DE2852349A1

DE2852349A1 - Stroemungsvibrator mit ununterbrochener waelzstrecke und entlastetem fluegel

Info

Publication number: DE2852349A1
Application number: DE19782852349
Authority: DE
Inventors: Esref Halilovic
Original assignee: HALILOVIC
Current assignee: HALILOVIC
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1979-06-21
Also published as: IT1108193B; YU297677A; IT7869849A0; CH636539A5; BR7808217A; SE7812880L; PL131554B1; GB2010400B; FR2411640A1; ATA891578A; YU40499B; HU180774B; AT378488B; CS210622B2; US4300843A; FR2411640B3; GB2010400A; PL211801A1; NL7812104A; DE2852349C2

Description

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1. Esref HALILOVIC

D. Tucovica 141, 11000 Belgrad/ Jugoslawien

2. Branko RADISIC*

LoIe Ribara 2, 11000 Belgrad/ Jugoslawien

Strömungsvibrator mit ununterbrochener Wälzstrecke und entlastetem Flügel

Der Strömungsvibrator mit ununterbrochen

er Wälzstrecke und entlastetem Flügel stellt eine neue bauliche Ausführung eines Strömungsvibrators dar, der im Vergleich zu den herkömmlichen Vibratoren wesentliche technische Vorteile aufweist.

j Bei bekannten ähnlichen Vibratoren ist

•deren Wälzstrecke im allgemeinen mit funktionswesentlichen Öffnungen zur Einführung und zum Austritt des Fluids, mit einer Aus sparung für einen Flügel und mit anderen erforderlichen Einrichtungen versehen. Diese Öffnungen werfen mehrere technische, tech nologische und funktioneile Probleme auf. Diese zeigen sich in hohen Kontaktspannungen des Materials an den Kanten der Aussparungen, Öffnungen und Kanäle, in erhöhten Anforderungen be-

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ORIGINAL INSPECTED

züglich der Materialqualität sowie in der Forderung nach ther- ^! mischer Behandlung und genauer Verarbeitung, und in einer Verminderung der Leistung des Vibrators aufgrund einer relativ niedrigen Ermüdungsgrenze der sich berührenden Elemente trotz Verwendung von hochwertigen Werkstoffen und deren optimaler thermischer und mechanischer Verarbeitung. Zu den erwähnten Nachteilen zählt auch noch eine kostspielige Fertigung derartiger Vibratoren. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vibratoren ist insbesondere darin zu sehen, daß ihre Leistung niedrig ist und daß durch den Wälzvorgang des Schwingkörpers über Kanäle und Öffnungen längs der Wälzstrecken Geräusche entstehen.

Die herkömmlichen Vibratoren der genannten Gattung, d.h. die Vibratoren mit einem Flügel, weisen eine beträchtliche innere Reibung auf, die eine Verminderung des Wirkungsgrades verursacht, wobei insbesondere das Gleiten des nicht entlasteten Flügels auf dem Schwingkörper des Vibrators hervorzuheben ist.

Die oben angeführten Nachteile der bekannten Vibratoren werden durch den erfindungsgemäßen Strömungsvibrator mit ununterbrochener Wälzstrecke und entlastetem Flügel beseitigt.

Der erfindungsgemäße Vibrator ist in beiliegender Zeichnung dargestellt. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt des Vibrators und

Fig. 2 den Axial schnitt H-II in Fig. 1, wobei die

Figur um 90° gedreht ist, so daß die Arbeitsachse des Vibrators waagerecht zu liegen kommt.

Der Vibrator besteht aus einem Gehäuse 1, das durch Verwendung von Abschlußdeckeln 5 einen zylindrischen Hohlraum bildet, der von der Wälzstrecke 1a des Gehäuses und den Abschlußdeckeln 5 begrenzt ist. Durch die Abschlußdeckel 5 ist koaxial zu der Wälzstrecke 1a des Gehäuses ein Zentralrohr 3 hindurchgeführt. Dieses Zentralrohr 3 weist im Bereich zwischen den bei

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ORiGINAL HMSPECTED

den Abschlußdeckeln 5 eine längsverlaufende Aussparung auf, durch welche ein Flügel 4, der als ein reguläres Prisma geformt ist, mit entsprechendem Spielraum in das Zentralrohr 3 eingefügt ist. In den zwischen den Abschlußdeckeln 5, der Wälzstrecke 1a des Gehäuses und dem Zentralrohr 3 liegenden Raum ist ein Schwingkörper 2 in Form eines regulären Hohlzylinders eingesetzt. Die Länge des Schwingkörpers 2 ist etwas, d.h. um die Größe des axialen Spielraumes kleiner als die Entfernung J der Abschlußdeckel 5. Die Wälzstrecke 1a des Gehäuses gleicht einer ununterbrochenen Zylinderfläche und ist beträchtlich grosser als die Wälzstrecke 2a des Schwingkörpers, die ebenso eine j ununterbrochene Zylinderfläche ist. Die Differenz der Halbmesser der beiden Wälzstrecken stellt eine Exzentrizität £ dar, die J der funktionsmäßigen Entfernung der geometrischen Achsen des Gehäuses 1 und des Schwingkörpers 2 entspricht.

In der Arbeitsstellung liegt der Schwingkörper 2 mit seiner Wälzstrecke 2a auf der Wälzstrecke 1a des Gehäuses 1 auf, wohingegen er von der inneren Seite vom Zentralrohr 3 um dasjenige Radialspiel z, entfernt ist, das zwischen der Reibfläche 2b und der Außenfläche 3b des Zentralrohrs 3 besteht. Der Flügel 4 des Vibrators unterteilt den Raum innerhalb des Schwingkörpers 2 in zwei Abschnitte, nämlich in einen mit der Bohrung 3a des Zentralrohrs in Verbindung stehenden Abschnitt und einen mit den Öffnungen 5a in den Abschlußdeckeln 5 in Verbindung stehenden Abschnitt. Die zu dem mit der Bohrung 3a des Zentralrohrs 3 verbundenen Abschnitt des Innenraums weisende Seite des Flügels 4 ist mit mehreren Strömungskanälen 4a versehen.

Bewegliche Teile des Vibrators sind der Schwingkörper 2 und der Flügel 4.

Der Schwingkörper bewegt sich planetenähnlich; er rotiert um seine eigene Achse und um die Achse des Gehäuses 1, mit einer Achsenentfernung, die der Exzentrizität e_ entspricht. Durch eine derartige Bewegung des Schwingkörpers 2 wird eine Kreis-Sinus-Oszillation erzeugt (Änderung der Richtung der Fliehkraft).

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Der Flügel 4 übt in Bezug auf das Gehäuse 1 eine radiale, geradlinige Schwingbewegung aus.

Der erfindungsgemäße Vibrator arbeitet in folgender Weise:

Das komprimierte Fluid, z.B. Druckluft, wird durch die Bohrung 3a des Zentralrohrs 3 eingeleitet. Beim Anfahren wird der Flügel 4 in radialer Richtung nach außen gedrückt; der Schwingkörper 2 wird daher vom Flügel 4 bis zur Anlage gegen das Gehäuse 1 (diese Arbeitsstellung ist in Fig. 1 dargestellt) gedrückt. Der Vibrator arbeitet daraufhin in normaler Weise, d.h. das komprimierte Fluid strömt durch die Strömungskanäle 4a des Flügels und füllt den Innenraum des Schwingkörpers 2 auf wonach es als ausgenutztes Fluid durch die Öffnungen 5a der Abschlußdeckel 5 abströmt.

Innerhalb des Schwingkörpers 2 baut sich ein ungleichmäßiger Druck auf. Im Bereich zwischen den Strömungskanälen 4a des Flügels und dem Spiel ζ ist der Druck höher und entspricht annähernd dem Druck auf der Zuströmseite, wohingegen der Druck des Fluids im Bereich zwischen dem Spiel ζ und den öffnungen 5a kleiner ist und dem Druck auf der Abströmseite entspricht. Dies Druckdifferenz führt dazu, daß der Schwingkörper 2 mit seiner Wälzstrecke 2a in Richtung der Wälzstrecke 1a des Gehäuses gedrückt und auf dieser rutschfrei abgewälzt wird.

Die Reibstrecke 2b des Schwingkörpers steht mit dem Flügel 4 in ständiger Berührung. Der Flügel 4 wird vom Fluid gedrückt und gegen die Reibstrecke 2b gedrückt, wobei der Schwingkörper 2 selbst während seiner Bewegung den Flügel 4 in die dazu vorgesehene Aussparung des Zentralrohrs 3 zurückschieb

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Durch die im Flügel vorgesehenen Strömungskanäle 4a sollen zwei Aufgaben gelöst werden: das Arbeitsfluid soll geführt und der Flügel im Gleitbereich entlastet werden. Es kommt nämlich vor, daß das in der Bohrung 3a des Zentralrohrs unter Druck stehende Fluid den Flügel 4 nach außen drückt, um diesen auf der Reibstrecke 2b des Schwingkörpers 2 festzulegen, wobei jedoch die Strömungskanäle 4a des Flügels gewährleisten, daß das Fluid auch in den Bereich zwischen dem Flügel 4 und der Reibstrecke 2b des Schwingkörpers 2 eindringt und die erwähnte Festlegung entlastet. Dabei ist der Festlegungsdruck immer etwas größer als der Entlastungsdruck, so daß der Flügel 4 mit der Reibstrecke 2b des Schwingkörpers 2 immer in vollständiger Berührung steht und trotzdem vor einem ungemessenen Druck bewahrt bleibt, wodurch der Wirkungsgrad des Vibrators verbessert wird. Das radiale Spiel :s zwischen der Reibstrecke 2b des Schwingkörpers 2 und der Außenfläche 3b des Zentralrohrs 3 weist eigene dynamische Eigenschaften und Bedeutung auf. Das Spiel z; wird durch eine Erhöhung der Drehzahl des Schwingkörpers 2 um die Achse des Gehäuses 1 verringert, da dabei elastische Verformungen des Schwingkörpers 2 im Bereich seiner Berührung mit dem Gehäuse 1 sowie ellipsenförmige Verformungen des Schwingkörpers 2 selbst vergrößert werden. Diese elastische^ Verformungen können bei unkontrollierter Erhöhung der Drehzahl des Schwingkörpers 2 in einem solchen Maß vergrößert werden, daß das Spiel ζ verschwindet und der Schwingkörper 2 gehemmt wird, um damit zu verhindern, daß er eine Sollwertfrequenz übersteigt.

Durch das Spiel ζ strömt das Fluid ununterbrochen zu den Austrittsöffnungen 5a. Das Fluid wird im Spiel ζ und auch anschließend beschleunigt, wobei eine dynamische Reaktionsjkomponente erzeugt wird, die die Drehbewegung des Schwingkörpers 2 fördert.

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ORIGINAL INSPECTED

Aus obiger Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Vibrators kommen seine Vorteile in Vergleich mit den bekannten ähnlichen Ausführungen klar zum Ausdruck. Seine Wälzstrecken sind groß und ununterbrochen, also durchgehend, d.h. ohne irgendeine Aussparung oder einen Kanal. Dadurch ergeben sich kleinere Widerstände bei der Wälzung, kleinere Kontaktspannungen des Werkstoffs, leisere Geräusche, grössere Lebensdauer der Elemente und breite Möglichkeiten zur Ausführung von starken Vibratoren sowie Hochfrequenzvibratoren.

Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Vibrators wird durch die beschriebene Entlastung des Flügels erhöht. Die Bauelemente, die das radiale Spiel des Vibrators bilden, können auch als Regelungselemente zur Begrenzung der Drehzahl des Schwingkörpers 2 verwendet werden.

Zu den angeführten Vorteilen kommen noch die einfache Fertigung des erfindungsgemäßen Vibrators und der relativ geringe Kostenaufwand, weshalb dieser Vibrator in breitem Bereich technisch und wirtschaftlich eingesetzt werden kann.

- Patentansprüche -

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Leerte

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Strömungsvibrator mit ununterbrochener Walzstrecke und entlastetem Flügel, dadurch gekennzeichnet daß er aus einem Gehäuse (1) mit einem zylindrischen Hohlraum besteht, welcher seitlich von Abschlußdeckeln (5) begrenzt ist und eine ununterbrochene zylinderförmige Wälzstrecke (1a) aufweist, innerhalb welcher sich ein Zentralrohr (3) befindet, dessen Außenfläche (3b) zu der Wälzstreck des Gehäuses (1) koaxial liegt.

2. Strömungsvibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum zwischen dem Zentralrohr (3) undder Wälzstrecke (1a) des Gehäuses ein freier, hülsenförmig ausgebildeter Schwingkörper (2) eingesetzt ist, dessen Wälzstrecke (2a) auf der Wälzstrecke (1a) des Gehäuses aufliegt, wohingegen zwischen der Außenfläche (3b) des Zentralrohrs (3) und der Reibstrecke (2b) des Schwingkörpers (2) ein radiales Spiel (z) vorhanden ist.

3. Strömungsvibrator nach den Ansprüchen 1 und 2, dessen Zentralrohr im Bereich zwischen den Abschlußdeckeln eine Aussparung rechteckiger Form aufweist, die sich in der Nähe der in den Abschlußdeckeln vorgesehenen Austrittsöffnungen befindet, dadurch gekennzeichnet, daß sein Flügel (4),welcher eine regelmäßige prismatische Form aufweist, auf der den Austrittsöffnungen (5a) abgewandten Seite Strömungskanäle (4a) aufweist, und daß der Flügel (4) in die Aussparung des Zentralrohrs (3) freiliegend eingesetzt ist.

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