SE526893C2 - Device for vibrating a roller - Google Patents

Abstract

The vibrator has three rotating weights in line. A broad center weight (3;5) gives twice the out-of-balance force as each narrow end weight (3;4,3;6). An inner quill shaft drives the center weight and a concentric hollow shaft drives the first end weight. A gear drive (7) turns the second end weight in phase with the first end weight. All three weights turn in the same direction and are driven via an epicyclic gearing system (9) by a drive motor (8). A setting motor (10) may turn gears to alter the relative phases of the end and center weights. The weights and drive system are accommodated inside a road roller (1).

Description

20 25 30 35 40 526 es; =-“" faktor när valsens packningsprestanda behöver ökas. Vid dessa tillfällen är det därför närliggande för fackmannen att försöka minska värmeutvecklingen genom att påverka dimensionema på eller dubblera lagringama. 20 25 30 35 40 526 es; = - "" factor when the packing performance of the roller needs to be increased. In these cases, it is therefore obvious to the person skilled in the art to try to reduce the heat generation by influencing the dimensions on or doubling the bearings.

I den intemationella patentansökan med publiceringsnummer WO03/O9794OAl beskrivs en anordning som syftar till att vibrera en vältvals med riktade vibrationer. Excenteraxeln är av denna anledning uppdelad i en fiämre och bakre enhet som är synkront sammankopplade av en växel och mot-roteras i förhållande till en mittenhet. På så vis erhålls en riktad vibrations rörelse som genom anordningen kan riktas mer eller mindre emot underlaget. Det finns därför, vid denna typ av anordningar för riktad vibrering, inget behov av att omställa excenteraxelns excentermoment. Uppdelningen i enheter av excenteraxeln är således orsakad av behovet av möjlighet till mot-rotation och riktbarhet. En tillkommande fördel med denna typ av uppdelning är att enheterna blir individuellt lagrade i vältvalsen. Påkänningarna blir på så vis fördelade på ett större antal lagringar än vid den tidigare beskrivna kända anordningen för cirkulära vibrationer. Härigenom finns också bättre förutsättningar för en ökning av vältvalsens packningsprestanda. Ändamålet med föreliggande uppfinning är, att enligt patentkraven erhålla en anordning för cirkulär vibrering av en vältvals, som övervinner den nämnda nackdelen ovan, angående värmeutveckling i lagringarna, genom att den, på ett innovativt sätt, innefattar den ovan nämnda tillkommande fördelen vid anordningen för riktade vibrationer. Planetväxeln i föreliggande uppfinning är därför utformad och kompletterad så att den kan driva och omställa en excenteraxel som är uppdelad i tre, i vältvalsen individuellt lagrade, enheter.The International Patent Application Publication No. WO03 / 09794OA1 discloses a device which aims to vibrate a roller with directional vibrations. The eccentric shaft is for this reason divided into a front and rear unit which are synchronously interconnected by a gear and counter-rotated relative to a center unit. In this way a directional vibration movement is obtained which through the device can be directed more or less towards the ground. Therefore, with this type of directional vibration device, there is no need to adjust the eccentric torque of the eccentric shaft. The division into units of the eccentric axis is thus caused by the need for the possibility of counter-rotation and directability. An additional advantage of this type of division is that the units are individually stored in the roller. The stresses are thus distributed over a larger number of bearings than with the previously described known device for circular vibrations. This also provides better conditions for an increase in the packing performance of the roller. The object of the present invention is to obtain according to the claims a device for circular vibration of a roller which overcomes the said disadvantage above, regarding heat generation in the bearings, in that it, in an innovative way, comprises the above-mentioned additional advantage of the device for directional vibrations. The planetary gear in the present invention is therefore designed and supplemented so that it can drive and adjust an eccentric shaft which is divided into three units, individually stored in the roller.

Uppfinningen kommer att närmare beskrivas med hjälp av bifogade figurer, där Figur 1 visar en vertikalsektion av en vältvals innefattande en anordning enligt uppfinningen. Figur 2 visar samma som figur l men efter det att anordningen påverkats till att omställa excenteraxeln. Figur 3 visar en förstorad vertikalsektion av anordningen. Figur 4 visar anordningen sedd från höger i en förstorad sektion.The invention will be described in more detail with the aid of the accompanying clocks, in which Figure 1 shows a vertical section of a roll roller comprising a device according to the invention. Figure 2 shows the same as figure 1 but after the device has been actuated to change the eccentric axis. Figure 3 shows an enlarged vertical section of the device. Figure 4 shows the device seen from the right in an enlarged section.

I Figur 1 visas en vibrationsbar vältvals l för en vibrationsvålt och en anordning 2 enligt uppfinningen. En i anordningen innefattad excenteraxel 3, med omställningsbart excentermoment, är lagrad i vältvalsens centrum.Figure 1 shows a vibrable roller 1 for a vibrating roller and a device 2 according to the invention. An eccentric shaft 3 included in the device, with adjustable eccentric torque, is mounted in the center of the roller.

Excenteraxeln 3 är uppdelad i och innefattar en fiämre enhet 4, en mittre enhet 5 och en bakre enhet 6. Den främre enheten 4 och den bakre enheten 6 är synkront sainrnankopplade med en växel 7. Den bakre enheten 6 kommer följaktligen att synkront följa den främre enhetens 4 rörelser. I det 10 15 20 25 30 35 40 526 892» 3 föredragna utföringsexemplet så innefattar växeln 7 ett antal kuggväxlar.The eccentric shaft 3 is divided into and comprises a front unit 4, a middle unit 5 and a rear unit 6. The front unit 4 and the rear unit 6 are synchronously connected to a gear 7. The rear unit 6 will consequently follow the front unit synchronously. the unit's 4 movements. In the preferred embodiment, the gear 7 comprises a number of gears.

Det är även möjligt att använda kedje- eller tandremsväxlar. Vältvalsen 1 vibreras genom att excenteraxelns 3 enheter 4,5,6 roteras, det vill säga drivs, med en gemensam rotationsriktning och med ett konstant varvtal av en drivmotor 8 via en planetväxel 9. Planetväxeln 9 är lagrat förbunden med vältvalsens 1 ena gavel och ska ges en elastisk törbindning med vibrationsvälten. Anordningar för framdrivning av vibrationsvälten, det vill säga för drivning av vältvalsen 1, arrangeras lämpligen i anslutning till vältvalsens 1 andra gavel. Excenteraxelns 3 excentermoment kan, när den roteras eller i stillestånd, omställas genom påverkan med en omställningsmotor 10 via planetväxeln 9. Excenteraxelns 3 främre enhet 4 påverkas vid omställningen till att vridas, runt rotationscentrumet 11 och relativt excenteraxelns mittre enhet 5, till olika vridningsförhållanden. Den bakre enheten 6 följer, som tidigare nämnts, den främre enhetens 4 rotation och vridningsrörelser.It is also possible to use chain or timing belt gears. The roll roller 1 is vibrated by rotating, i.e. driving, the units of the eccentric shaft 3, i.e. driven, with a common direction of rotation and with a constant speed of a drive motor 8 via a planetary gear 9. The planetary gear 9 is mounted connected to one end of the roller) 1 and is given an elastic dry bond with the vibrating roller. Devices for propelling the vibrating roller, i.e. for driving the roller 1, are suitably arranged in connection with the second end of the roller 1. The eccentric torque of the eccentric shaft 3, when rotated or at a standstill, can be adjusted by actuation with a changeover motor 10 via the planetary gear 9. The front unit 4 of the eccentric shaft 3 is actuated during the changeover to rotation, around the center of rotation 11 The rear unit 6 follows, as previously mentioned, the rotation and rotational movements of the front unit 4.

Den främre och bakre enheten 4,6 har individuella excentermoment som genom synkroniseringen samverkar till ett gemensamt maximalt excenterrnoment som är lika stort som mittre enhetens 5 excenterrnoment.The front and rear units 4, 6 have individual eccentric torques which, through the synchronization, co-operate into a common maximum eccentric torque which is equal to the eccentric torque of the central unit 5.

Genom omställningen till olika vridningsförhållanden ges excenteraxeln 3 ett omställningsbart totalt excenterrnoment. Excenteraxelns 3 enheter 4,5,6 är i figuren visade med ett vridningsförhållande som gör att deras individuella excentermoment samverkar. Detta vridningsförhållande gör att Vältvalsen 1 vibreras med en maximal nominell vibrationsamplitud.By converting to different rotational conditions, the eccentric shaft 3 is given a convertible total eccentric torque. The 3 units 4,5,6 of the eccentric shaft are shown in fi guren with a rotational ratio that causes their individual eccentric moments to cooperate. This rotation ratio causes the Roller Roller 1 to vibrate with a maximum nominal vibration amplitude.

Anordningen 2 kan påverkas till att omställa till ett oändligt antal vridningsförhållande motsvarande en steglös omställning av vältvalsens 1 nominella vibrationsamplitud.The device 2 can be actuated to adjust to an infinite number of rotational conditions corresponding to a stepless adjustment of the nominal vibration amplitude of the roll roller 1.

I Figur 2 är excenteraxelns 3 främre enhet 4 och mittre enhet 5 omställda till ett vridningsförhållande som gör att excenteraxelns 3 enheters 4,5,6 individuella excentermoment balanserar ut varandra. Detta vridningsförhållande gör att Vältvalsen 1 kan vibreras med minimal vibrationsamplitud eller att excenteraxeln 3 kan roteras utan att vibrationer genereras.In Figure 2, the front unit 4 and the central unit 5 of the eccentric shaft 3 are converted to a rotational ratio which causes the individual eccentric moments of the units of the eccentric shaft 3 4,5,6 to balance each other out. This rotational condition means that the roller 1 can be vibrated with minimal vibration amplitude or that the eccentric shaft 3 can be rotated without vibrations being generated.

Figur 3 visar anordningen 2 innefattande excenteraxeln 3, uppdelad i en främre, mittre och bakre enhet 4,5,6, växeln 7, drivmotom 8, planetväxeln 9 och omställningsmotom 10. Eftersom krafidistributionen på en vibrationsvält oftast sker hydrauliskt så är hydrauliskt drivna motorer att föredra, men även elektriskt eller pneumatiskt drivna motorer går att använda. Motorer som erfordrar anordningar för varvtalsanpassning eller liknande, som till exempel reduktionsväxlar eller remtransmissioner, omfattas ändå uttryckligen av patentkraven. 10 15 20 25 30 35 40 o o o c oo 526 89; Drivmotom 8 är förbunden med planetväxeln 9 och påverkas till att rotera ett inre solhjul 12 i form av ett kugghjul. Det inre solhjulet 12 är, via en inre drivaxel 13, förbundet med excenteraxelns 3 mittre enhet 5. Åtminstone ett, men allra helst tre inre planethjul 14, i förrn av kugghjul, är i ingrepp med och roteras följaktligen av det inre solhjulet 12. De inre planethjulen 14 är lagrat anordnade på axlar innefattade i och förbundna med en planethållare 16. Det inre planethjulen 14 är även i ingrep med en invändig kuggkrans på en inre kuggring 15. Planethållaren 16 är lagrat anordnad i ett växelhus 17 och påverkas av de inre planethjulen 14 till rotation kring rotationscentrumet 1 1. Åtminstone ett, men allra helst tre yttre planethjul 18, i form av kugghjul, är lagrat anordnade på axlar innefattade i och förbundna med planethållaren 16. De yttre planethjulen 18 är i ingrepp med en invändig kuggkrans på en yttre kuggring 19 och i ingrepp med ett yttre solhjul 20. Planethållarens 16 rotation kommer följaktligen att påverka det yttre solhjulet 20 till att rotera synkront med det inre solhjulet 12. Det yttre solhjulet 20 är, via en yttre drivaxel 21, förbundet med excenteraxelns 3 främre enhet 4. Det ovan förespråkade valet av tre planethjul anordnade runt respektive solhjul, ger en fördelaktig självcentrering av solhjulen. Anordningen 2 kan på detta sätt användas till att påverka driftrotationen av excenteraxelns 3 enheter 4,5,6 det vill säga driften av excenteraxeln 3.Figure 3 shows the device 2 comprising the eccentric shaft 3, divided into a front, middle and rear unit 4,5,6, the gear 7, the drive motor 8, the planetary gear 9 and the changeover motor 10. Since the demand distribution on a vibrating roller usually takes place hydraulically, hydraulically driven motors are preferred, but also electrically or pneumatically driven motors can be used. Engines requiring speed adjusting devices or the like, such as reduction gears or belt transmissions, are nevertheless expressly covered by the claims. 10 15 20 25 30 35 40 o o o c oo 526 89; The drive motor 8 is connected to the planetary gear 9 and is actuated to rotate an inner sun gear 12 in the form of a gear. The inner sun gear 12 is, via an inner drive shaft 13, connected to the central unit 5 of the eccentric shaft 3. At least one, but most preferably three inner planet wheels 14, in front of the gears, engage and are consequently rotated by the inner sun gear 12. The the inner planet gears 14 are mounted on shafts included in and connected to a planet carrier 16. The inner planet gears 14 are also engaged with an internal gear ring on an inner gear ring 15. The planet carrier 16 is mounted arranged in a gear housing 17 and is actuated by the inner planet gears. 14 to rotation about the center of rotation 1 1. At least one, but most preferably three outer planet gears 18, in the form of gears, are mounted on shafts included in and connected to the planet carrier 16. The outer planet gears 18 are engaged with an internal gear ring on a outer gear ring 19 and in engagement with an outer sun gear 20. The rotation of the planet holder 16 will consequently cause the outer sun gear 20 to rotate synchronously with the inner sun gear 12. The outer sun gear 20 is, via an outer drive shaft 21, connected to the front unit 4 of the eccentric shaft 3. The device 2 can be used in this way to influence the operating rotation of the units 4,5,6,6 of the eccentric shaft 3, i.e. the operation of the eccentric shaft 3.

Den yttre kuggringen 19 är utvändigt förbunden med växelhuset 17 genom att den integrerats i detta. De är även möjligt att utforma kuggringen som en enskild detalj. Den inre kuggringen 15 är utvändigt vridbart anordnad i växelhuset 17 genom en lagrad förbindning. Omställningsmotorn 10 kan, via en transmission 22, påverkas till att vrida den inre kuggringen 15 runt rotationscentrumet 11 och relativt den yttre kuggringen 19. Vridningen kommer följaktligen att påverka vridningsförhållandet mellan excenteraxelns 3 främre enhet 4 och mittre enhet 5. Anordningen 3 kan på detta vis påverkas till att omställa excenteraxelns 3 excentermoment under driften av denna.The outer gear ring 19 is externally connected to the gear housing 17 by being integrated therein. They are also possible to design the tooth ring as an individual detail. The inner gear ring 15 is externally rotatably arranged in the gear housing 17 through a mounted connection. The changeover motor 10 can, via a transmission 22, be actuated to rotate the inner gear ring 15 around the center of rotation 11 and relative to the outer gear ring 19. The rotation will consequently affect the rotation ratio between the front unit 4 and the central unit 5 of the eccentric shaft 3. is affected to adjust the eccentric torque of the eccentric shaft 3 during its operation.

Transmissionen 22 innefattar en kuggkrans, utvändigt anordnad på den inre kuggringen 15, och ett kuggdrev som är i ingrepp med kuggkransen och förbundet med omställningsmotorn 10. Det är även möjligt att använda en kuggrems- eller kjedjetransmission.The transmission 22 comprises a toothed ring, externally arranged on the inner toothed ring 15, and a gear which is engaged with the toothed ring and connected to the changeover motor 10. It is also possible to use a toothed belt or chain transmission.

Det är även möjligt att anordna den yttre kuggringen vridbar och låta omställningsmotom påverka denna istället.It is also possible to arrange the outer gear ring rotatably and let the adjustment motor affect it instead.

Varje excenteraxelenhet är individuellt lagrad i vältvalsen genom att lagringar 23 är placerade på ömse sidor om respektive enheters excentervikter 24. 10 15 20 25 30 35 40 ø o O Q nu 526 8935 Figur 4 visar anordningen 2 sedd från höger i en förstorad sektion.Each eccentric shaft unit is individually mounted in the roller by having bearings 23 placed on either side of the eccentric weights of the respective units 24. Figure 15 shows the device 2 seen from the right in an enlarged section.

Sektioneringen är gjord genom planethållaren 16 och planetväxelns 9 växelhus 17. Tre inre och tre yttre planethjul 14,18 är anordnade på planethållaren 16 med jämn delning runt rotationscentrumet 11. De tre inre planethjulen 14 i ingrepp med det inre solhjulet 12 och den inre kuggringen 15. Transmissionens 22 kuggdrev och kuggkrans är i ingrepp och kan påverkas till att vrida kuggringen 15.The sectioning is made through the planet holder 16 and the gear housing 17 of the planetary gear 9. Three inner and three outer planet gears 14, 18 are arranged on the planet holder 16 with even division around the center of rotation 11. The transmission gear and gear ring of the transmission 22 are engaged and can be actuated to rotate the gear ring 15.

En styrutrustning kan användas för att påverka anordningen 2.A control equipment can be used to actuate the device 2.

Styrutrustningen kan även avkänna det momentana läget i anordningens omställningsområde genom att från en fast punkt i växelhuset 17 övervaka en kuggpassage till antal och rörelseriktning. Med kuggpassage avses den passage av kuggar som kan iakttagas när transmissionens 22 kuggkrans vrids. Den allt igenom mekaniska överföringen av omställningsrörelser i anordningen säkerställer att kuggpassagen alltid återspeglar det verkliga momentana läget i omställningsområdet och därmed vältvalsens 1 aktuella nominella vibrationsamplitud.The control equipment can also sense the instantaneous position in the adjustment area of the device by monitoring a gear passage to number and direction of movement from a fixed point in the gear housing 17. Gear passage refers to the passage of teeth that can be observed when the gear 22 of the transmission 22 is rotated. The all-through mechanical transmission of adjustment movements in the device ensures that the tooth passage always reflects the actual instantaneous position in the adjustment area and thus the current nominal vibration amplitude of the roller 1.

Styrutrustningen kan vara elektronisk och i sitt enklaste utförande omvandla avlästa parametrar till information om valsens inställda vibrationsamplitud. Denna information kan redovisas för vältföraren som då också, via styrutrustningen, bör kunna ställa in önskad vibrationsamplitud. Styrutrustningen kan i ett mer avancerat utförande avkänna när ogynnsamma packningsförhållanden råder och med automatik ställa om till en lämpligare vibrationsamplitud.The control equipment can be electronic and in its simplest design convert read parameters into information about the set vibration amplitude of the roller. This information can be reported to the roller driver, who should then also, via the control equipment, be able to set the desired vibration amplitude. In a more advanced design, the control equipment can sense when unfavorable packing conditions prevail and automatically switch to a more suitable vibration amplitude.

De är uppenbart att anordningen i föreliggande uppfinning kan anpassas till att driva och omställa excenteraxlar med fler än tre excenteraxelenheter.It is obvious that the device in the present invention can be adapted to drive and adjust eccentric shafts with more than three eccentric shaft units.

Anpassningen kan göras genom att utöka antalet omställningsmotorer och gruppenheter av solhjul, planethjul och vridbara kuggringar i planetväxeln.The adjustment can be made by increasing the number of conversion motors and group units of sun gears, planet gears and rotatable gear rings in the planetary gear.

Anpassningen kan även göras genom att utöka växeln 7. Sådana anpassade anordningar omfattas ändå uttryckligen av föreliggande uppfinnings uppfinningstanke och ansökans patentkrav.The adaptation can also be made by extending the gear unit 7. Such adapted devices are nevertheless expressly covered by the present invention concept and the patent claims of the application.

Claims (3)

526 893 f z Patentkrav :526 893 f z Patent claims: 1. l. Anordning (2), för cirkulär vibrering av en vältvals (1), innefattande en excenteraxel (3) uppdelad i enheter, en planetväxel (9) för drifi av excenteraxe1n(3) och för omställning av dess excentermoment genom påverkan av vridningsfórhållandet mellan dess enheter, en drivmotor (8) för driften via planetväxeln (9), en omställningsmotor (10) fór omställningen via planetväxeln (9), k ä n n e t e c k n a d a v att excenteraxeln (3) innefattar en främre enhet (4), en mittre enhet (5) och en bakre enhet (6), att den innefattar en växel (7) för synkront sammankopplande av den främre och den bakre enheten (4,6) och av att omställningen av excentermomentet sker genom påverkan av vridningsfórhållandet mellan främre och mittre enheten (4,5).Device (2), for circular vibration of a roller (1), comprising an eccentric shaft (3) divided into units, a planetary gear (9) for driving the eccentric shaft (3) and for adjusting its eccentric torque by actuating the rotational relationship between its units, a drive motor (8) for operation via the planetary gear (9), a changeover motor (10) for the changeover via the planetary gear (9), characterized in that the eccentric shaft (3) comprises a front unit (4), a central unit (5) and a rear unit (6), that it comprises a gear (7) for synchronous interconnection of the front and the rear unit (4,6) and that the adjustment of the eccentric torque takes place by influencing the rotational ratio between the front and the central unit (4.5). 2. Anordning (2) enligt krav l, k ä n n e t e ckn a d a v att främre enheten (4), mittre enheten (5) och bakre enheten (6) är individuellt lagrade i vältvalsen (1).Device (2) according to claim 1, characterized in that the front unit (4), the middle unit (5) and the rear unit (6) are individually stored in the roller (1). 3. Anordning (2) enligt något av kraven 1-2, k ä n n e te c k n a d a v att planetväxeln (9) innefattar ett växelhus (17), en planethållaren (16) lagrat anordnad i växelhuset (17), åtminstone ett inre och åtminstone ett yttre planethjul (l4,l 8) lagrat anordnade på planethållaren (16), en yttre kuggring (19) utvändigt förbunden med växelhuset (17) och invändigt i ingrepp med de yttre planethjulen (18), en inre kuggring (15) utvändigt vridbart anordnad i växelhuset (17) och invändigt i ingrepp med de inre planethjulen (14), en med omställningsmotom (10) drivbar transmission (22) fór påverkan av den inre kuggringen (15) till en vridning relativt den yttre kuggringen (19), ett yttre solhjul (20) förbundet med excenteraxelns främre enhet (4) och i ingrepp med de yttre planethjulen (18) och ett inre solhjul (12) förbundet med excenteraxelns mittre enhet (5) samt med drivrnotom (8) och i ingrepp med de inre planethjulen (14).Device (2) according to any one of claims 1-2, characterized in that the planetary gear (9) comprises a gear housing (17), a planet holder (16) arranged arranged in the gear housing (17), at least one inner and at least one outer planet gears (14, 18) arranged mounted on the planet carrier (16), an outer gear ring (19) externally connected to the gear housing (17) and internally in engagement with the outer planet gears (18), an inner gear ring (15) externally rotatably arranged in the gear housing (17) and internally in engagement with the inner planet gears (14), a transmission (22) drivable by the changeover motor (10) for actuating the inner gear ring (15) to a rotation relative to the outer gear ring (19), an outer sun gear (20) connected to the front unit (4) of the eccentric shaft and in engagement with the outer planet wheels (18) and an inner sun wheel (12) connected to the center unit (5) of the eccentric shaft and to the drive nut (8) and in engagement with the inner planet wheels (14).