Patent SE-1600149-A1 (SE)
Title: Excenteraxel för kompakteringsmaskin
Inventor: ANDREAS PERSSON
IPC: F16C3/18
Filed: 2016-04-29
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.