DE102007049889A1

DE102007049889A1 - Vibrationswalze

Info

Publication number: DE102007049889A1
Application number: DE102007049889A
Authority: DE
Inventors: Hermann Greschner
Original assignee: Rammax Maschinenbau GmbH
Current assignee: Rammax Maschinenbau GmbH
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2009-04-30
Also published as: US20090103980A1; EP2050873A2

Abstract

Eine Vibrationswalze mit einem Schwingungserreger (11), der mindestens eine Unwuchtwelle (12, 13) aufweist, wobei der Schwingungserreger (11) oberhalb der Vibrationswalze (10) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vibrationswalze mit einem Schwingungserreger, der mindestens eine Unwuchtwelle aufweist.
Solche Vibrationswalzen werden beispielsweise in Grabenverdichtern, die selbstfahrend sind oder manuell bewegt werden können, in Walzenzügen oder auch als Anbauverdichter für Baggerarme eingesetzt. Sie werden dazu über das zu verdichtende Erdreich hinwegbewegt, während der Schwingungserreger die für die Verdichtung notwendigen Vibrationen erzeugt.
Bei den meisten bekannten Vibrationswalzen ist der Schwingungserreger im Inneren der Walzen angeordnet. Dies hat den Nachteil, dass bei Servicearbeiten am Schwingungserreger in der Regel ein zeitaufwändiger Ausbau des Schwingungserregers aus der Walze erforderlich ist. Außerdem werden die Unwuchtwellen sehr heiß, was insbesondere bei Vibrationswalzen, die neben dem Schwingungserreger auch noch eine Antriebseinheit für ihren eigenen rotierenden Antrieb im Inneren enthalten, zu Problemen mit temperaturempfindlichen Bauteilen, wie Elektronikbauteilen, führen kann. Das in aller Regel zum Antrieb verwendete hydraulische Medium wird durch eine innen liegende Erregereinheit ebenfalls stark erhitzt und muss aufwändig gekühlt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vibrationswalze bereitzustellen, bei der Wartungsarbeiten am Schwingungserreger problemlos durchzuführen sind. Sie soll außerdem eine geringe Bauhöhe aufweisen, um das seitliche Kippmoment zu reduzieren und eine gute Steigfähigkeit zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird mit einer Vibrationswalze mit einem Schwingungserreger, der mindestens eine Unwuchtwelle aufweist, gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schwingungserreger oberhalb der Vibrationswalze angeordnet ist.
Es hat sich gezeigt, dass sich bei der Anordnung des Schwingungserregers oberhalb der Vibrationswalze keinerlei Nachteile hinsichtlich der Verdichtungsleistung ergeben, aber eine ausgezeichnete Zugänglichkeit des Schwingungserregers für Wartungsarbeiten gewährleistet ist. Da in der Regel oberhalb der Vibrationswalze mehr Einbauraum vorhanden ist als im Inneren der Walze, können größere Unwuchtwellen vorgesehen werden als bei den bekannten Vibrationswalzen, sodass sich die Erregung der kompletten schwingenden Masse und somit die Verdichtungsleistung im Vergleich zu den bekannten Walzen mit im Inneren angeordneten Schwingungserregern sogar steigern lässt.
Auch die Wärmeableitung ist bei oberhalb der Walze angeordneten Schwingungserregern deutlich einfacher als bei in den Walzen integrierten Schwingungserregern.
Weitere Vorteile können erzielt werden, wenn die Achse der mindestens einen Unwuchtwelle quer zur Achsrichtung der Vibrationswalze ausgerichtet ist. Die Einheit aus Vibrationswalze und Schwingungserreger kann dann mit einer geringeren Bauhöhe hergestellt werden als bei paralleler Anordnung der Achsen von Schwingungserreger und Walze. Neben der niedrigeren Bauhöhe wird auch eine Verlagerung des Schwerpunkts der Einheit nach unten erreicht, wodurch die Gefahr des seitlichen Kippens der Vibrationswalze reduziert werden kann.
Vorzugsweise kann der Schwingungserreger dabei zwei achsparallele, gegensinnig drehbare Unwuchtwellen aufweisen, sodass gerichtete Schwingungen mit dem Schwingungserreger erzeugt werden können. Dazu kann zweckmäßigerweise der Antrieb der beiden Unwuchtwellen gekoppelt sein, wodurch nur eine der Unwuchtwellen aktiv angetrieben werden muss. Die Kopplung der Unwuchtwellen kann über ein Getriebe oder auch anderweitig erfolgen. Denkbar ist selbstverständlich auch ein separater, aufeinander abgestimmter Antrieb der beiden Unwuchtwellen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die mindestens eine Unwuchtwelle mit einem drehfest montierten Exzentergewicht und einem zwischen zwei radial gerichteten Anschlägen schwenkbaren Exzentergewicht versehen sein. Je nach Qualität des zu verdichtenden Bodens kann somit die Amplitude der erzeugten Schwingungen größer oder kleiner gewählt werden. In einer der Schwenkstellungen kann das bewegliche Exzentergewicht die Wirkung des feststehenden Exzentergewichts verstärken und in der anderen Stellung reduzieren. Selbstverständlich kann natürlich auch die Schwingungsfrequenz in an sich bekannter Weise auf die Bodenverhältnisse angepasst werden.
Weiter kann die Rotationsrichtung der mindestens einen Unwuchtwelle umkehrbar sein. Damit lässt sich auch durch einfaches Umschalten der Rotationsrichtung der Unwuchtwellen die Amplitude der vom Schwingungserreger erzeugten Schwingungen verändern.
Prinzipiell betrifft die Erfindung auch von Hand bewegte Vibrationswalzen. Bevorzugt kann jedoch in der Vibrationswalze eine Antriebseinheit, vorzugsweise eine hydraulische Antriebseinheit für den rotierenden Antrieb der Walze vorgesehen sein. Solche Vibrationswalzen lassen sich beispielsweise in ferngesteuerten, selbstfahrenden Geräten einsetzen.
Die Antriebsrichtung der Antriebseinheit kann dabei umkehrbar sein, um eine Verdichtung in beiden Fahrtrichtungen auch bei beengten Verhältnissen zu ermöglichen, in denen häufig kein Raum für das Wenden der Walze vorhanden ist.
Insbesondere bei angetriebenen Vibrationswalzen ist es von Vorteil, wenn der Schwingungserreger mit seinem Schwerpunkt in der durch den Schwerpunkt der Vibrationswalze verlaufenden Querschnittsebene der Vibrationswalze angeordnet ist. Der Geradeauslauf der Walze ist dann am besten zu gewährleisten. Liegen die Schwerpunkte des Schwingungserregers und der Vibrationswalze zu weit auseinander, kann es insbesondere bei Schwingungserregern, die gerichtete Schwingungen erzeugen, zu Seitwärtsbewegungen der Walze kommen.
Die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten der Vibrationswalze lässt sich noch deutlich steigern, wenn der Schwingungserreger begrenzt beweglich oberhalb der Vibrationswalze gelagert ist, derart, dass sein Schwerpunkt vor und/oder hinter die durch die Achse der Vibrationswalze verlaufende vertikale Ebene verlagerbar ist.
Ist der Schwingungserreger begrenzt horizontal verschiebbar gelagert, so kann durch die Verlagerung des Schwerpunkts des Schwingungserregers vor oder hinter die Achse die Schwingungsamplitude verkleinert werden.
Wenn der Schwingungserreger begrenzt um die Achse der Vibrationswalze verschwenkbar gelagert ist, kann durch die Schwenkbewegung der Schwerpunkt des Schwingungserregers beispielsweise etwas hinter die Achse verlagert und gleichzeitig der Schwingungserreger geneigt werden, wodurch die Vortriebsbewegung der Vibrationswalze und dadurch die Steigfähigkeit enorm verbessert wird. Die Vibrationswalze lässt sich dann auch zur Verdichtung von geneigtem Gelände oder sehr schwer gängigem Boden einsetzen.
Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Flexibilität des Einsatzes der Vibrationswalze besteht darin, sie mit auswechselbaren Bandagen auszustatten. Es können glatte Bandagen montiert werden, wie sie eher zur Verdichtung von sandigem Boden benötigt werden, oder profilierte Bandagen zur Verdichtung von schweren Böden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verdichtungsgerät oder -fahrzeug mit mindestens einer erfindungsgemäßen Vibrationswalze.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vibrationswalze anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Vibrationswalze mit Schwingungserreger;
2 eine Ansicht von vorne auf die Vibrationswalze aus 1.
1 zeigt eine Vibrationswalze 10, die einen Schwingungserreger 11 aufweist, der oberhalb der Vibrationswalze 10 angeordnet ist. Der Schwingungserreger 11 weist zwei in separaten Gehäusen angeordnete Unwuchtwellen 12, 13 auf, wobei die Unwuchtwelle 13 durch einen Motor 14 angetrieben ist. Der zum Antrieb der Unwuchtwelle 13 gegensinnige Antrieb der Unwuchtwelle 12 wird durch ein an den Stirnseiten der Unwuchtwellen 12, 13 angeordnetes Getriebe 15 bewirkt. Wie 1 verdeutlicht, verläuft die Achsrichtung 16 der Unwuchtwellen 12, 13 quer zur Achsrichtung 17 der Vibrationswalze. Der Schwingungserreger 11 ist außerdem so angeordnet, dass sein Schwerpunkt oberhalb des Schwerpunkts der Vibrationswalze 10 liegt, sodass die durch ihn erzeugten Schwingungen den Geradeauslauf der Vibrationswalze 10 nicht beeinträchtigen.
Die Amplitude und die Frequenz der durch den Schwingungserreger 11 erzeugten Schwingungen können veränderbar sein. Hierzu können die Unwuchtwellen 12, 13 in an sich bekannter und hier nicht näher dargestellter Weise jeweils ein drehfest angeordnetes Exzentergewicht und ein verstellbares Exzentergewicht aufweisen. Das verstellbare Exzentergewicht kann zwischen zwei Anschlägen verschwenkt werden, wobei es in der einen Stellung die Wirkung des feststehenden Exzentergewichts verstärkt und in der anderen Richtung die Wirkung des feststehenden Exzentergewichts verringert.
Die Vibrationswalze 10 weist in ihrem Inneren eine Antriebseinheit 18 auf, die vorzugsweise ein Hydraulikmotor sein kann. Zur Ölversorgung des Hydraulikmotors sind in einem mittleren Bereich der Vibrationswalze 10 Anschlüsse 19 vorgesehen, an denen Hydraulikleitungen von einem Fahrzeug oder Gerät, an dem die Vibrationswalze 10 anbaubar ist, angeschlossen werden können. Durch die geschlossene Bauweise der Antriebseinheit 18 ist eine Beeinträchtigung des Antriebs durch Verschmutzungen ausgeschlossen.
2 verdeutlicht in der Ansicht von vorne auf die Vibrationswalze 10 und den Schwingungserreger 11, dass die Vibrationswalze 10 mit zwei Bandagen 20, 21 versehen ist, die eine unterschiedliche Breite aufweisen. Im Spalt 22 zwischen den Bandagen 20, 21 sind die Hydraulikanschlüsse 19 für die Antriebseinheit 18 im Innern der Vibrationswalze 10 angeordnet. Wird nun ein Gerät oder Fahrzeug mit zwei Vibrationswalzen 10 ausgestattet und ist bei der zweiten Vibrationswalze die linke Bandage 20 breiter als die rechte Bandage 21, sodass die Spalte 22 zwischen den Bandagen 20, 21 der beiden Vibrationswalzen versetzt zueinander sind, so kann mit einem solchen Gerät oder Fahrzeug eine streifenfreie Verdichtung des Erdreichs vorgenommen werden.
Die Bandagen 20, 21 sind abnehmbar. Somit können die hier gezeigten profilierten Bandagen 20, 21 auch gegen glatte Bandagen ausgetauscht werden, wie sie beispielsweise für sandige Böden benötigt werden.
Der Schwingungserreger 11 kann auch um die Achse 17 der Vibrationswalze 10 begrenzt verschwenkbar oder in Achsrichtung 16 der Unwuchtwellen 12, 13 begrenzt verschiebbar an der Vibrationswalze 10 angeordnet sein. Durch eine horizontale Verschiebung des Schwingungserregers 11 aus der Mittellage heraus kann die Amplitude der durch die Vibrationswalze 10 auf das Erdreich ausgeübten Schwingungen reduziert werden. Bei einem Verschwenken des Schwingungserregers 11 aus der Mittellage heraus erhält die vom Schwingungserreger erzeugte Schwingung eine Komponente, die den Vortrieb der Vibrationswalze 10 unterstützt.

Claims

Vibrationswalze mit einem Schwingungserreger (11), der mindestens eine Unwuchtwelle (12, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) oberhalb der Vibrationswalze (10) angeordnet ist.
Vibrationswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (16) der mindestens einen Unwuchtwelle (12, 13) quer zur Achsrichtung (17) der Vibrationswalze (10) ausgerichtet ist.
Vibrationswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) zwei achsparallele, gegensinnig drehbare Unwuchtwellen (12, 13) aufweist.
Vibrationswalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der beiden Unwuchtwellen (12, 13) gekoppelt ist.
Vibrationswalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Unwuchtwelle (12, 13) mit einem drehfest montierten Exzentergewicht und einem zwischen zwei radial gerichteten Anschlägen schwenkbaren Exzentergewicht versehen ist.
Vibrationswalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsrichtung der mindestens einen Unwuchtwelle (12, 13) umkehrbar ist.
Vibrationswalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vibrationswalze (10) eine Antriebseinheit (18), vorzugsweise eine hydraulische Antriebseinheit für den rotierenden Antrieb der Walze (10) vorgesehen ist.
Vibrationswalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrichtung der Antriebseinheit (18) umkehrbar ist.
Vibrationswalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) mit seinem Schwerpunkt in der durch den Schwerpunkt der Vibrationswalze (10) verlaufenden Querschnittsebene der Vibrationswalze (10) angeordnet ist.
Vibrationswalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) begrenzt beweglich oberhalb der Vibrationswalze (10) gelagert ist, derart, dass sein Schwerpunkt vor und/oder hinter die durch die Achse (17) der Vibrationswalze (10) verlaufende vertikale Ebene verlagerbar ist.
Vibrationswalze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) begrenzt horizontal verschiebbar gelagert ist.
Vibrationswalze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) begrenzt um die Achse (17) der Vibrationswalze (10) verschwenkbar gelagert ist.
Vibrationswalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit auswechselbaren Bandagen (20, 21) ausgestattet ist.
Verdichtungsgerät oder -fahrzeug mit mindestens einer Vibrationswalze (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.