Walze zum Verdichten von Bodenmassen od. dgl. Die Erfindung betrifft eine Walze zum Verdichten von Bodenmassen o. dgl., insbesondere für den Stras senbau, mit einer Antriebsmaschine, die mit Ketten- oder Riementrieben einerseits zum Bewegen von einer oder mehr Walzentrommeln und andererseits zum An trieb von einer oder mehr Unwuchteinrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen versehen ist.
Dabei ver laufen die Achsen der Unwuchteinrichtungen parallel zu den Achsen der Walzentrommeln.
Bei den bisher bekannten Walzen dieser Art beste hen besondere Mängel auf dem Gebiet der Lenkung und Anordnung und Lagerung der Unwuchtmassen. Dadurch ergibt sich eine nachteilige Arbeitsausführung dieser Walzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walze zum Ver dichten von Bodenmassen o. dgl. zu schaffen, welche die Mängel bekannter Walzen vermeidet, insbesondere sich vorteilhaft lenken lässt und deren Schwungmassen (Unwuchten) einfach ausgebildet und sicher wirkend angeordnet sind Gemäss der Erfindung sind bei einer Walze zum Verdichten von Bodenmassen o.
dgl., insbesondere für den Strassenbau, die den Walzentrommeln nacheinan der abwärtsgerichteten Schwingungsimpulse erteilen den, ausserhalb der Walzentrommeln angeordneten Unwuchteinrichtungen zwischen seitlichen Halteplatten angeordnet sowie die Antriebsmaschine gegenüber den Halteplatten mittels elastischer Elemente verhältnismäs- sig schwingungsfrei gelagert.
Bei einer speziellen Ausführungsform können zwi schen Walzenkörpern eine oder mehrere Unwuchtmas- sen quer zur Fahrtrichtung und die Antriebsmaschine ausserhalb der mittleren vertikalen., quer zur Bewe gungsrichtung verlaufenden Ebene angeordnet sein. Bei einer abgeänderten Ausführungsform lassen sich bei derseits der mittleren vertikalen, quer zur Bewegungs richtung verlaufenden Ebene zwischen zwei Walzen körpern mit vorzugsweise gleichem Abstand von dieser mindestens eine Unwuchtmasse vorsehen, wobei der Schwerpunkt der Antriebsmaschine innerhalb dieser Ebene liegen kann.
Bei einer weiteren abgeänderten Ausführungsform lässt sich eine Walze als lenkbares Fahrzeug mit zwei hinteren, einer oder mehreren Un- wuchtmassen angeschlossenen, Walzenkörper und einer vorderen Lenkwalze ausbilden. Dabei können eine oder mehrere Unwuchtmassen in Fahrtrichtung vor und/oder hinter den Walzenkörpern angeordnet sein und die diese aufnehmenden Haltebleche wechselweise als ein- und zweiarmige Hebel wirken.
Diese Ausführungsformen einer Walze zeichnen sich durch Einfachheit und Zweckmässigkeit aus. Dabei lassen sich in Abhängigkeit von der Fahrge schwindigkeit höhere Leistungen in der Verdichtung der Bodenmassen o. dgl. erzielen. Die ausserhalb der Walzen angeordneten Unwuchtsmassen leiten ihre Schwingungen voll und in günstiger Weise in diese ein, so dass keine Kraft verloren geht.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Neuerung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Walze zur Verdich tung von Bodenmassen o. dgl., Fig. 2 eine Seitenansicht eines abgeänderten Aus führungsbeispieles einer Walze, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Walze gemäss Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines weiteren abgeänder ten Ausführungsbeispieles einer Walze und Fig. 5 eine Draufsicht auf die Walze gemäss Fig. 4 Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen der Wir kungsweise der erfindungsgemässen Walzen gemäss Fig. 1. und 3.
Eine Walze 10 zum Verdichten von Bodenmassen o. dgl. ist beispielsweise mit zwei Walzenkörpern 11a, 11b ausgestattet, die (vgl. Fig. 1) jeweils mittels einer Achse 12a bzw. 12b an seitlichen Halteblechen (Halte platten) 13a, 13b drehbar gelagert sind und dabei zweckmässig in Kugellagern 14 ruhen, die mittels Kap pen 15 abgedeckt sind.
Diese Haltebleche 13a, 13b zeigen jeweils etwa eine Trapezform, die sich nach oben durch seitliche Einschnitte verjüngt und deren untere Spitzen jeweils segmentartig gerundet sind. Eine waagerechte Un- wuchtwelle 16 ist im oberen Bereiche der Walze 10 zwischen Aufhängeblechen 13c. 13d in Kugellagern 17 in oder an diesen horizontal gelagert und von einem Gehäuse 18, z. B. einem Mantelrohr umgeben. Die Aufhängebleche 13c, 13d sind über Blattfedern 20a, 20b mit den Halteblechen 13a, 13b derart verbunden, dass die Unwucht 16 sich quer zur Verdichtungsrich tung auspendeln kann, in Verdichtungsrichtung die Kraft jedoch voll in die Walzenkörper 11a, 11b leitet.
Damit ist eine kraftschlüssige Einheit von Walzenkör pern 11a, 11b, Halteblechen 13a, 13b, Aufhängeble chen 13c, 13d und Unwuchtwelle 16 geschaffen, so dass von dieser Unwuchtwelle 16 erzeugte Schwingunr gen unmittelbar auf die Walzenkörper 11a, 11b über tragen werden. Die Wirkungsweise der Walze 10 ist in schematischen Darstellungen in den Fig. 6 und 7 ent halten.
Als Gesamtantrieb für die Walze 10 dient ein Motor 19, der auf einer Platte 20 oberhalb der Wal zenkörper 11a, Ilb steht und über einen oder mehrere Keilriemen 21 o. dgl. ein Getriebe 22 in Bewegung versetzt, das einerseits die induzierte Kraft synchron auf die Unwuchtwelle 16 zur Erzeugung von Schwin gungen und andererseits durch eine Kette 23 die An triebskraft auf den Fahrantrieb überträgt. An dem Ge triebe 22 sind ein Schalthebel 24 für das Ein- und Ausschalten der Vibration und ein Schalthebel 25 für den Fahrantrieb angeordnet.
Der auf der Platte 20 angeordnete Motor 19 und das Getriebe 22 stützen sich auf elastisch nachgiebigen Elementen 26a, 26b, wie Gummipuffer, Stahlfedern o. dgl. ab, die unter der Platte 20 zwischen den Halte blechen 13a, 13b verlaufen. Statt der durchgehenden Elemente 26a, 26b können auch kurze, an den Halte blechen 13a, 13b befestigte Ansatzstücke vorgesehen sein. Als untere Verspannung dient ein Bügel 27 o. dgL, der ein Abgleiten der Platte 20 von den Elementen 26a, 26b verhindert.
Antrieb und Funktion dieser Walze 10 werden wie folgt beschrieben: Der Motor 10 versetzt, wie bereits erwähnt, über einen Keilriemen 21 ein Getriebe 22 in Bewegung, das die Unwuchtwelle 16 und die Walzenkörper 11a, 11b synchron antreibt.
Während die Unwuchtwelle 16 mit einer verhältnismässig hohen Drehzahl schnell aufein- anderfolgende Vibrationsschwingungen erzeugt, wird die Umdrehung und somit die Verlaufgeschwindigkeit der Walzenkörper 11a, 11.b über mehrere nachfolgend beschriebene Übersetzungen gegenüber der Unwucht- welle 16 stark herabgesetzt.
Ein innerhalb des Getrie bes 22 angeordnetes Zahnrad 28 treibt dabei über eine Welle 29a o. dgl. ein Kettenrad 29 an, das die Kette 23 in Bewegung versetzt, die ihrerseits zwei Kettenrä der 30a, 30b im stirnseitigen Randbereich der Walzen körper 11a, 11b antreibt. Diese verhältnismässig gross ausgebildeten Kettenräder 30a, 30b versetzen über koaxiale kleine Zahnräder 31a, 31b verhältnismässig grosse, an den Stirnseiten der Walzenkörper 11a, llb befestigte Zahnräder 32a, 32b in Drehung, so dass sich die Walze 10 fortbewegt.
Die rotierende Kraft der Unwuchtwelle 16, die vorzugsweise abstandgleich zwi schen und über den beiden Walzenkörpern 11a, llb angeordnet ist, überträgt die Vibrationsschwingun.gen unter weitestgehender Ausschaltung der Horizontal kräfte in vertikaler Richtung auf diese Walzenkörper 11a. 11b, die dadurch wechselweise paarweise von der Oberfläche der zu verdichtenden Massen abgehoben und wieder in deren. Richtung gedrückt werden.
Eine Steuerung der Walze 10 erfolgt über einen an der Platte 20 befestigten Lenker 33, an dessen Ende ein Schalthebel 34 zur Umsteuerung der Laufrichtung und/oder Ein- bzw. Ausschaltung des Motors 19 ange ordnet ist. Zum Transport der Walze lässt sich über den Hebel 24 die Vibration ausschalten. Es liegt im Rahmen der Neuerung, das Getriebe für den Fahran trieb mehrstufig auszubilden, so dass ein Arbeitsgang und ein Schnellgang für den Transport eingeschaltet werden kann.
Ein abgeändertes Ausführungsbeispiel einer Walze zum Verdichten von Bodenmassen o. dgl. ist aus Fig. 2 zu ersehen. Die Walze 40 zeigt entsprechend der Walze 10 in Fig. 1 und 3 zwei Walzenkörper 41a, 41b, die mittels Achsen 42a, 42b an nach oben trapezförmig erweiterten Halteblechen 43a, 43b drehbar gelagert sind. Im Bereich ihrer oberen Ecken können die Halte bleche 43a, 43b in Form von Nasen 44a, 44b nach oben%und nach aussen erweitert sein. Zwischen diesen Nasen 44a, 44b erstrecken sich waagerechte Unwucht wellen 45a, 45b, die vorzugsweise ausserhalb der durch die Achsen 42a, 42b verlaufenden vertikalen Ebene nach aussen angeordnet sind.
Dabei sind die Unwuchtmassen vorzugsweise um eine halbe Drehung gegeneinander versetzt.
Angetrieben werden die Un.wuchtwellen 45a, 45b von einem Motor 46 über ein Getriebe 47 mittels Rie men oder Ketten 48a, 48b, die auch als eine Kette o. dgl. die Unwuchtwellen 45a, 45b gemeinsam antrei ben können. Der Schwerpunkt des Motors 46 liegt genau in der Mitte zwischen den Walzenkörpern 41a, 41b. Motor 46 und Getriebe 47 ruhen dabei zwischen und über diesen auf einer Platte 49, die sich auf elasti schen Elementen 50a, 50b an den Halteblechen 43a, 43b abstützt und von einem Bügel 51 o. dgl. unter- fasst wird.
Der Antrieb der Walzenkörper erfolgt ent sprechend dem vorhergehend aufgeführten Ausfüh rungsbeispiel über eine Anordnung von Ketten und Zahnrädern, wobei statt einer auch mehrere Antriebs- ketten verwendet werden können; dieses ruft in der Wirkungsweise keinerlei Veränderung hervor.
Durch die versetzt zueinander angeordneten Un- wuchtmassen wird eine Wechselwirkung in der Vibra- tion erzielt, die abwechselnd den einen Walzenkörper hochhebt und dabei den anderen Walzenkörper in das Bodenbereich drückt. Dieser Druck wird einmal durch die Gewichtsverlagerung der Walze auf einen Walzen körper und dann durch die gerichtete Kraft der Un- wuchtwellen ausgeübt, wobei die Gewichtsverlagerung in Abhängigkeit von der gerichteten Kraft der Un- wuchtwellen erfolgt.
Ein nochmals abgeändertes Ausführungsbeispiel einer Walze 60 ist in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht. Dabei sind drei Walzenkörper 61a, 61b, 61c hinterein ander angeordnet. Während die vordere Walze 61a als Lenkwalze ausgebildet ist, besteht die Aufgabe der bei den hinteren Walzen 61b,<B>61e</B> vornehmlich in der Ver dichtung der Bodenmassen o. dgl. durch Druck und/ oder Vibration.
Die Walze 60 ist als lenkbares Fahrzeug mit einer Karosserie 62, einem Lenker 63, einem Sitz 64 und einem oder mehreren Schalthebeln 65 zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit, zum Kuppeln der Vibration o. dgl. ausgestattet. Der vordere Walzenkörper 61a kann über eine Brücke 66 od. dgl. in allgemein be kannter Ausführungsform gelenkt werden.
Der Antrieb der Walze 60 geht von einem Motor 67 aus, der mit einem Getriebe 70 und mit seitlichem Brennstofftank 68 auf einer Lagerplatte 69 befestigt ist, die sich auf der Karosserie 62 abstützt. Deren hin terer Teil ist in Ausbuchtungen um die Walzenkörper 61b, 61c herumgeführt und ruht auf einem oder meh reren Gummielementen 71, die sich zwischen längli chen Halteblechen (Halteplatten) 72a, 72b erstrecken.
Diese stützen sich ihrerseits auf den Achsen der hin teren Walzenkörper 61b, 61c und tragen an einer vor deren Nase 73a ein Umlenkrad 74, da über eine Kette 75, einen Riemen o. dgl. vom Getriebe 70 aus ange trieben wird. Von denn Nasen 73a, 73b ragen Bleche 76a, 76b nach unten, die vorzugsweise unterhalb der Karosserie 62 eine horizontale, quer zur Fahrtrichtung sich erstreckende Unwuchtwelle 77 zwischen sich auf nehmen, die über eine Kette 78 einen Riemen od. dgl. von dem Umlenkrad 74 oder direkt vom Getriebe 70 aus über die Kette 75 o. dgl. in Schwingungen versetzt wird.
Der Fahrantrieb ist, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, in Abhängigkeit oder für den reinen Fahrantrieb in Nichtabhängigkeit mit der Vibra- tion unter den geschilderten Verhältnissen kuppelbar. Dabei sind die Zahn- oder Kettenräder bzw. Riemen scheiben, Ketten u. dgl. nach aussen durch eine Ver- kleidung 80 abgeschirmt.
Die Arbeitsweise der Walze 60 wird wie folgt be schrieben: Zum Transport der Walze ist eine Hubvorrichtung 79 vorgesehen, die mechanisch oder hydraulisch betrie ben wird und die sich vom Fahrersitz aus betätigen lässt. Mittels dieser Vorrichtung 79 lässt sich entweder der mittlere oder hintere Walzenkörper 61b bzw. 61c anheben, so dass eine Lenkung möglich ist. Dadurch kann aber auch eine grössere örtliche Druckwirkung erzielt werden, wie es beispielsweise beim statischen Flachwalzen wünschenswert erscheint.
Soll das Erd reich o. dgl. durch Vibration verdichtet werden, so setzt man über das Getriebe diejenige Unwuchtwelle in Bewegung, deren Unwuchtmasse die gerichteten Schwingungen über die seitlichen Haltebleche und die Achsen auf die hinteren Walzenkörper wechselweise übertragen. Dadurch wirken die Haltebleche mit den: Blechen 76a, 76b praktisch als Hebelarme.
Bei nach unten gerichteten Schwingungen wirkt die Achse des mittleren Walzenkörpers 61b als Drehpunkt der Kraft übertragung, wobei die Haltebleche als zweiseitige Hebelarme wirken. und die hinteren Walzenkörper 61c angehoben und der mittlere Walzenkörper 61b ver stärkt nach unten gedrückt wird. Anders ist es bei nach oben gerichteten Schwingungen: Hierbei drückt sich der hintere Walzenkörper 61c unter stärkerer Druck einwirkung in das Erdreich o. dgl. und der mittlere Walzenkörper 61 hebt sich in die Höhe, so dass die Haltebleche als einarmige Hebel sich bewegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der An triebsmotor ein Stromaggregat antreiben, das die im Getriebe angeordneten Kupplungen für den Fahran trieb und/oder Vibration betätigt. Weiter können bei allen beschriebenen Walzen die Walzenkörper ausge tauscht und so andere, den Gegebenheiten entspre chende eingesetzt werden. Damit die für die Verdich- tung nachteiligen, horizontal wirksam werdenden Schwingungskräfte sich frei auspendeln können, sind die Bleche 76a, 76b über Metallschwingelemente o. dgl.
(nicht dargestellt) mit den Halteblechen 72a, 72b schwingungsgemäss kraftschlüssig gekuppelt, wobei die vertikalen Kräfte voll in die Walzenkörper 61b, 61c eingeleitet werden.
In allen nur beispielsweise geschilderten Ausfüh rungsbeispielen erfolgt der Antrieb für die Vibration über ein Getriebe in Abhängigkeit mit der Fahrge schwindigkeit. Dabei werden die Walzenkörper paar weise oder einzeln wechselweise angehoben und wieder gegen das Erdreich o. dgl. gedrückt, wodurch eine vor teilhafte Verdichtungswirkung ausgeübt wird. Die be schriebenen Walzen können dadurch noch zusätzlich Verdichtungskraft ausüben, dass diese mit Gewichten belastet werden, dazu sind beispielsweise Gewichte in die Walzenkörper eingebaut oder diese mit einem flüs sigen Medium gefüllt.
Die horizontalen Kräfte treten durch die spezielle Bauweise der Walzen nicht oder in nur unbedeutendem Masse in Erscheinung, dagegen werden die gerichteten Schwingungen voll in die Walzenkörper oder Bandagen geleitet. Durch elastische Elemente bleibt der ruhende Teil in grossem Masse frei von. Schwingungen, so dass damit eine angenehmere Handhabung der Walze für eine bedienende Person verbunden ist.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die seitlichen Halteplatten, die die Unwuchtmasse tragen, in ihrem unteren Bereich dreieckförmig ausge bildet und jeweils an den Halteplatten der Walzenach sen in deren mittleren Bereich angelenkt.