DE102009055950A1

DE102009055950A1 - Verdichtungsgerät, sowie Verfahren zum Verdichten von Böden

Info

Publication number: DE102009055950A1
Application number: DE200910055950
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Ackermann; Peter Janner
Original assignee: Hamm AG
Current assignee: Hamm AG
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-01
Also published as: BR112012012812B1; BR112012012812A2; DE202010018525U1; EP2504490B1; RU2513604C2; CN102985616A; JP5572819B2; JP2013512358A; AU2010323083A1; AU2010323083B2; EP2504490A2; RU2012126678A; DE202010005962U1; CA2782094C; US9039324B2; CN102985616B; CA2782094A1; WO2011064367A2; US20120301221A1; WO2011064367A3

Abstract

Bei einem Verdichtungsgerät mit mindestens einer verfahrbaren, um eine Bandagenachse drehbaren Bandage (2) mit ein um die Bandagenachse oszillierendes Drehmoment erzeugenden gekoppelten Schwingungserregern mit Unwuchten (3), die um 180 grad phasenversetzt mit gleicher Drehrichtung rotieren, und mit einer koaxial zur Bandagenachse verlaufenden Antriebswelle (4) zum Antrieb der Schwingungserreger, ist vorgesehen, dass die Bandage mindestens einmal geteilt ist und dass jedes Bandagenteil (2a, 2b) mindestens zwei, in der Bandage mit Abstand von der Bandagenachse (1) gelagerte gekoppelte Schwingungserreger aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdichtungsgerät zum Verdichten von Böden gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Verdichten von Böden gemäß Oberbegriff des Anspruchs 21.
Ein Verdichtungsgerät ist beispielhaft in 1 gezeigt.
Beim Durchfahren von Kurven mit einer Bandage eines Verdichtungsgerätes gibt es einen inneren und äußeren Kurvenradius. An der kurvenäußeren Kante ist die Geschwindigkeit aufgrund des größeren zurückgelegten Weges höher, als an der Innenkante. Mit Erhöhung des Lenkeinschlages und somit geringerem Kurvenradius erhöht sich der Unterschied dieser Geschwindigkeiten zueinander. Da eine Bandage jedoch nicht mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten an der Innen- und Außenseite gleichzeitig rotieren kann, wird sich die Bandage in der Mitte am Untergrund abrollen, während es an den Randbereichen zu Schubbewegungen (Schlupf) zwischen Asphalt und dem Walzmantel kommt. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die Bandage zu teilen und beide Hälften unabhängig voneinander anzutreiben, um somit diesen Effekt zu verringern.
Oszillationsbandagen werden bisher, im Gegensatz zu Vibrationsbandagen nicht in geteilter Ausführung hergestellt, da die technische Umsetzung deutlich schwieriger ist. Die Synchronisation, der die Fliehkräfte erzeugenden Unwuchten, muss zu jeder Zeit gewährleistet sein, insbesondere bei Verdrehung der beiden Bandagen zueinander.
Bei einer oszillierenden Walze nach EP 0 053 598 B1 sind zwei synchron rotierende Unwuchtwellen vorgesehen, die über eine zentrale Welle mittels Zahnriemen angetrieben werden. Dadurch wird der Walze eine schnell wechselnde vorwärts-rückwärtsrotierende Bewegung aufgezwungen. Die oszillierende Walze hebt somit niemals von der Unterlage ab.
In 5 der EP 0 053 598 B1 sind vier typische Betriebszustände des Oszillationssystems einer ungeteilten Oszillationsbandage nach dem Stand der Technik in einem Umlauf zu sehen. Von links nach rechts sind die Stellungen der Unwuchten jeweils in Schritten von 90° weitergedreht zu sehen.
Durch den gekoppelten Antrieb drehen sich beide Unwuchten (Unwuchtgewichte) gleichsinnig. Während sich bei den Betriebszuständen der linken Abbildungen der 5 der EP 0 053 598 B1 die Zentrifugalkräfte aufheben, resultiert in den Abbildungen auf der rechten Seite aufgrund der Richtungen der Zentrifugalkräfte F und den Hebelarmen x ein Drehmoment M = 2·x·F im bzw. gegen den Uhrzeigersinn.
Die Bandage erfährt somit bei jeder Umdrehung der Unwuchtwelle eine kleine Verdrehung nach links und rechts und beginnt zu oszillieren.
Bei Vibrationsbandagen wurde die Teilung der Bandage schon seit jeher umgesetzt, weil es technisch leicht zu realisieren ist. 2 zeigt die Schnittdarstellung einer geteilten Vibrationsbandage. Die beiden Bandagen sind über eine Drehverbindung miteinander verschraubt. Die Unwuchten für beide Bandagenhälften befinden sich hier auf der zentralen Unwuchtwelle, die über einen Hydraulikmotor angetrieben wird. Bei einer Kurvenfahrt und somit Verdrehung der Walzmäntel zueinander ändert sich an der Vibration in den beiden Walzmänteln nichts, d. h. beide Bandagenhälften vibrieren synchron.
Ein einfacher Aufbau mit einer durchgängigen Zentralwelle zum Antrieb der Unwuchten wie bei der Vibrationsbandage, ist bei der Oszillationsbandage, wie nachfolgend dargestellt, ist in 3 gezeigt.
Beim Verdrehen der Walzmäntel zueinander, z. B. bei Kurvenfahrt, ändert sich die Position der Unwuchtwellen zueinander. Da die Unwuchten, die mittels Zahnriemen von einer zentralen Welle angetrieben werden, ihre Ausrichtung beibehalten, verschiebt sich jeweils die Wirkrichtung der Kraft im verdrehten Walzmantel (4 bis 7).
Für die bessere Vorstellbarkeit der Zahnriemenführung von 4 bis 7 wurde die beschriebene Zahnriemenführung räumlich dargestellt.
4 und 5 zeigen die beiden Walzmäntel vor der Verdrehung. In 6 und 7 sind die Walzmäntel nach der Verdrehung um 90° dargestellt.
Zur erklärenden Annahme soll die linke Bandage ihre Position nicht verändern, während die rechte Bandage durch Kurvenfahrt um 90° weitergedreht wird. Auch die zentrale, rotierende Welle wird zur Veranschaulichung einer Momentaufnahme unterworfen und steht somit quasi still. Wie 7 zeigt, stehen die beiden Unwuchten der rechten Bandage nun übereinander. Da die Antriebswelle in der Walzenmitte stillsteht, hat sich bei der Drehung der Bandage der Zahnriemen am zentralen Riemenrad abgerollt und die Ausrichtung der Unwuchten nicht verändert. Wegen der neuen Position der Unwuchten leiten die Fliehkräfte nun aber mit maximalem Hebel ein Moment ein, das die Bandage in Drehung versetzt. Bei der Stellung in 6 dagegen kommt kein Moment zustande, da der wirksame Hebel gleich Null ist.
Die beschriebene Problematik hat zur Folge, dass die Walzmäntel nicht synchron oszillieren warden. Im Extremfall, wenn die beiden Bandagenhälften genau entgegengesetzt arbeiten, kommt es im Spalt zwischen den Bandagen und im angrenzenden Bereich zu Schubbewegungen, die ein Aufreißen der Asphaltdecke mit sich bringen würden. Je nach Verdrehung der beiden Bandagenhälften zueinander sind Phasenfehler von 0 bis 180° möglich. Bereits Phasenfehler von 10–20° würden den Asphalt an der Fuge der Bandagenhälften abscheren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Vibrationsgerät bzw. ein Verfahren zum Verdichten von Böden anzugeben, das die vorgenannten Probleme nicht aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß die Merkmale der Ansprüche 1 und 22.
Erfindungsgmäß ist vorgesehen, dass bei einem Verdichtungsgerät mit mindestens einer verfahrbaren, um eine Bandagenachse drehbaren Bandage mit ein um die Bandagenachse oszillierendes Drehmoment erzeugenden gekoppelten Schwingungserregern mit Unwuchten, die um 180 grad phasenversetzt mit gleicher Drehrichtung rotieren, und mit einer koaxial zur Bandagenachse verlaufenden Antriebswelle zum Antrieb der Schwingungserreger, die Bandage mindestens einmal geteilt ist und dass jedes Bandagenteil mindestens zwei, in der Bandage mit Abstand von der Bandagenachse gelagerte gekoppelte Schwingungserreger aufweist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Antriebswellen für die Schwingungserreger der einzelnen Bandagenteile mechanisch gekoppelt oder über eine Steuerung elektronisch phasenrichtig eingestellt sind, damit die Schwingungserreger aller Bandagenteile auch bei einer Verdrehung der Bandagenteile relativ zueinander synchron schwingen.
Die Antriebswellen für die Schwingungserreger der benachbarten Bandagenteile können mechanisch über ein Getriebe gekoppelt sein, wobei das Getriebe die Drehung bzw. das Antriebsmoment einer Antriebswelle phasenrichtig auf die nachfolgende Antriebswelle überträgt Das Getriebe zum Koppeln der Antriebswellenteile kann ein Planetengetriebe oder ein Stirnradgetriebe oder ein Kegelradgetriebe sein.
Die Bandage ist zweigeteilt und jeder Bandagenteil weist einen eigenen Fahrantrieb, wobei die Bandagenteile koaxial relativ zueinander verdrehbar miteinander verbunden sind.
Ein vorzugsweise einsetzbares Planetengetriebe kann aus mindestens zwei Planetensätzen bestehen.
Das Planetengetriebe aus zwei Planetensätzen kann einen gemeinsamen Planetenträger (9) aufweisen, wobei die Hohlräder der Planetensätze jeweils mit einem Bandagenteil drehfest verbunden sind und die jeweiligen Antriebswellen mit den jeweiligen Sonnenrädern der Planetensätze.
Das Getriebe zum Antrieb der Unwuchten kann ein Riemengetriebe oder Kettengetriebe sein.
Das Getriebe zum Antrieb der Schwingungserreger ist vorzugsweise ein Zahnriementrieb mit Omega-Umschlingung, welcher mit Unwuchten gekoppelte Zahnriemenscheiben antreibt.
Das Getriebe ist bevorzugt ein Riemengetriebe mit einer Riemenführung, die eine Drehrichtungsumkehr und eine reziproke Übersetzung zum Planetengetriebe ermöglicht.
Die Übersetzung des Riemengetriebes und die Übersetzung des Planetengetriebes soll insgesamt ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 ergeben.
Es kann auch ein mehrstufiges Planetengetriebe und ein Riementrieb ohne Drehrichtungsumkehr und ohne reziproke Übersetzung zum Planetengetriebe vorgesehen sein.
Die Schwingungserreger weisen Unwuchtgewichte auf und die Unwuchtgewichte bestehen vorzugsweise aus Seitenplatten, die seitlich an den Zahnriemenscheiben des Riemengetriebes befestigt sind und eine radial sich nach außen erstreckende Flanke aufweisen, die in einer bestimmten Ausgangsposition mit dem Riemen des Riemengetriebes fluchtet, wenn der Drehwinkelversatz zwischen den beiden von dem Riementrieb angetriebenen Zahnriemenscheiben dem Sollwert entspricht.
Eine Riemenspanneinrichtung kann den Riemen der Unwuchten bzw. der Riemenscheibe mit Hilfe eines exzentrisch verlagerbaren Lagerzapfens spannen.
Die Riemenspanneinrichtung kann einen exzentrischen Verstellbolzen zum Verdrehen des exzentrischen Lagerzapfens aufweisen.
Das Riemengetriebe kann zu der Drehachse der Unwuchten koaxiale und konzentrische Riemenscheiben aufweisen, deren Gewichtsverteilung nicht rotationssymmetrisch zur Drehachse der Unwuchten verläuft.
Zur Drehachse der Unwuchten unsymmetrisch angeordnete Aussparungen, vorzugsweise Löcher oder Bohrungen, im Material der Zahnriemenscheibe können eine nicht rotationssymmetrische Gewichtsverteilung bewirken und ein negative Unwuchtmasse bilden.
Seitenplatten (14) können an den Riemenscheiben befestigt sein und/oder unsymmetrisch angeordnete Schrauben (18) ein Unwuchtgewicht bilden, wobei die Schrauben auch zur Befestigung der Unwuchtplatten dienen können.
Zur Aufnahme der Wälzlager der Unwuchten können fliegende Lagerzapfen vorgesehen sein, wobei die Lager vorzugsweise zentrisch zur radialen Riemenkraft und Fliehkraft der Unwuchten angeordnet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verdichten von Böden mit einer Bandage eines Verdichtungsgerätes ist vorgesehen mit Hilfe mindestens eines Schwingungserregers mit rotierenden Unwuchtgewichten Verdichtungsschwingungen der Bandage zu erzeugen, wobei durch das Verwenden einer geteilten Bandage mit zwei Bandagenhälften, bei der die Unwuchtgewichte der Schwingungserreger in jedem Teil der Bandage um den gleichen Winkel bezüglich der Phasenlage verdreht werden wie die relative Verdrehung der Bandagenhälften zueinander, eine Synchronisation der Oszillationsbewegung in beiden Bandagenhälften zu erreichen, auch wenn die Bandagenhälften zueinander verdreht sind.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1: ein Vibrationsgerät,
2: eine geteilte Vibrationsbandage der Walze DV90 nach dem Stand der Technik
3: eine einfache Zahnriemenführung für geteilte Oszillation, mit der das Phasenproblem nicht gelöst werden kann,
4 bis 7: unterschiedliche Bandagenpositionen
8: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Bandage
9: einen Planetensatz
10: einen Zahnriementrieb mit Omega-Umschlingung, und
11: die Exzentrizität des Unwuchtflansches/Lagerzapfens
Eine mechanische Verbindung soll die Synchronisation der Erregerkräfte in beiden Bandagenhälften ermöglichen. Diese Funktion übernimmt ein mehrstufiges Planetengetriebe.
Das Getriebe hat die Aufgabe, das Moment des Hydraulikmotors zum Antrieb der Unwuchten von der linken auf die rechte Bandage phasenrichtig zu übertragen.
In 8 ist die fertig auskonstruierte geteilte Oszillationsbandage abgebildet. Dargestellt sind die beiden Walzmäntel mit eingebautem Getriebe, Unwuchten und den Anbauteilen.
Das linke Hohlrad der ersten Planetenstufe ist durch den linken Lagerzapfen mit dem linken Walzmantel fest verbunden. Das rechte Hohlrad dagegen soll über den rechten Lagerzapfen an den rechten Walzmantel gekoppelt werden.
In 9 ist der Aufbau des Planetensatzes dargestellt.
Die Synchronisation der Unwuchtmomente ist unabhängig von der Verdrehung der Bandagenhälften. Zur einfacheren Vorstellung gilt hier folgende Annahme:
Der Hydraulikmotor zum Antrieb der Oszillationsbewegung läuft, die Walzenhälften sind nicht in Bewegung, d. h. beide Bandagen stehen still. Folglich sind beide Hohlräder blockiert, da sie, wie schon beschrieben wurde, mit den Bandagen verdrehstarr verbunden sind.
In der linken Planetenstufe wird das Antriebsmoment, das vom Hydraulikmotor auf die linke Sonnenwelle übertragen wurde, über die Sonne und die Planeten auf den Planetenträger weitergegeben. Es gilt Fall 3 (Sonne treibt, Steg Abtrieb) des elementaren Planetensatzes nach Tabelle 2. Das Ubersetzungsverhaltnis i beträgt demnach 3.
Die Zähnezahlen der Räder des Planetengetriebes zum Berechnen der Übersetzungsverhältnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet. Tabelle 1: Zähnezahlen der Getrieberäder

Rad 1 2 3

Sonne Planetenrad Hohlrad

Zähnezahl 40 20 80
Vom Planetenträger wird das Moment nun weiter über die Planeten der rechten Stufe auf die rechte Sonne und die Sonnenwelle weitergegeben (10). Da beide Planetenstufen gleich aufgebaut sind, beträgt das Übersetzungsverhältnis i nach Tabelle 2, Fall 4 folglich 1/3. Dies gibt bei der Momentenübertragung eine Gesamtübersetzung von 1 (linke Sonne zur rechten Sonne).
Wenn also beide Bandagen mit der gleichen Drehzahl rotieren – bei Geradeausfahrt – oder stillstehen, es also zu keiner Verdrehung der Bandagen zueinander kommt, wird das Drehmoment wie gewünscht im Verhältnis 1:1 von der einen Seite zur anderen übertragen. Tabelle 2: Einsatzfälle der Planetenstufen-Elementarer Planetensatz

Fall gehäusefest Antrieb Abtrieb Übersetzung i

2 Steg Hohlrad Sonne –z1/z3 = –1/2

3 Hohlrad Sonne Steg (z1 + z3)/z1 = 3

4 Hohlrad Steg Sonne z1/(z1 + z3) = 1/3
Beim Verdrehen der einen Bandagenhälfte gegenüber der anderen muss gewährleistet sein, dass die Unwucht im gleichen Maße mitgedreht wird.
Zur einfacheren Vorstellung gilt nun folgende Annahme:
Der linke Walzmantel steht still, der Hydraulikmotor läuft nicht. Kurz gesagt, das Hohlrad der ersten Stufe, welches mit dem linken Walzmantel verbunden ist und die Sonne der ersten Planetenstufe, die über die Antriebswelle mit dem Hydraulikmotor gekoppelt ist, stehen still. Folglich ist die linke Planetenstufe blockiert.
Der rechte Walzmantel wird nun gedanklich um einen beliebigen Winkel verdreht.
Das Hohlrad der rechten Planetenstufe ist über den Hohlrad-Mitnehmer und den rechten Lagerzapfen mit der rechten Bandage verbunden. Es gibt nun die Drehung des rechten Walzmantels über die Planeten auf die rechte Sonne weiter. Der gemeinsame Planetenträger ist, wie schon vorher erklärt, über die linke Planetenstufe blockiert. Es gilt also Fall 2 des elementaren Planetensatzes aus Tabelle 2. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt demnach –0,5.
Wie schon erläutert, muss die Unwucht um den gleichen Winkel verdreht werden, wie die Bandage, in der sie gelagert ist, um eine Synchronisation der Oszillationsbewegung in beiden Bandagen zu erreichen.
Vorzugsweise wird ein Zwei-Stufen-Planetengetriebe mit einem Riementrieb mit Drehrichtungsumkehrung und reziproker Übersetzung zum Planetengetriebe verwendet.
Die jeweiligen Hohlräder der Planetensätze mit Lagerzapfen (16a, 16b), die in den benachbarten Ronden (12a, 12b) der Bandagenteile koaxial angeordnet sind, sind in den Bandagenteilen (2a, 2b) drehfest verbunden, wobei die Lagerzapfen (16a, 16b) zugleich die Lagerung der Antriebsriemenscheibe für die Schwingungserreger bilden.
Alternativ kann auch ein mehrstufiges Planetengetriebe mit Riemenübersetzung ungleich dem Kehrwert des Getriebes und ohne Richtungsumkehr verwendet werden.
Auf eine dritte Planetenstufe, die eine Gesamtübersetzung von 1 und Richtungsumkehr bewerkstelligen würde, konnte durch die geschickte Führung des Zahnriemens mit Omega-Umschlingung (siehe 10) und einem Übersetzungsverhältnis von –2 verzichtet werden.
Durch die Einzelübersetzungen von –0,5 in der Planetenstufe und –2 beim Riementrieb liegt auch hier die Gesamtübersetzung bei 1.
Die Unwuchten werden also wie gefordert um den gleichen Winkel, wie die verdrehte Bandagenhälfte nachgestellt. Die durch die Oszillationsunwuchten erzeugten Momente sind somit in jeder Bandagenhälfte phasengleich, unabhängig von der aktuellen Stellung der Unwuchtwellen zueinander.
Bei der Zahnriemenführung wurden einige grundlegende Neuerungen und vorteilhafte Veränderung realisiert.
Ein Riemen treibt zwei oder mehrere Unwuchtwellen an. Würde man den Antrieb aus EP0053598B1 in eine geteilte Bandage übertragen, so würde man acht Riemenscheiben und vier Riemen benötigen.
Im Gegensatz zu den bisherigen ungeteilten Konstruktionen ( EP005359831 ), die für jede Unwuchtwelle einen eigenen Zahnriementrieb vorsehen, werden hier mit einem Riemen beide Unwuchten einer Bandagehälfte angetrieben. Dadurch können jeweils ein Zahnriemen und ein Antriebsriemenrad je Bandagenhälfte entfallen.
Wie schon vorher beschrieben, wurde bei der Zahnriemenführung eine Übersetzung von –2 realisiert. Dies wurde mit Hilfe einer Omega-Umschlingung des Zahnriementriebs gemäß 10 erreicht. Dafür erhielten die großen Zahnscheiben die doppelte Zähnezahl im Vergleich zur kleinen Zahnscheibe.
Durch die Umlenkung an der kleinen Zahnscheibe wird die Drehrichtung geändert, was zu dem erforderlichen negativen Übersetzungsverhältnis führt.
In 10 sind die beiden fixierten Unwuchten in Montagestellung mit aufgelegtem Zahnriemen abgebildet. Die Außenkontur der Seitenplatte wurde so gestaltet, dass die Schräge der Platte mit dem kurzen Trum des Zahnriemens exakt fluchtet. Dies ist eine Möglichkeit, um den korrekten 180° Wellenversatz des Zahnriemens visuell zu Überprüfen.
Die Formwinkel der Unwuchten entsprechen dem Winkel des Riemens an der omegaumschlungenen Seite (Fluchtung).
Zum Spannen des Zahnriemens wurde eine grundlegende Neuerung ausgearbeitet. Bisher wurde die erforderliche Riemenspannung entweder mit Hilfe einer zusätzlichen Spannrolle hergestellt, oder es wurden nur ausgewählte, vermessene Zahnriemen mit einer genau tolerierten Länge verwendet.
Bei der vorliegenden Konstruktion wird die Riemenspannung durch kontinuierliche Änderung des Achsabstandes eingestellt. Dies wird durch Verdrehen exzentrischer Lagerzapfen/Unwuchtflansche (11) erreicht.
Das Verdrehen des exzentrischen Unwuchtflansches zum Spannen des Zahnriemens geschieht durch Verdrehen des eigens dafür entwickelten exzentrischen Verstellbolzens. Dieser besteht aus zwei zueinander exzentrischen Zylindern und einem Sechskant zum Ansetzen eines Schlüssels.
Durch die Exzentrizitat wird beim Verdrehen des Bolzens der Unwuchtflansch gegenüber der Ronde verdreht.
Es ist ein Spannen des Riemens mittels exzentrischer Lagerzapfenanordnung möglich.
Ein exzentrischer Verstellbolzen ist zum Verdrehen des exzentrischen Lagerzapfens vorgesehen.
Durch die erforderliche Übersetzung des Zahnriementriebes von –2 ist vorzugsweise eine große Zahnscheibe einsetzbar, in der auch ein Teil der Unwucht zu realisierbar ist.
Da die Zahnscheibe zum Verschrauben der Unwuchtplatten ohnehin gebohrt werden muss, können zusätzliche Bohrungen angebracht werden, um einen Teil der benötigten Unwucht auf der gegenüberliegenden Seite damit herzustellen (Negativunwucht). Ein weiterer Vorteil ist das geringere Trägheitsmoment der Zahnscheibe, das zum schnelleren Hochlauf beim Start des Antriebes führt.
Den restlichen Anteil der Unwucht liefern die seitlichen Unwuchtplatten und die neun Schrauben (Positivunwucht), womit die Unwuchtplatten an die Zahnscheibe geklemmt werden (10).
Die ohnehin erforderliche Riemenscheibe dient daher zugleich als Unwucht.
Die Unwuchtseitenplatten sind direkt an der Riemenscheibe verschraubt. Die Schrauben bilden eine zusätzliche Unwucht. Die Löcher bzw. Bohrungen bilden eine Negativunwucht.
Es ist ein fliegender Lagerzapfen zur Aufnahme der Wälzlager vorgesehen. Die Lager sind zentrisch zur radialen Riemenkraft und Fliehkraft der Unwuchten angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0053598 B1 [0005, 0006, 0007, 0069]
EP 005359831 [0070]

Claims

Verdichtungsgerät mit mindestens einer verfahrbaren, um eine Bandagenachse drehbaren Bandage (2) mit ein um die Bandagenachse oszillierendes Drehmoment erzeugenden gekoppelten Schwingungserregern mit Unwuchten (3), die um 180 grad phasenversetzt mit gleicher Drehrichtung rotieren, und mit einer koaxial zur Bandagenachse verlaufenden Antriebswelle (4) zum Antrieb der Schwingungserreger, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandage mindestens einmal geteilt ist und dass jedes Bandagenteil (2a, 2b) mindestens zwei, in der Bandage mit Abstand von der Bandagenachse (1) gelagerte gekoppelte Schwingungserreger aufweist.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (5a, 5b) für die Schwingungserreger der einzelnen Bandagenteile (2a, 2b) mechanisch gekoppelt oder über eine Steuerung elektronisch phasenrichtig eingestellt sind, damit die Schwingungserreger aller Bandagenteile auch bei einer Verdrehung der Bandagenteile relativ zueinander synchron schwingen.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen für die Schwingungserreger der benachbarten Bandagenteile mechanisch über ein Getriebe (6) gekoppelt sind und das Getriebe die Drehung bzw. das Antriebsmoment einer Antriebswelle (5a) phasenrichtig auf die nachfolgende Antriebswelle (5b) überträgt
Verdichtungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe zum Koppeln der Antriebswellenteile ein Planetengetriebe oder ein Stirnradgetriebe oder ein Kegelradgetriebe ist.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandage zweigeteilt ist und jeder Bandagenteil (2a, 2b) einen eigenen Fahrantrieb (7a, 7b) aufweist, wobei die Bandagenteile koaxial relativ zueinander verdrehbar miteinander verbunden sind.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe aus mindestens zwei Planetensätzen (8a, 8b) besteht.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe aus zwei Planetensätzen mit einem gemeinsamen Planetenträger (9) besteht, wobei die Hohlräder (10a, 10b) der Planetensätze jeweils mit einem Bandagenteil drehfest verbunden sind und die jeweiligen Antriebswellenteile (5a, 5b) mit den jeweiligen Sonnenrädern (11a, 11b) der Planetensätze (8a, 8b).
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebswellenteil (5a, 5b) eines jeden Bandagenteils über ein Getriebe die mindestens zwei Schwingungserreger antreibt.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe zum Antrieb der Unwuchten ein Riemengetriebe oder Kettengetriebe ist.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe zum Antrieb der Schwingungserreger ein Zahnriementrieb mit Omega-Umschlingung ist, welcher mit Unwuchten gekoppelte Zahnriemenscheiben (13) antreibt.
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Riemengetriebe ist mit einer Riemenführung, die eine Drehrichtungsumkehr und eine reziproke Übersetzung zum Planetengetriebe ermöglicht.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung des Riemengetriebes und die Übersetzung des Planetengetriebes insgesamt ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 ergeben.
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrstufiges Planetengetriebe und ein Riementrieb ohne Drehrichtungsumkehr und ohne reziproke Übersetzung zum Planetengetriebe vorgesehen ist.
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserreger Unwuchtgewichte aufweisen und die Unwuchtgewichte aus Seitenplatten (14) bestehen, die seitlich an den Zahnriemenscheiben (13) des Riemengetriebes befestigt sind und eine radial sich nach außen erstreckende Flanke aufweisen, die in einer bestimmten Ausgangsposition mit dem Riemen (15) des Riemengetriebes fluchtet, wenn der Drehwinkelversatz zwischen den beiden von dem Riementrieb angetriebenen Zahnriemenscheiben dem Sollwert entspricht.
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Riemenspanneinrichtung den Riemen der Unwuchten bzw. der Riemenscheibe (13) mit Hilfe eines exzentrisch verlagerbaren Lagerzapfens (19) spannt.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenspanneinrichtung einen exzentrischen Verstellbolzen (17) zum Verdrehen des exzentrischen Lagerzapfens (19) aufweist.
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemengetriebe zu der Drehachse der Unwuchten koaxiale und konzentrische Riemenscheiben aufweist, deren Gewichtsverteilung nicht rotationssymmetrisch zur Drehachse der Unwuchten verläuft.
Verdichtungsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehachse der Unwuchten unsymmetrisch angeordnete Aussparungen, vorzugsweise Löcher oder Bohrungen, im Material der Zahnriemenscheibe eine nicht rotationssymmetrische Gewichtsverteilung bewirken und ein negative Unwuchtmasse bilden.
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Seitenplatten (14) an den Riemenscheiben befestigt sind und/oder unsymmetrisch angeordnete Schrauben (18) ein Unwuchtgewicht bilden, wobei die Schrauben auch zur Befestigung der Unwuchtplatten dienen können.
Verdichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Wälzlager der Unwuchten fliegende Lagerzapfen vorgesehen sind, wobei die Lager vorzugsweise zentrisch zur radialen Riemenkraft und Fliehkraft der Unwuchten angeordnet sind.
Verfahren zum Verdichten von Böden mit einer Bandage eines Verdichtungsgerätes, wobei mit Hilfe mindestens eines Schwingungserregers mit rotierenden Unwuchtgewichten Verdichtungsschwingungen der Bandage erzeugt werden, gekennzeichnet durch das Verwenden einer geteilten Bandage mit zwei Bandagenhälften, bei der die Unwuchtgewichte der Schwingungserreger in jedem Teil der Bandage um den gleichen Winkel bezüglich der Phasenlage verdreht werden wie die relative Verdrehung der Bandagenhälften zueinander, so dass eine Synchronisation der Oszillationsbewegung in beiden Bandagenhälften erreicht wird, auch wenn die Bandagenhälften zueinander verdreht sind.