150492. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szemcsés anyaghalmaz tömörítésére aperiodikus rezgéssel
2 150.492 A .találmány tárgya eljárás szemcsés anyaghalmaz (talaj) tömörítésére aperiodikus rezgéssel és berendezés az eljárás foganatosítására. A találmány azon a felismerésien alapul, hogy a szemcsés anyaghalmazt nem egy meghatározott frekvenciájú rezgéssel kell gerjeszteni, hanem olyan rezgéssel, amelyik egy széles frekvencia tartományba tartozó több rezgés eredője. Ennek érdek ében a szemcsés anyaghalmazt aperiodikus rezgéssel kell vibrálni. A rövid időközökben, pl. a másodperc tört részei alatt változó frekvenciájú rezgések a különböző méretű és tömegű szemcsés anyagrészecskékkel rezonanciába lépnek és így a fordulatszám változtatása nélkül a leghatásosabb tömörítés érhető el. A gerjesztő rezgést több excentrikus, forgó tömeggel állítjuk elő, amelyek egyenként vagy csoportosan különböző excientrieitással bírnak és/vagy különböző fordulatszámmal forognak. A 2. ábra egy — példaképpen három különböző fordulatszámmal forgó — excentrikus tömegrendszeír rezgéseinek függvényábráját mutatja. A három rezgés mindegyike harmonikus lengés, amelyek összeadódnak és eredőül a 3. ábra szerinti aperiodikus rezgést eredményezik. Ez az ábra egy teljes főciklus függvényábráját mutatja, amelyen belül az adott példában öt különböző frekvenciájú alciklus ismerhető fel. A forgó tömegek fordulatszámának kellő megválasztásával a frekvenciatartomány a legkedvezőbben állítható bíe. A találmány tárgyát képező eljárás, egy példaképpeni foganatosítani módját a talajtömörítő berendezés egy példaképpeni kiviteli alakjának a leírásával kapcsolatban ismertetjük. A 4. ábra a berendezés oldalnézetét, az 5. ábra a berendezés függőleges A—A, a 6. ábra a vízszintes B—B, hosszmetszetét, a 7. ábra a rezgéstkeltő szerkezetnek az alvázhoz való erősítését és végül a 8. ábra a berendezés függőleges keresztmetszetét mutatja. A géppel vontatható 1 alvázra (4 ábra) van felszerelve a 2 göirdülőbenger. Ennek belsejében nyer elhelyezést a rezgéstkeltő szerkezet, amelyiket a 3 motor a 4 ékszíj és az 5 ékszíjtárcsa révén hajt meg. A rezgéstkeltő szerkezet a 2 gördülő henger tengelyén át fektetett függőleges (5. ábra) és vízszintes (6. ábra) síkmetszetekből ismerhető fel. A rezgéstkeltő szerkezet áll a 6 dobból, valamint a 7 és a 8 agyakból, amely utóbbiak az 1 alvázhoz a 14 és 15 tengelycsapokkal csatlakoznak. A 7 és 8 agyakban vannak csapágyazva a 9, 10, 11, 12 és 13 excentrikus forgó tömegek. E tömegek közül a 9, 10 és 11 közös függőleges síkban, a 9. 12 és 13 közös vízszintes síkban helyezkednek el (8. ábra). A 6 dob 7 és 8 agyának 14 és 15 tengett yasapjai a 2 gördülőhenger belső csapágyazásait hordozzák; a 2 gördülőhenger tehát szabadon elforoghat. A 9 excentrikus forgó tömeg egyik 16 tengely-vége a 14 üreges tengelycsapon van átfűzve és az 5 ékszíj tárcsát hordja. A 9 forgó tömeg tengelyén elhelyezett 17 fogaskerék a 18, illetve 19 fogaskerekek révén a 10, illetve 11 excentrikus forgó tömegeket, a 20 fogaskerék és a 21, illetve 22 fogaskerekek révén a 12 illetve 13 excentrikus forgó tömegeket forgatja. A 6 dob, valamint a 7 és 8 agyak által egy egységbe összeépített rezgéstkeltő szerkezet az 1 alvázhoz a 23 gumirugókkal kapcsolódik. Ennek a meghajtás-oldali egyik lehetséges kiviteli alakját a 7. ábra mutatja. A 14 tengelycsapot a 24 felső és a 25 alsó bilincsfél fogja össze. A 25 alsó bilincsfél az 1 alvázra hegesztett 26 bakokra a 23 gumirugókon keresztül támaszkodik. Ily módon a rezgéstkeltő szerkezettel gerjesztett rezgések nagymértékben csillapítva terjednek csak át az 1 alvázra. Mint a továbbiakból kiderül, a 23 gumirugóknak csupán a 12 és 13 excentrikus forgó tömegek által ébresztett centrifugális erő vízszintes vetületét kell felvenniök, mert a 9, 10 és 11 excentrikus forgó tömegek által létrehozott centrifugális erő eredőjének összetevője 0. A találmány tárgyát képező talajtömörítő berendezés példaképpeni kiviteli alakjának rezgéstkeltő szerkezetében a 2. ábrában bemutatott rezgésiek ébrednek. Az ábra a középső 9 excentrikus forgó tömeg szögelfordulásának függvényében ábrázolja a gerjesztett centrifugális erők változását. A 9, 10 és 11 forgó tömegek által keltett rezgés polarizált, vagyis e három tömeg által keltet!: centrifugális erők vízszintes összetevőjének eredője 0. E három tengely eredő centrifugális erejét a 2. ábra a-jelű görbéje mutatja. A 12 tömeg centrifugális erejét a b-jelű, a 13 forgó tömeg centrifugális erejét a c-jelű görbe ábrázolja a 9 forgó tömeg szögelfordulásának függvényében. E három centrifugális erő nincs fázisban egymással, 'mert a 12 és 13 tömegek fordulatszámai a 9, 10 és 11 tömegek fordulatszámától különböznek. Az adott példában a három, önmagában hairmonikus lengés eredőjét ugyancsak a középső 9 forgó tömeg szögelfoirdulásának függvényében a 3. ábra mutatja. Ha az eredő centrifugális erőt C-vel, a 9 forgó tömeg szögelfordulását görög fi-vei, továbbá a 9 és a 12 forgó tömegek közötti áttételi viszonyt ij-igyel és végül a 9 és a 13 forgó tömegek közötti áttételt i2 -vel jelöljük, akkor az eredő centrifugális erő az alábbi függvény szerint változik: fi fi C == cos fi — cos — sin ~; 11 12 Az adott esetben, az eredő függvény (3. ábra) a 9 forgó tömeg minden hat fordulatára periodikus. Ezen a fő cikluson belül, — amint ez a fenti függvényből kiszámítható — öt alciklus játszódik le. Az egyes alciklusoik időtartama a 9 forgó tömeg 1,39; 1,85; 1,04; 1,15, illetve 0,56 fordulatával megegyező. Ezekből az adatokból a főciklus és az egyes alciklusoik frekvenciája oly módon számítható ki, hogy a 9 forigó tömeg fordulatszámát — mely az adott példában 3000/perc — elosztjuk az egyes alciklusoknak a 9 forgó tömeg fordulataiban kifejezett időtartamával. Ily módon a főciklus periódusszáma az adott példában percenként 500, míg az egyes alciklusoké sorrendben 2158, 1622, 2890, 2605, illetve 5360. Mint látható tehát, az adott példában az aperiodikus rezgés frekvenciái olyan frekvencia-spektrumot adnak, amelynek rezgései az 500-tól az 5360 percenkénti rezgésszámig terjedő frekvenciatartományba esnek. A lépcsős 5 ékszíjtárcsa lehetővé
