专利名称：用于夯土机中的振动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于夯土机中的振动器。
这类振动器大都较佳地用于振动夯实板中，例如，可从EP 0 358 744 B1中了解这种振动器。
一类似的振动器在DE 100 38 206 A1中已有描述。它具有两个合形的(formschlussig)相对转动的偶合的不平衡轴(Unwuchtwelle)，它们各承载一固定的不平衡质量以及一相对于固定的不平衡质量连同不平衡质量一起转动的可移动的不平衡质量。可移动的不平衡质量的位置通过调整装置在一较大的区域内可主动地改变。
不平衡轴转动时，通过不同的不平衡质量的共同作用形成一合力，该合力按照使用的愿望可朝向向前运动的方向或向后运动的方向。运动方向的改变可通过控制可移动的不平衡质量的调整装置来实现。当使用者希望夯土机处于一稳定状态时，离心配重的合力置于垂直方向。这意味着在机器稳定的状态也可达到夯实地面的目的。
但是使用者不总是希望这种在地面的一局部限定的位置上进行强力的夯实。特别是在振动夯实板来回运动时，在所谓的返回点或反转点会达到一过度的和由此具有缺点的对地面的夯实，因为在该位置上作用于地面的力最大，而在振动夯实板的向前或向后运动中，以及与此相连的合力矢量向前或向后偏转45°的过程中，作用力减小到最大值的 尽管上述的结构由此被证实在土壤、沙土或卵石的夯实中也是卓越的，但它们在沥青或组合石块的面积上的夯实中可显示出诸多问题，因为通过在反转点处占主要地位的最大垂直力可导致出现不再可被纠正的点状的沉降。因此，在碾压沥青路面时，通常在反向运行中关掉振动，以在行进方向返回时避免过深地碾压入沥青内。
为了解决该问题，在DE 199 43 391 A1中描述了一振动器，其中，离心配重的相位可以这样进行调整通过离心配重产生的离心力的垂直分量在每个转动位置中互相抵消，而离心力的水平分量对应地矫正地相加。这使得振动夯实板在稳定状态中不再有垂直振动进入到地面内，相反，剪应力经一地面接触板导入到地面内，在沥青的表面利用剪应力以有利的方式可夯实裂缝和空隙。
该结构在实践中也被证实是卓越的。然而，在振动夯实板的稳定运行中占主要地位的强的水平振动对于操作者有时感到不舒服，而且也不总是希望夯实地表面。
因此，本发明的任务是进一步开发上述类型的振动器，以在基于强的垂直振动的稳定运行中避免对地面过度地夯实，使操作者或待夯实的地面在反向冲压中不遭受强的水平振动。
根据本发明，该任务通过一具有如权利要求1所述的特征的振动器得以解决。振动器的具有优点的的改进在附属的权利要求中被限定。
一根据本发明的振动器较佳地具有两个彼此平行的直立的不平衡轴，该两个不平衡轴以相等的转速相向地被驱动而运转，并各承载一固定的不平衡质量和一相对于固定的不平衡质量或对应的不平衡轴可转动地移动的不平衡质量。每一不平衡轴附加一调整装置，利用该调整装置可对各个可移动的不平衡质量相对于各个承载不平衡质量的不平衡轴的相对位置进行调整。根据本发明，可移动的不平衡质量相对于承载不平衡质量的不平衡轴的相对位置可通过调整装置进行调整，在不平衡质量转动时通过不平衡质量产生的离心力在不平衡轴的每个转动位置上整体上抵消。这意味着虽然每个不平衡质量对自身产生一离心力；但诸离心力在方向上和数量上调整成在总和上是均衡的。尽管不平衡轴在转动，但振动器在这样的运行状态中(稳定运行)不产生振动。
由此，以特别有利的方式达到这样的情形合成的总的离心力的大小，即振动强度被调整为取决于振动夯实板的前进速度。如果速度减小，则有效的离心力在相应的关系中也减小，直到机器处于稳定运行，此时没有合成的总的离心力，因此不再有振动存在。一非常均匀的能量通过待夯实的面积以这种方式达到地面内。
在本发明的一个特殊的实施例中，调整每个不平衡轴上的相对位置，使由该不平衡轴承载的不平衡质量的离心力在不平衡轴的每个转动位置上互相抵消。这意味着在只有一个不平衡轴的运行中，已经可达到没有振动作用存在的相对位置。
为了达到如同已知装置那样的夯土机的前进运动，在本发明的一优选的实施例中，变化相对位置以使不平衡质量的离心力不再抵消，而是使一合成的总的离心力具有一水平分量。由此，如同本技术领域内所熟知的，促成振动夯实板向前运动。
在从一向前运动返回一向后运动之间的方向变换中，以过渡的方式引入上述的稳定运行位置，在此位置没有振动对地面产生影响。由此，也可在反向点的方向变换中避免不希望的垂直的或水平的振动。因为移动的不平衡质量的调整已经足够，所以，为了产生具有所希望的方向和大小的合成的离心力，在一优选的实施例中，不要求如DE 100 38 206A1中所描述振动器那样的情形，必须改变不平衡轴彼此的相位。
在本描述中抽象地提到“不平衡质量”的概念。不言而喻，不平衡质量当然也可由多个不平衡元件组成，它们分布在对应的不平衡轴上。
本发明的上述的和其它的优点和特征在下文中借助于附图进行详细的描述。其中
图1示出通过稳定位置的本发明的振动器截取的俯视截面图；以及图2示出通过带有不平衡质量的各个位置的不同转动位置的两个不平衡轴截取的示意截面图。
如上所述，已知振动器具有多种多样的样式。如DE 199 43 391 A1中所阐述的，已知有所谓的“调相装置(Phaseneinstelleinrichtung)”，也即用来调整不平衡质量与不平衡轴之间相对位置的调整装置。由于本发明不是涉及某个振动器或某个调整装置的详细的和具体的结构，而更多地是涉及对此特别合适的但至今未知的相对位置(相位)，所以，对振动器的详细的描述不是必要的。
然而，可根据图1简短地描述一下根据本发明的一振动器的构造。
在外壳1中可转动地支承了两个不平衡轴2、3，其中，不平衡轴2被一未示出的驱动器驱动而转动。
不平衡轴2承载不平衡元件4和5，它们与不平衡轴2固定连接而构成一固定的不平衡质量。
此外，在不平衡轴2上设置一可转动的移动的不平衡质量6，其通过一轮毂7和轴承8相对于不平衡轴2可转动。
移动的不平衡质量6和不平衡轴2之间的相对位置借助于一调整装置9确定。这种类型的调整装置的作用原理早就为人知晓，例如，在DE 100 38 206 A1中已有描述。调整装置9具有一基本上在液压作用下沿轴向调整的活塞10，它在不平衡轴2的一中空区域内可沿轴向来回运动。活塞10带有一横销11，其贯穿到两个在不平衡轴2的壁内形成的纵向槽内，并啮合到被构造在轮毂7的内侧上的螺旋形槽内。在沿轴向调整活塞10和横销11时，轮毂7和其承载的可移动的不平衡质量6就相对于不平衡轴2转动。
不平衡轴2还承载一齿轮14，其与设置在不平衡轴3上的齿轮15相啮合。被驱动的不平衡轴2的转动经齿轮14和15合形地传递给不平衡轴3，其以相同的转速相向地转动。
不平衡轴3以与不平衡轴2同样的方式承载了两个不平衡元件，它们一起构成一固定的不平衡质量。此外，在不平衡轴3上设置一可转动的移动的不平衡质量18，其相对于不平衡轴3的相对位置通过一调整装置19被调整。由于调整装置19具有与调整装置9相同的构造，所以不再对其详细描述。
在图1的截面图中示出的不平衡质量的位置对应于根据本发明的这样的相对位置，其中，个别的通过不平衡质量或不平衡元件产生的离心力在其整体上抵消(稳定位置)。这意味着一方面为不平衡元件4、5或16、17的不平衡的作用，另一方面为移动的不平衡质量6、18的不平衡的作用，两者在数量上是相同的，但必须是相对的。
所属的mr值(质量m×不平衡质量重心的半径r)必须相应地彼此校正。
其结果，不平衡轴2和3的转动可不产生向外作用的不平衡和由此造成的振动。在调整可移动的不平衡质量6、18时，然而通过调整装置9、19可取消这种平衡状态，于是可产生所希望的垂直的和水平的振动以用于夯土。
不同的相对位置和由此得出的振动状态示于图2之中。图2示出从图1的右边观看的特别示意的侧视图。
阴影线示出的半圆对应于可移动的也即可调整的不平衡质量6、18，而未用阴影线示出的半圆对应于相对于不平衡轴2、3固定的不平衡质量4、5和16、17，就如在图2的a)和“稳定运行”相交的方框区域内所示。
图1所示的状态可以归溯到图2的a)行的标题“稳定运行”之下。不平衡轴2、3和与此相关的不平衡质量的转动方向用弯曲箭头示出。稳定的不平衡质量4、5或16、17总是与可移动的不平衡质量6、18相对。
在行a)至d)中示出了不平衡轴2、3的不同的转动状态，每次转过90°。不言而喻，不平衡轴2、3的转动方向每次是相同的。
为了实现振动夯实板的向前运动(图2的左边列)，可移动不平衡质量6、18相对于固定的不平衡质量4、5或16、17转动。
在所示的实例中，可移动的不平衡质量6相对于固定的不平衡质量4、5以及不平衡轴2转过90°。此外，可移动的不平衡质量18相对于不平衡轴3上的固定的不平衡质量16、17沿与可移动不平衡质量6相同的方向转过90°。对应的状态示于图2的“向前运行”列中的a)。这里，在“向前运行”列中的a)至d)下示出不平衡轴2、3的不同的转动状态。
可以看到一方面基于不平衡质量4、5，另一方面基于不平衡质量6或16、17和18的离心力不再如稳定振动那样的情形得到平衡。相反，离心力相叠加，以致给出在图2的a)中示出的朝向左上的合力，其对应于向前方向。
在图2的c)中，产生一对应的朝向右下的反作用。在此情形中，振动夯实板支承在地面上，而振动能量导入到地面内。
振动夯实板的向后运行(图2中向右)在图2的右列中示出。其中，可移动不平衡质量6和18相对于承载它们的不平衡轴2、3，沿与前进方向相反的方向相对于稳定位置转过90°，这在图2的a)的“向后运行”列中可见。
由此，如图a)和c)的“向后运行”列中所示，通过直的箭头示出了达到一朝右上或朝左下的振动夯实板的来回振动，这在一向后运行的运动中合成。
图2中所示的不平衡质量的位置是极端位置。根据调整装置9、19的构造也可达到任意的中间位置，即不同于90°的其它的调整角度，这样可在前进运行、稳定运行和向后运行之间连续地变换。
对于调整装置9、19来说，一方面可求助于已知的手段，如液压控制、电动机、机电执行机构等，或者在一简化的实施例中对此也可借助于简单的拉压缆索来实现对可移动不平衡质量的控制，由操作者通过一公共的传感器来控制不平衡质量，由此在简化的振动夯实板中还可节约大量的成本。
为了实现个别运行状态之间的精确的变换，可通过调整装置9、19同步地实施相对位置的调整。在某些情况下，由此也可合适地不用强制的同步来实现可移动的不平衡质量的个别的调整。
前进运行和向后运行之间的连续的变换可过渡地引入没有产生振动的稳定工作方式，这样的连续变换能使合成的离心力的数量和由此作用的正比于振动夯实板的移动速度的振动是适应的。振动夯实板运行越慢，则合成的离心力越小，直到振动夯实板稳定为止，例如，在返回转向点不再有振动导入到地面。该正比关系可从根据本发明的振动器的结构中得到，而不必采用昂贵的控制措施。
不言而喻，利用本发明的振动器还可引入除图2所示之外的其它的相对位置。在调整装置9、19的相应的构造中例如可达到这样的相对位置，其中，在振动夯实板的稳定状态中虽然没有垂直振动但却产生强的水平振动，就如DE 199 43 391 A1中所描述的。
本发明根据图1阐述了振动器的实例。当然，本发明所根据的原理也可转移到其它的振动器中，例如，振动器具有多个可移动的不平衡质量或另外数量的不平衡轴。
权利要求
1.一种用于夯土机中的振动器具有两个彼此平行或同轴线的直立的不平衡轴(2、3)，它们以相等的转速相向地被驱动而转动，其中，每个不平衡轴(2、3)承载一固定在不平衡轴上的不平衡质量(4、5；16、17)和一相对于对应的不平衡轴可转动地移动的不平衡质量(6、18)，其中，每一不平衡轴(2、3)附加一调整装置(9、19)，用来调整各可移动的不平衡质量(6、18)相对于各承载该不平衡质量的不平衡轴(2、3)的相对位置，其特征在于，相对位置可通过调整装置(9、19)被调整，以使在不平衡轴(2、3)转动时通过不平衡质量(4、5；16、17；6、18)产生的离心力在不平衡轴(2、3)的每个转动位置被整体上抵消。
2.如权利要求1所述的振动器，其特征在于，在每一不平衡轴(2、3)上的相对位置可以调整，以使由不平衡轴承载的不平衡质量(4、5、6；16、17、18)产生的离心力在不平衡轴的每个转动位置被整体上抵消。
3.如权利要求1或2所述的振动器，其特征在于，为了实现夯土机沿一个水平的第一方向前进，改变相对位置使得不平衡质量的离心力不相互抵消，而是从诸离心力中合成的总的离心力具有一水平分量。
4.如权利要求3所述的振动器，其特征在于，在第一方向和相对的第二方向之间的变换中，以过渡方式引入如权利要求1所限定的相对位置。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的振动器，其特征在于，实施相对位置的变化，以使从不平衡质量合成的总的离心力的值正比于夯土机的前进速度。
6.如权利要求5所述的振动器，其特征在于，相对位置的变化是连续地执行的。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的振动器，其特征在于，不平衡轴(2、3)合形地相向可转动地彼此偶合。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的振动器，其特征在于，不平衡轴(2、3)的相位彼此不变化。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的振动器，其特征在于，通过不平衡轴(2、3)上的调整装置(9、19)同步地实施相对位置的调整。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的振动器，其特征在于，调整装置(9、19)采用电气的、液压的、气动的或机械的方式实施操作。
11.如权利要求1至10中任何一项所述的振动器，其特征在于，不平衡质量的至少一部分由多个不平衡构件(4、5；16、17)构成。
全文摘要
一种用于夯土机(例如一振动夯实板)中的振动器具有两个彼此平行或同轴线的直立的不平衡轴(2、3)，它们以相等的转速相向地被驱动而运转，每个不平衡轴(2、3)承载一固定的不平衡质量(4、5；16、17)和一相对于不平衡轴(2、3)可转动地移动的不平衡质量(6、18)。各可移动的不平衡质量(6、16)相对于承载该不平衡质量的不平衡轴(2、3)的相对位置通过调整装置(9、19)被调整，以使在不平衡轴(2、3)转动时通过不平衡质量产生的离心力在不平衡轴(2、3)的每个转动位置被整体上抵消。此外，以这种方式，相对位置的变化可以这样实施，以使由不平衡质量合成的总的离心力的大小正比于夯土机的前进速度。
文档编号B06B1/16GK1678410SQ03821030
公开日2005年10月5日 申请日期2003年9月4日 优先权日2002年9月5日
发明者F·里德 申请人:威克建设设备有限公司