EP0092014A1

EP0092014A1 - Verstelleinrichtung für Unwucht-Schwingungserzeuger

Info

Publication number: EP0092014A1
Application number: EP82710023A
Authority: EP
Inventors: Hans-Georg Waschulewski; Hans Ing. grad. Bäumers; Manfred Polacek
Original assignee: Losenhausen Maschinenbau AG and Co KG; Losenhausen Maschinenbau AG
Current assignee: Losenhausen Maschinenbau AG and Co KG; Losenhausen Maschinenbau AG
Priority date: 1982-04-21
Filing date: 1982-04-21
Publication date: 1983-10-26

Abstract

Schwungstücke (10 und 12) eines Unwucht-Schwingungserzeugers sind durch regelbare Antriebsmittel (18, 20) antreibbar. Integrierend wirkende Mittel (26) sprechen auf den Drehzahlunterschied ω1-ω2 der Unwuchtwellen (14, 16) an und integrieren diesen zu einer Ausgangsgröße φ1 die der relativen Phasenlage der beiden Unwuchtwellen (14, 16) entspricht. Die Antriebsmittel (18, 20) sind von dieser Ausgangsgröße φ auf einem Rückführweg (32) über einen Leistungsverteiler im Sinne einer Gegenkopplung zur Wiederherstellung der Drehzahlgleichheit ansteuerbar. In dem Rückführweg liegt eine Stelleinrichtung (36), durch welche die Ausgangsgröße φ mit einem Stellsignal Δφ additiv beaufschlagbar ist. Es kann so mit geringer Stellkraft bei einem Kreisschwinger die resultierende Fliehkraft oder bei einem Richtschwinger die Schwingungsrichtung verstellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für Unwucht-Schwingungserzeuger zur Verstellung der relativen Phasenlage umlaufender Schwungstücke, bei welcher

(a) ein erstes Schwungstück mit einer ersten Unwuchtwelle umläuft,
(b) ein zweites Schwungstück mit einer zweiten Unwuchtwelle umläuft,
(c) die erste Unwuchtwelle mit zugeordneten Antriebsmitteln gekuppelt ist,

Es kann sich dabei um einen sogenannten "Kreisschwinger" handeln, bei welchem der durch die Schwun^gstücke erzeugte, resultierende Fliehkraftvektor einen konstanten Betrag hat und mit konstanter, der Drehgeschwingkeit der Schwungstücke entsprechender Winkelgeschwindigkeit umläuft. Es kann sich aber auch um einen sogenannten "Richtschwinger" handeln, bei welchem der resultierende Fliehkraftvektor in einer Ebene bleibt und sich sinusförmig ändert. Bei Kreisschwingern ist es bekannt, zwei Schwungstücke vorzusehen, die gleichachsig mit gleicher Drehrichtung umlaufen. Durch Veränderung der relativen Phasenlage der umlaufenden Schwungstücke kann dort die Größe des resultierenden Fliehkraftvektors variiert werden. Bei einem Richtschwinger sind zwei Schwungstücke vorgesehen, die gleichachsig oder um zueinander parallele Achsen gegensinnig umlaufen. Durch Veränderung der relativen Phasenlage der beiden Schwungstücke kann die Ebene der linearen Schwingung der resultierenden Fliehkraft verändert werden. Wenn ein solcher Richtschwinger auf einer Rüttelplatte montiert ist, dann bestimmt die Lage der Schwingungsebene die Richtung und Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung der Rüttelplatte.
Es sind verschiedene Konstruktionen bekannt, die eine Verstellung der Phasenlage der Schwungstücke während des Laufes gesatten. Es ist bekannt, die Unwuchtwellen über ein Differentialgetriebe miteinander zu kuppeln, über welches während des Laufes eine zusätzliche Stellbewegung einleitbar ist (FR-PS 1 395 081). Bei einer anderen bekannten Anordnung sind die Schwungstücke über ein Zahnrad miteinander gekuppelt, das auf einer mit einem Steilgewinde versehenen Welle längsverschiebbar geführt ist. Durch Längsverschiebung des Zahnrads kann während des Laufes eine zusätzliche Drehbewegung eingeleitet werden, die zu einer relativen Verdrehung der Schwungstücke führt (FR-PS 1 164 266). Bei anderen bekannten Anordnungen ist jedes der beiden Schwungstücke mit einem Zahnrad verbunden, das seinerseits mit einem zugeordneten Zwischenzahnrad in Eingriff ist. Die beiden Zwischenzahnräder sind ihrerseits miteinander in Eingriff. Sie sitzen auf einer Schwinge, die durch zwei um die Umlaufachsen der Unwuchten schwenkbare, parallele Lenker geführt ist. Eine Verschiebung der Schwinge mit den Zwischenzahnrädern, die mit einer Verschwenkung der Lenker verbunden ist, bewirkt eine relative Winkelverdrehung der Schwungstücke.
Bei allen diesen Konstruktionen muß für die Verstellung eine unerwünscht große Kraft aufgewandt werden, da jedenfalls in einer Stellrichtung die Verstellung gegen die Wirkung des Antriebsdrehmoments erfolgen muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verstellung der relativen Phasenlage umlaufender Schwungstücke bei einem Unwucht-Schwingungserzeuger der eingangs definierten Art so auszubilden, daß eine leichtgängige Verstellung ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(d) die erste und die zweite Unwuchtwelle jeweils mit zugeordneten, drehzahlregelbaren Antriebsmitteln gekuppelt sind,
(e) integrierend wirkende Mittel vorgesehen sind, die auf Drehzahlunterschiede der Unwuchtwellen ansprechen und diese zu einer der relativen Phasenlage der beiden Unwuchtwellen entsprechenden Ausgangsgröße aufintegrieren,
(f) die Antriebsmittel von dieser Ausgangsgröße auf einem Rückführungsweg im Sinne einer Gegenkopplung zur Wiederherstellung der Drehzahlgleichheit ansteuerbar sind und
(g) die rückgeführte Ausgangsgröße durch eine in diesem Rückführungsweg liegende Stelleinrichtung mit einem Stellsignal additiv beaufschlagbar ist.

Es werden somit beide Unwuchtwellen parallel angetrieben, wobei die "integrierend wirkenden Mittel" die Antriebsmittel zunächst so steuern, daß Gleichheit der Drehzahlen gewährleistet ist. Soll eine Verstellung der Phasenlage der Schwungstücke vorgenommen werden, so wird durch die Stelleinrichtung im Rückführweg ein Stellsignal gegeben, das vorübergehend eine Ungleichheit der Drehzahlen der Unwuchtwellen bewirkt. Die integrierte Drehzahldifferenz bewirkt eine Veränderung der Phasenlage der Schwungstücke und eine entsprechende Ausgangsgröße. Diese Ausgangsgröße stellt über den Rückführungsweg die Drehzahlgleichheit bei einer veränderten Phasenlage wieder her. Die Schaltkräfte werden dabei von dem Antrieb aufgebracht und brauchen nicht wie bei den geschilderten bekannten Einrichtungen über die Stelleinrichtung vom Benutzer aufgebracht zu werden.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild und veranschaulicht das Prinzip der Verstelleinrichtung.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Kreisschwinger mit veränderbarer, resultierender Fliehkraft, bei dem beide Schwungstücke gleichsinnig über einen Riementrieb mit veränderbarem Übertragungsverhältnis antreibbar sind.
Fig. 3 zeigt einen Kreisschwinger ähnlich Fig. 2, bei dem beide Schwungstücke gleichsinnig durch hydraulische Antriebsmotore angetrieben werden und über ein Gewinde als Differentialgetriebe miteinander mechanisch gekuppelt sind.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Stelleinrichtung bei der Verstelleinrichtung nach Fig. 3.
Fig. 5 ist eine zugehörige Endansicht.
Fig. 6 zeigt im einzelnen den Leistungsverteiler bei der Verstelleinrichtung nach Fig. 3.
Fig. 7 zeigt schematisch einen Richtschwinger mit zwei um zueinander parallele Achsen gegensinnig umlaufenden Schwungstücken, die über ein Paar von miteinander in Eingriff befindlichen Zahnrädern angetrieben sind, welche mit je einem Zahnrad auf der Unwuchtwelle in Eingriff und auf einer verstellbaren Schwinge gelagert sind, welche ihrerseits durch um die Umlaufachsen der Schwungstücke verschwenkbare Lenker geführt ist.
Fig. 8 a bis c zeigen schematisch die verschiedenen Stellungen des Differentialgetriebes und der Schwungstücke.
Fig. 9 zeigt eine zugehörige Draufsicht.
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht eines nach Art von Fig. 7 aufgebauten Richtschwingers, bei welchem jedoch die Schwungstücke nach Art von Fig. 3 durch hydraulische Antriebsmotore angetrieben werden.
Fig. 11 zeigt einen Kreisschwinger, bei welchem zwei um eine gemeinsame Umlaufachse umlaufende Schwungstücke über ein Differentialgetriebe miteinander gekuppelt sind und über Antriebsmittel ähnlich Fig. 2 angetrieben werden.
Fig. 12 zeigt einen Kreisschwinger ähnlich Fig. 11, bei welchem die Schwungstücke durch hydraulische Antriebsmotore angetrieben werden.

In dem Blockschaltbild von Fig. 1 sind t 10 und 12 zwei Schwungstücke bezeichnet, die mit Unwuchtwellen 14 bzw. 16 umlaufen. Das Schwungstück 10 ist durch regelbare Antriebsmittel 18 antreibbar. Das Schwungstück 12 ist durch regelbare Antriebsmittel 20 antreibbar. Die Drehzahlen der Schwungstücke 10 und 12 sind ω₁ bzw. ω₂, wie durch die Blöcke 22 bzw. 24 angedeutet ist. Integrierend wirkende Mittel 26 sprechen auf den Drehzahlunterschied ω₁- ω₂ der Unwuchtwellen 14 und 16 an, der durch Block 28 dargestellt ist. Die integrierend wirkenden Mittel 26 integrieren die Drehzahlunterschiede ω₁- ω₂ mit einer Integrationskonstanten ϕ_o , dargestellt durch Block 30, zu einer Ausgangsgröße ϕ auf, die der relativen Phasenlage der beiden Unwuchtwellen 14,16 entspricht. Die Antriebsmittel 18,20 sind von dieser Ausgangsgröße ϕ auf einem Rückführungsweg 32 mit einem gegensinnig auf die Antriebsmittel 18 und 20 wirkenden Leistungsverteiler 34 im Sinne einer Gegenkopplung zur Wiederherstellung der Drehzahlgleichheit ansteuerbar. Das ist ein geschlossener Regelkreis. Die rückgeführte Ausgangsgröße 9ist durch eine in diesem Rückführungsweg 32 liegende Stelleinrichtung 36 mit einem Stellsignal Δϕ, dargestellt durch Block 38 additiv beaufschlagbar.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Verstelleinrichtung ist wie folgt:

Der geschlossene Regelkreis hält zunächst die beiden Schwungstücke 10 und 12 auf gleicher Drehzahl bei definierter gegenseitiger Phasenlage. Soll die gegenseitige Phasenlage der Schwungstücke 10,12 verändert werden, wird ein StellsignalA-fdurch die Stelleinrichtung 36 aufgeschaltet. Dieses StellsignalΔϕ ruft eine Drehzahldifferenz ω₁- ω₂ hervor, die zu einer Ausgangsgröße aufintegriert wird und dabei eine entsprechende Phasenverschiebung hervorruft. Die Ausgangsgröße macht die Drehzahldifferenz durch Rückstellung des Leistungsverteilers 34 wieder zu null.

Die Verstelleinrichtung könnte mit elektrischen oder elektronischen Meß- und Regelmitteln aufgebaut werden. Nachstehend sind einige mechanische und mechanischhydraulische Lösungen beschrieben.
Fig. 2 zeigt einen als Kreisschwinger mit zwei gleichsinnig um eine gemeinsame Achse 40 umlaufenden Schwungstücken 42,44 ausgebildeten Unwuchtrüttler. Das Schwungstück 42 sitzt auf einer Welle 46. Mit der Welle 46 ist ein Zahnrad 48 verkeilt. Das Zahnrad 48 ist mit einem Zahnrad 50 in Eingriff, das mit noch zu beschreibenden Antriebsmitteln in Antriebsverbindung steht. Das Schwungstück 44, welches das Schwungstück 42 halbschalenförmig umgibt, ist mit Naben 56,58 auf der Welle 46 drehbar gelagert. Die Naben 56,58 bilden die Unwuchtwelle des Schwungstücks 44. Die Nabe 58 ist mit einem Zahnrad 60 verbunden, das mit einem Zahnrad 62 in Eingriff ist. Das Zahnrad 62 ist mit ebenfalls noch zu beschreibenden Antriebsmitteln in Antriebsverbindung. Die Nabe 56 ist mit einer ebenfalls die Welle 46 umgebenden Stellhülse 68 verbunden. Die Stellhülse 68 weist auf ihrer Innenfläche eine Innengewinde 70 auf. In das Innengewinde 70 greift in ein an der Welle 46 angebrachtes Gewinde 72 ein. Die Stellhülse 68 ist in einem Lager 74 drehbar gelagert. Auf der rechten Seite ist die Welle 46 in einem Lager 76 gelagert. Die Welle 46 ist axial begrenzt beweglich. Einer Relativverdrehung zwischen den Schwungstücken 42,44 ist durch das Innengewinde 70 und das Gewinde 72 eine Axialbewegung der Welle 46 zugeordnet. In einer Endstellung sind die beiden Schwungstücke gleichgerichtet, erzeugen also maximale Fliehkraft. In der anderen Endstellung sind die beiden Schwungstücke einander entgegengerichtet oder um 180⁰ gegeneinander versetzt, so daß sie eine minimale Fliehkraft erzeugen.
Die Antriebsmittel enthalten eine erste Riemenscheibe 78, die über eine Welle 80 mit dem Zahnrad 62 verbunden ist, und eine zweite Riemenscheibe 82, die über eine Welle 84 mit dem Zahnrad 50 verbunden ist. Die Riemenscheibe 82 ist geteilt und besteht aus einer achsfesten Scheibenhälfte 86, die fest auf der Welle 84 sitzt, und einer axial verschiebbaren Scheibenhälfte 88. Die axial verschiebbare Scheibenhälfte 88 wird durch eine Druckfeder 90, die sich an einem Bund 92 der Welle abstützt, in Richtung auf die Scheibenhälfte 86 gedrückt. Die beiden Wellen 80 und 84 sind über einen Riemen miteinander gekuppelt und werden in nicht näher dargestellter Weise angetrieben. Bei einer axialen Bewegung der Scheibenhälfte 88 verändert sich das Drehzahlverhältnis der beiden Wellen, weil sich der Durchmesser ändert, mit dem der Riemen an den Scheibenhälften 86 und 88 der Riemenscheibe 82 anliegt. Dadurch kann eine Drehzahldifferenz zwischen den Wellen 80 und 84 hervorgerufen werden.
Die Verstellung der Scheibenhälfte 88 erfolgt mittels einer Stelleinrichtung 90, die in Fig. 4 und 5 im einzelnen dargestellt ist.
Die Stelleinrichtung 90 enthält einen verstellbaren ersten Teil 92 und einen in ähnlicher Weise wie der erste Teil verstellbaren zweiten Teil 94 sowie einen auf Verstellung des ersten Teils 92 gegenüber dem zweiten Teil 94 ansprechenden Fühler 96. Der erste Teil 92 ist ein um eine Schwenkachse 98 verschwenkbarer Rahmen. Der zweite Teil 94 ist ein um die gleiche Schwenkachse 98 verschwenkbarer doppelarmiger Hebel. Der Rahmen 92 trägt einen Stellhebel 100 zur manuellen Betätigung der Stelleinrichtung 90. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Fühler 96 ein Stellzug (Bowdenzug), dessen Mantel 96a mit dem einen Teil, hier dem Rahmen 92,und dessen Seele 96b mit dem anderen Teil, hier dem doppelarmigen Hebel 94,verbunden ist. Der Mantel 96a des Stellzugs 96 ist am anderen Ende mit der Welle 84 drehbar verbunden, während die Seele 96b an der Scheibenhälfte 88 angreift. Durch Verstellung des Rahmens 92 gegenüber dem Hebel 94 kann daher die Scheibenhälfte 88 gegenüber der Welle 84 bewegt werden. Übertragungsmittel 102 sind ebenfalls von einem Stellzug gebildet, dessen Mantel 102a an seinen beiden Enden gerätefest festgehalten ist und dessen Seele 102b einerseits an dem die relative Phasenlage der Unwucht bestimmenden Ausgangsglied, d.h. an der Welle 46, und andererseits an dem zweiten Teil der Stelleinrichtung 90, d.h. dem doppelarmigen Hebel 94 angebracht ist. Der den Fühler bildende Stellzug 96 greift an einem Arm 104 des doppelarmigen Hebels 94 an. Der die Übertragungsmittel bildende Stellzug 102 greift an dem anderen Arm 106 des doppelarmigen Hebels an.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Wenn der Rahmen 92 der Stelleinrichtung 90 mittels des Stellhebels 100 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 98 verschwenkt wird, dann wird die Seele 96b des Stellzugs 96, die an dem Arm 104 des doppelarmigen Hebels 94 befestigt ist, relativ zu dem Mantel 96a nach links in Fig. 2 bewegt. Dementsprechend wird die Scheibenhälfte 88 mit der Seele 96b relativ zu der Welle 84 nach rechts in Fig. 2 bewegt. Die Scheibenhälften 86 und 88 bewegen sich dadurch auseinander, und der Durchmesser mit dem der Riemen an der Riemenscheibe 82 anliegt wird vermindert. Die Welle 84 und damit die Unwuchtwelle 46 laufen schneller als die Welle 80 und die Unwuchtwelle 56,58. Dadurch läuft das Schwungstück 42 gegenüber dem Schwungstück 44 vor. Es verändert sich die Phasenlage der Schwungstücke 42 und 44 zueinander nach Maßgabe des Zeitintegrals der Drehzahldifferenz. Die Relativverdrehung der Schwungstücke 42 und 44 bewirkt eine Verdrehung der Unwuchtwelle 46 mit dem Gewinde 72 gegenüber der mit Innengewinde 70 versehenen Hülse 68. Dadurch wird die Welle 46 nach links in Fig. 2 bewegt. Die Seele 102b des Stellzugs 102 bewegt sich relativ zu dem Mantel 102a nach links. Dadurch wird der doppelarmige Hebel 94 im Uhrzeigersinn verschwenkt, also dem Rahmen 92 nachgeführt. Über den Stellzug 96 wird so die Scheibenhälfte 88 relativ zu der Welle 84 wieder nach links in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt und die Drehzahlgleichheit wiederhergestellt.

Der Stellzug 96 ist mit V- oder S-Schlag so geführt, daß bei einer Kraft auf den Mantel 96a am linken Ende in Richtung der Seele 96b der Mantel sich mindestens in einem Teilbereich seiner Länge quer zur Achse bewegen kann.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 stimmt im Grundaufbau mit der Ausführungsform nach Fig. 2 überein. Entsprechende Teile sind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 2. Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich durch die Antriebsmittel. In Fig. 3 ist ein hydraulischer Antrieb vorgesehen.
Die beiden Schwungstücke 42 und 44 werden getrennt über die hydraulischen Antriebsmotore 108 bzw. 110 angetrieben. Die hydraulischen Antriebsmotore 108 und 110 erhalten einen Druckflüssigkeitsstrom von einer Pumpe 112, der über einen Mengenteiler 114 auf die beiden Antriebsmotore 108 und 110 verteilt wird. Der Mengenteiler 114 ist von der Stelleinrichtung 90 gesteuert. Dadurch verändert eine Verstellung der Stelleinrichtung 90 die Verteilung des Ölstroms von der Pumpe 112 auf die beiden Antriebsmotore 108 und 110, so daß der eine Antriebsmotor langsamer und der andere schneller läuft. Diese Drehzahldifferenz bewirkt eine Veränderung des Winkels zwischen den Schwungstücken 42 und 44. Diese Veränderung führt über das Gewinde 72 zu einer Axialbewegung der Welle 46, die über die als Rückführung wirkenden Übertragungsmittel 102 auf die Stelleinrichtung zurückgeführt wird und eine Rückstellung des Mengenteilers 114 in die Stellung bewirkt, in welcher der ölstrom von der Pumpe 112 gleichmäßig auf die beiden hydraulischen Antriebsmotore 108 und 110 übertragen wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform enthält der Mengenteiler 114 ein Schiebergehäuse 116, in welchem ein Schieber 118 geführt ist. Druckfedern 120 und 122 suchen den Schieber 118 in einer Mittellage zu zentrieren. Der Schieber ist mittels einer Kolbenstange 124 verstellbar, die an einem Ende aus dem Schiebergehäuse 116 herausgeführt ist. In dem Schiebergehäuse 116 sind zwei Paare von diametral einander gegenüberliegenden Anschlüssen 126,128 und 130,132 in axialem Abstand von einander vorgesehen. Die Anschlüsse 126 und 130 sind parallel mit der Pumpe 112 verbunden. Der Anschluß 128 steht mit dem hydraulischen Antriebsmotor 108 in Verbindung und der Anschluß 132 mit dem hydraulischen Antriebsmotor 110. Der Schieber 118 weist zwei Querbohrungen 134 und 136 auf, die in der dargestellten Mittelstellung des Schiebers 118 gegensinnig exzentrisch zu den Anschlüssen 128 bzw. 132 liegen. Bei einer Bewegung des Schiebers 118 nach rechts in Fig. 3 wird der Anschluß 128 durch die Querbohrung 134 weiter freigegeben, während der Anschluß 132 durch die Querbohrung 136 weiter abgedeckt wird. Bei einer Bewegung des Schiebers 118 nach links in Fig. 3 und 6 ist es gerade umgekehrt. Durch die Bewegung des Schiebers 118 wird somit die Verteilung des Ölstroms von der Pumpe 112 auf die hydraulischen Antriebsmotore 108 und 110 verändert. In der Mittelstellung erhalten beide Antriebsmotore 108 und 110 gleiche Druckölströme, so daß sie mit der gleichen Drehzahl umlaufen.
Fig. 7,8 und 9 zeigen einen als Richtschwinger ausgebildeten Schwingungserzeuger.
Der Schwingungserzeuger besitzt zwei Schwungstücke 138 und 140, die um zueinander parallele Achsen 142 bzw. 144 umlaufen. Die Schwungstücke sind mit ihren Wellen 146,148 in Lagern 150,152 bzw. 154,156 gelagert. Auf der Welle 146 sitzt ein Zahnrad 158 und auf der Welle 148 sitzt ein Zahnrad 160. Ein Lenker 162 ist mit Lagern 164,166 beiderseits des Zahnrads 158 auf der Welle 146 gelagert. Ein Lenker 168 ist mit Lagern 170 und 172 beiderseits des Zahnrads 160 auf der Welle 148 gelagert. An den Lenkern 162 und 168 ist in ähnlicher, nicht dargestellter Weise eine Schwinge 174 (Fig. 7) angelenkt. Die Lenker 162 und 168 sind zueinander parallel und gleich lang. In der Schwinge 174 sind Zahnräder 176 und 178 gelagert. Die Zahnräder sind um die gleichen Achsen 180 bzw. 182 drehbar, um die die Lenker 162 und 168 an der Schwinge 174 angelenkt sind. Die Zahnräder 176 und 178 sind miteinander in Eingriff. Das Zahnrad 176 ist außerdem in Eingriff mit dem Zahnrad 158, und das Zahnrad 178 ist in Eingriff mit dem Zahnrad 160. Die Zahnräder 158 und 160 haben gleiche Durchmesser, die kleiner sind als die ebenfalls gleichen Durchmesser der Zahnräder 176 und 178, so daß die Zahnräder 158 und 160 nicht miteinander in Eingriff sind.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, verändert sich bei einer Verschiebung der Schwinge nach rechts oder links aus der in Fig. 8a dargestellten Mittellage heraus die relative Phasenlage der gegensinnig umlaufenden Schwungstücke und damit die Ebene der Schwingungen der resultierenden Fliehkraft. Bei üblichen Schwingungserzeugern dieser Art wird der Antrieb über eines der Zahnräder der Schwinge 174, zum Beispiel Zahnrad 176, eingeleitet. Die Verstellung der Schwingungsrichtung erfolgt dadurch, daß über Übertragungsmittel zwischen einer Stelleinrichtung und der Schwinge 174 die Schwinge in der Fig. 8 dargestellten Weise bewegt wird. Hierbei muß aber bei einer Verstelleinrichtung das Antriebsdrehmoment überwunden werden, weshalb die Verstellung in dieser Richtung eine unerwünscht große Stellkraft erfordert.
Aus diesem Grund sind für die Unwuchtwellen 146 und 148 parallel wirksame Antriebsmittel 180 und 182 vorgesehen, deren Drehzahlen durch eine Stelleinrichtung 184 gegeneinander veränderbar sind. Die Antriebsmittel 180 und 182 für die beiden Unwuchtwellen 146 und 148 und die Stelleinrichtung 184 sind bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 9 im wesentlichen genau so mit Riemenscheiben 186 und 188 aufgebaut wie die Antriebsmittel mit den Riemenscheiben 78 und 82 und die Stelleinrichtung 90 von Fig. 2. Die Stelleinrichtung 184 ist mit den Antriebsmitteln 180 über einen Stellzug 190 verbunden. Ein Stellzug 192, ähnlich dem Stellzug 102 von Fig. 2 verbindet die als "Ausgangsglied" wirkende Schwinge 174 mit der Stelleinrichtung 184.
Fig. 10 zeigt einen Richtschwinger ähnlich Fig. 9. Entsprechende Teile sind in Fig. 10 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 9. Die Antriebsmittel sind hier ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 von hydraulischer Antriebsmotoren 194,196 gebildet. Die Antriebsmotore 194 und 196 sind über Kupplungen 198 bzw. 200 unmittelbar mit den Unwuchtwellen 146 bzw. 148 verbunden. Die Antriebsmotoren 194 und 196 werden wie bei der Ausführung nach Fig. 3 von einer Pumpe 202 über einen Mengenteiler 204 nach Art von Fig. 6 mit Ölströmen gespeist. Durch Verstellung des Mengenteilers 204 kann die Verteilung des Öls auf die beiden Antriebsmotore 194 und 196 verändert werden. Der Mengenteiler 204 ist ähnlich wie in Fig. 3 über einen Stellzug 190 mit einer Stelleinrichtung 184 nach Art von Fig. 4 und 5 verbunden. Ein Stellzug 192 (entsprechend Stellzug 102 von Fig. 3) verbindet die als Ausgangsglied dienende, in Fig. 10 nicht dargestellte, Schwinge mit der Stelleinrichtung 184.
In Fig. 11 ist ein als Kreisschwinger ausgebildeter Schwingungserzeuger dargestellt. Dieser enthält, ähnlich wie der Kreisschwinger von Fig. 2 ein Schwungstück 212, das mit einer Welle 214 verbunden ist, und ein Schwungstück 216, das mit Naben 218,220 auf der Welle 214 gelagert ist. Die Nabe 218 ist mit einem Zahnrad 222 verbunden, das mit einem Zahnrad 224 in Eingriff ist.
Das Zahnrad 224 und die Welle 214 sind mit noch zu beschreibenden Antriebsmitteln verbunden.
Die Welle 214 und damit das Schwungstück 212 sind mit dem Schwungstück 216 über ein Differentialgetriebe 226 gekuppelt.
Das Differentialgetriebe 226 enthält ein erstes, als Kegelrad ausgebildetes Tellerrad 228 das mit der Nabe 218 des Schwungstücks 216 verbunden ist, und ein zweites Tellerrad 230, das mit der Welle 214 verkeilt ist. Ein als Kegelrad ausgebildetes Ausgleichsrad 232 ist mit einer Welle 234 in einem Käfig 236 gelagert. Die Achse der Welle 234 ist dabei senkrecht zur Achse der Welle 214. Das Ausgleichsrad 232 ist in üblicher Weise mit den Tellerrädern 228 und 230 in Eingriff. Auf der Welle 234 sitzt ein Ritzel 238, das mit einer in dem Käfig 236 längs verschiebbar geführten Zahnleiste 240 in Eingriff ist. Die Zahnleiste 240 ist aus dem Käfig 236 herausgeführt und weist ein abgewinkeltes Ende 242 auf. In dem abgewinkelten Ende 242 ist eine zu der Welle 214 gleichachsige Bohrung 244 vorgesehen, in welcher ein Zapfen 246 sitzt. Der Zapfen 246 mit dem abgewinkelten Ende 242 und der Zahnleiste 240 bilden das Ausgangsglied des Differentialgetriebes 226,dessen Stellung die relative Phasenlage der Schwungstücke 212 und 216 bestimmt.
Die Antriebsmittel sind bei der Ausführungsform nach Fig. 11 in der gleichen Weise aufgebaut, wie bei der Ausführung nach Fig. 2. Sie enthalten eine verstellbare Riemenscheibe 248 auf der Welle 214 und eine Riemenscheibe 250 auf einer mit dem Zahnrad 224 verbundenen Welle 252. Die Riemenscheibe 248 ist von einer Stelleinrichtung 254 nach Art von Fig. 4 und 5 über einen Stellzug 256 verstellbar. Der Zapfen 246 des Ausgangsglieds ist über einen Stellzug 258 mit der Stelleinrichtung 254 verbunden.
Die Ausführungsform nach Fig. 12 ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform nach Fig. 11. Entsprechende Teile sind in Fig. 12 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 11.
In Fig. 12 sind jedoch wie in Fig. 3 die Antriebsmittel von hydraulischen Antriebsmotoren 260,262 gebildet, die über Kupplungen 264 bzw. 266 mit dem Zahnrad 224 bzw. der Welle 214 gekuppelt sind und von einer Pumpe 268 über einen Mengenteiler 270 nach Art von Fig. 6 gespeist werden. Der Mengenteiler 270 ist von einer Stelleinrichtung 254 über einen Stellzug 256 steuerbar. Über einen als Übertragungsmittel dienenden Stellzug 258 ist der Zapfen 246 des Differentialgetriebes 226 mit der Stelleinrichtung 254 verbunden.
Durch Verstellung der Stelleinrichtung 254 wird über den Mengenteiler 270 die Verteilung des von der Pumpe 268 gelieferten Ölstroms auf die beiden hydraulischen Antriebsmotore 260 und 262 verändert. Dadurch eilt das eine der Schwungstücke 214,216 dem anderen vor. Das bewirkt über die Tellerräder 228,230 eine Verdrehung des Ausgleichsrads 232, wodurch über das Ritzel 238 und die Zahnleiste 240 der Zapfen 246 verstellt wird. Diese Stellbewegung führt über den Stellzug 258 den doppelarmigen Hebel dem Rahmen der Stelleinrichtung 254 nach und führt damit den Mengenteiler 270 wieder in die Mittelstellung zurück. Durch die Drehung der Schwungstücke 214 und 216 zueinander wird die Größe der resultierenden Unwucht verändert.

Claims

1. Verstelleinrichtung für Unwucht-Schwingungserzeuger zur Verstellung der relativen Phasenlage umlaufender Schwungstücke, bei welcher

(a) ein erstes Schwungstück (10) mit einer ersten Unwuchtwelle (14) umläuft,

(b) ein zweites Schwungstück (12) mit einer zweiten Unwuchtwelle (16) umläuft,

(c) die erste Unwuchtwelle (14) mit zugeordneten Antriebsmitteln (18) gekuppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

(d) die erste und die zweite Unwuchtwelle (14,16) jeweils mit zugeordneten, drehzahlregelbaren Antriebsmitteln (18,20) gekuppelt sind,

(e) integrierend wirkende Mittel (26) vorgesehen sind, die auf Drehzahlunterschiede ( (ω₁ - ω₂) der Unwuchtwellen (14,16) ansprechen und diese zu einer der relativen Phasenlage der beiden Unwuchtwellen (14,16) entsprechenden Ausgangsgröße ( T) aufintegrieren,

(f) die Antriebsmittel von dieser Ausgangsgröße ( 9) auf einem Rückführungsweg (32) im Sinne einer Gegenkopplung zur Wiederherstellung der Drehzahlgleichheit ansteuerbar sind und

(g) die rückgeführte Ausgangsgröße (ϕ) durch eine in diesem Rückführungsweg (32) liegende Stelleinrichtung (36) mit einem Stellsignal (Δϕ) additiv beaufschlagbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die integrierend wirkenden Mittel von einem mit den beiden Unwuchtwellen (46,56,58;146,148; 214,218,220) gekuppelten, formschlüssigen Differentialgetriebe (68,72;,158,160,162,168, 176,178,174;226) gebildet sind, das ein Ausgangsglied (46;174;246) aufweist, dessen Stellung durch die relative Phasenlage der Unwuchtwellen bestimmt ist und die besagte Ausgangsgröße bildet, und

(b) der Rückführungsweg mechanische Übertragungsmittel (102;192;210;258,276) zwischen dem Ausgangsglied des Differentialgetriebes und der Stelleinrichtung (90,184;208;254;272) enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Stelleinrichtung (90;184;210;254)

(a₁) einen verstellbaren ersten Teil (92)

(a₂) einen in ähnlicher Weise wie der erste Teil (92) verstellbaren zweiten Teil (94) und

(a₃) einen auf Verstellung des ersten Teils (92) gegenüber dem zweiten Teil (94) ansprechenden Fühler (96;190;256)

enthält,

(b) die Antriebsmittel durch den Fühler verstellbar sind und

(c) die Übertragungsmittel (102;192;258) an dem zweiten Teil (94) im Sinne einer Nachführung des zweiten Teils (94) nach dem ersten angreifen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der erste Teil (92) ein um eine Schwenkachse (98) verschwenkbarer Rahmen und

(b) der zweite Teil (94) eine um die gleiche Schwenkachse verschwenkbarer, doppelarmiger Hebel ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (92) einen Stellhebel (100) zur manuellen Betätigung der Stelleinrichtung (90) trägt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (96,190,256) ein Stellzug ist, dessen Mantel mit dem einen Teil (92) und dessen Seele mit dem anderen Teil (94) verbunden ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel (102;192;358) von einem Stellzug gebildet sind, dessen Mantel an seinen beiden Enden gerätefest gehalten ist und dessen Seele einerseits an dem die relative Phasenlage der Unwuchten bestimmenden Ausgangsglied (46;174;246) des Differentialgetriebes und andererseits an dem zweiten Teil (94) der Stelleinrichtung (90;184;254) angebracht ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den Fühler bildenden Stellzug an dem einen Arm (104) des doppelarmigen Hebels (94) angreifen und der die Übertragungsmittel (102) bildende Stellzug an dem anderen Arm (106) des doppelarmigen Hebels (94) angreift.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Antriebsmittel zwei Antriebsmotore (108, 110;194,196;176,178;260,262) aufweisen, die mit je einem der Schwungstücke (42,44;138,140; 214,216) in Antriebsverbindung sind,

(b) durch die Stelleinrichtung (90,184,254) ein Leistungsverteiler (114;190;270) verstellbar ist, der die Verteilung der Antriebsleistung auf die beiden Antriebsmotore bestimmt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Antriebsmotore Hydraulikmotore sind, die von einem Druckölstrom gespeist werden, welcher von einer durch eine Kraftmaschine angetriebenen Pumpe (112,190;268) geliefert wird,

(b) der Leistungsverteiler (114;190;270) ein hydraulischer Mengenteiler ist, der in einer Ruhestellung gleich Druckölströme auf beide Hydraulikmotore gibt und bei Auslenkung aus dieser Ruhestellung den Druckölstrom zu dem einen Hydraulikmotor vergrößert und zu dem anderen vermindert oder umgekehrt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Antriebsmittel für wenigstens ein Schwungstück, ein stufenlos verstellbares Getriebe (82,186) enthalten, über das das betreffende Schwungstück antreibbar ist und

(b) das Drehzahlübertragungsverhältnis des Getriebes (82,186) von einem mittleren Wert, bei welchem die Drehzahlen beider Schwungstücke gleich sind, nach oben und nach unten veränderbar ist.

12. Einrichtungen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (82,186) ein Riementrieb ist, dessen Riemenscheibe aus je zwei konischen Hälften bestehen, die zur Änderung des Drehzahlübertragungsverhältnisses axial gegeneinander verstellbar sind.