EP2789402B1 - Schwingungserreger - Google Patents

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EP2789402B1
EP2789402B1 EP13163222.6A EP13163222A EP2789402B1 EP 2789402 B1 EP2789402 B1 EP 2789402B1 EP 13163222 A EP13163222 A EP 13163222A EP 2789402 B1 EP2789402 B1 EP 2789402B1
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EP
European Patent Office
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swivel motor
lance
vibration generator
generator according
swivel
Prior art date
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EP13163222.6A
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EP2789402A1 (de
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Albrecht Dr. Ing. Kleibl
Christian Heichel
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ABI Anlagentechnik Baumaschinen Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH
Original Assignee
ABI Anlagentechnik Baumaschinen Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH
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Publication date
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Application filed by ABI Anlagentechnik Baumaschinen Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH filed Critical ABI Anlagentechnik Baumaschinen Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH
Priority to EP13163222.6A priority Critical patent/EP2789402B1/de
Priority to US14/189,017 priority patent/US20140305234A1/en
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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
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B1/166—Where the phase-angle of masses mounted on counter-rotating shafts can be varied, e.g. variation of the vibration phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/12—Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type
    • 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
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18344—Unbalanced weights

Definitions

  • the invention relates to a vibration exciter, in particular for a vibrating hammer, according to the preamble of patent claim 1.
  • vibration generators such as vibrators, vibrators or vibratory bears are used to bring profiles into the soil or to pull or to compact soil material.
  • the soil is stimulated by vibration and thus reaches a "pseudo-liquid" state.
  • the vibration is characterized by a linear movement and is generated by pairwise counter-rotating imbalances within a Vibratorgetriebes.
  • Vibration generators are characterized by the installed unbalance, the so-called "static moment".
  • the amplitude, frequency or force direction of the vibrator In order to achieve optimal propulsion or good compaction depending on the pile material and soil properties, it is desirable to control the amplitude, frequency or force direction of the vibrator.
  • the adjustment of the vibration is expediently via a change of the static torque or the phase position of the imbalances.
  • To adjust the effective size of the unbalance waves with fixed imbalances are rotated against each other, or the active imbalance of each wave is changed.
  • a special design is Hochkantvibratoren. These are usually equipped with three or four unbalanced shafts.
  • the adjustment of the static torque of the vibrator is done by adjusting the effective unbalance of each wave. In this case, an average unbalance is regularly rotated against two outer imbalances to adjust in this way the resulting imbalance.
  • the invention aims to remedy this situation.
  • the invention has for its object to provide a vibration generator, the variety of parts is reduced and are avoided in the restrictions of the maximum torque of the swing motor. According to the invention, this object is solved by the features of the characterizing part of patent claim 1.
  • the variety of parts is reduced and are avoided in the limitations of the maximum torque. Due to the fact that the swivel motor is arranged axially such that it is positioned outside the areas swept by the imbalances, only the swivel motor shaft is located in the area between the imbalances, which is why the imbalances can be carried out at the same center distance with a larger outside diameter. Similarly, the outer diameter of the swing motor is not limited by adjacent imbalances. The inventive arrangement of the swing motor now only two rows of gears are required, whereby the variety of parts is reduced.
  • At least one of the shafts arranged parallel to one another and, in addition, the swivel motor shaft of the swivel motor or the swivel motor housing of the swivel motor are connected to a drive.
  • the drive motor, the shaft end of the swing motor rotates, drives via the mounted on the swing motor shaft gear a number of gears, which is connected to the respective average imbalance of each shaft.
  • the drive torque is transmitted to the imbalance via this shaft, but the pivot mechanism of the swing motor is not in the power flow of the drive torque. The same effect occurs when the swing motor housing is driven by the drive motor.
  • At least one of the drives is designed as a hydraulic motor with adjustable displacement. This makes it possible to influence the size and direction of the torque to be transmitted by the swivel motor by changing the ratio of the absorption volumes of the motors driving the two imbalance groups, whereby the swivel motor can be assisted or braked in its swiveling motion.
  • the swivel motor is a rotary-wing pivoting motor, which is preferably designed as a single-wing and has a swivel angle greater than 210 degrees, preferably greater than 240 degrees, particularly preferably greater than 270 degrees.
  • a considerably larger pivot angle is provided to rotate the imbalances 180 degrees against each other.
  • an increase of the torque is made possible via a gear ratio, wherein a better utilization of the space is effected.
  • the swivel motor shaft and the swivel motor housing are each provided with at least one gear, which engages in each case in a gear connected to one of the waves unbalanced mass.
  • the at least one arranged on the pivot motor shaft gear has a smaller diameter than that with this gear engaged, connected to an imbalance mass gear.
  • no seals are arranged for sealing the swivel motor housing relative to the swivel motor shaft of the at least one swivel motor, the sealing effect being effected exclusively via the gap dimension.
  • the swivel motor shaft of the swivel motor is provided with an axial bore into which projects a fixed lance having at least two channels for oil supply of the swivel motor, which open into a respective outside of the lance arranged annular groove, wherein in the swing motor shaft radial Holes for connecting the at least two annular grooves of the lance are introduced with the chambers to be supplied.
  • the fit between the lance and the shaft bore in the region of the annular grooves is preferably designed as a narrow slide bearing.
  • the lance is preferably coated in this area with plastic.
  • the fixed arranged lance compensates for the dancing movements of the pivot bearing shaft in the functionally bearing a game bearing bearings. This is done on the one hand by the long shaft of the lance, which is preferably elastic and is advantageously designed by attachment to the flange so that they light Can accommodate inclinations.
  • the lance is preferably rotatably mounted end with play in a located on the housing of the vibration exciter flange.
  • the lance has at its end an enlarged diameter head piece, with which it is mounted in the flange.
  • a resilient attachment of the lance is made possible in the flange.
  • the gap formed by the play between the lance and the flange part is preferably bridged by at least one O-ring. Against rotation, the lance can be secured by means of a pin engaging in the head piece.
  • the selected as an exemplary vibration exciter is designed as a four-shaft vibrator gear.
  • There are four imbalance shafts 1 are arranged on the spaced apart two outer imbalance masses 11 are attached.
  • an average imbalance mass 12 is arranged, which is connected to a gear 121.
  • another gear 13 is mounted on the imbalance shaft 1 at its end facing the swivel motor 2.
  • the imbalance shafts 1 are arranged parallel to one another in such a way that the toothed wheels 121, 13 of two imbalance shafts 1 are engaged with one another so that two imbalance shaft groups 10 are formed.
  • the two imbalance shaft groups 10 are coupled to each other via the gears 211, 221 of a swing motor 2.
  • the swivel motor 2 comprises a swivel motor shaft 21 and a swivel motor housing 22, wherein the rotational position of the swivel motor housing 22 is variable relative to the swivel motor shaft 21.
  • a wing 23 is formed, which is rotatable within the pivot motor housing 22.
  • a stop 24 is formed, by which the pivot angle of the wing 23 is limited. Between the stop 24 and the wing 23 on both sides of the wing 23 each have a chamber 25 is limited.
  • a gear 211 is fixed, which is in each case with a gear 121 of a central unbalanced mass 12 of an unbalanced shaft 1 of an unbalanced shaft group 10 is engaged.
  • a gear 221 is arranged on the swivel motor housing 22 of the swivel motor 2, which is in engagement with a gearwheel 13 of an imbalance shaft 1 of an imbalance shaft group 10.
  • the swivel motor 2 is arranged with its swivel motor housing 22 and arranged in this rotatably mounted on the pivot motor shaft 21 wing 23 axially offset so that it is outside of the unbalanced masses 11, 12 swept areas.
  • the gear 211 facing the end of the swing motor shaft 21 is driven by a hydraulic motor.
  • a conventional toothed shaft adapter is used as a coupling between the - not shown - toothed shaft of the hydraulic motor 3 and the swing motor shaft 21.
  • the diameter of the pivot motor shaft 21 is significantly larger than in a conventional swing motor as he, for example, in the DE 20 2007 005 283 U1 is used, chosen.
  • the assembly of the swivel motor 2 is performed by the hydraulic motor 3 opposite end of the swing motor shaft 21.
  • the two outer unbalanced shafts 1 of the vibrator gear are also connected to a hydraulic motor 31.
  • the hydraulic motor 3 which drives the swing motor 2 is a constant motor; in the hydraulic motors 31 are hydraulic motors with adjustable displacement.
  • the displacement of the two hydraulic motors 31 with adjustable displacement can be set exactly be that the swing motor 2 transmits no drive torque.
  • the gears 211, 221 of the swing motor 2 are formed smaller than the gears 121, 13 of the unbalanced shafts 1.
  • the swing motor 2 is formed such that the wing 23 has a pivot angle of 280 degrees within the swing motor housing 22.
  • the translation of the gears 211, 221 of the swing motor 2 to the gears 121, 13 of the unbalanced shafts 1 is selected such that a rotation of the pivot motor housing 22 with the arranged thereon gear 221 by 280 degrees relative to the pivot motor shaft 21, a relative rotation of the unbalanced shafts 1 attached gears 13 to the arranged on the central imbalance masses 12 gears 121 of 180 degrees.
  • the hydraulic motor 3 which rotates the swing motor shaft 21 drives a series of gears 121 via the gear 211 closest to the hydraulic motor 3 mounted on the swing motor shaft 21 and connected to each unbalanced mass 12 of each unbalanced shaft 1.
  • the hydraulic motor 3 drives the pivot motor shaft 21 and the drive torque is transmitted to the imbalance 12 via this pivot motor shaft 21;
  • the pivot mechanism of the swing motor 2 is not in the power flow of the drive torque.
  • the two other, external hydraulic motors 31 drive the outer imbalance masses 11 of each imbalance shaft 1, which are connected to each other via the gears 13.
  • the present vibratory transmission is distinguished from the prior art vibrators in that the gear trains are significantly shortened. If the powers to be transmitted of all gear pairings are added up, the result for the present vibrator gearbox is the smallest sum. This results in lower mechanical losses and less noise.
  • the swivel motor shaft 21 of the swivel motor 3 is provided in the exemplary embodiment with an axial bore 212, from which two radial bores 213 spaced from one another are guided to the outside.
  • a lance 4 for supplying the chambers 25 of the formed as a rotary piston rotary engine pivot motor 2 is introduced with hydraulic oil.
  • the lance 4 is substantially cylindrical.
  • the lance 4 has a head piece 41, to which a shaft 42 adjoins, which merges into a diameter-enlarged sliding bearing portion 43.
  • two channels 44 for supplying the chambers 25 of the swing motor 2 are introduced.
  • the channels 44 respectively open into an annular groove 45 disposed within the sliding bearing section 43, which is arranged such that one of the radial bores 213 of the pivot motor shaft 21 is arranged orthogonal to this, which axial borehole 212 forms the connection to the respective chamber 25 of the pivoting motor 2.
  • the lance 4 is mounted with its head 41 to a flange 5, which is fastened by screws 54 on the - not shown - housing of the vibrator gear.
  • the flange part 5 consists essentially of a base plate 51, which is centrally provided with a cup-shaped recess 52 which is aligned with a guided through the base plate 51 bore 53.
  • the cup-shaped formation 52 accommodates the lid part 55, which is provided with a centrally arranged, cylindrically shaped recess 56 whose outer diameter is slightly larger than the outer diameter of the head piece 41 of the lance 4th
  • the cover part 55 is provided with supply connections 57 for supplying the ducts 44 of the lance 4 received by the cover part 55. Furthermore, a dowel pin 58 is arranged in the recess 56 of the cover part 55 for engagement in an eccentric arranged in the head piece 41 of the lance 4 fitting bore 46. Surrounding the recess 52 of the cover member 55 are parallel to each other two annular grooves 59 for receiving a respective O-ring 6 is introduced. The O-rings 6 bridge the gap between the head piece 41 of the lance 4 and the recess 56 of the cover part 55, whereby the head piece 41 is mounted slightly pivotable in the cover part 55.
  • the cover part 55 is fixed in the recess 52 of the base plate 51 and receives the head 41 of the lance 4, the shaft 42 protrudes through the bore 53 of the base plate into the axial bore 212 of the swing motor shaft 21 of the swing motor 2.
  • the cover part 55 is sealed relative to the cup-shaped recess 56 by means of an O-ring 61.
  • the angle of rotation is limited by the integrally formed on the pivot motor shaft 21 wings in interaction with the stop 24.
  • the vane 23 simultaneously serves as a seal between the two chambers 25, which are delimited between the vane 23 and the pivot motor housing 22 and the pivot motor shaft 21.
  • the two chambers 25 are supplied with hydraulic oil, which is supplied via the radial bores 213 of the swing motor shaft 21.
  • the fixed lance 4 is mounted in the central, axially extending bore 212. The sealing effect is achieved through narrow gaps.
  • the hydraulic oil is supplied through the supply ports 57 to the channels 44 of the lance 4. From these channels 44, the oil enters the annular grooves 45 on the outside of the lance.
  • the chambers 25 of the swing motor 2 are connected by the radial bores 213 which connect the respective annular groove space with the corresponding chamber 25.
  • a Leckageringnut 47 is disposed between the two annular grooves 45, which serves to dissipate occurring leak oil.
  • the fit between the lance 4 and the axial bore 212 of the pivot motor shaft 21 is designed in the region of the annular grooves 45, 47 as a narrow slide bearing.
  • the lance 4 is provided with a sliding bearing coating made of plastic. Due to the between the axial bore 212 of the pivot motor shaft 21 and the sliding bearing portion 43 of the lance 4 certain slide bearing exits a certain leakage, but at the same time lubricates the bearing, the surfaces separates and thereby counteracts wear.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger, insbesondere für eine Vibrationsramme, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Im Bauwesen werden Schwingungserzeuger wie Vibratoren, Rüttler oder Vibrationsbären verwendet, um Profile in den Boden einzubringen oder zu ziehen oder auch um Bodenmaterial zu verdichten. Der Boden wird durch Vibration angeregt und erreicht so einen "pseudoflüssigen" Zustand. Durch statische Auflast kann das Rammgut dann in den Baugrund gedrückt werden. Die Vibration ist gekennzeichnet durch eine lineare Bewegung und wird durch paarweise gegenläufig rotierende Unwuchten innerhalb eines Vibratorgetriebes generiert. Schwingungserzeuger werden charakterisiert durch die installierte Unwucht, das sogenannte "statische Moment".
  • Um in Abhängigkeit von Rammgut und Bodeneigenschaften einen optimalen Vortrieb bzw. eine gute Verdichtung zu erreichen, ist es wünschenswert, Amplitude, Frequenz oder Kraftrichtung des Schwingungserzeugers zu regeln. Die Einstellung der Vibration erfolgt sinnvollerweise über eine Veränderung des statischen Moments oder der Phasenlage der Unwuchten. Zur Verstellung der wirksamen Größe der Unwucht werden Wellen mit unveränderbaren Unwuchten gegeneinander verdreht, oder die aktive Unwucht jeder einzelnen Welle wird verändert. Eine besondere Bauform sind Hochkantvibratoren. Diese sind üblicherweise mit drei oder vier Unwuchtwellen bestückt. Das Verstellen des statischen Moments des Schwingungserzeugers erfolgt durch Verstellen der wirksamen Unwucht jeder Welle. Dabei wird regelmäßig eine mittlere Unwucht gegen zwei äußere Unwuchten verdreht, um auf diese Weise die resultierende Unwucht einzustellen. Da der Winkel zwischen den Unwuchten auf allen Unwuchtwellen gleich sein soll, werden üblicherweise jeweils die äußeren und die inneren Unwuchten aller Wellen miteinander synchronisiert und dabei mit Zahnrädern zu Gruppen zusammengefasst. Alle Unwuchten, deren Phasenlage zueinander bei der Verstellung des statischen Moments unverändert bleibt, bilden eine Unwuchtgruppe. Regelmäßig bilden alle inneren Unwuchten eine Unwuchtgruppe, ebenso alle äußeren. Die Kopplung zwischen diesen Gruppen erfolgt über einen Schwenkmotor, der die Phasenlage zwischen den Unwuchtgruppen verschiebt bzw. konstant hält. Ein solcher Schwingungserzeuger ist beispielsweise in der DE 20 2007 005 283 U sowie der EP 0 926 300 A1 beschrieben. Dabei werden die Gruppe der äußeren Unwuchten und die Gruppe der inneren Unwuchten jeweils separat über einen Antrieb angetrieben. Der Schwenkmotor dient einzig der Verstellung der Phasenlage der Unwuchtgruppen zueinander.
  • Nachteilig an dem vorbekannten Schwingungserzeuger ist, dass dieser eine große Teilevielfalt aufweist. Bei einem derartigen Schwingungserzeuger mit vier Unwuchtwellen und einem mittig angeordnetem Schwenkmotor sind beispielsweise bei drei Zahnradreihen vierzehn Zahnräder erforderlich. Darüber hinaus ist das maximale Drehmoment des Schwenkmotors begrenzt, da dessen Außendurchmesser durch die benachbarten Unwuchten begrenzt ist.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserzeuger bereitzustellen, dessen Teilevielfalt reduziert ist und bei dem Einschränkungen des maximalen Drehmoments des Schwenkmotors vermieden sind. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Mit der Erfindung ist ein Schwingungserreger geschaffen, dessen Teilevielfalt reduziert ist und bei dem Einschränkungen des maximalen Drehmoments vermieden sind. Dadurch, dass der Schwenkmotor derart axial angeordnet ist, dass er außerhalb der von den Unwuchten überstrichenen Bereiche positioniert ist, befindet sich in dem Bereich zwischen den Unwuchten lediglich die Schwenkmotorwelle, weshalb die Unwuchten bei gleichem Achsabstand mit größerem Außendurchmesser ausgeführt werden können. Gleichsam ist der Außendurchmesser des Schwenkmotors nicht durch benachbarte Unwuchten begrenzt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Schwenkmotors sind nunmehr nur zwei Zahnradreihen erforderlich, wodurch die Teilevielfalt reduziert ist.
  • Dabei ist wenigstens eine der parallel zueinander angeordneten Wellen sowie zusätzlich die Schwenkmotorwelle des Schwenkmotors oder das Schwenkmotorgehäuse des Schwenkmotors mit einem Antrieb verbunden. Hierdurch ist die Belastung des Schwenkmotors selbst reduziert, da von diesem keine Antriebsmomente zu übertragen sind. Der Antriebsmotor, der das Wellenende des Schwenkmotors dreht, treibt über das auf der Schwenkmotorwelle befestigte Zahnrad eine Reihe Zahnräder an, die mit der jeweils mittleren Unwucht jeder Welle verbunden ist. Das Antriebsmoment wird über diese Welle auf die Unwucht übertragen, der Schwenkmechanismus des Schwenkmotors liegt jedoch nicht im Kraftfluss des Antriebsmoments. Derselbe Effekt ergibt sich, wenn das Schwenkmotorgehäuse mit dem Antriebsmotor angetrieben ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens einer der Antriebe als Hydraulikmotor mit verstellbarem Schluckvolumen ausgebildet. Hierdurch besteht die Möglichkeit, durch Veränderung des Verhältnisses der Schluckvolumina der die beiden Unwuchtgruppen treibenden Motore Größe und Richtung des von dem Schwenkmotor zu übertragenden Moments zu beeinflussen, wodurch der Schwenkmotor in seiner Schwenkbewegung unterstützt oder gebremst werden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Schwenkmotor ein Drehflügelschwenkmotor, der bevorzugt einflüglig ausgebildet ist und einen Schwenkwinkel größer 210 Grad, bevorzugt größer 240 Grad, besonders bevorzugt größer 270 Grad aufweist. Hierdurch ist ein erheblich größerer Schwenkwinkel bereitgestellt, um die Unwuchten um 180 Grad gegeneinander zu verdrehen. Hierdurch ist über eine Getriebeübersetzung eine Steigerung des Drehmoments ermöglicht, wobei eine bessere Ausnutzung des Bauraums bewirkt ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schwenkmotorwelle sowie das Schwenkmotorgehäuse jeweils mit wenigstens einem Zahnrad versehen, das jeweils in ein mit einer auf einer der Wellen angeordneten Unwuchtmasse verbundenes Zahnrad eingreift. Dabei weist bevorzugt das wenigstens eine auf der Schwenkmotorwelle angeordnete Zahnrad einen kleineren Durchmesser auf, als das mit diesem Zahnrad in Eingriff befindliche, mit einer Unwuchtmasse verbundene Zahnrad. Hierdurch ist ein Übersetzungsverhältnis erzielt, wodurch das wirkende Drehmoment erhöht ist. Aufgrund des definierten erforderlichen Drehmoments zur Verstellung der Unwuchten gegeneinander ist hierdurch eine Reduzierung des von dem Schwenkmotor zu leistenden Drehmoments erzielt, weshalb dieser geringer dimensioniert bzw. mit geringerem Druck betrieben werden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind zur Abdichtung des Schwenkmotorgehäuses gegenüber der Schwenkmotorwelle des wenigstens einen Schwenkmotors keine Dichtungen angeordnet, wobei die Dichtwirkung ausschließlich über das Spaltmaß bewirkt ist. Hierdurch ist der Wartungsaufwand reduziert, da ein Wechsel von gealterten, verschlissenen bzw. bei zu hohen Temperaturen versprödeten Dichtungen nicht erforderlich ist. Die Dichtwirkung wird vielmehr über enge Spalte erreicht. Der Gefahr einer höheren Leckage wird durch einen Betrieb mit niedrigerem Druck begegnet, der durch die Dimensionierung des Schwenkmotors bzw. der Getriebeübersetzung der in Eingriff befindlichen Zahnräder ausgeglichen werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schwenkmotorwelle des Schwenkmotors mit einer axialen Bohrung versehen, in die eine feststehende Lanze hineinragt, die wenigstens zwei Kanäle zur Ölversorgung des Schwenkmotors aufweist, die in jeweils eine außen an der Lanze angeordnete Ringnut münden, wobei in der Schwenkmotorwelle radiale Bohrungen zur Verbindung der wenigstens zwei Ringnuten der Lanze mit den zu versorgenden Kammern eingebracht sind. Dabei ist die Passung zwischen Lanze und Wellenbohrung im Bereich der Ringnuten vorzugsweise als enges Gleitlager ausgeführt. Die Lanze ist in diesem Bereich bevorzugt mit Kunststoff beschichtet. Das Vorsehen einer solchen feststehenden Lanze begegnet der Problematik der im Stand der Technik üblicherweise eingesetzten Drehdurchführungen, welche aus einem feststehenden Gehäuse bestehen, welches am Gehäuse des Schwingungserregers angeflanscht wird und einem Rotor, der in diesem Gehäuse drehbar gelagert ist und vom rotierenden Schwenkmotor mit angetrieben wird. Lager weisen immer ein Lagerspiel auf, wodurch alle in einem schwingenden Gehäuse gelagerten Komponenten mit einer gewissen Exzentrität rotieren. Während diese bei selbstgelagerten Schwenkmotoren relativ groß sind, sind in Drehdurchführungen aus dichtungstechnischen Gründen sehr enge Spiele erforderlich. Eine direkte starre Verbindung zwischen dem Rotor der Drehdurchführung der Schwenkmotorwelle ist nicht möglich, da der schwere Schwenkmotor die empfindlichen Lager der Drehdurchführung beschädigen würde. Die feststehend angeordnete Lanze hingegen gleicht die tanzenden Bewegungen der Schwenklagerwelle in den funktionsbedingt ein Spiel aufweisenden Wälzlagern aus. Dies geschieht einerseits durch den langen Schaft der Lanze, der vorzugsweise elastisch ausgeführt ist und vorteilhaft durch eine Befestigung am Flansch so ausgeführt ist, dass sie leichte Schrägstellungen aufnehmen kann. Dabei ist die Lanze bevorzugt endseitig mit Spiel in einem an dem Gehäuse des Schwingungserregers befindlichen Flanschteil verdrehsicher gelagert.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist die Lanze endseitig ein durchmesservergrößertes Kopfstück auf, mit dem es in dem Flanschteil gelagert ist. Hierdurch ist eine nachgiebige Befestigung der Lanze in dem Flansch ermöglicht. Hierzu ist bevorzugt der durch das Spiel gebildete Spalt zwischen Lanze und Flanschteil durch wenigstens einen O-Ring überbrückt. Gegen Verdrehung kann die Lanze mittels eines in das Kopfstück eingreifenden Stiftes gesichert sein.
  • Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    die schematische Darstellung eines Schwingungserzeuger in räumlicher Ansicht;
    Figur 2
    die schematische Darstellung des Drehflügelschwenkmotors des Schwingungserzeugers aus Fig. 1 im Querschnitt (Flügel nicht dargestellt);
    Figur 3
    die schematische Darstellung der Lanze der Anordnung aus Fig. 2 mit angeordnetem Flanschteil im Querschnitt und
    Figur 4
    die schematische Darstellung des Drehflügels des Drehflügelschwenkmotors aus Fig. 2.
  • Der als Ausführungsbeispiel gewählte Schwingungserreger ist als vierwelliges Vibratorgetriebe ausgeführt. Es sind vier Unwuchtwellen 1 angeordnet, auf der beabstandet zueinander zwei äußere Unwuchtmassen 11 befestigt sind. Mittig zwischen den beiden äußeren Unwuchtmassen 11 ist eine mittlere Unwuchtmasse 12 angeordnet, die mit einem Zahnrad 121 verbunden ist. Weiterhin ist auf der Unwuchtwelle 1 an seinem dem Schwenkmotor 2 zugewandten Ende ein weiteres Zahnrad 13 befestigt. Die Unwuchtwellen 1 sind derart parallel zueinander angeordnet, dass die Zahnräder 121, 13 von je zwei Unwuchtwellen 1 miteinander in Eingriff stehen, so dass zwei Unwuchtwellengruppen 10 gebildet sind. Die beiden Unwuchtwellengruppen 10 sind über die Zahnräder 211, 221 eines Schwenkmotors 2 miteinander gekoppelt.
  • Der Schwenkmotor 2 umfasst eine Schwenkmotorwelle 21 sowie ein Schwenkmotorgehäuse 22, wobei die Drehstellung des Schwenkmotorgehäuses 22 relativ zur Schwenkmotorwelle 21 veränderbar ist. Auf der Schwenkmotorwelle 21 ist ein Flügel 23 angeformt, der innerhalb des Schwenkmotorgehäuses 22 rotierbar ist. Innerhalb des Schwenkmotorgehäuses 22 ist ein Anschlag 24 angeformt, durch den der Schwenkwinkel des Flügels 23 begrenzt ist. Zwischen dem Anschlag 24 und dem Flügel 23 ist beidseitig des Flügels 23 jeweils eine Kammer 25 begrenzt. Auf der Schwenkmotorwelle 21 ist ein Zahnrad 211 befestigt, welches mit jeweils einem Zahnrad 121 einer mittleren Unwuchtmasse 12 einer Unwuchtwelle 1 einer Unwuchtwellengruppe 10 im Eingriff steht. Parallel zu dem Zahnrad 211 ist beabstandet zu diesem ein Zahnrad 221 an dem Schwenkmotorgehäuse 22 des Schwenkmotors 2 angeordnet, welches mit jeweils einem Zahnrad 13 einer Unwuchtwelle 1 einer Unwuchtwellengruppe 10 im Eingriff ist. Dabei ist der Schwenkmotor 2 mit seinem Schwenkmotorgehäuse 22 sowie dem in diesem rotierbar angeordneten an der Schwenkmotorwelle 21 angeformte Flügel 23 derart axial versetzt angeordnet, dass er außerhalb der von den Unwuchtmassen 11, 12 überstrichenen Bereiche angeordnet ist.
  • Im Ausführungsbeispiel ist das dem Zahnrad 211 zugewandte Ende der Schwenkmotorwelle 21 von einem Hydraulikmotor angetrieben. Als Kupplung zwischen der - nicht dargestellten - Zahnwelle des Hydraulikmotors 3 und der Schwenkmotorwelle 21 kommt ein herkömmlicher Zahnwellenadapter zum Einsatz. Der Durchmesser der Schwenkmotorwelle 21 ist dabei deutlich größer als bei einem herkömmlichen Schwenkmotor wie er beispielsweise in der DE 20 2007 005 283 U1 zum Einsatz kommt, gewählt. Die Montage des Schwenkmotors 2 erfolgt von dem dem Hydraulikmotor 3 gegenüberliegenden Ende der Schwenkmotorwelle 21. Die beiden äußeren Unwuchtwellen 1 des Vibratorgetriebes sind ebenfalls mit einem Hydraulikmotor 31 verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist der Hydraulikmotor 3, der den Schwenkmotor 2 antreibt, ein Konstantmotor; bei den Hydraulikmotoren 31 handelt es sich um Hydraulikmotoren mit verstellbaren Schluckvolumen. Das Schluckvolumen der beiden Hydraulikmotoren 31 mit verstellbarem Schluckvolumen kann exakt so eingestellt werden, dass der Schwenkmotor 2 kein Antriebsmoment überträgt. Alternativ ist es auch möglich, den Hydraulikmotor 3 am Schwenkmotor als Verstellmotor auszubilden sowie mindestens einen der beiden anderen Hydraulikmotoren 31. In diesem Fall ist es möglich, die Schluckvolumina der Antriebsmotoren auch dann so einzustellen, dass der Schwenkmotor vom Antriebsmoment befreit ist, wenn bei konstantem Volumenstrom unterschiedliche Drehzahlen gefahren werden.
  • Im Ausführungsbeispiel sind die Zahnräder 211, 221 des Schwenkmotors 2 kleiner ausgebildet, als die Zahnräder 121, 13 der Unwuchtwellen 1. Dabei ist der Schwenkmotor 2 derart ausgebildet, dass der Flügel 23 innerhalb des Schwenkmotorgehäuses 22 einen Schwenkwinkel von 280 Grad aufweist. Die Übersetzung der Zahnräder 211, 221 des Schwenkmotors 2 zu den Zahnrädern 121, 13 der Unwuchtwellen 1 ist derart gewählt, dass eine Rotation des Schwenkmotorgehäuses 22 mit dem an diesen angeordneten Zahnrad 221 um 280 Grad relativ zur Schwenkmotorwelle 21 eine relative Rotation der an den Unwuchtwellen 1 befestigten Zahnräder 13 zu den an den mittleren Unwuchtmassen 12 angeordneten Zahnrädern 121 von 180 Grad bewirkt.
  • Der Hydraulikmotor 3, der die Schwenkmotorwelle 21 dreht, treibt über das auf der Schwenkmotorwelle 21 befestigte, den Hydraulikmotor 3 am nächsten liegende Zahnrad 211 eine Reihe Zahnräder 121 an, die mit der jeweils mittleren Unwuchtmasse 12 jeder Unwuchtwelle 1 verbunden ist. Der Hydraulikmotor 3 treibt hierbei zwar die Schwenkmotorwelle 21 an und das Antriebsmoment wird über diese Schwenkmotorwelle 21 auf die Unwuchten 12 übertragen; der Schwenkmechanismus des Schwenkmotors 2 liegt jedoch nicht im Kraftfluss des Antriebsmoments. Die beiden anderen, äußeren Hydraulikmotoren 31 treiben die äußeren Unwuchtmassen 11 jeder Unwuchtwelle 1 an, die über die Zahnräder 13 miteinander verbunden sind. Das vorliegende Vibratorgetriebe zeichnet sich gegenüber den vorbekannten Schwingungserzeugern dadurch aus, dass die Zahnräderzüge deutlich verkürzt sind. Werden die zu übertragenden Leistungen aller Zahnradpaarungen addiert, ergibt sich für das vorliegende Vibratorgetriebe die geringste Summe. Hieraus resultieren geringere mechanische Verluste sowie eine geringere Geräuschentwicklung.
  • Die Schwenkmotorwelle 21 des Schwenkmotors 3 ist im Ausführungsbeispiel mit einer axialen Bohrung 212 versehen, von der beabstandet zueinander zwei radiale Bohrungen 213 nach außen geführt sind. In der axialen Bohrung 212 der Schwenkmotorwelle 21 ist eine Lanze 4 zur Versorgung der Kammern 25 des als Drehkolbenschwenkmotor ausgebildeten Schwenkmotors 2 mit Hydrauliköl eingebracht. Die Lanze 4 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Endseitig weist die Lanze 4 ein Kopfstück 41 auf, an das sich ein Schaft 42 anschließt, der in einen durchmesservergrößerten Gleitlagerabschnitt 43 übergeht. In der Lanze 4 sind koaxial zu dessen Mittelachse 40 zwei Kanäle 44 zur Versorgung der Kammern 25 des Schwenkmotors 2 eingebracht. Die Kanäle 44 münden jeweils in eine innerhalb des Gleitlagerabschnitts 43 angeordnete Ringnut 45, die derart angeordnet ist, dass eine der radialen Bohrung 213 der Schwenkmotorwelle 21 orthogonal zu dieser angeordnet ist, welche axiale Bohrung 212 die Verbindung zur jeweiligen Kammer 25 des Schwenkmotors 2 darstellt. Die Abdichtung der Ringnuten 45 zur Schwenkmotorwelle 21 erfolgt über einen sehr engen Spalt zwischen dem Gleitlagerabschnitt 43 und der Innenwandung der axialen Bohrung 212 der Schwenkmotorwelle 21, wobei der Gleitlagerabschnitt 43 im Ausführungsbeispiel mit einer Gleitlagerbeschichtung aus Kunststoff versehen ist.
  • Die Lanze 4 ist mit ihrem Kopfstück 41 an einen Flanschteil 5 gelagert, welches über Schrauben 54 an dem - nicht dargestellten - Gehäuse des Vibratorgetriebes befestigt ist. Das Flanschteil 5 besteht im Wesentlichen aus einer Basisplatte 51, die mittig mit einer topfförmig ausgebildeten Ausnehmung 52 versehen ist, die mit einer durch die Basisplatte 51 geführten Bohrung 53 fluchtet. Die topfförmige Ausbildung 52 nimmt das Deckelteil 55 auf, welches mit einer zentrisch angeordneten, zylinderförmig ausgebildeten Ausnehmung 56 versehen ist, deren Außendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Kopfstücks 41 der Lanze 4.
  • Das Deckelteil 55 ist mit Versorgungsanschlüssen 57 zur Versorgung der Kanäle 44 der von dem Deckelteil 55 aufgenommenen Lanze 4 versehen. Weiterhin ist in der Ausnehmung 56 des Deckelteils 55 ein Passstift 58 zum Eingriff in eine exzentrische in dem Kopfstück 41 der Lanze 4 angeordnete Passbohrung 46 angeordnet. Umlaufend der Ausnehmung 52 des Deckelteils 55 sind parallel zueinander zwei Ringnuten 59 zur Aufnahme jeweils eines O-Rings 6 eingebracht. Die O-Ringe 6 überbrücken den Spalt zwischen dem Kopfstück 41 der Lanze 4 und der Ausnehmung 56 des Deckelteils 55, wodurch das Kopfstück 41 in dem Deckelteil 55 geringfügig schwenkbar gelagert ist. Das Deckelteil 55 ist in der Ausnehmung 52 der Basisplatte 51 befestigt und nimmt das Kopfstück 41 der Lanze 4 auf, dessen Schaft 42 durch die Bohrung 53 der Basisplatte hindurch in die axiale Bohrung 212 der Schwenkmotorwelle 21 des Schwenkmotors 2 hineinragt. Dabei ist das Deckelteil 55 gegenüber der topfförmigen Ausnehmung 56 mittels eines O-Rings 61 abgedichtet.
  • Der Drehwinkel ist durch den auf der Schwenkmotorwelle 21 angeformten Flügel in Wechselwirkung mit dem Anschlag 24 begrenzt. Der Flügel 23 dient gleichzeitig als Abdichtung zwischen den beiden Kammern 25, die zwischen dem Flügel 23 und dem Schwenkmotorgehäuse 22 sowie der Schwenkmotorwelle 21 begrenzt sind. Die beiden Kammern 25 werden mit Hydrauliköl versorgt, das über die radialen Bohrungen 213 der Schwenkmotorwelle 21 zugeführt wird. Um das Hydrauliköl der rotierenden Schwenkmotorwelle 21 zuzuführen, ist die feststehende Lanze 4 in der zentrischen, axial verlaufenden Bohrung 212 gelagert. Die Dichtwirkung wird über enge Spalte erreicht.
  • Das Hydrauliköl wird durch die Versorgungsanschlüsse 57 den Kanälen 44 der Lanze 4 zugeführt. Von diesen Kanälen 44 gelangt das Öl in die Ringnuten 45 an der Lanzenaußenseite. Die Kammern 25 des Schwenkmotors 2 sind durch die radiale Bohrungen 213 angeschlossen, die den jeweiligen Ringnutenraum mit der entsprechenden Kammer 25 verbinden. Die Abdichtung der Ringnuten 45 gegeneinander erfolgt über einen engen Spalt. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden Ringnuten 45 eine Leckageringnut 47 angeordnet, die dazu dient, auftretendes Lecköl abzuleiten. Die Passung zwischen der Lanze 4 und der axialen Bohrung 212 der Schwenkmotorwelle 21 ist im Bereich der Ringnuten 45, 47 als enges Gleitlager ausgeführt. In diesem Bereich ist die Lanze 4 mit einer Gleitlagerbeschichtung aus Kunststoff versehen. Durch das zwischen der axialen Bohrung 212 der Schwenkmotorwelle 21 und dem Gleitlagerabschnitt 43 der Lanze 4 gewisser Gleitlager tritt eine gewisse Leckage aus, die jedoch gleichzeitig das Lager schmiert, die Oberflächen trennt und hierdurch Verschleiß entgegenwirkt.

Claims (12)

  1. Schwingungserreger, insbesondere für eine Vibrationsramme, umfassend wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete Wellen, sowie wenigstens zwei Unwuchtmassen (11, 12), die auf einer oder auf mehreren der Wellen befestigt sind, wobei ein Schwenkmotor (2) zur Verstellung der relativen Drehposition der Unwuchtmassen (11, 12) zueinander angeordnet ist, umfassend eine Schwenkmotorwelle (21) und ein Schwenkmotorgehäuse (22), wobei die Schwenkmotorwelle (21) Bestandteil einer der Wellen ist und die Drehstellung des Schwenkmotorgehäuses (22) relativ zur Schwenkmotorwelle (21) veränderbar ist, wobei der Schwenkmotor (2) derart axial versetzt angeordnet ist, dass er außerhalb der von den Unwuchtmassen (11, 12) überstrichenen Bereiche angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet dass, wenigstens eine der parallel zueinander angeordneten Wellen mit einem Antrieb (31) sowie zusätzlich die Schwenkmotorwelle (21) des Schwenkmotors (2) oder das Schwenkmotorgehäuse (22) des Schwenkmotors (2) mit einem weiteren Antrieb (3) verbunden sind.
  2. Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Antriebe (3, 31) als Hydraulikmotor mit verstellbarem Schluckvolumen ausgebildet ist.
  3. Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmotor (2) ein Drehflügelschwenkmotor ist.
  4. Schwingungserreger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmotor (2) einflügelig ausgebildet ist und einen Schwenkwinkel größer 210°, bevorzugt größer 240°, besonders bevorzugt größer 270° aufweist.
  5. Schwingungserreger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkmotorwelle (21) sowie das Schwenkmotorgehäuse (22) jeweils mit wenigstens einem Zahnrad (211, 221) versehen sind, das jeweils in ein mit einer auf einer der Wellen (1) angeordneten Unwuchtmasse (11, 12) verbundenes Zahnrad (121, 13) eingreift.
  6. Schwingungserreger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine auf der Schwenkmotorwelle (21) angeordnete Zahnrad (211) einen kleineren Durchmesser aufweist, als das mit diesem Zahnrad (221) im Eingriff befindliche, mit einer Unwuchtmasse (12) verbundene Zahnrad (121).
  7. Schwingungserreger nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Schwenkmotorgehäuses (22) gegenüber der Schwenkmotorwelle (21) des Schwenkmotors (2) keine Dichtungen angeordnet sind, wobei die Dichtwirkung ausschließlich über das Spaltmaß bewirkt ist.
  8. Schwingungserreger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkmotorwelle (21) des Schwenkmotors (2) mit einer axialen Bohrung (212) versehen ist, in die eine feststehende Lanze (4) hineinragt, die wenigstens zwei Kanäle (44) zur Ölversorgung des Schwenkmotors (2) aufweist, die in jeweils eine außen an der Lanze (4) angeordneten Ringnut (45) münden, wobei in der Schwenkmotorwelle (21) radiale Bohrungen (213) zur Verbindung der wenigstens zwei Ringnuten (45) der Lanze (4) mit den zu versorgenden Kammern (25) des Schwenkmotors (2) eingebracht sind.
  9. Schwingungserreger nach Aspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Passung zwischen der Lanze (4) und der axialen Bohrung (212) der Schwenkmotorwelle (21) im Bereich der Ringnuten (45) der Lanze (4) als enges Gleitlager ausgeführt ist.
  10. Schwingungserreger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (4) endseitig mit Spiel in einem an dem Gehäuse des Schwingungserregers befestigten Flanschteil (5) verdrehsicher gelagert ist.
  11. Schwingungserreger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (4) endseitig ein durchmesservergrößertes Kopfstück (41) aufweist, mit dem es in dem Flanschteil (5) gelagert ist.
  12. Schwingungserreger nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Spiel gebildete Spalt zwischen Lanze (4) und Flanschteil (5) durch wenigstens einen O-Ring (6) überbrückt ist.
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