WO2023094384A2 - Unwuchteinrichtung, sowie vibrationsrammgerät - Google Patents

Unwuchteinrichtung, sowie vibrationsrammgerät Download PDF

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WO2023094384A2
WO2023094384A2 PCT/EP2022/082820 EP2022082820W WO2023094384A2 WO 2023094384 A2 WO2023094384 A2 WO 2023094384A2 EP 2022082820 W EP2022082820 W EP 2022082820W WO 2023094384 A2 WO2023094384 A2 WO 2023094384A2
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unbalanced
imbalance
magnets
bearing device
unbalance
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PCT/EP2022/082820
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WO2023094384A3 (de
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Eckhard FENNER
Jochen Spohr
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Terra Infrastructure Gmbh
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Publication date
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18—Placing by vibrating

Definitions

  • the present invention relates to an imbalance device according to the preamble of claim 1 and a vibratory piling device according to the preamble of claim 11.
  • unbalanced masses are set in radial rotation on a shaft or axle in an unbalance device, which creates a centrifugal force.
  • a vibration piling device is known, for example, from DE 10 2011 103 401 B4.
  • a vibrating rammer or vibratory piling device for driving in and/or extracting elongated piles such as sheet piles, beams, pipes, steel profiles, etc. is described.
  • several unbalanced shafts arranged in pairs at equal distances from one another in different planes are provided, which are each equipped with one of the inertial mass and its distribution about the axis of rotation of equal size, adjustable in the direction of rotation or in the opposite direction.
  • an asynchronous motor is assigned to each of the unbalanced shafts.
  • a hydraulic drive for the unbalanced masses is also known.
  • the hydraulic energy is provided by aggregates that are operated by diesel engines. There is always the risk of hydraulic oil escaping and the associated environmental pollution. Furthermore, the diesel engine drive of the drive unit causes environmental pollution that should be reduced by alternative drive concepts.
  • the unbalance device includes a second bearing device that is radially spaced apart from the first bearing device, with the second bearing device including an arrangement of magnets, a second bearing device that relieves or supports the first bearing device can be provided, which functions essentially analogously to the linear bearing of a magnetic levitation train.
  • Larger and larger machines are in demand, especially for offshore wind projects, but these can hardly be realized in the conventional way due to the costs, weight and technical possibilities. With this new technology, high-performance machines can be implemented in a smaller space.
  • the imbalance device comprises a circular disc and an imbalance body that can rotate around the circular disc and has an imbalance mass, with the second bearing device being arranged between the imbalance body, in particular the imbalance mass, and the disc.
  • the circular disk has a peripheral surface and the unbalanced body, in particular the unbalanced mass, has a surface facing the disk, with the arrangement of magnets being arranged partly on the disk and partly on the unbalanced body , in particular magnets on the peripheral surface of the disc, and magnets on the surface of the unbalanced body, in particular the unbalanced mass, are arranged.
  • the surface of the unbalanced body has a shape that corresponds to the peripheral surface of the disk. Accordingly, a uniform gap can be formed between the disk and the unbalanced body, in which the magnets of the unbalanced body and the magnets of the disk can face each other.
  • the unbalanced body comprises at least one, preferably two struts, which extend radially from the first bearing device and on the end of which an unbalanced mass is attached.
  • struts which extend radially from the first bearing device and on the end of which an unbalanced mass is attached.
  • a configuration made of solid material or other configurations are also conceivable.
  • the design with struts contributes to weight reduction.
  • the unbalanced device comprises a frame with at least one circular recess and an unbalanced body rotatably accommodated in the recess, the second bearing device being arranged between the unbalanced body and the recess.
  • the recess has an inner surface and the unbalanced body has a surface facing the recess, the arrangement of magnets being arranged partly on the inner surface of the recess and partly on the unbalanced body, in particular magnets the inner surface of the recess, and magnets are arranged on the surface of the unbalanced body.
  • the first bearing device is designed as a sliding or roller bearing.
  • Appropriate pivot bearings are available in a suitable form for the intended application.
  • the second bearing device is designed as a drive device, with the magnets of the disk and/or the magnets of the unbalanced body being designed as electromagnets.
  • the imbalance body and the drive device would share an identical or at least almost identical axial section of the imbalance device.
  • the unbalanced body and the drive device are arranged on the same axial area in relation to the axis of rotation.
  • An unbalance device or vibrating, ramming and pulling device in which the unbalanced masses are driven by magnetic fields and/or pulled at the same time could manage with larger unbalances and thus with a larger static moment and higher centrifugal force in a smaller space, resulting in significantly more powerful machines with simultaneous cost savings could be made.
  • the environmental hazard is reduced by the alternative electric drive concept and designed in a future-oriented manner.
  • a vibratory piling device according to the characterizing features of claim 11. Because an imbalance device according to at least one of the preceding claims is used in the vibratory piling device, a vibratory piling device can be proposed which can be constructed more compactly or tends to require less space. Essentially, the above-outlined advantages of the unbalance device for the vibratory piling device result, so that reference can be made to the statements made above.
  • the vibratory piling device should be suitable for both ramming in and pulling out elongated piles such as sheet piles, beams, pipes, steel profiles, etc.
  • a vibratory piling device also preferably comprises a suspension, a vibration isolator and/or a collet.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a vibratory piling device according to the invention
  • FIG. 2a shows a detailed illustration according to FIG. 2;
  • FIG 3 shows an embodiment of an unbalance device in a side view.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the unbalance device according to the invention in a schematic perspective view
  • FIG. 4a shows an alternative embodiment of the unbalance device according to the invention in a schematic view
  • FIG. 4b shows a detailed view according to FIG. 4a.
  • a vibration piling device essentially comprises a suspension 2, a vibration isolator 3, a collet 4, in particular a hydraulic collet, and an imbalance device 1.
  • the unbalance device 1 comprises an unbalance body 11 which can rotate about an axis of rotation R.
  • the unbalance device 1 is accordingly set up to generate a desired vibration by rotating the unbalance body 10 .
  • the unbalanced body 10 comprises at least one strut, preferably two struts 101, 102, which extend from the axis of rotation R in the radial direction.
  • the two struts 101 , 102 hold an unbalanced mass 103 at the end.
  • the first bearing device 11 is preferably a conventional rotary bearing, for example a plain or roller bearing.
  • the first bearing device 11 is preferably aligned with the axis of rotation R of the unbalanced body 10.
  • the configuration of the unbalanced body 10 is exemplary. In principle, any configuration of the unbalanced body 10 that generates an unbalanced mass during a rotary movement about the axis of rotation R is suitable.
  • the unbalance device 1 comprises a second bearing device 12 spaced radially from the first bearing device 11, wherein the second bearing device 12 comprises an arrangement of magnets 105, 122.
  • the magnets can be permanent magnets and/or electromagnets.
  • the unbalance device 1 includes in particular a circular disk 121 with a peripheral surface 1211 and a surface 104 of the unbalance body 10 facing the disk 121.
  • the disk 121 can also be referred to as a flat round cylinder, ie it has a corresponding height.
  • the surface 104 of the unbalanced body 10 facing the disk 121 preferably has a shape corresponding to the peripheral surface 1211 of the disk.
  • the surface 104 of the unbalanced body 10 preferably has the same curvature as the circumferential surface 1211 .
  • the unbalanced body 10 and thus the surface 104 only extends over part of the peripheral surface 1211 of the disk 121, in this case approximately over 1 A
  • the second bearing device 12 is preferably arranged between the unbalanced body 10, in particular the unbalanced mass 103, and the disk 121.
  • the second bearing arrangement 12 is preferably arranged at a greater radial distance from the axis of rotation R than the first bearing arrangement 11 .
  • the disk 121 is provided with magnets 122 along its peripheral surface 1211 .
  • the surface 104 of the unbalanced body 10 or the unbalanced mass 103 facing the peripheral surface 1211 of the disk 121 or the magnet 122 is equipped with magnets 105 .
  • the magnets 122 of the disk 121 are aligned with regard to their polarity in such a way that they are repelled by the magnets 105 of the unbalanced body 10 .
  • the result is a second bearing device 12 which is configured approximately analogously to a linear bearing in the field of magnetic levitation technology.
  • the loading of the first bearing device 11 by the imbalance is reduced as a result. In principle, larger imbalances are therefore possible with the first bearing device 11 remaining the same. With the same unbalance, the first bearing device 11 could even be dimensioned smaller, which in turn could lead to more compact vibrating pile drivers.
  • the magnets 105, 122 are preferably designed as permanent magnets.
  • the second bearing device 12 can be designed as a drive device.
  • the magnets 122 of the disc 121 are configured as electromagnets.
  • the disk 121 would then function as a stator and the unbalanced body 10 would function as a rotor. A vice-versa arrangement is of course also possible. It is also conceivable that only electromagnets are used.
  • the unbalanced body 10 can be set in rotary motion by appropriate wiring and energizing of the electromagnets.
  • the imbalance device would then ultimately function like an electric motor, with the rotor having an imbalance. This would also result in a very compact design of the imbalance device, since the imbalance body 10 and the drive device would share an identical or at least almost identical axial section of the imbalance device 1 . In other words, the unbalanced body 10 and the drive device are arranged on the same axial area in relation to the axis of rotation.
  • FIG. 2 shows a side view of an unbalance device 1 according to the invention. Provision can be made, for example, for two disks 121, 121a to be provided, with the struts 101, 102 and the first bearing device 11 being arranged between the two disks 121, 121a.
  • the unbalanced mass correspondingly extends in the axial direction over the disks 121, 121a. In this way, for example, two second storage devices 12, 12a can be formed.
  • a very compact imbalance device 1 can be proposed. If, for example, the unbalanced body 10 is driven via the magnets 122 configured as electromagnets, an external drive device can in principle be dispensed with. To a certain extent, the drive device is integrated into the unbalanced device 1; in particular, the unbalanced body 10 and the drive device share the same axial extent. In particular, installation space and costs can be saved.
  • FIGS. 4 to 4b An alternative embodiment of the imbalance device 1 is shown in FIGS. 4 to 4b. It is essentially provided here that the imbalance device 1 comprises a frame 121' with at least one circular recess 1211', and an imbalance body 10' rotatably accommodated in the recess 1211, the second bearing device 12 is arranged between the unbalanced body 10' and the recess 1211'. The unbalanced body 10 ′ is also mounted here so that it can rotate about the axis of rotation R by a first bearing device 11 .
  • more than one combination of recess 1211' and unbalanced body 10' can be provided per frame 121'.
  • the recess 1211' has an inner surface
  • the unbalanced body 10' has a surface 104' facing the recess 1211', the arrangement of magnets 105, 122 being partly on the inner surface of the recess 1211', and partially on the unbalanced body 10', in particular magnets 122 on the inner surface of the recess 1211', as well as
  • Magnets 105 on the surface 104 'of the unbalanced body 10' are arranged.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unwuchteinrichtung (1), insbesondere für ein Vibrationsrammgerät, umfassend einen Unwuchtkörper (10), der um eine Rotationsachse (R) rotieren kann, wobei der Unwuchtkörper (10) mittels einer ersten Lagereinrichtung (11) drehbar um die Rotationsachse (R) gelagert ist, wobei die Unwuchteinrichtung (1) eine von der ersten Lagereinrichtung (11) radial beabstandete 5zweite Lagereinrichtung (12) umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung (12) eine Anordnung von Magneten (105, 122) umfasst. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vibrationsrammanordnung, umfassend eine Unwuchteinrichtung (1), gekennzeichnet durch eine erfindungsgemäße Unwuchteinrichtung.

Description

Unwuchteinrichtung sowie Vibrationsrammgerät
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unwuchteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie ein Vibrationsrammgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Bei der Funktion von Vibrationsrammgeräten werden in einer Unwuchteinrichtung Unwuchtmassen auf einer Welle oder Achse in radiale Drehung versetzt wodurch eine Fliehkraft entsteht. Ein derartiges Vibrationsrammgerät ist beispielsweise aus der DE 10 2011 103 401 B4 bekannt geworden. Hier wird eine Vibrationsramme bzw. Vibrationsrammgerät zum Einrammen und/oder Herausziehen von länglichen Rammgüter wie Spundbohlen, Träger, Rohre, Stahlprofile, etc. beschrieben. Hier sind beispielsweise mehrere, mit gleichmäßigem Abstand zueinander in verschiedenen Ebenen jeweils paarweise angeordneten Unwuchtwellen vorgesehen, die mit je einem von der Trägheitsmasse und deren Verteilung um die Drehachse gleich großen, in Drehrichtung oder entgegengesetzt verstellbaren Unwuchtkörpern ausgestattet sind. Es ist ferner in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass den Unwuchtwellen je ein Asynchronmotor zugeordnet ist.
Bekannt sind weiterhin auch ein hydraulischer Antrieb der Unwuchtmassen. Die Hydraulikenergie wird dafür durch Aggregate zur Verfügung gestellt, die mittels Dieselmotoren betrieben werden. Dabei ist stetes die Gefahr des Austritts von Hydrauliköl und damit eine verbundene Umweltverschmutzung gegeben. Weiterhin verursacht der Dieselmotorantrieb des Antriebsaggregats Umweltbelastungen die durch alternative Antriebskonzepte reduziert werden sollen.
Wenngleich hier bereits brauchbare Unwuchteinrichtungen bekannt geworden sind, so besteht dennoch Verbesserungsbedarf. Es ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Unwuchteinrichtung vorzuschlagen, insbesondere, eine Unwuchteinrichtung vorzuschlagen, die kompakter aufgebaut sein kann bzw. tendenziell weniger Raum benötigt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Unwuchteinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass die Unwuchteinrichtung eine von der ersten Lagereinrichtung radial beabstandete zweite Lagereinrichtung umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung eine Anordnung von Magneten umfasst, kann eine die erste Lagereinrichtung entlastende bzw. unterstützende zweite Lagereinrichtug bereitgestellt werden, die im Wesentlichen analog der Linearlagerung einer Magnetschwebebahn funktioniert. Insbesondere für Offshore Windprojekt werden immer größere Maschinen nachgefragt, die aber auf herkömmliche Weise auf Grund der Kosten, Gewichte und den technischen Möglichkeiten kaum noch zu realisieren sind. Mit dieser neuen Technik können leistungsstarke Maschine auf kleinerem Raum realisiert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Unwuchteinrichtung eine kreisrunde Scheibe, sowie einen um die kreisrunde Scheibe drehbaren Unwuchtkörper mit einer Unwuchtmasse umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung zwischen dem Unwuchtkörper, insbesondere der Unwuchtmasse, und der Scheibe angeordnet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die kreisrunde Scheibe eine Umfangsfläche, sowie der Unwuchtkörper, insbesondere die Unwuchtmasse, eine der Scheibe zugewandte Fläche aufweist, wobei die Anordnung von Magneten teilweise auf der Scheibe, sowie teilweise auf dem Unwuchtkörper angeordnet ist, insbesondere Magneten auf der Umfangsfläche der Scheibe, sowie Magneten auf der Fläche des Unwuchtkörpers, insbesondere der Unwuchtmasse, angeordnet sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Fläche des Unwuchtkörpers eine zu der Scheibenumfangfläche korrespondierende Form aufweist. Entsprechend kann ein gleichmäßiger Spalt zwischen Scheibe und Unwuchtkörper ausgebildet werden, in welchem sich die Magneten des Unwuchtkörpers und die Magneten der Scheibe gegenüberstehen können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Unwuchtkörper mindestens eine, vorzugsweise zwei Streben, umfasst, die sich radial von der ersten Lagereinrichtung erstrecken und an denen endseitig eine Unwuchtmasse angebracht ist. Grundsätzlich sind auch eine Ausgestaltung aus Vollmaterial oder andere Gestaltungsformen denkbar. Die Ausgestaltung mit Streben trägt jedoch zur Gewichtsreduktion bei.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwei Scheiben vorgesehen sind, wobei die Streben und die erste Lagereinrichtung zwischen den beiden Scheiben angeordnet sind, wobei sich die Unwuchtmasse in axialer Richtung über die Scheiben erstreckt. Auf diese Weise können noch größere Kräfte durch die zweite Lagereinrichtung bei gleichzeitig raumsparendem Konzept aufgenommen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Unwuchteinrichtung einen Rahmen mit mindestens einer kreisrunden Aussparung, sowie einen in der Aussparung drehbar aufgenommenen Unwuchtkörper umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung zwischen dem Unwuchtkörper und der Aussparung angeordnet ist. Hierdurch kann eine alternative Ausgestaltung der Unwuchteinrichtung vorgeschlagen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aussparung eine Innenfläche, sowie der Unwuchtkörper eine der Aussparung zugewandte Fläche aufweist, wobei die Anordnung von Magneten teilweise auf der Innenfläche der Aussparung, sowie teilweise auf dem Unwuchtkörper angeordnet ist, insbesondere Magneten auf der Innenfläche der Aussparung, sowie Magneten auf der Fläche des Unwuchtkörpers angeordnet sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Lagereinrichtung als Gleit- oder Rollenlager ausgestaltet ist. Entsprechende Drehlager sind für den hier vorgesehenen Anwendungszweck in geeigneter Form verfügbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Lagereinrichtung als Antriebseinrichtung ausgestaltet ist, wobei die Magneten der Scheibe und/oder die Magneten des Unwuchtkörpers als Elektromagneten ausgestaltet sind. Auch hierdurch würde sich eine sehr kompakte Ausgestaltung der Unwuchteinrichtung ergeben, da sich Unwuchtkörper und Antriebseinrichtung einen identischen oder zumindest nahezu identischen axialen Abschnitt der Unwuchteinrichtung teilen würden. Mit anderen Worten Unwuchtkörper und Antriebseinrichtung sind bezogen auf die Rotationsachse auf demselben axialen Bereich angeordnet.
Grundsätzlich ergeben sich gegenüber hydraulischen Antrieben der Unwuchtmassen durch die Verwendung von elektrisch betriebenen Unwuchteinrichtungen Vorteile. Die Hydraulikenergie muss beispielsweise nicht durch dieselmotorbetriebene Antriebsaggregate zur Verfügung gestellt werden. Dabei besteht stets die Gefahr des Austritts von Hydrauliköl und damit verbundener Umweltverschmutzung. Weiterhin verursacht der Dieselmotorantrieb des Antriebsaggregats Umweltbelastungen die durch elektrische Antriebskonzepte reduziert werden können.
Eine Unwuchteinrichtung bzw. Vibrations-, Ramm und Ziehgerät in dem die Unwuchtmassen durch Magnetfelder angetrieben und/oder gleichzeitig gepullert werden, könnte mit größeren Unwuchten und somit mit einem größeren statischen Moment und höherer Fliehkraft auf kleinerem Bauraum auskommen, wodurch deutlich leistungsstärkere Maschinen bei gleichzeitiger Kosteneinsparung hergestellt werden könnten. Die Umweltgefährdung wird durch das alternative elektrische Antriebskonzept reduziert und zukunftsorientiert ausgeführt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vibrationsrammgerät vorzuschlagen, insbesondere, eine Vibrationsrammgerät vorzuschlagen, das kompakter aufgebaut sein kann bzw. tendenziell weniger Raum benötigt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Vibrationsrammgerät gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Dadurch, dass eine Unwuchteinrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche in dem Vibrationsrammgerät verwendet wird, kann ein Vibrationsrammgerät vorgeschlagen werden, welches kompakter aufgebaut sein kann bzw. tendenziell weniger Raum benötigt. Im Wesentlichen ergeben sich die oben skizzierten Vorteile der Unwuchteinrichtung für das Vibrationsrammgerät, so dass auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen werden kann. Das Vibrationsrammgerät soll sowohl zum Einrammen, als auch Herausziehen von länglichen Rammgüter wie Spundbohlen, Träger, Rohre, Stahlprofile, etc. geeignet sein.
Ein Vibrationsrammgerät umfasst ferner vorzugsweise eine Aufhängung, einen Schwingungsisolator und/oder eine Spannzange.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäßes Vibrationsrammgerät in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2 eine Unwuchteinrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 2a eine Detaildarstellung gemäß Fig. 2;
Fig. 3 eine Ausführungsform einer Unwuchteinrichtung in einer seitlichen Ansicht.
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unwuchteinrichtung in einer schematischen perspektivischen Darstellung;
Fig. 4a eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unwuchteinrichtung in einer schematischen Ansicht;
Fig. 4b eine Detaildarstellung gemäß Fig. 4a.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine" und „der/die/das" auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf" und/oder „aufweisend", wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder" jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.
Eine Vibrationsrammgerät umfasst im Wesentlichen eine Aufhängung 2, einen Schwingungsisolator 3, eine Spanzange 4, insbesondere eine hydraulische Spannzange, und eine Unwuchteinrichtung 1.
Die Unwuchteinrichtung 1 umfasst einen Unwuchtkörper 11, der um eine Rotationsachse R rotieren kann. Die Unwuchteinrichtung 1 ist entsprechend dazu eingerichtet durch Rotation des Unwuchtkörpers 10 eine erwünschte Vibration zu erzeugen.
Der Unwuchtkörper 10 umfasst mindestens eine Strebe, vorzugsweise zwei Streben 101 , 102, die sich ausgehend von der Rotationsachse R in radialer Richtung erstrecken. Die beiden Streben 101 , 102 halten endseitig eine Unwuchtmasse 103. Der Unwuchtkörper 10 ist durch eine erste Lagereinrichtung 11 drehbar um die Rotationsachse R gelagert.
Bei der ersten Lagereinrichtung 11 handelt es sich vorzugsweise um ein herkömmliches Drehlager, beispielsweise ein Gleit- oder Rollenlager. Vorzugsweise fluchtet die erste Lagereinrichtung 11 mit der Rotationsachse R des Unwuchtkörpers 10.
Die Ausgestaltung des Unwuchtkörpers 10 ist beispielhaft. Grundsätzlich ist jede Ausgestaltung des Unwuchtkörpers 10 geeignet, die eine Unwucht bei Drehbewegung um die Rotationsachse R erzeugt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Unwuchteinrichtung 1 eine radial von der ersten Lagereinrichtung 11 beabstandete zweite Lagereinrichtung 12 umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung 12 eine Anordnung von Magneten 105, 122 umfasst. Bei den Magneten kann es sich um Permanentmagneten und/oder Elektromagneten handeln. Zu den jeweiligen Vorteilen wird weiter unten noch ausgeführt werden.
Die Unwuchteinrichtung 1 umfasst insbesondere eine kreisrunde Scheibe 121 mit einer Umfangsfläche 1211 und eine zu der Scheibe 121 zugewandte Fläche 104 des Unwuchtkörpers 10. Die Scheibe 121 kann auch als flacher Rundzylinder angesprochen werden, hat also eine entsprechende Höhe.
Die der Scheibe 121 zugewandte Fläche 104 des Unwuchtkörpers 10 weist vorzugsweise eine zu der Scheibenumfangfläche 1211 korrespondierende Form auf. Die Fläche 104 des Unwuchtkörpers 10 weist vorzugsweise die gleiche Krümmung wie die Umfangsfläche 1211 auf. Vorzugsweise erstreckt sich der Unwuchtkörper 10 und damit die Fläche 104 nur über einen Teil der Umfangsfläche 1211 der Scheibe 121 , in diesem Fall etwa über 1A
Die zweite Lagereinrichtung 12 ist vorzugsweise zwischen dem Unwuchtkörper 10, insbesondere der Unwuchtmasse 103, und der Scheibe 121 angeordnet. Vorzugsweise ist die zweite Lageranordnung 12 mit radial größerem Abstand von der Rotationsachse R als die erste Lageranordnung 11 angeordnet.
Die Scheibe 121 ist entlang ihrer Umfangsfläche 1211 mit Magneten 122 ausgestattet. Ebenso ist die der Umfangsfläche 1211 der Scheibe 121 bzw. den Magneten 122 zugewandte Fläche 104 des Unwuchtkörpers 10 bzw. der Unwuchtmasse 103 mit Magneten 105 ausgestattet.
Die Magneten 122 der Scheibe 121 sind hinsichtlich ihrer Polarität derart ausgerichtet, dass sie von den Magneten 105 des Unwuchtkörpers 10 abgestoßen werden. Im Ergebnis ergibt sich eine zweite Lagereinrichtung 12, die in etwa analog zu einer Linearlagerung im Bereich der Magnetschwebebahntechnik ausgestaltet ist. Die Belastung der ersten Lagereinrichtung 11 durch die Unwucht wird dadurch reduziert. Grundsätzlich sind somit bei gleichbleibender erster Lagereinrichtung 11 größere Unwuchten möglich. Bei gleicher Unwucht könnte die erste Lagereinrichtung 11 sogar kleiner dimensioniert werden, was wiederum zu kompakteren Vibrationsrammgeräten führen könnte.
In der oben skizzierten Ausführungsform sind die Magneten 105, 122 vorzugsweise als Permanentmagneten ausgestaltet. In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Lagereinrichtung 12 als Antriebseinrichtung ausgestaltet ist. Hierzu kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die Magneten 122 der Scheibe 121 als Elektromagneten ausgestaltet sind. Im Wesentlichen würde dann die Scheibe 121 als Stator und der Unwuchtkörper 10 als Rotor fungieren. Selbstverständlich ist auch eine Anordnung vize-versa möglich. Auch ist denkbar, dass nur Elektromagneten verwendet werden. Im Ergebnis kann der Unwuchtkörper 10 durch entsprechende Beschaltung und Bestromung der Elektromagneten in Drehbewegung versetzt werden. Die Unwuchteinrichtung würde dann letztendlich wie ein Elektromotor funktionieren, wobei der Rotor eine Unwucht aufweist. Auch hierdurch würde sich eine sehr kompakte Ausgestaltung der Unwuchteinrichtung ergeben, da sich Unwuchtkörper 10 und Antriebseinrichtung einen identischen oder zumindest nahezu identischen axialen Abschnitt der Unwuchteinrichtung 1 teilen würden. Mit anderen Worten Unwuchtkörper 10 und Antriebseinrichtung sind bezogen auf die Rotationsachse auf demselben axialen Bereich angeordnet.
In der Fig. 2 ist eine seitliche Ansicht auf eine erfindungsgemäße Unwuchteinrichtung 1 dargestellt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei Scheiben 121, 121a vorgesehen sind, wobei die Streben 101, 102 und die erste Lagereinrichtung 11 zwischen den beiden Scheiben 121, 121a angeordnet sind. Die Unwuchtmasse erstreckt sich entsprechend in axialer Richtung über die Scheiben 121, 121a. Auf diese Weise können beispielsweise zwei zweite Lagereinrichtungen 12, 12a ausgebildet werden.
Insgesamt kann eine sehr kompakte Unwuchteinrichtung 1 vorgeschlagen werden. Soweit beispielsweise der Unwuchtkörper 10 über die als Elektromagneten ausgestalteten Magnete 122 angetrieben wird, kann grundsätzlich auf eine externe Antriebseinrichtung verzichtet werden. Die Antriebseinrichtung ist gewissermaßen in die Unwuchteinrichtung 1 integriert, insbesondere teilen sich Unwuchtkörper 10 und Antriebseinrichtung dieselbe axiale Ausdehnung. Es kann insbesondere Bauraum und es können Kosten eingespart werden.
In den Fig. 4 bis 4b ist eine alternative Ausführungsform der Unwuchteinrichtung 1 dargestellt. Im Wesentlichen ist hier vorgesehen, dass die Unwuchteinrichtung 1 einen Rahmen 121 ' mit mindestens einer kreisrunden Aussparung 1211 ', sowie einen in der Aussparung 1211 ' drehbar aufgenommenen Unwuchtkörper 10' umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung 12 zwischen dem Unwuchtkörper 10' und der Aussparung 1211 ' angeordnet ist. Der Unwuchtkörper 10' ist auch hier durch eine erste Lagereinrichtung 11 drehbar um die Rotationsachse R gelagert.
Wie in der Fig. 4 bzw. 4a dargestellt, können beispielsweise mehr als eine Kombination aus Aussparung 1211 ' und Unwuchtkörper 10' pro Rahmen 121 ' vorgesehen sein.
Ferner ist in der Fig. 4b erkennbar, dass die Aussparung 1211 ' eine Innenfläche, sowie der Unwuchtkörper 10' eine der Aussparung 1211 ' zugewandte Fläche 104' aufweist, wobei die Anordnung von Magneten 105, 122 teilweise auf der Innenfläche der Aussparung 1211 ', sowie teilweise auf dem Unwuchtkörper 10' angeordnet ist, insbesondere Magneten 122 auf der Innenfläche der Aussparung 1211 ', sowie
Magneten 105 auf der Fläche 104' des Unwuchtkörpers 10' angeordnet sind.
Hinsichtlich der Wirkung bzw. Vorteilen dieser Unwuchteinrichtung kann auf die oben bereits skizzierten Ausführungen verwiesen werden. Auch hier können die Konstellationen Permanentmagneten und/oder Elektromagneten wie oben skizziert vorgesehen sein.
*****
1 0 22. November 2022
Bezugszeichenliste
R Rotationsachse
1 Unwuchteinrichtung
2 Aufhängung
3 Schwingungsisolator
4 Spannzange
10 Unwuchtkörper
10' Unwuchtkörper
11 erste Lagereinrichtung
12 zweite Lagereinrichtung
101 Strebe
102 Strebe
103 Unwuchtmasse
104 Fläche
105 Magnet
121 Scheibe
121 ' Rahmen
122 Magnet / Magnetspule
1211 Umfangsfläche
1211 ' Aussparung

Claims

Patentansprüche
1. Unwuchteinrichtung (1), insbesondere für ein Vibrationsrammgerät, umfassend einen Unwuchtkörper (10, 10'), der um eine Rotationsachse (R) rotieren kann, wobei der Unwuchtkörper (10, 10') mittels einer ersten Lagereinrichtung (11) drehbar um die Rotationsachse (R) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchteinrichtung (1) eine von der ersten Lagereinrichtung (11) radial beabstandete zweite Lagereinrichtung (12) umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung (12) eine Anordnung von Magneten (105, 122) umfasst.
2. Unwuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchteinrichtung eine kreisrunde Scheibe (121), sowie einen um die kreisrunde Scheibe (121) drehbaren Unwuchtkörper (10) mit einer Unwuchtmasse (103) umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung (12) zwischen dem Unwuchtkörper (10), insbesondere der Unwuchtmasse (103), und der Scheibe (121) angeordnet ist.
3. Unwuchteinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisrunde Scheibe (121) eine Umfangsfläche (1211), sowie der Unwuchtkörper (10), insbesondere die Unwuchtmasse (103), eine der Scheibe (121) zugewandte Fläche (104) aufweist, wobei die Anordnung von Magneten (105, 122) teilweise auf der Scheibe (121), sowie teilweise auf dem Unwuchtkörper (10) angeordnet ist, insbesondere Magneten (122) auf der Umfangsfläche (1211) der Scheibe (121), sowie Magneten (105) auf der Fläche (104) des Unwuchtkörpers (10), insbesondere der Unwuchtmasse (103), angeordnet sind.
4. Unwuchteinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Scheibe (121) zugewandte Fläche (104) des Unwuchtkörpers (10) eine zu der Scheibenumfangfläche (1211) korrespondierende Form aufweist. Unwuchteinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unwuchtkörper (10) mindestens eine, vorzugsweise zwei Streben (101, 102), umfasst, die sich radial von der ersten Lagereinrichtung (11) erstrecken und an denen endseitig eine Unwuchtmasse (103) angebracht ist. Unwuchteinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Scheiben (121, 121a) vorgesehen sind, wobei die Streben (101, 102) und die erste Lagereinrichtung (11) zwischen den beiden Scheiben (121, 121a) angeordnet sind, wobei sich die Unwuchtmasse (103) in axialer Richtung über die Scheiben (121, 121a) erstreckt. Unwuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchteinrichtung (1) einen Rahmen (121 ') mit mindestens einer kreisrunden Aussparung (1211 '), sowie einen in der Aussparung (1211 ') drehbar aufgenommenen Unwuchtkörper umfasst, wobei die zweite Lagereinrichtung (12) zwischen dem Unwuchtkörper (10') und der Aussparung (1211 ') angeordnet ist. Unwuchteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (1211 ') eine Innenfläche, sowie der Unwuchtkörper (10') eine der Aussparung (1211 ') zugewandte Fläche (104') aufweist, wobei die Anordnung von Magneten (105, 122) teilweise auf der Innenfläche der Aussparung (1211 '), sowie teilweise auf dem Unwuchtkörper (10') angeordnet ist, insbesondere Magneten (122) auf der Innenfläche der Aussparung (1211 '), sowie Magneten (105) auf der Fläche (104') des Unwuchtkörpers (10') angeordnet sind. Unwuchteinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagereinrichtung (11) als Gleit- oder Rollenlager ausgestaltet ist. Unwuchteinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lagereinrichtung (12) als Antriebseinrichtung ausgestaltet ist, wobei die Magneten (122) der Scheibe (121) und/oder die Magneten (105) des Unwuchtkörpers (10) als Elektromagneten ausgestaltet sind. Vibrationsrammgerät, umfassend eine Unwuchteinrichtung (1), gekennzeichnet durch eine Unwuchteinrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. Vibrationsrammgerät nach Anspruch 11 , umfassend eine Aufhängung (2), einen Schwingungsisolator (3) und/oder eine Spannzange (4).
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103401B4 (de) 2011-06-04 2018-11-29 Tünkers Maschinenbau Gmbh Synchronisierende Vibrationsramme

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4139798C2 (de) * 1991-12-03 1995-08-17 Tuenkers Maschinenbau Gmbh Vibrationsbär
DE19847347C2 (de) * 1998-10-14 2001-03-29 Ldt Gmbh & Co Magnetlager
ES2690986T3 (es) * 2016-05-09 2018-11-23 Eurodrill Gmbh Generador de oscilaciones
DE102019108503A1 (de) 2019-04-02 2020-10-08 Wacker Neuson Produktion GmbH & Co. KG Schwingungserregervorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen und/oder Vibrationen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103401B4 (de) 2011-06-04 2018-11-29 Tünkers Maschinenbau Gmbh Synchronisierende Vibrationsramme

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