Vibrator, insbesondere Tauchvibrator Die Erfindung betrifft Vibratoren, insbesondere Tauchvibratoren, die eine grosse Ausgangsleistung, d. h. eine grosse Zentrifugalkraft und Vibrationsampli- tudebesitzen und einen Antriebsmotor mit einem Stator und einem Rotor sowie einen von diesem Motor an getriebenen Vibrationserzeuger umfassen, der um laufende Vibrationen einer Frequenz erzeugt, die der Drehzahl des Antriebsmotors direkt entspricht ;
der Vibrationserzeuger ist dabei mit dem Stator des An triebsmotors so verbunden, dass seine Vibration auf den Stator und über die Lager des Motors auch auf dessen Rotor übertragen werden.
Bei Vibratoren dieser Art, bei denen der An triebsmotor und der Vibrationserzeuger gewöhnlich in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind oder von einem gemeinsamen, mehr oder weniger frei vibrierenden Rahmen getragen werden, werden die Lager des Rotors des Antriebsmotors beträchtli chen Belastungen ausgesetzt, da der Rotor als vibra- tionsdämpfende Masse wirkt und ausserdem auf Grund seiner Drehung eine merkliche Kreiselwirkung ausübt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den vorgenannten Vibratoren, bei denen der Rotor, wie gesagt, nicht direkt den erzeugten Vibrationen ausgesetzt ist, die Belastung der Rotorlager zu ver ringern und gleichzeitig die Ausgangsleistung zu ver- grössern, indem die durch den Rotor verursachte Vibrationsdämpfung ausgeschaltet wird.
Bei einem erfindungsgemässen Vibrator wird der Rotor des Antriebsmotors durch eine Unwucht, die vorzugsweise durch auf seiner Welle angeordnete, gesondert verstellbare Exzentermassen erzeugt ist, in Vibrationen versetzt, die im wesentlichen synchron zu den vorn Vibrationserzeuger auf den Stator über tragenen Vibrationen sind. Der Rotor wird also in umlaufende Vibrationen versetzt, die im wesent- lichen mit den Vibrationen des Stators übereinstim men, so dass die Belastung der Rotorlager im wesent lichen konstant und unabhängig von den Vibrations-. Bewegungen ist.
Die Erfindung wirkt sich besonders vorteilhaft bei solchen Vibratoren aus, bei denen der Vibra- tionserzeuger einen direkt mit dem Rotor des An triebsmotors gekuppelten umlaufenden Mitnehmer umfasst, der in sich ausgewuchtet sein kann und bei seinem Umlauf einen vorzugsweise kugelförmigen Körper mitnimmt, der in einer kreisförmigen, die Mitnehmerwelle umgebenden und mit dem Stator des Antriebsmotors starr verbundenen Führungsbahn rollt.
Die Erfindung kann jedoch auch in solchen Fäl len verwendet werden, in denen der Vibrationserzeu- ger ein unwuchtiges umlaufendes Vibrationselement umfasst, das mit dem Rotor des Antriebsmotors so verbunden ist, dass auf diesen Rotor praktisch keine Vibrationen direkt übertragen werden ; in diesem Falle wird man das Vibrationselement gesondert vom Rotor lagern, so dass die erzeugten Vibrationen hauptsächlich über einen Teil des Vibrationserzeugers übertragen werden, der starr mit dem Stator des An triebsmotors verbunden ist.
Um das Verständnis der Erfindung zu erleich tern, wird nachstehend eine beispielsweise Ausfüh rungsform derselben anhand der Zeichnung näher beschrieben. Der in der Zeichnung dargestellte Tauchvibrator besitzt eine grosse Ausgangsleitung und Vibrationsamplitude und ist besonders für be stimmte schwere Arbeiten, beispielsweise für den Dammbau geeignet. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den wirksamen Teil des Vibrators, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1. Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1. Der dargestellte Vibrator umfasst ein äusseres Gehäuse 1, das in mehrere Abschnitte unterteilt ist und an dem Ende eines langen Rohres 2 befestigt ist, dessen anderes Ende mit einem Handgriff (nicht dar gestellt) versehen ist.
Das Rohr 2 umschliesst die er forderliche elektrische Speiseleitung für den Vibra- tor. In dem Gehäuse 1 ist in der Nähe des Rohres 2 ein Elektromotor angeordnet, dessen Stator 3 starr mit dem Gehäuse verbunden ist und dessen Rotor 4 in in dem Gehäuse angeordneten Lagern 5 gelagert ist. Die Rotorwelle 6 ist an ihrem dem Rohr 2 ab gelegenen Ende meisselförmig ausgebildet und greift in einen diametral verlaufenden Schlitz 7 am Ende einer angrenzenden Welle 8 ein. Diese Welle er streckt sich in Verlängerung der Rotorwelle 6 und wird durch gesonderte Lager 9 gelagert.
Das meis- selförmige Ende der Rotorwelle 6 bildet zusammen mit dem Schlitz 7 in der Welle 8 eine Art Klauen kupplung, über die die Welle 8 direkt vom Rotor 4 aus angetrieben wird, die aber eine übertragung aller anderen Bewegungen ausser der reinen Drehbewe gung zwischen den beiden Wellen 6 und 8 ver hindert.
Die Welle 8 trägt etwa in ihrer Mitte einen etwa napfförmigen Mitnehmer. Dieser Mitnehmer umgibt eine schwere Kugel 11, die beim Umlauf der Mit nehmerwelle in einer kreisförmigen Führungsbahn 12 rollt. Die Führungsbahn 12 ist starr mit dem Ge häuse 1 verbunden, so dass infolge der Rollbewegung der Kugel 11 sowohl die Führungsbahn als auch das Gehäuse und dadurch auch der Stator 3 des An triebsmotors in umlaufende Vibrationen versetzt werden.
Der Mitnehmer 10 kann in bezug auf die Mit nehmerwelle 8 ausgewuchtet sein; um jedoch die Amplitude der erzeugenden Vibrationen vergrössern zu können, sind vorzugsweise an den beiden Enden des Mitnehmers 10 verstellbare Exzentermassen 13 vorgesehen und der Mitnehmer 10 so ausgebildet, dass er selbst unwuchtig ist und dass sein Schwer punkt in Richtung auf den Berührungspunkt der Ku gel 11 mit der Führungsbahn aus seiner Drehachse verschoben ist (siehe Fig. 2).
Mit Hilfe der einstell baren Exzentermassen 13, die durch Schrauben 14 oder dergleichen in verschiedenen Winkelstellungen festgelegt werden können, ist es möglich, die Un wucht des gesamten Mitnehmers in der gewünschten Weise zu verändern und dadurch die Amplitude des Vibrators innerhalb gewisser Grenzen zu beein flussen.
Bei der dargestellten Bauart übt der Rotor 4 des Antriebsmotors, zumindest infolge seiner Kreisel wirkung, offensichtlich eine Dämpfungswirkung auf den Vibrator aus, da die vibrierenden Teile auf Grund der starren Verbindung zwischen dem Stator 3 mit der kräftig vibrierenden Führungsbahn 12 und den Lagern 9 des unwuchtigen Mitnehmers dem Ro tor 4 entsprechende Vibrationen mitzuteilen ver suchen.
Dadurch würde sich eine beträchtliche Be- lastung der Rotorlager 5 ergeben, falls keine beson deren Massnahmen hiergegen getroffen werden. Die Rotorwelle 6 des Antriebsmotors wird deshalb, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, an seinen beiden Enden mit verstellbaren Exzentermassen 15 und 16 versehen.
Mit Hilfe dieser einstellbaren Exzenter massen, die mit Hilfe von Schrauben 17 oder ent sprechenden Befestigungsmitteln in den gewünschten Lagen blockiert werden können, ist es möglich, auch dem Rotor 4 eine Vibrationsbewegung zu erteilen, die mit der Vibrationsbewegung des Stators 3 und der anderen Teile des Vibrators synchron ist.
Auf diese Weise wird nicht nur die Belastung der Rotor lager 5 verringert, sondern gleichzeitig die vibrations- dämpfende Wirkung des Rotors ausgeschaltet und dadurch die gesamte Vibrationsleistung ver- grössert.
Es ist offensichtlich, dass die Exzentermassen 15 und 16 auch dazu dienen können, die Vibrations- amplitude über die gesamte Länge des Vibrators zu verteilen. Auf Grund der Unwucht des Mitnehmers in dem vibrationserzeugenden Teile des Vibrators wird natürlich auch eine entsprechende Verringerung der Belastung der Lager 9 erzielt ;
das wirkt sich aber nicht so stark aus, dass man in dem Bemühen, hohe Vibrationsamplituden zu erzeugen, die Exzen- termassen 13 des Mitnehmers vorzugsweise stark überdimensioniert und dadurch die Vibrationsampli- tude des gesamten Vibrators vergrössert. Die Ver teilung der Vibrationsamplitude über den Vibrator kann auch durch die Exzentermassen 13 beeinflusst werden. Es ist natürlich nicht erforderlich, die in der Zeichnung dargestellten einstellbaren Exzenter massen zu verwenden.
Die gewünschte Schwerpunkts verlagerung bzw. Unwucht des Rotors des Antriebs motors kann auch dadurch erzielt werden, dass der Rotor selbst unwuchtig hergestellt wird. Falls der Mitnehmer selbst ausgewuchtet ist, kann er auch starr mit dem Rotor 4 des Antriebsmotors verbun den sein, so dass er mit diesem zusammen eine starre, umlaufende Einheit bildet, die nur in zwei Lagern gelagert ist. Der Mitnehmer kann in diesem Falle auch mit kleinen Exzentermassen versehen werden, so dass er synchron mit dem absichtlich un- wuchtigen Rotor vibriert.