DE102014019138A1

DE102014019138A1 - Schwingungsdämpfer für ein Kupplungsgelenk eines Tiefenrüttlers

Info

Publication number: DE102014019138A1
Application number: DE102014019138.9A
Authority: DE
Inventors: Albert Schneider
Original assignee: Rsm Grundbau and Willi Meyer Bauunternehmen GmbH In GbR GmbH
Current assignee: Willi Meyer Bauunternehmen De GmbH
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-06-23
Also published as: EP3237687B1; WO2016102433A1; EP3237687A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer (5) für ein Kupplungsgelenk (42) eines Tiefenrüttlers (1) zum Verdichten eines Bodens, wobei das Kupplungsgelenk (42) ausgebildet ist, um radial zwischen einem radial innenseitigen unteren Ende (80) eines Kupplungsstempels (8) des Tiefenrüttlers (1) und einem radial außenseitigen Kupplungsgehäuse (40) des Tiefenrüttlers (1) angeordnet werden zu können, mit einem ersten Befestigungselement (51), einem zweiten Befestigungselement (52) und einem zumindest abschnittsweise radial zwischen dem ersten Befestigungselement (51) und dem zweiten Befestigungselement (52) angeordneten Federelement (53). Der Schwingungsdämpfer (5) ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Befestigungselement (51, 52) wenigstens einen radialen Vorsprung (54, 55, 56) aufweist, der sich zumindest teilweise radial zum anderen Befestigungselement (51, 52) hin erstreckt und gegen den das Federelement (53) zumindest teilweise in Richtung der Längsachse (L) gedrückt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Kupplungsgelenk eines Tiefenrüttlers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Kupplungsgelenk eines Tiefenrüttlers mit einem derartigen Schwingungsdämpfer gemäß dem Anspruch 11 sowie einen Tiefenrüttler mit einem derartigen Kupplungsgelenk gemäß dem Anspruch 15.
Ein Tiefenrüttler ist ein horizontal schwingungserzeugendes Gerät zur Bodenstabilisierung nicht tragfähiger Böden. Tiefenrüttler werden zur Durchführung von verschiedenen Rüttelverfahren eingesetzt, um den Bauuntergrund zu verbessern, falls dieser für das geplante Vorhaben keine ausreichende Tragfähigkeit aufweist. Hierzu werden durch den Tiefenrüttler Schwingungen in den Boden eingebracht.
Grobkörnige und rollige Böden wie z. B. Sand oder Kies können durch diese Schwingungen konsolidiert, d. h. in sich verdichtet, werden, indem sie in eine dichtere Lagerung gebracht werden (Rütteldruckverfahren). Der Tiefenrüttler wird dabei durch Luftspülung im Trockenverfahren oder durch Wasserspülung im Nassverfahren in den Boden eingebracht und die Konsolidierung beim Herausziehen des Tiefenrüttlers aus dem Boden vorgenommen.
Bei gemischt- oder feinkörnigen sowie bindigen Böden wie z. B. Feinsande oder Schluffe, bei denen keine ausreichende Verdichtung des Bodenmaterials erreicht werden kann, wird grobkörniges Zugabematerial wie z. B. Kies in den durch Spülung und Schwingungen verflüssigten Boden eingebracht, so dass eine sog. Rüttelstopfsäule geschaffen (Rüttel-Stopfverfahren). Der Tiefenrüttler kann hierzu auch als Schleusenrüttler ausgebildet werden, um das Zugabematerial durch eine Schleuse über ein Transportrohr zur Rüttlerspitze und dort in den durch Heben und Senken des Tiefenrüttlers entstehenden Hohlraum einbringen zu können.
Tiefenrüttler weisen ein zylindrisches Metallrohr als Gehäuse bzw. Rüttlergehäuse auf, dessen unteres Ende die Gehäusespitze oder Rüttlerspitze darstellt, mit der sie in den Untergrund eindringen können. Innerhalb des Gehäuses und oberhalb der Gehäusespitze ist das Schlagwerk angeordnet. Weiter oberhalb ist ein im Allg. elektrischer Antrieb angeordnet, welcher mit dem Schlagwerk verbunden ist und dieses antreiben kann, wobei auch ein hydraulischer Antrieb möglich ist. Dieser gesamte Bereich des Gehäuses mit Antrieb und Schlagwerk kann als Schlagwerkgehäuse bezeichnet werden. Das Gehäuse ist an ihrem oberen Ende über eine Rüttlerkupplung mit einem Verlängerungsrohr verbindbar, um mittels diesem mit einer Aufhängung an einem Bagger oder einem mäklergeführten Traggerät aufgehängt bzw. befestigt werden zu können.
Das Schlagwerk weist ein Unwuchtgewicht auf, welche mittels des Antriebs innerhalb des Schlagwerkgehäuses um die Längsachse des Tiefenrüttlers rotieren kann. Das rotierende Unwuchtgewicht kann das Schlagwerkgehäuse samt Gehäusespitze in eine schwingende, taumelnde Rotationsbewegung um die Längsachse versetzen, so dass das umgebende verflüssigte Bodenmaterial radial verdrängt und bzw. oder umgelagert werden kann.
Die Kupplung (Rüttlerkupplung) verbindet das Schlagwerk samt Antrieb bzw. das Schlagwerkgehäuse schwingungsdämpfend mit dem Kupplungsstempel, welcher seinerseits starr mit dem Verlängerungsrohr verbunden ist. Die Kupplung dient der Verbindung des Schlagwerks und des Kupplungsstempels derart, dass das Schlagwerk sicher in Richtung der Längsachse geführt, d. h. gedrückt und gezogen, werden kann und gleichzeitig seine Pendelbewegung um die Längsachse ausführen kann. Dieser Teil des Tiefenrüttlers kann auch als Kupplungsgelenk bezeichnet werden.
Das Kupplungsgelenk ist hierzu elastisch ausgeführt, um die Pendelbewegung des Schlagwerkes um die Längsachse zu ermöglichen. Gleichzeitig dient die Elastizität des Kupplungsgelenks der Aufnahme von Prellschlägen, welche durch das Rütteln des Bodens in das Schlagwerk eingeleitet werden können, um diese vom Kupplungsstempel und damit vom Traggerät bzw. Bagger fernzuhalten. Auch soll hierdurch die Übertragung der Schwingungen der Rüttelverfahren auf Traggerät bzw. Bagger vermieden werden. Das Kupplungsgelenk wird üblicherweise durch einen oder mehrere Schwingungsdämpfer wie z. B. ein Schwingmetall realisiert, welches das eigentliche Kupplungsgelenk darstellt. Das Schwingmetall kann auch als Schwingungsdämpferbuchse oder Schockabsorber bezeichnet werden.
Das Schwingmetall stellt eine Gummi-Metall-Verbindung dar, bei der ein elastischer Gummikörper zwischen zwei Metallteilen anvulkanisiert ist und elastisch dämpfend zwischen diesen wirken kann. Der in Richtung der Längsachse obere Teil des Schwingmetalls kann um Kupplungsstempel und der in Richtung der Längsachse untere Teil des Schwingmetalls kann im Kupplungsgehäuse befestigt sein. Auch kann radial innere Teil des Schwingmetalls am Kupplungsstempel und der radial äußere Teil des Schwingmetalls am Kupplungsgehäuse befestigt sein. Die konkreten Ausführungen des Kupplungsgelenks sind individuelle Konstruktion der einzelnen Herstellungsfirmen von Tiefenrüttlern.
Die Kupplung kann unterschiedlich ausgestaltet sein und ist im Allgemeinen eine individuelle Konstruktion der Herstellerfirmen von Tiefenrüttlern. Dabei sind Kupplungen bekannt, die vollelastisch ausgebildet sind, d. h. lediglich Schwingmetalle aufweisen, als auch Kupplungen, die neben Schwingmetallen auch Pendellager oder dergleichen aufweisen, welches ein Pendelkugellager oder ein Pendelrollenlager sein kann. Diese sind unterschiedlich aufgebaut und können ein unterschiedliches Übertragungsverhalten aufweisen.
Ein Pendellager kann axialen und radialen Belastungen standhalten und eignet sich gut, um Fluchtfehler auszugleichen. Pendellager sind für schwerste Belastungen geeignet, d. h. sie weisen hohe Tragzahlen auf.
Nachteilig ist hierbei, dass ein Pendellager keine elastische Wirkung hat und damit keine Schwingungen aufnehmen kann. Somit kann dieses Kupplungsgelenk keine Zug- und Druckkräfte aufnehmen bzw. nur in sehr eingeschränktem Maße.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer für ein Kupplungsgelenk eines Tiefenrüttlers bereitzustellen, welcher kompakt aufgebaut ist und gleichzeitig sowohl Torsionskräfte als auch Zug-/Druckkräfte aufnehmen kann. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Schwingungsdämpfern für Kupplungsgelenke von Tiefenrüttlern bereitgestellt werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, ein Kupplungsgelenk gemäß dem Anspruch 11 sowie einen Tiefenrüttler gemäß dem Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Schwingungsdämpfer für ein Kupplungsgelenk eines Tiefenrüttlers zum Verdichten eines Bodens. Das Kupplungsgelenk ist ausgebildet, um radial zwischen einem radial innenseitigen unteren Ende eines Kupplungsstempels des Tiefenrüttlers und einem radial außenseitigen Kupplungsgehäuse des Tiefenrüttlers angeordnet werden zu können. Das Kupplungsgelenk weist ein erstes Befestigungselement, ein zweites Befestigungselement und ein zumindest abschnittsweise radial zwischen dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement angeordnetes Federelement auf. Die Befestigungselemente können Metallelemente und das Federelement ein Gummikörper sein, sodass der Schwingungsdämpfer auch als Schwingmetall bezeichnet werden kann. Der Gummikörper kann an den beiden Metallelementen anvulkanisiert sein, wodurch eine feste Verbindung zwischen diesen Elementen geschaffen werden kann.
Die Anordnung dieser Elemente radial hintereinander ist vorteilhaft, weil der Schwingungsdämpfer auf diese Art und Weise in Richtung der Längsachse vergleichsweise kurz und kompakt aufgebaut werden kann. Ferner können durch diese Anordnung Schwingungen vom oberen Kupplungsgummi, welches die äußeren Kanten des Kupplungsgehäuses und des Kupplungsstempels elastisch miteinander verbindet und dem Abschluss des Kupplungsgelenks gegen die Umgebung dient, ferngehalten werden, weil diese durch den radial ausgebildeten Schwingungsdämpfer ausgenommen werden können. Schwingungen können zu einem Bruch des oberen Kupplungsgummis führen, wodurch dann Erdreich zwischen den Kupplungsstempel und das Kupplungsgehäuse gelangen kann, was zu einer Versteifung bzw. zu einem Bruch der Kupplung führen kann. Diese Gefahr kann somit verringert werden.
Der Schwingungsdämpfer zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass wenigstens ein Befestigungselement wenigstens einen radialen Vorsprung aufweist, der sich zumindest teilweise radial zum anderen Befestigungselement hin erstreckt und gegen den das Federelement zumindest teilweise in Richtung der Längsachse gedrückt werden kann. Mit anderen Worten verengt der radiale Vorsprung den radialen Abstand zwischen den beiden Befestigungen, wobei die übrigen Bereiche der Befestigungselemente einen größeren Abstand zueinander aufweisen.
Auf diese Weise wird eine Fläche des radialen Vorsprungs geschaffen, welche zumindest teilweise in Richtung der Längsachse hin ausgerichtet ist und auch als Kragen oder Teller bezeichnet werden kann. Bei einer zumindest teilweisen Belastung des Schwingungsdämpfers in Richtung der Längsachse durch Druckkräfte zum radialen Vorsprung hin oder durch Zugkräfte vom radialen Vorsprung weg, kann das Federelement gegen diese Fläche des radialen Vorsprungs gedrückt bzw. von diesem weggezogen werden. Hierdurch können die Zug- bzw. Druckkräfte gedämpft werden, welche insbesondere beim Einfahren in das Erdreich sowie bei Ziehvorgang während der Bodenverdichtung entstehen können. Durch das Federelement können weiterhin Torsionskräfte und Prellschläge aufgenommen und eine Pendelbewegung ermöglicht werden. Derartige Belastungen können durch ein Pendellager gar nicht aufgenommen werden. Ferner ist ein Schwingmetall günstiger als ein Pendellager.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das erste Befestigungselement einen ersten radialen Vorsprung und einen zweiten radialen Vorsprung auf, die zueinander in Richtung der Längsachse beabstandet angeordnet sind. Auf diese Weise können Zug- bzw. Druckkräfte in beide Richtungen der Längsachse gedämpft werden, was die dämpfende Wirkung verbessert. Mit anderen Worten kann durch die Anordnung der zueinander versetzten beiden Vorsprünge des ersten Befestigungselements mit dazwischenliegendem Federkörper erreicht werden, dass bei einer Belastung in Richtung der Längsachse der Federkörper an dem einen Vorsprung zieht und auf den anderen Vorsprung drückt. Kehrt sich die Richtung der Belastung um, so drückt der Federkörper auf den einen Vorsprung und zieht an dem anderen Vorsprung. Auf diese Art und Weise können bei identischer Ausgestaltung der Vorsprünge gleiche Dämpfungswirkungen in beide Richtungen erreicht werden. Sind die Vorsprünge unterschiedlich ausgestaltet, so können bessere Dämpfungswirkungen als bei nur einem Vorsprung erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das zweite Befestigungselement einen radialen Vorsprung auf, der in Richtung der Längsachse zu den Enden des zweiten Befestigungselements beabstandet, vorzugsweise etwa mittig, angeordnet ist. Auch hierdurch kann eine Dämpfung von Zug- bzw. Druckkräften erreicht werden, wobei in dieser Anordnung das Federelement von beiden Seiten in Richtung der Längsachse auf den einen Vorsprung drücken bzw. an diesem ziehen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der radiale Vorsprung des zweiten Befestigungselements in Richtung der Längsachse zwischen dem ersten radialen Vorsprung und dem zweiten radialen Vorsprung des ersten Befestigungselements angeordnet ist. Diese Anordnung verbessert die Dämpfung von Zug- bzw. Druckkräften weiter, weil der Federkörper in Richtung der Längsachse an sich teilweise gegenüberliegenden Flächen befestigt ist und jeweils an diesen ziehen bzw. gegen diese drücken kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung überlappen sich die radialen Vorsprünge teilweise radial. Mit anderen Worten erstrecken sich die Vorsprünge derart in radialer Richtung, sodass sie sich aus Richtung der Längsachse betrachtet überdecken. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Federkörper zumindest teilweise vollkommen in Richtung der Längsachse zwischen den Vorsprüngen angeordnet ist, so dass die Dämpfung von Zug- bzw. Druckkräften weiter verbessert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein radialer Vorsprung zumindest abschnittsweise schräg verlaufend ausgebildet. Unter einem schrägen Verlauf ist dabei zu verstehen, dass sich diese schräg verlaufende Fläche des Vorsprungs teilweise in radialer Richtung und gleichzeitig teilweise in Richtung der Längsachse erstreckt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der Federkörper über alle seine Bereiche hinweg radiale Kräfte, Torsionskräfte sowie Zug- und Druckkräfte aufnehmen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste radiale Vorsprung und der zweite radiale Vorsprung des ersten Befestigungselements zumindest abschnittsweise zueinander entgegengesetzt schräg verlaufend ausgebildet. Auf diese Weise können die beiden Vorsprünge das Federelement und ggfs. den gegenüberliegenden Vorsprung des zweiten Befestigungselements zwischen sich einschließen und das Federelement kann gleichzeitig radiale Kräfte, Torsionskräfte sowie Zug- und Druckkräfte aufnehmen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der radiale Vorsprung des zweiten Befestigungselements zumindest abschnittsweise einseitig, vorzugsweise beidseitig, schräg verlaufend ausgebildet. Hierdurch kann auch dieser Vorsprung dazu beitragen, dass der Federkörper sowohl radiale Kräfte als auch Zug- und Druckkräfte aufnehmen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der radiale Vorsprung des zweiten Befestigungselements zum ersten radialen Vorsprung des ersten Befestigungselements im Wesentlichen parallel verlaufend ausgebildet und bzw. oder der radiale Vorsprung des zweiten Befestigungselements ist zum zweiten radialen Vorsprung des ersten Befestigungselements im Wesentlichen parallel verlaufend ausgebildet. Hierdurch können einander gegenüberliegende Flächen geschaffen werden, an denen der Federkörper ziehen bzw. auf die der Federkörper drücken kann. Dies verbessert die Dämpfung von Zug- bzw. Druckkräften.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Befestigungselement radial außenseitig und das zweite Befestigungselement radial innenseitig angeordnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kupplungsgelenk für einen Tiefenrüttler zum Verdichten eines Bodens mit einem ersten Schwingungsdämpfer wie zuvor beschrieben. Auf diese Weise können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers bei einem Kupplungsgelenk eines Tiefenrüttlers genutzt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Kupplungsgelenk ferner einen zweiten Schwingungsdämpfer mit einem ersten Befestigungselement, einem zweiten Befestigungselement und einem zumindest abschnittsweise radial zwischen dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement angeordneten Federelement auf, wobei der zweite Schwingungsdämpfer in Richtung der Längsachse unterhalb oder oberhalb des ersten Schwingungsdämpfers angeordnet ist. Dabei ist der zweite Schwingungsdämpfer zur Aufnahme von Torsionskräften um die Längsachse vorgesehen, welche die wesentlichen Belastungen bei einem Tiefenrüttler darstellen. Auf diese Weise kann diese Aufgabe durch den zweiten Schwingungsdämpfer unterstützt werden, so dass der erste Schwingungsdämpfer zusätzlich zur Dämpfung von Zug- und Druckkräften ausgebildet und eingesetzt werden kann, ohne dass das Kupplungsgelenk Torsionskräfte nicht ausreichend aufnehmen könnte.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Kupplungsgelenk ferner einen dritten Schwingungsdämpfer mit einem ersten Befestigungselement, einem zweiten Befestigungselement und einem zumindest abschnittsweise radial zwischen dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement angeordneten Federelement auf, wobei der dritte Schwingungsdämpfer relativ zum ersten Schwingungsdämpfer dem zweiten Schwingungsdämpfer in Richtung der Längsachse gegenüberliegend angeordnet ist. Durch den dritten Schwingungsdämpfer, der vorzugsweise identisch zum zweiten Schwingungsdämpfer aufgebaut ist, kann die Aufnahme von Torsionskräften weiter verbessert und der erste Schwingungsdämpfer von dieser Aufgabe noch weiter entlastet werden. Durch die beidseitige Anordnung des zweiten und dritten Schwingungsdämpfers in Richtung der Längsachse um den ersten Schwingungsdämpfer herum können die im Wesentlichen die Torsionskräfte aufnehmenden Elemente gleichmäßig im Kupplungsgelenk verteilt angeordnet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste Schwingungsdämpfer und der zweite Schwingungsdämpfer und bzw. oder der dritte Schwingungsdämpfer einstückig ausgebildet sind. Hierzu können die Befestigungselemente einstückig ausgebildet sein. Vorzugsweise sind ferner die Federkörper einstückig ausgebildet. Dies vereinfacht die Herstellung und Montage des Schwingungsdämpfers und verbessert die Positionierbarkeit der einzelnen Schwingungsdämpfer zueinander.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Tiefenrüttler zum Verdichten eines Bodens mit einem Kupplungsgelenk wie zuvor beschrieben, wobei das Kupplungsgelenk radial innenseitig mit dem unteren Ende eines Kupplungsstempels des Tiefenrüttlers und radial außenseitig mit einem Kupplungsgehäuse des Tiefenrüttlers verbunden ist. Auf diese Weise können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Kupplungsgelenks bei einem Tiefenrüttler genutzt werden.
Einige Ausführungsformen und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Tiefenrüttler;
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kupplung eines Tiefenrüttlers in einer ersten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kupplung eines Tiefenrüttlers in einer zweiten Ausführungsform;
4 eine schematische Detailansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers in einer ersten Ausführungsform;
5 eine schematische Detailansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers in einer zweiten Ausführungsform; und
6 eine schematische Detailansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers in einer dritten Ausführungsform.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Tiefenrüttler 1. Der Tiefenrüttler 1 erstreckt sich im Wesentlichen zylindrisch in Richtung seiner Längsachse L, zu der sich senkrecht die radiale Richtung R bzw. der Radius R erstreckt.
Der Tiefenrüttler 1 weist im unteren Bereich der Darstellung der 1 das Rüttlergehäuse 10 bzw. Gehäuse 10 auf, welches einen zylindrischen Gehäuseteil 11 bzw. das Schlagwerkgehäuse 11 aufweist, von dem sich weiter nach unten die Gehäusespitze 12 bzw. Rüttlerspitze 12 erstreckt, mit der der Tiefenrüttler 1 in den Boden einfahren kann. Im Schlagwerkgehäuse 11 ist das Schlagwerk 3 angeordnet, welches einen elektrischen Antrieb 2 aufweist, der über eine Unwuchtgewichtswelle 30 ein Unwuchtgewicht 31 in die die Unwucht erzeugende Rotationsbewegung um die Längsachse L versetzen kann.
Der Tiefenrüttler 1 weist im oberen Bereich der Darstellung der 1 den Kupplungsstempel 8 bzw. das Gestänge 8 auf, welcher über eine Kupplung 4 bzw. eine Rüttlerkupplung 4 mit dem Schlagwerk 3 bzw. dessen Schlagwerkgehäuse 11 verbunden ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kupplung 4 eines Tiefenrüttlers 1 in einer ersten Ausführungsform. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kupplung 4 eines Tiefenrüttlers 1 in einer zweiten Ausführungsform.
Die Kupplung 4 weist ein radial außenliegendes zylindrisches Kupplungsgehäuse 40 auf, welches in Richtung der Längsachse L über einen zylindrischen ringförmigen elastischen Kupplungsgehäuseabschluss 41, der auch als Kupplungsgummi 41 bezeichnet werden kann, mit der zylindrischen Außenwand bzw. Außenseite des Kupplungsstempels 8 verbunden ist. Das Kupplungsgummi 41 dient dem elastischen Abschluss der Kupplung 4 nach außen zum umgebenden Erdreich hin. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 40 ist die Kupplung 4 über ein Kupplungsgelenk 42 mit dem unteren Ende 80 des Kupplungsstempels 8 verbunden.
Das Kupplungsgelenk 42 weist einen ersten Schwingungsdämpfer 5 auf, der in Richtung der Längsachse L mittig zwischen einem zweiten, oberen Schwingungsdämpfer 6 und einem dritten, unteren Schwingungsdämpfer 7 angeordnet ist. Jeder Schwingungsdämpfer 5, 6, 7 weist radial außenliegend ein erstes Befestigungselement 51, 61, 71, welches mit dem Kupplungsgehäuse 40 verbunden ist, und ein radial innenliegendes Befestigungselement 52, 62, 72, welches mit dem unteren Ende 80 des Kupplungsstempels 8 verbunden ist, auf. Jeweils radial zwischen den Befestigungselementpaaren 51, 52, 61, 62, 71, 72 ist ein Federelement 53, 63, 73 angeordnet. Die Befestigungselemente 51, 52, 61, 62, 71, 72 sind als Metallelemente 51, 52, 61, 62, 71, 72 und die Federelemente 53, 63, 73 als elastische Gummikörper 53, 63, 73 ausgebildet und aneinander anvulkanisiert. Die Schwingungsdämpfer 5, 6, 7 können daher auch als Schwingmetalle 5, 6, 7 bezeichnet werden.
In der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung 4 gemäß der 2 sind die drei Schwingungsdämpfer 5, 6, 7 als separate Elemente ausgebildet, die zu dem Kupplungsgelenk 42 zusammengefügt werden können. In der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung 4 gemäß der 3 sind die drei Schwingungsdämpfer 5, 6, 7 einteilig ausgeführt, wobei die Metallelemente 51, 52, 61, 62, 71, 72 durchgängig, die elastischen Gummikörper 53, 63, 73 jedoch mehrteilig ausgeführt sind.
Durch die Schwingmetalle 5, 6, 7 wird in beiden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kupplung 4 die Pendelbewegung des Schlagwerks 3 gegenüber dem Kupplungsstempel 8 über das Kupplungsgelenk 42 ermöglicht. Gleichzeitig kann das Kupplungsgelenk 42 Torsionskräfte aufnehmen, was im Wesentlichen durch das zweite, obere Schwingmetall 6 und das dritte, untere Schwingmetall 7 übernommen wird. Erfindungsgemäß kann das erste, mittlere Schwingmetall 5 nicht nur Torsionskräfte sondern auch gleichzeitig Zug- und Druckkräfte aufnehmen, wie im Folgenden anhand von drei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwingmetalls 5 näher beschrieben werden wird.
4 zeigt eine schematische Detailansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers 5 bzw. Schwingmetalls 5 in einer ersten Ausführungsform. Dargestellt ist der Teil des Schwingmetalls 5 der 2, der links zwischen dem unteren Ende 80 des Kupplungsstempels 8 und dem Kupplungsgehäuse 40 angeordnet ist, so dass sich die radiale Richtung R in der Darstellung der 4 nach links erstreckt und somit die Längsachse L rechts der Darstellung liegt (nicht dargestellt).
Das erste, radial äußere Metallelement 51 weist in Richtung der Längsachse L beabstandet und an seiner oberen bzw. unteren Kante in Richtung der Längsachse L angeordnet jeweils einen radialen Vorsprung 54, 55 auf, die sich gleichermaßen nach radial innen zum zweiten, radial inneren Metallelement 52 hin bis zu einem Radius R1 erstrecken. Etwa mittig in Richtung der Längsachse L zwischen den beiden radialen Vorsprüngen 54, 55 des ersten, radial äußeren Metallelements 51 ist ein radialer Vorsprung 56 am zweiten, radial inneren Metallelement 52 angeordnet, der sich radial nach außen zum ersten, radial äußeren Metallelement 51 hin bis zu einem Radius R2 erstreckt. Der Radius R1 ist dabei geringer als der Radius R2, so dass sich die Vorsprünge 54, 55, 56 in diesem Bereich aus Richtung der Längsachse L betrachtet überlappen. Durch diese Überlappung wird sichergestellt, dass zumindest in diesem Bereich Kräfte FL in Richtung der Längsachse L über den elastischen Gummikörper 53 zwischen den Metallelementen 51, 52 übertragen werden können. Somit können erfindungsgemäß über das Schwingmetall 5 nicht nur Torsionskräfte sondern auch gleichzeitig Zug- und Druckkräfte übertragen werden.
In der ersten Ausführungsform der 4 des erfindungsgemäßen Schwingmetalls 5 sind die Vorsprünge 54, 55, 56 schräg verlaufend und parallel zueinander ausgerichtet. Hierdurch kann der Federkörper 53 mit einer etwa gleichbleibenden Dicke zwischen den Metallelementen 51, 52 ausgebildet werden, sodass der Federkörper 53 in alle Richtungen eine vergleichbare federnde Wirkung erzeugen kann. Auch können die Pendelbewegungen des Schlagwerks 3 gegenüber dem Kupplungsstempel 8 auf diese Weise gleichmäßig ausgeführt bzw. übertragen werden.
In der zweiten Ausführungsform der 5 des erfindungsgemäßen Schwingmetalls 5 sind die Vorsprünge 54, 55 des ersten, radial äußeren Metallelements 51 rund bzw. bogenförmig ausgebildet. Hierdurch können noch gleichmäßigere Pendelbewegungen des Schlagwerks 3 gegenüber dem Kupplungsstempel 8 erreicht werden.
In der dritten Ausführungsform der 6 des erfindungsgemäßen Schwingmetalls 5 sind die Vorsprünge 54, 55, 56 eckig ausgebildet, so dass sie jeweils Kanten rein in radialer Richtung bzw. rein in Richtung der Längsachse L aufweisen. Dies kann die Herstellung der Metallelemente 51, 52 vereinfachen und die Übertragung von Zug- und Druckkräften verbessern, jedoch die Möglichkeiten der Pendelbewegungen des Schlagwerks 3 gegenüber dem Kupplungsstempel 8 einschränken bzw. diese weniger gleichmäßig werden lassen.
Bezugszeichenliste

L: Längsachse bzw. Rotationsachse des Tiefenrüttlers 1
FL: Druckkraft in Richtung der Längsachse
FR: Druckkraft in rein radialer Richtung
R: Radius bzw. radiale Richtung senkrecht zur Längsachse L
R1: innerer Radius des ersten bzw. zweiten radialen Vorsprungs 54, 55 des ersten, äußeren Befestigungselements 51 des ersten Schwingungsdämpfers 5
R2: äußerer Radius des radialen Vorsprungs 56 des zweiten, inneren Befestigungselements 52 des ersten Schwingungsdämpfers 5
1: (rohrförmiger, zylindrischer) Tiefenrüttler
10: Rüttlergehäuse bzw. Gehäuse
11: zylindrischer Gehäuseteil bzw. Schlagwerkgehäuse
12: Gehäusespitze bzw. Rüttlerspitze
2: (elektrischer) Antrieb
3: Schlagwerk
30: Unwuchtgewichtswelle
31: Unwuchtgewicht
4: Kupplung bzw. Rüttlerkupplung
40: Kupplungsgehäuse
41: elastischer Kupplungsgehäuseabschluss bzw. Kupplungsgummi
42: Kupplungsgelenk
5: erster, mittlerer Schwingungsdämpfer bzw. Schwingmetall
51: erstes, radial äußeres Befestigungselement bzw. Metallelement des ersten Schwingungsdämpfers 5
52: zweites, radial inneres Befestigungselement bzw. Metallelement des ersten Schwingungsdämpfers 5
53: Federelement bzw. Gummikörper des ersten Schwingungsdämpfers 5
54: erster, oberer radialer Vorsprung des ersten Befestigungselements 51 des ersten Schwingungsdämpfers 5
55: zweiter, unterer radialer Vorsprung des ersten Befestigungselements 51 des ersten Schwingungsdämpfers 5
56: radialer Vorsprung des zweiten Befestigungselements 52 des ersten Schwingungsdämpfers 5
6: zweiter, oberer Schwingungsdämpfer bzw. Schwingmetall
61: erstes, radial äußeres Befestigungselement bzw. Metallelement des zweiten Schwingungsdämpfers 6
62: zweites, radial inneres Befestigungselement bzw. Metallelement des zweiten Schwingungsdämpfers 6
63: Federelement bzw. Gummikörper des zweiten Schwingungsdämpfers 6
7: dritter, unterer Schwingungsdämpfer bzw. Schwingmetall
71: erstes, radial äußeres Befestigungselement bzw. Metallelement des dritten Schwingungsdämpfers 7
72: zweites, radial inneres Befestigungselement bzw. Metallelement des dritten Schwingungsdämpfers 7
73: Federelement bzw. Gummikörper des dritten Schwingungsdämpfers 7
8: Kupplungsstempel bzw. Gestänge
80: unteres Ende des Kupplungsstempels 8

Claims

Schwingungsdämpfer (5) für ein Kupplungsgelenk (42) eines Tiefenrüttlers (1) zum Verdichten eines Bodens, wobei das Kupplungsgelenk (42) ausgebildet ist, um radial zwischen einem radial innenseitigen unteren Ende (80) eines Kupplungsstempels (8) des Tiefenrüttlers (1) und einem radial außenseitigen Kupplungsgehäuse (40) des Tiefenrüttlers (1) angeordnet werden zu können, mit einem ersten Befestigungselement (51), einem zweiten Befestigungselement (52), und einem zumindest abschnittsweise radial zwischen dem ersten Befestigungselement (51) und dem zweiten Befestigungselement (52) angeordneten Federelement (53), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Befestigungselement (51, 52) wenigstens einen radialen Vorsprung (54, 55, 56) aufweist, der sich zumindest teilweise radial zum anderen Befestigungselement (51, 52) hin erstreckt und gegen den das Federelement (53) zumindest teilweise in Richtung der Längsachse (L) gedrückt werden kann.
Schwingungsdämpfer (5) nach Anspruch 1, wobei das erste Befestigungselement (51) einen ersten radialen Vorsprung (54) und einen zweiten radialen Vorsprung (55) aufweist, die zueinander in Richtung der Längsachse (L) beabstandet angeordnet sind.
Schwingungsdämpfer (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Befestigungselement (52) einen radialen Vorsprung (56) aufweist, der in Richtung der Längsachse (L) zu den Enden des zweiten Befestigungselements (52) beabstandet, vorzugsweise etwa mittig, angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer (5) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der radiale Vorsprung (56) des zweiten Befestigungselements (52) in Richtung der Längsachse (L) zwischen dem ersten radialen Vorsprung (54) und dem zweiten radialen Vorsprung (55) des ersten Befestigungselements (51) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die radialen Vorsprünge (54, 55, 56) teilweise radial überlappen.
Schwingungsdämpfer (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigstens ein radialer Vorsprung (54, 55, 56) zumindest abschnittsweise schräg verlaufend ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer (5) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der erste radiale Vorsprung (54) und der zweite radiale Vorsprung (55) des ersten Befestigungselements (51) zumindest abschnittsweise zueinander entgegengesetzt schräg verlaufend ausgebildet sind.
Schwingungsdämpfer (5) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der radiale Vorsprung (56) des zweiten Befestigungselements (52) zumindest abschnittsweise einseitig, vorzugsweise beidseitig, schräg verlaufend ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer (5) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der radiale Vorsprung (56) des zweiten Befestigungselements (52) zum ersten radialen Vorsprung (54) des ersten Befestigungselements (51) im Wesentlichen parallel verlaufend ausgebildet ist, und/oder wobei der radiale Vorsprung (56) des zweiten Befestigungselements (52) zum zweiten radialen Vorsprung (55) des ersten Befestigungselements (51) im Wesentlichen parallel verlaufend ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Befestigungselement (51) radial außenseitig und das zweite Befestigungselement (52) radial innenseitig angeordnet ist.
Kupplungsgelenk (42) für einen Tiefenrüttler (1) zum Verdichten eines Bodens, mit einem ersten Schwingungsdämpfer (5) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Kupplungsgelenk (42) nach Anspruch 11, ferner mit einem zweiten Schwingungsdämpfer (6), mit einem ersten Befestigungselement (61), einem zweiten Befestigungselement (62), und einem zumindest abschnittsweise radial zwischen dem ersten Befestigungselement (61) und dem zweiten Befestigungselement (62) angeordneten Federelement (63), wobei der zweite Schwingungsdämpfer (6) in Richtung der Längsachse (L) unterhalb oder oberhalb des ersten Schwingungsdämpfers (5) angeordnet ist.
Kupplungsgelenk (42) nach Anspruch 12, ferner mit einem dritten Schwingungsdämpfer (7), mit einem ersten Befestigungselement (71), einem zweiten Befestigungselement (72), und einem zumindest abschnittsweise radial zwischen dem ersten Befestigungselement (71) und dem zweiten Befestigungselement (72) angeordneten Federelement (73), wobei der dritte Schwingungsdämpfer (7) relativ zum ersten Schwingungsdämpfer (5) dem zweiten Schwingungsdämpfer (6) in Richtung der Längsachse (L) gegenüberliegend angeordnet ist.
Kupplungsgelenk (42) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der erste Schwingungsdämpfer (5) und der zweite Schwingungsdämpfer (6) und/oder der dritte Schwingungsdämpfer (7) einstückig ausgebildet sind.
Tiefenrüttler (1) zum Verdichten eines Bodens, mit einem Kupplungsgelenk (42) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Kupplungsgelenk (42) radial innenseitig mit dem unteren Ende (80) eines Kupplungsstempels (8) des Tiefenrüttlers (1) und radial außenseitig mit einem Kupplungsgehäuse (40) des Tiefenrüttlers (1) verbunden ist.