EP3357589A1 - Oscillation generator and method for generating oscillations - Google Patents

Oscillation generator and method for generating oscillations Download PDF

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EP3357589A1
EP3357589A1 EP17154559.3A EP17154559A EP3357589A1 EP 3357589 A1 EP3357589 A1 EP 3357589A1 EP 17154559 A EP17154559 A EP 17154559A EP 3357589 A1 EP3357589 A1 EP 3357589A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
imbalance
shaft
shafts
drive
vibration generator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17154559.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Philipp Otto
Wolfgang Kraus
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.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Priority to EP18703701.5A priority patent/EP3576890B1/en
Priority to US16/483,223 priority patent/US11420232B2/en
Priority to CN201880010070.1A priority patent/CN110234441B/en
Priority to PCT/EP2018/051684 priority patent/WO2018141601A1/en
Publication of EP3357589A1 publication Critical patent/EP3357589A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/286—Vibration or impact-imparting means; Arrangement, mounting or adjustment thereof; Construction or mounting of the rolling elements, transmission or drive thereto, e.g. to vibrator mounted inside the roll

Definitions

  • the invention relates to a vibration generator with a first rotationally driven imbalance shaft on which a first imbalance is arranged, a second rotationally driven imbalance shaft, on which a second imbalance is arranged, a drive for rotationally driving the two unbalanced shafts and a gear arrangement, which between the drive and the imbalance shafts for transmitting a torque of the drive is arranged on the imbalance shafts, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a construction machine or a construction tool having such a vibration generator.
  • the invention further relates to a method for generating vibrations, in which a drive rotatably drives a first imbalance shaft, on which a first imbalance is arranged, and a second imbalance shaft, on which a second imbalance is arranged, and a gear arrangement, which is arranged between the drive and the imbalance shafts, transmits a torque of the drive to the imbalance shafts, according to the preamble of claim 12.
  • Vibration generators can be used for many different purposes. For example, you can be used in construction for the introduction and / or removal of shoring in or out of the ground. For this purpose, a vibrator having a vibrator can be used.
  • the vibrator can be used as Aufsatzrüttler on a shoring, for example, a sheet pile wall element, a screed or a pipe are placed in order to transmit vibrations when introduced or removed in a ground.
  • the vibrator has a plurality of staggered imbalances as unbalance pairs, wherein an imbalance pair is driven by a drive shaft and the two imbalances of the imbalance pair are coupled to the torque transmission geared together.
  • the imbalance pairs and the transmission provided for torque transmission form a unit which is excited by the rotational imbalances to oscillate.
  • this allows an efficient pairwise drive the imbalances, but also experiences the transmission vibrations, which is thereby heavily stressed.
  • the invention has for its object to provide a vibration generator and a method for generating vibrations, with which vibrations targeted, in particular gear less, can be generated.
  • the vibration generator according to the invention is characterized in that for forming an imbalance unit, the first imbalance shaft is rotatably mounted within the second imbalance shaft, the second imbalance is arranged circumferentially around the first imbalance, for torque transmission between the gear assembly and the first imbalance shaft, a first deflection shaft is arranged and Torque transmission between the gear assembly and the second unbalanced shaft a second deflection shaft is arranged.
  • the imbalance unit may also be referred to as an imbalance cell.
  • a deflection shaft allows a deflection transversely to the shaft axis.
  • This can essentially comprise torsionally rigid, movable shafts, which are mounted angularly and / or transversely movably.
  • a deflection shaft in particular a torsionally rigid, angularly movable coupling.
  • Such a coupling may for example be a propeller shaft having at least one cross or universal joint.
  • a deflection shaft and a torsionally rigid, transversely movable coupling may for example be a bellows-like hollow shaft, which is movable transversely to the shaft axis.
  • a basic idea of the invention is to arrange a transmission arrangement of a vibration generator provided for torque transmission of the vibrating imbalances and their shafts substantially vibration-decoupled.
  • a vibration-decoupled arrangement can be realized by means of several deflection shafts, each deflection shaft on the one hand allows a torque transmission from the gear assembly to an imbalance shaft and on the other hand substantially reduces a vibration transmission from the imbalance shaft to the gear assembly.
  • the vibration generator according to the invention thus has the advantage over known vibration generators that the vibrations generated by the imbalances are transmitted to a lesser extent to a transmission. This has the advantage that the transmission is less stressed and thus can be operated with less wear.
  • the invention is based on a further recognition that a vibration decoupling of the transmission from the oscillating imbalance shafts is realized independently of the spatial position of the transmission arrangement relative to the imbalances can, when the unbalanced shafts and the imbalances arranged thereon are arranged in a particularly compact manner as an imbalance unit.
  • This compact arrangement is realized according to the invention by a bearing of the first imbalance shaft in the second imbalance shaft and by a circumferential arrangement of the second imbalance to the first imbalance.
  • a preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that at least one of the deflection shafts is a cardan shaft, which has a universal joint at least on one side.
  • a universal joint is provided on both sides of the cardan shaft.
  • One of the cardan joints may connect the cardan shaft to one of the imbalances, and the other universal joint may connect the cardan shaft to the gear assembly.
  • the cardan shaft is designed such that it can absorb vibrations of the imbalances and imbalance waves in different directions, for example in a vertical or in a horizontal direction. That is, starting from a fixed gear assembly, a torque can be transmitted via the cardan shaft to an imbalance shaft, while the cardan joints according to the vibrational movements of the unbalanced shafts (co-) move.
  • the cardan shaft can also be designed as a hollow cardan shaft in which another deflection shaft, preferably a second cardan shaft, is arranged coaxially.
  • a further preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that at least one of the deflection waves is formed as a movable hollow shaft.
  • the movable hollow shaft may be formed as a transversely movable hollow shaft.
  • the first deflection shaft may transmit torque from the gear arrangement to the first unbalance shaft as a cardan shaft
  • the second deflection shaft may surround the first deflection shaft as a movable hollow shaft and transmit torque to the second unbalance shaft surrounding the first unbalance shaft.
  • both the first deflection shaft with the first imbalance shaft and the second deflection shaft with the second imbalance shaft rotatably connected and both deflection shafts are rotatably connected to the gear assembly.
  • An advantage of this embodiment is that the gear assembly be provided on one side to the imbalances and they can only be driven from one side.
  • the vibrator can be constructed in a particularly compact manner.
  • the movable hollow shaft can be designed as any torsionally rigid and at least transversely movable coupling.
  • a preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that the movable hollow shaft is formed as a metal bellows.
  • the metal bellows tube may perform the function of a metal bellows coupling between the gear assembly and the second unbalanced shaft.
  • a metal bellows tube may have a central bellows and two external hubs. The central bellows allows a relative displacement of the two hubs to one another transversely to the hollow shaft axis. From the bellows of Metallbalrohrs vibrations can be taken in particular transversely but also longitudinally to the bellows axis.
  • the two rotatably connected to the bellows hubs allow a torsionally rigid coupling of the metal bellows with one of the unbalanced shafts and with the gear assembly.
  • the gear arrangement can be arranged or interposed in any manner between the drive, in particular a drive motor, and the imbalance shafts for transmitting a torque of the drive to the unbalanced shafts.
  • a preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that the gear arrangement is provided on one side of the unbalance unit. This can be provided in particular if the first and second imbalance shaft are driven on one side.
  • a gear drive shaft operatively connected to the gear arrangement is rotationally driven by the drive.
  • a torque is introduced into the gear arrangement in another known manner with a drive motor, which is operatively connected to the gear assembly.
  • An adjusting drive for adjusting the rotational position of the imbalances can also be designed as a drive for transmitting torque.
  • the gear arrangement can in particular have a gear transmission.
  • the gear transmission can be designed as a spur gear, which can drive the two unbalanced shafts synchronously.
  • One gear of the gear assembly may drive the first steering shaft and another gear of the gear assembly may drive the second steering shaft.
  • the two gears for driving the two deflection shafts can also be arranged in two different gear strands.
  • the two transmission lines can be driven independently of each other, but in particular synchronously, by the drive.
  • a preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that an adjusting motor for adjusting an angular offset of the imbalances to each other is arranged on or in the gear arrangement.
  • the adjusting motor can have mutually adjustable pivoting devices, in particular gear wheels that are rotatable with respect to one another, which are operatively connected to the deflection shafts and via which a torque can be transmitted.
  • the adjustable pivoting devices can thus allow a pivoting of the individual imbalances and / or imbalance shafts to their synchronization while gears or gear rims, which drive the deflection shafts, to each other.
  • the gear arrangement can thus also be understood as a synchronization and drive gear.
  • a further preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that the second imbalance shaft is rotatably mounted in a housing which surrounds the first imbalance and the second imbalance.
  • the housing provides protection from the rotating and oscillating imbalances and, on the other hand, can be used to attach a working tool to the vibration generator.
  • a plurality of imbalance units can be arranged in redundant manner, in particular three or four, which can be driven together by the drive via the gear arrangement by means of two deflection shafts.
  • the gear arrangement can drive several unbalance units synchronously.
  • the gear arrangement for this purpose has a spur gear with one or more gear trains.
  • any work tools can be attached to the vibrator.
  • a particularly preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that a clamping device for clamping a working means, in particular a shoring element, for example a sheet pile wall element, is attached to the housing.
  • the clamping device can have a parallel gripper for gripping and clamping the working medium. Vibrations can be transmitted via the housing to the clamping device and on to the working fluid. Thus, for example, the introduction of a Verbauelements be facilitated in the soil.
  • the construction machine according to the invention and the construction tool according to the invention comprise the vibration generator according to the invention.
  • An advantageous embodiment of the construction machine according to the invention which comprises a mast, which is arranged on a carrier unit, is that the vibration generator is arranged on a guided on the mast carriage, wherein the gear assembly and the drive of the vibrator are mounted on the carriage. Also, the adjusting motor may be attached to the carriage.
  • the guided on the mast carriage of the construction machine can also be vibration decoupled. Vibrations generated by the imbalances can be transmitted via a housing surrounding the imbalance unit to a working tool arranged on the housing. This can be, for example, a clamping device for clamping a shoring element and for introducing the same into the ground.
  • a further advantageous embodiment of the construction machine according to the invention is that the vibration generator is guided on a leader.
  • a guide means of a ram can be understood, which can bring pipes or sheet piles in the ground.
  • a leader-guided vibration generator in particular a leader-guided Aufsatzrüttler, has the advantage that a shoring with higher accuracy than with a free-running Aufsatzrüttler can be introduced into the soil.
  • the object mentioned according to the invention is achieved in that the second unbalance rotates the first unbalance, wherein the first unbalanced shaft is mounted within the second imbalance shaft, a first deflection shaft transmits the torque of the drive from the gear assembly to the first imbalance shaft and a second deflection shaft transmits the torque of the drive from the gear assembly to the second imbalance shaft.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention is that the two imbalance shafts are driven in opposite directions rotating.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is that the two unbalanced shafts are driven synchronously.
  • the gear arrangement may be formed as a synchronization gear.
  • imbalance shafts driven unbalanced shafts that is driven at the same angular velocity can be understood simultaneously.
  • the imbalance shafts can be synchronously driven synchronously rotating or synchronously driven counter-rotating.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention according to the invention is that an offset of the imbalances in a start position of the imbalances, in which the imbalances are arranged opposite, is corrected.
  • Such an offset correction makes it possible, in particular, for a counter-rotating drive of the two imbalances in the upper start position and in a lower position to lie opposite one another, ie to meet, whereby they are opposite one another at an angular offset of 90 ° to the two positions, whereby vibrations occur compensate in this level.
  • a building can be built.
  • a structure may for example be a Baugrubenumschiff, which is built with shoring elements, which have been introduced using the vibration generator according to the invention in the ground.
  • FIGS. 1 to 3 each show a vibration generator 100, 200 with a plurality of imbalance units 2.
  • the individual imbalance units 2 are formed in all these embodiments of the vibrator 100, 200 substantially the same.
  • a single imbalance unit 2 comprises a first imbalance shaft 12 with a first imbalance 10 and a second imbalance shaft 22 with a second imbalance 20.
  • the first imbalance shaft 12 and the second imbalance shaft 22 are mounted coaxially, with the first imbalance shaft 12 at least partially within the second imbalance shaft 22 is located.
  • the second imbalance shaft 22 is formed as a hollow shaft.
  • the first imbalance shaft 12 is mounted in the second hollow imbalance shaft 22 by means of a first imbalance radial bearing 14.
  • the first imbalance 10 with a shaft-hub connection 13 is arranged on the first imbalance shaft 12, the first imbalance 10 with a shaft-hub connection 13 is arranged.
  • the shaft-hub connection 13 may be a feather key connection.
  • the second imbalance shaft 22 surrounds the first imbalance 10, wherein the second imbalance 20 is arranged on or in the lateral surface of the second imbalance shaft 22, that they radial to the common shaft axis 3 of the coaxial first imbalance shaft 12 and second imbalance shaft 22nd is arranged offset outwards. If both unbalances 10, 20 are set in rotation, the second unbalance 20 rotates around the first unbalance 10.
  • the second imbalance shaft 22 is mounted in a housing 50 with second imbalance radial bearings at both ends of the second imbalance shaft 22.
  • Second unbalanced radial bearings 24 and first unbalanced radial bearings 14 are arranged at the end portions of the first imbalance shaft 12 and the second imbalance shaft 22, wherein between the two end portions, the two imbalances 10, 20 are arranged therebetween.
  • the housing 50 thus surrounds the two imbalances 10, 20, which can rotate inside the housing 50.
  • the housing 50 can accommodate the imbalances 10, 20 and, at least in sections, the imbalance shafts 12, 22.
  • the imbalance units 2 and the housing 50 form a vibrating unit, since oscillations generated by the imbalances are transmitted to the housing 50 via the eccentric shafts 12, 22.
  • FIGS. 1 to 3 each show a clamping device 60 as a working tool to which vibrations with the vibrators 100, 200 according to the invention can be transmitted.
  • the two unbalanced shafts 12, 22 are articulated with a cardan shaft 15 and a movable hollow shaft 115 to a gear assembly 30.
  • These two deflection shafts, the propeller shaft 15 and the movable hollow shaft 115, are arranged coaxially.
  • the propeller shaft 15 is inside the movable hollow shaft 115.
  • a common shaft axis of the propeller shaft 15 and the movable hollow shaft 115 may be in a rest position of the vibrator 100 parallel to the shaft axis 3 of the unbalanced shafts 12, 22.
  • the cardan shaft 15 is articulated with a first universal joint 5 on the first unbalanced shaft 12 and articulated with a second universal joint 5 at one of a drive (not shown) rotatably driven gear shaft 37 of the gear assembly 30.
  • a torque of the driven gear shaft 37 can be transmitted via the propeller shaft 15 to the first imbalance shaft 12 and the first imbalance 10.
  • the movable hollow shaft 115 may be formed, for example, as a metal bellows.
  • the movable hollow shaft 115 is connected to a first hub 7 on the second imbalance shaft 22 flanged.
  • This first hub 7 can therefore be referred to as an unbalanced hub of the movable hollow shaft 115.
  • this is flanged with a second hub 7 on a driven gear rim 35 of the gear assembly 30.
  • the second hub 7 can therefore be referred to as a gear hub of the movable hollow shaft 115.
  • the movable hollow shaft 115 is flanged for torque transmission from a driven gear rim 35 of the gear assembly 30 to the second imbalance shaft 22 by means of two flange hubs 7.
  • the driven gear rim 35 may further be radially supported by a gear rim bearing 39 on the driven gear shaft 37.
  • a torque can be transmitted from the driven gear shaft 37 via an adjusting motor 40 to the driven gear rim 35 and thus also to the movable hollow shaft 115 and the second unbalanced shaft 22.
  • both the cardan shaft 15 and the movable hollow shaft 115 can move in the direction of vibration and thus absorb or cushion vibrations.
  • a transmission assembly 30 which transmits a torque of a drive (not shown) to three imbalance units 2.
  • the gear assembly 30 has two gear trains, both of which are driven by the drive.
  • the two transmission lines extend from the adjusting motor 40 which has two mutually adjustable and lockable intermediate gears 32, 33.
  • a torque from the drive via the adjusting motor 40 on the unbalanced shafts 12, 22 are transmitted and unidentified intermediate gears 32, 33, an angular offset between the imbalances 10, 20 adjusted by adjusting motor 40.
  • the first gear train forms a spur gear from a plurality of intermeshing and driven by the driven gear shaft 37 synchronously driven drive wheels 36 .
  • At each of these drive wheels 36 is axially a transmission shaft 41 which is rotationally rigidly connected via one of the universal joints 5, each with a propeller shaft 15.
  • One of the transmission shafts 41 is the driven transmission shaft 37.
  • the drive wheels 36 of the spur gear may have the same circumference, whereby the transmission shafts 41 are driven at the same speed and therefore rotate the hinged with the cardan shafts 15 unbalanced shafts 12 at the same speed, that is rotate.
  • the second gear train has a plurality of output gear rings 35 for transmitting torque from the drive to the second imbalances 20.
  • the output gear rims 35 are engaged with each other as a spur gear and are driven via the intermediate gears 32, 33.
  • the output gear rims 35 may have the same circumference and thus be driven at the same speed.
  • the transmission shafts 41 of the first gear train are each supported in the output gear rims 35 by means of a gear shaft radial bearing 38. A transmission shaft 41 thus passes through a driven gear rim 35.
  • the adjusting motor 40 may be formed so that the two intermediate gears 32, 33 and thus also the two unbalanced shafts 12, 22 are driven in the same direction or in opposite directions by the drive.
  • the drive, variable displacement motor 40, and / or gearbox assembly 30 may be attached to a construction machine or tool (both not shown). Due to the movable articulation with the cardan shafts 15 and the movable hollow shafts 115 vibrations of the imbalance units 2 and the housing 50 of the deflection shafts, the propeller shafts 15 and the movable hollow shafts 115 are added. The vibrations generated by the imbalance units 2 are thus substantially not transferred to the gear assembly 30 and the drive.
  • brackets 70 are shown in ansatzweise, in which the transmission shafts 41 may be stored with Geretewellenradiallagern 38.
  • Other brackets for attaching the gear assembly 30, the adjustment motor 40 and the drive for example, on the construction machine, not shown, or the construction tool may also be provided.
  • FIGS. 1 to 3 each show a clamping device 60 which is attached to the oscillating housing 50.
  • Clamping device 60 may, for example, clamp a sheet pile element to transfer to these vibrations of vibrator 100, 200.
  • the vibration generator 100 may be formed with any number of unbalance units 2.
  • imbalance units 2 advantageously describes a vibration redundancy concept for amplifying the generated vibration forces.
  • embodiment shown differs from the in FIG. 1 shown embodiment in that the adjusting motor 40 is arranged centrally, wherein the first and the second intermediate wheel 32, 33 transmits a torque to each opposite gear train, which is otherwise identical to the gear trains in FIG. 1 can be trained.
  • first imbalance shaft 12 is articulated with a first propeller shaft 15 on a first gear train of the gear arrangement 30 and the second imbalance shaft 22 is articulated with a second propeller shaft 225 on a second gear train of the gear arrangement 30.
  • Both propeller shafts 15, 225 each have two universal joints 5.
  • the propeller shafts 15, 225 may be formed as a double propeller shaft.
  • the first cardan shaft 15 is articulated with a universal joint 5 on the first imbalance shaft 12 and articulated with a further universal joint 5 on a transmission shaft 41 of the first gear train.
  • the second propeller shaft 225 is articulated with a universal joint 5 on the second imbalance shaft 22 and with another universal joint 5 on a transmission shaft 41 of the second gear train.
  • Both gear trains each have a plurality of drive wheels 36 each having a transmission shaft 41.
  • the transmission shafts 41 are mounted in transmission shaft radial bearings 38 of a holder 70.
  • the unbalanced shafts 12, 22 of in FIG. 3 shown three imbalance units 2 can be driven synchronously by the gear assembly 30.
  • a drive shaft 242 is provided, on which the two intermediate gears 32, 33 are respectively arranged end.
  • the drive shaft 242 is mounted in the holder 70 with drive shaft radial bearings 243.
  • the holder 70 may be attached to a construction machine, not shown, or a construction tool.
  • the drive shaft 242 or one of the two intermediate gears 32, 33 can be driven in rotation by the drive.
  • the imbalance units 2 can thus oscillate centrally between the gear trains of the gear arrangement 30, wherein the cardan shafts 15, 225 absorb the vibrations and essentially do not transmit to the gear arrangement 30.
  • the gear assembly 30 is on the one hand less stressed and by the described arrangement and Anschungstouch the imbalance shafts 12, 22, the gear assembly 30 is variable, in particular one or two sides, be formed.

Abstract

Ein Schwingungserzeuger (100, 200) weist eine erste drehend antreibbare Unwuchtwelle (12), auf der eine erste Unwucht (10) angeordnet ist, eine zweite drehend antreibbare Unwuchtwelle (22), auf der eine zweite Unwucht (20) angeordnet ist, einen Antrieb zum drehenden Antreiben der beiden Unwuchtwellen (12, 22) und eine Getriebeanordnung (30), welche zwischen dem Antrieb und den Unwuchtwellen (12, 22) zur Übertragung eines Drehmoments des Antriebs auf die Unwuchtwellen (12, 22) angeordnet ist, auf. Zum Bilden einer Unwuchteinheit (2) ist die erste Unwuchtwelle (12) innerhalb der zweiten Unwuchtwelle (22) drehbar gelagert, wobei die zweite Unwucht (20) um die erste Unwucht (10) umlaufend angeordnet ist, zur Drehmomentübertragung zwischen der Getriebeanordnung (30) und der ersten Unwuchtwelle (12) eine erste Auslenkwelle angeordnet ist und zur Drehmomentübertragung zwischen der Getriebeanordnung (30) und der zweiten Unwuchtwelle (22) eine zweite Auslenkwelle angeordnet ist.

Figure imgaf001
A vibration generator (100, 200) has a first rotationally driven imbalance shaft (12) on which a first imbalance (10) is arranged, a second rotationally driven imbalance shaft (22) on which a second imbalance (20) is arranged, a drive for rotationally driving the two imbalance shafts (12, 22) and a gear arrangement (30) which is arranged between the drive and the imbalance shafts (12, 22) for transmitting a torque of the drive to the imbalance shafts (12, 22). To form an imbalance unit (2), the first imbalance shaft (12) is rotatably mounted within the second imbalance shaft (22), wherein the second imbalance (20) is arranged circumferentially around the first imbalance (10), for torque transmission between the gear arrangement (30). and the first imbalance shaft (12) a first deflection shaft is arranged and for torque transmission between the gear assembly (30) and the second imbalance shaft (22) a second deflection shaft is arranged.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungserzeuger mit einer ersten drehend antreibbaren Unwuchtwelle, auf der eine erste Unwucht angeordnet ist, einer zweiten drehend antreibbaren Unwuchtwelle, auf der eine zweite Unwucht angeordnet ist, einem Antrieb zum drehenden Antreiben der beiden Unwuchtwellen und einer Getriebeanordnung, welche zwischen dem Antrieb und den Unwuchtwellen zur Übertragung eines Drehmoments des Antriebs auf die Unwuchtwellen angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vibration generator with a first rotationally driven imbalance shaft on which a first imbalance is arranged, a second rotationally driven imbalance shaft, on which a second imbalance is arranged, a drive for rotationally driving the two unbalanced shafts and a gear arrangement, which between the drive and the imbalance shafts for transmitting a torque of the drive is arranged on the imbalance shafts, according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft auch eine Baumaschine oder ein Bauwerkzeug, welche einen derartigen Schwingungserzeuger aufweisen.The invention also relates to a construction machine or a construction tool having such a vibration generator.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Erzeugen von Schwingungen, bei dem ein Antrieb eine erste Unwuchtwelle, auf der eine erste Unwucht angeordnet ist, und eine zweite Unwuchtwelle, auf der eine zweite Unwucht angeordnet ist, drehend antreibt und eine Getriebeanordnung, welche zwischen dem Antrieb und den Unwuchtwellen angeordnet ist, ein Drehmoment des Antriebs auf die Unwuchtwellen überträgt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention further relates to a method for generating vibrations, in which a drive rotatably drives a first imbalance shaft, on which a first imbalance is arranged, and a second imbalance shaft, on which a second imbalance is arranged, and a gear arrangement, which is arranged between the drive and the imbalance shafts, transmits a torque of the drive to the imbalance shafts, according to the preamble of claim 12.

Schwingungserzeuger können für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Beispielsweise können Sie im Bauwesen zum Einbringen und/oder Entfernen von Verbauelementen in beziehungsweise aus dem Erdreich eingesetzt werden. Hierfür kann ein Rüttler, der einen Schwingungserzeuger aufweist, verwendet werden. Der Rüttler kann als Aufsatzrüttler auf ein Verbauelement, beispielweise ein Spundwandelement, eine Bohle oder ein Rohr aufgesetzt werden, um auf dieses beim Einbringen oder Entfernen in einen Untergrund Schwingungen zu übertragen.Vibration generators can be used for many different purposes. For example, you can be used in construction for the introduction and / or removal of shoring in or out of the ground. For this purpose, a vibrator having a vibrator can be used. The vibrator can be used as Aufsatzrüttler on a shoring, for example, a sheet pile wall element, a screed or a pipe are placed in order to transmit vibrations when introduced or removed in a ground.

Aus der DE 42 24 113 A1 ist ein Schwingungserreger für ein Vibrationsgerät mit zwei nebeneinander angeordneten Unwuchten bekannt. Beide Unwuchten werden über ein Getriebe mit einer Antriebswelle angetrieben, wobei ein Drehmoment von einem Motor auf nebeneinander gelagerte Wellen des Getriebes und der Unwuchten übertragen wird.From the DE 42 24 113 A1 is a vibration exciter for a vibration device with two juxtaposed imbalances known. Both unbalances are driven via a transmission with a drive shaft, wherein a torque is transmitted from an engine to side by side mounted shafts of the transmission and the imbalances.

In der US 4,830,597 ist ein Vibrator für eine Maschine zum Herstellen von Betonformen beschrieben. Der Vibrator weist mehrere versetzt angeordnete Unwuchten als Unwuchtpaare auf, wobei ein Unwuchtpaar von einer Antriebswelle angetrieben wird und die beiden Unwuchten des Unwuchtpaars zur Drehmomentübertragung getriebeartig miteinander gekoppelt sind.In the US 4,830,597 a vibrator for a machine for producing concrete forms is described. The vibrator has a plurality of staggered imbalances as unbalance pairs, wherein an imbalance pair is driven by a drive shaft and the two imbalances of the imbalance pair are coupled to the torque transmission geared together.

Bei derartigen Schwingungserzeugern bilden die Unwuchtpaare und das zur Drehmomentübertragung vorgesehene Getriebe eine Einheit, welche von den in Drehung versetzten Unwuchten angeregt wird zu schwingen. Dies erlaubt zwar einen effizienten paarweisen Antrieb der Unwuchten, jedoch erfährt auch das Getriebe Schwingungen, welches hierdurch stark beansprucht wird.In such vibrators, the imbalance pairs and the transmission provided for torque transmission form a unit which is excited by the rotational imbalances to oscillate. Although this allows an efficient pairwise drive the imbalances, but also experiences the transmission vibrations, which is thereby heavily stressed.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserzeuger und ein Verfahren zum Erzeugen von Schwingungen anzugeben, mit welchen Schwingungen gezielter, insbesondere getriebeschonender, erzeugt werden können.The invention has for its object to provide a vibration generator and a method for generating vibrations, with which vibrations targeted, in particular gear less, can be generated.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Schwingungserzeuger mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Baumaschine oder ein Bauwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und mit einem Verfahren zum Erzeugen von Schwingungen mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by a vibration generator with the features of claim 1, by a construction machine or a construction tool with the features of claim 9 and with a method for generating vibrations with the features of claim 12. Preferred embodiments of the invention are set forth in the respective dependent claims.

Der erfindungsgemäße Schwingungserzeuger ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden einer Unwuchteinheit die erste Unwuchtwelle innerhalb der zweiten Unwuchtwelle drehbar gelagert ist, die zweite Unwucht um die erste Unwucht umlaufend angeordnet ist, zur Drehmomentübertragung zwischen der Getriebeanordnung und der ersten Unwuchtwelle eine erste Auslenkwelle angeordnet ist und zur Drehmomentübertragung zwischen der Getriebeanordnung und der zweiten Unwuchtwelle eine zweite Auslenkwelle angeordnet ist. Die Unwuchteinheit kann auch als eine Unwuchtzelle bezeichnet werden.The vibration generator according to the invention is characterized in that for forming an imbalance unit, the first imbalance shaft is rotatably mounted within the second imbalance shaft, the second imbalance is arranged circumferentially around the first imbalance, for torque transmission between the gear assembly and the first imbalance shaft, a first deflection shaft is arranged and Torque transmission between the gear assembly and the second unbalanced shaft a second deflection shaft is arranged. The imbalance unit may also be referred to as an imbalance cell.

Eine Auslenkwelle gemäß der Erfindung erlaubt eine Auslenkung quer zur Wellenachse. Diese kann im Wesentlichen drehstarre, bewegliche Wellen umfassen, welche winkel- und/oder querbeweglich gelagert sind. Im Sinne der Erfindung kann daher unter einer Auslenkwelle insbesondere eine drehstarre, winkelbewegliche Kupplung verstanden werden. Eine derartige Kupplung kann beispielsweise eine Gelenkwelle sein, die mindestens ein Kreuz- oder Kardangelenk aufweist. Im Sinne der Erfindung kann ferner unter einer Auslenkwelle auch eine drehstarre, querbewegliche Kupplung verstanden werden. Eine derartige Kupplung kann beispielsweise eine balgartige Hohlwelle sein, welche quer zur Wellenachse beweglich ist.A deflection shaft according to the invention allows a deflection transversely to the shaft axis. This can essentially comprise torsionally rigid, movable shafts, which are mounted angularly and / or transversely movably. For the purposes of the invention can therefore be understood by a deflection shaft, in particular a torsionally rigid, angularly movable coupling. Such a coupling may for example be a propeller shaft having at least one cross or universal joint. For the purposes of the invention may also be understood by a deflection shaft and a torsionally rigid, transversely movable coupling. Such a coupling may for example be a bellows-like hollow shaft, which is movable transversely to the shaft axis.

Das Vorsehen oder Anordnen eines Bauteils des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers zwischen anderen Bauteilen des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers kann nicht nur räumlich sondern auch funktionell, insbesondere im Sinne von einem zwischengeschalteten Vorsehen oder Anordnung, verstanden werden.The provision or arrangement of a component of the vibration generator according to the invention between other components of the vibration generator according to the invention can be understood not only spatially but also functionally, in particular in the sense of an intermediate provision or arrangement.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine zur Drehmomentübertragung vorgesehene Getriebeanordnung eines Schwingungserzeugers von den schwingenden Unwuchten und deren Wellen im Wesentlichen schwingungsentkoppelt anzuordnen. Bei der Erfindung wurde erkannt, dass eine derart schwingungsentkoppelte Anordnung mittels mehrerer Auslenkwellen realisiert werden kann, wobei jede Auslenkwelle einerseits eine Drehmomentübertragung von der Getriebeanordnung auf eine Unwuchtwelle erlaubt und andererseits eine Schwingungsübertragung von der Unwuchtwelle auf die Getriebeanordnung im Wesentlichen abmindert.A basic idea of the invention is to arrange a transmission arrangement of a vibration generator provided for torque transmission of the vibrating imbalances and their shafts substantially vibration-decoupled. In the invention it has been recognized that such a vibration-decoupled arrangement can be realized by means of several deflection shafts, each deflection shaft on the one hand allows a torque transmission from the gear assembly to an imbalance shaft and on the other hand substantially reduces a vibration transmission from the imbalance shaft to the gear assembly.

Der erfindungsgemäße Schwingungserzeuger hat somit gegenüber bekannten Schwingungserzeugern den Vorteil, dass die von den Unwuchten erzeugte Schwingungen in geringerem Maße auf ein Getriebe übertragen werden. Dies hat den Vorteil, dass das Getriebe weniger beansprucht wird und somit verschleißärmer betrieben werden kann.The vibration generator according to the invention thus has the advantage over known vibration generators that the vibrations generated by the imbalances are transmitted to a lesser extent to a transmission. This has the advantage that the transmission is less stressed and thus can be operated with less wear.

Der Erfindung liegt als eine weitere Erkenntnis zugrunde, dass eine Schwingungsentkopplung des Getriebes von den schwingenden Unwuchtwellen unabhängig von der räumlichen Lage der Getriebeanordnung relativ zu den Unwuchten realisiert werden kann, wenn die Unwuchtwellen und die darauf angeordneten Unwuchten in besonders kompakter Weise als eine Unwuchteinheit angeordnet sind. Diese kompakte Anordnung ist gemäß der Erfindung durch eine Lagerung der ersten Unwuchtwelle in der zweiten Unwuchtwelle und durch eine umlaufende Anordnung der zweiten Unwucht um die erste Unwucht realisiert.The invention is based on a further recognition that a vibration decoupling of the transmission from the oscillating imbalance shafts is realized independently of the spatial position of the transmission arrangement relative to the imbalances can, when the unbalanced shafts and the imbalances arranged thereon are arranged in a particularly compact manner as an imbalance unit. This compact arrangement is realized according to the invention by a bearing of the first imbalance shaft in the second imbalance shaft and by a circumferential arrangement of the second imbalance to the first imbalance.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers besteht darin, dass mindestens eine der Auslenkwellen eine Kardanwelle ist, welche mindestens an einer Seite ein Kardangelenk aufweist. In bevorzugter Weise ist an der Kardanwelle beidseitig jeweils ein Kardangelenk vorgesehen. Eines der Kardangelenke kann die Kardanwelle mit einer der Unwuchten verbinden und das andere Kardangelenk kann die Kardanwelle mit der Getriebeanordnung verbinden. Die Kardanwelle ist derart ausgebildet, dass sie Schwingungen der Unwuchten und der Unwuchtwellen in verschiedenen Richtungen, zum Beispiel in einer vertikalen oder in einer horizontalen Richtung aufnehmen kann. Das heißt, ausgehend von einer fest angeordneten Getriebeanordnung, kann ein Drehmoment über die Kardanwelle auf eine Unwuchtwelle übertragen werden, während sich die Kardangelenke entsprechend den Schwingungsbewegungen der Unwuchtwellen (mit-)bewegen.A preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that at least one of the deflection shafts is a cardan shaft, which has a universal joint at least on one side. Preferably, a universal joint is provided on both sides of the cardan shaft. One of the cardan joints may connect the cardan shaft to one of the imbalances, and the other universal joint may connect the cardan shaft to the gear assembly. The cardan shaft is designed such that it can absorb vibrations of the imbalances and imbalance waves in different directions, for example in a vertical or in a horizontal direction. That is, starting from a fixed gear assembly, a torque can be transmitted via the cardan shaft to an imbalance shaft, while the cardan joints according to the vibrational movements of the unbalanced shafts (co-) move.

Die Kardanwelle kann auch als eine hohle Kardanwelle ausgebildet sein, in welcher koaxial eine andere Auslenkwelle, vorzugsweise eine zweite Kardanwelle, angeordnet ist.The cardan shaft can also be designed as a hollow cardan shaft in which another deflection shaft, preferably a second cardan shaft, is arranged coaxially.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers besteht darin, dass mindestens eine der Auslenkwellen als eine bewegliche Hohlwelle ausgebildet ist. In bevorzugter Weise kann die bewegliche Hohlwelle als eine querbewegliche Hohlwelle ausgebildet sein. Während die erste Auslenkwelle als eine Kardanwelle ein Drehmoment von der Getriebeanordnung auf die erste Unwuchtwelle übertragen kann, kann die zweite Auslenkwelle als eine bewegliche Hohlwelle die erste Auslenkwelle umgeben und auf die zweite Unwuchtwelle, welche die erste Unwuchtwelle umgibt, ein Drehmoment übertragen. Hierzu ist sowohl die erste Auslenkwelle mit der ersten Unwuchtwelle als auch die zweite Auslenkwelle mit der zweiten Unwuchtwelle drehfest verbunden und beide Auslenkwellen sind mit der Getriebeanordnung drehfest verbunden. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Getriebeanordnung einseitig zu den Unwuchten vorgesehen sein kann und diese so nur von einer Seite angetrieben werden können. Der Schwingungserzeuger kann dadurch in besonders kompakter Weise konstruiert sein.A further preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that at least one of the deflection waves is formed as a movable hollow shaft. Preferably, the movable hollow shaft may be formed as a transversely movable hollow shaft. While the first deflection shaft may transmit torque from the gear arrangement to the first unbalance shaft as a cardan shaft, the second deflection shaft may surround the first deflection shaft as a movable hollow shaft and transmit torque to the second unbalance shaft surrounding the first unbalance shaft. For this purpose, both the first deflection shaft with the first imbalance shaft and the second deflection shaft with the second imbalance shaft rotatably connected and both deflection shafts are rotatably connected to the gear assembly. An advantage of this embodiment is that the gear assembly be provided on one side to the imbalances and they can only be driven from one side. The vibrator can be constructed in a particularly compact manner.

Grundsätzlich kann die bewegliche Hohlwelle als beliebige drehstarre und zumindest quer bewegliche Kupplung ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers besteht darin, dass die bewegliche Hohlwelle als ein Metallbalgrohr ausgebildet ist. Das Metallbalgrohr kann die Funktion einer Metallbalgkupplung zwischen der Getriebeanordnung und der zweiten Unwuchtwelle innehaben. Ein Metallbalgrohr kann einen zentralen Balg und zwei außen liegende Naben aufweisen. Der zentrale Balg erlaubt eine relative Verschiebung der beiden Naben zueinander quer zur Hohlwellenachse. Vom Balg des Metallbalgrohrs können Schwingungen insbesondere quer aber auch längs zur Balgachse aufgenommen werden. Die beiden drehfest mit dem Balg verbundenen Naben ermöglichen eine drehstarre Kupplung des Metallbalgrohrs mit einer der Unwuchtwellen und mit der Getriebeanordnung.In principle, the movable hollow shaft can be designed as any torsionally rigid and at least transversely movable coupling. A preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that the movable hollow shaft is formed as a metal bellows. The metal bellows tube may perform the function of a metal bellows coupling between the gear assembly and the second unbalanced shaft. A metal bellows tube may have a central bellows and two external hubs. The central bellows allows a relative displacement of the two hubs to one another transversely to the hollow shaft axis. From the bellows of Metallbalrohrs vibrations can be taken in particular transversely but also longitudinally to the bellows axis. The two rotatably connected to the bellows hubs allow a torsionally rigid coupling of the metal bellows with one of the unbalanced shafts and with the gear assembly.

Grundsätzlich kann die Getriebeanordnung in beliebiger Weise zwischen dem Antrieb, insbesondere einem Antriebsmotor, und den Unwuchtwellen zur Übertragung eines Drehmoments des Antriebs auf die Unwuchtwellen angeordnet oder zwischengeschaltet sein. Eine bevorzugte Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers besteht darin, dass die Getriebeanordnung einseitig der Unwuchteinheit vorgesehen ist. Dies kann insbesondere dann vorgesehen sein, falls die erste und zweite Unwuchtwelle einseitig angetrieben werden. Hierfür kann es besonders zweckmäßig sein, die erste Unwuchtwelle mit einer Gelenkwelle, insbesondere einer Kardanwelle, und die zweite Unwuchtwelle mit einer die Gelenkwelle umgebenden beweglichen Hohlwelle anzutreiben.In principle, the gear arrangement can be arranged or interposed in any manner between the drive, in particular a drive motor, and the imbalance shafts for transmitting a torque of the drive to the unbalanced shafts. A preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that the gear arrangement is provided on one side of the unbalance unit. This can be provided in particular if the first and second imbalance shaft are driven on one side. For this purpose, it may be particularly expedient to drive the first imbalance shaft with a propeller shaft, in particular a cardan shaft, and the second imbalance shaft with a surrounding the propeller shaft movable hollow shaft.

Zur Drehmomentübertragung vom Antrieb auf die Unwuchtwellen kann es insbesondere vorgesehen sein, dass eine mit der Getriebeanordnung wirkverbundene Getriebeantriebswelle von dem Antrieb drehend angetrieben wird. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass ein Drehmoment in die Getriebeanordnung in anderer bekannter Weise mit einem Antriebsmotor eingeleitet wird, welcher mit der Getriebeanordnung wirkverbunden ist. Ein Verstellantrieb zur Drehpositionsverstellung der Unwuchten kann auch als Antrieb zur Drehmomentübertragung ausgebildet sein.Die Getriebeanordnung kann insbesondere ein Zahnradgetriebe aufweisen. Das Zahnradgetriebe kann als Stirnradgetriebe ausgebildet sein, welches die beiden Unwuchtwellen synchron antreiben kann. Ein Zahnrad der Getriebeanordnung kann die erste Auslenkwelle antreiben und ein weiteres Zahnrad der Getriebeanordnung kann die zweite Auslenkwelle antreiben. Die beiden Zahnräder zum Antreiben der beiden Auslenkwellen können auch in zwei verschiedenen Getriebesträngen angeordnet sein. Die beiden Getriebestränge können unabhängig voneinander, jedoch insbesondere synchron, von dem Antrieb angetrieben werden.For torque transmission from the drive to the imbalance shafts, it may be provided in particular that a gear drive shaft operatively connected to the gear arrangement is rotationally driven by the drive. Alternatively, it may also be provided that a torque is introduced into the gear arrangement in another known manner with a drive motor, which is operatively connected to the gear assembly. An adjusting drive for adjusting the rotational position of the imbalances can also be designed as a drive for transmitting torque. The gear arrangement can in particular have a gear transmission. The gear transmission can be designed as a spur gear, which can drive the two unbalanced shafts synchronously. One gear of the gear assembly may drive the first steering shaft and another gear of the gear assembly may drive the second steering shaft. The two gears for driving the two deflection shafts can also be arranged in two different gear strands. The two transmission lines can be driven independently of each other, but in particular synchronously, by the drive.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers besteht darin, dass ein Verstellmotor zum Verstellen eines Winkelversatzes der Unwuchten zueinander an oder in der Getriebeanordnung angeordnet ist. Der Verstellmotor kann zueinander verstellbare Schwenkeinrichtungen, insbesondere zueinander drehbare Zahnräder, aufweisen, welche mit den Auslenkwellen wirkverbunden sind und über welche ein Drehmoment übertragen werden kann. Die verstellbaren Schwenkeinrichtungen können so ein Verschwenken der einzelnen Unwuchten und/oder Unwuchtwellen zu deren Synchronisation erlauben und dabei Zahnräder oder Zahnradkränze, welche die Auslenkwellen antreiben, zueinander verstellen. Die Getriebeanordnung kann so auch als Synchronisations- und Antriebsgetriebe verstanden werden.A preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that an adjusting motor for adjusting an angular offset of the imbalances to each other is arranged on or in the gear arrangement. The adjusting motor can have mutually adjustable pivoting devices, in particular gear wheels that are rotatable with respect to one another, which are operatively connected to the deflection shafts and via which a torque can be transmitted. The adjustable pivoting devices can thus allow a pivoting of the individual imbalances and / or imbalance shafts to their synchronization while gears or gear rims, which drive the deflection shafts, to each other. The gear arrangement can thus also be understood as a synchronization and drive gear.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers besteht darin, dass die zweite Unwuchtwelle in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, welches die erste Unwucht und die zweite Unwucht umgibt. Das Gehäuse bietet einerseits Schutz vor den sich drehenden und schwingenden Unwuchten und kann andererseits dazu verwendet werden, ein Arbeitswerkzeug an dem Schwingungserzeuger zu befestigen.A further preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that the second imbalance shaft is rotatably mounted in a housing which surrounds the first imbalance and the second imbalance. On the one hand, the housing provides protection from the rotating and oscillating imbalances and, on the other hand, can be used to attach a working tool to the vibration generator.

Innerhalb eines Gehäuses können in redundanter Weise auch mehrere Unwuchteinheiten angeordnet sein, insbesondere drei oder vier, welche gemeinsam vom Antrieb über die Getriebeanordnung mittels jeweils zwei Auslenkwellen angetrieben werden können. Die Getriebeanordnung kann mehrere Unwuchteinheiten synchron antreiben. In bevorzugter Weise weist die Getriebeanordnung hierfür ein Stirnradgetriebe mit einem oder mehreren Getriebesträngen auf.Within a housing, a plurality of imbalance units can be arranged in redundant manner, in particular three or four, which can be driven together by the drive via the gear arrangement by means of two deflection shafts. The gear arrangement can drive several unbalance units synchronously. In a preferred manner, the gear arrangement for this purpose has a spur gear with one or more gear trains.

Grundsätzlich können beliebige Arbeitswerkzeuge am Schwingungserzeuger angebracht werden. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht für den erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger darin, dass eine Einspanneinrichtung zum Einspannen eines Arbeitsmittels, insbesondere eines Verbauelements, beispielsweise ein Spundwandelement, an dem Gehäuse befestigt ist. Die Einspanneinrichtung kann einen Parallelgreifer zum Greifen und Einspannen des Arbeitsmittels aufweisen. Schwingungen können so über das Gehäuse auf die Einspanneinrichtung und weiter auf das Arbeitsmittel übertragen werden. So kann beispielsweise das Einbringen eines Verbauelements in das Erdreich erleichtert werden.In principle, any work tools can be attached to the vibrator. A particularly preferred embodiment of the vibration generator according to the invention is that a clamping device for clamping a working means, in particular a shoring element, for example a sheet pile wall element, is attached to the housing. The clamping device can have a parallel gripper for gripping and clamping the working medium. Vibrations can be transmitted via the housing to the clamping device and on to the working fluid. Thus, for example, the introduction of a Verbauelements be facilitated in the soil.

Die erfindungsgemäße Baumaschine und das erfindungsgemäße Bauwerkzeug weisen den erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger auf.The construction machine according to the invention and the construction tool according to the invention comprise the vibration generator according to the invention.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baumaschine, welche einen Mast, der an einer Trägereinheit angeordnet ist, aufweist, besteht darin, dass der Schwingungserzeuger an einem an dem Mast geführten Schlitten angeordnet ist, wobei die Getriebeanordnung und der Antrieb des Schwingungserzeugers an dem Schlitten befestigt sind. Auch der Verstellmotor kann an dem Schlitten befestigt sein. Der an dem Mast geführte Schlitten der Baumaschine kann so ebenfalls schwingungsentkoppelt sein. Von den Unwuchten erzeugte Schwingungen können über ein die Unwuchteinheit umgebendes Gehäuse auf ein an dem Gehäuse angeordnetes Arbeitswerkzeug übertragen werden. Dieses kann beispielsweise eine Einspanneinrichtung zum Einspannen eines Verbauelements und zum Einbringen desselben in das Erdreich sein.An advantageous embodiment of the construction machine according to the invention, which comprises a mast, which is arranged on a carrier unit, is that the vibration generator is arranged on a guided on the mast carriage, wherein the gear assembly and the drive of the vibrator are mounted on the carriage. Also, the adjusting motor may be attached to the carriage. The guided on the mast carriage of the construction machine can also be vibration decoupled. Vibrations generated by the imbalances can be transmitted via a housing surrounding the imbalance unit to a working tool arranged on the housing. This can be, for example, a clamping device for clamping a shoring element and for introducing the same into the ground.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baumaschine besteht darin, dass der Schwingungserzeuger an einem Mäkler geführt ist. Als Mäkler kann eine Führungseinrichtung einer Ramme verstanden werden, welche Rohre oder Spundwandbohlen in dem Baugrund einbringen kann. Ein derart mäklergeführter Schwingungserzeuger, insbesondere ein mäklergeführter Aufsatzrüttler, hat den Vorteil, dass ein Verbauelement mit höherer Genauigkeit als mit einem freireitenden Aufsatzrüttler in das Erdreich eingebracht werden kann.A further advantageous embodiment of the construction machine according to the invention is that the vibration generator is guided on a leader. As a broker, a guide means of a ram can be understood, which can bring pipes or sheet piles in the ground. Such a leader-guided vibration generator, in particular a leader-guided Aufsatzrüttler, has the advantage that a shoring with higher accuracy than with a free-running Aufsatzrüttler can be introduced into the soil.

Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen von Schwingungen wird die eingangs genannte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die zweite Unwucht die erste Unwucht umläuft, wobei die erste Unwuchtwelle innerhalb der zweiten Unwuchtwelle gelagert ist, eine erste Auslenkwelle das Drehmoment des Antriebs von der Getriebeanordnung auf die erste Unwuchtwelle überträgt und eine zweite Auslenkwelle das Drehmoment des Antriebs von der Getriebeanordnung auf die zweite Unwuchtwelle überträgt.With regard to the method according to the invention for generating vibrations, the object mentioned according to the invention is achieved in that the second unbalance rotates the first unbalance, wherein the first unbalanced shaft is mounted within the second imbalance shaft, a first deflection shaft transmits the torque of the drive from the gear assembly to the first imbalance shaft and a second deflection shaft transmits the torque of the drive from the gear assembly to the second imbalance shaft.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die beiden Unwuchtwellen gegenläufig drehend angetrieben werden. Durch das gegenläufig drehende Antreiben der Unwuchtwellen und die daraus resultierend gegenläufig drehenden Unwuchten können Schwingungen in einer Ebene, zum Beispiel der horizontalen Raumebene kompensiert werden, wobei sich Schwingungen in einer anderen Ebene, zum Beispiel der vertikalen Raumebene, summieren können.A preferred embodiment of the method according to the invention is that the two imbalance shafts are driven in opposite directions rotating. By the counter-rotating driving of the imbalance shafts and the resulting counter-rotating imbalances vibrations in a plane, for example, the horizontal plane of space can be compensated, whereby oscillations in another plane, for example, the vertical space level, can sum.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die beiden Unwuchtwellen synchron angetrieben werden. Hierfür kann die Getriebeanordnung als Synchronisationsgetriebe ausgebildet sein. Unter synchron angetriebenen Unwuchtwellen können gleichzeitig angetriebene Unwuchtwellen, das heißt mit gleicher Winkelgeschwindigkeit angetrieben, verstanden werden. Die Unwuchtwellen können synchron gleichläufig drehend angetrieben oder synchron gegenläufig drehend angetrieben sein.A further advantageous embodiment of the method according to the invention is that the two unbalanced shafts are driven synchronously. For this purpose, the gear arrangement may be formed as a synchronization gear. Under synchronously driven imbalance shafts driven unbalanced shafts, that is driven at the same angular velocity can be understood simultaneously. The imbalance shafts can be synchronously driven synchronously rotating or synchronously driven counter-rotating.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nach der Erfindung darin, dass ein Versatz der Unwuchten in einer Startposition der Unwuchten, in der die Unwuchten gegenüberliegend angeordnet sind, korrigiert wird. Eine derartige Versatzkorrektur ermöglicht es insbesondere, dass bei einem gegenläufig drehenden Antreiben der beiden Unwuchten in der oberen Startposition und in einer unteren Position gegenüberliegen, das heißt sich treffen, wobei sie in einem Winkelversatz von 90° zu den beiden Positionen gegenüberliegend sind, wodurch sich Schwingungen in dieser Ebene kompensieren.A further advantageous embodiment of the method according to the invention according to the invention is that an offset of the imbalances in a start position of the imbalances, in which the imbalances are arranged opposite, is corrected. Such an offset correction makes it possible, in particular, for a counter-rotating drive of the two imbalances in the upper start position and in a lower position to lie opposite one another, ie to meet, whereby they are opposite one another at an angular offset of 90 ° to the two positions, whereby vibrations occur compensate in this level.

Mit dem Schwingungserzeuger, dem Bauwerkzeug oder der Baumaschine gemäß der Erfindung kann ein Bauwerk errichtet werden. Ein derartiges Bauwerk kann beispielweise eine Baugrubenumschließung sein, welche mit Verbauelementen errichtet wird, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers in den Boden eingebracht worden sind.With the vibration generator, the construction tool or the construction machine according to the invention, a building can be built. Such a structure may for example be a Baugrubenumschließ, which is built with shoring elements, which have been introduced using the vibration generator according to the invention in the ground.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers mit drei Unwuchteinheiten und einer einseitigen Getriebeanordnung;
Fig. 2
eine Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers mit vier Unwuchteinheiten und einer einseitigen Getriebeanordnung;
Fig.3
eine Seitenansicht eines dritten erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers mit drei Unwuchteinheiten und einer zweiseitigen Getriebeanordnung.
The invention will be explained below with reference to preferred embodiments, which are shown schematically in the accompanying drawings. In the drawings show:
Fig. 1
a side view of a first vibrator according to the invention with three imbalance units and a one-sided gear arrangement;
Fig. 2
a side view of a second vibrator according to the invention with four imbalance units and a one-sided gear arrangement;
Figure 3
a side view of a third vibrator according to the invention with three imbalance units and a two-sided gear arrangement.

Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils einen Schwingungserzeuger 100, 200 mit einer Vielzahl von Unwuchteinheiten 2. Die einzelnen Unwuchteinheiten 2 sind in allen diesen Ausführungsformen des Schwingungserzeugers 100, 200 im Wesentlichen gleich ausgebildet. FIGS. 1 to 3 each show a vibration generator 100, 200 with a plurality of imbalance units 2. The individual imbalance units 2 are formed in all these embodiments of the vibrator 100, 200 substantially the same.

Eine einzelne Unwuchteinheit 2 umfasst eine erste Unwuchtwelle 12 mit einer ersten Unwucht 10 und einer zweiten Unwuchtwelle 22 mit einer zweiten Unwucht 20. Die erste Unwuchtwelle 12 und die zweite Unwuchtwelle 22 sind koaxial gelagert, wobei sich die erste Unwuchtwelle 12 zumindest abschnittsweise innerhalb der zweiten Unwuchtwelle 22 befindet.A single imbalance unit 2 comprises a first imbalance shaft 12 with a first imbalance 10 and a second imbalance shaft 22 with a second imbalance 20. The first imbalance shaft 12 and the second imbalance shaft 22 are mounted coaxially, with the first imbalance shaft 12 at least partially within the second imbalance shaft 22 is located.

Die zweite Unwuchtwelle 22 ist als Hohlwelle ausgebildet. Die erste Unwuchtwelle 12 ist mittels eines ersten Unwuchtradiallagers 14 in der zweiten hohlen Unwuchtwelle 22 gelagert.The second imbalance shaft 22 is formed as a hollow shaft. The first imbalance shaft 12 is mounted in the second hollow imbalance shaft 22 by means of a first imbalance radial bearing 14.

Auf der ersten Unwuchtwelle 12 ist die erste Unwucht 10 mit einer Welle-Nabe-Verbindung 13 angeordnet. Bei der Welle-Nabe-Verbindung 13 kann es sich um eine Passfeder-Verbindung handeln. Die zweite Unwuchtwelle 22 umgibt die erste Unwucht 10, wobei die zweite Unwucht 20 so auf oder in der Mantelfläche der zweiten Unwuchtwelle 22 angeordnet ist, dass sie radial zur gemeinsamen Wellenachse 3 der koaxial angeordneten ersten Unwuchtwelle 12 und zweiten Unwuchtwelle 22 nach außen versetzt angeordnet ist. Werden beide Unwuchten 10, 20 in Drehung versetzt, umläuft die zweite Unwucht 20 so die erste Unwucht 10.On the first imbalance shaft 12, the first imbalance 10 with a shaft-hub connection 13 is arranged. The shaft-hub connection 13 may be a feather key connection. The second imbalance shaft 22 surrounds the first imbalance 10, wherein the second imbalance 20 is arranged on or in the lateral surface of the second imbalance shaft 22, that they radial to the common shaft axis 3 of the coaxial first imbalance shaft 12 and second imbalance shaft 22nd is arranged offset outwards. If both unbalances 10, 20 are set in rotation, the second unbalance 20 rotates around the first unbalance 10.

Die zweite Unwuchtwelle 22 ist in einem Gehäuse 50 mit zweiten Unwuchtradiallagern an beiden Enden der zweiten Unwuchtwelle 22 gelagert. Zweite Unwuchtradiallager 24 und erste Unwuchtradiallager 14 sind an den Endabschnitten der ersten Unwuchtwelle 12 und der zweiten Unwuchtwelle 22 angeordnet, wobei zwischen den beiden Endabschnitten die beiden Unwuchten 10, 20 dazwischenliegend angeordnet sind. Das Gehäuse 50 umgibt so die beiden Unwuchten 10, 20, welche sich im Inneren des Gehäuses 50 drehen können. Das Gehäuse 50 kann die Unwuchten 10, 20 und zumindest abschnittsweise die Unwuchtwellen 12, 22 einhausen. Die Unwuchteinheiten 2 und das Gehäuse 50 bilden eine schwingende Einheit, da sich von den Unwuchten erzeugte Schwingungen über die Unwuchtwellen 12, 22 auf das Gehäuse 50 übertragen.The second imbalance shaft 22 is mounted in a housing 50 with second imbalance radial bearings at both ends of the second imbalance shaft 22. Second unbalanced radial bearings 24 and first unbalanced radial bearings 14 are arranged at the end portions of the first imbalance shaft 12 and the second imbalance shaft 22, wherein between the two end portions, the two imbalances 10, 20 are arranged therebetween. The housing 50 thus surrounds the two imbalances 10, 20, which can rotate inside the housing 50. The housing 50 can accommodate the imbalances 10, 20 and, at least in sections, the imbalance shafts 12, 22. The imbalance units 2 and the housing 50 form a vibrating unit, since oscillations generated by the imbalances are transmitted to the housing 50 via the eccentric shafts 12, 22.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen außerdem jeweils eine Einspanneinrichtung 60 als ein Arbeitswerkzeug, auf das Schwingungen mit den erfindungsgemäßen Schwingungserzeugern 100, 200 übertragen werden können.The FIGS. 1 to 3 In addition, each show a clamping device 60 as a working tool to which vibrations with the vibrators 100, 200 according to the invention can be transmitted.

In den Figuren 1 und 2 sind die beiden Unwuchtwellen 12, 22 mit einer Kardanwelle 15 und einer beweglichen Hohlwelle 115 an einer Getriebeanordnung 30 angelenkt. Diese beiden Auslenkwellen, die Kardanwelle 15 und die bewegliche Hohlwelle 115, sind koaxial angeordnet. Dabei befindet sich die Kardanwelle 15 im Inneren der beweglichen Hohlwelle 115. Eine gemeinsame Wellenachse der Kardanwelle 15 und der beweglichen Hohlwelle 115 kann in einer Ruheposition des Schwingungserzeugers 100 parallel zur Wellenachse 3 der Unwuchtwellen 12, 22 sein.In the FIGS. 1 and 2 the two unbalanced shafts 12, 22 are articulated with a cardan shaft 15 and a movable hollow shaft 115 to a gear assembly 30. These two deflection shafts, the propeller shaft 15 and the movable hollow shaft 115, are arranged coaxially. In this case, the propeller shaft 15 is inside the movable hollow shaft 115. A common shaft axis of the propeller shaft 15 and the movable hollow shaft 115 may be in a rest position of the vibrator 100 parallel to the shaft axis 3 of the unbalanced shafts 12, 22.

Die Kardanwelle 15 ist mit einem ersten Kardangelenk 5 an der ersten Unwuchtwelle 12 angelenkt und mit einem zweiten Kardangelenk 5 an einer von einem Antrieb (nicht gezeigt) drehend angetriebenen Getriebewelle 37 der Getriebeanordnung 30 angelenkt. Ein Drehmoment der angetriebenen Getriebewelle 37 kann so über die Kardanwelle 15 auf die erste Unwuchtwelle 12 und die erste Unwucht 10 übertragen werden.The cardan shaft 15 is articulated with a first universal joint 5 on the first unbalanced shaft 12 and articulated with a second universal joint 5 at one of a drive (not shown) rotatably driven gear shaft 37 of the gear assembly 30. A torque of the driven gear shaft 37 can be transmitted via the propeller shaft 15 to the first imbalance shaft 12 and the first imbalance 10.

Die bewegliche Hohlwelle 115 kann beispielsweise als Metallbalgrohr ausgebildet sein. Die bewegliche Hohlwelle 115 ist mit einer ersten Nabe 7 an der zweiten Unwuchtwelle 22 angeflanscht. Diese erste Nabe 7 kann daher als Unwuchtnabe der beweglichen Hohlwelle 115 bezeichnet werden. Am anderen Ende der beweglichen Hohlwelle 115 ist diese mit einer zweiten Nabe 7 an einem Abtriebszahnradkranz 35 der Getriebeanordnung 30 angeflanscht. Die zweite Nabe 7 kann daher als Zahnradnabe der beweglichen Hohlwelle 115 bezeichnet werden. Die bewegliche Hohlwelle 115 ist für eine Drehmomentübertragung von einem Abtriebszahnradkranz 35 der Getriebeanordnung 30 auf die zweite Unwuchtwelle 22 mittels zweier Flansch-Naben 7 angeflanscht. Der Abtriebszahnradkranz 35 kann ferner mit einer Zahnradkranzlagerung 39 auf der angetriebenen Getriebewelle 37 radial gelagert sein. Mit der Getriebeanordnung 30 kann ein Drehmoment von der angetriebenen Getriebewelle 37 über einen Verstellmotor 40 auf den Abtriebszahnradkranz 35 und somit auch auf die beweglichen Hohlwelle 115 und die zweite Unwuchtwelle 22 übertragen werden.The movable hollow shaft 115 may be formed, for example, as a metal bellows. The movable hollow shaft 115 is connected to a first hub 7 on the second imbalance shaft 22 flanged. This first hub 7 can therefore be referred to as an unbalanced hub of the movable hollow shaft 115. At the other end of the movable hollow shaft 115, this is flanged with a second hub 7 on a driven gear rim 35 of the gear assembly 30. The second hub 7 can therefore be referred to as a gear hub of the movable hollow shaft 115. The movable hollow shaft 115 is flanged for torque transmission from a driven gear rim 35 of the gear assembly 30 to the second imbalance shaft 22 by means of two flange hubs 7. The driven gear rim 35 may further be radially supported by a gear rim bearing 39 on the driven gear shaft 37. With the gear arrangement 30, a torque can be transmitted from the driven gear shaft 37 via an adjusting motor 40 to the driven gear rim 35 and thus also to the movable hollow shaft 115 and the second unbalanced shaft 22.

Werden die Unwuchteinheiten 2 und das Gehäuse 50 in Schwingungen versetzt, kann sich sowohl die Kardanwelle 15 als auch die bewegliche Hohlwelle 115 in Schwingungsrichtung bewegen und so Schwingungen aufnehmen beziehungsweise abfedern.If the imbalance units 2 and the housing 50 are set in vibration, both the cardan shaft 15 and the movable hollow shaft 115 can move in the direction of vibration and thus absorb or cushion vibrations.

In Figur 1 ist eine Getriebeanordnung 30 gezeigt, welche ein Drehmoment eines Antriebs (nicht gezeigt) auf drei Unwuchteinheiten 2 überträgt. Die Getriebeanordnung 30 weist zwei Getriebestränge auf, welche beide von dem Antrieb angetrieben werden. Die beiden Getriebestränge erstrecken sich von dem Verstellmotor 40 welcher zwei zueinander verstellbare und feststellbare Zwischenzahnräder 32, 33 aufweist. Bei festgestellten Zwischenzahnräder 32, 33 kann ein Drehmoment vom Antrieb über den Verstellmotor 40 auf die Unwuchtwellen 12, 22 übertragen werden und bei nicht festgestellten Zwischenzahnräder 32, 33 kann ein Winkelversatz zwischen den Unwuchten 10, 20 vom Verstellmotor 40 eingestellt oder korrigiert werden.In FIG. 1 a transmission assembly 30 is shown which transmits a torque of a drive (not shown) to three imbalance units 2. The gear assembly 30 has two gear trains, both of which are driven by the drive. The two transmission lines extend from the adjusting motor 40 which has two mutually adjustable and lockable intermediate gears 32, 33. When detected idler gears 32, 33, a torque from the drive via the adjusting motor 40 on the unbalanced shafts 12, 22 are transmitted and unidentified intermediate gears 32, 33, an angular offset between the imbalances 10, 20 adjusted by adjusting motor 40.

Der erste Getriebestrang bildet ein Stirnradgetriebe aus mehreren ineinander eingreifenden und von der angetrieben Getriebewelle 37 synchron angetriebenen Antriebsrädern 36.. An jedem dieser Antriebsräder 36 befindet sich axial eine Getriebewelle 41, die über eines der Kardangelenke 5 mit jeweils einer Kardanwelle 15 drehstarr verbunden ist. Eine der Getriebewellen 41 ist die angetriebene Getriebewelle 37.The first gear train forms a spur gear from a plurality of intermeshing and driven by the driven gear shaft 37 synchronously driven drive wheels 36 .. At each of these drive wheels 36 is axially a transmission shaft 41 which is rotationally rigidly connected via one of the universal joints 5, each with a propeller shaft 15. One of the transmission shafts 41 is the driven transmission shaft 37.

Die Antriebsräder 36 des Stirnradgetriebes können denselben Umfang aufweisen, womit die Getriebewellen 41 mit gleicher Drehzahl angetrieben werden und daher auch die mit den Kardanwellen 15 angelenkten Unwuchtwellen 12 mit gleicher Drehzahl drehen, das heißt rotieren.The drive wheels 36 of the spur gear may have the same circumference, whereby the transmission shafts 41 are driven at the same speed and therefore rotate the hinged with the cardan shafts 15 unbalanced shafts 12 at the same speed, that is rotate.

Der zweite Getriebestrang weist zur Drehmomentübertragung vom Antrieb auf die zweiten Unwuchten 20 mehrere Abtriebszahnradkränze 35 auf. Die Abtriebszahnradkränze 35 stehen als Stirnradgetriebe miteinander in Eingriff und werden über die Zwischenzahnräder 32, 33 angetrieben.The second gear train has a plurality of output gear rings 35 for transmitting torque from the drive to the second imbalances 20. The output gear rims 35 are engaged with each other as a spur gear and are driven via the intermediate gears 32, 33.

Auch die Abtriebszahnradkränze 35 können den gleichen Umfang aufweisen und somit mit gleicher Drehzahl angetrieben werden. Die Getriebewellen 41 des ersten Getriebestrangs sind jeweils in den Abtriebszahnradkränzen 35 mittels eines Getriebewellenradiallagers 38 gelagert. Eine Getriebewelle 41 durchläuft so einen Abtriebszahnradkranz 35.The output gear rims 35 may have the same circumference and thus be driven at the same speed. The transmission shafts 41 of the first gear train are each supported in the output gear rims 35 by means of a gear shaft radial bearing 38. A transmission shaft 41 thus passes through a driven gear rim 35.

Der Verstellmotor 40 kann so ausgebildet sein, dass die beiden Zwischenzahnräder 32, 33 und somit auch die beiden Unwuchtwellen 12, 22 gleichläufig oder gegenläufig vom Antrieb angetrieben werden.The adjusting motor 40 may be formed so that the two intermediate gears 32, 33 and thus also the two unbalanced shafts 12, 22 are driven in the same direction or in opposite directions by the drive.

Der Antrieb, der Verstellmotor 40 und/oder die Getriebeanordnung 30 können an einer Baumaschine oder einem Bauwerkzeug (beide nicht gezeigt) befestigt sein. Durch die bewegliche Anlenkung mit den Kardanwellen 15 und den beweglichen Hohlwellen 115 werden Schwingungen der Unwuchteinheiten 2 und des Gehäuses 50 von den Auslenkwellen, den Kardanwellen 15 und den beweglichen Hohlwellen 115, aufgenommen. Die von den Unwuchteinheiten 2 erzeugten Schwingungen werden so im Wesentlichen nicht auf die Getriebeanordnung 30 und den Antriebübertragen. Zur Befestigung der Getriebeanordnung 30 sind Halterungen 70 ansatzweise gezeigt, in denen die Getriebewellen 41 mit Getriebewellenradiallagern 38 gelagert sein können. Weitere Halterungen zum Befestigen der Getriebeanordnung 30, des Verstellmotors 40 und des Antriebs, beispielsweise an der nicht gezeigten Baumaschine oder dem Bauwerkzeug, können außerdem vorgesehen sein.The drive, variable displacement motor 40, and / or gearbox assembly 30 may be attached to a construction machine or tool (both not shown). Due to the movable articulation with the cardan shafts 15 and the movable hollow shafts 115 vibrations of the imbalance units 2 and the housing 50 of the deflection shafts, the propeller shafts 15 and the movable hollow shafts 115 are added. The vibrations generated by the imbalance units 2 are thus substantially not transferred to the gear assembly 30 and the drive. For attachment of the gear assembly 30 brackets 70 are shown in ansatzweise, in which the transmission shafts 41 may be stored with Getriebewellenradiallagern 38. Other brackets for attaching the gear assembly 30, the adjustment motor 40 and the drive, for example, on the construction machine, not shown, or the construction tool may also be provided.

Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils eine Einspanneinrichtung 60, welche an dem schwingenden Gehäuse 50 befestigt ist. Die Einspanneinrichtung 60 kann beispielsweise ein Spundwandelement einspannen, um auf diese Schwingungen des Schwingungserzeugers 100, 200 zu übertragen. FIGS. 1 to 3 each show a clamping device 60 which is attached to the oscillating housing 50. Clamping device 60 may, for example, clamp a sheet pile element to transfer to these vibrations of vibrator 100, 200.

Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform des Schwingungserzeugers 100 unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform lediglich darin, dass vier Unwuchteinheiten 2 anstelle von drei Unwuchteinheiten 2 vorgesehen sind. Grundsätzlich kann der Schwingungserzeuger 100 mit einer beliebigen Anzahl an Unwuchteinheiten 2 ausgebildet sein.In the FIG. 2 shown embodiment of the vibrator 100 differs from the in FIG. 1 shown embodiment only in that four unbalance units 2 are provided instead of three unbalance units 2. Basically, the vibration generator 100 may be formed with any number of unbalance units 2.

Eine Vielzahl an Unwuchteinheiten 2 beschreibt jedoch in vorteilhafter Weise ein Schwingungsredundanzkonzept zur Verstärkung der erzeugten Schwingungskräfte.However, a large number of imbalance units 2 advantageously describes a vibration redundancy concept for amplifying the generated vibration forces.

Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich daneben noch von der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform darin, dass der Verstellmotor 40 zentral angeordnet ist, wobei das erste sowie das zweite Zwischenrad 32, 33 ein Drehmoment auf jeweils gegenüberliegende Getriebestränge überträgt, welche ansonsten identisch zu den Getriebesträngen in Figur 1 ausgebildet sein können.In the FIG. 2 In addition, embodiment shown differs from the in FIG. 1 shown embodiment in that the adjusting motor 40 is arranged centrally, wherein the first and the second intermediate wheel 32, 33 transmits a torque to each opposite gear train, which is otherwise identical to the gear trains in FIG. 1 can be trained.

Während in den Figuren 1 und 2 der Antrieb, der Verstellmotor 40 und die Getriebeanordnung 30 einseitig zu den Unwuchteinheiten 2 und dem Gehäuse 50 angeordnet sind, befindet sich die Getriebeanordnung 30 in der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform des Schwingungserzeugers 200 beidseitig der Unwuchteinheiten 2.While in the FIGS. 1 and 2 the drive, the adjusting motor 40 and the gear assembly 30 are arranged on one side to the imbalance units 2 and the housing 50, the gear assembly 30 is in the in FIG. 3 shown embodiment of the vibrator 200 on both sides of the imbalance units. 2

Während in den Ausführungsformen des Schwingungserzeugers 100 in den Figuren 1 und 2 die Unwuchtwellen 12, 22 einseitig an der Getriebeanordnung 30 angelenkt sind, sind die Unwuchtwellen 12, 22 in Figur 3 von zwei gegenüberliegenden Seiten angelenkt.While in the embodiments of the vibrator 100 in the FIGS. 1 and 2 the imbalance shafts 12, 22 are hinged on one side to the gear arrangement 30, the imbalance shafts 12, 22 in FIG. 3 hinged from two opposite sides.

In Figur 3 ist die erste Unwuchtwelle 12 mit einer ersten Kardanwelle 15 an einem ersten Getriebestrang der Getriebeanordnung 30 angelenkt und die zweite Unwuchtwelle 22 ist mit einer zweiten Kardanwelle 225 an einem zweiten Getriebestrang der Getriebeanordnung 30 angelenkt.In FIG. 3 the first imbalance shaft 12 is articulated with a first propeller shaft 15 on a first gear train of the gear arrangement 30 and the second imbalance shaft 22 is articulated with a second propeller shaft 225 on a second gear train of the gear arrangement 30.

Beide Kardanwellen 15, 225 weisen jeweils zwei Kardangelenke 5 auf. Die Kardanwellen 15, 225 können so als Doppelgelenkwelle ausgebildet sein. Die erste Kardanwelle 15 ist mit einem Kardangelenk 5 an der ersten Unwuchtwelle 12 angelenkt und mit einem weiteren Kardangelenk 5 an einer Getriebewelle 41 des ersten Getriebestrangs angelenkt. Die zweite Kardanwelle 225 ist mit einem Kardangelenk 5 an der zweiten Unwuchtwelle 22 und mit einem anderen Kardangelenk 5 an einer Getriebewelle 41 des zweiten Getriebestrangs angelenkt.Both propeller shafts 15, 225 each have two universal joints 5. The propeller shafts 15, 225 may be formed as a double propeller shaft. The first cardan shaft 15 is articulated with a universal joint 5 on the first imbalance shaft 12 and articulated with a further universal joint 5 on a transmission shaft 41 of the first gear train. The second propeller shaft 225 is articulated with a universal joint 5 on the second imbalance shaft 22 and with another universal joint 5 on a transmission shaft 41 of the second gear train.

Beide Getriebestränge weisen jeweils mehrere Antriebsräder 36 mit jeweils einer Getriebewelle 41 auf. Die Getriebewellen 41 sind in Getriebewellenradiallagern 38 einer Halterung 70 gelagert.Both gear trains each have a plurality of drive wheels 36 each having a transmission shaft 41. The transmission shafts 41 are mounted in transmission shaft radial bearings 38 of a holder 70.

Die Unwuchtwellen 12, 22 der in Figur 3 gezeigten drei Unwuchteinheiten 2 können synchron von der Getriebeanordnung 30 angetrieben werden. Zur Drehmomentübertragung von einem Antrieb (nicht gezeigt) auf beide Getriebestränge ist eine Antriebswelle 242 vorgesehen, an der die beiden Zwischenzahnräder 32, 33 jeweils endseitig angeordnet sind. Die Antriebswelle 242 ist mit Antriebswellenradiallagern 243 in der Halterung 70 gelagert. Die Halterung 70 kann an einer nicht gezeigten Baumaschine oder einem Bauwerkzeug befestigt sein. Die Antriebswelle 242 oder eines der beiden Zwischenzahnräder 32, 33 kann von dem Antrieb drehend angetrieben werden.The unbalanced shafts 12, 22 of in FIG. 3 shown three imbalance units 2 can be driven synchronously by the gear assembly 30. For torque transmission from a drive (not shown) on both gear trains a drive shaft 242 is provided, on which the two intermediate gears 32, 33 are respectively arranged end. The drive shaft 242 is mounted in the holder 70 with drive shaft radial bearings 243. The holder 70 may be attached to a construction machine, not shown, or a construction tool. The drive shaft 242 or one of the two intermediate gears 32, 33 can be driven in rotation by the drive.

Die Unwuchteinheiten 2 können so mittig zwischen den Getriebesträngen der Getriebeanordnung 30 schwingen, wobei die Kardanwellen 15, 225 die Schwingungen aufnehmen und im Wesentlichen nicht auf die Getriebeanordnung 30 übertragen.The imbalance units 2 can thus oscillate centrally between the gear trains of the gear arrangement 30, wherein the cardan shafts 15, 225 absorb the vibrations and essentially do not transmit to the gear arrangement 30.

Mit den in Figur 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des Schwingungserzeugers 100, 200 ist es veranschaulicht, dass kompakt angeordnete Paare von Unwuchten 10, 20 im Schutz eines Gehäuses 50 von einer Getriebeanordnung 30 schwingungsentkoppelt schwingen können.With the in Figure 1 to 3 1, 200, it is illustrated that compactly arranged pairs of unbalanced masses 10, 20 can swing in vibration-decoupled manner from a gear arrangement 30 in the protection of a housing 50.

Durch die kompakte Anordnung der Unwuchten in Unwuchteinheiten 2 und dem Unwuchtwellen-separaten und beweglichen Anlenkungsprinzip ist es ermöglicht, sowohl ein- als auch zweiseitige Getriebeanordnungen vorzusehen.Due to the compact arrangement of the imbalances in imbalance units 2 and the unbalanced shafts-separate and movable articulation principle, it is possible to provide both one- and two-sided gear arrangements.

Durch die Schwingungsentkopplung wird die Getriebeanordnung 30 einerseits weniger beansprucht und das durch das beschriebene Anordnungs- und Anlenkungsprinzip der Unwuchtwellen 12, 22 kann die Getriebeanordnung 30 variabel, insbesondere ein- oder zweiseitig, ausgebildet sein.Due to the vibration isolation, the gear assembly 30 is on the one hand less stressed and by the described arrangement and Anlenkungsprinzip the imbalance shafts 12, 22, the gear assembly 30 is variable, in particular one or two sides, be formed.

Claims (15)

Schwingungserzeuger (100, 200) mit - einer ersten drehend antreibbaren Unwuchtwelle (12), auf der eine erste Unwucht (10) angeordnet ist, - einer zweiten drehend antreibbaren Unwuchtwelle (22), auf der eine zweite Unwucht (20) angeordnet ist, - einem Antrieb zum drehenden Antreiben der beiden Unwuchtwellen (12, 22) und - einer Getriebeanordnung (30), welche zwischen dem Antrieb und den Unwuchtwellen (12, 22) zur Übertragung eines Drehmoments des Antriebs auf die Unwuchtwellen (12, 22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, - dass zum Bilden einer Unwuchteinheit (2) die erste Unwuchtwelle (12) innerhalb der zweiten Unwuchtwelle (22) drehbar gelagert ist, - dass die zweite Unwucht (20) um die erste Unwucht (10) umlaufend angeordnet ist, - dass zur Drehmomentübertragung zwischen der Getriebeanordnung (30) und der ersten Unwuchtwelle (12) eine erste Auslenkwelle angeordnet ist und - dass zur Drehmomentübertragung zwischen der Getriebeanordnung (30) und der zweiten Unwuchtwelle (22) eine zweite Auslenkwelle angeordnet ist. Vibration generator (100, 200) with - A first rotationally driven imbalance shaft (12) on which a first unbalance (10) is arranged, - A second rotationally driven imbalance shaft (22) on which a second imbalance (20) is arranged, - A drive for rotationally driving the two imbalance shafts (12, 22) and a gear arrangement (30) which is arranged between the drive and the imbalance shafts (12, 22) for transmitting a torque of the drive to the imbalance shafts (12, 22), characterized, in that, in order to form an imbalance unit (2), the first imbalance shaft (12) is rotatably mounted within the second imbalance shaft (22), - That the second unbalance (20) is arranged circumferentially around the first unbalance (10), - That for torque transmission between the gear assembly (30) and the first imbalance shaft (12) a first deflection shaft is arranged and - That for torque transmission between the gear assembly (30) and the second imbalance shaft (22), a second deflection shaft is arranged. Schwingungserzeuger (100, 200) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Auslenkwellen eine Kardanwelle (15, 225) ist, welche mindestens an einer Seite ein Kardangelenk (5) aufweist.Vibration generator (100, 200) according to claim 1,
characterized,
in that at least one of the deflection shafts is a cardan shaft (15, 225) which has a universal joint (5) on at least one side. Schwingungserzeuger (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Auslenkwellen als eine bewegliche Hohlwelle (115) ausgebildet ist.Vibration generator (100) according to claim 1 or 2,
characterized,
in that at least one of the deflection shafts is designed as a movable hollow shaft (115). Schwingungserzeuger (100) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die bewegliche Hohlwelle (115) als ein Metallbalgrohr ausgebildet ist.Vibration generator (100) according to claim 3,
characterized,
in that the movable hollow shaft (115) is designed as a metal bellows tube. Schwingungserzeuger (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Getriebeanordnung (30) einseitig der Unwuchteinheit (2) vorgesehen ist.Vibration generator (100) according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the gear assembly (30) of the unbalance unit (2) is provided on one side. Schwingungserzeuger (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Verstellmotor (40) zum Verstellen eines Winkelversatzes der Unwuchten (10. 20) zueinander an der Getriebeanordnung (30) angeordnet ist.Vibration generator (100, 200) according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that an adjusting motor (40) for adjusting an angular displacement of the eccentric weights (10, 20) to each other on the gear assembly (30) is arranged. Schwingungserzeuger (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Unwuchtwelle (22) in einem Gehäuse (50) drehbar gelagert ist, welches die erste Unwucht (10) und die zweite Unwucht (20) umgibt.Vibration generator (100, 200) according to one of claims 1 to 6
characterized,
in that the second imbalance shaft (22) is rotatably mounted in a housing (50) which surrounds the first imbalance (10) and the second imbalance (20). Schwingungserzeuger (100, 200) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einspanneinrichtung (60) zum Einspannen eines Verbauelements, insbesondere eines Spundwandelements, an dem Gehäuse (50) befestigt ist.Vibration generator (100, 200) according to claim 7,
characterized,
in that a clamping device (60) for clamping a shoring element, in particular a sheet-pile wall element, is fastened to the housing (50). Baumaschine oder Bauwerkzeug,
mit einem Schwingungserzeuger (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Construction machine or construction tool,
with a vibration generator (100, 200) according to one of claims 1 to 8. Baumaschine nach Anspruch 9,
mit einem Mast, der an einer Trägereinheit angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schwingungserzeuger (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 an einem an dem Mast geführten Schlitten angeordnet ist,
wobei die Getriebeanordnung (30) und der Antrieb des Schwingungserzeugers (100, 200) an dem Schlitten befestigt sind.Construction machine according to claim 9,
with a mast, which is arranged on a carrier unit,
characterized,
in that the vibration generator (100, 200) according to one of claims 1 to 7 is arranged on a carriage guided on the mast,
wherein the gear assembly (30) and the drive of the vibrator (100, 200) are secured to the carriage. Baumaschine nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schwingungserzeuger (100, 200) an einem Mäkler geführt ist.Construction machine according to claim 9 or 10,
characterized,
that the vibration generator (100, 200) is guided on a leader. Verfahren zum Erzeugen von Schwingungen, bei dem - ein Antrieb eine erste Unwuchtwelle (12), auf der eine erste Unwucht (10) angeordnet ist, und eine zweite Unwuchtwelle (22), auf der eine zweite Unwucht (20) angeordnet ist, drehend antreibt und - eine Getriebeanordnung (30), welche zwischen dem Antrieb und den Unwuchtwellen (12, 22) angeordnet ist, ein Drehmoment des Antriebs auf die Unwuchtwellen (12, 22) überträgt, dadurch gekennzeichnet, - dass die zweite Unwucht (20) die erste Unwucht (10) umläuft, - wobei die erste Unwuchtwelle (12) innerhalb der zweiten Unwuchtwelle (22) drehbar gelagert ist, - dass eine erste Auslenkwelle das Drehmoment des Antriebs von der Getriebeanordnung (30) auf die erste Unwuchtwelle (12) überträgt und - dass eine zweite Auslenkwelle das Drehmoment des Antriebs von der Getriebeanordnung (30) auf die zweite Unwuchtwelle (22) überträgt. Method for generating vibrations, in which - A drive a first imbalance shaft (12) on which a first imbalance (10) is arranged, and a second imbalance shaft (22) on which a second imbalance (20) is arranged, rotationally drives and a gear arrangement (30), which is arranged between the drive and the imbalance shafts (12, 22), transmits a torque of the drive to the imbalance shafts (12, 22), characterized, - That the second unbalance (20) rotates the first unbalance (10), - Wherein the first imbalance shaft (12) is rotatably mounted within the second imbalance shaft (22), - That a first deflection shaft transmits the torque of the drive from the gear assembly (30) on the first imbalance shaft (12) and - That a second deflection shaft transmits the torque of the drive from the gear assembly (30) on the second imbalance shaft (22). Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Unwuchtwellen (12, 22) gegenläufig drehend angetrieben werden.Method according to claim 12,
characterized,
that the two imbalance shafts (12, 22) are driven in opposite directions rotating. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Unwuchtwellen (12, 22) synchron angetrieben werden.Method according to claim 12 or 13,
characterized,
that the two unbalanced shafts (12, 22) are driven synchronously. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Versatz der Unwuchten (10, 20) in einer Startposition der Unwuchten (10, 20), in der die Unwuchten (10, 20) gegenüberliegend angeordnet sind, korrigiert wird.Method according to one of claims 12 to 14,
characterized,
in that an offset of the imbalances (10, 20) in a start position of the imbalances (10, 20) in which the imbalances (10, 20) are arranged opposite one another is corrected.
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