DE4116060C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Exzentermasse, wie sie in Vibratoren verwendet wird, zum Beispiel in Material-Stampfvorrichtungen, Pfahl-Rammen, Vibrations-Tischen und allgemein bei Vibratoren zum Fördern kleiner Gegenstände oder dergleichen.

Bei diesen Vorrichtungen umfaßt der allgemeine Aufbau Lager die eine dauernde Schmierung benötigen.

Diese Schmierung kann auf zwei Arten erfolgen, einmal als sogenannte "Flatterschmierung" und einmal als "Zerstäubungsschmierung".

Die Zerstäubungsschmierung besteht im allgemeinen darin, daß Öl auf die Lager gesprüht wird und daß ein Öl-Überschuß in einem Auffangbecken gesammelt wird und daß danach das in das Becken zurückgeflossene Öl mit Hilfe einer Pumpe zu den Sprühdüsen zurückgeführt wird; diese Schmierungsart wird nur in freier Atmosphäre durchgeführt.

Die Flatterschmierung, die sowohl in freier Atmosphäre als auch unter Vakuum durchgeführt werden kann, besteht im allgemeinen darin, daß eine Exzentermasse innerhalb eines Ölbehälters in Drehung versetzt wird, wobei das Öl durch die Zentrifugalkraft gegen die Innenwand des Beckens geworfen wird, wo kleine Kanäle vorgesehen sind, mit deren Hilfe das Öl den Lagern zugeführt und danach auf dem Boden desselben Beckens gesammelt wird.

Von Exzentermassen sind mehrere Bauarten bekannt.

Eine erste Bauart besteht in einer halbkreisförmigen, metallischen Scheibe (z. B. aus einer Eisenscheibe), die um ihre Achse in Drehung versetzt wird, wobei bei jeder Halbdrehung ein Stoß gegen die Oberfläche des Öls auftritt, wobei Ölpartikel gegen die Wände des Beckens geschleudert werden. Dieser Stoß ist im allgemeinen ziemlich stark, obwohl er vom Durchmesser der Scheibe, von deren Dicke und von der Viskosität des Öls abhängt; diese Bauart einer Exzentermasse ist mithin auf den Bereich kleiner Leistungen eingeschränkt.

Um den Anwendungsbereich der Exzentermasse zu vergrößern, ist bereits vorgeschlagen worden, die halbkreisförmige Scheibe zusätzlich mit einem halbkreisförmigen Gehäuse zu versehen, das nur eine geringe Wanddicke hat (z. B. mit einem Gehäuse aus Metallblech).

Obwohl durch diesen Behelf der oben erwähnte Stoß auf das Öl vermieden wird und ein Öl-Mitnahmeeffekt auftritt, bilden dennoch die Schweißnähte und/oder die Nietverbindungen des zusätzlichen Gehäuses eine Schwachstelle einer solchen Anordnung, bei der die erhebliche Möglichkeit eines Bruches und demzufolge eines Lösens des Gehäuses von der halbkreisförmigen Scheibe besteht.

Eine andere Bauart einer Exzentermasse besteht aus einer kreisförmigen Scheibe, in der durch einen Fräsvorgang die Halbkreis-Form der Exzentermasse eingearbeitet wird, wobei die obenerwähnte Drehung wiederum ausgeführt wird, diesmal jedoch in einer einstückigen Form.

Auf diese Weise werden die starken Stöße der oben an erster Stelle zitierten Ausführungsform vermindert und eine Ablösung wie bei der an zweiter Stelle zitierten Ausführungsform kann nicht stattfinden; die Exzenter-Kraft, welche die Masse während ihrer Drehung ausüben kann, ist jedoch relativ begrenzt.

Das Vorhandensein des Flattereffektes macht es notwendig, daß die Umdrehungszahl der Exzentermasse vermindert ist, woraus folgt, daß der Mitnahmeeffekt in bezug auf die an zweiter Stelle zitierte Ausführungsform ebenfalls vermindert ist.

Ferner ist durch das DE-GM 89 08 751.8 eine im Querschnitt kreisrunde Exzentermasse bekannt, bei der innerhalb einer spezifisch leichten Masse außermittig spezifisch schwere Massenteile in entsprechenden Axialbohrungen angeordnet sind, so daß auf diese Weise eine Exzenterwirkung in bezug auf die Drehachse der spezifisch leichteren Masse entsteht. Bei dieser bekannten Exzentermasse kann das Maß der durch die Unwucht hervorgerufenen Kräfte durch Hinzufügen oder Weglassen der genannten, spezifisch schwereren Massenteile nur grobstufig geändert werden.

Schließlich ist durch die DE-OS 15 58 849 ein Unwucht-Rüttler bekannt, bei dem innerhals eines zylindrischen Gehäuses ein Käfig mit Rollkörpern umläuft, wobei die Rollkörper innen am zylindrischen Gehäuse abrollen. Dadurch, daß in dem umlaufenden Käfig einzelne Rollen weggelassen werden, kann hier eine Unwucht und damit eine Exzenterwirkung auf das zylindrische Gehäuse erzielt werden; aber auch hier ist die Abstufbarkeit dieser Exzenterwirkung relativ grob, da stets nur ein Rollkörper vorhanden oder nicht vorhanden sein kann.

Darüber hinaus sind die beiden oben genannten, bekannten Exzentermassen in ihren äußeren Baumaßen dadurch relativ groß, daß bei der an erster Stelle genannten Exzentermasse nur einseitig der Symmetrieebene in die Exzentermasse einsetzbar, spezifisch schwerere Füllmassen verwendet werden, die für eine bestimmte Exzenterwirkung eine bestimmte Größe und Masse haben müssen und weil bei der an zweiter Stelle genannten Exzentermasse neben einem sehr komplizierten und kostspieligen Aufbau eine bestimmte Größe bereits wegen des dortigen konstruktiven Aufbaus vorhanden sein muß.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, eine Exzentermasse anzugeben, deren exzentrische Massenwirksamkeit (Vibratorwirkung) sowohl sehr fein abstufbar ist als auch bei gegebener Füllscheiben- oder Füllmassengröße mit einfachen Mitteln zu erhöhen ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Das Besondere des Anmeldungsgegenstandes liegt hiernach darin, daß durch die besondere Anordnung der Höhlungen auf zwei verschiedenen Seiten der Symmetrieachse und durch die Füllung dieser einander gegenüberliegenden Höhlungen mit Füllscheiben unterschiedlichen spezifischen Gewichts in bezug auf das Material der Scheibe selbst eine gegenüber dem Stand der Technik sehr viel feinere Variationsmöglichkeit gegeben ist. Darüber hinaus braucht die Füllscheibe, die ein höheres spezifisches Gewicht als das der Scheibe aufweist, nicht so groß zu sein wie beim Stand der Technik. Die Füllscheibe nämlich, die der schwereren gegenüberliegt, hat ein geringeres spezifisches Gewicht als das der Scheibe selbst und die einander gegenüberliegenden Füllscheiben wirken somit in derselben Richtung, ohne daß eine der beiden Füllscheiben besonders groß ausgeführt sein müßte.

Die generelle Aufgabenlösung kann durch weitere Einzelheiten ergänzt werden:

Die Höhlungen haben vorzugsweise eine kreisrunde Form oder sie bestehen aus kreisrunden Durchgangslöchern.

Die Füllscheiben haben vorzugsweise dieselbe Form wie die Höhlungen und werden unter Druck in diese Höhlungen hineingepreßt. Die schwereren Füllscheiben oder Stopfen bestehen vorzugsweise aus Blei, Wolfram oder einem Werkstoff, der deren Legierungen enthält.

Die leichteren Füllscheiben oder Stopfen bestehen vorzugsweise aus Kunststoffen, wie z. B. Nylon, Polyäthylen, Terephthalat und ihren Mischungen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird nun eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, wobei besondere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung noch klarer hervortreten werden; die Beschreibung des Ausführungsbeispiels soll jedoch keine begrenzende Bedeutung haben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der Exzentermasse nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Exzentermasse nach Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein den Aufbau der Exzentermasse; sie besteht aus einer Scheibe 11, die eine gewisse Dicke hat und aus einem Metall besteht, wie z. B. aus Stahl, Eisen, Gußeisen oder Aluminium oder auch aus einem Kunststoffmaterial, das gegen Öl unempfindlich ist. Die Scheibe 11, die eine im wesentlichen kreisrunde Form hat, ist um ihre Mittelachse 12 herum drehbar und ist so hergestellt, daß sie aufgrund ihres Profils im wesentlichen dynamisch ausbalanciert ist; dies trifft jedoch nur ohne die Anwesenheit von besonderen verschiedenen Massen in ihrem Körper zu, die außerhalb ihrer Drechachse liegen.

Die Scheibe 11 hat sechs Löcher 13, deren Mittellinien auf einem Teilkreis 14 liegen, dessen Mittellinie wiederum mit der der Scheibe 11 zusammenfällt; der Durchmesser des Teilkreises und der Durchmesser der Löcher sind so gewählt, daß zwischen dem äußeren Umfang jedes Loches und der Umfangslinie der Scheibe ein ausreichender Zwischenraum S verbleibt.

In der Mitte der Scheibe 11 ist eine Vorrichtung zum Aufkeilen der Scheibe auf eine nicht dargestellte Drehwelle vorgesehen; da eine solche Vorrichtung jedoch für jeden Fachmann ohne weiteres auf der Hand liegt, wird sie nicht im einzelnen beschrieben.

Wenn man die Linie X-X als Symmetrieachse der Scheibe 11 ansieht, dann beherbergen die drei Löcher 15, 16 und 17, die in bezug auf diese Symmetrieachse im unteren Teil liegen, jeweils Füllscheiben 18, 19 und 20. Diese Scheiben haben eine zylindrische Form und bestehen aus einem Material, das ein spezifisches Gewicht hat, das höher ist als das Material der Scheibe 11; vorzugsweise bestehen sie aus Blei, Wolfram oder einer Legierung, die wenigstens einen dieser Metalle enthält.

Die drei Löcher 21, 22 und 23, die in bezug auf die Symmetrieachse im oberen Teil liegen, beherbergen jeweils Stopfen 24, 25 und 26. Diese Stopfen haben ebenfalls eine zylindrische Form und bestehen aus einem Material, dessen spezifisches Gewicht niedriger ist als das der Scheibe 11; vorzugsweise bestehen sie aus einem Kunststoffmaterial, wie z. B. Nylon (spezifisches Gewicht 1,2) und Polyäthylen-Terephthalat oder Zusammensetzungen dieser Kunststoffmaterialien.

Die Stopfen und Füllscheiben haben eine solche Größe, daß sie in die jeweiligen Löcher hineingedrückt werden und auf diese Weise dauernd und sicher in ihnen festsitzen. Zur erhöhten Sicherheit können Schrauben 27 hinzugefügt werden, welche in radialer Richtung auf die Füllscheiben und Stopfen einwirken.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform können die Löcher 13 auf zwei parallelen Linien zur Symmetrieachse X-X angeordnet werden, wobei diese parallelen Linien jeweils auf einer Seite der Symmetrieachse liegen.

Die Löcher 13 können auch in einer Anzahl vorhanden sein, die von sechs abweicht.

Die Löcher können auch verschiedene Formen haben, die von der oben beschriebenen zylindrischen Form abweichen; sie können z. B. als Blind-Höhlungen ausgebildet sein oder sie können eine dreieckige, eine quadratische, eine vieleckige, eine scheibenförmige oder eine andere Form aufweisen. Natürlich sollen die Füllscheiben und die Stopfen gleiche Formen haben.

Die Füllscheiben oder Stopfen können anstelle des Eindrückens auch eingeklebt werden, wenn dies mit den Werkstoffen verträglich ist, die angewendet werden; diese Art der Befestigung kann jedoch manchmal wirtschaftlich weniger vorteilhaft sein als das Eindrücken.

Die Löcher und die entsprechenden Füllscheiben oder Stopfen können auch mit einem Gewinde versehen und durch einen Schraubvorgang verbunden sein, obwohl in einigen Fällen, in denen ein besonders harter Einsatz vorliegt, ein ungewolltes Lösen und ein Verschieben der zusammengebauten Teile auftreten kann.

Die Form der Füllscheiben und Stopfen muß mit der der Löcher und Höhlungen in der Scheibe übereinstimmen, was jedoch nicht bedeuten muß, daß diese Formen identisch sind; während z. B. die Form der Löcher oder Höhlungen zylindrisch ist, kann die Form der entsprechenden Füllscheiben und Stopfen teil-zylindrisch mit geraden Seitenflächen sein, wie dies mit Hilfe der Bezugsziffer 28 in Fig. 2 in gestrichelten Linien angedeutet ist.

Der Aufbau der Exzentermasse nach der Erfindung, wie sie oben im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist, und zu der abweichende Konstruktionsalternativen möglich sind, erfüllt vollständig die Zwecke, für die sie bestimmt ist, nämlich die Eigenschaften ähnlicher Exzentermassen nach dem Stand der Technik zu verbessern.

Es steht fest, daß der beschriebene Aufbau der Exzentermasse, die im wesentlichen aus einer kreisrunden (und möglicherweise leicht elliptischen) Scheibe besteht, keine Aufprallwirkungen auf die Flüssigkeit hat, die gegen die Wände eines Bassins geschleudert werden könnte; im Gegenteil werden nur Flüssigkeits-Mitnahmewirkungen erzeugt: dies bedeutet, daß der Aufbau der Exzentermasse nach der Erfindung auch für Hochleistungsvibratoren geeignet ist, wodurch das Feld ihrer Anwendung sehr verbreitert ist.

Im einzelnen ist der Aufbau der Exzentermasse nach der Erfindung in der Lage, eine höhere Umdrehungszahl der Scheibe auszuhalten und man erhält eine Exzentermasse, die wesentlich größer ist als die nach dem Stand der Technik, woraus folgt, daß eine größere Wirksamheit bei der Fortbewegung der flüssigen Masse vorhanden ist; wenn alternativ die Wirksamkeit gleich ist, dann kann der Aufbau erheblich weniger platzgreifend sein.

Darüber hinaus gibt es keine Probleme mehr, die aufgrund des Lösens der Bestandteile voneinander auftreten können, wie es dann der Fall ist, wenn die exzentrische Masse mit einem zusätzlichen Gehäuse versehen ist; der Aufbau nach der vorliegenden Erfindung besteht aus massiven Teilen, die sicher aneinander befestigt sind, woraus sich ein im wesentlichen kompakter Aufbau ergibt. Der Aufbau nach der Erfindung kann daher auch in dem Fall wirksam angewendet werden, in dem Vibrations-Vorrichtungen unter sehr schweren Bedingungen arbeiten, und zwar sowohl von der Frequenz her als auch von der Schwingungsamplitude.

Schließlich sollte auch die Einfachheit des Aufbaus der exzentrischen Masse nicht vernachlässigt werden, durch welche die Herstellung leicht und einfach wird, so daß die industriellen Herstellungskosten positiv beeinflußt werden.

Claims (7)

1. Exzentermasse, bestehend aus einer um ihre Mittelachse (12) drehbaren Scheibe (11), die aus einem Material besteht, das ein bestimmtes spezifisches Gewicht hat und exzentrisch zu ihrer Mittelachse (12) wenigstens eine Höhlung (13) aufweist, in der eine Füllscheibe (17) eines Materials angeordnet ist, dessen spezifisches Gewicht größer ist als das der Scheibe (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (11) wenigstens zwei Höhlungen aufweist, die in bezug auf eine senkrecht zur Mittelachse (12) verlaufende Symmetrieachse (X-X) in einander gegenüberliegenden Zonen angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Höhlungen auf der einen Seite der Symmetrieachse (X-X) eine Füllscheibe (18) oder einen Stopfen (24) aus einem Material beherbergt, dessen spezifisches Gewicht höher ist als das der Scheibe (11) und daß wenigstens eine der Höhlungen auf der anderen Seite der Symmetrieachse (X-X) eine Füllscheibe (18) oder einen Stopfen (24) aus einem Material beherbergt, dessen spezifisches Gewicht geringer ist als das der Scheibe (11).

2. Exzentermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlungen eine kreisrunde Form haben.

3. Exzentermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlungen kreisrunde Durchgangslöcher (13) sind.

4. Exzentermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllscheiben (18, 19, 20) eine Form haben, die derjenigen der Höhlungen gleich ist.

5. Exzentermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllscheiben (18, 19, 20) dauerhaft und fest in die Höhlungen eingedrückt sind.

6. Exzentermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Füllscheiben (18, 19, 29) aus Blei, Wolfram oder Speziellegierungen besteht.

7. Exzentermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfen (24, 25, 26) aus Kunststoff-Material bestehen, und zwar vorzugsweise aus Nylon, Polyäthylenterephthalat und ihren Mischungen.