DE1558829C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Vibrationen, bei der ein Trägheitsring längs einer Kreisbahn um einen mittig angeordneten und einen Luftkanal enthaltenden zylindrischen Kern, dessen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Trägheitsringes ist, beweglich ist und bei welcher eine zwischen Kern und Ring sich bildende Arbeitskammer durch eine radial verschiebbare Trennwand* in zwei mit durch den Trägheitsring selbstgesteuerten Luftzuführungen bzw. mit Luftaustritten in Verbindung stehende Hohlräume variablen Volumens unterteilt ist.
Eine Vorrichtung dieser Art ist insbesondere in der deutschen Auslegeschrift 1092711 beschrieben. Günstig wäre es, wenn eine solche Vorrichtung angegeben werden könnte, die nicht nur verläßlich in ihren Funktionen ist, sondern auch reibungsfrei und ohne irgendein Verklemmen arbeitet. Dies ist bei den bekannten Vorrichtungen nicht der Fall, da dort immer ein mechanischer Kontakt zwischen dem kreisenden Ring und den stationären Teilen der Vorrichtung gegeben ist.

So befinden sich auch nach einer weiteren bekannten Maßnahme (deutsche Auslegeschrift I 189 766) die Einlaß- und Auslaßöffnungen in der radial bewegbaren, die einzelnen Druckkammern bildenden Platte. Aber auch nach der bereits genannten deutschen Auslegeschrift 1092711 ist keinerlei Freizügigkeit hinsichtlich der Einlaß- und Auslaßöffnungen gegeben, da diese dort in der Vorrichtungsachse sowie in.nur einer Stirnwand sich befinden. Hierdurch wird der Ring einseitig belastet und neigt zum Verkanten bzw. zur erhöhten Reibung.

In der deutschen Auslegeschrift 1 189 766 wird zwar schon beschrieben, daß ein kleiner Spalt zwischen dem Kernelement und dem Trägheitselement aufrechterhalten werden soll. Da jedoch der Tragheitsring in physischem Rollkontakt mit dem Außengehäuse steht, sind die oben erwähnten Nachteile auch hier nicht auszuschalten. ' , - -

Es soll nun eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weitergebildet werden, daß der Vibrator möglichst reibungsfrei zu arbeiten in der Lage ist.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Einlaßöffnungen sowie die Auslaßöffnungen in den beidseitig des Ringes die Arbeitskammer axial begrenzenden stationären Stirnwänden zu beiden Seiten des Ringes angeordnet sind und daß der Ring bezüglich seiner axialen Länge geringfügig kleiner ist als der axiale Abstand zwischen den Stirnwänden und beidseitig des Ringes einen an das Druckmedium angeschlossenen Spalt beläßt.

Durch die neuartige Lage der Ein- und Auslaßöffnungen im stationären Teil der Vorrichtung, das ist in den Stirnwänden, erhält der Konstrukteur in der Dimensionierung und Anordnung dieser Öffnungen weitestgehende Freizügigkeit. . '

Durch die symmetrische Anordnung zu beiden Seiten des kreisenden Ringes übt das Druckmedium, insbesondere Luft, auf den zu bewegenden Ring eine zentrierende Wirkung aus, wodurch ein Verklemmen oder ein leichtes Verkanten des Rings vermieden wird und die Reibungskräfte herabgesetzt werden.

Der Ring selbst wird und kann zum zyklischen Schließen und öffnen der Einlaßöffnungen sowie der Auslaßöffnungen benutzt werden. Besondere Ventilanordriungen, z. B. eine durchbrochene Platte in Verbindung mit dem stationären Gehäuse bei, der deutschen Auslegeschrift 1 189766, können dadurch vermieden werden.

Dadurch, daß Spalte beidseitig des Ringes vorgesehen sind, die mit dem Druckmedium beaufschlagbar sind, wird an diesen Stellen jeder mechanische Kontakt zwischen dem kreisenden Ring und den stationären Teilen der Vorrichtung und dadurch jegliche mechanische Reibung verhindert.

Auf Grund der Luftkissenlagerung der Wuchtmasse ist der Vibrator praktisch »lagerfrei«. Die Änderung des Volumens der Kammer und die Zuführung der Luft in die Kammer ist derart, daß der Ring nicht gegen den Kern gedrückt wird; vielmehr wird ein geringer Spalt hierzwischen belassen; der einzige physisehe Kontakt ist zwischen der Trennwand und dem Ring gegeben, was zu einer Art hin- und hergehenden j Bewegung führt.
j Durch die vorgeschlagene Maßnahme werden auch Wirkungsgrad und Betriebslebensdauer des Vibrators j erhöht.

j Der Trägheitsring kreist oder kreiselt um den Kern j und folgt einer Kreisbahn, wobei er eine Zentrifugalkraft nacheinander in sämtlichen Richtungen radial zum Kern ausübt und die Kraft auf den Kern und dessen zugeordnete Elemente durch die Masse an Druckfluid übertragen wird, wobei diese Elemente die Kraft dann nach außen, beispielsweise zum Verdichten frisch vergossenen Betons, abgeben. '

Vorzugsweise sind in die Spalte einmündende, an das Druckmedium angeschlossene HilfsÖffnungen in den Seitenwänden vorgesehen, wobei die Hilfsöffnungen von derartiger Größe und Anordnung sind, daß der Ring sie wenigstens teilweise dauernd überdeckt.

Zweckmäßig ist ein Spalt dauernd während des Arbeitens der Vorrichtung zwischen der Innenfläche des Rings und der Außenfläche des Kerns'vorgesehen.

Günstig ist es, wenn die Einlaßöffnung als länglicher gewölbter Schlitz in einer Stirnwand in der Nähe der Kreisbahnbewegung der benachbarten Stirnfläche des Trägheitsrings ausgebildet ist, derart, daß die Einlaßöffnung im wesentlichen durch die Stirnfläche wenigstens über etwa die Hälfte jedes Kreisbahnzyklus des Trägheitsrings überdeckt ist. ^:

Vorzugsweise erstreckt sich der gewölbte Einlaßschlitz am Umfang wenigstens über 60° exzentrisch zum Kern.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden, in denen . ' '

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt; : \'

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1;

F i g. 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht bestimmter Teile der in Fi g. 1 gezeigten Vorrichtung; ~ . ,

F i g. 4 bis 9 sind Darstellungen, die die Zuordnung und Stellung bestimmter Teile in verschiedenen Stadien eines Betriebszyklus illustrieren; ,'.'..' V

F i g. 10 und 11 sind ähnliche Darstellungen, die die Veränderung in der Stellung der einzelnen Teile zueinander bei verminderter Last zeigen;

F i g. 12 zeigt eine Darstellung, in der Trägheitsring und Sperr- oder Stauplatte abgeändert wurden.

In Fig. 1 ist ein spulenförmiges Tragelement mit einer Achse 10 mit einem vergrößerten mittig angeordneten zylindrischen Kern 12 und Enden 14 und 16 verringerten Durchmessers dargestellt. Stirnwände 18, 20 sind festsitzend auf den Enden der Achse angebracht und sind eng in Eingriff mit dem Kern über Verschraubungselemente 22, 24 gehalten. Ebene, seitliche Stirnflächen 26, 28 der Stirnwände 18, 20 bilden mit der Oberfläche des Kernes 12 eine ringförmige Arbeitskammer 30. Ein zylindrischer Trägheitsring 32, dessen Innen- und Außenflächen mit 34, 36 und dessen ebene, seitlich erstreckende. Stirnfläche mit 38 bezeichnet sind, ist innerhalb der Arbeitskammer zur Ausführung einer Schwingbewegung längs _:. einer Kreisbahn angeordnet. -.-■■.■ --■ . ^

Der Innendurchmesser des Trägheitsringes ist größer als der Außendurchmesser des Kernes, wodurch eine Bewegung des Ringes in sämtlichen Richtungen radial zum Kern ermöglicht wird; seine Länge ist geringfügig kleiner als der Abstand zwischen den Stirnflächen 26 und 28 der Stirnwände, um so ein hinreichendes Spiel bzw. Zwischenraum zu liefern. Im Betrieb schwingt oder kreist der Ring um den Kern in einer Kreisbahnbewegung, und zwar abhängig von der durch den Druck des in die Arbeitskammer eingelassenen Arbeitsmediums ausgeübten Kraft. In gewisser Hinsicht kann man sagen, daß der Ring exzentrisch

um den Kern schwingt, wobei ein Teil seiner Innenfläche 34 immer eng an der Kernoberfläche, nur getrennt durch einen schmalen Spalt (die Gründe hierfür werden später erläutert), anliegt. Ein Gehäuse 42 mit einem geschlossenen Ende 44 umgibt die Stirnwände 18, 20 und vervollständigt den Abschluß der Arbeitskammer. Ein zweites Gehäuse 46 bildet die Fortsetzung des Gehäuses 42.

Einrichtungen, die die Arbeitskammer mit dem Druckmedium beaufschlagen, bestehen aus einem Kanal 48 für das Arbeitsmedium, der sich längs durch die Kernachse erstreckt und seitlich gegen deren geometrische Achse versetzt ist. Der Kanal ist in drei Abschnitte 50, 64, 66 unterteilt.

Der Abschnitt 50 nimmt ein Rohr 52 auf, das komprimiertes Arbeitsmedium, vorzugsweise Luft, aus einer nicht dargestellten Quelle überträgt. Das Rohr ist innerhalb eines Ansatzes 54 des Gehäuseelementes 46 mittels einer Federbandkupplung 56 angeordnet und gegen die Achse über übliche O-Ringe 58 abgedichtet. Luftkompressoren sind gewöhnlich auf der Baustelle vorhanden und liefern im allgemeinen Luft bei einem Druck zwischen 6,5 und 8,5 kg/cm².

Da der Abschnitt 50 breiter als der Kanal im Rohr 52 ist, dient er als Expansionskammer, die ein Großteil der kinetischen Energie des Mengenstromes in potentielle Expansionsenergie umformt. Der Kanal 60 in der Stirnwand 20 geht seitlich vom Abschnitt 50 ab und verläuft dann axial in die Einlaßöffnung 62 der Arbeitskammer 30. Diese beiden Krümmer dienen dazu, die kinetische Energie weiter in potentielle Expansionsenergie umzuformen.

Der mittlere Abschnitt 64 des Kanals 48 ist kleiner als der Abschnitt 50, da etwa die Hälfte des gesamten Arbeitsmediumstromes in den Kanal 60 abgelenkt wird. Der Endabschnitt 66 ist kleiner als der Abschnitt 64 und so in der Lage, einen hohen Druck aus später zu erläuternden Gründen aufrechtzuerhalten. Der Abschnitt 66 mündet in eine Expansionskammer 68, die dazu dient, die Strömungsrichtung zu ändern und die kinetische Energie in potentielle Expansionsenergie umzuformen. Die Einlaßöffnung 70 kommuniziert mit der Kammer 68 und läßt das Druckmedium in die Arbeitskammer strömen. Sie befindet sich direkt gegenüber der Einlaßöffnung 62 und ist gleich dimensioniert, um eine abgeglichene Strömung des Arbeitsmediums zu gewährleisten.

Ein längsverlaufender Rechteckschlitz 72 ist im Kern 12 ausgebildet. Eine Sperr-oder Stauplatte 74 in Form einer flachen Rechteckplatte ist im Schlitz gelagert. Spiel- bzw. Zwischenräume 76 sind zwischen den Stirnwänden und der Platte vorhanden. Die Außenkante 78 der Platte sorgt für Kontaktabdichtung mit der Innenfläche 34 des Trägheitsringes. Hilfsöffnungen 80, 82 sind in den Stirnwänden 18, 20 axial fluchtend mit der Platte ausgebildet und führen das Druckmedium in die Zwischenräume 76. Der abgeglichene Druck gegen die beiden Enden der Platte zentriert diese und hält sie von den Stirnwandflächen, um Reibung möglichst herabzusetzen, entfernt.

Um die Kante 78 der Platte in Berührung mit der Innenfläche des Trägheitsringes in Betrieb zu halten, sind Einrichtungen vorgesehen, die diesen nachgiebig nach außen drücken. Der Bodenteil des Schlitzes 72 bildet eine Druckkammer 84, die vom Abschnitt 64 aus mit <Jem Arbeitsdruckmediuni über Öffnungen 86 gespeist wird. Der Gegendruck im Abschnitt 64, der auf die Verengung im Abschnitt 66 zurückzuführen ist, trägt diesem Vorgang bei. Zusätzlich steht der Kanal 88 neben dem Schlitz 72 mit seinem unteren Ende mit dem Abschnitt 64 und mit dem oberen Ende mit der Arbeitskammer aus später zu erläuternden Griinden in Verbindung.

Nach den F i g. 2 und 3 bestehen die Öffnungen 62 und 70 aus bogenförmigen Schlitzen.

Jede Öffnung befindet sich auf der Motorseite der Platte 74 und erstreckt sich über einen Bogen von

ίο etwa 60°. Darüber hinaus ist jede öffnung exzentrisch oder spiralförmig angeordnet, so daß das der Platte benachbarte Ende sich näher am Kern befindet. In sämtlichen Stellungen des Trägheitsringes überdecken somit seine Stirnflächen Teile der Öffnungen 62, 70, so daß ein Mediumdruck gegen die Stirnflächen ausgeübt wird und ein kleiner Teil des Mediums durch die Zwischenräume 76 tritt, mit dem Ergebnis, daß der Ring jeweils Abstand von den Stirnwänden aufweist. Eine Vielzahl von Kanälen 90 ist am Umfang um jede Stirnwand vorgesehen; wenigstens einige hiervon sind teilweise zu jedem Zeitpunkt zum Auslaß vorbeiströmenden Arbeitsmediums freiliegend.

Auslaßöffnungen 92, 94 sind ebenfalls länglich und im allgemeinen gewölbt oder spiralförmig ausgebildet.

Sie erstrecken sich über Bogen von etwa 180° und liegen mit ihren Enden in der Nähe der Platte 24 auf der Ablaßseite und näher am Kern als ihre Ursprungsenden. Befinden sich Trägheitsring und Platte in den in den F i g. 2 und 3 gezeigten Stellungen, so bilden sie zusammen mit dem Kern einen Motorhohlraum 96 auf der linken Seite der Platte und einen Auslaßraum 98 auf der rechten Plattenseite. Die Kreisbahnbewegung des Trägheitsringes erfolgt nach diesen und den folgenden Figuren im Gegenuhrzeigersinn. In Fig.2 sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen teilweise nicht verdeckt bzw. geöffnet. Das Druckmedium tritt also in den Motorhohlraum ein, das expandierte Medium tritt aus dem Auslaßraum über die öffnungen 92, 94 aus. Wie in F i g. 1 zu sehen, steht die Auslaßöffnung 94 mit Kanälen 100 in Verbindung, die ihrerseits mit Auslaßhilfskanälen 102 im Kern und 104 in der Stirnwand 20 in Verbindung stehen. Das gesamte ausgelassene Medium tritt schließlich durch das Gehäuse 46 und den Ansatz 54 aus.

In den F i g. 4 bis 9 ist die Aufeinanderfolge der Vorgänge dargestellt, durch die die Kreis- bzw. Kreiselbewegung des Trägheitsrades hervorgerufen wird, wenn die Vorrichtung bei der Belastung, für die sie ausgelegt ist, arbeitet. Es sei angenommen, daß die Anordnung nach F i g. 4 die Null- oder 36O°-Stellung zeigt. In diesem Zustand befindet sich der Trägheitsring in seiner obersten Lage und wird außer Berührung mit dem Kern auf Grund des Druckes des Arbeitsmediums im Spalt 40 gehalten. Die Platte 74 be« findet sich in ihrer obersten Lage in abdichtender Berührung mit dem Ring, und Motorhohlraum 96 und Auslaßraum 98 besitzen gleiche Größe. Die Einlaßöffnung 62 ist maximal geöffnet, Druckmedium tritt ein und expandiert unter Vergrößerung der Größe des Motorhohlraums. Die Auslaßöffnung 92 ist etwas weniger als bei Maximalstellung geöffnet, das Medium kann austreten, so daß der Auslaßraum im Volumen abnehmen kann.

Fi g. 5 zeigt die 60"-StcIlung. Die Einlaßöffnung ist noch offen, der Motorhohlraum wird vergrößert. Auslaßöffiiung und Auslaßhohlraum werden bezüglich ihrer Größe vermindert. An diesem Punkt beginnt die liinlaßöffnung zu schließen und in der 120''-StCIlUrIg

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⁷ .8 ' .

(Fig. 6) wird die Einlaßöffnung geschlossen, wäh- halb der Arbeitskammer herrschende Druck sein, wo- ^! rend der im Motorhohlraum verbleibende Druck den durch die Platte eine Kraft bestimmter Größe gegen Hohlraum im Gegenuhrzeigersinn entsprechend einer die Innenfläche des Trägheitsnnges 32 zur Herbeifüh- : sich vergrößernden Auslaßöffnung, die bei Fig.9 rung einer Abdichtung ausüben wird. Man kann also j konstant wird, da die Einlaßöffnung mit der öff- 5 eine wirksame Abdichtung selbst dann erhalten, wenn ! nungsbewegung beginnt, zu wachsen veranlaßt. nur eine Kraft von wenigen Gramm durch die Platte

j In F i g. 7 ist die 180°-Stellung dargestellt, die Ein- gegen den Trägheitsring ausgeübt wird. Darüber hinlaßöffnung ist noch geschlossen, es ist nur ein Hohl- aus wird die Kraft abhängig von der Druckveränderaum vorhanden, der auf Auslaß geschaltet ist. Wäh- rung unter der Platte 74 sich verändern. Sind die öff- ! rend der Ring diese Stellung durchläuft, beginnt der io nungen 62 und 70 geschlossen, so wird der gesamte Motorhohlraum des nächsten Arbeitszyklus sich zu Druck des komprimierten Mediums unter die Platte bilden, der Zuwachs ist jedoch gering, das durch den geleitet und ruft eine Bewegung der Platte gegen den Kanal 88 vom Kanal 64 eintretende Medium reicht Trägheitsring mit erheblicher Kraft hervor. Die Ändezur Schaffung der motorischen Kraft aus. In der 240°- rung im Druck unter der Platte erfolgt allmählich, die Stellung nach Fig.8 ist die Einlaßöffnung 62 noch 15 Größe der Änderung ist abhängig vom Öffnungsgrad geschlossen, die Auslaßöffnung 92 jedoch weit offen. der öffnungen 62 und 70. Darüber hinaus bewegt sich Bei der nicht gezeigten 270°-Stellung beginnt die Ein- während des Teils des Arbeitszyklus, währenddessen laßöffnung zu öffnen und ist, wie durch die 300°-Stel- die Einlaßöffnungen geschlossen sind, die Innenfläche lung in F i g. 9 gezeigt, teilweise offen. Die Einlaßöff- des Trägheitsringes 32, die sich gegenüber der Platte nung öffnet weiter, bis sie in der Null-Stellung nach 20 74 befindet, nach außen relativ zum Kern 12, der Fig.4 völlig auf ist. Das heißt also, der Motorhohl- Druck unter der Platte 74 steigt an und ist zeitlich so raum hat seinen Ursprung bei 180° und wächst von bemessen, daß er mit der Bewegung nach außen zuNull bis zu einem Maximum bei 120°, wenn die Aus- sammenfällt. Soll sich die Platte radial nach innen inlaßöffnung wieder zu öffnen beginnt und ihn zu einem nerhalb des im Kern 12 gebildeten Schlitzes auf Auslaßraum macht. 35 Grund der geänderten Lage des Trägheitsringes bewe-

Nacheinander erfolgt also: ' gen, so nimmt der Druck unterhalb der Platte ab, wäh

rend gleichzeitig die Fläche der Einlaßöffnung vergrö-

Bei 270° beginnende öffnung der Einlaßfläche; ßert wird. Wie aus den F i g. 7,8 und 9 ersichtlich, tritt bei 0° völlige öffnung der Einlaßfläche; eine radiale Bewegung der Platte nach außen während

von 0 bis 60° die Einlaßfläche ist im wesentli- 30 der Zeit ein, während der die Einlaßöffnung geschldschen konstant; sen oder im wesentlichen geschlossen ist und eine ra-

von 60 bis 120° die Einlaßfläche schließt allmäh- diale Bewegung der Platte (F i g. 4,5 und 6) nach inlich; . nen erfolgt während der Zeit, in der die Einlaßöffnung

bei 120° völliges Schließen der Einlaßfläche; in ihrer Fläche von einem teilweise geöffneten in einen

bei 120° Beginn des öffnens der Auslaßfläche; 35 teilweise geschlossenen Zustand abnimmt, bei 210° völlige öffnung der Auslaßfläche; Vergleicht man die Kreisbahnbewegung des Träg-

von 210 bis 330° im wesentlichen konstante Aus- heitsringes und die Expansionsgeschwindigkeit des laßfläche; unter Druck stehenden Arbeitsmediums innerhalb der

von 330 bis 120° allmähliches Schließen der Arbeitskammer, so stellt sich heraus, daß dann, wenn Auslaßfläche; 40 der Gegen- oder Auslaßdruck etwa halb so groß wie

bei 120° völliges Schließen der Auslaßfläche. der Druck des Mediums am Einlaß erhalten wird und

das Medium durch die Arbeitskammer unter dem Ein-

Bei diesem zeitlichen Verhalten und in der zeitli- fluß seines eigenen Expansionsvermögens vorgetriechen Aufeinanderfolge der Vorgänge strömt durch die ben wird, das komprimierte Medium mit einer festge-Einlaßöffnung genug Druckmedium ein* um die not- 45 legten Geschwindigkeit relativ zur Temperatur des wendige Leistung für die volle Auslegungslast zu lie- Mediums expandieren wird. Weiterhin kann in dem fern, während die voll ausnutzbare Expansion des Fall, in dem das Medium nur durch sein eigenes ExMediums bis auf einen vernünftigen Auslaßdruck er- pansionsvermögen vorangetrieben wird, die Kreismöglicht ist; der Einlaß wird dann völlig abgeschnit- bahngeschwindigkeit des Trägheitsringes gleich oder ten, während die Auslaßöffnung zu öffnen beginnt. 50 geringfügig größer als die Geschwindigkeit einer sol-Die unter der Platte 74 bei der zyklischen Bewe- chen Expansion gehalten werden; somit wird es unter gung des Trägheitsringes 32 auftretende Druckände- Verwendung einer bestimmten Ausbildung und Anrung ist folgende. Befindet sich eine Auslaßöffnung im Ordnung zueinander von Einlaß- und Auslaßöffwesentlichen unter rechten Winkeln zu einem Strö- nungen, Stirnwänden und Ventilbetätigung der öff- « mungskanal, so bewirkt eine Strömung durch den Ka- 55 nungen durch die Kreisbewegung des Trägheitsringes, nal offensichtlich ein Vakuum oder eine Druckver- möglich, die Geschwindigkeit der Expansion des Meminderung in der Nähe einer solchen Auslaßöffnung. diums gleich oder geringfügig kleiner als die Kreis-Umgekehrt wird dann, wenn ein unter Druck stehen- bahngeschwindigkeit des Trägheitsringes zu halten, des Medium sich innerhalb des Kanales befindet, aber Das Volumen des Mediums ist also zu jedem Zeitnicht in diesem, strömen kann, das unter Druck ste- 60 punkt im wesentlichen das gleiche wie das Volumen hende Medium in die Auslaßöffnung fließen. Dann der Arbeitskammer; ein Anlaß zur Vergrößerung des also, wenn die Einlaßöffnung offen ist und ein Druck- Volumens der Arbeitskammer ist nicht vorhanden, medium der Arbeitskammer über die öffnung 70 zu- was dazu führen würde, daß der Trägheitsring die geführt wird, wird die durch den Kanal 48 gehende Außenfläche des Kernes 12 berühren würde. Strömungsmenge relativ groß sein und hierdurch 65 Aus F i g. 4 isl das Anlaufen der Vorrichtung sichteinen relativen Druckabfall unter der Platte 74 her- bar leicht erkenntlich, wenn die Lage des Tiäglicitsvo! rufen. Selbst unter diesen Bedingungen wird aber ringes gleich der gezeigten ist. Die Lage des Tiagheitsdi:i Diuck der Platte geringfügig größei als der inner- ringes kann aber iindeis als in Fig. 4, beispielsweise

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nämlich wie in F i g. 7 sein, bei der die Einlaßöffnungen voll geschlossen sind. Sind die Einlaßöffnungen geschlossen, so wird der gesamte Druck des Mediums in den Schlitz unter die Platte geleitet Somit wird eine ausreichende, gegen die Platte gerichtete Kraft erzeugt, die diese veranlaßt, den Ring in die in F i g. 4 gezeigte Ausgangs- oder Anlauflage zu heben. Gleichzeitig strömt eine ausreichende Arbeitsmediummenge durch den Kanal 88 und den Schlitz 72 und ruft einen Volumenanstieg der Arbeitskammer hervor, wodurch eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Trägheitsringes vor dem eigentlichen Aufmachen der Einlaßöffnungen ausgelöst wird.

Die beschriebene Vorrichtung ist so ausgelegt, daß sich eine konstante Außenamplitude der Bewegung über einen weiten Bereich äußerer Belastungen ergibt, wodurch eine maximale Trägheitsringexzentrizität bei maximalem Widerstand und geringere Exzentrizität · bei geringerem Widerstand ergibt. Nimmt der Widerstand ab, so erhöht sich die Frequenz des Betriebsar- ao beitszyklus. Diese höhere Frequenz vermindert die für das Medium während des Winkelwachsrums des Motorraumes zur Verfugung stehende Expansionszeit; das augenblickliche Volumen des Mediums und damit das Hohlraumvolumen sind damit zu jedem Augen- as blick geringer. Dies ist in den Fig. 10 und 11 erläutert, die die Stellungen des Trägheitsringes in der Null- und 180°-Lage zeigen. Der Spalt 40 ist bei niedrigerer Last erheblich größer. Auch die verminderte Exzentrizität des Ringes vermindert das maximale Aufmachen der Einlaß- und Auslaßöffnungen, wodurch automatisch die expandierte Arbeitsmediummenge vermindert wird. Die Spiralanordnung der Einlaßund Auslaßöffnung stellt auch automatisch das zeitliche Verhalten von Einlaß- und Auslaß für den Maximalwirkungsgrad ein und damit eine Anpassung auf die Belastungsfunktion innerhalb des Belastungsvermögens der Vorrichtung.

Da der Trägheitsring immer unter Abstand vom Kern durch den Druck des Mediums im Spalt 40 gehalten wird, braucht der Ring nicht, wie bei den bisherigen Vorschlägen, tatsächlich um seine Achse zu rotieren. Damit kann die Stau- oder Sperrplatte am Trägheitsring mit einer Schwenkverbindung befestigt werden, um sicherzustellen, daß dauernd eine Abdichtung hierzwischen verbleibt

In der Darstellung nach Fig. 12 ist der Kern 106 ähnlich dem Kern 12 nach Fig. 1 ausgebildet und mit einem Schlitz 108 versehen. Die Sperrplatte 110 ist verschiebbar in diesem gelagert, ihr Außenende paßt in die Nut 112 im Trägheitsring 114 unter Abdichtung. Die Platte ist hiermit für eine hin- und hergehende Bewegung über den durch den Trägheitsring getragenen Schwenkstift 116 verbunden. Der Arbeitszyklus ist der gleiche wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Vibrationen, bei der ein Trägheitsring längs einer Kreisbahn um einen mittig angeordneten und einen Luftkanal enthaltenden, zylindrischen Kern, dessenDurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Trägheitsringes ist₇ beweglich ist und bei welcher eine zwischen Kern und Ring sich bildende Arbeitskammer durch eine radial verschiebbare Trennwand in zwei mit durch den Trägheitsring selbstgesteuerten Luftzuführungen bzw. mit Luftaustritten in

' Verbindung stehende Hohlräume variablen Volumens unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnungen (62, 70) sowie die Auslaßöffnungen (92, 94) in den beidseitig des Ringes (32) die Arbeitskammer (30) axial begrenzenden stationären Stirnwänden (18, 20) zu beiden Seiten des Ringes angeordnet sind und daß der Ring (32) bezüglich seiner axialen Länge geringfügig kleiner ist als der axiale Abstand zwischen den Stirnwänden (18, 20) und beidseitig des Ringes einen an das Druckmedium angeschlossenen Spalt (76) beläßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Spalte (76) einmündende, an das Druckmedium angeschlossene Hilfsöffnungen (80, 82) in den Seitenwänden (18,20) vorgesehen sind, wobei die HilfsÖffnungen von derartiger Größe und Anordnung sind, daß der Ring (32) sie wenigstens teilweise dauernd überdeckt.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt (40) dauernd während des Arbeitens der Vorrichtung zwischen der Innenfläche des Ringes (32) und der Außenfläche des Kernes (12) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (62 oder 70) als länglicher gewölbter Schlitz in einer Stirnwand in der Nähe der Kreisbahnbewegung der benachbarten Stirnfläche (38) des Trägheitsringes (32) ausgebildet ist, derart, daß die Einlaßöffnung im wesentlichen durch die Stirnfläche wenigstens über etwa die Hälfte jedes Kreisbahnzyklus des Trägheitsringes überdeckt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Einlaßschlitz (62, 70) sich am Umfang wenigstens über etwa 60° exzentrisch zum Kern (12) erstreckt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (92 oder 94) als länglicher gewölbter Schlitz in einer Stirnwand in der Nähe der Bahnbewegung der Stirnfläche (38) des Trägheitsringes (32) derart ausgebildet ist, daß die Auslaßöffnung

■ im wesentlichen durch eine Stirnfläche an einer Stelle des Kreisbahnzyklus des Trägheitsringes überdeckt ist.

7. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Auslaßschlitz (92, 94) sich etwa über 180° exzentrisch zum Kern (12) erstreckt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (62 oder 70) in der Nähe der Platte

(74) beginnt und daß die Auslaßöffnung (92 oder 94) in der Nähe der Platte derart endet, daß das vollständige Schließen der Einlaßöffnung (62 oder 70) im wesentlichen mit dem Beginn des Öffnens der Auslaßöffnung (92 oder 94) zusammenfällt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (62 oder 70) entsprechend einer konstanten Maximalöffnung während etwa 60° der Trägheitsringbewegung ausgelegt ist und die Auslaßöffnung (92 oder 94) für eine konstante Maximalöffnung während etwa 120° der Bewegung des Trägheitsringes ausgelegt ist.

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Maximalöffriung der Auslaßöffnung (92 oder 94) etwa 150° nach der Periode der maximalen öffnung der Einlaßöffnung (62 oder 70) liegt.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen radial verlaufenden Kanal (88) für das Arbeitsmedium, der den Kern (12) mit der Arbeitskammer (30) in der Nähe der Platte (74) verbindet, wobei der Kanal (88) als Hilfsspeisung für das Druckmedium während der Perioden, in der die Einlaßöffnung (62 oder 70) geschlossen ist, ausgelegt ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckkammer (64) innerhalb des Kernes vorgesehen ist und über Kanäle (86) mit dem innen gelegenen, in Längsrichtung sich erstreckenden Teil der Platte (74) in Verbindung steht.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Expansionskammer (68) in Strömungsrichtung vor der Einlaßöffnung (62 oder 70) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kern (12) entfernt liegende Außenkante (78) der Platte (74) schwenkbar mit der Innenfläche (34) des Trägheitsringes (32) verbunden ist.