SE514777C2 - Roterbar excenteranorning för kontinuerlig omställning av vibrationsamplituden - Google Patents

Description

|,__1 (_11 20 25 30 35 514 777 2 Vid asfaltpackning bör valsarna inte vibrera när välten står stilla eller byter färdriktning. Vältarna på marknaden stoppar rotationen av excenterelementet innan välten stannar eller byter färdriktning. Om excenterele- mentet startas och stoppas med stor amplitud passeras en resonansfrekvens med oönskade vibrationer som följd. Det är därför önskvärt att kunna starta rotationen av excen- terelementet väsentligen utan amplitud och att kunna tillföra amplituden vid den önskade frekvensen, dvs det önskade varvtalet. Det är vidare önskvärt att kunna stäl- la om till nollamplitud även med full frekvens.

Uppfinningens syfte Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en roterbar excenteranordning av det inledningsvis angivna slaget, där ovannämnda nackdelar hos den kända tekniken helt eller åtminstone delvis un- danröjs.

Detta syfte uppnås medelst en roterbar excenter- anordning enligt de bifogade patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna På de bifogade ritningarna visar: Fig l en vy uppifrån över ett föredraget utförande av en anordning enligt uppfinningen; (dvs i axiell riktning) över Fig 2 en vy från sidan anordningen i fig l med den rörliga vikten i läget för minimal amplitud; Fig 3 en vy från sidan anordningen i fig l med den rörliga vikten i läget för (dvs i axiell riktning) över maximal amplitud; Fig 4 en vy från sidan (dvs i axiell riktning) över ett andra utförande av uppfinningen; Fig 5 ett tredje utförande av uppfinningen, sedd dels uppifrån, dels från sidan (dvs i axiell riktning); och 10 15 20 25 30 35 514 777 3 Fig 6 visar en vy från sidan (dvs i axiell riktning) över ett fjärde utförande av uppfinningen.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Uppfinningen skall nu i exemplifierande syfte be- skrivas mer ingående med hjälp av ett föredraget utfö- ringsexempel. Uppfinningen omfattar en roterbar excente- ranordning med steglös omställbar obalans. 4 Ett föredraget utförande av uppfinningen, såsom vi- sas i fig l, omfattar en axel l som är roterbart lagrad i två rotationslager 3, och som är anordnad inne i valsen hos en vibrationsvält. Axeln är i utföringsexemplet tänkt att rotera motsols i figurerna. På axeln finns två fasta vikter 2 fastsatta och mellan dessa en rörlig vikt 5. Den rörliga vikten är lagrad så att den är svängbar relativt de fasta vikterna 2.

Om den rörliga vikten 5 har sitt rotationscentrum gemensamt med axelns rotationspentrum, vill den på grund av centrifugalkraften inta ett läge som alstrar en mini- mal amplitud. Företrädesvis är dock svängningsaxeln 4 för den rörliga viktens svängning förskjuten något från ax- elns rotationscentrum mot de fasta vikternas tyngdpunkt.

Vid stor sådan förskjutning kommer på detta sätt centri- fugalkraften då axeln roterar att istället verka för att föra den rörliga vikten så att dess tyngdpunkt förs mot de fasta vikternas tyngdpunkt, dvs det läge där vikterna sammantaget ger störst vibrationsamplitud. Vid ett mel- lanläge för förskjutningen kommer dock, vilket här är önskvärt, påverkan av centrifugalkraften att minimeras.

En tredje vikt 6 är vidare svängbart fastsatt på de fasta vikterna 2 på en axel 7 pà avstånd från rotation- saxeln. Denna tredje vikt har en något långsträckt form, och en tyngdpunkt som är förskjuten åt ena sidan relativt dess svängningsaxel. På den motsatta sidan om sväng- ningsaxeln är den tredje vikten försedd med en ände av- sedd att anligga mot den rörliga andra vikten. Denna ände är företrädesvis försedd med en stödrulle 8 för att mins- 10 20 25 30 35 514 777' 4 ka friktionen. Den rörliga vikten är vidare försedd med en krökt sidoyta mot vilken den tredje viktens ände an- ligger, vars avstånd från axelns rotationsaxel kontinuer- ligt ökar àt det ena hållet, den krökta ytan. Den krökta ytan har dessutom företrädes- åtminstone över en del av vis en varierande vinkel relativt axelns l mitt, dvs så att tangenten för den krökta ytan uppvisar en varierande vinkel mot en linje förbindande motsvarande punkt på den krökta ytan och axelns l centrum. Den rörliga vikten och den tredje vikten är så utformade och så inbördes anord- nade att den tredje vikten med sin därför inrättade ände kan glida längs åtminstone ett avsnitt av denna krökta yta, vilken där är utformad så att en kraft med vilken den tredje vikten verkar mot den rörliga vikten ger ett mindre vridmoment för den rörliga vikten då den befinner sig i läget för minimal amplitud än i läget för maximal amplitud, och dessutom är kontinuerligt ökande däremel- lan. Detta avsnitt av den krökta ytan har företrädesvis ett kontinuerligt varierande avstånd från axelns rota- tionscentrum sådant att då dentrörliga vikten befinner sig i läget med störst amplitud befinner sig den tredje viktens anliggningsände på den del av det krökta avsnit- tet med störst avstånd från rotationsaxeln, och då den rörliga vikten befinner sig i läget med minst amplitud befinner den sig på den del av det krökta avsnittet med minst avstånd från rotationscentrum. Härigenom kommer den att vid som på tredje vikten, på grund av centrifugalkraften, rotation utöva en kraft mot den rörliga vikten, grund av denna vikts krökta yta överförs till en kraft som verkar för att föra den rörliga vikten från läget med maximal amplitud mot läget med minimal amplitud. Denna kraft ökar med frekvensen (varvtalet). Genom rätt utform- ning av kurvan som stödrullen trycker mot, tyngd hos de respektive vikterna, respektive hur tyngd- punkterna anordnas i förhållande till svängningsaxlarna, erhålles balans med vridmomentet som verkar för att svänga den rörliga vikten 5 mot de fasta vikterna, och och valet av 15 20 25 30 35 ende. 514 777 5 som ökar med amplituden, och ett relativt fast förhållan- de mellan amplitud och frekvens kan erhållas för alla amplituder och frekvenser.

För att underlätta regleringen kan den rörliga vik- ten 6 vidare förspännas av en fjäder ll verkande för att Detta gör regleringen mer varvtalsbero- E föra den medsols.

Härigenom kan en anordning med automatisk reglering mellan frekvens och amplitud erhållas, så att amplituden blir maximal då frekvensen är låg och sedan gradvis ökar till ett läge med minimal amplitud då frekvensen-är maxi- mal, och så att centrifugalkraften och därmed belastning- en av lagren hålls väsentligen konstant.

För att det skall vara möjligt att starta rotationen av excenterelementet utan amplitud eller med låg amplitud finns ett spärrorgan i form av en fjäder 9 som är fast- skruvad vid de fasta vikterna 2 och hakar in i urtag 10 på den rörliga vikten 5 när rotationen stoppas. När rota- tionen åter startas får centrifugalkraften fjädern att böja ut från urtaget så att den rörliga vikten 5 kan ro- tera medsols i förhållande till de fasta vikterna 2. And- ra spärrorgan som utlöser vid en viss kraft eller en viss rotationsfrekvens är dock naturligtvis möjliga.

Medelst lösningen enligt uppfinningen minskas ampli- tuden vid högre frekvens och ökas vid lägre frekvens så att lagren slits väsentligen jämnt oavsett amplituden, då denna anpassas efter frekvensen, varvid önskad livslängd på lagren erhålles oberoende av vilken amplitud som an- vändes. På detta sätt kan frekvensen eller amplituden enkelt ställas in, antingen manuellt eller automatiskt med styrning utifrån en packningsmätare eller liknande, för att erhålla optimal packning, samtidigt som belast- ningen på lagren hålls väsentligen konstant.

I fig 4 visas ett andra utföringsexempel av en an- ordning enligt uppfinningen. Detta utförande överensstäm- mer till stor del med det tidigare beskrivna. Här är dock den tredje vikten 6' inte svängbar utan linjärt förskjut- 10 ; .l (D 20 25 30 35 bar. Den omfattar härför ett spår 12, vilket omsluter axeln 1, och möjliggör en förskjutning relativt axeln. På den ena sidan om axeln 1 är den tredje vikten försedd med en stödrulle 8, vilken anligger mot en krökt yta hos den rörliga vikten 5, såsom i det tidigare beskrivna exemp- let. företrädesvis i förlängningen av den axel på vilken stöd- Vidare har den tredje vikten ett utstående stift, rullen 8 sitter, vilken löper i ett spår 13 hos den fasta vikten. Detta andra spår tillser att den tredje vikten får en väldefinierad, och företrädesvis linjär, rörelse- bana. På den stödrullen motsatta sida om axeln 1 befinner sig denna vikts tyngdpunkt. På detta sätt àstadkoms, pre- cis som i exemplet ovan, en varvtalsberoende kraft med vilken den tredje vikten verkar mot den rörliga vikten 5 för att vrida densamma mot läget med minimal amplitud.

I fig 5 visas ett tredje utföringsexempel av en an- ordning enligt uppfinningen. Detta utförande omfattar, precis som de tidigare beskrivna utförandena, en axel 1 som är roterbart lagrad i två rotationslager 3. På axeln 1 finns ett rör med en rörlig excentervikt 5 som är svängbar i förhållande till axeln 1 och därpå anordnade fasta vikter 2. Denna svängning av den rörliga vikten erhålles genom att förskjuta en pinne 16 i ett axiellt spår i axeln 1 och samtidigt medelst ändarna i ett spi- ralformat spår i röret hos vikten 5. Härigenom kommer en axiell förskjutning av pinnen 16 att överföras till en vridning av den rörliga vikten i ett radialplan relativt axeln 1. Naturligtvis är det dock möjligt att istället låta spåret i axeln vara spiralformat, eller att båda spåren är spiralformade men har olika stigning.

Förskjutningen av pinnen 16 åstadkommes med en, två eller ännu fler axiellt förskjutbara stänger 17 som löper i motsvarande antal härför avpassade hål i axeln 1 och är förbundna med innerringen pà ett rotationslager 18.

Ytterringen på lagret 18 är förbunden med en hyd- raulkolv 19 eller något liknande organ för åstadkommande av en förskjutning av stängerna i axelns 1 axiella rikt- lO l5 20 25 30- 35 514 7775 7 ning. Kraften från kolven överförs via stängerna till den roterande pinnen 6, vilken i sin tur får de olika excen- tervikterna att vrida sig i förhållande till varandra med hjälp av det axiella respektive spiralformade spåret.

Om vikten 5 har sitt rotationscentrum gemensamt med axelns rotationscentrum, vill den inta ett läge som alst- rar en minimal amplitud. Genom att förskjuta rotations- centrum för vikt 5 mot tyngdpunkten för de fasta vikterna minskas denna kraft, och förskjuts den ännu längre blir kraften istället riktad åt motsatt håll. Utan tryck till kolven kommer vikten då att inta läget med maximal ampli- tud. Pumpas olja in i kammaren=l0 kommer vikterna att vridas i förhållande till varandra och vridas mot läget med minimal amplitud. Genom att trycksätta kammaren vid start och stopp kan excenterelementet startas och stoppas med minimal eller utan amplitud. Slag från vikten 5 kan då undvikas.

I vissa fall, såsom då en dubbelverkande cylinder eller ett elektriskt ställdon kan det istället vara önsk- värt att förskjutningen endast är så stor att krafterna väsentligen minimeras.

I fig 6 visas slutligen ett fjärde utförande av upp- finningen. I detta utförande är den rörliga vikten 5' och den fasta vikten 2 anordnade väsentligen som i det första utföringsexemplet beskrivet ovan. I detta utföringsexem- pel är dock den tredje vikten 6” anordnad så att den har en något làngsträckt form, och°anliggningspunkten mot den rörliga vikten 5' vid den ena änden och svängningsaxeln 7 för dess svängning vid den andra. Dess tyngdpunkt befin- ner sig följaktligen däremellan. Den krökta ytan, som här är anordnat som ett spår i en utstående arm hos den rör- liga vikten 5', har även här ett avstånd frán axelns ro- tationsaxel kontinuerligt åt det ena hållet, åtminstone över en del av den krökta ytan. Den krökta ytan har dess- utom liksom tidigare företrädesvis en varierande vinkel relativt axelns 1 mitt. I detta utförande har dock det avsnitt av denna krökta ytan ett kontinuerligt varierande *a-:fzgw -m v... 1.1.., U- ...ß s... 10 20 25 30 35 514 77,7 8= avstånd från axelns rotationscentrum sådant att då den rörliga vikten befinner sig i läget med störst amplitud befinner sig den tredje viktens anliggningsände på den del av det krökta avsnittet med minst avstånd från rota- tionsaxeln, och då den rörliga vikten befinner sig i lä- get med minst amplitud befinner den sig på den del av det krökta avsnittet med störst avstånd från rotationscent- rum. Krökningen sker alltså i detta utförande åt motsatt håll mot det tidigare utförandet. Härigenom kommer dock den tredje vikten, på grund av att tyngdpunkten i detta utförande ligger på den andra sidan om svängningspunkten än i det första utförandet, centrifugalkraften vid rota- tion att, liksom i det första utförandet, utöva en kraft mot den rörliga vikten, som på grund av denna vikts krök- ta yta överförs till en kraft som verkar för att föra den rörliga vikten från läget med maximal amplitud mot läget med minimal amplitud.

Det skall observeras att uttryck såsom ”medsols” och ”motsols” som har använts i beskrivningen ovan endast hänvisar till de aktuella utföringsexemplen och de där- till hörande ritningarna. Naturligtvis är det möjligt att låta rotationen ske åt andra hållet istället, Uppfinningen har nu beskrivits med några föredragna utföringsexempel. Naturligtvis är dock andra varianter av uppfinningen möjliga. Exempelvis är det möjligt att an- vända en eller flera fasta vikter, en eller flera rörliga vikter osv. Vidare har uppfinningen beskrivits i samband med vibrationsvältar. Andra tillämpningsområden för den roterbara excenteranordningen är dock tänkbara, såsom Ii ivibrationsplattor, vibratorer för olika typer av indust- rier osv. Sådana och andra närliggande varianter måste anses omfattas av uppfinningen såsom den avgränsas av de bifogade patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 514 i 7757 9 PATENTKRAV

1. Roterbar excentanordnihg avpassad för steglös omställning av vibrationsamplituden, omfattande en roter- bar axel (1) med åtminstone en därpå fast anordnad excen- tervikt (2) och åtminstone en rörlig vikt (5) vilken är svängbar relativt den fasta vikten mellan ett läge med maximal amplitud och ett läge med minimal amplitud för förändring av anordningens vibrationsamplitud, k ä n - n e t e c k n a d av att svängningsaxeln för svängningen av den rörliga excentervikten (5) är förskjuten från ro- tationsaxeln för axeln (1) och åtminstone till en del mot tyngdpunkten för den fasta vikten (2).

2. Roterbar excenteranordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga vikten (5) är avpassad att automatiskt svängas mot läget med maximal amplitud när frekvensen minskar och mot läget med minimal amplitud när frekvensen ökar.:

3. Excenteranordning enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga excentervik- ten är avpassad att automatiskt svängas så att centrifu- galkraften som utövas mot lager (3), roterbart lagrad, hålls väsentligen konstant.

4. Excenteranordning enligt något av ovanstående patentkrav , k ä n n e t e c k n a d av att spärrorgan är inrättade att låsa den rörliga vikten vid läget med minimal amplitud vid start av rotationen, vilket spärror- gan är avpassat att lossas vid en viss tröskelfrekvens.

5. Excenteranordning enligt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga och att en tredje vikt (6) är i vilka axeln (l) är vikten har en krökt yta, rörligt anordnad och har en för anliggning mot den krökta ytan avsedd del, varvid den tredje vikten är avpassad på så vis att centrifugalkraften vid rotation av excente- ranordningen gör att den anliggande delen utövar en kraft mot den krökta ytan, och varvid ytans krökning är sådan att den kraft med vilken den tredje vikten anligger mot 10 514 777 lO den rörliga vikten verkar för att föra den rörliga vikten från läget med maximal amplitud mot läget med minimal amplitud.

6. Excenteranordning enligt patentkrav 5, k ä n - n e t e c k n a d av att den krökta ytan har ett konti- nuerligt minskande avstånd till rotationsaxeln från an- liggningspunkten för den tredje vikten i läget med maxi- mal amplitud till anliggningspünkten vid minimal ampli- tud.

7. Excenteranordning enligt patentkrav 5, k ä n - n e t e c k n a d av att den krökta ytan har ett konti- nuerligt ökande avstånd till rotationsaxeln från anligg- ningspunkten för den tredje vikten i läget med maximal amplitud till anliggningspunkten vid minimal amplitud.

8. Excenteranordning enligt något av patentkraven 5- 7, k ä n n e t e c k n a d av att en fjäder (ll) är an- ordnad så att den utövar en kraft som verkar för att föra den anliggande delen bort från den krökta ytan.