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Schwingungserreger für Plattenverdichter
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungserreger für Plattenverdichtere
mit zwei zueinander parallelen0 gegenläufig angetriebenen Wellen0 die je zwei Fliehgewichte
tragens wobei zwei Fliehgewichte starr auf ihrer Welle angeordnet sind, während
die Phasenlage der Fliehgewichte auf der jeweils anderen Welle dieser gegenüber
im Betrieb des Erregers willkürlich veränderbar ist und die Fliehgewichte auf beiden
Wellen so angeordnet sind, daß je ein starres Fliehgewicht mit einem zugehörigen,
in der Phasenlage verstellbaren Fliehgewicht ein zusammenwirkendes Paar bildet und
die von beiden Paaren erzeugten Kraftvektoren sich in untereinander etwa gleichem
Abstand auf der einen bzw. anderen Seite der zu den Wellen senkrechten Mittelebene
des Erregers befinden.
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Bei einem auf dem Markt befindlichen bekannten Plattenverdichter liegen
die beiden Wellen praktisch zueinander koaxial, indem an beiden Enden einer angetriebenen0
durchgehenden Welle ein auf der Welle verkeiltes festes Fliehgewicht und daneben
ein mittels Wälzlagern drehbar auf der Welle gelagertes Fliehgewicht angeordnet
ist, wobei beide Fliehgewichte an den einander zugewendeten Stirnseiten mit die
Welle umgebenden Zahnkränzen ausgestattet sind, die durch
durch
die Kegelräder eines auf der Welle ebenfalls mittels Wälzlagern drehbar gelagerten
Planetenradsatzes miteinander gekoppelt sind. Der Planetenradträger ist von außen
verstellbar0 in der gewählten Einstellung während des Betriebes des Plattenverdichters
aber bezüglich des Verdichtergehäuses festgehalten. Dadurch wird das drehbar auf
der Welle sitzende Fliehgewicht im bezüglich der Welle und dem wellenfesten Fliehgewicht
entgegengesetzten Drehsinn angetrieben und kann durch Drehen des Planetenradträgers
um die Welle in seiner Phasenlage bezüglich des wellenfesten Fliehgewichts verändert
werden. Die festen und die drehbaren Fliehgewichte an den Wellenenden bilden jeweils
ein Arbeitspaar, das eine gerichtete Schwingung mit veränderbarer Wirkungsrichtung
erzeugt. Je nach der einstellbaren Phasenbeziehung zwischen den Kraftvektoren an
den Wellenenden ist ein Arbeiten des Plattenverdichters im geraden Vorlauf, im geraden
Kurvenfahrt lPn Kurvenfahrt mit wählbarem Kurvenradius vorwärts und rückwärts, und
zwar einschließlich des Arbeits auf der Stelle mit und ohne Drehung um die Hochachse,
erzielbar-.
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Die bekannte Konstruktion erfordert einen sehr hohen konstruktiven
Aufwand und wird daher nur bei großen Geräten eingesetzt, bei denen eine Lenkung
des Plattenverdichters von Hand praktisch nicht mehr in Frage kommt. Die vielen
Lager, Zahnräder und Zahnkränze führen auch zu einer verhältnismäßig großen Störanfälligkeit
des Erregers.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserreger
zu schaffen, der die gleichen Bewegungs- und Lenkmöglichkeiten bietet wie die vorstehend
geschilderte bekannte Konstruktion0 sich gegenüber dieser aber durch einen wesentlich
einfacheren und robusteren Aufbau auszeichnet und somit bei geringerer Störanfälligkeit
auch für kleinere Geräte ohne weiteres eignet bei denen bisher aus Kostengrün den
allenfalls ein automatischer gerader Vor- und Rücklauf eingerichtet wurde.
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Gemäß
Gemäß der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe
dadurch gelöst0 daß die Unwuchtwellen in einem gemeinsamen Erregergehäuse nebeneinander
angeordnet und kraft- oder formschlüssig miteinander gekoppelt sind und daß eines
der beiden Fliehgewichte eines jeden Paares drehfest auf einer Hülse sitzt, die
formschlüssig aber mittels eines von außen bedienbaren Verstellmechanismus in ihrer
Phasenlage bezüglich der zugehörigen Unwuchtwelle veränderbar mit der letzteren
verbunden ist.
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Das Prinzip der Erzeugung gerichteter Schwingungen mit Hilfe zweier
parallel zueinander verlaufender0 jedoch im Abstand befindlicher Unwuchtwellen ist
für sich bereits bekannt. Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis0
daß dieses bekannte Prinzip für die Einrichtung einer umfassenden kraftbetätigten
Lenkung eines besonders geringen Aufwandes bedarf und die diesbezüglichen Vorkehrungen
auch unter Zuhilfenahme von in sich robusten und wenig störanfälligen Bauelementen
getroffen werden können.
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Der erfindungsgcmäße Schwingungserreger ist ebenso wie der eingangs
geschilderte bekannte Schwingungserreger vergleichbarer Gattung ein in sich abgeschlossenes
Gerät. In dieser Hinsicht unterscheidet er sich grundsätzlich von der Verwendung
zweier getrennter einfacher Schwingungserreger nebeneinander auf der selben Bodenverdichtungsplatte
oder der starren Kopplung zweier selbständiger Verdichtungsplatten Seite an Seite
wofür in jedem Falle neben einem erheblichen Aufwand, den die Verwendung zweier
vollständiger Schwingungserreger bedeutet, auch für eine drehzahlmäßige Kopplung
der beiden getrennten Erreger und ihre aufeinander abgestimmte Steuerung besondere
Hilfsmittel eingesetzt werden müssen und jedes Gerät einer eigenen Wartung bedarf.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Schwingungserregers dargestellt, und zwar in Ansicht von oben
im Schnitt entlang der die Mittelachsen der UnwuchtweSllen beinhaltenden Ebene.
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Der in der Zeichnung dargestellte Unwuchterreger weist ein Erregergehäuse
1 auf 0 in dem zwei zueinander parallele Unwuchtwellen 2 und 3 drehbar gelagert
sind. Das Erregergehäuse 1 ist so auf die Bodenplatte des in der Zeichnung nicht
gezeigten Plattenverdichters aufgesetzt, daß sich die Unwuchtwellen 2 und 3 in der
durch den Pfeil 4 angedeuteten Richtung des normalen Vor- bzw. Rücklaufs hintereinander
befinden und die ihre Mittelachsen beinhaltende Ebene etwa parallel zur Bodenverdichtungsplatte
verläuft.
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Die Unwuchtwelle 2 ist aus dem Erregergehäuse 1 herausgeführt und
trägt außerhalb von diesem eine Keilriemenscheibe 5, die über einen Keilriemen motorisch
angetrieben ist.
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Auf der Unwuchtwelle 2 sitzen drehfest sowie in gleicher Phasenlage
zwei Fliehgewichte 2a und 2be die auf der einen bzw. anderen Seite einer vertikalen
Symmetrieebene 6 des Schwingungserregers symmetrisch hierzu untereinander gleiche
Fliehkräfte erzeugen, die über die Unwuchtwelle 2 in das Erregergehäuse 1 eingeleitet
werden.
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Auf der Unwuchtwelle 3 sind ebenfalls zwei Fliehgewichte 3a und 3b
angeordnet0 die hinsichtlich ihrer Größe untereinander gleiche sowie im gleichen
Abstand von der vertikalen Symmetrieebene 6 an der Unwuchtwelle 3 angreifende Fliehkräfte
entwickeln. Im Gegensatz zu den Fliehgewichten auf der Unwuchtwelle 2 sind die Fliehgewichte
3a und 3b jedoch gegenüber der Unwuchtwelle 3 unabhängig voneinander in ihrer Winkellage
während des Betriebes verstellbar. Zu diesem Zweck sitzen sie jeweils drehfest auf
einer Hülse 7, die
die ihrerseits drehbar auf der Welle 3 gelagert
ist und in ihrer der Welle 3 zugewendeten Innenfläche diametral gegenüberliegende,
bezüglich der Wellenachse 3 schraubenförmig mit verhältnismäßig großer Steigung
gleichsinnig verlaufende Nuten 8 aufweist, in die jeweils ein zu der Wellenachse
3 ct:wn senkrecht stehender Zugstift 9 mit seinem einen bzw.
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anderen freien Ende mit Gleitpassung hinein ragt. Die Stifte 9 erstrecken
sich jeweils ebenfalls mit Gleitpassung durch zwei diametral gegenüberliegende axiale
Längsschlitze in der Wandung der als Hohlwelle ausgeführten Unwuchtwelle 3. Im Inneren
der Unwuchtwelle 3 ist jeder Stift 9 in einem Gleitstück 11 befestigte das mittels
einer Bedienungsachse 12 in Richtung der Wellenlängsachse willkürlich verstellbar
ist. Da sich die Gleitstücke 11 mit der Unwuchtwelle 3 drehens die Stell achsen
12 aber keine Drehung erfahren sollen, ist zwischen die letzteren und die Gleitstücke
11 jeweils ein Wälzlager 13 eingeschaltet.
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Mit dem vorstehend geschilderten Verstellmechanismus 7 - 12 ist die
Phasenlage der zugehörigen verstellbaren Unwucht 3a bzw. 3b gegenüber der Welle
3 abhängig von der axialen Stellung des Stiftes 9 über einen bestimmten Winkelbereich,
der bei den beiden Unwuchten 3a und 3b vorzugsweise gleich groß ist und eine Mittellage
aufweist in der die Phasenlage der beiden Unwuchten 3a und 3b übereinstimmt, willkürlich
veränderbar.
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Die beiden Unwuchtwellen sind gegenläufig durch direkt miteinander
kämmende Zahnräder 14 und 15 gekoppelt, die zwischen den Fliehgewichten 2aa 2b bzw.
3ae 3b drehfest sowie etwa symmetrisch zur vertikalen Mittelebene 6 auf die zugehörige
Unwuchtwelle 2 bzw. 3 aufgesetzt sind. Diese starre Kopplung ist so gewählt, daß
die vorerwähnte Phasen-Mittellaq der Flinhgewichte 3a iind 3b gegenüber der in der
Zeichnung für die Fliehgewichte 2a, 2b dargestellten augenblicklichen Phasenlage0
in der die Vektoren der von diesen Fliehgewichten
gewichten erzeugten
Kräfte zur Zeichenebene, d.h. zur Ebene der Bodenverdichtungsplatte,mindestens im
wesentlichen paralell verlaufend etwa um 180° versetzt ist, wie dies in der Zeichnung
für das Fliehgewicht 3a gezeigt ist. Die in der Zeichnung wiedergegebene Phasenlage
des Fliehgewichtes 3be in der der Vektor der von diesem entwickelten Fliehkraft
zur Zeichenebene senkrecht steht und von dem Betrachter der Zeichnung wegweist,
entspricht der einen Endstellung des Verstellbereichs. In der nicht gezeigten anderen
Endstellung des Verstellbereichs stünde der Vektor der von dem betreffenden Fliehgewicht
3a oder 3b erzeugten Kraft ebenfalls zur Zeichenebene senkrechte würde aber auf
den Betrachter der Zeichnung hinweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung
ist somit ausgehend von der links zu sehenden Phasen-Mittellage der Fliehgewichte
3a bzw. 3b zu beiden Seiten ein Verstellbereich über etwa 900 gegeben. Im Bedarfsfalle
könnte dieser Verstellbereich auch kleiner oder größer gewählt werden.
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Mit der vorstehend beschriebenen Phasenbeziehung zwischen der Phasen-Mittellage
der Fliehgewichte 3a und 3b gegenüber der in der Zeichnung zu sehenden Augenblicksphase
der Fliehgewichte 2a und 2b ist es möglich, die mit dem Schwingungserreger ausgerüstete
Verdichtungsplatte sowohl im geraden Vorlauf als auch im geraden Rücklauf mit kontinuierlich
veränderbarer Geschwindigkeit-einschließlich der Geschwindigkeit Nullo in der die
Platte auf der Stelle arbeitet und nur Verdichtungsarbeit leistet zu betreiben wofür
die verstellbaren Fliehgewichte 3a und 3b in jeder gewählten Einstellung untereinander
die gleiche Phasenlage aufweisen. Es ist aber auch zusätzlich dazu mögliche Kurvenfahrten
in Vorlauf- sowie in Rücklaufrichtung mit in weiten Grenzen hcliobig wählbarem Kurvenradius
durchzuführen und zwar einschließlich des Drehens auf der Stelle mit mehr oder minder
großer Drehgeschwindigkeit um die Hochachse, wofür den Verstellbaren Fliehgewichten
3a und 3b jeweils eine unterschiedliche Phasenlage gegeben wird0 wobei auch der
Verstellsinn
stellsinn bezogen auf die Phasen-Mittellae der Unwuchten
3a und 3b ein unterschiedlicher sein kann.
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Auf der Stelle arbeitet die mit dem Schwingungserreger ausgerüstete
Platte immer dann, wenn sich die Fliehgewichte 3a und 3b in der Phasen-Mittellage
befinden (= Arbeiten auf der Stelle ohne Drehung) oder in entgegengesetzten Richtungen
aus der Phasen-Mittellage heraus um den gleichen Drehwinkel verstellt worden sind
(= Arbeiten auf der Stelle mit Drehung in der einen oder anderen Richtung um die
Hochachse).
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Die Fliehgewichte 3a und 3be die untereinander gleich groß sind, sind
so schmal ausgeführt0 wie dies zur Erzielung der benötigten Fliehkräfte unter Beachtung
eines vernünftigen Platzbedarfes innerhalb des Gehäuses nur möglich ist, und sind
von der vertikalen Mittelebene im gleichen Abstand soweit wie möglich an das Gehäuse
1 herangesetzt a damit die von diesen Fliehgewichten ausgehenden Lenkkräfte für
Kurvenfahrt oder Drehen auf der Stelle einen möglichst großen Hebelarm bezüglich
der Hochachse aufweisen und so ein möglichst großes Drehmoment entsteht.
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Die beiden festen Fliehgewichte 2a und 2b können auch als ein einziges,
auf der Unwuchtwelle 2 sitzendes Fliehgewicht angesehen werden, von dem aber die
eine Hälfte mit dem einen verstellbaren Fliehgewicht und die andere Hälfte mit dem
anderen verstellbaren Fliehgewicht zusammenarbeitet.
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Es ist daher auch für den Fall, daß auf der Unwuchtwelle 2 ein einziges
durchgehendes Fliehgewicht vorgesehen ist, zweckmäßig0 sinngemäß von zwei Fliehgewichten
zu sprechen.
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Patentansprüche
L e e r s e i t e