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Die
Erfindung betrifft ein handgeführtes, selbstantreibendes
bzw. selbstfortschreitendes Arbeitsgerät, beispielsweise eine Rüttelplatte,
eine Vibrationswalze, einen Stampfer und dergleichen zur Bodenverdichtung,
mit einem schwingungsgedämpften
Führungselement.
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Klein
bauende, selbstantreibende bzw. selbstfortschreitende Arbeitsgeräte zur Bodenverdichtung
der vorgenannten Art werden durch eine Bedienperson, die mit dem
Arbeitsgerät
läuft,
mittels eines Führungselements
in der Bewegungsrichtung gesteuert und die hinsichtlich der Gerätefunktionen bedient.
Das Führungselement
ist üblicherweise
als höhenverstellbare
Deichsel ausgeführt,
an deren Deichselkopf die Steuerungs- und Bedienelemente angeordnet
sind.
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Da
von solchen Arbeitsgeräten
Vibrationen ausgehen, insbesondere bei dynamisch verdichtenden Maschinen,
müssen
die Führungselemente schwingungsgedämpft ausgeführt werden.
Hierbei hat sich die Verwendung elastischer Werkstoffe, vorzugsweise
der Einsatz so genannter Gummi-Metall-Verbindungen, bewährt. Solche Elemente haben insbesondere
bei Schubbeanspruchung gute Dämpfungseigenschaften.
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Bekannte
Ausführungen
der Verbindungen zwischen Arbeitsgerät und Führungselement belasten die
Dämpfungselemente
vorzugsweise in axialer Richtung. Die dabei zumeist vorhandene überlagerte Beanspruchung
(Druck, Schub, Torsion) ist zur Erreichung guter Dämpfungseigenschaften
nicht geeignet.
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Bekannt
ist ebenso eine Anordnung, bei der die Dämpfungselemente koaxial zueinander
angeordnet sind und das Führungselement über ein
Zwischenbauteil mit beiden Dämpfungselementen
verbunden ist. Die damit erreichte schwingungstechnisch günstige Auslegung
bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass Lenkkräfte über die Dämpfungselemente an das Arbeitsgerät übertragen
werden müssen
und dabei wesentlich erhöhte
Spannungen auftreten.
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Nach
einem Vorschlag in CH 426 660 soll bei einer solchen Anordnung unter
die Dämpfungseinrichtung
ein metallisches Bauteil zusätzlich
eingesetzt werden, das in einer schlitzförmigen Ausnehmung das Führungselement
(Deichsel) aufnehmen kann. Werden bei einer solchen Anordnung Lenkkräfte übertragen,
legt sich das Führungselement
jeweils an die Seitenflächen
der Ausnehmung an und überträgt die Lenkkräfte direkt.
Nachteilig ist, dass bei Aufbringen von Lenkkräften jeweils die Entkopplung der
Schwingungen des Arbeitsgerätes
aufgehoben wird. Weitere Nachteile bestehen darin, dass das zusätzliche
Führungsteil
die Gerätekosten
erhöht
und nur in einem begrenzten Winkelbereich wirkt.
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Die
Verbindung des Führungselements
mit den Dämpfungselementen
bildet zugleich die Stelleinrichtung für das Führungselement. Eine wünschenswerte
Anpassung des Einstellwinkels des Führungselements an ergonomische
Bedingungen macht es erforderlich, die feste Verbindung des Führungselements
mit den Dämpfungselementen
zu lösen
und nach Neujustierung wieder zu befestigen. Anderenfalls kann nur
bei entsprechender Länge
des Führungselements
durch Aufbringen äußerer Kräfte und
damit einhergehende Torsion der Dämpfungselemente eine Anpassung
der Lage erreicht werden. Die dabei vorhandenen technischen Bedingungen lassen
entweder eine optimierte Auslegung im Hinblick auf Schwingungsdämpfung oder
eine erhöhte Beweglichkeit
des Führungselements
zu.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Führungselement
für handgeführte Arbeitsgeräte vorzuschlagen,
das auf eine ergonomisch günstige
Position einstellbar und leicht nachregulierbar ist, im Falle von
Gefahrensituationen schnell aus der Arbeits- in eine ungefährliche
Stellung bewegt werden kann, für
den Transport des Arbeitsgerätes eingeklappt
und gesichert werden kann, eine gute Schwingungsdämpfung ermöglicht ohne
dabei die Steuerbarkeit des Arbeitsgerätes nachteilig zu beeinflussen,
und das weiterhin robust und kostengünstig ausgeführt werden
kann.
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Erfindungsgemäß wird am
Arbeitsgerät
an vier Punkten eine Verbindung zum Führungselement hergestellt.
Die vier Verbindungspunkte sind vorzugsweise so verteilt, dass eine
rechteckige Anordnung entsteht. An jedem der vier Verbindungspunkte ist
je ein Dämpfungselement
angeordnet. Die Mittelachse der Dämpfungselemente ist dabei so
gelegt, dass je zwei Dämpfungselemente
koaxial zueinander angeordnet sind.
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Die
Verbindungspunkte können
am Rahmen eines Arbeitsgerätes,
an einer Zusatzbaugruppe desselben oder auf einem Zwischenbauteil
angeordnet sein.
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Über die
freien Verbindungspunkte sind die Dämpfungselemente mit einer Konsole
verbunden. Vorzugsweise überdeckt
die Konsole die gesamte Anordnung der Dämpfungselemente. An der Oberseite
der Konsole ist eine zur Aufnahme eines Führungselements geeignete Baueinheit
angeordnet. Das Führungselement
wird über
besagte Baueinheit mit der Konsole und damit mit dem Arbeitsgerät verbunden.
Vorzugsweise ist diese Verbindung gelenkig.
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Das
Führungselement,
das als Deichsel oder Führungselement
ausgeführt
sein kann, ist in einer bevorzugten Ausführungsform durch ein Gelenk
mit der Konsole verbunden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann das Führungselement
aus der Arbeitsstellung nach oben geklappt werden und wird in dieser
Lage (Transportstellung) durch ein Sicherungselement fixiert. Als
Sicherungselemente können
alle geeigneten technischen Mittel eingesetzt werden, wobei Stifte, Schraubverbindungen,
Riegel, Rastindizes oder Klammern bevorzugt werden.
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In
der Arbeitsstellung kann einer weiteren Ausführung entsprechend ein Anschlag
zusätzlich angeordnet
sein. Dieser dient der Fixierung der ergonomisch günstigen
Höhe. Es
ist möglich,
den Anschlag justierbar auszuführen.
Dadurch ist die Möglichkeit
gegeben, die Arbeitsposition des Führungselements individuell
anzupassen.
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Eine
weitere Ausführungsform
verwendet einen Anschlag, dessen die Endposition bestimmende Elemente
zusätzlich
mit dämpfenden
Elementen und/oder der Anschlag selbst gedämpft ausgeführt ist. Ebenso können dämpfende
Elemente am Kontaktbereich des Führungselements
angeordnet sein. Auf diese Weise wird die Schwingungsdämpfung des Führungselements
noch weiter verbessert und zugleich kann eine ungewollte Geräuschentwicklung zwischen
Führungselement
und Anschlag vermieden werden.
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Die
Gesamtanordnung ermöglicht
es, bei geeigneter Dimensionierung die Dämpfungselemente so anzuordnen,
dass Lenkkräfte
gleichmäßig auf
alle vier Dämpfungselemente
wirken und dabei keine Überlastung
entsteht. Eine starre Verbindung zwischen Führungselement und Arbeitsgerät ist dabei entbehrlich.
Beim Arbeitsvorgang wird über
die Dämpfungselemente,
die nahezu ausschließlich
auf Schub beansprucht werden, eine Entkopplung der Schwingungen
des Arbeitsgerätes
erreicht. Das klapp- oder schwenkbar ausgeführte Führungselement ermöglicht es,
dass eine Platz sparende Ruhe- bzw. Transportstellung bei gleichzeitiger
Fixierung des Führungselements
ermöglicht
werden kann. In Gefahrensituationen kann darüber hinaus das Führungselement
hochgeklappt werden. Durch eine stufenlose Einstellung eines Anschlages,
der zusätzlich mit
Dämpfungseinrichtungen
versehen ist, lässt
sich eine ergonomisch günstige
Stellung des Führungselements
erreichen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
weiter erläutert.
Es zeigen schematisch:
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1 die
Anordnung von Anschlusspunkten für
ein Führungselement
an einem Arbeitsgerät;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Führungselements
in einer Arbeitsstellung;
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3 einen
Querschnitt durch eine Einzelheit des Führungselements;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Führungselements
gemäß 2 in
einer hochgeklappten Stellung; und
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5 eine
perspektivische Ansicht des Führungselements
in einer Transportstellung;
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1 veranschaulicht
ein schematisch als angeschnittener Block dargestelltes selbstantreibendes
bzw. selbstfortschreitendes Arbeitsgerät 1 zur dynamischen
Bodenverdichtung, das von einem zu Fuß mitgehenden Bediener geführt und
bedient wird, zum Beispiel eine Rüttelplatte, eine Einradvibrationswalze
oder eine Doppelvibrationswalze. An seinem Rahmen sind vier Anschlusspunkte
mit jeweils einem Lager 2, 2' für ein handgeführtes Führungselement (Deichsel) 15 (2, 4, 5)
für den
Bediener. Die Lager 2, 2' sind in den Eckpunkten eines Rechtecks
angeordnet.
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Wie 1 zeigt,
sind jeweils zwei Lager 2, 2' an maschinenseitigen Lagerböcken 8 vorhanden.
Sie sind mit Befestigungsbolzen 5 zur Halterung von Dämpfungselementen 6 versehen, über welche
die Verbindung des Führungselement 15 mit
dem Arbeitsgerät 1 erfolgt.
Die Dämpfungselemente 6 sind paarweise
entlang von gedachten Querachsen 4, 4' ausgerichtet,
die parallel zur Querrichtung des Arbeitsgeräts 1 verlaufen. Der
Abstand der Lager 2, 2' entlang der Querachsen 4, 4' ist so groß wie möglich gewählt.
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Gemäß 2 wird
mit den Dämpfungselementen 6 die Übertragung
von Schwingungen, die vom Arbeitsgerät 1 erzeugt werden,
auf das Führungselement 15 so
weit wie möglich
unterbunden. Das Führungselement 15 ist
als Deichsel ausgebildet, welche in ihrem Fußpunkt an einer Konsole 7 zur Einstellung
der Arbeitshöhe
und Einnahme einer Transportstellung verschwenkbar angelenkt ist.
An ihrem Deichselkopf weist sie Führungsbügel und Bedienelemente 16 auf.
Die Konsole 7 hat die Funktion eines starren Basisrahmens,
um alle zur Befestigung und Anlenkung des Führungselements 15 notwendigen
Elemente aufzunehmen.
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An
der Konsole 7 befinden sich zwei weitere parallele Lagerböcke 11 mit
insgesamt vier Gegenlagern 21, 21' zu den maschinenseitigen Lagern 2, 2'. Die Verbindung
eines maschinenseitigen Lagers 2, 2' und eines konsolenseitigen Gegenlagers 21, 21' erfolgt jeweils
mit einem der Dämpfungselemente 6. Die
vier Dämpfungselemente 6 sind
als Gummipuffer mit Metallscheiben 9 an beiden Stirnseiten
ausgeführt.
Sie liegen mit ihren inneren Stirnseiten an den konsolenseitigen
Lagerböcken 11 und
mit ihren äußeren Stirnseiten
an den maschinenseitigen Lagerböcken 8 an
und werden über
die Bolzen 5 gehalten, welche durch die Dämpfungselemente 6 zur
Aufnahme in den Gegenlagern 21, 21' hindurchgeführt sind. In Längsrichtung
des Führungselements 15 weisen die
Dämpfungselemente 6 eine
relativ geringe Steifigkeit auf.
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Die
Längsachse
des Führungselements 15 verläuft quer
zu den Querachsen 4, 4'. Ferner liegt der Fußpunktes
des Führungselements 15 zwischen den
Querachsen 4, 4'.
Somit liegen zwei Lager 2, 21 oberhalb des Fußpunktes
und die beiden anderen Lager 2', 21' befinden sich unterhalb des Fußpunktes.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass alle vier Dämpfungselemente 6 und
die zugehörigen
Lager 2, 2'; 21, 21' durch das Eigengewicht
des Führungsbügels 15 gleichmäßig belastet
werden. Die Dämpfungselemente 6 werden
dabei vorwiegend auf Schub beansprucht, so dass eine hohe Belastbarkeit und
Lebensdauer erreicht wird. Trotz der guten Schwingungsisolation
ist auch eine gute Steuerbarkeit des Arbeitsgeräts 1 gewährleistet.
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An
der Oberseite der Konsole 7 ist das Gelenk 14 für das Führungselement 15 angeordnet.
Die Schwenkachse verläuft
parallel zu den Querachsen 4, 4', so dass durch Verschwenken des
Führungselements 15 gemäß Pfeil 12 die
Arbeitshöhe
vom Bediener variiert werden kann. Eine Mindesthöhe kann wahlweise mit einer
Stellschraube 29 eingestellt werden, die an der Konsole 7 angebracht
ist.
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Gemäß 2 und 3 ist
das Führungselement 15 an
seinem Fußpunkt
durch eine Öffnung 26 in
der Konsole 7 hindurch um einen Arm 23 verlängert, an
dessen Ende ein Anschlag 27 angeordnet ist, der mit der
Stellschraube 29 zusammenwirkt. Der Schwenkbereich des
Arms 23 wird durch das Ende einer Stellschraube 29 begrenzt,
die in einem Gewinde 31 an der Konsole 7 geführt von
Hand über
einen Drehknopf 30 betätigbar
ist. Je weiter das Ende der Stellschraube 29 aus der Konsole 7 nach
unten herausgedreht ist, um so steiler wird der Anstellwinkel des
Arms 23, und damit erhöht
sich die Arbeitshöhe des
Führungselements 15.
Das Führungselement 15 stützt sich
durch sein Eigengewicht über
den Arm 23 an der Stellschraube 29 ab. Eine Verschwenkung
des Führungselements 15 über das
Gelenk 14 nach oben ist ungehindert möglich, so dass es zum Beispiel
in einer Gefahrensituation leicht hochklappbar ist.
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Am
freien Ende der Stellschraube 29 ist ein elastischer Anschlagpuffer 28 angeordnet,
welcher die von der elastisch abgefederten Konsole 7 gedämpften Vibrationen
der Arbeitsmaschine noch weiter verringert. Durch diese doppelte
Dämpfung
wird eine besonders gute Schwingungsisolation erreicht. Da der Anschlag 27 und
die Stellschraube 29 vor der Schwenkachse des Führungselements 15 und
teilweise unterhalb der Konsole 7 liegen, sind sie auch gut
vor mechanischen Beschädigungen
im Baustellenbetrieb und beim Transport geschützt.
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Die 2, 4 und 5 zeigen
einen Riegel 17, mit welchem das Führungselement 15 ferner
in mindestes einer weiteren Arbeitsposition gemäß 4 arretiert
und in einer Transportstellung fixiert werden können, die in 5 dargestellt
ist. In 2 ist der Riegel 17 in
hochgeschwenkter Ruhestellung über
eine Klemmhalterung 18 am Führungselement 15 fixiert,
was bei normalem Arbeitsbetrieb der Fall ist.
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Der
Riegel 17 weist zwei beabstandete Riegelausnehmungen 24, 25 auf,
welche die weitere Arbeitsposition und die Transportstellung festlegen. 4 veranschaulicht,
wie der Riegel 17 nach unten umgelegt ist und die erste
Riegelausnehmung 24 an einem konsolenseitigen Stift 32 eingehakt
ist. Diese Verrieglung des Führungselements 15 in
der weiteren Arbeitsposition wird dann vorgenommen, wenn der Bediener
größere Kräfte zum
Schieben oder Ziehen auf die Arbeitsmaschine ausüben will.
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In 5 ist
der Riegel 17 über
seine zweite Riegelausnehmung 25 am Stift 32 eingehakt,
wodurch das Führungselements 15 in
seiner steilsten Position für
Transportzwecke fixiert ist.