EP2781269A1 - Vibration generator, especially for a construction machine - Google Patents

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EP2781269A1
EP2781269A1 EP13160158.5A EP13160158A EP2781269A1 EP 2781269 A1 EP2781269 A1 EP 2781269A1 EP 13160158 A EP13160158 A EP 13160158A EP 2781269 A1 EP2781269 A1 EP 2781269A1
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EP
European Patent Office
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unbalance
housing
vibration generator
output shaft
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13160158.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Horst Damm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eurodrill GmbH
Original Assignee
Eurodrill GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Eurodrill GmbH filed Critical Eurodrill GmbH
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Priority to CA2845181A priority patent/CA2845181C/en
Priority to JP2014053514A priority patent/JP5837638B2/en
Priority to CN201410103853.8A priority patent/CN104107796B/en
Priority to US14/221,159 priority patent/US9463490B2/en
Publication of EP2781269A1 publication Critical patent/EP2781269A1/en
Priority to HK15100696.0A priority patent/HK1200402A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/166—Where the phase-angle of masses mounted on counter-rotating shafts can be varied, e.g. variation of the vibration phase
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18544—Rotary to gyratory
    • Y10T74/18552—Unbalanced weight

Definitions

  • the invention relates to a vibration generator, in particular for a construction machine, with at least one rotatably mounted unbalance unit with at least one unbalance element, a rotary drive, a gear arrangement with at least one gear, wherein by means of the gear arrangement, a rotation generated by the rotary drive can be transmitted to the at least one unbalance unit, and a housing in which the gear assembly is received, according to the preamble of claim 1.
  • Such a vibration exciter goes for example from the EP 0 824 971 B1 out.
  • a vibration exciter as it is intended for construction machines, in particular vibrators, has a central rotary drive, which causes a plurality of imbalance units in rotation via a gear arrangement.
  • the imbalance units each have an imbalance element, which are formed together with the gears as rotation elements. These are mounted on their outer side via rolling bearings in a housing.
  • the rotating imbalance masses can be used to generate vibrations.
  • the imbalances can add or compensate each other.
  • Such vibration exciters find about when ramming planks in loose soil in so-called vibrators application.
  • vibration generators for generating vibrations can also be used on drills, such as from DE 196 08 815 C1 evident.
  • the vibrations can bring about a significant improvement in the rate of drilling.
  • the unbalance elements are housed together with the gear assembly in a housing. Due to the partially rotating at high speed gear wheels and imbalance masses with several hundred to several thousand revolutions per minute, the housing is filled with oil for lubrication.
  • the invention has for its object to provide a vibration exciter, which has a simple and easy to maintain design and allows energy-saving operation.
  • the vibration exciter according to the invention is characterized in that an output shaft can be driven by the gear arrangement, which extends out of the housing, and that the at least one imbalance element is mounted outside of the housing on the output shaft.
  • a basic idea of the invention is to continue to provide the gear arrangement for driving the imbalance units within the housing, while the at least one imbalance element is mounted outside the housing on an output shaft protruding from the housing.
  • the housing can be made small and inexpensive. Accordingly, the need for transmission oil, with which the housing is to be filled, is decreasing.
  • the unbalance elements are easily accessible outside the housing. This simplifies maintenance and replacement work on the imbalance elements to a very considerable extent. Due to the displacement of the unbalance elements outside the housing, the unbalance elements are no longer in contact with the transmission oil. In particular, the unbalance elements must not pass through an oil sump, whereby the friction and thus the energy consumption of the entire vibration exciter can be reduced.
  • the gear arrangement of the vibration generator according to the invention may be in the context of the invention, a gear transmission, a Reibradan Aunt or a chain or belt transmission. Accordingly, the gear is then formed as a gear, friction wheel, sprocket or Riemenantriebsrad.
  • a preferred embodiment of the invention is that at least one first unbalance unit and at least one second unbalance unit are provided for forming a pair of imbalance units and that the imbalance units of a pair each have an output shaft which can be driven in different directions of rotation.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention in terms of strength is that at least one output shaft of an imbalance unit extends out of the housing on both sides and that a first imbalance element on a first end side of the output shaft and a second imbalance element on an opposite second end side of the output shaft of the imbalance unit are arranged. There is thus a symmetrical arrangement of the unbalance elements of an imbalance unit to a center plane of the gear arrangement.
  • imbalance units can be arranged one above the other or next to each other.
  • a preferred embodiment is that the unbalance elements of an imbalance unit are arranged offset to the imbalance elements of another imbalance unit.
  • the output shafts of two imbalance units may be spaced slightly further than the radius of a disc-shaped imbalance element, wherein a Collision of the rotating disc-shaped imbalance units is achieved by an axial offset of the imbalance elements on the respective output shafts.
  • a high flexibility in the vibration generation is achieved according to a further preferred embodiment of the invention in that at least one unbalance element is releasably and replaceably mounted on the output shaft.
  • the disc-shaped imbalance element can be pushed about by means of a spline on a free end side of the output shaft and secured by a suitable securing device, such as a shaft nut or a Radialsplint.
  • a suitable securing device such as a shaft nut or a Radialsplint.
  • the housing is filled with gear oil for lubrication of the gear assembly.
  • the housing may be completely or preferably only partially filled with gear oil, wherein the lubrication of the upper parts of the gear assembly is effected by a wetted wetting.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in that an adjusting unit is provided for adjusting the angular position of the imbalance units relative to each other.
  • the unbalance elements may be formed in two parts, with an uneven mass distribution can be amplified or attenuated by a rotation of the two parts.
  • an unbalance unit can also be adjusted in its angular position relative to the other imbalance units for influencing the amplitude of the oscillation via the adjusting unit with an adjusting wheel.
  • An expedient embodiment of the invention further consists in that the rotary motor is flange-mounted on the housing and a drive shaft of the rotary motor drives a drive pinion of the gear arrangement.
  • the rotary motor is mounted outside the housing, so that it can be easily changed and maintained.
  • each the output shafts center has a driven gear.
  • the output gear may be integrally formed with the output shaft or as a separate transmission element, such as a ring gear to be mounted on the output shaft.
  • the housing has a connection device with which the housing can be fastened to a working device.
  • the connecting device may be in the simplest variant, a simple flange with which the housing is attached approximately at a junction of a drill.
  • the connecting device may also comprise damping elements, so that vibrations are transmitted primarily in a certain direction and attenuated in other directions.
  • the invention relates to a construction machine, which is characterized in that a above-described vibration generator according to the invention is provided.
  • the construction machine can be designed as a drill or vibrator.
  • other applications are conceivable, such as soil compactors or sieve elements.
  • An inventive vibration exciter 10 which may also be referred to as a vibration unit, according to the FIGS. 1 to 4 a narrow box-shaped housing 40 in which a gear assembly 50 is provided.
  • a gear assembly 50 is provided about a flanged on the outside of the housing 40 rotary drive 30, the drive shaft 32 extends into the interior of the housing 40, a drive pinion 52 is set with an external toothing in rotation.
  • the drive pinion 52 initially drives an intermediate gear 54 with a corresponding external toothing.
  • the intermediate gear 54 meshes on the one hand with an external toothing of a first output gear 58 and thus drives a first unbalance unit 12.
  • the first output gear 58 is disposed centrally on an output shaft 20 which extends to both sides outside of the plate-shaped housing 40, such as FIG. 2 can be seen.
  • the output shaft 20 is rotatably mounted on the housing 40 via two output shaft bearings 24, not shown in detail.
  • the housing 40 is sealed by sealing rings.
  • On a first end side of the output shaft 20, a first disk-shaped imbalance element 16 and on a second end side of the output shaft 20, a second disc-shaped imbalance element 18 is releasably attached.
  • a reverse gear 56 is driven with an external toothing.
  • the reverse gear 56 meshes with a second output gear 58 of a second output shaft 20 of a second unbalance unit 14.
  • the unbalance unit 14 is constructed identically to the first unbalance unit 12 described above and has correspondingly a first unbalance element 16 and a second unbalance element 18, which in each case on one end side a second output shaft 20 are arranged, such as FIG. 2 can be seen.
  • the output shaft 20 of the second unbalance unit 14 rotates in opposite directions to the output shaft 20 of the first imbalance unit 12 about the axis 22, as in FIG. 1 is shown schematically by the rotation arrows.
  • the axis 22 of the two output shafts 20 are arranged parallel to each other, as well as the other axes of rotation of the gears of the gear assembly 50. Due to the rotating unbalance elements 16, 18, the housing 40 and the entire assembly is vibrated, the unbalanced masses are arranged such that a vibration amplitude is formed in a direction of action W, which schematically in the FIGS. 1 and 3 is shown.
  • a plate-shaped connecting device 70 may be arranged, with which the vibration exciter 10 can be releasably attached to a working device of a construction machine.
  • FIG. 1 and 2 is such a working device, namely a drill, in particular an earth or rock drill, partially shown.
  • the connecting device 70 is attached to a flange bearing head 9, in which a drill drive shaft 7 is rotatably mounted.
  • the bearing head 9 is supported by a Bohrantriebsgephase 6 by means of lateral support 8, wherein between the supports 8 and the bearing head 9 damper elements 11 of an elastic Rubber material are arranged.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

The exciter has rotatably supported unbalanced unit that is provided with unbalanced element (16). A gear arrangement is maintained with a gear wheel (58). A rotation generated by a rotary drive (30) is transmitted by transmitting unit of the gear arrangement to the unbalanced unit. The gear arrangement is accommodated in the housing (40). A driving unit is arranged in the gear arrangement to drive an output shaft (20), which extends out of the housing. The unbalanced element is fixed outside of the housing on the output shaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger, insbesondere für eine Baumaschine, mit mindestens einer drehbar gelagerten Unwuchteinheit mit mindestens einem Unwuchtelement, einem Drehantrieb, einer Getriebeanordnung mit mindestens einem Getrieberad, wobei mittels der Getriebeanordnung eine vom Drehantrieb erzeugte Rotation auf die mindestens eine Unwuchteinheit übertragbar ist, und einem Gehäuse, in welchem die Getriebeanordnung aufgenommen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vibration generator, in particular for a construction machine, with at least one rotatably mounted unbalance unit with at least one unbalance element, a rotary drive, a gear arrangement with at least one gear, wherein by means of the gear arrangement, a rotation generated by the rotary drive can be transmitted to the at least one unbalance unit, and a housing in which the gear assembly is received, according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Schwingungserreger geht beispielsweise aus der EP 0 824 971 B1 hervor. Ein derartiger Schwingungserreger, wie er für Baumaschinen, insbesondere Rüttler, vorgesehen ist, weist einen zentralen Drehantrieb auf, welcher über eine Zahnradanordnung mehrere Unwuchteinheiten in Drehung versetzt. Die Unwuchteinheiten weisen jeweils ein Unwuchtelement auf, welche zusammen mit den Zahnrädern als Rotationselemente ausgebildet sind. Diese sind an ihrer Außenseite über Wälzlager in einem Gehäuse gelagert. Durch die rotierenden Unwuchtmassen können gezielt Schwingungen erzeugt werden. Durch eine entsprechende Verstellung der einzelnen Unwuchteinheiten mit den Unwuchtelementen können sich die Unwuchten addieren oder gegenseitig kompensieren.Such a vibration exciter goes for example from the EP 0 824 971 B1 out. Such a vibration exciter, as it is intended for construction machines, in particular vibrators, has a central rotary drive, which causes a plurality of imbalance units in rotation via a gear arrangement. The imbalance units each have an imbalance element, which are formed together with the gears as rotation elements. These are mounted on their outer side via rolling bearings in a housing. The rotating imbalance masses can be used to generate vibrations. By an appropriate adjustment of the individual unbalance units with the unbalance elements, the imbalances can add or compensate each other.

Derartige Schwingungserreger finden etwa beim Einrammen von Bohlen in lockeren Boden bei sogenannten Rüttlern Anwendung.Such vibration exciters find about when ramming planks in loose soil in so-called vibrators application.

Weiterhin können Schwingungserreger zum Erzeugen von Vibrationen auch an Bohrgeräten zum Einsatz kommen, wie etwa aus der DE 196 08 815 C1 hervorgeht. Alternativ oder ergänzend zur Drehbewegung eines Drehbohrantriebes können die Vibrationen eine erhebliche Verbesserung des Bohrfortschrittes bewirken.Furthermore, vibration generators for generating vibrations can also be used on drills, such as from DE 196 08 815 C1 evident. Alternatively or in addition to the rotational movement of a rotary drilling drive, the vibrations can bring about a significant improvement in the rate of drilling.

Bei den bekannten Schwingungserregern sind die Unwuchtelemente zusammen mit der Getriebeanordnung in einem Gehäuse untergebracht. Aufgrund der teilweise mit hoher Drehzahl rotierenden Getrieberäder und Unwuchtmassen mit einigen hundert bis mehreren tausend Umdrehungen pro Minute ist das Gehäuse zur Schmierung mit Öl befüllt.In the known vibration exciters, the unbalance elements are housed together with the gear assembly in a housing. Due to the partially rotating at high speed gear wheels and imbalance masses with several hundred to several thousand revolutions per minute, the housing is filled with oil for lubrication.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserreger anzugeben, welcher einen einfachen und wartungsfreundlichen Aufbau besitzt und einen energiesparsamen Betrieb erlaubt.The invention has for its object to provide a vibration exciter, which has a simple and easy to maintain design and allows energy-saving operation.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Schwingungserreger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des Schwingungserregers sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by a vibration exciter with the features of claim 1. Preferred embodiments of the vibration generator are specified in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Schwingungserreger ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die Getriebeanordnung eine Abtriebswelle antreibbar ist, welche sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt, und dass das mindestens eine Unwuchtelement außerhalb des Gehäuses an der Abtriebswelle angebracht ist.The vibration exciter according to the invention is characterized in that an output shaft can be driven by the gear arrangement, which extends out of the housing, and that the at least one imbalance element is mounted outside of the housing on the output shaft.

Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, die Getriebeanordnung zum Antreiben der Unwuchteinheiten weiterhin innerhalb des Gehäuses vorzusehen, während das mindestens eine Unwuchtelement außerhalb des Gehäuses an einer aus dem Gehäuse herausragenden Abtriebswelle angebracht ist. Auf diese Weise kann das Gehäuse klein und kostengünstig ausgebildet werden. Entsprechend sinkt der Bedarf an Getriebeöl, mit welchem das Gehäuse zu befüllen ist.A basic idea of the invention is to continue to provide the gear arrangement for driving the imbalance units within the housing, while the at least one imbalance element is mounted outside the housing on an output shaft protruding from the housing. In this way, the housing can be made small and inexpensive. Accordingly, the need for transmission oil, with which the housing is to be filled, is decreasing.

Ein weiterer positiver Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Unwuchtelemente außerhalb des Gehäuses leicht zugänglich sind. Dies vereinfacht Wartungs- und Austauscharbeiten an den Unwuchtelementen in ganz erheblichem Umfang. Durch die Verlagerung der Unwuchtelemente nach außerhalb des Gehäuses sind die Unwuchtelemente auch nicht mehr in Kontakt mit dem Getriebeöl. Insbesondere müssen die Unwuchtelemente keinen Ölsumpf durchlaufen, wodurch die Reibung und damit der Energieverbrauch des gesamten Schwingungserregers vermindert werden.Another positive aspect of the invention is that the unbalance elements are easily accessible outside the housing. This simplifies maintenance and replacement work on the imbalance elements to a very considerable extent. Due to the displacement of the unbalance elements outside the housing, the unbalance elements are no longer in contact with the transmission oil. In particular, the unbalance elements must not pass through an oil sump, whereby the friction and thus the energy consumption of the entire vibration exciter can be reduced.

Die Getriebeanordnung des erfindungsgemäßen Schwingungserregers kann im Sinne der Erfindung ein Zahnradgetriebe, eine Reibradanordnung oder auch ein Ketten- oder Riemengetriebe sein. Entsprechend ist das Getrieberad dann als Zahnrad, Reibrad, Kettenrad oder Riemenantriebsrad ausgebildet.The gear arrangement of the vibration generator according to the invention may be in the context of the invention, a gear transmission, a Reibradanordnung or a chain or belt transmission. Accordingly, the gear is then formed as a gear, friction wheel, sprocket or Riemenantriebsrad.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass mindestens eine erste Unwuchteinheit und mindestens eine zweite Unwuchteinheit zum Bilden eines Paares von Unwuchteinheiten vorgesehen sind und dass die Unwuchteinheiten eines Paares jeweils eine Abtriebswelle aufweisen, welche mit unterschiedlicher Drehrichtung angetrieben werden können.A preferred embodiment of the invention is that at least one first unbalance unit and at least one second unbalance unit are provided for forming a pair of imbalance units and that the imbalance units of a pair each have an output shaft which can be driven in different directions of rotation.

Durch die paarweise Anordnung von Unwuchteinheiten, welche mit unterschiedlicher Drehrichtung angetrieben werden, können so in bevorzugter Weise Horizontalkräfte kompensiert werden, während durch eine entsprechende Einstellung der Unwucht sich diese in vertikaler Richtung addieren oder kompensieren.Due to the paired arrangement of imbalance units, which are driven with different rotational direction, so horizontal forces can be compensated in a preferred manner, while adding them by a corresponding adjustment of the imbalance in the vertical direction or compensate.

Eine unter Festigkeitsgesichtspunkten besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass sich mindestens eine Abtriebswelle einer Unwuchteinheit zu beiden Seiten aus dem Gehäuse heraus erstreckt und dass ein erstes Unwuchtelement an einer ersten Endseite der Abtriebswelle und ein zweites Unwuchtelement an einer gegenüberliegenden zweiten Endseite der Abtriebswelle der Unwuchteinheit angeordnet sind. Es liegt somit eine symmetrische Anordnung der Unwuchtelemente einer Unwuchteinheit zu einer Mittenebene der Getriebeanordnung vor.A particularly advantageous embodiment of the invention in terms of strength is that at least one output shaft of an imbalance unit extends out of the housing on both sides and that a first imbalance element on a first end side of the output shaft and a second imbalance element on an opposite second end side of the output shaft of the imbalance unit are arranged. There is thus a symmetrical arrangement of the unbalance elements of an imbalance unit to a center plane of the gear arrangement.

Zur Erzeugung großer oder starker Schwingungen ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass mehrere Paare von Unwuchteinheiten vorgesehen sind. Die Unwuchteinheiten können übereinander oder nebeneinander angeordnet sein.To generate large or strong vibrations, it is provided according to a further embodiment of the invention that several pairs of imbalance units are provided. The imbalance units can be arranged one above the other or next to each other.

Für einen besonders kompakten Aufbau des Schwingungserregers besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass die Unwuchtelemente einer Unwuchteinheit versetzt zu den Unwuchtelementen einer anderen Unwuchteinheit angeordnet sind. So können die Abtriebswellen von zwei Unwuchteinheiten etwas weiter als der Radius eines scheibenförmigen Unwuchtelementes beabstandet sein, wobei eine Kollision der rotierenden scheibenförmigen Unwuchteinheiten durch einen axialen Versatz der Unwuchtelemente auf den jeweiligen Abtriebswellen erreicht wird.For a particularly compact design of the vibration exciter, a preferred embodiment is that the unbalance elements of an imbalance unit are arranged offset to the imbalance elements of another imbalance unit. Thus, the output shafts of two imbalance units may be spaced slightly further than the radius of a disc-shaped imbalance element, wherein a Collision of the rotating disc-shaped imbalance units is achieved by an axial offset of the imbalance elements on the respective output shafts.

Eine hohe Flexibilität bei der Schwingungserzeugung wird nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung dadurch erreicht, dass mindestens ein Unwuchtelement lösbar und auswechselbar an der Abtriebswelle gelagert ist. Das scheibenförmige Unwuchtelement kann etwa mittels einer Keilverzahnung auf eine freie Endseite der Abtriebswelle aufgeschoben und durch eine geeignete Sicherungseinrichtung, etwa eine Wellenmutter oder einen Radialsplint, befestigt sein. Diese Sicherungs- oder Verbindungseinrichtung kann einfach gelöst werden, so dass das Unwuchtelement durch ein größeres oder kleineres Unwuchtelement ersetzt oder weitere Elemente ergänzt werden kann, um hierdurch die Art der Schwingungserregung zu beeinflussen.A high flexibility in the vibration generation is achieved according to a further preferred embodiment of the invention in that at least one unbalance element is releasably and replaceably mounted on the output shaft. The disc-shaped imbalance element can be pushed about by means of a spline on a free end side of the output shaft and secured by a suitable securing device, such as a shaft nut or a Radialsplint. This safety or connection device can be easily solved, so that the unbalance element can be replaced by a larger or smaller unbalance element or additional elements can be added to thereby influence the type of vibration excitation.

Weiterhin ist es nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung bevorzugt, dass zur Schmierung der Getriebeanordnung das Gehäuse mit Getriebeöl befüllt ist. Das Gehäuse kann ganz oder vorzugsweise nur teilweise mit Getriebeöl befüllt sein, wobei die Schmierung der oberen Teile der Getriebeanordnung durch eine Spritzbenetzung erfolgt.Furthermore, it is preferred according to another embodiment of the invention that the housing is filled with gear oil for lubrication of the gear assembly. The housing may be completely or preferably only partially filled with gear oil, wherein the lubrication of the upper parts of the gear assembly is effected by a wetted wetting.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass eine Verstelleinheit zum Verstellen der Winkellage der Unwuchteinheiten zueinander vorgesehen ist. Hierzu können etwa die Unwuchtelemente zweigeteilt ausgebildet sein, wobei durch eine Verdrehung der beiden Teile eine ungleiche Massenverteilung verstärkt oder abgeschwächt werden kann. Auch kann über die Verstelleinheit mit einem Verstellrad eine Unwuchteinheit auch in ihrer Winkellage gegenüber den anderen Unwuchteinheiten zur Beeinflussung der Amplitude der Schwingung verstellt werden.A further preferred embodiment of the invention consists in that an adjusting unit is provided for adjusting the angular position of the imbalance units relative to each other. For this purpose, for example, the unbalance elements may be formed in two parts, with an uneven mass distribution can be amplified or attenuated by a rotation of the two parts. Also, an unbalance unit can also be adjusted in its angular position relative to the other imbalance units for influencing the amplitude of the oscillation via the adjusting unit with an adjusting wheel.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht weiterhin darin, dass der Drehmotor am Gehäuse angeflanscht ist und eine Antriebswelle des Drehmotors ein Antriebsritzel der Getriebeanordnung antreibt. Der Drehmotor ist dabei außerhalb des Gehäuses befestigt, so dass dieser einfach gewechselt und gewartet werden kann.An expedient embodiment of the invention further consists in that the rotary motor is flange-mounted on the housing and a drive shaft of the rotary motor drives a drive pinion of the gear arrangement. The rotary motor is mounted outside the housing, so that it can be easily changed and maintained.

Insbesondere bei Abtriebswellen, welche sich zu beiden Seiten aus dem Gehäuse des Schwingungserregers erstrecken, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass jede der Abtriebswellen mittig ein Abtriebsgetrieberad aufweist. Hierdurch wird ein symmetrischer und damit schonender Kraftfluss bewirkt. Das Abtriebsgetrieberad kann einstückig mit der Abtriebswelle ausgebildet sein oder als ein separates Getriebeelement, etwa ein Zahnkranz, auf der Abtriebswelle montiert sein.In particular, in output shafts, which extend on both sides of the housing of the vibration generator, it is preferred according to the invention that each the output shafts center has a driven gear. This causes a symmetrical and thus gentle power flow. The output gear may be integrally formed with the output shaft or as a separate transmission element, such as a ring gear to be mounted on the output shaft.

Weiter ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft, dass das Gehäuse eine Verbindungseinrichtung aufweist, mit welcher das Gehäuse an einem Arbeitsgerät befestigbar ist. Die Verbindungseinrichtung kann in der einfachsten Variante ein einfacher Flansch sein, mit welchem das Gehäuse etwa an einer Verbindungsstelle eines Bohrgerätes angebracht wird. Die Verbindungseinrichtung kann auch Dämpfungselemente aufweisen, so dass Schwingungen vornehmlich in eine bestimmte Richtung übertragen und in anderen Richtungen gedämpft werden.Further, it is advantageous according to an embodiment of the invention that the housing has a connection device with which the housing can be fastened to a working device. The connecting device may be in the simplest variant, a simple flange with which the housing is attached approximately at a junction of a drill. The connecting device may also comprise damping elements, so that vibrations are transmitted primarily in a certain direction and attenuated in other directions.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Baumaschine, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass ein vorbeschriebener erfindungsgemäßer Schwingungserreger vorgesehen wird.Furthermore, the invention relates to a construction machine, which is characterized in that a above-described vibration generator according to the invention is provided.

Erfindungsgemäß kann die Baumaschine als Bohrgerät oder Rüttler ausgebildet sein. Grundsätzlich sind aber auch weitere Anwendungsfälle denkbar, etwa bei Bodenverdichtern oder Siebelementen.According to the invention, the construction machine can be designed as a drill or vibrator. In principle, however, other applications are conceivable, such as soil compactors or sieve elements.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben, welches schematisch in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Schwingungserreger an einem Bohrantriebskopf;
Fig. 2
einen Längsschnitt durch den Schwingungserreger nach Fig. 1;
Fig. 3
eine schematische Seitenansicht des Schwingungserregers von Fig. 1 jedoch ohne Antriebsbohrkopf; und
Fig. 4
eine Querschnittsansicht des Schwingungserregers von Fig. 3.
The invention will be further described below with reference to a preferred embodiment, which is shown schematically in the drawings. In the drawings show:
Fig. 1
a cross-sectional view through a vibration exciter according to the invention on a drill drive head;
Fig. 2
a longitudinal section through the vibration generator after Fig. 1 ;
Fig. 3
a schematic side view of the vibrator of Fig. 1 however without drive drill head; and
Fig. 4
a cross-sectional view of the vibrator of Fig. 3 ,

Ein erfindungsgemäßer Schwingungserreger 10, welcher auch als Vibrationseinheit bezeichnet werden kann, weist gemäß den Figuren 1 bis 4 ein schmales kastförmiges Gehäuse 40 auf, in welchem eine Getriebeanordnung 50 vorgesehen ist. Über einen an der Außenseite des Gehäuses 40 angeflanschten Drehantrieb 30, dessen Antriebswelle 32 sich in das Innere des Gehäuses 40 erstreckt, wird ein Antriebsritzel 52 mit einer Außenverzahnung in Rotation versetzt.An inventive vibration exciter 10, which may also be referred to as a vibration unit, according to the FIGS. 1 to 4 a narrow box-shaped housing 40 in which a gear assembly 50 is provided. About a flanged on the outside of the housing 40 rotary drive 30, the drive shaft 32 extends into the interior of the housing 40, a drive pinion 52 is set with an external toothing in rotation.

Wie insbesondere den Figuren 1 und 4 zu entnehmen ist, treibt das Antriebsritzel 52 zunächst ein Zwischenzahnrad 54 mit einer korrespondierenden Außenverzahnung an. Das Zwischenzahnrad 54 kämmt einerseits mit einer Außenverzahnung eines ersten Abtriebgetrieberades 58 und treibt so eine erste Unwuchteinheit 12 an. Das erste Abtriebsgetrieberad 58 ist mittig auf einer Abtriebswelle 20 angeordnet, welche sich zu beiden Seiten nach außerhalb des plattenförmigen Gehäuses 40 erstreckt, wie Figur 2 zu entnehmen ist. Die Abtriebswelle 20 ist über zwei nicht näher dargestellte Abtriebswellenlager 24 drehbar an dem Gehäuse 40 gelagert. Das Gehäuse 40 ist dabei über Dichtringe abgedichtet. An einer ersten Endseite der Abtriebswelle 20 ist ein erstes scheibenförmiges Unwuchtelement 16 und an einer zweiten Endseite der Abtriebswelle 20 ein zweites scheibenförmiges Unwuchtelement 18 lösbar angebracht.As in particular the FIGS. 1 and 4 can be seen, the drive pinion 52 initially drives an intermediate gear 54 with a corresponding external toothing. The intermediate gear 54 meshes on the one hand with an external toothing of a first output gear 58 and thus drives a first unbalance unit 12. The first output gear 58 is disposed centrally on an output shaft 20 which extends to both sides outside of the plate-shaped housing 40, such as FIG. 2 can be seen. The output shaft 20 is rotatably mounted on the housing 40 via two output shaft bearings 24, not shown in detail. The housing 40 is sealed by sealing rings. On a first end side of the output shaft 20, a first disk-shaped imbalance element 16 and on a second end side of the output shaft 20, a second disc-shaped imbalance element 18 is releasably attached.

Durch das Zwischenzahnrad 54 wird andererseits auch ein Umkehrzahnrad 56 mit einer Außenverzahnung angetrieben. Das Umkehrzahnrad 56 kämmt mit einem zweiten Abtriebsgetrieberad 58 einer zweiten Abtriebswelle 20 einer zweiten Unwuchteinheit 14. Die Unwuchteinheit 14 ist identisch zu der zuvor beschriebenen ersten Unwuchteinheit 12 aufgebaut und weist entsprechend ein erstes Unwuchtelement 16 und ein zweites Unwuchtelement 18 auf, welche jeweils an einer Endseite einer zweiten Abtriebswelle 20 angeordnet sind, wie Figur 2 zu entnehmen ist. Durch die Zwischenschaltung des Umkehrzahnrades 56 rotiert die Abtriebswelle 20 der zweiten Unwuchteinheit 14 jedoch gegenläufig zu der Abtriebswelle 20 der ersten Unwuchteinheit 12 um die Achse 22, wie in Figur 1 schematisch durch die Umdrehungspfeile dargestellt ist. Die Achse 22 der beiden Abtriebswellen 20 sind parallel zu einander angeordnet, wie auch die weiteren Drehachsen der Getrieberäder der Getriebeanordnung 50. Aufgrund der rotierenden Unwuchtelemente 16, 18 wird das Gehäuse 40 und die gesamte Anordnung in Schwingung versetzt, wobei die Unwuchtmassen derart angeordnet sind, dass eine Schwingungsamplitude in einer Wirkrichtung W ausgebildet wird, welche schematisch in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist.On the other hand, by the intermediate gear 54, a reverse gear 56 is driven with an external toothing. The reverse gear 56 meshes with a second output gear 58 of a second output shaft 20 of a second unbalance unit 14. The unbalance unit 14 is constructed identically to the first unbalance unit 12 described above and has correspondingly a first unbalance element 16 and a second unbalance element 18, which in each case on one end side a second output shaft 20 are arranged, such as FIG. 2 can be seen. By the interposition of the reverse gear 56, however, the output shaft 20 of the second unbalance unit 14 rotates in opposite directions to the output shaft 20 of the first imbalance unit 12 about the axis 22, as in FIG. 1 is shown schematically by the rotation arrows. The axis 22 of the two output shafts 20 are arranged parallel to each other, as well as the other axes of rotation of the gears of the gear assembly 50. Due to the rotating unbalance elements 16, 18, the housing 40 and the entire assembly is vibrated, the unbalanced masses are arranged such that a vibration amplitude is formed in a direction of action W, which schematically in the FIGS. 1 and 3 is shown.

An einer Unterseite des Gehäuses 40 kann eine plattenförmige Verbindungseinrichtung 70 angeordnet sein, mit welcher der Schwingungserreger 10 lösbar an einem Arbeitsgerät einer Baumaschine angebracht werden kann.On a lower side of the housing 40, a plate-shaped connecting device 70 may be arranged, with which the vibration exciter 10 can be releasably attached to a working device of a construction machine.

In den Figuren 1 und 2 ist ein derartiges Arbeitsgerät, nämlich ein Bohrgerät, insbesondere ein Erd- oder Gesteinsbohrgerät, teilweise dargestellt. Hierzu ist die Verbindungseinrichtung 70 an einem flanschartigen Lagerkopf 9 befestigt, in welchem eine Bohrantriebswelle 7 drehbar gelagert ist.In the Figures 1 and 2 is such a working device, namely a drill, in particular an earth or rock drill, partially shown. For this purpose, the connecting device 70 is attached to a flange bearing head 9, in which a drill drive shaft 7 is rotatably mounted.

In grundsätzlich bekannter Weise kann, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, mittels eines Bohrantriebes 5 über eine Zahnradanordnung eine Drehbewegung auf die Bohrantriebswelle 7 mit einer entsprechenden Keilnutverzahnung übertragen werden. An der Bohrantriebswelle 7 kann ein nicht weiter dargestelltes Bohrgestänge angeflanscht sein. Bei dieser Anordnung kann somit eine Drehbewegung, welche vom Bohrantrieb 5 übertragen wird, mit einer axialen Schwingungsbewegung des Schwingungserregers 10 überlagert werden.In basically known manner can, as in the Figures 1 and 2 represented by means of a drill drive 5 via a gear arrangement, a rotary motion to the drill drive shaft 7 are transmitted with a corresponding keyway. At the drill drive shaft 7, a drill pipe not shown further may be flanged. In this arrangement, therefore, a rotational movement, which is transmitted from the drill drive 5, are superimposed with an axial oscillation movement of the vibration exciter 10.

Bei dieser Anordnung ist es angestrebt, die Schwingungsamplitude in der Wirkrichtung W möglichst parallel zur Richtung einer Bohrachse 3 vorzusehen. Um eine unnötige Übertragung von unerwünschten Querschwingungen von dem Lagerkopf 9 auf das Gehäuse der Antriebsanordnung des Bohrantriebes 5 zu vermeiden, ist der Lagerkopf 9 gegenüber einem Bohrantriebsgehäuse 6 mittels seitlicher Träger 8 gehaltert, wobei zwischen den Trägern 8 und dem Lagerkopf 9 Dämpferelemente 11 aus einem elastischen Gummimaterial angeordnet sind.In this arrangement, it is desirable to provide the oscillation amplitude in the effective direction W as parallel as possible to the direction of a drilling axis 3. In order to avoid an unnecessary transmission of unwanted transverse vibrations of the bearing head 9 on the housing of the drive assembly of the drill drive 5, the bearing head 9 is supported by a Bohrantriebsgehäuse 6 by means of lateral support 8, wherein between the supports 8 and the bearing head 9 damper elements 11 of an elastic Rubber material are arranged.

Claims (13)

Schwingungserreger, insbesondere für eine Baumaschine, mit - mindestens einer drehbar gelagerten Unwuchteinheit (12, 14) mit mindestens einem Unwuchtelement (16, 18), - einem Drehantrieb (30), - einer Getriebeanordnung (50) mit mindestens einem Getrieberad, wobei mittels der Getriebeanordnung (50) eine vom Drehantrieb (30) erzeugte Rotation auf die mindestens eine Unwuchteinheit (12, 14) übertragbar ist, und - einem Gehäuse (40), in welchem die Getriebeanordnung (50) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, - dass durch die Getriebeanordnung (50) eine Abtriebswelle (20) antreibbar ist, welche sich aus dem Gehäuse (40) heraus erstreckt, und - dass das mindestens eine Unwuchtelement (16, 18) außerhalb des Gehäuses (40) an der Abtriebswelle (20) angebracht ist. Vibration generator, in particular for a construction machine, with - At least one rotatably mounted unbalance unit (12, 14) with at least one unbalance element (16, 18), a rotary drive (30), - A gear assembly (50) with at least one gear, wherein by means of the gear assembly (50) generated by the rotary drive (30) rotation on the at least one unbalance unit (12, 14) is transferable, and a housing (40) in which the gear arrangement (50) is accommodated, characterized, - That by the gear assembly (50) an output shaft (20) is driven, which extends out of the housing (40) out, and - That the at least one unbalance element (16, 18) outside the housing (40) on the output shaft (20) is mounted. Schwingungserreger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine erste Unwuchteinheit (12) und mindestens eine zweite Unwuchteinheit (14) zum Bilden eines Paares von Unwuchteinheiten (12, 14) vorgesehen sind und
dass die Unwuchteinheiten (12, 14) eines Paares jeweils eine Abtriebswelle (20) aufweisen, welche mit unterschiedlicher Drehrichtung angetrieben sind.Vibration generator according to claim 1,
characterized,
that at least a first unbalance unit (12) and at least a second unbalance unit (14) for forming a pair of unbalance units (12, 14) is provided and
in that the unbalance units (12, 14) of a pair each have an output shaft (20), which are driven in different directions of rotation. Schwingungserreger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich mindestens eine Abtriebswelle (20) einer Unwuchteinheit (12, 14) zu beiden Seiten aus dem Gehäuse (40) heraus erstreckt und
dass ein erstes Unwuchtelement (16) an einer ersten Endseite der Abtriebswelle (20) und ein zweites Unwuchtelement (18) an einer der gegenüberliegenden zweiten Endseite der Abtriebswelle (20) der Unwuchteinheit (12) angeordnet sind.Vibration generator according to claim 1 or 2,
characterized,
that at least one output shaft (20) of an unbalance unit (12, 14) on both sides from the housing (40) extends out and
that a first unbalance element (16) on a first end side of the output shaft (20) and a second balance element (18) on one of the output shaft (20) of the opposite second end side of the unbalance unit (12) are arranged. Schwingungserreger nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Paare von Unwuchteinheiten (12, 14) vorgesehen sind.Vibration generator according to claim 2 or 3,
characterized,
that a plurality of pairs of imbalance units (12, 14) are provided. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unwuchtelemente (16, 18) einer Unwuchteinheit (12) versetzt zu den Unwuchtelementen (16, 18) einer anderen Unwuchteinheit (14) angeordnet sind.Vibration generator according to one of claims 1 to 4,
characterized,
in that the imbalance elements (16, 18) of an imbalance unit (12) are arranged offset relative to the imbalance elements (16, 18) of another imbalance unit (14). Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Unwuchtelement (16, 18) lösbar und auswechselbar an der Abtriebswelle (20) gelagert ist.Vibration generator according to one of claims 1 to 5,
characterized,
in that at least one imbalance element (16, 18) is detachably and replaceably mounted on the output shaft (20). Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Schmierung der Getriebeanordnung (50) das Gehäuse (40) mit Getriebeöl befüllt ist.Vibration generator according to one of claims 1 to 6,
characterized,
in that for lubrication of the gear arrangement (50) the housing (40) is filled with gear oil. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Verstelleinheit zum Verstellen der Winkellage der Unwuchteinheiten (12, 14) zueinander vorgesehen ist.Vibration generator according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that an adjusting unit for adjusting the angular position of the unbalance units (12, 14) is provided to each other. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehmotor (30) an dem Gehäuse (40) angeflanscht ist und eine Antriebswelle (32) des Drehmotors (30) ein Antriebsritzel (52) der Getriebeanordnung (50) antreibt.Vibration generator according to one of claims 1 to 8,
characterized,
in that the rotary motor (30) is flanged to the housing (40) and a drive shaft (32) of the rotary motor (30) drives a drive pinion (52) of the gear arrangement (50). Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Abtriebswelle (20) mittig ein Abtriebsgetrieberad (58) aufweist.Vibration generator according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that each output shaft (20) having an output gear (58) in the center. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (40) eine Verbindungseinrichtung (70) aufweist, mit welcher das Gehäuse (40) einem Arbeitsgerät befestigbar ist.Vibration generator according to one of claims 1 to 10,
characterized,
in that the housing (40) has a connecting device (70) with which the housing (40) can be fastened to a working device. Baumaschine,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Schwingungserreger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgesehen ist.Construction machinery
characterized,
in that a vibration exciter (10) according to one of claims 1 to 11 is provided. Baumaschine nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass diese als Bohrgerät oder Rüttler ausgebildet ist.Construction machine according to claim 12,
characterized,
that this is designed as a drill or vibrator.
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