CH465935A

CH465935A - Vibrator mit Kurzschlussankermotor

Info

Publication number: CH465935A
Application number: CH1515867A
Authority: CH
Inventors: Meyer Rudolf
Original assignee: Meyer Fa Rudolf
Priority date: 1967-10-27
Filing date: 1967-10-27
Publication date: 1968-11-30
Also published as: DE1804955A1; FR1601552A

Description

Vibrator mit Kurzschlussankermotor
Vibratoren für gewerbliche Zwecke, insbesondere in der Bauindustrie, finden heute eine grosse Verbreitung zum Vibrieren von Beton, zum Reinigen von Ver schalungsbrettern, zum Stampfen von Strassenbelag usw.

Vibratoren dieser Art weisen vorteilhaft einen Dreiphasenmotor mit Kurzschlussanker auf. Am Motor sind, auf den beiden Wellenenden, neben den Drehlagern, zwei Exzenterkörper aufgekeilt. Die Exzenterkörper, von gleicher Bauart und Grösse, drehen mit gleicher Phase, so dass sich ihre Rüttelkräfte addieren. Sie bilden zusammen die Unwucht des Rüttlers.

Der Anlauf erfolgt dabei vielfach durch direktes Aufschalten der Speisespannung auf den Stator, unter Inkaufnahme eines grossen Anlaufsbromes. Um diesen zu verringern, kann der Anlauf durch Umschalten der Statorwicklung aus der Sternschaltung auf die Dreieckschaltung vorgenommen werden.

Beim Anlauf solcher Vibratoren kommt es vor, dass der Motor nach anfangs richtig erfolgtem Anlauf nicht auf die volle Drehzahl kommt, welche, je nach Motorengrösse, zufolge des Schlupfes etwa 5-20 0/o unter der synchronen Drehzahl liegt. Der Rotor erreicht dabei eine Drehzahl von etwa 30-50 O/o der vollen Drehzahl. Diese ist sehr wesentlich von der Natur des zu vibrierenden Materials und von der Art der Befestigung des Vibrators abhängig.

Die Ursache für dieses Verhalten liegt darin, dass schon im Anlaufdrehzahlbereich die Belastung durch das zu vibrierende Material bereits sehr gross sein kann. Resonanzen in der Verschalung können weiter zur Folge haben, dass auf irgend einer Drehzahl im Anlaufibereich eine steile Zunahme des bremsenden Drehmomentes eintritt, und dadurch der Motor so stark belastet wird, dass er nicht vermag, über die Drehzahl dieser Resoflanziage hinweg hochzulaufen.

Der Motor vermag im Anlaufbereich zufolge seiner bekannten, charakteristischen Drehzahl-Drehmoment Abhängigkeit kein ausreichendes Drehmoment zu enit- wickeln. Das volle Drehmoment erreicht ein Kurz schlussankermotor erst im Bereich des Kippmomentes, nahe der Synchrondrehzahl. Bei Überlast vermag er nicht, aus dem Anlassdrehzahlbereich herauszukommen.

Gelingt es aber durch besondere Massnahmen, die Energieabgabe des Vibrators oder was das gleiche bedeutet, das Belastungsdrehmomeut im Anlaufbereich, vor Erreichen des Kippmomentes, klein zu halten, oder ganz auszuschalten, so erreicht der Motor ohne weiteres den Bereich der vollen Arbeitsdrehzahl und Leistung.

Die Erfindung geht vom Gedanken aus, die mechanische Energieabgabe des Vibrators im Anlaufbereich so lange klein zu halten, bis der Motor eine Drehzahl erreicht hat, wo er sein volles Drehmoment abzugeben in der Lage ist. Der Vibrator soll also erst energieabgebend wirken, wenn nach anfänglichem, schwachbelastetem Anlauf der Motor auf die volle Arbeitsdrehzahl gekommen ist. Dies wird erreicht durch Änderung des Schwerpunktradius des Exzenters, indem dieser bei noch niederer Drehzahl zunächst noch klein gehalten ist (r) und sich erst bei Erreichen der hohen Arbeitsdrehzahl auf den normalen Exzenterradius r2 vergrössert hat.

Die Erfindung betrifft einen Vibrator mit Kurz ! schlussankermotor und mit neben den Drehlagern auf den beiden Wellenenden des Rotors in gleicher Lage angebrachten Exzenterkörpern.

Die Erfindung besteht darin, dass jeder Exzenterkörper mittels einer auf einer Nabe angeordneten Führung wenigstens angenähert radial verschiebbar ist, und dass eine Federanordnung vorgesehen ist, die bei Stillstand und im Aniaufdrehzahlbereich den Exzenterkörper in Richtung auf die Welle drückt, und dass ein Gegenanschlag zur Begrenzung der Zentrifugalbewegung des Exzenterkörpers vorgesehen ist, wenn der Arbeitsdrehzahlbereich erreicht ist.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1, 1a zeigen eine Exzenterkörper-Anordnung in Achsrichtung.

Fig. Ib zeigt deren Seitenansicht.

Fig. 2 und 3 zeigen Varianten.

Fig. 1 zeigt eines der beiden Wellenenden 1 des kurzschlussankermotors, mit der Anordnung des Exzenterkörpers. Der Kurzschlussankermotor, der selber nicht gezeichnet ist, ist in bekannterweise auf der zu vibrierenden Vorrichtung, z. B. auf einer Betonierverschalung starr befestigt.

Auf jedem der beiden Wellenenden ist die Nabe 2 aufgekeilt. 3 ist der Exzenterkörper, der zusammen mit dem auf dem andern Wellenende vorhandenen gleichphasig angeordneten Exzenterkörper die Unwucht des Vibrators bildet. Der Exzenterkörper ist mittels einer Führung auf der Nabe radial verschiebbar. Als Radial führnng dienen zwei Führungsbolzen 4, die symmetrisch zur Welle angeordnet in der Nabe verschiebbar sind und über die die Radialverschiebung des Exzenterkörpers erfolgt. Über den Führungsbolzen befindet sich eine Federanordnung, bestehend aus Druckfedern 5, die bei Stillstand des Rotors und auch noch in seinem Anlauf-Drehzahlbereich den Exzenterkörper in Richtung auf die Welle drücken. Die Druckfedern stehen gegen die Nabe und gegen Schraubenköpfe 4a an den Führungsbolzen an.

Unter den Schraubenköpfen ist eine Querplatte 6 eingesetzt, mit einer Schraube 7 und Gegenmutter 8, als Anschlag gegenüber der Nabe 2.

Sie bildet den Gegenschiag zur Begrenzung der Zentrifugalbewegung der Exzenterkörper, wenn gegen das Ende des Hochlaufes des Rotors der Arbeits-Dreh- zahlbereich erreicht ist und der Motor das grösste Drehmoment und damit seine maximale Leistung abgeben kann. Der Schwerpunktsabstand im Arbeitsbereich und damit die Stärke der Rüttelkräfte kann damit eingestellt werden.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Zu Beginn des Anlaufs des Motors liegt der Exzenterkörper 3 unter dem Druck der Federn 5 auf der Nabe 2 auf. Der Schwerpunkt S des Exzenterkörpers zusammen mit den rotierenden Teilen der Nabe und der Führung liegt nahe der Drehachse; der Schwerpunktabstand r1 ist klein. Die dabei auftretenden, rüttelnden Zentrifugalkräfte sind entsprechend klein und damit auch die dem Motor entzogene Energie.

Mit zunehmender Drahzahl steigen zwar die Rüt teikräfte und damit auch die Rüttelenergie an. Der Schwerpunktabstand r1 ist aber so gewählt, dass die Energie des Motors auch im Anlaufdrehzahlbereich in jedem Falle ausreicht, um ihn auf die volle Drehzahl zu beschleunigen.

Der Motor kann hochlaufen und eine stabile Drehzahl auf der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie erreichen. Diese Drehzahl liegt im allgemeinen über etwa 8 O/o der Synchron-Drehzahl. Kurz bevor diese Drehzahl erreicht ist, ist die Zentrifugalkraft derart angestiegen, dass sie die Rückstellkraft der Federn 5 erreicht hat und überschreitet, und dadurch der Exzenterkörper von der Nabe abgehoben wird und sich nach aussen bewegt, bis die Anschlagschraube 7 auf der Nabe aufliegt, Fig. la. Der Schwerpunktabstand hat sich dabei von r1 auf r2 vergrössert. Entsprechend nehmen nun die Zentrifugaikräfte und die Rütteikräfte zu.

Ferner erhöht sich die Abgabe von Rüttel-Energie, was nun auch eine entsprechende Mehrbelastung des Motors s bringt. Diese Mehfbelastung ist für den Motor ohne weiteres zulässig, weil er jetzt im stabilen Drehzahlbereich mit der höchsten Drehmoment- und Ener gieabgabe läuft. Die Exzenteranordnungen sind auf beiden Wellenenden genau gleich, und die Einstellung der Federkräfte entsprechen sich ebenfalls, so dass die Radialbewegung der beiden Exzenterkörper bei giei- chen Drehzahlen erfolgt.

Die Anordnung erfüllt die Aufgabe, dass der Anlauf bei noch kleiner Energieabgabe erfolgen kann, und dass die volle Rüttelenergie erst bei einer Drehzahl abgegeben wird, wo der Kurzschluss-Ankerinotor bereits seinen stabilen Betriebsbereich erreicht hat und in der Lage ist, sein grösstes Drehmoment und seine grösste Leistung zu entwickeln.

Die Anordnung nach Fig. 1 erfordert einen genauen Abgleich der beiden Rückstellfedern 5, um eine Schiefstellung beim Abheben des Exzenterkörpers zu vermeiden. Sie kann gemäss der Anordnungen Fig. 2 und 3 vermieden werden.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführung der Exzenterkörper-Anordnung mit nur einer radialen Rückstellfeder 15, und mit einer Radialführung entlang paralleler Führungsflächen. Der Exzenterkörper 13 weist eine Ausnehmung 13a auf mit parallelen Innenwänden 13b.

Letztere gleiten entlang der Seitenflächen 12a der Nabe 12. Es ergibt sich so eine sichere Radialführung des Exzenterkörpers 13, der nicht verkanten kann.

Eine Anschlagschraube 18 gestattet, den Schwerpunkt Abstand r1 des Exzenterkörpers abzugleichen. Dieser wird so eingestellt, dass nach Durchlauf des Anlassdrehbereichs ein Abheben des Exzenterkörpens bei der gleichen Drehzahl erfolgt, wie das Abheben der Exzenterkörper am andern Wellenende. Das Abheben und Verschieben auf den Exzenterradius r2 erfolgt sobald eine Drehzahl erreicht ist, bei der der Motor sein ma:nniales Drehmoment abgeben kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung der Exzenterkörper Anordnung bei der die Exzentermasse 23 einseitig um ein Gelenk 24 schwenkbar ist. Der Schwerpunkt S bewegt sich auf einem Kreisbogen K, also nur angena- hert in radialer Richtung, was jedoch für die Wiz kungsweise bedeutungslos ist. Die Bewegung kann praktisch als Radialbewegung angesehen werden. Beidseitig angebrachte Zugfedern 25 wirken als Rückstell federn. Die Begrenzung der Auswärtsbewegung des Exzenterkörpers wird auch einen vorstehenden Rand 26a an der Mitnehmerscheibe 26 erhalten. Diese Anordnung weist infolge des Gelenkes 24 besonders kleine Reibung auf, wodurch eine sehr genaue Einstel lung der Abhebdrehzahi l des Exzenterkörpers erreicht wird.

Claims

PATENTANSPRUCH Vibrator mit Kurzschlussankermotor und mit neben den Drehlagern auf den beiden Wellenenden des Rotors in gleicher Lage angebrachten Exzenterkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Exzenterkörper (3, 13, 23) mittels einer auf einer Nabe (2, 12, 26) angeordneten Führung wenigstens angenähert radial verschiebbar ist, und dass eine Federanordnung (5, 15, 25) vorgesehen ist, die bei Stillstand und im Anlaufdrehzahlbereich den Exzenterkörper in Richtung auf die Welle drückt, und dass ein Gegenanschlag (7, 17, 26a) zur Begrenzung der Zentrifugalbewegung des Exzenterkörpers vorgesehen ist, wenn der Arbeitsdreh zahibereich erreicht ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vibrator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Radialführung zwei Führungsbolzen (4) dienen, die symmetrisch zur Welle (1) liegen und in der Nabe (2) verschiebbar sind.

2. Vibrator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Schwerpunktabstände (rj, r2) Anschlagschrauben vorgesehen sind.

3. Vibrator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Radialführung der Exzenterkörper (13) eine Ausnehmung (13a) aufweist und über der Nabe (12) radial gleitbar angeordnet ist (Fig. 2).

4. Vibrator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterkörper (23) einseitig um ein Gelenk (24) schwenkbar ist (Fig. 3).