EP0070344B1 - Directional vibrator - Google Patents
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- EP0070344B1 EP0070344B1 EP81710026A EP81710026A EP0070344B1 EP 0070344 B1 EP0070344 B1 EP 0070344B1 EP 81710026 A EP81710026 A EP 81710026A EP 81710026 A EP81710026 A EP 81710026A EP 0070344 B1 EP0070344 B1 EP 0070344B1
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- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
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- B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T74/18—Mechanical movements
- Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
- Y10T74/18344—Unbalanced weights
Definitions
- Such unbalanced vibrators designed as directional vibrators are used in particular in the case of self-moving vibratory plates in which the direction of movement of the vibratory plate can be changed by changing the direction of vibration.
- two flyweights with imbalance shafts parallel to one another and mounted in a common housing rotate in opposite directions.
- Each of the centrifugal weights generates a centrifugal force rotating with the drive speed. Due to the opposite rotation of the two centrifugal weights, the centrifugal force components cancel each other out in one plane, while they add up in the plane perpendicular to it. This creates a resulting vibration in one plane.
- the position of this vibration level depends on the mutual phase relationship of the rotating centrifugal weights and can be changed by changing this phase relationship.
- a known arrangement which allows a constant adjustment of the flyweights during the run, is that the unbalanced shafts are each provided with a gear.
- the two gears are meshed with idler gears, the idler gears in turn meshing with each other.
- the intermediate gears sit on rockers which are pivotable about the axes of the unbalanced shafts and are connected to one another by a link, so that they form a parallel link mechanism with this link.
- One of the unbalanced shafts is driven.
- the parallel link mechanism By swiveling the parallel link mechanism with the two rockers, the angular position of the other unbalanced shaft relative to the driven unbalanced shaft is changed and thus the position of the resulting vibration plane.
- the invention is based on the object of relieving the displacement mechanism of such vibrations in an unbalance vibrator of the type defined at the outset.
- Each of the rockers on the side opposite the idler gear with respect to the axis of the unbalanced shaft has a counterweight.
- each of the rockers can be individually balanced, so that the resulting vibrations of the unbalance vibrator, even if they do not fall in the longitudinal direction of the rocker, do not exert any moments on the rocker about the axis of the unbalanced shaft.
- Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
- the unbalanced mass vibration generator includes a Hous' se 10 in the housing 10, a first unbalanced shaft is mounted in bearings 14 12th
- the first unbalanced shaft 12 carries a first flyweight 16. It is connected to a first gear 18.
- a pulley 20 is seated on the first unbalanced shaft 12, via which the first unbalanced shaft 12 can be driven by a motor (not shown).
- a second unbalanced shaft 22 is mounted in the housing 10 in parallel to the first unbalanced shaft 12 in bearings 24 and 26. It carries a second flyweight 28, which is formed here by two part weights 28A and 28B arranged symmetrically on both sides of the flyweight 16.
- a second gear 30 is connected to the second unbalanced shaft 22. The two gears 18 and 30 are not in engagement with each other.
- a first rocker 32 is pivotally mounted about the axis 33 of the first unbalanced shaft 12.
- a second rocker 34 is pivotally mounted about the axis 36 of the second unbalanced shaft 22.
- the rocker 34 consists of two halves 34A and 34B which are mounted on the second shaft 22 via ball bearings 38 and 40 on both sides of the gearwheel 30 and by a pin 42 at a distance from the second shaft 22 are connected.
- the rocker arm 32 is mounted on the first shaft 12 in a similar manner.
- a link 44 is articulated on the first and second rocker arms 32 and 34.
- a bolt 46 extends between the two parts 34A and 34B of the rocker 34.
- the link 44 is articulated between these parts 34A and 34B via a needle bearing 48 in one end.
- the link 44 is articulated on the rocker 32.
- the distance of the axis 50 about which the link 44 is pivotally articulated on the rocker 34 from the axis 36 of the second shaft 22 is the same as the distance of the axis 52 about which the link 44 is pivotally articulated on the first rocker 32, from the axis 33 of the first unbalanced shaft 12.
- the effective length of the link 44 i. H. the distance between the axes 50 and 52 is equal to the distance between the axes 33 and 36 of the unbalanced shafts 12 and 22, respectively. It is thereby achieved that the axes 33, 36, 50 and 52 always form the corners of a parallelogram and the rockers 32 and 34 always run parallel to one another.
- a first intermediate gear 54 is rotatably mounted on the first rocker 32 at a distance from the axis 33 of the first unbalanced shaft 12.
- the first idler gear 54 is engaged with the first gear 18.
- a second idler gear 56 is rotatably supported on the second rocker 34 at the same distance from the axis 36 of the second imbalance shaft 22 that the first idler gear 54 is from the axis 33 of the first imbalance shaft 12 has.
- the second intermediate gear 56 is rotatably mounted on the pin 42 via a needle bearing 58.
- the first intermediate gear 54 is mounted on the rocker 32 in the same way.
- the second intermediate gear 54 is engaged with the second gear 30. 1, it is also in engagement with the first intermediate gear 54.
- the second unbalanced shaft 22 is driven by the first unbalanced shaft 12 via the gear 18, the first intermediate gear 54, the second gear 56 and the second gear 30, in opposite directions to the unbalanced shaft 12.
- the two rockers 32 and 34 can be pivoted by means of an adjusting mechanism 60, which will be described later.
- each of the rockers 32 and 34 has a counterweight 62 and 64 on the side opposite the intermediate gear 54 and 56 with respect to the axis 33 and 36 of the unbalanced shaft 12 and 22, respectively. Due to the counterweights, each of the rockers 32 and 34 is' balanced with respect to its pivot axis, namely the axes 33 and 36, respectively.
- the link 44 is articulated on the rocker arms 32 and 34 on the side opposite the intermediate gears 54 and 56 with respect to the axes 33 and 36 of the unbalanced shafts 12 and 22, respectively.
- the adjustment mechanism 60 includes a toothed segment 66 that is attached to one of the rockers, in the preferred embodiment shown, to the second rocker 34.
- the toothed segment 66 is curved about the axis 36 of the associated unbalanced shaft 22.
- a toothed rack 68 is guided in longitudinally displaceable fashion in bushings 70, 72 and engages with the toothed segment 66.
- the rack 68 is adjustable by means of movement transmission means, which in the preferred exemplary embodiment shown are formed by a Bowden cable 74.
- a relatively light adjustment mechanism with a Bowden cable 74 can be used for the adjustment.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen als Richtschwinger ausgebildeten Unwuchtrüttler mit verstellbarer Schwingungsrichtung, enthaltend
- (a) ein Gehäuse
- (b) eine erste Unwuchtwelle, die
- (b1) in dem Gehäuse gelagert ist,
- (b2) ein erstes Fliehgewicht trägt,
- (b3) mit einem ersten Zahnrad verbunden ist und
- (b4) durch einen Motor antreibbar ist
- (c) eine zweite Unwuchtwelle, die
- (C1) in dem Gehäuse parallel zu der ersten Unwuchtwelle gelagert ist,
- (c2) ein zweites Fliehgewicht trägt und
- (c3) mit einem zweiten Zahnrad verbunden ist,
- (d) eine erste Schwinge, die um die Achse der ersten Unwuchtwelle schwenkbar gelagert ist,
- (e) eine zweite Schwinge, die um die Achse der zweiten Unwuchtwelle schwenkbar gelagert ist,
- (f) einen Lenker,
- (f1) der an der ersten und der zweiten Schwinge in gleichen Abständen von den Achsen der zugehörigen Unwuchtwellen angelenkt ist und
- (f2) dessen effektive Länge gleich dem Abstand dieser Achsen voneinander ist,
- (g) ein erstes Zwischenzahnrad, das
- (gi) an der ersten Schwinge im Abstand von der Achse der ersten Unwuchtwelle drehbar gelagert ist und
- (g2) mit dem ersten Zahnrad in Eingriff ist,
- (h) ein zweites Zwischenzahnrad, das
- (h1) an der zweiten Schwinge in den gleichen Abstand von der Achse der zweiten Unwuchtwelle drehbar gelagert ist, den das erste Zwischenzahnrad von der Achse der ersten Unwuchtwelle hat,
- (ho mit dem zweiten Zahnrad in Eingriff ist und
- (h3) mit dem ersten Zwischenzahnrad in Eingriff ist und
- (i) einen Verstellmechanismus, durch den die beiden Schwingen verschwenkbar sind.
- (a) a housing
- (b) a first unbalance shaft, the
- (b 1 ) is stored in the housing,
- (b 2 ) carries a first flyweight,
- (b 3 ) is connected to a first gear and
- (b 4 ) can be driven by a motor
- (c) a second unbalance shaft, the
- ( C1 ) is mounted in the housing parallel to the first unbalanced shaft,
- (c 2 ) carries a second flyweight and
- (c 3 ) is connected to a second gear,
- (d) a first rocker which is pivotally mounted about the axis of the first unbalanced shaft,
- (e) a second rocker which is pivotally mounted about the axis of the second unbalanced shaft,
- (f) a handlebar,
- (f 1 ) which is articulated on the first and second rockers at equal distances from the axes of the associated unbalanced shafts and
- (f2) whose effective length is equal to the distance between these axes,
- (g) a first idler gear that
- (g i ) is rotatably mounted on the first rocker at a distance from the axis of the first unbalanced shaft and
- (g2) is engaged with the first gear,
- (h) a second idler gear that
- (h 1 ) is rotatably mounted on the second rocker at the same distance from the axis of the second unbalanced shaft that the first intermediate gear has from the axis of the first unbalanced shaft,
- (ho is engaged with the second gear and
- (h 3 ) is engaged with the first idler gear and
- (i) an adjustment mechanism by means of which the two rockers can be pivoted.
Solche als Richtschwinger ausgebildete Unwuchtrüttler werden insbesondere bei selbstbeweglichen Rüttelplatten verwendet, bei denen durch Veränderung der Schwingungsrichtung die Bewegungsrichtung der Rüttelplatte veränderbar ist. Bei solchen Unwuchtrüttlern laufen zwei Fliehgewichte mit zueinander parallelen, in einem gemeinsamen Gehäuse gelagerten Unwuchtwellen gegensinnig um. Jedes der Fliehgewichte erzeugt eine mit der Antriebsdrehzahl umlaufende Fliehkraft. Durch den gegensinnigen Umlauf der beiden Fliehgewichte heben sich die Fliehkraftkomponenten in einer Ebene auf, während sie sich in der dazu senkrechten Ebene addieren. Es entsteht so eine resultierende Schwingung in einer Ebene. Die Lage dieser Schwingungsebene hängt von der gegenseitigen Phasenbeziehung der umlaufenden Fliehgewichte ab und kann durch Veränderung dieser Phasenbeziehung verändert werden.Such unbalanced vibrators designed as directional vibrators are used in particular in the case of self-moving vibratory plates in which the direction of movement of the vibratory plate can be changed by changing the direction of vibration. In the case of such imbalance shakers, two flyweights with imbalance shafts parallel to one another and mounted in a common housing rotate in opposite directions. Each of the centrifugal weights generates a centrifugal force rotating with the drive speed. Due to the opposite rotation of the two centrifugal weights, the centrifugal force components cancel each other out in one plane, while they add up in the plane perpendicular to it. This creates a resulting vibration in one plane. The position of this vibration level depends on the mutual phase relationship of the rotating centrifugal weights and can be changed by changing this phase relationship.
Diese Veränderung der gegenseitigen Phasenbeziehung der Fliehgewichte muß während des Laufs des Unwuchtrüttlers stattfinden und sollte vorzugsweise stetig erfolgen.This change in the mutual phase relationship of the flyweights must take place during the run of the unbalance shaker and should preferably take place continuously.
Eine bekannte Anordnung, die eine stetige Verstellung der Fliehgewichte während des Laufes gestattet, besteht darin, daß die Unwuchtwellen mit je einem Zahnrad versehen sind. Die beiden Zahnräder sind mit Zwischenzahnrädern in Eingriff, wobei die Zwischenzahnräder ihrerseits miteinander in Eingriff sind. Die Zwischenzahnräder sitzen auf Schwingen, die um die Achsen der Unwuchtwellen verschwenkbar und durch einen Lenker miteinander verbunden sind, so daß sie mit diesem Lenker ein Parallellenkergetriebe bilden. Eine der Unwuchtwellen wird angetrieben. Durch Verschwenkung des Parallellenkergetriebes mit den beiden Schwingen wird die Winkellage der anderen Unwuchtwelle gegenüber der angetriebenen Unwuchtwelle verändert und damit die Lage der resultierenden Schwingungsebene.A known arrangement, which allows a constant adjustment of the flyweights during the run, is that the unbalanced shafts are each provided with a gear. The two gears are meshed with idler gears, the idler gears in turn meshing with each other. The intermediate gears sit on rockers which are pivotable about the axes of the unbalanced shafts and are connected to one another by a link, so that they form a parallel link mechanism with this link. One of the unbalanced shafts is driven. By swiveling the parallel link mechanism with the two rockers, the angular position of the other unbalanced shaft relative to the driven unbalanced shaft is changed and thus the position of the resulting vibration plane.
Bei den bekannten Unwuchtrüttlern dieser Art ergaben sich Probleme dann, wenn die resultierende Schwingungsebene nicht parallel zur Längsrichtung der Schwingen verläuft, also parallel zu den Ebenen, die durch die Achsen der Unwuchtwellen und die Achsen der Zwischenzahnräder gehen. Dann wirken nämlich auf die Zwischenzahnräder infolge der Schwingungen Trägheitskräfte, welche die Schwingen periodisch hin- und herzubewegen trachten. Diese Trägheitskräfte werden an dem Verstellmechanismus wirksam und müssen von diesem aufgenommen werden. Die bekannten Unwuchtrüttler dieser Art enthielten daher aufwendige Verstellmechanismen z. B. in Form eines Schneckentriebs.In the case of the known unbalance vibrators of this type, problems arose when the resulting vibration plane is not parallel to the longitudinal direction of the rockers, that is to say parallel to the planes which pass through the axes of the unbalance shafts and the axes of the intermediate gearwheels. Then, because of the vibrations, inertial forces act on the intermediate gears, which periodically move the rockers back and forth. These inertial forces act on the adjustment mechanism and must be absorbed by it. The known unbalance vibrators of this type therefore contained complex adjustment mechanisms such. B. in the form of a worm gear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, bei einem Unwuchtrüttler der eingangs definierten Art den Verstellmechanismus von solchen Schwingungen zu entlasten.The invention is based on the object of relieving the displacement mechanism of such vibrations in an unbalance vibrator of the type defined at the outset.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention, this object is achieved in that
(j) jede der Schwingen auf der dem Zwischenzahnrad in Bezug auf die Achse der Unwuchtwelle gegenüberliegenden Seite ein Gegengewicht aufweist.(j) Each of the rockers on the side opposite the idler gear with respect to the axis of the unbalanced shaft has a counterweight.
Auf diese Weise kann jede der Schwingen für sich masseausgeglichen werden, so daß die resultierenden Schwingungen des Unwuchtrüttlers, auch wenn sie nicht in die Längsrichtung der Schwinge fallen, keine Momente auf die Schwinge um die Achse der Umwuchtwelle ausüben.In this way, each of the rockers can be individually balanced, so that the resulting vibrations of the unbalance vibrator, even if they do not fall in the longitudinal direction of the rocker, do not exert any moments on the rocker about the axis of the unbalanced shaft.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert :
Figur 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines als Richtschwinger ausgebildeten Unwuchtrüttler.- Figur 2 zeigt eine Endansicht des Unwuchtrüttlers, ebenfalls teilweise im Schnitt.
- Figur 3 zeigt eine Draufsicht des Unwuchtrüttlers ebenfalls teilweise im Schnitt.
- FIG. 1 is a side view, partly in section, of an unbalance shaker designed as a directional vibrator.
- Figure 2 shows an end view of the unbalance shaker, also partially in section.
- Figure 3 shows a top view of the unbalance vibrator, also partially in section.
Der Unwuchtrüttler enthält ein Gehä 'se 10. In dem Gehäuse 10 ist eine erste Unwuchtwelle 12 in Lagern 14 gelagert. Die erste Unwuchtwelle 12 trägt ein erstes Fliehgewicht 16. Sie ist mit einem ersten Zahnrad 18 verbunden. Auf der ersten Unwuchtwelle 12 sitzt eine Riemenscheibe 20, über die die erste Unwuchtwelle 12 von einem (nicht dargestellten) Motor antreibbar ist. Eine zweite Unwuchtwelle 22 ist in dem Gehäuse 10 parallel zu der ersten Unwuchtwelle 12 in Lagern 24 und 26 gelagert. Sie trägt ein zweites Fliehgewicht 28, das hier von zwei symmetrisch beiderseits des Fliehgewichts 16 angeordneten Teilgewichten 28A und 28B gebildet ist. Mit der zweiten Unwuchtwelle 22 ist ein zweites Zahnrad 30 verbunden. Die beiden Zahnräder 18 und 30 stehen nicht miteinander in Eingriff.The unbalanced mass vibration generator includes a Hous' se 10 in the
Eine erste Schwinge 32 ist um die Achse 33 der ersten Unwuchtwelle 12 schwenkbar gelagert. Eine zweite Schwinge 34 ist um die Achse 36 der zweiten Unwuchtwelle 22 schwenkbar gelagert. Wie aus Fig. 2 am besten ersichtlich ist, besteht die Schwinge 34 aus zwei Hälften 34A und 34B, die über Kugellager 38 und 40 beiderseits des Zahnrads 30 auf der zweiten Welle 22 gelagert und durch einen Zapfen 42 im Abstand von der zweiten Welle 22 miteinander verbunden sind. In ähnlicher Weise ist die Schwinge 32 auf der ersten Welle 12 gelagert. An der ersten und der zweiten Schwinge 32 und 34 ist ein Lenker 44 angelenkt. Ein Bolzen 46 erstreckt sich zwischen den beiden Teilen 34A und 34B der Schwinge 34. Auf diesem Bolzen 46 ist zwischen diesen Teilen 34A und 34B der Lenker 44 über ein Nadellager 48 in einem Ende angelenkt. In gleicher Weise ist der Lenker 44 an der Schwinge 32 angelenkt. Der Abstand der Achse 50 um welche der Lenker 44 an der Schwinge 34 schwenkbar angelenkt ist, von der Achse 36 der zweiten Welle 22 ist der gleiche wie der Abstand der Achse 52, um die der Lenker 44 an der ersten Schwinge 32 schwenkbar angelenkt ist, von der Achse 33 der ersten Unwuchtwelle 12. Die effektive Länge des Lenkers 44, d. h. der Abstand der Achsen 50 und 52 ist gleich dem Abstand der Achsen 33 und 36 der Unwuchtwellen 12 bzw. 22 voneinander. Dadurch wird erreicht, daß die Achsen 33, 36, 50 und 52 stets die Ecken eines Parallelogramms bilden und die Schwingen 32 und 34 immer zueinander parallel verlaufen.A
Ein erstes Zwischenzahnrad 54 ist an der ersten Schwinge 32 im Abstand von der Achse 33 der ersten Unwuchtwelle 12 drehbar gelagert. Das erste Zwischenzahnrad 54 ist in Eingriff mit dem ersten Zahnrad 18. Ein zweites Zwischenzahnrad 56 ist an der zweiten Schwinge 34 in dem gleichen Abstand von der Achse 36 der zweiten Unwuchtwelle 22 drehbar gelagert, den das erste Zwischenzahnrad 54 von der Achse 33 der ersten Unwuchtwelle 12 hat. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist das zweite Zwischenzahnrad 56 auf dem Zapfen 42 über ein Nadellager 58 drehbar gelagert. Das erste Zwischenzahnrad 54 ist in gleicher Weise an der Schwinge 32 gelagert. Das zweite Zwischenzahnrad 54 ist mit dem zweiten Zahnrad 30 in Eingriff. Es ist außerdem, wie aus Figur 1 ersichtlich ist, mit dem ersten Zwischenzahnrad 54 in Eingriff. Dadurch wird die zweite Unwuchtwelle 22 von der ersten Unwuchtwelle 12 über das Zahnrad 18, erste Zwischenzahnrad 54, das zweite Zahnrad 56 und das zweite Zahnrad 30 angetrieben, und zwar gegensinnig zu der Unwuchtwelle 12.A first
Durch einen noch zu beschreibenden Verstellmechanismus 60 sind die beiden Schwingen 32 und 34 verschwenkbar.The two
Wie aus Figur 1 und 2 ersichtlich ist, weist jede der Schwingen 32 und 34 auf der dem Zwischenzahnrad 54 bzw. 56 in bezug auf die Achse 33 bzw. 36 der Unwuchtwelle 12 bzw. 22 gegenüberliegenden Seite ein Gegengewicht 62 bzw. 64 auf. Durch die Gegengewichte ist jede der Schwingen 32 und 34 in' bezug auf ihre Schwenkachse, nämlich die Achse 33 bzw. 36 masseausgeglichen.As can be seen from FIGS. 1 and 2, each of the
Bei der dargestellten Ausführung ist der Lenker 44 auf der den Zwischenzahnrädern 54 und 56 in bezug auf die Achsen 33 bzw. 36 der Unwuchtwellen 12 bzw. 22 gegenüberliegenden Seite an den Schwingen 32 bzw. 34 angelenkt.In the embodiment shown, the
Der Verstellmechanismus 60 enthält ein Zahnsegment 66, daß an einer der Schwingen, bei dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel an der zweiten Schwinge 34 angebracht ist. Das Zahnsegment 66 ist um die Achse 36 der zugehörigen Unwuchtwelle 22 gekrümmt. Eine Zahnstange 68 ist in Buchsen 70, 72 im Gehäuse 10 längsverschiebbar geführt und mit dem Zahnsegment 66 in Eingriff. Die Zahnstange 68 ist durch Bewegungsübertragungsmittel verstellbar, die bei dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel von einem Bowdenzug 74 gebildet werden.The
Dadurch, daß die Schwingen 32 und 34 masseausgeglichen sind und dadurch die geschilderten Schwingungen vermieden werden, kann für die Verstellung ein relativ leichter Verstellmechanismus mit einem Bowdenzug 74 verwendet werden.Because the
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