SE1600149A1 - Excenteraxel för kompakteringsmaskin - Google Patents

Abstract

Excenteraxel (1) för kompakteringsmaskin, innefattande åtminstone ett par raka cirkulärt cylinderformade lagersäten (2,3) arrangerade på varsin sida om excenteraxelns (1) tyngdpunkt (TP). Lagersätena (2, 3) är arrangerade på sådant vis att deras cylinderaxlar (4, 5) approximativt skär eller korsar varandra under en konkav vinkel (V), mindre än 179,8 grader, mot tyngdpunkten (TP) när excenteraxeln (1) befinner sig i vila.Uppfinningen avser utformningen av excenteraxlar för kompakteringsmaskiner som t.ex. vägvältar och vibratorplattor. Excenteraxlarna är roterbart förbundna via lagringar till vältarnas/vibrationsplattornas valsar/bottenplattor och påverkar på avsett vis dessa till att vibrera när axlarna påverkas till att rotera med ett ändamålsenligt driftvarvtal. Excenteraxlarna antar en lätt utböjd form under den roterande driften till följd av centrifugalkraftens inverkan på axelns excentriskt förskjutna tyngdpunkt. Den utböjda formen orsakar oönskade snedställningar av excenteraxelns lagersäten. Föreliggande uppfinningen erbjuder utföringsexempel där snedställningen i lagringarna är i det närmaste eliminerad. Uppfinningen är speciellt lämplig för slanka excenteraxlar vilka är utformade med ett lågt tröghetsmoment för att vara lätta att starta.I den amerikanska patentskriften, US 8206061, visas en excenteraxel vilken är optimerad med avseende på (lågt) tröghetsmoment. Axeln har en I-formad sektion för att motverka axelns tendens till att böja ut under driftrotation. I den svenska patentskriften, SE53704, begränsas den lättstartade excenteraxelns tendens till utböjning genom ett kalkylerat beaktande av böj spänningen i axelns mest belastade sektion. Snedställningen i excenteraxelns lagringar blir på så vis hanterbar, men det vore fördelaktigt om snedställningen kunde minimeras eller elimineras helt. Den kända excenteraxelns utböjning och snedställningen av dess lagersäten illustreras i föreliggande ansökans figurer 1-2.Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erhålla en excenteraxel vars snedställning i lagringarna är i det närmaste eliminerad när axeln driftroteras. Föreliggande uppfinning uppfyller ändamålet genom att excenteraxeln är utförd med en kalkylerad formändring vilken resulterar i att axelns lagersäten rätas när axeln driftroteras.Uppfinningen kommer att närmare beskrivas med hjälp av de bifogade figurerna 1-4. Figur 1 visar en tidigare känd excenteraxel, när denna befinner sig i vila. Figur 2 visar den kända excenteraxeln från figur 1 under driftrotation. Figur 3 visar en excenteraxel utförd enligt föreliggande uppfinning, i en vy tvärs dess längdutbredningsriktning och när axeln befinner sig i vila. Figur 4 visar excenteraxeln från figur 3 under driftrotation.visar en sedan tidigare känd excenteraxel 1, innefattande ett par cirkulärt cylinderformade lagersäten 2, 3, arrangerade på varsin sidan om excenteraxelns 1 tyngdpunkt TP. Lägesbeskrivningen "vardera sidan om" syftar i detta sammanhang på lägen i excenteraxelns 1. längdutbredningsriktning. Lagersätena 2, 3 är arrangerade längs sina cylinderaxlar 4 respektive 5 vilka approximativt sammanfaller enligt teoretiska intentioner. Vid serietillverkning av excenteraxlar 1 kommer dock cylinderaxlarna 4, 5 att slumpvis sammanfalla, korsa och skära varandra till följd av normala avvikelser. Tyngdpunkten TP är på avsett vis något radiellt förskjuten från de sammanfallande cylinderaxlarna 4, 5 för att ge excenteraxeln 1 excentrisk verkan när den driftroteras.visar hur den kända excenteraxeln 1 från Figur 1 böjer ut när axeln 1 driftroteras. Excenteraxeln 1 är förbunden via en axelkoppling till en drivmotor (ej visad) som driftroterar excenteraxeln 1. Utböjningen är extremt överdriven i figuren för att åskådliggöra fenomenet. Lagringarna 6, 7 är arrangerade så att de medger den axiella förskjutning som uppstår när excenteraxeln 1 böjer ut. Den utböjda formen orsakar även en oönskad snedställning i excenteraxelns 1 lagringar 6, 7. Det är fullt möjligt att arrangera lagringarna 6, 7 så att de klarar snedställningarna men ofta medför snedställningarna ökad värmeutveckling och förkortad livslängd för lagringarna 6, 7.visar ett första utföringsexempel på en excenteraxel 1 enligt föreliggande uppfinning. Excenteraxeln 1 har samma prestanda och drivs samt lagras på samma vis som excenteraxeln 1 i Figur 1-2. Excenteraxeln 1 innefattar ett par cirkulärt cylinderformade lagersäten 2, 3, arrangerade på vardera sidan om excenteraxelns 1 tyngdpunkt TP. Lagersätena 2, 3 är arrangerade längs de cirkulära cylinderformernas cylinderaxlar 4 respektive 5. Lagersätena 2, 3 är arrangerade på sådant vis att cylinderaxlarna 4, 5 approximativt skär varandra samt på sådant vis att tyngdpunkten TP approximativt ligger i ett plan som bestäms av de skärande cylinderaxlarna 4, 5. Lagersätena 2, 3 är även arrangerade på sådant vis att cylinderaxlarna 4, 5 skär varandra under en något konkav vinkel V mot tyngdpunkten TP. Konkaviteten är starkt överdriven i figuren.Som tidigare nämnts i anslutning till Figur 1 så kan normala avvikelser vid serietillverkning och slumpen göra att en konkav vinkel V erhålls. Sådana excenteraxlar ger dock ingen märkbar eller betydande teknisk effekt med avseende på den effekt som eftersträvas i föreliggande ansökan. Det är osannolikt att den mest tänkbara vidlyftiga tillverkningstoleransen skulle kunna leda till konkava vinklar V som är mindre än 179,8 grader. Föreliggande ansökans patentkrav 1 exkluderar därför excenteraxlar som uppvisar konkava vinklar på 179,8 grader eller större.Vinkeln V är 179,4 grader och bestäms genom en teoretisk beräkning av lagersätenas 2, 3 vinkeländring när excenteraxeln 1 driftroteras. Lagersätena 2, 3 beräknas i detta fall snedställa sig 0,3 grader vid driftrotation och vinkeln V är därför bestämd till 180-0,3-0,3=179,4 grader. Uppstarten av excenteraxeln 1 kommer följaktligen att ske under en snedställning av lagersätena 2, 3 på 0,3 grader vardera. Tidigare nämnda axelkoppling kommer därför att påtvingas en liten wobblande rörelse under uppstarten av excenteraxeln 1. Det är dock fullt möjligt att arrangera axelkopplingar som klarar uppstarter med vinklar V ner till 179 grader eller att arrangera andra typer av kopplingsarrangemang som klarar uppstarter med vinklar ner till 178 grader. Den ovan använda termen "approximativt" syftar i detta sammanhang på de avvikelser som normalt förekommer till följd av mer eller mindre vidlyftiga tillverkningstoleranser. I det ovan beskrivna första utföringsexemplet förutsätts att excenteraxeln 1 tillverkas enligt snävast möjliga toleranser. Detta ger de bästa förutsättningarna för att uppnå uppfinningens fördelar. Vid mer vida tillverkningstoleranser, eller av andra orsaker, kan det ligga närmare tillhands att beskriva cylinderaxlarna 4, 5 såsom korsande varandra. Även ett sådant andra utföringsexempel av uppfinningen ger bra förutsättningar för att uppnå uppfinningens fördelar. Vinkeln V och det ovan nämnda planet bestäms i detta fall av vinkeln mellan den ena av cylinderaxlarna 4, 5 och en med denna skärande linje, parallell med den andra av cylinderaxlarna 4, 5. Excenteraxeln 1 utförs lämpligast i segjärn eller gjutstål och dess lagersäten 2, 3 samt arrangemang för kopplingsanslutningar, maskinbearbetas fram med hjälp av en fleroperationsmaskin eller motsvarande. Det är även möjligt, men inte rekommenderat, att bocka excenteraxeln 1 till vinkeln V. Det är likaså möjligt att utforma mittpartiet av excenteraxeln något utböjt (i st.f. rakt) för att på så vis anvisa och säkerställa den önskade formändringen under driftrotation.visar hur den kalkylerade formändringen under driftrotation av excenteraxeln 1 resulterat i en utböjning av axeln 1 och en förväntad rätning av dess lagersäten 2, 3. Driftrotationen har följaktligen resulterat i ett tillskott på 0,3+0,3 grader till de i Figuren 3 nämnda 179,4 graderna. Rätningen av lagersätena 2, 3 och de korresponderande cylinderaxlarna 4, 5 gör att axlarna 4, 5 approximativt sammanfaller i en rotationscentrumaxel runt vilken driftrotationen sker. Lagringarna 6, 7 kommer sålunda att belastas under ideala betingelser eftersom snedställningen i lägerställena 2, 3 är i det närmaste eliminerad när excenteraxeln 1 driftroteras.Vid tolkningen av föreliggande ansökan patentkrav skall det bortses från kända excenteraxlar som uppvisar ovan beskrivna konkava vinklar på grund av oavsiktliga deformationer efter transportskador, haverier eller liknande händelser.

Description

Excenteraxel för kompakteringsmaskin Uppfinningen avser utformningen av excenteraxlar förkompakteringsmaskiner som t.ex. vägvältar och vibratorplattor.Excenteraxlama är roterbart förbundna via lagringar tillvältarnas/vibrationsplattomas valsar/bottenplattor och påverkar på avsettvis dessa till att vibrera när axlarna påverkas till att rotera med ettändamålsenligt driftvarvtal. Excenteraxlarna antar en lätt utböjd form underden roterande driften till följd av centrifilgalkraftens inverkan på axelnsexcentriskt förskjutna tyngdpunkt. Den utböj da formen orsakar oönskadesnedställningar av excenteraxelns lagersäten. Föreliggande uppfinningenerbjuder utföringsexempel där snedställningen i lagringarna är i detnärmaste eliminerad. Uppfinningen är speciellt lämplig för slankaexcenteraxlar vilka är utformade med ett lågt tröghetsmoment för att varalätta att starta.

I den amerikanska patentskriften, US 8206061 , visas en excenteraxel vilkenär optimerad med avseende på (lågt) tröghetsmoment. Axeln har en I-forrnad sektion för att motverka axelns tendens till att böja ut underdriftrotation. I den svenska patentskriften, SE53704, begränsas denlättstartade excenteraxelns tendens till utböjning genom ett kalkyleratbeaktande av böj spänningen i axelns mest belastade sektion.Snedställningen i excenteraxelns lagringar blir på så vis hanterbar, men detvore fördelaktigt om Snedställningen kunde minimeras eller elimineras helt.Den kända excenteraxelns utböjning och Snedställningen av dess lagersätenillustreras i föreliggande ansökans figurer 1-2. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erhålla en excenteraxel varssnedställning i lagringarna är i det närmaste eliminerad när axelndriftroteras. Föreliggande uppfinning uppfyller ändamålet genom attexcenteraxeln är utförd med en kalkylerad formändring vilken resulterar iatt axelns lagersäten rätas när axeln driftroteras.

Uppfmningen kommer att närmare beskrivas med hjälp av de bifogadefigurema 1-4. Figur 1 visar en tidigare känd excenteraxel, när dennabefinner sig i vila. Figur 2 visar den kända excenteraxeln från figur l underdriftrotation. Figur 3 visar en excenteraxel utförd enligt föreliggandeuppfinning, i en vy tvärs dess längdutbredningsriktning och när axelnbefinner sig i vila. Figur 4 visar excenteraxeln från figur 3 underdriftrotation.

Figur 1 visar en sedan tidigare känd excenteraxel 1, innefattande ett parcirkulärt cylinderformade lagersäten 2,3, arrangerade på varsin sidan omexcenteraxelns 1 tyngdpunkt TP. Lägesbeskrivningen ”vardera sidan om”syftar i detta sammanhang på lägen i excenteraxelns llängdutbredningsriktning. Lagersätena 2,3 är arrangerade längs de cirkuläracylinderformernas cylinderaxlar 4 respektive 5 vilka approximativtsammanfaller enligt teoretiska intentioner. Vid serietillverkning avexcenteraxlar 1 kommer dock cylinderaxlama 4,5 att slumpvissammanfalla, korsa och skära varandra till följd av nonnala avvikelser.Tyngdpunkten TP är på avsett vis något radiellt förskjuten från desammanfallande cylinderaxlama 4,5 för att ge excenteraxeln 1 excentriskverkan när den driftroteras.

Figur 2 visar hur den kända excenteraxeln l från Figur 1 böjer ut när axelnl driftroteras. Excenteraxeln 1 är förbunden via en axelkoppling till endrivmotor (ej visad) som driftroterar excenteraxeln l. Utböjningen ärextremt överdriven i figuren för att åskådliggöra fenomenet. Lagringarna6,7 är arrangerade så att de medger den axiella förskjutning som uppstårnär excenteraxeln 1 böjer ut. Den utböjda formen orsakar även en oönskadsnedställning i excenteraxelns 1 lagringar 6,7. Det är fullt möjligt attarrangera lagringarna 6,7 så att de klarar snedställningama men ofta medförsnedställningarna ökad värmeutveckling och förkortad livslängd förlagringama 6,7.

Figur 3 visar ett första utföringsexempel på en excenteraxel 1 enligtföreliggande uppfinning. Excenteraxeln 1 har samma prestanda och drivssamt lagras på samma vis som excenteraxeln l i Figur 1-2. Excenteraxeln 1innefattar ett par cirkulärt cylinderformade lagersäten 2,3, arrangerade påvardera sidan om excenteraxelns l tyngdpunkt TP. Lagersätena 2,3 ärarrangerade längs de cirkulära cylinderformernas cylinderaxlar 4 respektive5. Lagersätena 2,3 är arrangerade på sådant vis att cylinderaxlarna 4,5approximativt skär varandra samt på sådant vis att tyngdpunkten TPapproximativt ligger i ett plan som bestäms av de skärande cylinderaxlama4,5. Lagersätena 2,3 är även arrangerade på sådant vis att cylinderaxlama4,5 skär varandra under en något konkav vinkel V mot tyngdpunkten TP.Konkaviteten är starkt överdriven i figuren.

Som tidigare nämnts i anslutning till Figur 1 så kan normala avvikelser vidserietillverkning och slumpen göra att en konkav vinkel V erhålls. Sådanaexcenteraxlar ger dock ingen märkbar eller betydande teknisk effekt medavseende på den effekt som eftersträvas i föreliggande ansökan. Det ärosannolikt att den mest tänkbara vidlyftiga tillverkningstoleransen skullekunna leda till konkava vinklar V som är mindre än 179,8 grader.Föreliggande ansökans patentkrav l exkluderar därför excenteraxlar somuppvisar konkava vinklar på 179,8 grader eller större.

Vinkeln V är 179,4 grader och bestäms genom en teoretisk beräkning avlagersätenas 2,3 vinkeländring när excenteraxeln l driftroteras. Lagersätena2,3 beräknas i detta fall snedställa sig 0,3 grader vid driftrotation ochvinkeln V är därför bestämd till l80-0,3-0,3=l79,4 grader. Uppstarten avexcenteraxeln 1 kommer följaktligen att ske under en snedställning avlagersätena 2,3 på 0,3 grader vardera. Tidigare nämnda axelkopplingkommer därför att påtvingas en liten Wobblande rörelse under uppstarten avexcenteraxeln 1. Det är dock fullt möjligt att arrangera axelkopplingar somklarar uppstarter med vinklar V ner till 179 grader eller att arrangera andratyper av kopplingsarrangemang som klarar uppstarter med vinklar ner till178 grader. Den ovan använda termen ”approximativt” syftar i dettasammanhang på de avvikelser som normalt förekommer till följd av mereller mindre vidlyftiga tillverkningstoleranser. I det ovan beskrivna förstautföringsexemplet förutsätts att excenteraxeln l tillverkas enligt snävastmöjliga toleranser. Detta ger de bästa förutsättningama för att uppnåuppfinningens fördelar. Vid mer vida tillverkningstoleranser, eller av andraorsaker, kan det ligga närmare tillhands att beskriva cylinderaxlama 4,5såsom korsande varandra. Även ett sådant andra utföringsexempel avuppfinningen ger bra förutsättningar för att uppnå uppfinningens fördelar.Vinkeln V och det ovan nämnda planet bestäms i detta fall av vinkelnmellan den ena av cylinderaxlama 4,5 och en med denna skärande linje,parallell med den andra av cylinderaxlama 4,5. Excenteraxeln 1 utförslämpligast i segjäm eller gjutstäl och dess lagersäten 2,3 samt arrangemangför kopplingsanslutningar, maskinbearbetas fram med hjälp av enfleroperationsmaskin eller motsvarande. Det är även möjligt, men interekommenderat, att bocka excenteraxeln 1 till vinkeln V.

Det är likaså möjligt att utforma mittpartiet av excenteraxeln något utböjt (ist.f. rakt) för att på så vis anvisa och säkerställa den önskadeformändringen under driftrotation.

Figur 4 visar hur den kalkylerade formändringen under driftrotation avexcenteraxeln 1 resulterat i en utböjning av axeln 1 och en förväntadrätning av dess lagersäten 2,3. Driftrotationen har följaktligen resulterat iett tillskott på 0,3+O,3 grader till de i Figuren 3 nämnda 179,4 graderna.Rätningen av lagersätena 2,3 och de korresponderande cylinderaxlama 4,5gör att axlarna 4,5 approximativt sammanfaller i en rotationscentrumaxelrunt vilken driftrotationen sker. Lagringama 6,7 kommer sålunda attbelastas under ideala betingelser eftersom snedställningen i lägerställena2,3 är i det närmaste eliminerad när excenteraxeln 1 driftroteras.

Vid tolkningen av föreliggande ansökan patentkrav skall det bortses frånkända excenteraxlar som uppvisar ovan beskrivna konkava vinklar på grund av oavsiktliga defonnationer efter transportskador, haverier ellerliknande händelser.

Claims (1)

:

1. Excenteraxel (1) for kompakteringsmaskin, innefattande åtminstoneett par raka cirkulärt cylinderforrnade lagersäten (2, 3) arrangeradepä varsin sida om excenteraxelns (1) tyngdpunkt (TP),kännetecknad av att lagersätena (2, 3) är arrangerade pä sådant visatt deras cylinderaxlar (4, 5) approximativt skär eller korsar varandraunder en konkav vinkel (V), mindre än 179,8 grader, mottyngdpunkten (TP) när excenteraxeln (1) befinner sig i vila. . Excenteraxel (1) enligt patentkravet 1, kännetecknad av att cylinderaxlama (4, 5) approximativt skär varandra och av atttyngdpunkten (TP) approximativt ligger i ett plan som bestäms av deskärande cylinderaxlama (4, 5). . Excenteraxel (1) enligt patentkravet 1, kännetecknad av att cylinderaxlama (4, 5) korsar varandra och av att tyngdpunkten (TP)approximativt ligger i ett plan som bestäms av den ena avcylinderaxlama (4, 5) och en med denna skärande linje, parallell medden andra av cylinderaxlama (4, 5). Excenteraxel (1) enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknad avatt vinkeln (V) är större än 178 grader. . Excenteraxel (1) enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknad av att vinkeln (V) är större än 179 grader.