DE821437C

DE821437C - Hydraulic and pneumatic vibrator with self-excitation

Info

Publication number: DE821437C
Application number: DEE127A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred Lang
Original assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1949-10-28
Filing date: 1949-10-28
Publication date: 1951-11-19

Description

Hydraulischer und pneumatischer Vibrator mit Selbsterregung Bei selbsterregten V ibratoren hydraulischer oder pneumatischer Art wird ein Steuersystem mechanisch mittels Federn an das Arbeitssystem gekoppelt und auf Resonanz abgestimmt. Will man diese Vibratoren als frei schwingende Schwingungserzeuger, z. B. zum Rütteln, Verdichten oder Fördern, an größere Arbeitsgeräte anschließen, so können gewisse Schwierigkeiten dadurch entstehen, daß dafür gesorgt werden muß, daß das Gehäuse des Steuersystems relativ zu den Schwingungen des Vibrators in Ruhe ist, weil sonst die innere Arbeitsweise der Steuerung gestört wird und die Steuerbedingung, der Steuerschieber muß dem Arbeitskolben um 9o° nacheilen, nicht mehr eingehalten werden kann.Hydraulic and pneumatic vibrator with self-excitation For self-excited Vibrators of hydraulic or pneumatic type becomes a control system mechanical coupled to the work system by means of springs and tuned to resonance. Want you use these vibrators as freely oscillating vibrators, z. B. for shaking, Compacting or conveying, connecting to larger work equipment, so can certain Difficulties arise from the need to ensure that the housing of the control system is at rest relative to the vibrations of the vibrator, because otherwise the internal functioning of the control is disturbed and the control condition, the The control spool must lag behind the working piston by 90 ° and no longer be observed can.

Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten dadurch, daß das Arbeitssystem und das Steuersystem mechanisch getrennt sind und nur das Arbeitssystem mit dem Arbeitskolben und den Arbeitsfedern an das Arbeitsgerät angeschlossen ist, während das Steuersystem ortsfest ist. Die Kopplung beider Systeme erfolgt durch das Druckmittel.The invention avoids these difficulties in that the work system and the control system are mechanically separated and only the work system with the Working piston and the working springs are connected to the implement while the control system is stationary. The coupling of the two systems takes place through the pressure medium.

In der Zeichnung zeigt Abb. ia ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für hydraulischen Betrieb mit einfach wirkendem Arbeitskolben; in Abb. ib sind die Phasenverhältnisse der verschiedenen Schwingungen dargestellt; Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für hydraulischen Betrieb und doppelt wirkenden Arbeitskolben, Abb. 3 ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Vibrators für Druckluftbetrieb.In the drawing, Fig. Ia shows an embodiment of the invention for hydraulic operation with single-acting working piston; in Fig. ib are the Phase relationships of the various vibrations shown; Fig. 2 shows a Exemplary embodiment for hydraulic operation and double-acting working piston, Fig. 3 shows an embodiment of such a vibrator for compressed air operation.

In Abb. ia ist i das Arbeitssystem, bestehend aus dem Arbeitskolben 2 und dem Arbeitskolbengehäuse 3°, den Arbeitsfedern 4 und den Bolzen 5, die mit der Aufspannplatte des Arbeitskolbens verbunden sind. 12 ist eine Dichtung. Das Steuersystem besteht aus dem Steuerschieber 6, der gegen das Steuerschiebergehäuse 3e durch das Federpaar 7 über die Schwinge 8 abgefedert ist. Die Druckmittelzuführung erfolgt bei 9, die Rückleitung bei io. i i ist die Leckölleitung. 13 ist eine Dichtung, 14 eine Zusatzfeder, deren Federkonstante eingestellt werden kann und die parallel zu den Federn 7 liegt. Mit der Drossel 15 läßt sich die Dämpfung des Steuerschiebers einstellen. 16 ist eine Mutter zur Einstellung der Nullage des Steuerschiebers 6 über die Federvorspannung 7. 17 ist schließlich eine Querwand des Steuerschiebergehäuses 3b mit Durchbrüchen.In Fig. Ia, i is the working system, consisting of the working piston 2 and the working piston housing 3 °, the working springs 4 and the Bolts 5, which are connected to the mounting plate of the working piston. 12 is a Poetry. The control system consists of the spool 6, which is against the spool housing 3e is cushioned by the pair of springs 7 via the rocker arm 8. The pressure medium supply takes place at 9, the return line at io. i i is the leakage oil line. 13 is a seal 14 an additional spring, the spring constant of which can be adjusted and the parallel to the springs 7 lies. With the throttle 15, the damping of the control slide to adjust. 16 is a nut for setting the zero position of the control slide 6 Finally, via the spring preload 7. 17, a transverse wall of the spool valve housing is formed 3b with breakthroughs.

Die Wirkungsweise ist nun folgende: Das Steuerschiebersystem wird mittels der Zusatzfeder 14 auf das Arbeitssystem resonanzmäßig abgestimmt. Die Nulljustierung des Steuerschiebers ist derartig, daß in dem Steuerschiebernullpunkt die untere Steuerkante einen geringen Querschnitt zur Druckzuleitung freigibt, so daß also bei Einschaltung des Druckes das Drucköl über den Raum 18, die Bohrungen 17 zum Raum i9 und von dort zum Arbeitskolben 2 gelangt und veranlaßt, daß sich letzterer von unten nach oben bewegt und dadurch die Arbeitsfedern spannt. Solange dabei das Drucköl zum Arbeitszylinder fließt, entsteht an der Drosselstelle 17 ein Druckabfall, der Steuerschieber bewegt sich also während der Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens nach abwärts und gibt dadurch die Druckzuführung voll frei. Durch die Abwärtsbewegung wird das Federsystem? gespannt. Sobald der Arbeitskolben seine obere Endlage erreicht hat, kann kein weiteres Drucköl nachfließen, es stellt sich also in den Räumen 18 und i9 des Steuerschiebergehäuses der gleiche Druck ein, und der Steuerschieber wird sich, unter der Kraft des gespannten Federsystems, von der unteren Endlage auf die Nullage bewegen. Infolge der Massenträgheit des Steuerschiebersystems schwingt der Steuerschieber etwas über die Nullage nach oben hinaus. Dadurch wird aber die Druckzuleitung 9 abgesperrt und die Rücklaufleitung iti freigegeben, das im Arbeitszylinder gesammelte Öl wird also nunmehr unter dem Druck der Arbeitsfedern 4 aus dem Arbeitszylinderraum herausgepreßt und zur Ausflußleitung io ,gebracht. Dabei entsteht noch ein zusätzlicher anfachender Kraftimpuls auf den Steuerschieber nach oben, da das ausströmende 01 im Raum i9 zeitweilig einen höheren Druck einnehmen wird als im Raum 18. Sobald der Arbeitskolben wieder seine untere Endlage erreicht hat, ist der Steuerschieber bis zur Mittellage zurückgeschwungen und das Spiel beginnt von neuem. Mittels der Drossel 15 kann das System zusätzlich gedämpft werden. Die Bohrungen 17 sind so auszulegen, daß genügend anfachende Rückwirkung vom Arbeitskolben auf den Steuerschieber auftritt, um die Reibung des in Resonanz schwingenden Steuerschiebers zu kompensieren.The mode of operation is as follows: The control slide system is tuned to the working system in terms of resonance by means of the additional spring 14. The zero adjustment of the control slide is such that in the control slide zero point the lower control edge releases a small cross-section for the pressure supply line, so that when the pressure is switched on, the pressure oil arrives via the space 18, the bores 17 to the space i9 and from there to the working piston 2 and causes it that the latter moves from the bottom up and thereby tensions the working springs. As long as the pressure oil is flowing to the working cylinder, there is a pressure drop at the throttle point 17, so the control slide moves downwards during the upward movement of the working piston and thereby fully releases the pressure supply. The downward movement causes the spring system? tense. As soon as the working piston has reached its upper end position, no further pressure oil can flow in, so the same pressure is set in spaces 18 and i9 of the control valve housing, and the control valve moves up from the lower end position under the force of the tensioned spring system move the zero position. As a result of the inertia of the control spool system, the control spool swings slightly upwards beyond the zero position. As a result, however, the pressure supply line 9 is shut off and the return line iti is released, the oil collected in the working cylinder is therefore now pressed out of the working cylinder chamber under the pressure of the working springs 4 and brought to the outflow line io. This creates an additional, increasing force impulse on the control spool upwards, since the outflowing 01 in space i9 will temporarily assume a higher pressure than in space 18. As soon as the working piston has reached its lower end position again, the control spool has swung back to the middle position and that The game starts all over again. The system can be additionally damped by means of the throttle 15. The bores 17 are to be designed in such a way that there is sufficient amplifying reaction from the working piston to the control slide in order to compensate for the friction of the control slide oscillating in resonance.

In Abb. i b sind die Phasenverhältnisse der Schwingung dargestellt. Die schraffierten Flächen geben die Druckeinschaltung am Arbeitskolben bei der Aufwärtsbewegung an.The phase relationships of the oscillation are shown in Fig. I b. The hatched areas indicate the pressure switch on the working piston during the upward movement at.

In Abb.2 ist die Erfindung am Beispiel eines doppelt wirkenden Arbeitskolbens dargestellt. Das Steuerschiebergehäuse erhält zwei Trennwände mit den Bohrungen i7 und 17b. In der Ruhestellung ist der Steuerschieber ebenfalls etwas nach unten verstellt, so daß der Selbstanlauf gewährleistet ist. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie die der Anordnung nach Abb. i.In Fig.2 the invention is shown using the example of a double-acting working piston shown. The valve spool housing has two partition walls with the holes i7 and 17b. In the rest position, the control slide is also down a little adjusted so that the self-start is guaranteed. The mode of action is the same like that of the arrangement according to Fig. i.

Abb. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Druckluftvibrator. Er entspricht im Aufbau und in der Wirkungsweise dem Druckölvibrator nach Abb. i. An Stelle des Arbeitskolbens ist dabei zur Umgehung von Dichtungs- und Schmierungsschwierigkeiten eine Membran 21 vorgesehen. Der Steuerschieber 6 ist ebenfalls als Membranventil ausgebildet (Membran 20), wobei wieder zwei Steuerräume 18 und i9 vorhanden sind, die miteinander durch die Bohrungen 17 in Verbindung stehen. Mittels des Federsystems 7 und der einstellbaren Zusatzfeder 14 ist das Steuerschiebersystem wieder mit dem Arbeitskolbensystem auf Resonanz abgestimmt. Die Nullstellung wird wieder mittels der Mutter 16 so eingestellt, daß am unteren Ventilsitz ein geringer Querschnitt frei ist, so daß. bei Druckeinschaltung der Selbstanlauf möglich ist. Die Wirkungsweise entspricht der Anordnung nach Abb. i a.Fig. 3 shows the application of the invention to a pneumatic vibrator. In structure and mode of operation, it corresponds to the pressure oil vibrator according to Fig. I. Instead of the working piston, sealing and lubrication difficulties are avoided a membrane 21 is provided. The control slide 6 is also a diaphragm valve formed (membrane 20), where again two control rooms 18 and i9 are present, which are in communication with one another through the bores 17. By means of the spring system 7 and the adjustable additional spring 14 is the control slide system again with the Working piston system matched to resonance. The zero position is restored using the nut 16 adjusted so that a small cross section at the lower valve seat is free so that. self-start is possible when the pressure is switched on. The mode of action corresponds to the arrangement according to Fig. i a.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Self-excited vibrator of hydraulic or pneumatic type for attachment to work equipment for the purpose of vibrating, compressing, conveying or separating work goods, characterized in that the working piston system, consisting of working piston, working springs and working piston housing, is mechanically separated from the control slide system and the coupling of the two is tuned to resonance Systems takes place through the pressure medium.

2. Vibrator according to claim i, characterized in that the housing of the control slide is stationary and the control slide is supported against the housing by a coupling spring (7) with an additional spring (14) for setting the natural frequency of the control slide.

3. Vibrator according to claim i and 2, characterized by such a supply and discharge of the pressure medium via the Control slide that with increasing speed of the pressure medium an increasing Differential pressure acts on the control spool, which has a stimulating effect on the Control slide exerts.

4. Vibrator according to claim 3, characterized in that the control slide chamber by a partition with a throttle passage (17) in two halves (18 and i9) is divided, one half (18) with the pressure supply line (9) and the other half (i9) connected to the return line (io) via the controller will can, while the supply line to the working piston with one control chamber half (i9) is constantly connected.

5. Vibrator according to claim i to 4, characterized in that that the working piston for operation with compressed air as a diaphragm and the control slide are designed as a diaphragm valve.

6. Vibrator according to claim 5, characterized in that that the control diaphragm itself is used as a partition with a throttle passage.

7th Vibrator according to Claims 1 to 6, characterized in that in the rest position the control spool or the diaphragm valve lifted slightly out of the absolute zero position in such a way that the vibrator can start up automatically.