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Die Erfindung betrifft eine handgeführte Bodenverdichtungsmaschine und insbesondere einen Vibrationsstampfer zur Bodenverdichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Bodenverdichtungsmaschine ist aus der
DE 201 03 666 U1 bekannt. Diese Bodenverdichtungsmaschine umfasst einen Oberbau mit einem Verbrennungsmotor, welcher über ein Kurbelgetriebe oder dergleichen eine zu einem Unterbau gehörende Verdichtungsplatte antreibt, mit welcher Erdreich oder dergleichen verdichtet werden kann. Am Oberbau ist ein Führungsbügel angeordnet, mittels dessen ein Bediener das Stampfgerät im Betrieb halten und/oder führen kann. Aus der
WO 03/012205 A1 ist ein Stampfgerät bzw. Vibrationsstampfer mit einem schwingungsarmen Führungsbügel bekannt. Der Oberbau kann auch als Obermasse und der Unterbau als Untermasse bezeichnet werden. Die Gesamtmasse und insbesondere das Massenverhältnis von Oberbau zu Unterbau haben wesentlichen Einfluss auf den Wirkungsgrad und den Bedienkomfort einer Bodenverdichtungsmaschine und insbesondere eines Vibrationsstampfers.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist die Reduzierung der Gesamtmasse einer handgeführten Bodenverdichtungsmaschine mit einem Verbrennungsmotor.
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Diese Aufgabe wird gelöst von einer Bodenverdichtungsmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird eine Bodenverdichtungsmaschine vorgeschlagen mit einem Verbrennungsmotor zum Antrieb einer Verdichtungsplatte und mit wenigstens einem Führungsbügel zum Halten und/oder Führen der Bodenverdichtungsmaschine, wobei der Führungsbügel einen Strömungskanal umfasst, durch den hindurch zumindest abschnittsweise eine Zuführung der Verbrennungsluft zum Verbrennungsmotor erfolgt.
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Der Führungsbügel nimmt somit neben der reinen Halte- und Führungsfunktion erfindungsgemäß ferner eine Leitungsfunktion, nämlich zur Leitung der Verbrennungsluft, wahr. In vorteilhafter Weise ermöglicht dies eine Gewichtsreduktion bzw. Massenreduktion, insbesondere im Oberbau der Bodenverdichtungsmaschine. Ferner ergibt sich eine Bauraumersparnis und eine Reduktion von Einzelteilen. Als Folge neuer konstruktiver Freiheitsgrade kann darüber hinaus nunmehr auch auf Luftfiltertypen zurückgegriffen werden, deren Einsatz bisher nicht möglich war. Infolge der räumlichen Distanzierung von Luftfilter und Verbrennungsmotor, die mittels des Strömungskanals überbrückt wird, kann die Verbrennungsluft in einem Bereich angesaugt werden, in dem die thermische Belastung und/oder die Staubbelastung gering ist. Zudem kann eine Aufheizung des Luftfilters oder des Luftfiltergehäuses durch Wärmeleitung und/oder aufgewärmter Motorkühlluft vom Verbrennungsmotor verhindert werden.
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Die Verbrennungsluft dient dem Verbrennungsprozess im Verbrennungsmotor. Ausdrücklich handelt es sich hierbei nicht um Abgase aus dem Verbrennungsprozess. Vorzugsweise wird die Strömung der Verbrennungsluft durch den Ansaugvorgang des Verbrennungsmotors herbeigeführt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, den Strömungskanal in den Führungsbügel integriert auszubilden. Im Sinne der Erfindung umfasst diese integrierte Ausbildung („integrierter Strömungskanal”) einen definierten und fest mit der Handhabe verbundenen Strömungsweg bzw. Strömungspfad, der dazu geeignet ist, wenigstens einen Teil der Verbrennungsluft zur Überbrückung einer Distanz durchzuleiten. Bevorzugt folgt dieser Strömungspfad zumindest abschnittsweise einer Kontur des Führungsbügels.
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Eine erfindungsgemäße Bodenverdichtungsmaschine ist insbesondere ein Stampfgerät bzw. ein Vibrationsstampfer mit einer mittels des Verbrennungsmotors angetriebenen Stampfplatte oder dergleichen. Die Erfindung ist nicht ausschließlich auf solche Stampfgeräte beschränkt, sondern kann in vorteilhafter Weise grundsätzlich bei allen handgeführten Bodenverdichtungsmaschinen mit einem Verbrennungsmotor und einem Führungsbügel umgesetzt werden, wie bspw. bei einer Rüttelplatte.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Führungsbügel zumindest abschnittsweise aus einem Hohlprofil gebildet ist, dessen Hohlraum den integrierten Strömungskanal bildet. Der Führungsbügel kann dazu beispielsweise ein Metallmaterial und/oder ein Kunststoffmaterial und/oder ein Verbundmaterial umfassen. Der Begriff „Hohlprofil” umfasst im Rahmen der Erfindung auch Mehrkammerprofile. Die axiale Längserstreckung des Hohlprofils kann gerade und/oder räumlich gekrümmt sein. Insbesondere ist der Führungsbügel zumindest abschnittsweise aus einem gebogenen oder zusammengesetzten Rohr mit beliebigem und bevorzugt kreisringförmigem Querschnitt gebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, am Führungsbügel weitere Funktionsmittel anzuordnen, wie insbesondere eine Luftfiltereinheit, die mit dem integrierten Strömungskanal in Strömungsverbindung steht. Diese Luftfiltereinheit umfasst bevorzugt einen Luftfilter und dient der Reinigung der Verbrennungsluft. Ein Grundgedanke dieser Weiterbildung liegt somit darin, den Führungsbügel neben der Weiterleitung von Verbrennungsluft gleich um mehrere Zusatzfunktionen zu ergänzen.
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Besonders elegant gelingt die Verwirklichung der Strömungsverbindung zwischen einer Luftfiltereinheit am Führungsbügel und dem integrierten Strömungskanal mittels eines Anschlussflansches. Dieser Anschlussflansch ist bevorzugt als separates Bauteil ausgebildet und kann beispielsweise L-förmig oder T-förmig sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Führungsbügel schwingungsgedämpft bzw. schwingungsisoliert an der Bodenverdichtungsmaschine angeordnet bzw. befestigt. Bevorzugt ist der Führungsbügel ferner an einem Rahmen des Oberbaus der Bodenverdichtungsmaschine angeordnet, der gleichfalls den Verbrennungsmotor aufnimmt. Der Begriff „Rahmen” ist weit auszulegen und umfasst bspw. auch eine selbstragende Konstruktion des Verbrennungsmotors.
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Zur Schwingungsisolation bzw. -dämpfung des Führungsbügels ist bevorzugt wenigstens ein elastisches Dämpfungselement vorhanden, welches gleichfalls ein Durchleiten der Verbrennungsluft ermöglicht. Das Dämpfungselement nimmt bei dieser Ausführungsform der Erfindung somit eine Mehrfachfunktion (Leitung der Verbrennungsluft und Schwingungsdämpfung) wahr.
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Zum Durchleiten der Verbrennungsluft ist das Dämpfungselement bevorzugt als Gummipuffer mit wenigstens einer Bohrung, vorzugsweise einer axialen Bohrung, ausgebildet. Durch diese Bohrung kann dann die Verbrennungsluft hindurch geleitet werden. In diesem Fall mündet der integrierte Strömungskanal somit zumindest einseitig in den Gummipuffer. Ein Gummipuffer ist durch seine gummielastischen Eigenschaften gekennzeichnet. Bevorzugt ist ein Gummipuffer aus einem Naturmaterial oder einem Kunstmaterial gebildet. Hierunter fallen auch elastische Silikonwerkstoffe.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Strömungsverbindung zwischen dem integrierten Strömungskanal und der Bohrung im Gummipuffer mittels eines Anschlussflansches realisiert ist. Dieser Anschlussflansch ist bevorzugt als separates Bauteil ausgebildet, das beispielsweise L-förmig oder T-förmig ausgebildet sein kann. Insbesondere kann dieses Bauteil identisch wie jenes zur Strömungsverbindung zwischen der Luftfiltereinheit und dem integrierten Strömungskanal ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist am Führungsbügel ferner ein Kraftstofftank angeordnet. Dies bietet beispielsweise den Vorteil einer gleichfalls schwingungsgedämpften Aufhängung des Kraftstofftanks. Ein Grundgedanke dieser Weiterbildung liegt ebenfalls darin, den Führungsbügel neben der Weiterleitung von Verbrennungsluft gleich um mehrere Zusatzfunktionen zu ergänzen.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Luftfiltereinheit und der Kraftstofftank in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Dies wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Der Begriff „Gehäuse” umfasst auch Haltevorrichtungen oder dergleichen, die dazu geeignet sind, den Kraftstofftank und die Luftfiltereinheit am Führungsbügel zu befestigen. Dies ermöglicht in herausragender Weise eine weitere Bauraumersparnis und eine weitere Reduktion von Einzelteilen. Diese Anordnung einer Luftfiltereinheit und eines Kraftstofftanks in einem gemeinsamen Gehäuse an einer eingangs genannten Bodenverdichtungsmaschine und insbesondere an deren Führungsbügel kann auch unabhängig von einem Führungsbügel mit Strömungskanal erfolgen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind. Es zeigen schematisch:
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1 eine Bodenverdichtungsmaschine gemäß dem Stand der Technik in einer perspektivischen Ansicht;
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2 den Oberbau einer Bodenverdichtungsmaschine gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht; und
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3 eine Draufsicht auf die Bodenverdichtungsmaschine der 2 mit einer teilweisen Schnittdarstellung.
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Gemäß 1 umfasst eine gattungsgemäße, aus dem Stand der Technik bekannte und als Vibrationsstampfer 10 ausgebildete Bodenverdichtungsmaschine einen Unterbau 20 und einen Oberbau 30. Der Unterbau 20 weist eine Verdichtungsplatte bzw. Stampfplatte 21 und der Oberbau 30 einen Verbrennungsmotor 31 mit einer Luftfiltereinheit 32, einem Kraftstofftank 33 und einem Führungsbügel 34 auf. Der Verbrennungsmotor 31 treibt in einer aus dem Stand der Technik bekannten Weise über ein nicht dargestelltes Kurbelgetriebe, das teilweise hinter der Abdeckplatte 50 angeordnet ist, die Verdichtungsplatte 21 an.
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Erfindungswesentliche Aspekte werden nachfolgend anhand der 2 und 3 erläutert.
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2 zeigt u. a. den Oberbau 30 des Vibrationsstampfers 10. Der Oberbau 30 umfasst einen Verbrennungsmotor 31 und einen erfindungsgemäßen Führungsbügel 34'. Der Führungsbügel 34' bietet diverse Griffmöglichkeiten für einen Bediener, um den Vibrationsstampfer 10 im Betrieb halten und/oder führen zu können. Der Führungsbügel 34' ist an zwei Befestigungspunkten über die Dämpfungselemente 35a und 35b an einem Rahmen des Oberbaus 30 schwingungsgedämpft bzw. schwingungsisoliert angeordnet. Selbstverständlich kann auch eine andere Anzahl von Befestigungspunkten vorgesehen sein. Die Dämpfungselemente 35a und 35b sind als einteilige Gummipuffer ausgebildet. Selbstverständlich ist auch eine mehrteilige Ausbildung dieser Dämpfungselemente 35a und 35b möglich.
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Am Führungsbügel 34' sind in einem gemeinsamen Gehäuse 40 eine Luftfiltereinheit 32 und ein Kraftstofftank 33 befestigt. Aufgrund dieser speziellen Anordnungsweise am Führungsbügel 34' sind die Luftfiltereinheit 32 und der Kraftstofftank 33 somit gleichfalls schwingungsgedämpft bzw. schwingungsisoliert am Vibrationsstampfer 10 angeordnet. Ein gemeinsames Gehäuse 40 ermöglicht ferner eine einfache und schnelle Montage bzw. Demontage dieser Komponenten und führt zudem zu einer Gewichtsersparnis. Der Deckel über der Luftfiltereinheit 32 ist zwecks der besseren Darstellung abgenommen. Im Trennungsbereich zwischen der Luftfiltereinheit 32 und dem Kraftstofftank 33 ist das gemeinsame Gehäuse 40 doppelwandig mit einem Luftspalt ausgebildet. Die Luftfiltereinheit 32 ist vom Verbrennungsmotor 31 aus betrachtet im wesentlichen vor dem Kraftstofftank 33 in dem gemeinsamen Gehäuse 40 angeordnet. Alternativ ist es möglich, die Luftfiltereinheit 32 auch hinter dem Kraftstofftank 33 anzuordnen. Selbstverständlich können die Luftfiltereinheit 32 und der Kraftstofftank 33 auch als separate Bauteile, d. h. ohne gemeinsames Gehäuse 40, am Führungsbügel 34' angeordnet sein.
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Die für den Verbrennungsprozess im Verbrennungsmotor 31 erforderliche Verbrennungsluft wird durch die Luftfiltereinheit 32 zugeführt, insbesondere angesaugt. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass diese zugeführte Verbrennungsluft von der Luftfiltereinheit 32 zum Verbrennungsmotor 31 durch einen Abschnitt des Führungsbügels 34' strömt, welcher mit 34A bezeichnet ist. Die Durchströmungsrichtung ist mit dem in 2 vorhandenen Pfeil angegeben. Dieser Abschnitt 34A des Führungsbügels 34' weist somit einen integrierten Strömungskanal auf.
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Hierzu ist zumindest dieser Abschnitt 34A des Führungsbügels 34' als Hohlprofil ausgebildet, wobei der Hohlraum den integrierten Strömungskanal darstellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Hohlprofil durch ein Rohr mit kreisringförmigen Querschnitt realisiert, wobei auch andere Querschnittsformen möglich sind. Der integrierte Strömungskanal erstreckt sich vorliegend von einem Befestigungspunkt der Luftfiltereinheit 32 bis zu einem Befestigungspunkt des Führungsbügels 34' am Rahmen des Oberbaus 30. Im Bereich des Abschnitts 34A hat der Strömungskanal eine geradlinige axiale Ausdehnung. Der Strömungskanal 34A kann aber auch eine beliebig gekrümmte axiale Ausdehnung aufweisen, abhängig von einer jeweiligen Ausführung des Führungsbügels 34'.
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Die Verbrennungsluft wird am Befestigungspunkt der Luftfiltereinheit 32 am Führungsbügel 34' in den integrierten Strömungskanal eingeleitet und am Befestigungspunkt des Führungsbügels 34' am Rahmen des Oberbaus 30 wieder ausgeleitet. Alternativ und/oder ergänzend kann die Verbrennungsluft grundsätzlich auch auf anderen Strömungspfaden durch den Führungsbügel 34' strömen, wobei jedoch kurze und im wesentlichen gerade Strömungswege zu bevorzugen sind.
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Die Einleitung der Verbrennungsluft in den integrierten Strömungskanal erfolgt mittels eines separaten Anschlussflansches 37. Der Anschlussflansch 37 ist somit in der Weise ausgebildet, dass eine Strömungsverbindung (also eine Verbindung, durch die die Verbrennungsluft von der Luftfiltereinheit 32 in den integrierten Strömungskanal einströmen kann) zwischen dem im Führungsbügel 34' bzw. 34A integrierten Strömungskanal und der Luftfiltereinheit 32 hergestellt wird. Dieser Anschlussflansch 37 kann auch als luftfilterseitiger Anschlussflansch 37 bezeichnet werden.
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Die Ausleitung der Verbrennungsluft aus dem integrierten Strömungskanal erfolgt durch das Dämpfungselement 35a hindurch. Dieses ist hierzu gemäß 3 mit einer axialen, kreiszylindrischen und zentralen Bohrung 36a versehen. Die Ausleitung durch das Dämpfungselement 35a erfolgt über einen Anschlussflansch 38, der zumindest den Abschnitt 34A des Führungsbügels 34' mit dem Dämpfungselement 35a in der Weise verbindet, dass eine entsprechende Strömungsverbindung erhalten wird. Dieser Anschlussflansch 38 kann auch als motorseitiger Anschlussflansch 38 bezeichnet werden. Das Durchströmen des Abschnitts 34A des Führungsbügels 34' und das Ausleiten durch die axiale Bohrung 36a im Dämpfungselement 35a ist in der 3 mit Strömungspfeilen schematisch dargestellt.
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Der zwischen den Anschlussflanschen 37 und 38 befindliche Abschnitt 34A des Führungsbügels 34' kann bevorzugt einen größeren Durchmesser und insbesondere größeren Innendurchmesser aufweisen, als die anderen Abschnitte des Führungsbügels 34'. Der Abschnitt 34A ist insbesondere als separates, gerades Rohrstück ausgebildet. Auch kann vorgesehen sein, nur diesen Abschnitt 34A als Hohlprofil auszubilden.
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Vom Dämpfungselement 35a wird die Verbrennungsluft zum Verbrennungsmotor 31 mittels einer separaten Strömungsverbindung bzw. einem flexiblen Luftschlauch 39 weitergeleitet. Alternativ ist denkbar, die strömende Luft durch einen integrierten Strömungskanal im Rahmen des Oberbaus 30 weiterzuleiten. Das Dämpfungselement 35a dient sowohl der Schwingungsdämpfung bzw. Schwingungsisolation des Führungsbügels 34' als auch der Durchleitung bzw. Weiterleitung der Verbrennungsluft. Zudem dichtet das Dämpfungselement 35a im Verbindungsbereich ab und verhindert das Ansaugen von Falschluft. Das Dämpfungselement 35a übernimmt somit eine Mehrfachfunktion.
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In vorteilhafter Weise ermöglicht der im Führungsbügel 34' bzw. 34A integrierte Strömungskanal eine Gewichtsreduktion bzw. Massenreduktion, insbesondere im Oberbau 30 des Vibrationsstampfers 10. So kann bspw. auf das komplette in der 1 gezeigte Luftfiltergehäuse verzichtet werden. Hieraus ergibt sich auch eine Bauraumersparnis und eine Reduktion von Einzelteilen. Andererseits haben durchgeführte Messungen keine Verminderung der Motorleistung gezeigt.
