DE4424048A1

DE4424048A1 - Vibration device for shaking machine

Info

Publication number: DE4424048A1
Application number: DE19944424048
Authority: DE
Inventors: Georg Koehler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-18

Abstract

The vibration device has a pair of out-of-balance rotors, rotating in opposite directions about parallel axes, with adjustment of the out-of-balance mass by displacement of the latter transverse to the rotor axis. Pref. each rotor has a cylinder (7) extending across its dia. containing an adjustable out-of-balance mass in the form of a sliding piston (8), displaced between 2 end positions, relative to a stationary out-of-balance mass (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vibratoreinrichtung für schwingend arbeitende Maschinen, wie Vibrationsbär oder Rüttler, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vibrator device for vibrating machines, such as vibrating bear or Vibrator, according to the preamble of claim 1.

Eine Vibratoreinrichtung dieser Art ist aus DE 35 15 690 C1 bekannt. Bei dieser bekannten Vibratoreinrichtung ist die Unwucht je Unwuchtrotor durch zwei kreissektorförmige Massen bestimmt, von denen die eine nach Art eines Drehkol bens um die Drehachse des Rotors bezüglich der anderen sek torförmigen Unwuchtmasse hydraulisch verdrehbar ist. Auf diese Weise ist die Unwucht des Rotors zwischen einem Maxi malwert bei übereinanderliegenden Unwuchtmassen und einem Minimalwert bei diametral gegenüberliegen Unwuchtmassen verstellbar. Die drehbare Lagerung der verdrehbaren Un wuchtmasse in Bezug auf die andere Unwuchtmasse bedeutet zu sammen mit den erforderlichen großflächigen Dichtungen einen erheblich konstruktiven Aufwand.A vibrator device of this type is known from DE 35 15 690 C1 known. In this known vibrator device the unbalance per unbalance rotor by two circular sector-shaped Masses determined, one of which in the manner of a rotary piston bens around the axis of rotation of the rotor with respect to the other sec gate-shaped unbalanced mass is hydraulically rotatable. On this is the rotor unbalance between a maxi metric value with superimposed unbalance masses and one Minimum value for diametrically opposite unbalanced masses adjustable. The rotatable bearing of the rotatable Un Balance in relation to the other unbalance means too together with the required large area seals considerable construction effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vibratoreinrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich der Verstellbarkeit der Unwucht zu vereinfachen.The object of the invention is a vibrator device of the type mentioned above with regard to adjustability to simplify the unbalance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vibrator einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a vibrator device with the features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are counter stood the subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser zeigtThe following are embodiments of the invention described with reference to the accompanying drawing. On this shows

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vibrationseinrichtung in einem zu den Rotationsachsen senk rechten Schnitt, Fig. 1 a first embodiment of the vibration device according to the invention in a perpendicular to the rotational axes right section

Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 in einem durch die Rotationsachsen gehenden Schnitt, Fig. 2 shows the device of FIG. 1 in a passing through the rotation axis section,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Vibratoreinrichtung in einem zu dem der Fig. 1 entspre chenden Schnitt, Fig. 3 shows a second embodiment of the inventive SEN vibrator means in a to that of FIG. 1 entspre sponding section,

Fig. 4 die zweite Ausführungsform in einem zu dem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt, Fig. 4, the second embodiment, in one to the corresponding one of the Fig. 2 section

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Vibratoreinrichtung in einem zu dem der Fig. 1 entspre chenden Schnitt, Fig. 5 shows a third embodiment of the inventive SEN vibrator means in a to that of FIG. 1 entspre sponding section,

Fig. 6 die dritte Ausführungsform in einem zu dem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt, Fig. 6, the third embodiment, in one to the corresponding one of the Fig. 2 section

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Vibratoreinrichtung in einem zu dem der Fig. 1 entspre chenden Schnitt, Fig. 7 shows a fourth embodiment of the inventive SEN vibrator means in a to that of FIG. 1 entspre sponding section,

Fig. 8 die vierte Ausführungsform in einem zu dem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt, Fig. 8 shows the fourth embodiment, in one to the corresponding one of the Fig. 2 section

Fig. 9 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Vibratoreinrichtung in einem zu dem der Fig. 1 entspre chenden Schnitt, und FIG. 9 shows a fifth embodiment of the vibrator device according to the invention in a section corresponding to that of FIG. 1, and

Fig. 10 die fünfte Ausführungsform in einem durch eine der Rotationsachsen senkrecht zur Verbindungsebene der bei den Drehachsen verlaufenden Schnitt. Fig. 10 shows the fifth embodiment in a by one of the axes of rotation perpendicular to the connecting plane of the axes of rotation extending in the section.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vibratoreinrichtung, bei welcher in einem Gehäuse 1 zwei um zwei zueinander parallele Achsen rotierende Unwuchtrotoren 2 vorgesehen sind. Die beiden Unwuchtrotoren 2 sind in Lagern 4 gelagert und weisen koaxial zu ihnen jeweils ein Zahnrad auf, wobei die beiden Zahnräder 3 miteinander kämmen und mit einem der beiden Zahnräder auch ein Motor 5 im Eingriff ist. Auf diese Weise rotieren die beiden Unwuchtrotoren gegenläufig und mit glei cher Umlaufgeschwindigkeit. Jeder der beiden Unwuchtrotoren enthält eine, hier im wesentlichen kreissektorförmige, feste Unwuchtmasse 6. Im Unwuchtrotor ist senkrecht zur Rotations achse ein Zylinder 7, vorzugsweise mit Kreisquerschnitt, vorgesehen, der sich längs eines Durchmessers des Rotors und mit gleicher Symmetrie wie die feste Unwuchtmasse 6 in diese hinein erstreckt. In dem Zylinder 7 befindet sich gegen die Zylinderlauffläche abgedichtet ein Kolben 8, der kürzer als der Zylinder ist und vorzugsweise die Länge eines Radius hat. In jeden Zylinder 7 mündet beiderseits der beiden Stirnflächen des Kolbens 8 eine Hydraulikleitung 9. Durch Umpumpen der Hydraulikflüssigkeit läßt sich der Kolben 8 in beliebiger Stellung innerhalb des Zylinders 7 fixieren. Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung hat die Gesamtunwucht eines jeden Rotors einen Minimalwert, da sich der Kolben 8 diametral gegenüber zur festen Unwuchtmasse 6 befindet. Wird die Hydraulikflüssigkeit aus den in Fig. 1 oberhalb der Kolben 8 gebildeten Kammern im Zylinder abgepumpt und in die in Fig. 1 unterhalb der Kolben befindlichen Räume einge pumpt, so bewegt sich der Kolben 8 im Zylinder 7 nach Maßga be des Umpumpens der Hydraulikflüssigkeit nach oben, wobei sich die maximale Unwucht ergibt, wenn sich der Kolben 8 so weit wie möglich innerhalb der festen Unwucht 6 befindet. Figs. 1 and 2 show a vibrator means are in a housing 1 in which two rotating about two mutually parallel axes imbalance rotors 2 are provided. The two unbalance rotors 2 are mounted in bearings 4 and each have a gearwheel coaxial with them, the two gearwheels 3 meshing with one another and a motor 5 also meshing with one of the two gearwheels. In this way, the two unbalance rotors rotate in opposite directions and with the same rotational speed. Each of the two unbalance rotors contains a solid unbalanced mass 6 , which is essentially circular sector-shaped here. In the unbalance rotor, a cylinder 7 , preferably with a circular cross section, is provided perpendicular to the axis of rotation, which extends along a diameter of the rotor and with the same symmetry as the fixed unbalanced mass 6 into it. A piston 8 , which is shorter than the cylinder and preferably has the length of a radius, is sealed in the cylinder 7 against the cylinder running surface. A hydraulic line 9 opens into each cylinder 7 on both sides of the two end faces of the piston 8 . By pumping around the hydraulic fluid, the piston 8 can be fixed in any position within the cylinder 7 . In the position shown in FIG. 1, the total unbalance of each rotor has a minimum value, since the piston 8 is diametrically opposite the fixed unbalanced mass 6 . If the hydraulic fluid is pumped out of the chambers formed in FIG. 1 above the pistons 8 in the cylinder and pumped into the spaces below the pistons in FIG. 1, the piston 8 moves in the cylinder 7 according to the pumping-over of the hydraulic fluid above, the maximum imbalance being obtained when the piston 8 is as far as possible within the fixed imbalance 6 .

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Vibratoreinrich tung, bei welcher der Zylinder 7, vorzugsweise mit Kreis querschnitt, sich mit gleicher Symmetrie wie in Fig. 1 etwas über die Rotationsachse hinaus in die feste Unwuchtmasse 6 hinein erstreckt. In dem Zylinder 7 befindet sich ein Kolben 8. Koaxial zum Zylinder 7 befindet sich in diesem eine Feder 10, die sich in einen Ringschlitz des Kolbens 8 erstreckt und diesen gegen die in der festen Unwuchtmasse 6 liegende Endfläche des Zylinders 7 belastet. Ebenso konnte die Feder 10 den Kolben 8 auch umgeben, in welchem Fall sie gegen einen dann stirnseitig vorhandenen Flansch des Kolbens wir ken würde. Die Länge des Kolbens 8 ist so gewählt, daß sein Schwerpunkt bezüglich der Drehachse auf der anderen Seite liegt wie der Schwerpunkt der festen Unwuchtmasse 6. Werden die Rotoren in Drehung versetzt, so beginnt auf den Kolben 8 die Fliehkraft zu wirken, die ihn aus der in Fig. 3 gezeig ten Stellung im Zylinder 7 in Richtung Rotorumfang heraus zu bewegen trachtet. Zunächst überwiegt aber die dem entgegen wirkende Kraft der vorgespannten Feder 10, so daß bis zu einer bestimmten Drehzahl der Kolben 8 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung verbleibt. Bei Überschreiten dieser Dreh zahl übersteigt die Fliehkraft die Rückhaltekraft der Feder 10, so daß sich dann der Kolben 8 nach außen zu bewegen beginnt und, je nach Auslegung der Feder, verhältnismäßig schnell seiner periphere Stellung erreicht. Diese definiert dann zusammen mit der festen Unwuchtmasse 6 die minimale Unwucht, während für geringe Drehzahlen die Unwucht maximal ist. Es ergibt sich auf diese Weise eine automatische, quasi zweistufige, Umschaltung. Fig. 3 shows an embodiment of the Vibratoreinrich device, in which the cylinder 7 , preferably with a circular cross section, extends with the same symmetry as in Fig. 1 somewhat beyond the axis of rotation into the solid unbalanced mass 6 . A piston 8 is located in the cylinder 7 . Coaxial to the cylinder 7 there is a spring 10 which extends into an annular slot of the piston 8 and loads it against the end face of the cylinder 7 which is in the unbalanced mass 6 . Likewise, the spring 10 could also surround the piston 8 , in which case it would ken against an existing flange of the piston. The length of the piston 8 is selected such that its center of gravity with respect to the axis of rotation is on the other side like the center of gravity of the fixed unbalanced mass 6 . If the rotors are set in rotation, the centrifugal force begins to act on the piston 8 , which tries to move it out of the position shown in FIG. 3 in the cylinder 7 in the direction of the rotor circumference. First, however, the counteracting force of the prestressed spring 10 predominates, so that the piston 8 remains in the position shown in FIG. 3 up to a certain speed. If this speed exceeds the centrifugal force exceeds the retaining force of the spring 10 , so that the piston 8 then begins to move outwards and, depending on the design of the spring, reaches its peripheral position relatively quickly. Together with the fixed unbalanced mass 6, this then defines the minimum unbalance, while the unbalance is maximum for low speeds. This results in an automatic, quasi two-stage, switchover.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zu den Fig. 3 und 4 ähn lichen Aufbau. Die geometrischen Verhältnisse sind hier aber so gewählt, daß der Kolben 8 sich mit zunehmender Drehzahl aus der in Fig. 5 gezeigten Ruhestellung gegen die Kraft der vorgespannten Feder 10 in Richtung der festen Unwuchtmasse 6 (und nicht wie bei der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 entgegengesetzt dazu) bewegt. Die Gesamtunwucht vergrößert sich hier also mit zunehmender Drehzahl. FIGS. 5 and 6 show a similarity to FIGS. 3 and 4 handy construction. The geometric conditions are chosen here such that the piston 8 moves with increasing speed from the rest position shown in FIG. 5 against the force of the prestressed spring 10 in the direction of the fixed unbalanced mass 6 (and not as in the embodiment of FIGS. 3 and 4 opposite) moves. The total unbalance increases here with increasing speed.

Es ergibt sich dabei wieder entsprechend der Federkraft ein Quasischaltpunkt zwischen zwei Unwuchten, wobei aber hier die Unwucht auch noch zusätzlich drehzahlunabhängig verändert werden kann, indem Druckluft durch einen Druck lufteinlaß 11 des Gehäuses 1 in den nach außen offenen Zy linder 7 eingedrückt werden kann, wobei die Druckluft gleichsinnig wie die Feder 10 wirkt. Der Kolben 8, vorzugs weise mit Kreisquerschnitt, weist an seinem offenen Ende einen gegen die Wand des Zylinders 7 dicht enden Flansch 12 auf, wodurch die Druckluftangriffsfläche sowie die exzen trische Masse des Kolbens 8 vergrößert werden. Die exzen trische Masse des Kolbens 8 ist so gewählt, daß Federkraft und Druckluft bei keine besonderen Anforderungen an das Gehäuse 1 stellenden Drucken der Druckluft auch bei maxima ler Drehzahl des Rotors gemeinsam den Kolben in der gezeich neten Lage halten. Der Quasischaltpunkt wird nur ohne Druck luft wirksam.It results again according to the spring force, a quasi switching point between two unbalances, but here the unbalance can also be changed independently of the speed by compressed air through a compressed air inlet 11 of the housing 1 in the outwardly open cylinder 7 , can be pressed the compressed air acts in the same direction as the spring 10 . The piston 8 , preferably with a circular cross-section, has at its open end a tight against the wall of the cylinder 7 flange 12 , whereby the compressed air area and the eccentric mass of the piston 8 are increased. The eccentric mass of the piston 8 is chosen so that the spring force and compressed air together with no special requirements for the housing 1 pressure of the compressed air even at maxima speed of the rotor keep the piston in the marked position. The quasi switching point is only effective without compressed air.

Auch bei der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 ist eine Beaufschlagung des Kolbens mit Druckluft gleichsinnig zur Federkraft möglich.Also in the embodiment of FIGS. 3 and 4, an action on the piston with compressed air in the same direction as possible spring force.

Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Verstellung des Kolbens 8 im Zylinder 7 mit kreisförmigem oder näherungsweise eckigem Querschnitt mit tels einer zylinderaxialen Gewindespindel 14, die den Kolben außerhalb des Zylinders 7 radial nach außen fortsetzt, und einer auf die Gewindespindel 14 geschraubten drehbaren selbsthemmenden Mutter 15, die auf einen festen Abstand von der Drehachse des Rotors festgelegt ist. Beiderseits der Stirnseiten des Rotors befindet sich koaxial zur Drehachse des Rotors jeweils eine Reibscheibe 16 bzw. 17, deren Radien dem radialen Abstand der Mutter von der Drehachse entspre chen. Diese beiden Reibscheiben sind in Richtung der Dreh achse so verstellbar, daß entweder die Reibscheibe 16 oder die auf der anderen Seite des Rotors befindliche Reibscheibe 17, oder keine der beiden Reibscheiben mit der Mutter 15 in Berührung kommt. Je nachdem, welche der beiden Reibscheiben 16 oder 17 mit dem Umfang der Mutter 15 in Berührung ge bracht wird, wird die Mutter im einen oder anderen Sinne bei drehendem Rotor gedreht. Die Spindel 14 und damit der Kolben 8 wird dabei entweder in die in Fig. 7 gezeigte Stellung be wegt oder aus dieser heraus so, daß sich der Kolben 8 in der festen Unwuchtmasse 6 zum Rand hin bewegt, was dann die Gesamtunwucht vergrößert. Mit dieser Ausführungsform läßt sich die Unwucht stufenlos zwischen einem Minimalwert (ggfs. auch null) und einem Maximalwert verstellen.In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the piston 8 is adjusted in the cylinder 7 with a circular or approximately angular cross-section by means of a cylinder-axial threaded spindle 14 , which continues the piston outside the cylinder 7 radially outwards, and one on the threaded spindle 14 screwed rotatable self-locking nut 15 which is fixed to a fixed distance from the axis of rotation of the rotor. On both sides of the end faces of the rotor there is coaxial to the axis of rotation of the rotor a friction disk 16 or 17 , the radii of which correspond to the radial distance of the nut from the axis of rotation. These two friction disks are adjustable in the direction of the axis of rotation so that either the friction disk 16 or the friction disk 17 located on the other side of the rotor, or neither of the two friction disks comes into contact with the nut 15 . Depending on which of the two friction disks 16 or 17 is brought into contact with the circumference of the nut 15 , the nut is rotated in one sense or another with the rotor rotating. The spindle 14 and thus the piston 8 is either moved into the position shown in Fig. 7 be or out of this so that the piston 8 moves in the solid unbalanced mass 6 to the edge, which then increases the total unbalance. With this embodiment, the unbalance can be adjusted continuously between a minimum value (possibly also zero) and a maximum value.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher jeder Rotor zwei diametral gegenüberliegende Kammern und 18 und 19 zeigt, zwischen denen eine Flüssigkeit umge pumpt werden kann. Beide Kammern 18 und 19 sind durch mit Öffnungen 20 versehene Prallwände 21 unterteilt, um ein Schwappen der Flüssigkeit weitgehend zu vermeiden. FIGS. 9 and 10 show an embodiment in which each rotor has two diametrically opposed chambers 18 and 19 shows, between which a liquid can be converted pumps. Both chambers 18 and 19 are divided by baffles 21 provided with openings 20 in order to largely avoid sloshing of the liquid.

Wird die Flüssigkeit auf beide Kammern 18 und 19 gleichmäßig verteilt, so ist die Unwucht null, ist die ge samte Flüssigkeit in beiden Rotoren entweder in die Kammer 18 oder in die Kammer 19 umgepumpt, so ist die Unwucht maxi mal.If the liquid is evenly distributed over both chambers 18 and 19 , the unbalance is zero, the entire liquid in both rotors is pumped either into the chamber 18 or into the chamber 19 , the unbalance is maximum.

Claims

1. Vibrator device for vibrating Ma machines, such as vibrating bear or vibrator, with two counter-rotating figure about parallel axes rotating unbalance rotors with adjustable unbalanced mass, characterized in that the unbalanced mass is slidably provided transversely to the axis of the unbalance rotor.

2. Vibrator device according to claim 1, characterized in that the unbalance rotor has a cylinder extending along a diameter ( 7 ) in which a piston-shaped unbalanced mass ( 8 ) between two diametrically opposite end positions with respect to a fixed unbalanced mass ( 6 ) is.

3. Vibrator device according to claim 2, characterized in that for the displacement of the piston-shaped Un balancing mass ( 8 ) is provided on one or the other end side acting hydraulic.

4. Vibrator device according to claim 1 or 2, characterized in that the displaceable unbalanced mass ( 8 ) has an extending in the displacement axis threaded spindle ( 14 ) that a screwed on the threaded spindle ( 14 ) GE, rotor-radially fixed nut ( 15 ) vorese hen and that to the rotor axis coaxial friction disks ( 16 , 17 ) are provided on both sides of the rotor, the two friction disks ( 16 , 17 ) being axially displaceable such that one or the other or none of the two friction disks with the nut ( 15th ) is in contact.

5. Vibrator device according to claim 2, characterized in that the piston-shaped unbalanced mass ( 8 ) against Fe derkraft between the diametrically opposite Stellun gene is displaceable.

6. Vibrator device according to claim 5, characterized in that when the rotor is stationary, the center of gravity of the piston-shaped unbalanced mass ( 8 ) with respect to the axis of rotation is opposite to the center of gravity of the fixed unbalanced mass ( 6 ).

7. Vibrator device according to claim 5, characterized in that when the rotor is stationary, the center of gravity of the piston-shaped unbalanced mass ( 8 ) with respect to the axis of rotation is on the same side as the center of gravity of the fixed unbalanced mass ( 6 ) of the unbalance rotor.

8. Vibrator device according to claim 6 or 7, characterized in that the piston-shaped unbalanced mass ( 8 ) can be acted upon in the same direction with the spring force with compressed air.

9. Vibrator device according to claim 1, characterized in that the unbalance rotor contains two diametrically opposite de chambers ( 18 , 19 ), between which a liquid can be pumped.