DE2231106C3

DE2231106C3 - Hydraulischer Schwingungserreger für Vibrationsverdichter

Info

Publication number: DE2231106C3
Application number: DE2231106A
Authority: DE
Inventors: Guelertan Dipl.-Ing. 5401 Emmelshausen Vural
Original assignee: Koehring - Bomag Division 5407 Boppard GmbH
Current assignee: Bomag Menck GmbH
Priority date: 1972-06-24
Filing date: 1972-06-24
Publication date: 1978-11-09
Also published as: GB1429557A; JPS4950368A; DE2231106A1; US3849986A; CH562061A5; CA991050A; DE2231106B2; FR2190026A5; JPS6157481B2; ZA733926B; JPS58180802A

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwingungserreger für Vibrationsverdichter mit einem in einem Zylinder hin- und hergehend bewegten Kolben und/oder einem auf dem Kolben hin- und hergehend bewegten Zylinder, der über Druckleitungen mit verschiedenen Druckquellen verbunden ist

Üblicherweise ist der Zylinder eines hydraulischen Schwingungserregers mit nur einer Druckquelle verbunden und läßt sich die Leistung des Schwingungserregers einstellen. Zwar ist es bekannt, die Erregerleistung mit Hilfe einer einstellbaren Druckquelle zu verändern. Bei allen bekannten Druckquellen ist eine Leistungsänderung aber mit einer Änderung der Hubfrequenz und eventuell auch des Kolbenhubes im Zylinder nach einer vorgegebenen Funktion verbunden. Das ist je nach der Beschaffenheit des zu Verdichtenden Materials von erheblichem Nachteil, denn für einen optimalen Verdichterwirkungsgrad muß sich die Erregerleistung der jeweiligen Materialbeschaffenheit unabhängig von der Hubfrequenz anpassen lassen.

Eine frequenzunabhängige Leistungsregelung ist auch bei Druckluftwerkzeugen nicht bekannt, die nach Art eines hydraulischen Schwingungserregers hin- und hergehend bewegt werden. Das gilt sowohl für solche Werkzeuge, denen Druckluft von einem Antriebszylinder geliefert wird, wie für Werkzeuge mit zwei Antriebszylindern. Bei einem aus der DE-PS 1 77 144 bekannten Druckluftwerkzeug mit zwei Antriebszylindern besitzen die Zylinder ein gemeinsames Gehäuse und zwei von einer gemeinsamen Kurbelwelle bewegte Kolben. Dadurch sind die Antriebszylinder in ihrer Arbeitsweise festgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine frequenzunabhängige Leistungsregelung für hydraulische Schwingungserreger zu schaffen.

Nach der Erfindung wird das durch zwei mit dem Zylinder des Schwingungserregers verbundene Druckquellen erreicht, die in ihrer Phasenverschiebung zueinander einstellbar sind. Durch Änderung der Phasenverschiebung läßt sich der Kolbenhub des Zylinders und damit dessen Arbeitsleistung stufenlos und praktisch frei von hydrodynamisch bedingten Verlusten sowie unabhängig von der Arbeitsfrequenz zwischen Null und einem Maximalwert einstellen.

Die Druckquellen bestehen vorzugsweise ihrerseits s aus einem Zylinder mit einem in dem Zylinder hin- und hergehend bewegten Kolben, der als Antrieb einen Kurbeltrieb, Exzentertrieb, Kurbelschleifentrieb od, dgl, aufweist Bei Verwendung mehrerer Kurbeltriebe sitzen die kurbeln der einzelnen Kurbeltriebe auf einer

ίο gemeinsamen Welle und ist mindestens einer der zugehörigen Zylinder verschwenkbar um die Kurbelwelle angeordnet

Im übrigen ist der Zylinder des von der Druckquelle mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Kolbens nach der Erfindung zugleich als Druckspeicher ausgebildet Vprteilhafterweise läßt sich dadurch in Verbindung mit der bereits beschriebenen Anordnung zweier phasenverschiebbarer Druckquellen der Kolbenhub auch unabhängig von der Wirkleistung variieren, d. h. der Hubmotor vermag bei; relativ geringer Wirkleistung mit großem Kolbenhub und damit großer Blindleistung zu arbeiten.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen, als Linearhubmotor ausgebildeten Schwingungserreger mit zwei Druckquellen,

Fig.2 den Schwingungserreger nach Fig.3 in Zwillingsanordnung,

F i g. 3 einen erfindungsgemäßen, als Linearhubmotor ausgebildeten Schwingungserreger mit einem Druckspeicher.

Zu dem erfindungsgemäßen Schwingungserreger nach Fig. 1 gehören ein Zylinder 13 und ein Kolben 2.

Die obere Totpunktlage des Kolbens ist mit 3 und die untere mit 4 bezeichnet. Der Kolben 2 besitzt außerdem eine Kolbenstange 5, mit der er beispielsweise eine nicht dargestellte Rüttelplatte bewegt.

Die Maschinenteile, an die der Zylinder 13 und der

Kolben 2 mit der Kolbenstange 5 angeschlossen sind, nehmen an den Arbeitsschwingungen des Schwingungserregers teil. Dagegen sind zwei mit dem Zylinder 13 verbundene Druckquellen schwingungsfrei in einem Maschinenrahmen angeordnet, der beispielsweise zu einem von dem Schwingungserreger angetriebenen Rüttler gehört und seinerseits nach Möglichkeit schwingungsfrei gelagert ist.

Der Zylinder 13 ist mit den Druckquellen über eine elastische Druckleitung 6 verbunden. Die eine Druckquelle besteht aus einem Zylinder 14 und einem in dem Zylinder 14 von einem Kurbeltrieb hin- und hergehend bewegten Kolben 8. Die jeweilige obere Totpunktlage des Kolbens 8 ist mit 9 und die jeweilige untere mit 10 bezeichnet. Zu dem Kurbeltrieb, der den Kolben 8 bewegt, gehören eine in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Drehrichtung umlaufende Kurbel 12 und eine die Kurbel 12 mit dem Kolben 8 gelenkig verbindende Pleuelstange 11.

Bei einer Bewegung des Kolbens 8 in die obere

Totpunktlage 9 wird der in dem Zylinder 13 angeordnete Kolben 2 durch zwischen beiden Kolben 2 und 8 befindliche Druckflüssigkeit in seine untere Totpunktlage 4 gedrückt. Durch eine Bewegung des Kolbens 8 in seine untere Totpunktlage 10 entsteht in

b5 dem mit Druckflüssigkeit gefüllten Teil des Zylinders 13 gegenüber dessen anderem, mit der Umgebungsluft verbundenen Teil ein Unterdruck und bewegt sich der Kolben 2 infolge des Unterdrucks, der Bewegung des

Kolbens 8 folgend. In seine obere Totpunktlage 3.

Mit kontinuierlich umlaufender Kurbel 12 entsteht ,dadurch eine schwingungserregende hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 2 in dem Zylinder 13, Dabei wird seine Bewegung in die obere Totpunktlage 3 durch eine Rückfederung des mit der Rüttelplatte verdichteten Materials und wahlweise durch eipe eingebaute Federung erleichtert Darüber hinaus können die Kolben 2 und 8 auch doppeltwirkend ausgelegt werden.

Die zweite Druckquelle wird durch einen Zylinder 15 gebildet Der Zylinder 15 besitzt die gleichen Abmessungen und dea gleichen Kolben und Kurbeltrieb wie der Zylinder 14.

Der Zylinder 15 ist über eine elastische, beispielsweise als Schlauchleitung ausgebildete Druckleitung 16 mit dem Zylinder 14 verbunden. Außerdem sitzen die Kurbeln der zu den Zylindern 14 und 15 gehörenden Kurbeltriebe auf einer gemeinsamen Antriebswelle 17 und ist der Zylinder 15 um die Antriebswelle 17 schwenkbeweglich angeordnet Der Winkel zwischen dem Zylinder 14 und dem Zylinder 15 ist mit λ bezeichnet und beträgt 0 bis maximal 180°, während die zugehörigen Kurbeln gleiche Phasenlage aufweisen.

Je nach der Größe des Winkels α und der davon abhängigen Phasenlage der zu den Zylindern 14 und 15 gehörenden Kolben wird mehr oder weniger Druckflüssigkeit bei einer Bewegung dieser Kolben in den Zylinder 13 gedrückt Bei einem Winkel <x von 0° gelangt mit jedem Arbeitshub der Kolben der Zylinder 14 und 15 die gesamte von beiden Kolben geförderte Menge Druckflüssigkeit in den Zylinder 13 und besitz} der Kolben des Zylinders 13 einen maximalen Hub. Bei einem Winkel λ von 180° bewegen sich die Kolben der Zylinder 14 und 15 im Gegentakt und pulsiert die Druckflüssigkeit zwischen den beiden Kolben der Pumpzylinder 14 und 15 nur noch hin und her, wenn beide Kolben gleiche Mengen Druckflüssigkeit fördern. Durch Veränderung des Winkels « zwischen 0 und 180° läßt sich der Hub des Kolbens des Zylinders 13 zwischen 0 und einem Maximalbetrag stufenlos regeln. Da von dem Kolbenhub auch die Leistung des Schwingungserregers abhängt, ist das gleichbedeutend mit einer stufenlosen Leistungsregelung.

Aus Fig.2 ist eine Zwillingsanordnung des Schwins gungserrregers ersichtlich. In der 2willingsanordnung sind die Kolben 2 und 8 paarweise und gegeneinanderwirkend angeordnet Die jeweils gegeneinanderwirkenden Kolben 8 besitzen eine gemeinsame Kurbel 12, während die beiden Kolben 2 die Schwingungsmasse 47

to gemeinsam bewegen. Die ZwilUngsancrdnung gewährleistet daß die Schwingungsmasse 47 in jeder Schwingungsrichtung, abgesehen von der Erdgravitation, mit gleicher Kraft angetrieben wird
In F i g. 5 ist ein erfindungsgemäßer Schwingungserreger mit einem Zylinder 18 und einem Kolben 19 dargestellt der bis auf eine gleichzeitige Ausbildung als Druckspeicher mit den in F i g. 1 und 2 dargestellten Schwingungserregern identisch ist Im Unterschied zu F i g. 1 und 2 sind die Totpunktiagen des Kolbens 19 mit 20 und 21; die Kolbenstange des Kolbens 19 ist mit 22 und die zu dem Zylinder 18 führende Druckleitung mit 25 bezeichnet Als Druckspeicher besitzt der Zylinder 18 an dem der Kolbenstange 22 abgewandten Ende eine Verlängerung, in der ein Kolben 23 freifliegend angeordnet ist Der Kolben 23 trennt den verlängerten Teil 24 des Zylinders 18, in dem sich Gas befindet von dem übrigen, mit Druckflüssigkeit gefüllten Teil des Zylinders 18 dichtend ab. Das Gas in dem Zylinderraum 24 gibt dem Kolben 23 federnde Eigenschaften und dem Kolben 19 eine bestimmte, von der Gasfüllung abhängige Eigenfrequenz. Infolgedessen ist es möglich, den Schwingungserreger in seiner Resonanzlage zu erregen, d. h. in seiner Resonanzlage in Tätigkeit zu setzen, und den Kolben 19 gegenüber den Kolben der

Zylinder 1 und 13 der F i g. 1 und 3 bei geringer Wirkleitung wesentlich größere Hübe ausführen zu lassen.

Der Kolben 23 bildet mit dem verlängerten Teil des Zylinders 18 einen Kolbenspeicher, an dessen Stelle auch ein Membran- oder Blasenspeicher treten kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Schwingungserreger für Vibrationsverdichter mit einem in einem Zylinder hin- und hergehend bewegten Kolben und/oder einem auf dem Kolben hin- und hergehend bewegten über Druckleitungen mit verschiedenen Druckquellen verbundenen Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquellen (7,14,15,27,28) in ihrer Phasenverschiebung zueinander einstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquellen (7,14,15) aus einem in einem Zylinder hin- und hergehend bewegten Kolben (8) mit einem Kurbeltrieb (11,12) als Antrieb bestehen, die Kurbeltriebe (11,12) eine gemeinsame Kurbelwelle (17) besitzen und mindestens ein Zylinder (15) verschwenkbar um die Kurbelwelle (17) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (18) des mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Kolbens (19) zugleich als Druckspeicher (23,24) ausgebildet ist