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Vibrator Die Erfindung betrifft eine Vibrationsvorrichtung von der
Art, bei welcher ein rotierendes Glied, das am Ende einer drehbaren Welle befestigt
ist, eine Planetenbewegung ausführt und im Kontakt mit einer Rotationsfläche ist,
welche im Innern eines zylindrischen Gehäuses vorgesehen ist, wobei die Welle nur
an ihrem anderen Ende gelagert ist, so daß die Welle und das rotierende Glied ein
konisches Pendel bilden.
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Bei den bekannten Vibrationsvorrichtungen ist die pendelnde Welle
entweder in einem sphärischen Kugellager od. dgl. gelagert, oder sie ist mit einer
Antriebswelle über ein Universalgelenk verbunden. Diese Ausführungen sind jedoch
nicht zufriedenstellend, da sie einer raschen Abnutzung unterliegen infolge der
hohen Tourenzahlen, welche bei solchen Vorrichtungen üblich sind. Überdies hat sich
beim Gebrauch von sphärischen Kugellagern herausgestellt, daß es nahezu unmöglich
ist, eine genügende Abdichtung gegen das Innere des Gehäuses zu erzielen.
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Gemäß der Erfindung werden diese genannten Nachteile vollkommen dadurch
vermieden, daß das gelagerte Ende der Welle starr ausgeführt ist und gegen radiale
Verstellung gesichert ist, während der übrige Teil der Welle biegbar oder federnd
ist und dadurch die Planetenbewegung des rotierenden Gliedes gestattet. Zweckmäßig
ist das starre Wellenende in zwei Lagern, z. Bi Kugellagern, gelagert, welche im
Abstand voneinander sich befinden
und so als Führung für dieses
Wellenende dienen. Die Starrheit des letzteren verhindert ein Federn in den Lagern.
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Gemäß der Erfindung werden diese genannten Nachteile vollkommen dadurch
vermieden, daß das gelagerte Ende der Welle starr ausgeführt ist und gegen radiale
Verstellung gesichert ist, während der übrige Teil der Welle biegbar oder federnd
ist und dadurch die Planetenbewegung des rotierenden Gliedes gestattet. Zweckmäßig
ist das starre Wellenende in zwei Lagern, z. B. Kugellagern, gelagert, welche im
Abstand voneinander sich befinden und so als Führung für dieses Wellenende dienen.
Dei Starrheit des letzteren verhindert ein Federn in den Lagern.
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Da kein Gelenk oder ähnliche Teile, welche starker Abnutzung unterliegen,
vorhanden ist, so ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bedeutend dauerhafter als
die bisher bekannten- Konstruktionen: Um eine annehmbare Lebensdauer der Lager oder
Universalgelenke bei den bekannten Ausführungen zu erhalten, darf die Frequenz (d.
h. die Zahl der vom rotierenden Glied in die Zeiteinheit eingeführten Oszillationen)
und die Zentrifugalkraft keine so höhen Werte erreichen, wie wünschenswert wäre.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt dagegen eine Frequenz und Zentrifugalkraft,
welche beträchtlich höher als früher ist, und auch das Problem der Abdichtung ist
auf einfache Weise gelöst, da die rotierende Welle an der Abdichtungswelle geführt
ist und nicht oszilliert.
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Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung
im Axialschnitt dargestellt.
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Die Vibrationsvorrichtung weist ein rohrförmiges Gehäuse oder einen
Zylinder i auf, in dessen einem Ende ein Bodenglied 2 angebracht ist. Diese zweiteilige
Konstruktion ist wegern bequemer Herstellung gewählt. Das äußere dickere Ende 3
der drehbaren Welle ist in zwei Kugellagern io geführt, welche im Abstand voneinander
im äußeren Teil des Zylindergehäuses angebracht sind. Das dickere Wellenende 3 besitzt
einen. solchen Durchmesser, daß jede federnde Wirkung in den Lagern vermieden ist.
Dieser Teil der Welle ist so zentriert und, parallel zur Längsachse des Gehäuses
gerichtet. Eine an sich bekannte und nicht gezeigte Abdichtung kann auf der Innenseite
des Lagers angebracht sein, um zu verhindern, daß Schmiermittel von den Lagern in
das Gehäuse gelangt. Der Wellenteil q., der außerhalb der Lager no sich befindet,
hat einen geringeren Durchmesser, um die erwünschte Federung oder Biegung zu ergeben,
und trägt an seinem äußeren: Ende ein rotierendes Glied 8, das in bekannter Weise
auf einer im Bodenteile des Gehäuses vorgesehenen Rotationsfläche 9 rollt.
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Wenn die Welle q. ziemlich lang ist, was gewöhnlich der Fall ist,
so wird sie großen Zentrifugalkräften unterworfen, und es besteht die Tendenz eines
Druckes bei hohen Tourenzahlen. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann, diese
Gefahr ganz beseitigt werden, wenn wenigstens ein zusätzliches rotierendes Glied
von kleinerem Durchmesser auf der Welle zwischen deren. Enden befestigt ist, um
als _ Abstützung für die Welle zu dienen, wobei dieses zusätzliche Glied mit einer
entsprechenden, ebenfalls im,Gehäuse vorgesehenen Rotationsfläche zusammenwirkt.
Wenn erwünscht, kann auch mehr als ein solches zusätzliches Glied vorgesehen sein..
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In Fig. i ist ein solches zusätzliches Abstützglied 5 gezeigt, das
im Kontakt mit der Innenfläche 6 eines im Gehäuse i eingesetzten Ringes ist. Gewöhnlich
wird. nur ein Abstützglied vorgesehen und, wie in Fig. i gezeigt, ist es in einem
Abstand vom rotierenden Glied 5, der etwa ein Drittel der Länge der biegsamen Welle
q. beträgt. Wie durch mathematische Berechnung leicht bewiesen werden kann, ist
das Verhältnis zwischen den. Umfängen des rotierenden Gliedes 8 und seiner Berührungsfläche
9 das gleiche wie das Verhältnis zwischen den Umfängen des Abstützgliedes 5 und
seiner Kontaktfläche 6, damit die gleiche Frequenz für beide Glieder 5 und 8 besteht
und ein Gleiten zwischen den miteinander im Kontakt befindlichen Flächen vermieden
wird. Überdies können die Durchmesser des Gliedes 8 und des Gliedes 5 so in Beziehung
zueinander sein, daß so wenig als möglich Beanspruchungen in der rotierenden Welle
entstehen, wenn diese Glieder auf ihren entsprechenden Rotationsflächen bei normaler
Tätigkeit abrollen.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Das Gehäuse i i ist aus einem einzigen Stück hergestellt, es könnte
aber auch aus zwei Teilen, wie in Fig. i, bestehen. Bei dieser Ausführungsform sind
die rotierenden Glieder 5 und 8 starr miteinander verbunden, z. B. durch ein röhrenförmiges
Element 12, das mit den Gliedern 5 und 8 verschweißt ist. Die Verbindung könnte
auch auf andere Art ausgeführt werden. Diese Glieder wirken daher als ein verlängertes
einziges Glied, das zwei getrennte Kontaktflächen aufweist.. Falls erwünscht, können
die. Glieder auch aus einem einzigen Stück bestehen: Wie in Fig. 2 gezeigt, sind
die starr miteinander verbundenen Glieder 5 und 8 mit zwei Rotationsflächen 6 bzw.
9 im Kontakt. Beide Glieder könnten jedoch auch mit einer gemeinsamen Rotationsfläche
im - Kontakt sein, 5- vorausgesetzt, daß ihr Abstand nicht zu groß ist.
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Eine solche in Fig. 2 gezeigte schwerere Ausführung kann von besonderem
Vorteil sein, wenn der Unterschied zwischen den Durchmessern der Glieder 5 und 8
und den Durchmessern ihrer Kontaktflächen nicht zu groß ist und die biegsame Welle
gleichzeitig verhältnismäßig lang ist. In diesem Falle werden wirksame Vibrationen
erhalten, ohne daß die Welle in größerem Maße gebogen wird.
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Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform bringt ein Stabilisieren der
Pendelbewegung zusammen mit- einer gleichmäßigeren Verteilung des Druckes gegen
die Kontaktflächen, wodurch sich eine gleichmäßigere Abnutzung ergibt.
Bei
den bisher gebräuchlichen Vibrationsvorrichtungen mit konischen Pendeln sind die
Erzeugende der Rotationsfläche und die Erzeugende desjenigen Teiles des rotierenden
Gliedes, das mit der Rotationsfläche im Kontakt ist, im allgemeinen gegen die Drehstelle
des Pendels gerichtet, z. B. ein sphärisches Kugellager oder ein Universalgelenk.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden das rotierende Glied und seine Welle
in Wirklichkeit kein konisches Pendel, da die Welle biegbar oder federnd ist, und
in diesem Falle sind jene Erzeugenden nach einem Punkt gerichtet, der im Abstand
von den Lagern io einwärts liegt. Wenn die Welle zwischen den Gliedern 5 und 8 biegbar
ist, wie in Fig. i gezeigt, sind die Erzeugenden des Gliedes 8 und der Kontaktfläche
9 nicht nach dem gleichen Punkt gerichtet wie die Erzeugenden des Gliedes 5 und
der Kontaktfläche 6, sondern die letzteren sind nach einem Punkt, der näher bei
den Lagern io liegt, gerichtet.
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Verschiedene Abänderungen von den gezeigten Ausführungsbeispielen
sind im Rahmen der durch die nachstehenden Ansprüche erläuterten Erfindung möglich.