EP0085271B1 - Vibrator with movable centrifugal parts adjustable in dependence upon the rotation speed - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an unbalance exciter with a rotating shaft and a flywheel rigidly connected to it, with at least one generally sector-shaped, movable flywheel which is freely rotatable relative to the shaft and with a driver which interacts with the movable flywheel during the rotation of the shaft and which moves the movable flywheel in the Takes way that in one direction of rotation of the shaft, the imbalance is greater and in the other direction of rotation of the shaft, the imbalance is smaller.
- Imbalance exciters of this type are used, for example, in road construction machines to generate vibrations.
- a shaft with a swing piece rigidly connected to it is mounted in a housing.
- Movable swing pieces which are generally semicircular sector-shaped, are freely rotatably mounted on the shaft on both sides of the swing piece.
- the rigidly connected flywheel carries a driver in a vibrating metal bearing, which runs axially parallel to the shaft and comes into contact with the movable flywheels in semi-cylindrical recesses when the shaft rotates and takes them with them.
- the excitation force is greater or smaller, depending on how the centrifugal force of the swing piece rigidly connected to the shaft is geometrically added to the centrifugal force of the movable swing pieces.
- an unbalance shaker with two flyweights which can be rotated relative to one another between a first and a second stop position.
- a flyweight is driven by a drive motor.
- the other centrifugal weight is mounted so that it can rotate freely on a stationary axis, coaxially with the driven centrifugal weight. It comes to rest in the first stop position on a first and in a second stop position on a second stop of the first flyweight.
- the two centrifugal weights are essentially offset by 180 °, so that practically no resulting centrifugal force occurs.
- the flyweights are essentially aligned, so that a maximum excitation force results.
- a centrifugal force-controlled latch mechanism locks the two centrifugal weights together in the first stop position and in the second stop position.
- the lock in the first stop position is only released when starting when the speed has exceeded a certain minimum value.
- the lock is released when the speed falls below a certain value when the unbalance vibrator is switched off. steps. Relocking in the first stop position is then achieved in that the directly driven centrifugal weight has a lower moment of inertia and therefore loses speed more quickly than the freely rotating centrifugal weight after the drive has been switched off. As a result, the flyweights return to the first stop position relative to one another, in which the pawl mechanism engages again.
- FR-A 1 601 522 discloses an unbalance vibrator with a centrifugal weight that is adjustable as a function of the speed.
- the centrifugal force is adjusted by the centrifugal force in the radial direction against the action of a spring.
- the start-up of the unbalance vibrator is to be made easier.
- Such a construction is complicated.
- the unbalance depends on the speed, i. H. an increase in the unbalance always requires an increase in the speed. This is undesirable, since the centrifugal force depends quadratic on the speed anyway.
- the known arrangement therefore permits easier starting of the unbalance vibrator, but not working with different unbalances at one and the same speed or with small unbalance at high speeds and large unbalance at low speeds.
- US-A 2860783 shows a vibration generator with two flyweights, which are rotatably mounted side by side on a shaft piece.
- a housing is wedged with the shaft piece and surrounds the centrifugal weights.
- the housing has a pair of stops for each centrifugal weight, between which centrifugal weights are each movable relative to the housing. If the centrifugal weights rest against one stop of the pairs, they are essentially 180 ° offset, so that their centrifugal forces cancel each other out. If they rest on the other stop of the pairs, the maximum unbalance results.
- the shaft piece is eccentric, so that the housing with the flyweights executes a circular movement. This causes the centrifugal weights to move to the maximum unbalance position.
- a ratchet mechanism with a centrifugal-controlled pawl holds it up to a certain speed at the first stops in the 180 ° offset position. The ratchet mechanism causes the imbalance shaker to return to this position.
- FR-A 2 382 950 shows an unbalance shaker with a first centrifugal weight fixedly connected to a driven unbalanced shaft and a second centrifugal weight rotatably mounted on the unbalanced shaft.
- the second centrifugal weight can be carried by the first centrifugal weight via a stop in an angular position which is offset by 180 ° relative to the first centrifugal weight. This can be done with a coaxial shift shaft running in the unbalanced shaft second centrifugal weight can be coupled with the first centrifugal weight via a radial arm and a stop either in one or the other angular position.
- the object of the invention is accordingly to provide an imbalance exciter of the aforementioned type, in which no harmful changes in the resulting centrifugal force are caused by the inertia of the movable swinging pieces.
- this object is achieved in that a speed-dependent locking member is provided in a locking position and in a release position and in the locking position of the locking member the movable swing piece is held in contact with the driver and that the locking member is arranged in the locked position as long as the speed the shaft is greater than a switching speed at which the larger unbalance generates the same excitation force as the smaller unbalance at its operating speed.
- the movable swing piece or flyweight is locked in its position corresponding to the smaller unbalance by a speed-dependent locking member.
- the invention is based on the knowledge, not conveyed by DE-B 1 285777, that otherwise impermissibly high excitation forces can occur and the task of avoiding such impermissibly high excitation forces.
- the speed at which the release takes place is set in a specific relationship to the excitation forces generated by the unbalance in the two operating modes.
- the invention is not about unbalanced starting (in one direction of rotation) but rather the generation of different unbalances in clockwise and counter-clockwise rotation.
- BE-A 529 896 in turn neither poses nor solves the problem of exceeding the permissible vibratory force when switching off or reversing the unbalance vibrator.
- the switching speed is equal to the boost speed for the larger unbalance.
- the load speed is the speed at which the excitation force of the unbalance exciter is no longer sufficient to overcome the axle load of the construction machine and cause the roller body to jump.
- the switching speed is lower than the boost speed in order to reliably exclude harmful effects when the movable swinging pieces are adjusted due to inertia.
- the locking member can be a hysteresis-loaded, spring-loaded locking pin which can be adjusted radially outward in the radial recess of the shaft by the action of centrifugal force and radially inward under the force of a spring.
- the switching speed can then be determined in that the centrifugal force acting on the locking pin is the same as the spring force acting on the locking pin.
- the hysteresis is caused by the fact that the centrifugal force acting on the locking pin is greater than in the release position due to its different radial position, so that the adjustment of the movable swinging piece in the start-up phase of the unbalance exciter is certainly not hindered by the adjustment of the locking pin.
- the installation of the movable swing piece on the locking pin during the phase-out phase of the unbalance exciter also has a favorable effect, since the transverse force thus created enables the locking pin to be released under the action of the spring only at a relatively low speed.
- Fig. 1 shows a bearing housing 1, in which a shaft 2 with a rigidly connected thereto Swing piece 3 is stored in bearings 4. One end of the shaft 2 is led out of the bearing housing 1 and connected to a drive motor (not shown). Movable swing pieces 5 are located on both sides of the rigidly connected swing piece 3, which are freely rotatable on the shaft 2. Each movable swing piece 5 (see FIG. 2) has an inner bore which is adapted to the outer diameter of the shaft 2 and is eccentric with respect to the swing piece.
- the movable flywheel 5 forms in part a massive, approximately semi-circular flywheel 6 in cross section and the other partly parallel, also approximately semi-circular guide rings 7 between the end faces of the flywheel 6 prevented by a driver 8 in the form of a driver bolt, which protrudes between the guide rings 7 and is screwed into a radial threaded bore 9 on the circumference of the shaft 2.
- the radial bore 9 is offset by 90 ° against the center plane of the rigidly connected swing piece 3.
- the driving pin for shock absorption is provided with a buffer ring 10 made of an elastic material.
- the shaft 2 On the diametrically opposite side of the driving pin, the shaft 2 is provided with a stepped radial recess in the form of a blind bore 11.
- the blind bore 11 receives a locking member 12 which is designed as a locking bolt with a head 13 which is movable in the blind bore 11.
- the blind bore 11 widens on the circumference of the shaft 2 to an extension 14 into which a guide member 15 is inserted and secured with a locking ring 16.
- the locking member 12 is guided in the guide member 15. Between the guide member 15 and the head 13 there is a spring 17 which biases the locking member 12 in the retracted position shown.
- the springs 17 are dimensioned such that the locking members 12 are only retracted at a switching speed which is 80% of the load speed. This ensures that the inertia-related adjustment of the movable swinging pieces takes place independently of the respective operating speed only when this adjustment no longer influences the effect exerted by the road construction machine; a further security is obtained in that a transverse force is created by the contact of the movable swing piece 5 on the locking member 12, which inhibits the retraction of the locking member 12.
- the locking member 12 In the retracted release position, the locking member 12 is located at a smaller distance from the axis of rotation of the shaft 2; To generate a centrifugal force that overcomes the force of the spring 17, a rotational speed is therefore required which is greater than the rotational speed for the withdrawal from the locked position.
- the hysteresis caused thereby ensures that the transition of the locking members 12 into the locking position only takes place when the movable swing pieces 5 have assumed their operating position. This hysteresis is reinforced by the aforementioned lateral force.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Unwuchterreger mit einer umlaufenden Welle und einem damit starr verbundenen Schwungstück, mit mindestens einem gegenüber der Welle frei drehbaren, allgemein sektorförmigen, beweglichen Schwungstück und mit einem mit dem beweglichen Schwungstück beim Umlauf der Welle zusammenwirkenden Mitnehmer, der das bewegliche Schwungstück in der Weise mitnimmt, daß in der einen Drehrichtung der Welle die Unwucht größer und in der anderen Drehrichtung der Welle die Unwucht kleiner ist.The invention relates to an unbalance exciter with a rotating shaft and a flywheel rigidly connected to it, with at least one generally sector-shaped, movable flywheel which is freely rotatable relative to the shaft and with a driver which interacts with the movable flywheel during the rotation of the shaft and which moves the movable flywheel in the Takes way that in one direction of rotation of the shaft, the imbalance is greater and in the other direction of rotation of the shaft, the imbalance is smaller.
Unwuchterreger dieser Art werden beispielsweise in Straßenbaumaschinen zur Erzeugung von Vibrationen eingesetzt. Bei einem bekannten Unwuchtrüttler (DE-B 1 285777) ist eine Welle mit einem damit starr verbundenen Schwungstück in einem Gehäuse gelagert. Zu beiden Seiten des Schwungstücks sind bewegliche Schwungstücke, die allgemein halbkreissektorförmig ausgebildet sind, frei drehbar auf der Welle gelagert.Imbalance exciters of this type are used, for example, in road construction machines to generate vibrations. In a known unbalance shaker (DE-B 1 285777), a shaft with a swing piece rigidly connected to it is mounted in a housing. Movable swing pieces, which are generally semicircular sector-shaped, are freely rotatably mounted on the shaft on both sides of the swing piece.
Das starr verbundene Schwungstück trägt in einem Schwingmetall-Lager einen Mitnehmer, der achsparallel zu der Welle verläuft und beim Umlauf der Welle in halbzylindrischen Ausnehmungen an den beweglichen Schwungstücken zur Anlage kommt und diese mitnimmt. Je nach Drehrichtung der Welle ist dabei die Erregerkraft größer oder kleiner, je nachdem, wie sich die Zentrifugalkraft des starr mit der Welle verbundenen Schwungstücks geometrisch zu der Zentrifugalkraft der beweglichen Schwungstücke addiert.The rigidly connected flywheel carries a driver in a vibrating metal bearing, which runs axially parallel to the shaft and comes into contact with the movable flywheels in semi-cylindrical recesses when the shaft rotates and takes them with them. Depending on the direction of rotation of the shaft, the excitation force is greater or smaller, depending on how the centrifugal force of the swing piece rigidly connected to the shaft is geometrically added to the centrifugal force of the movable swing pieces.
Durch die BE-A 529 896 ist ein Unwuchtrüttler mit zwei Fliehgewichten bekannt, die relativ zueinander zwischen einer ersten und einer zweiten Anschlagstellung verdrehbar sind. Ein Fliehgewicht wird von einem Antriebsmotor angetrieben. Das andere Fliehgewicht ist gleichachsig zu dem angetriebenen Fliehgewicht frei drehbar auf einer stillstehenden Achse gelagert. Es kommt in der ersten Anschlagstellung an einem ersten und in einer zweiten Anschlagstellung an einem zweiten Anschlag des ersten Fliehgewichts zur Anlage. In der ersten Anschlagstellung sind die beiden Fliehgewichte im wesentlichen 180° winkelversetzt, so daß praktisch keine resultierende Fliehkraft auftritt. In der zweiten Anschlagstellung sind die Fliehgewichte im wesentlichen gleichgerichtet, so daß sich eine maximale Erregerkraft ergibt. Ein fliehkraftgesteuerter Klinkenmechanismus verriegelt die beiden Fliehgewichte miteinander einmal in der ersten Anschlagstellung und zum anderen in der zweiten Anschlagstellung. Die Verriegelung in der ersten Anschlagstellung wird beim Anlaufen erst gelöst, wenn die Drehzahl einen bestimmten Mindestwert überschritten hat. In der zweiten Anschlagstellung wird die Verriegelung gelöst, wenn die Drehzahl beim Abschalten des Unwuchtrüttlers einen bestimmten Wert unter-. schreitet. Ein Wiederverriegeln in der ersten Anschlagstellung wird dann dadurch erreicht, daß das direkt angetriebene Fliehgewicht ein geringeres Trägheitsmoment besitzt und daher nach Abschalten des Antriebs schneller an Drehzahl verliert als das frei umlaufende Fliehgewicht. Dadurch gelangen die Fliehgewichte wieder in die erste Anschlagstellung relativ zueinander, in welcher der Klinkenmechanismus wieder einrastet.From BE-A 529 896 an unbalance shaker with two flyweights is known which can be rotated relative to one another between a first and a second stop position. A flyweight is driven by a drive motor. The other centrifugal weight is mounted so that it can rotate freely on a stationary axis, coaxially with the driven centrifugal weight. It comes to rest in the first stop position on a first and in a second stop position on a second stop of the first flyweight. In the first stop position, the two centrifugal weights are essentially offset by 180 °, so that practically no resulting centrifugal force occurs. In the second stop position, the flyweights are essentially aligned, so that a maximum excitation force results. A centrifugal force-controlled latch mechanism locks the two centrifugal weights together in the first stop position and in the second stop position. The lock in the first stop position is only released when starting when the speed has exceeded a certain minimum value. In the second stop position, the lock is released when the speed falls below a certain value when the unbalance vibrator is switched off. steps. Relocking in the first stop position is then achieved in that the directly driven centrifugal weight has a lower moment of inertia and therefore loses speed more quickly than the freely rotating centrifugal weight after the drive has been switched off. As a result, the flyweights return to the first stop position relative to one another, in which the pawl mechanism engages again.
Durch die FR-A 1 601 522 ist ein Unwuchtrüttler mit einem drehzahlabhängig verstellbaren Fliehgewicht bekannt. Bei dieser Konstruktion erfolgt eine Verstellung des Fliehgewichts durch die Fliehkraft in radialer Richtung gegen die Wirkung einer Feder. Es soll auf diese Weise - wie bei der vorerwähnten BE-A 529 896 - das Anlaufen des Unwuchtrüttlers erleichtert werden. Eine solche Konstruktion ist kompliziert. Die Unwucht ist von der Drehzahl abhängig, d. h. eine Erhöhung der Unwucht erfordert stets auch eine Erhöhung der Drehzahl. Das ist unerwünscht, da die Fliehkraft sowieso quadratisch von der Drehzahl abhängt. Die bekannte Anordnung gestattet daher zwar ein leichterers Anlaufen des Unwuchtrüttlers, aber nicht das Arbeiten mit unterschiedlichen Unwuchten bei ein und derselben Drehzahl oder mit kleiner Unwucht bei großen Drehzahlen und großer Unwucht bei kleinen Drehzahlen.FR-A 1 601 522 discloses an unbalance vibrator with a centrifugal weight that is adjustable as a function of the speed. In this construction, the centrifugal force is adjusted by the centrifugal force in the radial direction against the action of a spring. In this way - as with the aforementioned BE-A 529 896 - the start-up of the unbalance vibrator is to be made easier. Such a construction is complicated. The unbalance depends on the speed, i. H. an increase in the unbalance always requires an increase in the speed. This is undesirable, since the centrifugal force depends quadratic on the speed anyway. The known arrangement therefore permits easier starting of the unbalance vibrator, but not working with different unbalances at one and the same speed or with small unbalance at high speeds and large unbalance at low speeds.
Die US-A 2860783 zeigt einen Schwingungserzeuger mit zwei Fliehgewichten, die nebeneinander drehbar auf einem Wellenstück gelagert sind. Mit dem Wellenstück ist ein Gehäuse verkeilt, welches die Fliehgewichte umgibt. Das Gehäuse weist für jedes Fliehgewicht ein Paar von Anschlägen auf, zwischen denen Fliehgewichte jeweils gegenüber dem Gehäuse beweglich sind. Wenn die Fliehgewichte an je einem Anschlag der Paare anliegen, sind sie im wesentlichen 180° winkelversetzt, so daß sich ihre Fliehkräfte aufheben. Liegen sie an dem jeweils anderen Anschlag der Paare an, so ergibt sich die maximale Unwucht. Das Wellenstück ist exzentrisch, so daß das Gehäuse mit den Fliehgewichten eine kreisende Bewegung ausführt. Dadurch suchen die Fliehgewichte in die Stellung maximaler Unwucht zu gehen. Ein Ratschenmechanismus mit einer fliehkraftgesteuerten Klinke hält sie bis zu einer bestimmten Drehzahl an den ersteren Anschlägen in der 180° winkelversetzten Stellung. Der Ratschenmechanismus bewirkt beim Stillsetzen des Unwuchtrüttlers eine Rückkehr in diese Stellung.US-A 2860783 shows a vibration generator with two flyweights, which are rotatably mounted side by side on a shaft piece. A housing is wedged with the shaft piece and surrounds the centrifugal weights. The housing has a pair of stops for each centrifugal weight, between which centrifugal weights are each movable relative to the housing. If the centrifugal weights rest against one stop of the pairs, they are essentially 180 ° offset, so that their centrifugal forces cancel each other out. If they rest on the other stop of the pairs, the maximum unbalance results. The shaft piece is eccentric, so that the housing with the flyweights executes a circular movement. This causes the centrifugal weights to move to the maximum unbalance position. A ratchet mechanism with a centrifugal-controlled pawl holds it up to a certain speed at the first stops in the 180 ° offset position. The ratchet mechanism causes the imbalance shaker to return to this position.
Die FR-A 2 382 950 zeigt einen Unwuchtrüttler mit einem mit einer angetriebenen Unwuchtwelle fest verbundenen ersten Fliehgewicht und einem drehbar auf der Unwuchtwelle gelagerten zweiten Fliehgewicht. Das zweite Fliehgewicht kann von dem ersten Fliehgewicht über einen Anschlag in einer Winkellage mitgenommen werden, die um 180° gegen das erste Fliehgewicht versetzt ist. Durch eine koaxiale in der Unwuchtwelle verlaufende Schaltwelle kann das zweite Fliehgewicht über einen radialen Arm und einen Anschlag wahlweise in einer oder der anderen Winkelstellung mit dem ersten Fliehgewicht gekuppelt werden.FR-A 2 382 950 shows an unbalance shaker with a first centrifugal weight fixedly connected to a driven unbalanced shaft and a second centrifugal weight rotatably mounted on the unbalanced shaft. The second centrifugal weight can be carried by the first centrifugal weight via a stop in an angular position which is offset by 180 ° relative to the first centrifugal weight. This can be done with a coaxial shift shaft running in the unbalanced shaft second centrifugal weight can be coupled with the first centrifugal weight via a radial arm and a stop either in one or the other angular position.
Es hat sich bei Unwuchtrüttlern der eingangs definierten Art in der Praxis gezeigt, daß bei Veränderungen der Umlaufgeschwindigkeit der Welle durch die Trägheit der beweglichen Schwungstücke unerwünschte Änderungen der Zentrifugalkraft hervorgerufen werden können. Wenn beispielsweise eine Vibrationswalze auf relativ weichem Untergrund wie einer Schwarzdecke eingesetzt ist, wird nur mit verminderter resultierender Zentrifugalkraft gearbeitet, d. h. mit den beweglichen Schwungstücken in Gegen-Phase-Stellung zu dem starr verbundenen Schwungstück. Beim Abstellen oder Reversieren der Vibrationswalze läuft der Unwuchterreger aus, und die beweglichen Schwungstücke lösen sich durch ihre Trägheit von dem Mitnehmer. Dadurch kann sich die resultierende Zentrifugalkraft des Unwuchterregers und damit auch die Verdichtungswirkung der Vibrationswalze in unerwünschtem Maße vergrößern, wodurch Beschädigungen der bearbeiteten Fläche hervorgerufen werden können.In the case of unbalance shakers of the type defined at the outset, it has been shown in practice that changes in the rotational speed of the shaft can cause undesired changes in the centrifugal force due to the inertia of the movable swinging pieces. For example, if a vibratory roller is used on a relatively soft surface such as a black blanket, only a reduced resulting centrifugal force is used, i.e. H. with the movable swing pieces in opposite phase to the rigidly connected swing piece. When the vibratory roller is switched off or reversed, the unbalance exciter runs out, and the inertia of the movable swing pieces detaches from the driver. This can undesirably increase the resulting centrifugal force of the unbalance exciter and thus also the compaction effect of the vibratory roller, which can cause damage to the processed surface.
Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin, einen Unwuchterreger der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem durch die Trägheit der beweglichen Schwungstücke keine schädlichen Änderungen der resultierenden Zentrifugalkraft hervorgerufen werden.The object of the invention is accordingly to provide an imbalance exciter of the aforementioned type, in which no harmful changes in the resulting centrifugal force are caused by the inertia of the movable swinging pieces.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein drehzahlabhängig in eine Sperrstellung und in eine Freigabestellung verstellbares Sperrglied vorgesehen ist und in der Sperrstellung des Sperrglieds das bewegliche Schwungstück in Anlage an dem Mitnehmer gehalten ist und daß das Sperrglied in Sperrstellung angeordnet ist, so lange die Drehzahl der Welle größer ist als eine Schaltdrehzahl, bei der die größere Unwucht die gleiche Erregkraft erzeugt wie die kleinere Unwucht bei deren Betriebsdrehzahl.According to the invention this object is achieved in that a speed-dependent locking member is provided in a locking position and in a release position and in the locking position of the locking member the movable swing piece is held in contact with the driver and that the locking member is arranged in the locked position as long as the speed the shaft is greater than a switching speed at which the larger unbalance generates the same excitation force as the smaller unbalance at its operating speed.
Eine trägheitsbedingte Verstellung des beweglichen Schwungstücks am Umfang der Welle beim Reversieren oder Anhalten der Straßenbaumaschinen wird bei dem erfindungsgemäßen Unwuchterreger durch das Sperrglied verhindert, das drehzahlabhängig verstellbar ist und erst bei so niedriger Drehzahl in eine Freigabestellung verstellt wird, daß die trägheitsbedingte Verstellung des beweglichen Schwungstücks keine unzuträglichen Änderungen der Erregerkraft mehr bewirkt.An inertia-related adjustment of the movable swing piece on the circumference of the shaft when reversing or stopping the road construction machines is prevented in the unbalance exciter according to the invention by the locking member, which is adjustable depending on the speed and is only adjusted to a release position at such a low speed that the inertia-related adjustment of the movable swing piece does not occur causes unacceptable changes in the excitation force more.
Im Gegensatz zu der DE-B 1 285777 wird bei dem erfindungsgemäßen Unwuchtrüttler das bewegliche Schwungstück oder Fliehgewicht in seiner der kleineren Unwucht entsprechenden Stellung durch ein drehzahlabhängiges Sperrglied verriegelt. Die Erfindung beruht auf der durch die DE-B 1 285777 nicht vermittelten Erkenntnis, daß anderenfalls unzulässig hohe Erregerkräfte auftreten können, und der Aufgabe, solche unzulässig hohen Erregerkräfte zu vermeiden. Die Drehzahl, bei der die Freigabe erfolgt, wird in bestimmte Beziehung gesetzt zu den durch die Unwuchten bei den beiden Betriebsweisen erzeugten Erregerkräften. Im Gegensatz zu der BE-A 529 896 geht es bei der Erfindung nicht um das unwuchtfreie Anfahren (bei einer Drehrichtung) sondern um die Erzeugung unterschiedlicher Unwuchten bei Rechts- und Linkslauf. Durch die BE-A 529 896 wird wiederum das Problem einer Überschreitung der zulässigen Rüttelkraft beim Abschalten oder Umsteuern des Unwuchtrüttlers weder gestellt noch gelöst.In contrast to DE-B 1 285777, in the unbalance shaker according to the invention the movable swing piece or flyweight is locked in its position corresponding to the smaller unbalance by a speed-dependent locking member. The invention is based on the knowledge, not conveyed by DE-B 1 285777, that otherwise impermissibly high excitation forces can occur and the task of avoiding such impermissibly high excitation forces. The speed at which the release takes place is set in a specific relationship to the excitation forces generated by the unbalance in the two operating modes. In contrast to BE-A 529 896, the invention is not about unbalanced starting (in one direction of rotation) but rather the generation of different unbalances in clockwise and counter-clockwise rotation. BE-A 529 896 in turn neither poses nor solves the problem of exceeding the permissible vibratory force when switching off or reversing the unbalance vibrator.
Zweckmäßigerweise ist besonders bei Straßenbaumaschinen, deren Unwuchterreger in verschiedenen Drehrichtungen mit unterschiedlicher Betriebsdrehzahl läuft, die Schaltdrehzahl gleich der Auflastdrehzahl für die größere Unwucht. Die Auflastdrehzahl ist diejenige Drehzahl, bei der die Erregerkraft des Unwuchterregers gerade nicht mehr ausreicht, um die Achslast der Baumaschine zu überwinden und einen Sprungbetrieb des Walzkörpers herbeizuführen. Vorteilshafterweise ist die Schaltdrehzahl kleiner als die Auflastdrehzahl, um schädliche Einwirkungen bei trägheitsbedingter Verstellung der beweglichen Schwungstücke sicher auszuschließen.Expediently, in road construction machines in particular, whose unbalance exciter runs in different directions of rotation with a different operating speed, the switching speed is equal to the boost speed for the larger unbalance. The load speed is the speed at which the excitation force of the unbalance exciter is no longer sufficient to overcome the axle load of the construction machine and cause the roller body to jump. Advantageously, the switching speed is lower than the boost speed in order to reliably exclude harmful effects when the movable swinging pieces are adjusted due to inertia.
Bei dem erfindungsgemäßen Unwuchterreger kann das Sperrglied ein hysteresebehafteter, federbelasteter Sperrbolzen sein, der in einer radialen Ausnehmung der Welle durch Einwirkung von Fliehkraft radial nach außen und unter der Kraft einer Feder radial nach innen verstellbar ist. In Sperrstellung des Sperrbolzens kann die Schaltdrehzahl dann dadurch bestimmt sein, daß die auf den Sperrbolzen einwirkende Fliehkraft der auf den Sperrbolzen einwirkenden Federkraft gleich ist. Die Hysterese wird dadurch bewirkt, daß die auf den Sperrbolzen einwirkende Fliehkraft durch dessen unterschiedliche radiale Lage in der Sperrstellung größer ist als in der Freigabestellung, so daß die Verstellung des beweglichen Schwungstücks in der Anlaufphase des Unwuchterregers durch die Verstellung des Sperrbolzens sicher nicht behindert wird. Die Anlage des beweglichen Schwungstücks an dem Sperrbolzen während der Auslaufphase des Unwuchterregers wirkt sich ebenfalls günstig aus, da die so entstehende Querkraft die Freigabe des Sperrbolzens unter Einwirkung der Feder erst bei relativ niedriger Drehzahl ermöglicht.In the imbalance exciter according to the invention, the locking member can be a hysteresis-loaded, spring-loaded locking pin which can be adjusted radially outward in the radial recess of the shaft by the action of centrifugal force and radially inward under the force of a spring. In the locking position of the locking pin, the switching speed can then be determined in that the centrifugal force acting on the locking pin is the same as the spring force acting on the locking pin. The hysteresis is caused by the fact that the centrifugal force acting on the locking pin is greater than in the release position due to its different radial position, so that the adjustment of the movable swinging piece in the start-up phase of the unbalance exciter is certainly not hindered by the adjustment of the locking pin. The installation of the movable swing piece on the locking pin during the phase-out phase of the unbalance exciter also has a favorable effect, since the transverse force thus created enables the locking pin to be released under the action of the spring only at a relatively low speed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch Unteransprüche gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized by subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigt
- Fig. 1 eine Ansicht des Unwuchterregers nach der Erfindung;
- Fig. 2 einen Querschnitt durch ein bewegliches Schwungstück bei dem Unwuchterreger nach Fig. 1.
- Figure 1 is a view of the imbalance exciter according to the invention.
- FIG. 2 shows a cross section through a movable swing piece in the unbalance exciter according to FIG. 1.
Fig. 1 zeigt ein Lagergehäuse 1, in dem eine Welle 2 mit einem damit starr verbundenen Schwungstück 3 in Lagern 4 gelagert ist. Ein Ende der Welle 2 ist aus dem Lagergehäuse 1 herausgeführt und mit einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor verbunden. Zu beiden Seiten des starr verbundenen Schwungstücks 3 befinden sich bewegliche Schwungstücke 5, die auf der Welle 2 frei drehbar sind. Jedes bewegliche Schwungstück 5 (vgl. Fig. 2) hat eine Innenbohrung, die an den Außendurchmesser der Welle 2 angepaßt ist und in bezug auf das Schwungstück exzentrisch verläuft. Das bewegliche Schwungstück 5 bildet zu einem Teil eine massive, im Schnitt annähernd halbkreisförmige Schwungmasse 6 und zum anderen Teil parallel verlaufende, ebenfalls im Schnitt annähernd halbkreisförmige Führungsringe 7 zwischen den Stirnseiten der Schwungmasse 6. Eine axiale Verschiebung des beweglichen Schwungstücks 5 auf der Welle 2 wird durch einen Mitnehmer 8 in Gestalt eines Mitnehmerbolzens verhindert, der zwischen den Führungsringen 7 hindurch vorsteht und in eine radiale Gewindebohrung 9 am Umfang der Welle 2 eingeschraubt ist. Die Radialbohrung 9 ist um 90° gegen die Mittelebene des starr verbundenen Schwungstücks 3 versetzt. Im Bereich der Führungsringe 7 ist der Mitnehmerbolzen zur Stoßdämpfung mit einem Pufferring 10 aus einem elastischen Material versehen.Fig. 1 shows a bearing housing 1, in which a
An der dem Mitnehmerbolzen diametral gegenüberliegenden Seite ist die Welle 2 mit einer abgestuften radialen Ausnehmung in Form einer Blindbohrung 11 versehen. Die Blindbohrung 11 nimmt ein Sperrglied 12 auf, das als Sperrbolzen mit einem Kopf 13 ausgebildet ist, der in der Blindbohrung 11 beweglich ist. Die Blindbohrung 11 erweitert sich am Umfang der Welle 2 zu einer Erweiterung 14, in die ein Führungsglied 15 eingesetzt und mit einem Sicherungsring 16 gesichert ist. Das Sperrglied 12 ist in dem Führungsglied 15 geführt. Zwischen dem Führungsglied 15 und dem Kopf 13 befindet sich eine Feder 17, die das Sperrglied 12 in die dargestellte zurückgezogene Stellung vorspannt.On the diametrically opposite side of the driving pin, the
Im Ruhezustand des Unwuchterregers können dessen Teile die in Fig. 2 gezeigte Lage einnehmen. Das Sperrglied 12 ist in die Blindbohrung 11 zurückgezogen, und die beweglichen Schwungstücke 5 befinden sich in der unteren Extremlage, in der sie mit einer Stirnseite den Mitnehmerbolzen 8 anliegen. Beim Anlaufen des Unwuchterregers in einer Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn nehmen die Mitnehmer 8 die beweglichen Schwungstücke 5 mit, ohne daß sich deren Einstellung gegenüber der Welle 2 bzw. deren Phasenlage gegenüber dem starr verbundenen Schwungstück 3 ändert. Mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit der Welle 2 vergrößert sich die auf die Sperrglieder 12 einwirkende Zentrifugalkraft, die schließlich die Kraft der jeweiligen Feder 17 überwindet, so daß die Sperrglieder 12 aus den Blindbohrungen 11 in den Raum zwischen den Führungsringen 7 heraustreten. Solange sich die Sperrglieder 12 in dieser Stellung befinden, wird eine wesentliche Verstellung der beweglichen Schwungstücke 5 gegenüber der Welle 2 verhindert. Das gleiche gilt für den Fall, daß die Welle 2 bei gleicher Ausgangsstellung in umgekehrter Drehrichtung, d. h. im Uhrzeigersinn angetrieben wird. In diesem Fall bleiben die beweglichen Schwungstükke 5 zunächst gegenüber der Welle 2 zurück, bis die Mitnehmer 8 an der gegenüberliegenden Stirnseite der beweglichen Schwungstücke 5 zur Anlage kommen und diese beim weiteren Umlauf der Welle 2 mitgenommen werden.In the idle state of the unbalance exciter, its parts can assume the position shown in FIG. 2. The locking member 12 is retracted into the blind bore 11, and the
Bei einer Verringerung der Drehzahl der Welle 2 im laufenden Betrieb des Unwuchterregers würden die Mitnehmer 8 infolge der Trägheit der beweglichen Schwungstücke 5 hinter diesen zurückbleiben, was jedoch durch Anlage an die Sperrglieder 12 verhindert wird. Erst nach Abnahme der Umlaufgeschwindigkeit auf eine Drehzahl, bei der die Kraft der Feder 17 die auf das Sperrglied 12 einwirkende Zentrifugalkraft und die durch die Anlage des jeweiligen beweglichen Schwungstücks 5 an dem Sperrglied 12 erzeugten Querkraft überwindet, wird das Sperrglied 12 zurückgezogen, und das bewegliche Schwungstück 5 kann sich relativ zur Welle 2 verstellen, wobei sich auch die Phasenlage der beweglichen Schwungstücke 5 gegenüber dem starr verbundenen Schwungstück 3 ändert. Die Federn 17 sind so bemessen, daß der Rückzug der Sperrglieder 12 erst bei einer Schaltdrehzahl erfolgt, die bei 80% der Auflastdrehzahl liegt. Damit ist sichergestellt, daß die trägheitsbedingte Verstellung der beweglichen Schwungstücke unabhängig von der jeweiligen Betriebsdrehzahl erst dann erfolgt, wenn diese Verstellung die von der Straßenbaumaschine ausgeübte Wirkung nicht mehr beeinflußt; eine weitere Sicherung wird dadurch erhalten, daß durch Anlage des beweglichen Schwungstücks 5 an dem Sperrglied 12 eine Querkraft entsteht, die den Rückzug des Sperrgliedes 12 hemmt. In der zurückgezogenen Freigabestellung befindet sich das Sperrglied 12 in geringerem Abstand von der Drehachse der Welle 2; zur Erzeugung einer die Kraft der Feder 17 überwindenden Fliehkraft ist daher eine Drehzahl erforderlich, die größer ist als die Drehzahl für den Rückzug aus der Sperrstellung. Die dadurch bewirkte Hysterese stellt sicher, daß der Übergang der Sperrglieder 12 in die Sperrstellung erst erfolgt, wenn die beweglichen Schwungstücke 5 ihre Betriebsstellung eingenommen haben. Diese Hysterese wird durch die vorerwähnte Querkraft noch verstärkt.If the rotational speed of the
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