摇振机构和用于气动激励摇振机构的方法 |
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| 申请号 | CN201380048546.8 | 申请日 | 2013-09-06 | 公开(公告)号 | CN104641037A | 公开(公告)日 | 2015-05-20 |
| 申请人 | 福伊特专利有限公司; | 发明人 | 于尔根·班宁; | ||||
| 摘要 | 一种用于产生机器部件 块 (1)的一维振荡运动的摇振机构(3)，该摇振机构具有用于机械联接到机器部件块(1)上的联接件、 弹簧 弹性地与联接件联接的并且通过该联接件与机器部件块(1)联接的 配重 块(2)以及在联接件与配重块(2)之间以弹簧方式作用的驱动系统，其中，联接件作为 框架 包围配重块(2)，或者说驱动系统的两个布置在配重块两侧的气体弹簧中的至少一个根据振荡状态以气体弹簧的最小和/或最大的 载荷 压 力 来加载。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于产生机器部件块(1)的一维振荡运动的摇振机构(3)，所述摇振机构具有用于机械联接到所述机器部件块(1)上的联接件、弹簧弹性地与所述联接件联接的并且通过所述联接件与所述机器部件块(1)联接的配重块(2)以及在所述联接件与所述配重块(2)之间以弹簧方式作用的驱动系统，其特征在于，所述联接件作为框架包围所述配重块(2)。 |
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| 说明书全文 | 摇振机构和用于气动激励摇振机构的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种摇振机构以及一种用于气动激励摇振机构的方法。 [0002] 具体而言，本发明涉及一种用于产生机器部件块的一维振荡运动的摇振机构，该摇振机构具有用于机械联接到机器部件块上的联接件、弹簧弹性地与联接件联接的并且通过该联接件与机器部件块联接的配重块以及在联接件与配重块之间以弹簧方式作用的驱动系统。本发明还涉及一种用于气动激励摇振机构的方法，该摇振机构用于产生机器部件块的一维振荡运动，并且具有用于机械联接到机器部件块上的联接件、弹簧弹性地与联接件联接的并且通过该联接件与机器部件块联接的配重块以及在联接件与配重块之间以弹簧方式作用的驱动系统。 背景技术[0003] 这种摇振机构以及这种激励方法例如由EP 0 635 601 A1、WO 2009/138491 A1和US 5 759 354公知。在此，机器部件块、具体而言尤其是造纸机的辊子(例如造纸机的胸辊)借助摇振机构激励出平行于辊子轴线的一维振荡运动。在此，摇振机构分别包括机械联接到机器部件块上的联接件，其中，EP 0 635 601 A1和WO 2009/138491 A1还公开了一种配重块，其弹簧弹性地与联接件联接并且通过该联接件与机器部件块联接。在根据WO2009/138491 A1的系统中，通过液压的缸活塞单元实现弹簧弹性的联接，而EP 0635 601 A1为此在借助由行程腔室和该行程腔室的相应的填充气体形成的气体弹簧的情况下利用具有布置在相应行程腔室中的弹簧的活塞缸单元。此外，根据EP 0 635 601 A1的系统具有附加活塞，该附加活塞可气动驱控，以便以期望的方式激励出相应的振荡。EP 0 635 601 A1和WO 2009/138491 A1的系统的共同之处是配重块必须具有较大的重量，并且最终能自由够到地往复振荡，该配重块同时还具有缸，活塞本身在该缸中往复运行，该活塞沿振荡方向与机器部件块，也就是说与相应的辊子刚性连接。 发明内容[0004] 本发明的任务是，提供简单构建的这种类型的摇振机构或这种类型的激励方法。 [0006] 在此，本发明基于如下常见的基本知识，即，通过摇振机构的高度对称的结构可以实现相应紧凑的结构方式。 [0007] 在一种具体实现方案中，用于产生机器部件块的一维振荡运动的摇振机构具有用于机械联接到机器部件块上的联接件、弹簧弹性地与联接件连接的并且通过该联接件与机器部件块联接的配重块以及在联接件与配重块之间以弹簧方式作用的驱动系统，该摇振机构的特征在于，驱动系统包括两个布置在配重块两侧的气体弹簧。由此，气体弹簧分别借助压力高度对称地作用到配重块上，这通过布置在缸内的活塞的行程腔室、伸缩囊或者类似装置来实现，从而可以避免复杂的影响拉力和压力的杆以及非常易损的从配重块凸出的缸，其例如在EP 0 635 601 A1中公开。此外，通过使用气体弹簧可以取消根据WO2009/138491 A1的复杂的液压系统。 [0008] 驱动系统优选以气动方式来激励，当然这已在EP 0 635 601 A1中公开。但是，可以通过如下方式来实现紧凑的构造，即，气动激励直接作用到气体弹簧上，从而例如可以取消附加的为此所需的连杆。 [0009] 同样地，用于产生机器部件块的一维振荡运动的摇振机构具有用于机械联接到机器部件块上的联接件、弹簧弹性地与联接件联接的并且通过该联接件与机器部件块联接的配重块以及在联接件与配重块之间以弹簧方式作用的驱动系统，该摇振机构的特征可以在于，该联接件作为框架包围配重块。通过这种在现有技术中没有的对配重块的包围，一方面得到了相应对称且紧凑的结构。另一方面，在适当的且在下文中详细阐述的实施方式中，可以将能从外部够到的可运动的结构组件的数量降低至最少，从而一方面可以改进保护方案以防污染以及改进可能的密封问题，另一方面可以减少防事故保护措施。 [0010] 联接件尤其可以是摇振机构壳体，配重块布置在该摇振机构壳体内。以这种方式，通过摇振机构壳体保护了本身往复振荡的配重块，该摇振机构壳体于是与机器部件块相应连接，这是因为该摇振机构壳体用作联接件。就此而言，尤其可以避免例如在EP 0 635 601 A1或者WO 2009/0138491 A1中强制必需的穿过缸的套管。因此，以这种方式得到了结构非常紧凑的摇振机构，在该摇振机构中，取消了必然会遭受污染危险的密封件和套管。通过将配重块布置在摇振机构壳体内，保留了仅一个能从外部够到的结构组件，该结构组件以相同的形式与机器部件块一起振荡，这是因为配重块在摇振机构壳体内部进行反向运动，从而在摇振机构的适当的设计方案中由于该仅一个运动方向而与此相应也进一步降低了事故危险。 [0011] 根据一种具体实现方案，联接件可以气密地包围配重块。这尤其适用于联接件是摇振机构壳体的情况，配重块设置在该摇振机构壳体中。通过这种气密性可以完全避免置于如下压力下的套管，该压力例如必然出现在活塞杆的从以压力加载的缸伸出的套管上。在这种实施方式中，联接件或摇振机构壳体可以借助配重块分别在配重块两侧形成气体弹簧，这些气体弹簧能够以弹簧方式作用或者必要时也可以用于气动激励。 [0012] 在一种替选实施方式中，联接件不必气密地包围配重块。在该替选实施方式中，使用了独立的气体弹簧、例如伸缩囊或者其他适当的置于气体压力下的系统，它们分别在联接件或者说摇振机构壳体与配重块之间作用。 [0013] 根据一种具体实现方案，仅需要设置相应的气体接口，以便可以实现气动激励或者也可以实现对泄漏的补充。在一种适当的设计方案中，在往复地运动穿过套管的活塞杆的情况下，尤其可以完全避免向外的泄漏。 [0014] 最后，联接件本身可以整合到机器部件块中，从而使整个摇振机构布置在机器部件块内部，例如辊子内部。于是即使在这种特别结构紧凑的构造设计方案中，联接件仍然以形成摇振机构壳体的机器部件框架的形式，例如以滚动体的形式包围配重块。 [0015] 配重块优选以能振荡的方式支承在联接件上，从而可以取消另外的支承配重块的措施。同样地，这也决定了整个摇振机构的相应的紧凑性。 [0016] 在本发明的一种实际的实施方式中，也可以想到的是，配重块由多个部分块组成。在此，部分块优选彼此刚性联接，用以形成唯一的振荡块。 [0017] 此外，也可以想到的是，部分块在此可以设计成使得它们例如形成用于存储流体、例如气体和/或液体的腔室。 [0018] 配重块中也可以存在用于存储流体、例如气体和/或液体的腔室。 [0019] 通过流体静力或者流体动力的支承，但必要时也通过气动的支承可以确保摩擦特别低的支承，由此可以使损耗以及进而要输入摇振机构中以便例如维持振荡处于共振中的总能量减小到最小。 [0020] 在此，尤其通过如下方式使摩擦损耗最小化，即，使配重块在流体静力或流体动力的支承中悬浮。 [0021] 流体静力或流体动力的支承优选是油循环润滑，从而存在有针对所有运行位置和运行状态足够的油。 [0022] 根据一种具体实现方案，尤其是在与悬浮的配重块的协同作用下，较小的活塞重量就足以提供足够的共振运动。也可以想到的是，配重块配设有通过分隔壁限定的凹部，以便以这种方式使所需行程腔室大小最小化，并且因此例如当该摇振机构壳体包围活塞状构造的配重块时使摇振机构壳体的尺寸最小化。 [0023] 此外，可以通过配重块的悬浮使这些配重块的滑动面最小化，这进一步降低了损耗。这也可以通过如下方式来实现，即，降低所用油的粘滞度，这与此相应导致了更低的损耗。 [0024] 必要时，可以相对于运行可靠的悬浮所需的压力提高油循环润滑的压力，以便使在配重块旁经过的通过油润滑导致的泄漏最小化。 [0025] 尽管配重块相对联接件的支承就损耗而言最终是相当重要的，但是仍然有利的是，联接件以能振荡的方式相对机器底部支承。联接件必然以应当通过摇振机构激励出振荡的机器部件或机器部件块的频率和幅值振荡。就此而言，有利的是，在这里规定相应的措施，其中，优选可以应用与用于机器部件块的支承装置类似的结构组件。 [0026] 必要时，在联接件与机器部件块之间可以设置铰链，以便允许在竖直方向上的较大的装配公差，并且尤其以结构简单的方式允许更换直径略有不同的胸辊，而无需耗费地再校准摇振机构。为此，尤其有利的是，摇振机构也通过铰链支撑。 [0027] 尽管如此，但始终有利的是，联接件与机器部件块之间的连接在振荡运动方向上刚性构造，以便可以立即且无任何叠加振荡地实现振荡。 [0028] 可以理解的是，不依赖于本发明的其余特征，联接件与机器部件块之间的这种铰链和/或摇振机构在机器底部上的这种铰链式的支撑与此相应地也是有利的。 [0029] 摇振机构本身也可以简单地以机械的方式激励，其方式是：例如将偏心轮或者以限定的激励频率相应地激励的励磁器块安设在配重块上或者联接环节上。 [0030] 但气动激励是优选的，其中，用于产生机器部件块的一维振荡运动的摇振机构具有用于机械联接到机器部件块上的联接件、弹簧弹性地与联接件联接的并且通过该联接件与机器部件块联接的配重块以及在联接件与配重块之间以弹簧方式作用的驱动系统，按照优选方式，一种用于气动激励该摇振机构的方法的特征可以在于，驱动系统的两个布置在配重块两侧的气体弹簧中的至少一个根据振荡状态以气体弹簧的最小和/或最大的载荷压力来加载。以这种方式可以取消单独的激励，其中，气体弹簧的加载可以通过相应的压力线路毫无问题且无需大的结构耗费地实现。 [0031] 最后，在此以调节技术上的标准通过如下方式激励出能振荡的系统的共振频率，即，在振荡周期之内的适当的时间点，也就是说在适当的振荡状况下，向振荡系统输送能量以维持振荡。该能量输送尤其可以通过如下方式来进行，即，使置于高压力下的气体弹簧以更高的压力来加载，从而由此可以补偿在建立压力期间在去程上出现的可能的能量损耗。随后，回程再次以所需的能量进行，以便可以实现完整的振荡行程。在此，可以理解的是，在气体弹簧的情况下，这可以在配重块的两侧上相应地进行。同样可以理解的是，在某些情况下，这仅在两个气体弹簧中的一个上进行就足够了。 [0032] 同样可以理解的是，仅在相应的时间上施加最大载荷压力可能就足够了。替选地，同样也可以想到的是，在载荷压力非常低的振荡状态下，将载荷压力降至最小的压力，以便在这里补充地激励出振荡。 [0033] 此外，可以想到的是，通过气体弹簧的相应的载荷压力来影响振荡运动的振荡频率，从而使得振荡可以在无需大的改装措施的情况下与当前所需的情况相比配。 [0035] 结合以下对尤其也在附图中示出的实施例的说明对本发明的其他优点、目标和特征进行阐述。在附图中： [0036] 图1以示意性的侧视图示出作为机器部件块的胸辊以及第一摇振机构； [0037] 图2以示意性的侧视图示出作为机器部件块的胸辊以及第二摇振机构； [0038] 图3以示意性的侧视图示出作为机器部件块的胸辊以及第三摇振机构； [0039] 图4以类似于图1至图3的图示方式示出作为机器部件块的具有整合的摇振机构的胸辊； [0040] 图5以示意性的侧视图示出作为机器部件块的胸辊以及第四摇振机构；并且[0041] 图6示出替选的摇振机构的剖视图。 具体实施方式[0042] 图1中示出的由机器部件块1和包括配重块2的摇振机构3组成的系统以本身公知的方式将机器部件块1支承在本身公知的支承件14中。 [0043] 在此，摇振机构3包括缸15，该缸作为摇振机构壳体13包围配重块2并在配重块2的两侧形成行程腔室4、5，这些行程腔室在配重块2作为活塞的协同作用下形成两个气体弹簧。摇振机构3支撑在机器底部11的两个滚动支架6上，并且通过联接器22以本身公知的方式与在该实施例中是造纸机的胸辊的机器部件块1联接。 [0044] 配重块2通过压缩空气线路7、8激励出振荡17(双箭头)。由机器部件块1和缸15组成的系统与此相应地通过振荡18(双箭头)产生反向运动。在此，通过压缩空气线路 7、8的激励以如下方式进行，即，使整个系统以共振频率振荡。 [0045] 图2中所示的系统在很大程度上对应于根据图1的系统，从而无需重复说明。与根据图1的系统不同的是，在根据图2的系统中，行程腔室4、5由伸缩囊19形成，这些伸缩囊分别与压缩空气线路7和8连接，并且以与根据图1的系统完全类似的方式通过这些压缩空气线路7、8以压缩空气来加载。此外，配重块2代替气动或者流体静力或者流体动力的支承而通过滚动支承件20支承在摇振机构壳体13中。 [0046] 在根据图2的实施例中，摇振机构3也通过铰链9支承在机器底部11上，并且通过铰链10与机器部件块1支承在一起，其中，铰链10沿振荡方向固有刚性地(eigensteif)构造。以这种方式可以实现与不同机器部件块1的更容易的匹配。就此而言，在该实施例中，滚动支架6的使用没有变化。根据该实施例的具体实现方案，铰链9和/或10在运行期间可以被锁定或者说固定，以便避免叠加振荡的危险。 [0047] 在图3所示的实施例中，相对于根据图2的实施例取消了配重块2在摇振机构壳体13的缸15中的支承，并且配重块2通过滚动支承件20相应地以能振荡的方式支承在支承台21上。支承台21也带有通向伸缩囊19的压缩空气线路7和8。在该设计方案中，摇振机构壳体13向下敞开，其中，配重块2仍然被壳体包覆并且相应地受到保护。 [0048] 在图4所示的实施例中，摇振机构3整合到机器部件块1中，在这里同样例如是造纸机的胸辊中。就此而言，机器部件块1形成摇振机构壳体，并且摇振机构3的缸15布置在机器部件块1中。该实施方式的结构特别紧凑，其中，必要时在机器部件块1中可以设置用于激励出共振振荡的独立的能量源，例如可以相应地向行程腔室4、5交替加载压力的空气蓄压器或者例如电池。同样可以在适当位置上，例如在辊颈上，在旋转轴线上设置压缩空气线路。 [0049] 在图5中所示的系统基本上对应于根据图1的系统，但是其中，取消了压缩空气线路7、8。为了输送能量，在配重块2内设置有励磁器块12，该励磁器块偏心地绕轴线23以电动方式驱动，但在不同实施方式中也可以用其他方式驱动。在此，励磁器块12的旋转频率选择成使得由机器部件块1、缸15和配重块2组成的整个系统由此激励出在共振频率的范围内的振荡。在此，本身无需设置向行程腔室4、5的气体输送。但是为了影响振荡，可以设置有气体接口，通过这些气体接口可以改变行程腔室4、5内的气体压力。 [0050] 图6中示出替选的配重块2。该配重块包括凹部24，这些凹部通过分隔壁25来限定，由此必要时可以缩短缸15的结构长度。该实施例的配重块2的环绕的凹部26与缸15一起共同形成环形室27，该环形室可以在油循环润滑的情况下以润滑油来加载，该凹部最终可以替选地在根据图1、4和5的实施例中使用。该实施例的配重块2的质量优选对应于由配重块2挤出的润滑油体积的总重量，从而使配重块2近似悬浮。由此，可以将滑动面和支承面以及可能的损耗限制在最小程度。通过分隔壁26的变化以及通过两件式的分隔壁，行程腔室4、5的体积和配重块2的质量可以容易地与期望的情况相匹配。 [0051] 附图标记列表 [0052] 1 机器部件块 14 支承件 [0053] 2 配重块 15 缸 [0054] 3 摇振机构 17 振荡 [0055] 4 行程腔室 18 振荡 [0056] 5 行程腔室 19 伸缩囊 [0057] 6 滚动支架 20 滚动支承件 [0058] 7 压缩空气线路 21 支承台 [0059] 8 压缩空气线路 22 联接器 [0060] 9 铰链 23 轴线 [0061] 10 铰链 24 凹部 [0062] 11 机器底部 25 分隔壁 [0063] 12 励磁器块 26 环绕的凹部 [0064] 13 摇振机构壳体 27 环形室 |
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