Die Erfindung betrifft einen Vibrationserreger gemäß dem Oberbegriff von Pa
tentanspruch 1, der insbesondere bei Bodenverdichtungsmaschinen zum Einsatz
kommt.
Bodenverdichtungsmaschinen, insbesondere Vibrations- oder Rüttelplatten, wei
sen eine über dem zu verdichtenden Boden bewegliche Bodenkontaktplatte auf,
die von einer durch einen Vibrationserreger erzeugten Vibration beaufschlagt
wird. Die dadurch hervorgerufene Rüttelbewegung bewirkt ein gegenseitiges Ver
schieben und Verlagern der Bodenpartikel, wodurch Zwischenräume geschlossen
und die gewünschte Bodenverdichtung erzielt werden kann.
Für eine gleichmäßige Verdichtung von Bodenpartikeln verschiedenartiger Zu
sammensetzung bzw. für eine unterschiedlich starke Verdichtung von Bodenpar
tikeln gleicher Zusammensetzung ist es wünschenswert, den Schwingungshub
der Bodenverdichtungsmaschine variieren zu können. Der auch als Schwingwei
te bezeichnete und der zweifachen Amplitude entsprechende Schwingungshub s
der Bodenverdichtungsmaschine, die einen Vibrationserreger aufweist, ist von
ihrer Masse M und dem "mr"-Wert des Vibrationserregers abhängig und wird
nach der Gleichung
bestimmt, worin m die schwingungswirksame Masse des Erregers (Umwucht
masse) und r der Abstand des Schwerpunktes dieser Masse von einer Drehachse
einer Unwuchtwelle sind.
Zur Veränderung des sogenannten "mr"-Wertes sind zahlreiche Lösungen be
kannt. Beispielsweise ist in der EP 0 358 744 B1 ein Schwingungserreger offen
bart, der drehbare Unwuchtteile aufweist, die jeweils an Unwuchtwellen ange
ordnet sind. Je nach Antriebsrichtung der Unwuchtwellen kommen die drehba
ren Unwuchtteile mit verschiedenen Anschlägen in Kontakt, so daß ihre Position
relativ zueinander bezüglich einer Drehachse entsprechend verändert und dar
aus ein maximaler "mr"-Wert oder ein minimaler "mr"-Wert resultiert. Zwischen
diesen Extremwerten ist jedoch keine weitere Einstellung für die Schwingungsamplitude
möglich.
Die EP 0 847 810 A1 beschreibt eine Vibrationsmaschine mit einem beweglichen
exzentrischen Gewicht, das drehbar um eine Drehwelle an einer Vibrationser
zeugungswelle angebracht ist. In Abhängigkeit von einer Drehzahl und einer
Drehrichtung der Vibrationserzeugungswelle verschwenkt das bewegliche exzen
trische Gewicht gegen eine Federkraft um die Drehwelle in verschiedene Endstel
lungen, die durch Stopper definiert sind, wodurch die resultierende Unwucht
und damit die Schwingungsamplitude der Vibrationserzeugungswelle verändert
wird.
Aus der DE 32 06 591 A1 ist eine Stellungsregelvorrichtung für eine quer zu ei
ner Welle verstellbare bewegbare Masse eines bei einer Vibrationsverdichtungs
walze eingesetzten Vibrators bekannt, mit der die Stellung der bewegbaren Mas
se geregelt und somit die Amplitude der erzeugten Schwingungen variiert werden
kann. Die Stellungsregelvorrichtung weist eine Feder auf, die automatisch be
wirkt, daß die exzentrische Masse in die Stellung für Schwingungen mit der
kleinsten Amplitude gebracht wird, wenn sich die Welle in Ruhe befindet. Im frei
schwingenden Zustand erzeugt der Vibrator eine gewünschte Schwingungsam
plitude, die sich in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Welle und einer geeigne
ten Federkennlinie automatisch einstellt. Jedoch läßt sich mit diesem Vibrator
eine ausreichend stabile Radialstellung der bewegbaren Masse nicht realisieren,
falls die Vibrationsverdichtungswalze in Kontakt mit einem Untergrund kommt
und dadurch der frei schwingende Zustand durch eine Energieabgabe an den
Untergrund gestört wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vibrationserreger für eine Bo
denverdichtungsmaschine anzugeben, bei dem eine Amplitude einer Unwucht in
Abhängigkeit von der Drehzal veränderbar und stabil auf einem vorgegebenen
Wert gehalten werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Vibrationserreger mit den Merk
malen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfin
dung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Ein erfindungsgemäßer Vibrationserreger für eine Bodenverdichtungsmaschine
mit einer drehend antreibbaren Unwuchtwelle und einer an der Unwuchtwelle
angeordneten, radial zu einer Drehachse der Unwuchtwelle bewegbaren ersten
Unwuchtmasse, die radial in Richtung der Drehachse von einer Vorspannein
richtung elastisch vorgespannt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämp
fungseinrichtung zur Dämpfung der Radialbewegung der ersten Unwuchtmasse
wenigstens in einer Richtung weg von der Drehachse vorgesehen ist.
Die Dämpfungseinrichtung verhindert ein freies Schwingen der ersten Umwucht
masse in Radialrichtung gegen die Wirkung der Vorspanneinrichtung und damit
eine ständige Änderung der vom Vibrationserreger erzeugten Schwingungsampli
tude. Somit dient die Dämpfungseinrichtung einer Stabilisierung der Stellung
der ersten Unwuchtmasse, so daß die aufgrund der Auslegung des Vibrationser
regers gewünschten Schwingungsparameter in engen Toleranzen eingehalten
werden können. Die Dämpfung der Bewegung der ersten Unwuchtmasse ist ins
besondere auch dann sehr effektiv und vorteilhaft, wenn der Vibrationserreger
durch äußere Kräfte, die z. B. durch durch Bodenunebenheiten bewirkte Stösse
auf die Bodenverdichtungsmaschine hervorgerufen werden, beaufschlagt wird.
Die Dämpfungseinrichtung stellt sicher, daß der Vibrationserreger die ge
wünschte Schwingung bereitstellen kann, ohne durch äußere Krafteinflüsse ge
stört zu werden.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung bewirkt die Vorspannein
richtung, daß die erste Unwuchtmasse radial in Richtung der Drehachse in eine
Ausgangsposition gedrückt wird, in der die erste Unwuchtmasse einen kleinsten
Abstand zur Drehachse einnimmt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekenn
zeichnet, daß die erste Unwuchtmasse bei zunehmender Drehzahl der Unwucht
welle gegen die Wirkung der Vorspanneinrichtung radial von der Drehachse weg
bewegbar ist. Bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl, das heißt in einem
stationären Betrieb des Vibrationserregers, nimmt die erste Unwuchtmasse in
Abhängigkeit von der Größe der Vorspannkraft eine definierte Radialstellung ein.
In diesem Zustand ist die durch die Drehung der Unwuchtwelle hervorgerufene
Fliehkraft im Gleichgewicht mit der entgegengesetzt gerichteten Vorspannkraft,
die durch die Vorspanneinrichtung auf die erste Unwuchtmasse wirkt. Bei einer
Veränderung der Drehzahl der Unwuchtwelle kommt es zu einer Radialbewegung
der ersten Unwuchtmasse, wodurch in gewünschter Weise die Exzentrizität und
somit die Schwingungsamplitude des Vibrationserregers angepaßt werden kann.
In dieser Weise läßt sich eine drehzahlabhängige Einstellung des vorstehend ge
nannten "mr"-Wertes der Unwuchtwelle erzielen.
Besonders vorteilhaft ist es, an der Unwuchtwelle eine Teilunwuchteinrichtung
vorzusehen, die radial in Richtung der Drehachse geführt ist und die erste Un
wuchtmasse aufweist. Die Führung der Teilunwuchteinrichtung kann beispiels
weise durch Führungszapfen realisiert sein, die sich durch in der Unwuchtwelle
ausgebildete Bohrungen hindurch erstrecken.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß an der Un
wuchtwelle auf einer der ersten Unwuchtmasse entgegengesetzten Seite der
Drehachse eine zweite Unwuchtmasse angeordnet ist. Beispielhaft ist es mög
lich, die zweite Unwuchtmasse um 180° gegenüberliegend zu der ersten Un
wuchtmasse an der Unwuchtwelle anzuordnen. Alternativ dazu können jedoch
die erste und die zweite Unwucht auch in einer anderen Winkelstellung zuein
ander an der Unwuchtwelle angeordnet sein. Ferner ist es möglich, die zweite
Unwuchtmasse axial versetzt zu der ersten Unwuchtmasse an der Unwuchtwelle
anzuordnen, so daß die beiden Unwuchtmassen nicht direkt gegenüberliegend
stehen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist durch eine
Hauptunwuchteinrichtung gekennzeichnet, die die zweite Unwuchtmasse auf
weist. Diese Hauptunwuchteinrichtung ist beispielsweise fest an der Unwucht
welle angebracht, wobei durch die zweite Unwuchtmasse eine Festunwucht defi
niert ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekenn
zeichnet, daß für die zweite Unwuchtmasse das Produkt m . r aus ihrer Masse m
und einem Abstand r ihres Schwerpunktes von der Drehachse größer ist als für
die erste Unwuchtmasse. Dies bedeutet, daß eine resultierende Unwucht der Un
wuchtwelle auf der Seite der Drehachse liegt, an der die zweite Unwuchtmasse
angeordnet ist.
Eine derartige Ausführungsform der Erfindung, bei der die erste Unwuchtmasse
bzw. die Teilunwuchteinrichtung entgegengesetzt zu der Hauptunwuchteinrich
tung verstellbar ist, ermöglicht eine Verkleinerung der Schwingungsamplitude
bei Vergrößerung der Drehzahl der Unwuchtwelle und umgekehrt. In Abweichung
dazu läßt sich die Erfindung auch bei einem modifizierten Vibrationserre
ger einsetzen, bei dem zwei relativ zueinander bewegliche Unwuchtmassen beide
auf derselben Seite der Drehachse einer Unwuchtwelle angeordnet sind. Dann
vergrößert sich die Unwucht überproportional mit zunehmender Drehzahl.
Eine Bodenverdichtungsmaschine, in die ein Vibrationserreger eingebaut ist,
stellt schwingungstechnisch ein 2-Massen-System dar. Dabei ist die Gesamtbe
wegung der Bodenverdichtungsmaschine der Bewegung der resultierenden Un
wucht des Vibrationserregers um 180° phasenverschoben bzw. entgegengesetzt.
Bei einer Abwärtsbewegung der Bodenverdichtungsmaschine in Richtung eines
zu verdichtenden Untergrunds befindet sich die resultierende Unwucht des Vi
brationserregers, bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform also die
größere, die Richtung der resultierenden Unwucht maßgeblich bestimmende
zweite Unwuchtmasse zum Zeitpunkt eines Bodenkontakts in einem oberen Tot
punkt. Die Abwärtsbewegung der Bodenverdichtungsmaschine wird beim Boden
kontakt schlagartig gestoppt, so daß sich die gegen die Wirkung der Vorspan
nungseinrichtung bewegbare erste Unwuchtmasse aufgrund ihrer Trägheit rela
tiv nach unten, das heißt radial weg von der Drehachse bewegt. Da aber die er
findungsgemäße Dämpfungseinrichtung eine sehr hohe Dämpfung der Bewe
gung der ersten Unwuchtmasse bewirkt, kann für diesen Fall die einer bestimm
ten Drehzahl zugeordnete Radialstellung der ersten Unwuchtmasse vorteilhaft
nahezu gehalten werden, so daß die Schwingungsamplitude weitgehend unver
ändert bleibt. Nach Beendigung des Bodenkontakts wird die Position der ersten
Unwuchtmasse durch die Vorspanneinrichtung entsprechend nachkorrigiert, so
daß die ursprünglich gewünschte Schwingungsamplitude der Bodenverdich
tungsmaschine wieder eingestellt wird.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß die Dämp
fungseinrichtung eine erste Kammer, eine über eine Drossel mit der ersten Kam
mer verbundene zweite Kammer und einen mit der Teilunwuchteinrichtung bzw.
der ersten Unwuchtmasse gekoppelten, eine Seitenwand der ersten Kammer bil
denden beweglichen Kolben aufweist, wobei die erste und die zweite Kammer mit
einem Fluid gefüllt sind. In Abhängigkeit von einer Bewegung der ersten Un
wuchtmasse und damit des Kolbens strömt das Fluid über die Drossel zwischen
der ersten und zweiten Kammer. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der
Drossel läßt sich die vorstehend beschriebene Dämpfungswirkung in gewünsch
ter Weise einstellen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, eine mit
der ersten Kammer in Verbindung stehende dritte Kammer vorzusehen, die mit
dem Fluid gefüllt ist. In der dritten Kammer ist das Fluid durch eine Drucker
zeugungseinrichtung unter Druck gesetzt, um somit Leckageverluste in der er
sten und/oder der zweiten Kammer auszugleichen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vor
spanneinrichtung durch eine elastische Feder gebildet, die unmittelbar auf die
Teilunwuchteinrichtung wirkt. In einer alternativen Ausführungsform der Erfin
dung ist das Fluid in der zweiten Kammer durch die Vorspanneinrichtung, ins
besondere durch einen Hydrospeicher, unter Druck gesetzt, so daß die Vor
spannkraft der Vorspanneinrichtung lediglich mittelbar über das Fluid auf die
Teilunwuchteinrichtung bzw. die erste Unwuchtmasse wirkt. Bei dieser alterna
tiven Ausführungsform der Erfindung erfolgt also die drehzahlabhängige Ein
stellung des "mr"-Wertes rein hydraulisch, beispielsweise mittels des Hydrospei
chers.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend un
ter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Vibrationserregers zur Darstellung einer prinzipiellen Funk
tionsweise; und
Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Vibrationserregers.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines erfin
dungsgemäßen Vibrationserregers 1 in einer seitlichen Schnittansicht. Der Vi
brationserreger 1 wird vorzugsweise in einer Bodenverdichtungsmaschine wie
beispielsweise einer Vibrationsplatte eingebaut. Selbstverständlich ist die Erfin
dung auch bei anderen Bodenverdichtungsmaschinen anwendbar, wie zum Bei
spiel Vibrationswalzen oder auch Vibrationsstampfern. Es ist zu verstehen, daß
die Fig. 1 keine montagegerechte konstruktive Detailausführung des erfindungs
gemäßen Vibrationserregers 1 darstellt, sondern lediglich sein allgemeines
Funktionsprinzip erläutert.
Der Vibrationserreger 1 weist ein Gehäuse 2 auf, bei dem in seitlichen Öffnun
gen jeweils Lagerungen 3 vorgesehen sind. In den Lagerungen 3, die bei dieser
Ausführungsform vorzugsweise als Radiallager ausgeführt sind, ist eine um eine
Drehachse 4 drehbare Unwuchtwelle 5 gelagert, die im allgemeinen von einem
Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die Unwuchtwelle 5 weist eine Durch
gangsbohrung auf, durch die hindurch sich ein Führungselement 6 erstreckt.
Das Führungselement 6 ist als Führungsstange ausgebildet und radial in Rich
tung der Drehachse 4 bewegbar.
Auf einer Seite der Drehachse 4 ist an einem Teil des Führungselements 6 eine
erste Unwuchtmasse 7 vorgesehen. Die erste Unwuchtmasse 7 ist dabei bei
spielsweise mit dem Führungselement 6 einstückig ausgebildet. Alternativ dazu
kann die erste Unwuchtmasse 7 auch an dem Führungselement 6 befestigt sein.
Das Führungselement 6 und die erste Unwuchtmasse 7 bilden zusammen eine
erste Teilunwuchteinrichtung 8, die in der vorstehend beschriebenen Weise ra
dial in Richtung der Drehachse 4 geführt ist.
Auf einer der ersten Unwuchtmasse 7 entgegengesetzten anderen Seite der
Drehachse 4, ist an einem Teil des Führungselements 6 ein Kolben 9 ausgebil
det, der beispielsweise zwei Längsbohrungen 10a, 10b aufweist. An der Un
wuchtwelle 5 ist ferner eine zweite Unwuchtmasse 11 angeordnet, die sich eben
falls auf der der ersten Unwuchtmasse 7 entgegengesetzten Seite der Drehachse
4 befindet. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die zweite Unwuchtmasse
11 Bestandteil einer Hauptunwuchteinrichtung 12, die fest mit der Unwuchtwel
le 5 verbunden ist.
Beide Unwuchtmassen 7, 11 sind ungefähr um 180° phasenverschoben an der
Unwuchtwelle 5 angeordnet, wobei sie annähernd die gleiche Breite in axialer
Richtung aufweisen. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, die Unwucht
massen axial versetzt zueinander an der Unwuchtwelle 5 anzuordnen. Die zweite
Unwuchtmasse 11 ist so ausgebildet, daß das Produkt m . r aus schwingungs
wirksamer Masse m und Abstand r ihres Schwerpunktes von der Drehachse 4
größer ist als für die erste Unwuchtmasse 7. Somit liegt eine resultierende Ge
samtunwucht für den Vibrationserreger 1 auf der Seite der zweiten Unwucht
masse 11 bzw. der Hauptunwuchteinrichtung 12. Mit zunehmender Drehzahl
der Unwuchtwelle 5 gelangt die erste Unwuchmasse 7 weiter nach außen, was
zu einer Verminderung der resultierenden Gesamtunwucht und damit Verkleine
rung des Schwingungshubs führt.
Innerhalb der an der Unwuchtwelle 5 befestigten Hauptunwuchteinrichtung 12
ist ein Innenraum 13 ausgebildet, in dem eine erste Kammer 14 und eine zweite
Kammer 15 definiert sind. Der Kolben 9 ist in dem Innenraum 13 beweglich und
trennt die erste Kammer 14 von der zweiten Kammer 15 ab. Die in dem Kolben 9
ausgebildete Längsbohrung 10a ist als Drossel ausgebildet, während in der an
deren Längsbohrung 10b ein erstes Rückschlagventil 16 vorgesehen ist, das sich
in Strömungsrichtung von der zweiten Kammer 15 zur ersten Kammer 14 hin
öffnet. Der gesamte Innenraum 13, das heißt sowohl die erste Kammer 14 als
auch die zweite Kammer 15, sind mit einem Fluid 17 gefüllt, wobei bei einer Be
wegung des Kolbens 9 das Fluid 17 zumindest über die Drossel 10a zwischen
der ersten und zweiten Kammer 14, 15 strömt.
Die vorstehend genannten Elemente erste Kammer 14, zweite Kammer 15, die
die erste Kammer 14 mit der zweiten Kammer 15 verbindende Drossel 10a und
der Kolben 9 bilden eine Dämpfungseinrichtung aus, durch die die Radialbewe
gung der ersten Unwuchtmasse 7 gedämpft wird. Wie vorstehend erläutert, ist
an einem Teil des Führungselements 6 der Kolben 9 ausgebildet und somit mit
der Bewegung der Teilunwuchteinrichtung 8 gekoppelt. Ferner ist zu erkennen,
daß zusätzlich zu der Dämpfungseinrichtung eine Vorspanneinrichtung 18 vor
gesehen ist, durch die die erste Teilunwuchteinrichtung 8 radial hin zu der
Drehachse 4 gedrückt wird. Bei der hier gezeigten ersten Ausführungsform ist
die Vorspanneinrichtung 18 beispielsweise durch ein Tellerfederpaket ausgebil
det, das zwischen der Unwuchtwelle 5 und einer Innenfläche des Kolbens 9 an
geordnet ist, wobei sich das Führungselement 6 durch die Tellerfedern hindurch
erstreckt. Die Vorspanneinrichtung 18 wirkt also unmittelbar auf die Teilun
wuchteinrichtung 8.
Die Vorspanneinrichtung 18 zwingt die erste Teilunwuchteinrichtung 8 bei Still
stand oder geringer Drehzahl der Unwuchtwelle 5 in eine Ausgangsstellung, so
daß die erste Unwuchtmasse 7 an der Unwuchtwelle 5 anliegt und somit einen
kleinsten Abstand zur Drehachse 4 aufweist. Mit zunehmender Drehzahl der
Unwuchtwelle 5 bewegt sich die Teilunwuchteinrichtung 8 gegen die Wirkung
der Vorspanneinrichtung 18 radial von der Drehachse 4 weg, wobei das Volumen
der ersten Kammer 14 durch Verlagerung des Kolbens 9 verkleinert wird.
Durch die Verkleinerung des Volumens der ersten Kammer 14 strömt das Fluid
17 wegen der Sperrwirkung des ersten Rückschlagventils 16 ausschließlich über
die Drossel 10a von der ersten Kammer 14 in die zweite Kammer 15. Dies führt
zu einer hohen Dämpfung der Bewegung der Teilunwuchteinrichtung 8 in einer
Richtung radial weg von der Drehachse 4. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, daß
die Teilunwuchteinrichtung 8 auch im Falle eines auf die Bodenverdichtungs
maschine einwirkenden Stoßes, bei dem eine Kraft auf die Teilunwuchteinrich
tung 8 aufgrund ihrer Trägheit radial von der Drehachse 4 weg ausgeübt wird,
nahezu in ihrer Radialstellung gehalten werden kann. Die Rückstellung der Tei
lunwuchteinrichtung 8 durch die Vorspanneinrichtung 18 in die durch die Vor
spannkraft bestimmte Position kann schnell erzielt werden, indem bei der entge
gengerichteten Bewegung des Kolbens 9, das heißt bei einer Vergrößerung des
Volumens der ersten Kammer 14, das Fluid 17 zusätzlich zu der Drossel 10a
auch durch das sich in dieser Strömungsrichtung öffnende erste Rückschlag
ventil 16 zurückströmt. Auf diese Weise wird eine Stabilisierung der Radialstel
lung der ersten Teilunwuchteinrichtung 8 nach einer Störung der freien Schwin
gung des Vibrationserregers 1 und eine damit verbundene schnelle Rückstellung
realisiert.
In der Fig. 1 nicht gezeigt ist ein Sicherheitsanschlag für die Teilunwuchtein
richtung 8. Bei maximaler Drehzahl der Unwuchtwelle 5 stößt die Teilun
wuchteinrichtung 8 gegen den Sicherheitsanschlag an, so daß eine weitere Be
wegung radial weg von der Drehachse 5 verhindert wird und dadurch eine End
stellung für die Teilunwuchteinrichtung 8 definiert ist, in der sie einen maxima
len Abstand zur Drehwelle 4 einnimmt. In dieser Endstellung ergibt sich für die
mit hoher Drehzahl drehende Unwuchtwelle 5 eine minimale resultierende Ge
samtunwucht und somit eine kleine Schwingungsamplitude.
Um ein Austreten des Fluids 17 aus dem Innenraum 13 zu verhindern, sind in
der Hauptunwuchteinrichtung 12 Dichtungselemente 19 vorgesehen, die an die
Gleitbewegung des Führungselements 6 angepaßt sind. Zum Ausgleich von
Leckagen an den Dichtungselementen 19 ist die erste Kammer 14 über eine Ver
bindung 20 mit einer dritten Kammer 21 verbunden, wobei das Fluid 17 in der
dritten Kammer 21 durch eine Druckerzeugungseinrichtung 22 unter Druck ge
setzt ist. In der Verbindung 20 ist ferner ein zweites Rückschlagventil 23 vorge
sehen, das in Richtung der ersten Kammer 14 hin öffnet. Die Druckerzeugungs
einrichtung 22 besteht bei der hier gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung
aus einer Druckfeder und einem in der dritten Kammer 21 bewegbaren
Kolben, der in Richtung des zweiten Rückschlagventils 23 von der Druckfeder
vorgespannt ist. In Abhängigkeit von der eingestellten Vorspannkraft der
Druckerzeugungseinrichtung 22 und den auftretenden Leckagen in dem Innen
raum 13 wird das Fluid 17 durch das zweite Rückschlagventil 23 in die erste
Kammer 14 nachgefördert, so daß das Gesamtvolumen des Fluids 17 in dem In
neraum 13 konstant bleibt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Teil der Un
wuchtwelle 5 als Hohlwelle ausgebildet, um darin die dritte Kammer 21 mitsamt
der Druckerzeugungseinrichtung 22 aufzunehmen. Bei einer alternativen Aus
führungsform der Erfindung kann jedoch auch das Hydrauliksystem der Boden
verdichtungsmaschine (nicht gezeigt) als Druckerzeugungseinrichtung 22 einge
setzt werden, wobei für diesen Fall die dritte Kammer 21 an das Hydrauliksy
stem angeschlossen ist.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vibration
serregers 1 in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt. Analog zu der Fig. 1
ist auch hierbei zu verstehen, daß diese Darstellung lediglich das allgemeine
Funktionsprinzip erläutern soll, nicht jedoch eine konstruktive Detailausfüh
rung zeigt, beispielsweise in Hinsicht auf eine Montierbarkeit der diversen Ele
mente.
Das allgemeine Funktionsprinzip der in der Fig. 2 dargestellten zweiten Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Vibrationserregers 1 ist dem der ersten Aus
führungsform ähnlich. Für eine bessere Verständlichkeit sind gleiche Elemente
jeweils mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 bezeichnet, wobei im
Folgenden lediglich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform erläutert
werden.
Die Teilunwuchteinrichtung 8 ist aus der ersten Unwuchtmasse 7 und einem
Führungselement 6 gebildet, das sich radial durch eine in der Unwuchtwelle 5
ausgebildete Durchgangsbohrung hindurch erstreckt und dadurch radial zur
Drehachse 4 bewegbar geführt ist. Während an einem Ende des als Führungs
stange ausgebildeten Führungselementes 6 die erste Unwuchtmasse 7 ange
bracht ist, ist an dem anderen freien Ende des Führungselementes 6 der Kolben
9 ausgebildet.
An der Unwuchtwelle 5 ist die Hauptunwuchteinrichtung 12 angebracht, die die
zweite Unwuchtmasse 11 aufweist und in der der Innenraum 13 ausgebildet ist.
Das Führungselement 6 erstreckt sich in den Innenraum 13 hinein, wobei der
Kolben 9 in dem Innenraum 13 bewegbar ist und darin der Drehachse 4 zuge
wandt die erste Kammer 14 definiert. Die erste Kammer 14 steht über eine
Drossel 24 mit der zweiten Kammer 15 in Verbindung, die jedoch außerhalb des
Innenraums 13 definiert ist. Vorzugsweise ist die zweite Kammer 15 in der
Hauptunwuchteinrichtung 12 oder in einem als Hohlwelle ausgebildeten Teil der
Unwuchtwelle 5 ausgebildet. Sowohl die erste Kammer 14 als auch die zweite
Kammer 15 sind mit dem Fluid 17 gefüllt, wobei ein Hydrospeicher 25 als Vor
spanneinrichtung das Fluid 17 in beiden Kammern 14, 15 unter Druck setzt.
Das Fluid 17 drückt gegen eine untere Fläche des mit der Teilunwuchteinrich
tung 8 gekoppelten Kolbens 9. In dieser Weise wird die Teilunwuchteinrichtung
8 und somit die erste Unwuchtmasse 7 radial in Richtung der Drehachse 4 vor
gespannt. Bei dieser zweiten Ausführungsform wirkt also die Vorspanneinrich
tung nur mittelbar über das Fluid 17 auf die Teilunwuchteinrichtung 8.
In dem Innenraum 13 ist oberhalb des Kolbens 9 eine vierte Kammer 26 defi
niert, die über eine am Rand der Hauptunwuchteinrichtung 12 ausgebildete Be
lüftungsbohrung 27 belüftet werden kann. Somit kann bei einer Abwärtsbewe
gung des Kolbens 9 in dem Innenraum 13 ausreichend Umgebungsluft in die
vierte Kammer 26 nachströmen, wodurch die Bildung eines Unterdrucks in der
vierten Kammer 26 verhindert und eine freie Bewegbarkeit des Kolbens 9 ge
währleistet wird. Bei zunehmender Drehzahl der Unwuchtwelle 5 bewegt sich
die Teilunwuchteinrichtung 8 mitsamt dem Kolben 9 radial zu der Drehachse 4
bis in eine Radialstellung, in der eine entsprechende Fliehkraft mit der Vor
spannkraft des Hydrospeichers 25 im Gleichgewicht ist. Bei einer Veränderung
der Kolbenstellung strömt das Fluid 17 durch die zwischen der ersten Kammer
14 und der zweiten Kammer 15 vorgesehene Drossel 24, wodurch die Bewegung
der Teilunwuchteinrichtung 8 gedämpft wird.
Um ein Austreten des Fluids 17 aus der ersten Kammer 14 zu verhindern, sind
an seitlichen Flächen des Kolbens 9 und unterhalb der ersten Kammer 14 Dich
tungselemente 19 vorgesehen. Zum Ausgleich von Leckagen ist die erste Kam
mer 14 über die Verbindung 20 mit der dritten Kammer 21 verbunden, wobei in
der Verbindung 20 ein zu der ersten Kammer 14 hin öffnendes zweites Rück
schlagventil 23 vorgesehen ist. In der dritten Kammer 21 ist das Fluid 17 von
einem als Druckerzeugungseinrichtung dienenden Hydrospeicher 22a unter
Druck gesetzt. Durch ein Nachfördern des Fluids 17 über das zweite Rück
schlagventil 23 hinein in die erste Kammer 14 lassen sich Leckverluste ausglei
chen. In gleicher Weise ist es auch möglich, anstatt des Hydrospeichers 22a die
dritte Kammer 21 an das Hydrauliksystem der Bodenverdichtungsmaschine an
zuschließen, um den notwendigen Druck in der dritten Kammer 21 bereitzustel
len.
Bei der zweiten Ausführungsform ist der Hydrospeicher 25 derart vorgespannt,
daß erst nach Erreichen einer entsprechenden Drehzahl und der daraus resul
tierenden Fliehkraftwirkung der Druck in der ersten Kammer 14 den Vorspann
druck im Hydrospeicher 25 überschreitet und somit eine radiale Verstellung der
Teilunwuchteinrichtung 8 zusammen mit der ersten Unwuchtmasse 7 einsetzt.
Bei einer weiteren Steigerung der Drehzahl der Unwuchtwelle 5 steigt der Fluid
druck gegen die Druckwirkung des Hydrospeichers 25 weiter an, wodurch eine
automatische Zuordnung von Drehzahl und einem gewünschten "mr"-Wert der
Unwuchtwelle 5 erzielt werden kann. Während die Funktion der Dämfungsein
richtung bei der zweiten Ausführungsform im wesentlichen die gleiche ist wie
bei der ersten Ausführungsform, ist hierbei die Funktion der Vorspanneinrich
tung jedoch rein hydraulisch durch einen Hydrospeicher realisiert.