haben, eine Einrichtung zur Drehung der ersten und zweiten Hauptwellen in entgegengesetzten Richtungen und mit gemeinsamer einstellbarer Drehzahl, erste, zweite, dritte und vierte Mechanismen (53, 55, 57, 59) mit veränderbarer Unwucht, wobei die ersten und zweiten Mechanismen in einer ersten gemeinsamen Ebene im wesentlichen angeordnet und drehbar in koaxialer Beziehung zur ersten bzw. zweiten Hauptwelle gehalten sind, während die dritten und vierten Mechanismen in einer zweiten gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die in Abstand parallel zur ersten Ebene steht, und ferner drehbar in koaxialer Beziehung zur ersten bzw. zweiten Hauptwelle gehalten sind, wobei jeder Mechanismus aufweist erste und zweite exzentrische Gewicht (65, 67), die drehbar in koaxialer Beziehung zur zugehörigen Hauptwelle gehalten sind, eine Dreheinrichtung zur Drehung der betreffenden Gewichte des ersten und zweiten Mechanismus zusammen mit der Drehung der ersten und zweiten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des ersten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur ersten Welle und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des dritten und vierten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der ersten Hauptwelle, und zur gezielten Drehung der Gewichte des zweiten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur zweiten Hauptwelle und zusammen mit der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des ersten Mechanismus und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des dritten und vierten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der zweiten Hauptwelle, und eine Dreheinrichtung zur gezielten Drehung der Gewichte des dritten und vierten Mechanismus zusammen mit der Drehung der ersten und zweiten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des dritten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur ersten Hauptwelle und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des ersten und zweiten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der ersten Hauptwelle und zur gezielten Drehung der Gewichte des vierten Mechanismus in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zur zweiten Hauptwelle und zusammen mit der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des dritten Mechanismus und unabhängig von der Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung der Gewichte des ersten und zweiten Mechanismus und unabhängig von der Drehung der zweiten Hauptwelle.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur gezielten Drehung der Gewichte (65, 67) aufweist betreffende einander zuweisende Zahnräder (75, 77) an jedem Gewicht, ein Ritzel (79), das in kämmendem Eingriff mit jedem der Zahnräder steht und eine Drehachse hat, die senkrecht zur Längsachse der betreffenden Hauptwelle (33, 35) steht, und eine Einrichtung zur Drehung des Ritzels zusammen mit der Welle um die Längsachse und relativ zur Hauptwelle um die Drehachse.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Drehung des Ritzels (79) umfaßt eine diametrale Querbohrung (83) in der betreffenden Hauptwelle (33,35), eine Querwelle (85), die am Ritzel befestigt und drehbar in der Querbohrung gehalten ist, und eine Einrichtung zur Drehung der Querwelle um die Drehachse unabhängig von der Hauptwellendrehung.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Drehung der Querwelle (85) umfaßt eine axiale Bohrung (91), die in der betreffenden Hauptwelle (33, 35) angeordnet ist und die Querbohrung (83) kreuzt, ein Betätigungsorgan (93), das in der axialen Bohrung angeordnet und axial darin bewegbar ist, ein zweites Ritzel (97) an der Querwelle, eine am Betätigungsorgan vorgesehene Zahnstange (95), die in kämmendem Eingriff mit dem zweiten Ritzel steht und eine Einrichtung zur Verschiebung des Betätigungsorganes in Axialrichtung der Axialbohrung, so daß die Querwelle unabhängig von der Drehung der Hauptwelle drehbar ist, um die Gewichte (65, 67) in entgegengesetzten Richtungen zueinander zu drehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verschiebung des Betätigungsorganes (93) ein drehbar angetriebenes Element (105) umfaßt und eine Einrichtung vorgesehen ist, die das drehbar angetriebene Element mit dem Betätigungsorgan (93) verbindet, um das Betätigungsorgang bei einer Drehung des Elementes axial zu verschieben.

9. Drehmechanismus mit veränderbarer Unwucht, gekennzeichnet durch einen Rahmen (31), eine Welle (33, 35) mit einer Längsachse, die am Rahmen gehalten ist, eine Einrichtung zur Drehung der Welle, eine Einrichtung (53, 55, 57, 59) zur Schaffung einer Rüttelkraft bei einer Drehung der Welle und eine Einrichtung zur Einstellung der Lage der Rüttelkraft in Axialrichtung der Welle während deren Drehung.

10. Drehmechanismus mit veränderbarer Unwucht, gekennzeichnet durch einen Rahmen (31), eine Welle (33, 35) mit einer Längsachse, die am Rahmen gehalten ist, eine Einrichtung zur Drehung der Welle, eine Einrichtung (53, 55, 57, 59) zur Schaffung einer Rüttelkraft bei einer Drehung der Welle und eine Einrichtung zur einstellbaren Veränderung der Stärke der Rüttelkraft während der Drehung der Welle.

11. Mechanismus nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Änderung der Frequenz der Rüttelkraft.

12. Vorrichtung zum Einbetten eines Modells in einen Gießformkasten, wobei das Modell in Sand eingebettet wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einfüllen von Sand in den Formkasten (23) über das Modell (25), wobei der kombinierte Schwerpunkt von Formkasten, dem Modell im Formkasten und dem Sand im Formkasten sich vertikal beim Einfüllen des Sandes in den Formkasten bewegt, eine Einrichtung (27) zum Rütteln des Formkastens während des Einfüllens des Sandes mit einem Mechanismus (53, 55, 57, 59) zur Schaffung einer im wesentlichen horizontal gerichteten Rüttelkraft, und eine Einrichtung zur Einstellung der vertikalen Lage der durch den Mechanismus erzeugten Rüttelkraft, so daß die Rüttelkraft im wesentlichen in der horizontalen Ebene, welche den kombinierten Schwerpunkt des Formkastens, des im Formkasten befindlichen Modells und des Sandes im Formkasten unabhängig von der vertikalen Bewegung des kombinierten Schwerpunktes angeordnet werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (53, 55, 57, 59) zur Schaffung einer im wesentlichen horizontal gerichteten Rüttelkraft eine Einrichtung zur Änderung der Frequenz der Rüttelkraft umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (53, 55, 57, 59) zur Schaffung einer im wesentlichen hoirzontal gerichteten Rüttelkraft eine Einrichtung zur Änderung der Stärke der Rüttelkraft umfaßt.