NL9401403A

NL9401403A - Transmission and vibrating device provided therewith

Info

Publication number: NL9401403A
Application number: NL9401403A
Authority: NL
Inventors: Paul Emile Van Es
Original assignee: Dieseko Verhuur B V
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-04-01

Abstract

The invention relates to a transmission, with two gearwheels which are mounted on a rotatable housing and the angular position of which can be adjusted with respect to one another, and with an adjustment mechanism, which is accommodated in the housing, for changing the angular position of the gearwheels with respect to one another, comprising a screw part which can move axially inside the housing and in this way rotates one of the gearwheels, and a drive part which brings about this axial movement of the screw part. The drive part has a stationary position and is connected to the screw part via a rotary coupling.

Description

Overbrenging alsmede hiervan voorziene trilinrichtingTransmission and vibration device provided with it

De uitvinding heeft op de eerste plaats betrekking op een overbrenging, met twee coaxiaal op een roteerbaar gelagerd huis gemonteerde en een instelbare onderlinge hoekpo-sitie bezittende tandwielen, en met een in het huis opgenomen instelmechanisme ter verandering van de onderlinge hoek-positie tussen de tandwielen, omvattende een axiaal in het huis beweegbaar en hierdoor één der tandwielen roterend schroefdeel alsmede een deze axiale beweging van het schroefdeel veroorzakend aandrijfdeel.The invention relates primarily to a transmission, with two gears mounted coaxially on a rotatably bearing housing and with an adjustable mutual angular position, and with an adjusting mechanism incorporated in the housing for changing the mutual angular position between the gears comprising a screw part which is movable axially in the housing and which rotates one of the gear wheels through it, as well as a drive part which causes this axial movement of the screw part.

Een overbrenging van dit type wordt gebruikt om een rotatiebeweging tussen twee roterende elementen van een mechanisme over te brengen, waarbij door een verandering van de onderlinge hoekpositie de onderlinge stand tussen de roterende elementen van het mechanisme (bijvoorbeeld de fase-hoek) kan worden gewijzigd. Een voorbeeld van een dergelijk mechanisme vormt een hoog frequente trilinrichting (een zogenaamd trilblok), waarin tenminste twee stellen roteerbare excentrisch gelagerde trilorganen (de zogenaamde excenterge-wichten) zijn verbonden door een overbrenging van het onderhavige type. Tijdens het opstarten (of stopzetten) van een dergelijke trilinrichting worden de excentrische trilorganen door een geschikte instelling van de overbrenging (en derhalve een geschikte keuze van de onderlinge hoekpositie tussen de tandwielen, waarvan het ene tandwiel met het ene stel en het andere tandwiel met het andere stel trilorganen in contact staat) volledig in balans met elkaar gebracht, zodat geen resulterende trilling (amplitude) door de trilinrichting wordt bewerkstelligd. Hierdoor kan een zogenaamd "kritisch" frequentiegebied worden doorlopen zonder dat in dit kritische frequentiegebied storende, eventueel schade toebrengende, trillingen worden opgewekt. Na het passeren van dit kritische frequentiegebied wordt de overbrenging door het activeren van het aandrijfdeel zodanig verplaatst, dat de onderlinge hoekpositie tussen de tandwielen zich wijzigt en een onderlinge verstelling van de trilorganen van de verschillende stellen plaatsvindt. Hierdoor wordt de balans tussen de trilorganen opgeheven en ontstaat een trilling of amplitude, waaraan de trilinrichting zijn werking ontleent.A transmission of this type is used to transmit a rotational movement between two rotating elements of a mechanism, whereby the mutual position between the rotating elements of the mechanism (e.g. the phase angle) can be changed by changing the mutual angular position. An example of such a mechanism is a high-frequency vibrating device (a so-called vibrating block), in which at least two sets of rotatable eccentrically mounted vibrating members (the so-called eccentric weights) are connected by a transmission of the present type. During the start-up (or stop) of such a vibrator, the eccentric vibrators are adjusted by an appropriate adjustment of the transmission (and therefore an appropriate choice of the mutual angular position between the gears, one gear with one set and the other gear with the other set of vibrators in contact) is fully balanced so that no resulting vibration (amplitude) is brought about by the vibrator. A so-called "critical" frequency range can hereby be traversed without disturbing, possibly damaging, vibrations being generated in this critical frequency range. After this critical frequency range has passed, the transmission is displaced by activating the drive part such that the mutual angular position between the gear wheels changes and mutual adjustment of the vibrating members of the different sets takes place. The balance between the vibrating members is hereby canceled and a vibration or amplitude is obtained, from which the vibrating device derives its effect.

Bij een bekende overbrenging (en dan aangeduid met de naam verstelmotor), in het bijzonder zoals toegepast in een dergelijke trilinrichting, bestaat het aandrijfdeel uit een cilinder-zuigersamenstel, dat binnen het roteerbaar gelagerde huis is opgenomen. Het huis fungeert hierbij als cilin-derhuis, terwijl een uiteinde van het schroefdeel als zuiger is uitgevoerd. Een nadeel van deze bekende overbrenging is, dat, aangezien het huis roteert tijdens de werking van het mechanisme, waarin de overbrenging is aangebracht, een roterende toevoer voor het hydraulische medium (een zogenaamde rotorseal) moet worden toegepast. Een dergelijke roterende toevoer of koppeling is enerzijds kostbaar, en anderzijds gevoelig voor storingen, te meer daar deze koppeling is aangebracht in een aan sterke trillingen onderworpen inrichting, met de hieruit voortkomende dynamische belastingen.In a known transmission (and then referred to as the adjusting motor), in particular as used in such a vibrating device, the drive part consists of a cylinder-piston assembly, which is housed within the rotatably bearing housing. The housing functions as a cylinder housing, while one end of the screw part is designed as a piston. A drawback of this known transmission is that, since the housing rotates during the operation of the mechanism in which the transmission is arranged, a rotating feed for the hydraulic medium (a so-called rotor seal) must be used. Such a rotating feed or coupling is expensive on the one hand, and on the other hand prone to disturbances, the more so since this coupling is arranged in a device subject to strong vibrations, with the resulting dynamic loads.

De uitvinding beoogt een overbrenging van het in de aanhef genoemde type te verschaffen, die een eenvoudige constructie paart aan een betrouwbare werking.The object of the invention is to provide a transmission of the type mentioned in the preamble, which combines simple construction with reliable operation.

Hiertoe bezit de overbrenging volgens de uitvinding het kenmerk, dat het aandrijfdeel een stationaire positie bezit en via een roterende koppeling met het schroefdeel is verbonden. Overeenkomstig de uitvinding is het aandrijfdeel niet meer in het roteerbare huis opgenomen, doch stationair geplaatst, bijvoorbeeld bevestigd aan het mechanisme, waarvan de overbrenging een deel uitmaakt. Teneinde desondanks de rotatie van het huis mogelijk te maken is tussen het stationaire aandrijfdeel en het samen met het huis roterende schroefdeel een roterende koppeling aangebracht. Deze roterende koppeling is in tegenstelling tot de koppeling, welke wordt toegepast bij de bekende overbrenging, van zuiver mechanische aard, en derhalve minder gevoelig voor storingen (bijvoorbeeld ten gevolge van de trillingen) en dus betrouwbaarder .To this end, the transmission according to the invention is characterized in that the drive part has a stationary position and is connected to the screw part via a rotary coupling. According to the invention, the drive part is no longer accommodated in the rotatable housing, but is placed stationary, for instance attached to the mechanism, of which the transmission forms a part. In order nevertheless to enable the rotation of the housing, a rotary coupling is arranged between the stationary drive part and the screw part rotating together with the housing. In contrast to the coupling used in the known transmission, this rotary coupling is of a purely mechanical nature, and is therefore less sensitive to disturbances (for example due to the vibrations) and therefore more reliable.

In een gunstige uitvoeringsvorm van de overbrenging volgens de uitvinding geldt, dat het aandrijfdeel bestaat uit een cilinder-zuigersamenstel. Aangezien het aandrijfdeel thans stationair staat kunnen de hydraulische toevoerleidin-gen voor het cilinder-zuigersamenstel op conventionele wijze worden uitgevoerd. Overigens zij opgemerkt, dat de overbrenging ook van een niet-hydraulisch aandrijfdeel kan worden voorzien, bijvoorbeeld een elektrisch bekrachtigd aandrijf-deel. Ook in dergelijk geval verschaft de uitvinding de gememoreerde voordelen, aangezien dan bijvoorbeeld in plaats van een roterende elektrische koppeling (met sleepcontacten) een vaste elektrische koppeling wordt toegepast in combinatie met een zuiver mechanische roterende koppeling.In a favorable embodiment of the transmission according to the invention it holds that the drive part consists of a cylinder-piston assembly. Since the drive member is now stationary, the hydraulic supply lines for the cylinder-piston assembly can be constructed in a conventional manner. Incidentally, it is noted that the transmission can also be provided with a non-hydraulic driving part, for instance an electrically driven driving part. In such a case, too, the invention provides the noted advantages, since a fixed electric coupling is then used instead of a rotary electric coupling (with sliding contacts) in combination with a purely mechanical rotary coupling.

Verder wordt een handige uitvoeringsvorm van de overbrenging volgens de uitvinding genoemd, welke wordt gekenmerkt door een de beweging van het aandrijf deel metend meet-orgaan. Een dergelijk meetorgaan, dat kan bestaan uit een verplaatsingsmeter of dergelijke, kan de beweging van het aandrijfdeel registreren en hieruit kan een toestandsgroot-heid van het betreffende mechanisme, waarin de overbrenging is aangebracht, worden afgeleid. Wanneer de overbrenging, bijvoorbeeld, zoals in het voorgaande is toegelicht, is toegepast in een trilinrichting kan de toestandsgrootheid het opgewekte moment zijn.Furthermore, a convenient embodiment of the transmission according to the invention is mentioned, which is characterized by a measuring element measuring the movement of the drive part. Such a measuring member, which can consist of a displacement meter or the like, can register the movement of the drive part and from this a state quantity of the relevant mechanism in which the transmission is arranged can be derived. When the transmission is, for example, as explained above, used in a vibrator, the state variable can be the generated moment.

In het voorgaande is telkens sprake van twee op het huis gemonteerde tandwielen. Het valt echter tevens binnen het kader van de uitvinding, dat in plaats van tandwielen hiermee corresponderende overbrengingselementen, zoals riem-schijven of dergelijke, zijn toegepast. Het principe van de overbrenging verandert hierdoor niet. Tevens zijn constructies denkbaar, waarbij met het schroefdeel corresponderende andere constructieve elementen worden toegepast, die een axiale beweging omzetten in een rotatie van één der tandwielen.The foregoing always refers to two gear wheels mounted on the housing. However, it is also within the scope of the invention that instead of gears corresponding transmission elements, such as pulleys or the like, are used. This does not change the principle of the transfer. Constructions are also conceivable in which other structural elements corresponding to the screw part are used, which convert an axial movement into a rotation of one of the gear wheels.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een trilinrichting met tenminste twee stellen roteerbare excentrische trilorganen, welke stellen zijn gekoppeld door een overbrenging volgens de uitvinding.The invention also relates to a vibrating device with at least two sets of rotatable eccentric vibrating members, which sets are coupled by a transmission according to the invention.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van een overbrenging volgens de uitvinding is weergegeven.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which an embodiment of a transmission according to the invention is shown.

De enige figuur toont sterk schematisch een uitvoeringsvorm van de overbrenging volgens de uitvinding in axiale doorsnede.The only figure shows highly schematically an embodiment of the transmission according to the invention in axial section.

In de figuur is een overbrenging volgens de uitvinding weergegeven, die roteerbaar is gelagerd in een mechanisme 1, bijvoorbeeld een zogenaamd hoog frequent trilblok. De overbrenging is voorzien van een huis 2, een eerste onverdraagbaar op dit huis gemonteerd tandwiel 3, een axiaal ten opzichte van het huis 2 beweegbaar schroefdeel 4 alsmede een tweede, niet-verdraaibaar op het schroefdeel 4 gemonteerd tandwiel 5. Tussen het huis 2 en het mechanisme 1 respectievelijk het schroefdeel 4 en het mechanisme 1 zijn een onderlinge rotatie tussen deze delen en het huis mogelijk makende lagers 6, 7 gemonteerd.The figure shows a transmission according to the invention, which is rotatably mounted in a mechanism 1, for example a so-called high-frequency vibratory hammer. The transmission is provided with a housing 2, a first gearwheel 3 mounted immovably on this housing, a screw part 4 movable axially relative to the housing 2 and a second gearwheel 5 mounted non-rotatably on the screw part 4. the mechanism 1 and the screw part 4 and the mechanism 1, respectively, are mounted bearings 6, 7 enabling mutual rotation between these parts and the housing.

Op niet nader getoonde, bekende, wijze grijpt het slechts uitermate schematisch aangeduide schroefdeel 4 door middel van een schroefvormige vertanding aan in het huis 2. Hierdoor resulteert een axiale verplaatsing van het schroefdeel 4 ten opzichte van het huis 2 tevens in een rotatie van het schroefdeel 4 ten opzichte van het huis 2. Het tweede tandwiel 5, dat niet verdraaibaar is ten opzichte van het schroefdeel 4, zal hierdoor eveneens ten opzichte van het huis 2, en derhalve ten opzichte van het vast op het huis 2 gemonteerde eerste tandwiel 3 verdraaien. Derhalve zal een axiale verplaatsing van het schroefdeel 4 leiden tot een verandering van de onderlinge hoekpositie tussen de beide tandwielen 3 en 5.In a known manner, which is not shown in more detail, the screw part 4, which is only indicated very schematically, engages in the housing 2 by means of a helical toothing. As a result, an axial displacement of the screw part 4 relative to the housing 2 also results in a rotation of the screw part 4 with respect to the housing 2. The second gear 5, which is not rotatable with respect to the screw part 4, will therefore also rotate with respect to the housing 2, and therefore with respect to the first gear 3 fixedly mounted on the housing 2 . Therefore, an axial displacement of the screw part 4 will lead to a change of the mutual angular position between the two gears 3 and 5.

In de getoonde uitvoeringsvorm grijpt het schroefdeel 4 door middel van een spie 8 aan op het tweede tandwiel 5, zodat enerzijds een onderlinge rotatie tussen deze delen wordt verhinderd, doch een onderlinge axiale verplaatsing mogelijk is. Hierdoor kan het schroefdeel axiaal verschuiven zonder dat de axiale positie van het tandwiel 5 verandert.In the embodiment shown, the screw part 4 engages the second gear wheel 5 by means of a key 8, so that on the one hand mutual rotation between these parts is prevented, but mutual axial displacement is possible. This allows the screw part to shift axially without the axial position of the gear wheel 5 changing.

Tevens is in de figuur schematisch door stippellijnen aangeduid, dat het eerste tandwiel 3 aangrijpt op een tot het mechanisme 1 behorende tandwiel 9, terwijl het tweede tandwiel 5 aangrijpt op een eveneens tot het mechanisme 1 behorend tandwiel 10. Deze tandwielen 9 en 10 kunnen bijvoorbeeld behoren tot zogenaamde excentergewichten van het eerder genoemde hoog frequente trilblok. Door een verandering van de onderlinge hoekpositie tussen de tandwielen 3 en 5 van de getoonde overbrenging is een op te wekken moment van dit hoog frequente trilblok instelbaar·It is also indicated diagrammatically by dotted lines in the figure, that the first gearwheel 3 engages a gearwheel 9 belonging to the mechanism 1, while the second gearwheel 5 engages a gearwheel 10 also belonging to the mechanism 1. These gears 9 and 10 can for instance belong to so-called eccentric weights of the aforementioned high-frequency vibratory hammer. By changing the mutual angular position between the gears 3 and 5 of the shown transmission, a moment to be generated of this high-frequency vibratory hammer is adjustable.

Teneinde de axiale beweging van het schroefdeel 4 ten opzichte van het huis 2 te bewerkstelligen, is volgens de uitvinding op het mechanisme een cilinder-zuigersamenstel 11 gemonteerd. Dit cilinder-zuigersamenstel 11 bestaat in de getoonde uitvoeringsvorm uit een aan het mechanisme 1 bevestigd cilinderhuis 12 en hierin gemonteerde zuigerstang 13 met zuiger 14. De zuigerstang 13 grijpt met een zogenaamd rotordeel 15 via een lager 16 aan op het schroefdeel 4. Door de toepassing van het lager 16 binnen het rotordeel 15 kan het schroefdeel 4 ten opzichte van de zuigerstang 13 roteren. Het cilinder-zuigersamenstel 11 hoeft hierdoor niet te roteren en kan stationair aan het mechanisme 1 worden bevestigd. Tevens is het hierdoor mogelijk, dat toevoerleidingen voor het hydraulische medium ter activering van de zuigerstang 13 rechtstreeks op betreffende poorten 17 en 18 worden aangesloten.In order to effect the axial movement of the screw part 4 relative to the housing 2, a cylinder-piston assembly 11 is mounted on the mechanism according to the invention. In the shown embodiment, this cylinder-piston assembly 11 consists of a cylinder housing 12 fixed to the mechanism 1 and piston rod 13 with piston 14 mounted therein. The piston rod 13 engages the screw part 4 via a bearing 16 via a bearing 16. the screw part 4 of the bearing 16 within the rotor part 15 can rotate relative to the piston rod 13. As a result, the cylinder-piston assembly 11 does not have to rotate and can be fixed to the mechanism 1 in a stationary manner. It is also hereby possible that supply lines for the hydraulic medium for activating the piston rod 13 are connected directly to the relevant ports 17 and 18.

Wanneer met behulp van het cilinder-zuigersamenstel 11 het schroefdeel 4 ten opzichte van het huis 2 wordt verplaatst vindt de eerder beschreven verandering van de onderlinge hoekpositie tussen de tandwielen 3 en 5 plaats. Een dergelijke verplaatsing van het schroefdeel 4 kan worden uitgevoerd tijdens de werking van het mechanisme, waarin de overbrenging is aangebracht. Dit betekent, dat dan de tandwielen 3 en 5, het huis 2 en het schroefdeel 4 gezamenlijk roteren. Door de roterende koppeling, bestaande uit rotordeel 15 en lager 16 kan het cilinder-zuigersamenstel 11 stationair aan het mechanisme l bevestigd zijn.When the screw part 4 is displaced relative to the housing 2 by means of the cylinder-piston assembly 11, the previously described change of the mutual angular position between the gear wheels 3 and 5 takes place. Such a displacement of the screw part 4 can be carried out during the operation of the mechanism in which the transmission is arranged. This means that the gears 3 and 5, the housing 2 and the screw part 4 then rotate together. Due to the rotary coupling, consisting of rotor part 15 and bearing 16, the cylinder-piston assembly 11 can be fixed to the mechanism 1 stationary.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm, die binnen het kader der uitvinding op velerlei wijze kan worden gevarieerd. Zo kunnen in plaats van tandwielen 3 en 5 ook riemschijven of dergelijke zijn toegepast. Tevens kan in plaats van het cilinder-zuigersamenstel een op andere wijze bekrachtigd aandrijfdeel zijn toegepast.The invention is not limited to the embodiment described above, which can be varied in many ways within the scope of the invention. For instance, instead of gears 3 and 5, pulleys or the like can also be used. Also, instead of the cylinder-piston assembly, an otherwise energized drive part can be used.

Verder bestaat de mogelijkheid om een, niet-getoond, meetorgaan toe te passen, dat een verplaatsing van de zuigerstang 13 meet. Deze verplaatsing kan worden omgezet in een toestandsgrootheid, die bijvoorbeeld aangeeft hoe groot het moment is, dat door het hoog frequente trilblok wordt opgewekt.Furthermore, it is possible to use a measuring device, not shown, which measures a displacement of the piston rod 13. This displacement can be converted into a state variable, which indicates, for example, how large the moment is generated by the high-frequency vibratory hammer.

Claims

1. Transmission with two gears mounted coaxially on a rotatably bearing housing and an adjustable mutual angular position, and with an adjusting mechanism incorporated in the housing for changing the mutual angular position between the gears, comprising an axially movable in the housing and thereby one of the gears rotating screw part and a driving part causing this axial movement of the screw part, characterized in that the driving part has a stationary position and is connected to the screw part via a rotating coupling.

Transmission according to claim 1, characterized in that the drive part consists of a cylinder-piston assembly.

Transmission according to claim 1 or 2, characterized by a measuring member measuring the movement of the drive part.

Vibrator with at least two sets of rotatable eccentric vibrators coupled by a transmission according to any one of the preceding claims.