-
Die Erfindung betrifft ein Verdichtungsgerät zum Verdichten von Böden gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahre n zum Verdichten von Böden gemäß Anspruch 12.
-
Bekannt sind derartige Verdichtungsgeräte, z. B. in Form einer Straßenwalze.
-
Mit Hilfe einer Straßenwalze können großflächig Böden, z. B. Asphaltdecken verdichtet werden. Eine ausreichende Verdichtung ist notwendig, um die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit des Bodens gewährleisten zu können. Bei den Straßenwalzen wird zwischen einer dynamischen und einer statischen Wirkungsweise bei der Verdichtung unterschieden. Bei der dynamischen Wirkungsweise erfolgt die Verdichtung durch Bewegung und bei der statischen Wirkungsweise erfolgt die Verdichtung durch das Gewicht der Straßenwalze.
-
Eine Straßenwalze kann ein selbstfahrendes Fahrzeug sein und weist mindestens eine Bandage auf. Dabei können die Bandagen auch über ihre Breite geteilt sein.
-
Eine Straßenwalze mit einer oszillierenden Walze ist aus der
WO 2011/064367 oder der
WO 82/01903 bekannt.
-
Ein Verdichtungsgerät zum Bearbeiten von Bodenflächen mit mindestens einer in einem Halterahmen auf mindestens einer Seite um eine Bandagenachse in einer Bandagenlagerung drehbar gelagerten Vibrationsbandage z. B. ist aus der
FR 2748500 A1 bekannt. Dabei ist die Bandagenlagerung schwingungsentkoppelt mit dem Halterahmen gekoppelt. Die Bandage weist einen überwiegend in der Bandage angeordneten stationären Fahrantrieb und mindestens einen innerhalb der Bandage angeordneten Schwingungserreger auf.
-
Es ist von wesentlicher Bedeutung, dass die Verdichtungswirkung über die Breite der Bandage nicht ungleichförmig in den Boden eingebracht wird.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verdichtungsgerät sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von Bodenflächen zu schaffen, bei dem die Verdichtungswirkung über die Breite der Bandage vergleichmäßigt ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruch 1 bzw. 12.
-
Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, dass am Halterahmen relativ zu der Symmetrieebene auf einer Seite mindestens eine schwingungsentkoppelte Ausgleichsmasse angeordnet ist, die eine in Axialrichtung der Bandagenachse unsymmetrische Massenverteilung der schwingungsentkoppelten Massen ausgleicht, und/oder dass an der Bandage mindestens eine Ausgleichsmasse angeordnet ist, die eine in Axialrichtung der Bandagenachse relativ zu der Symmetrieebene unsymmetrische Massenverteilung der schwingenden Massen ausgleicht.
-
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die Bandage im Bereich der Kontaktfläche mit dem Boden eine axial gleichmäßige Verdichtungswirkung erzielt. Damit wird eine sogenannte Linienlast der Bandage vergleichmäßigt und eine ungleichmäßige Linienlast vermieden. Gleichzeitig kann die Schwingung, die die Bandage zur Erzielung der Verdichtungswirkung auf den Boden überträgt, hinsichtlich der Amplitude zumindest in Axialrichtung und in Umfangsrichtung vergleichmäßigt werden. Dies geschieht einerseits dadurch, dass am Halterahmen relativ zu der Symmetrieebene, die orthogonal zu Bandagenachse in der Mitte der Bandage verläuft, eine oder mehrere schwingungsentkoppelte Ausgleichmassen auf einer Seite relativ zu der Symmetrieebene angeordnet sind, die eine in Axialrichtung der Bandagenachse bestehende unsymmetrische Massenverteilung der schwingungsentkoppelten Massen ausgleichen.
-
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass an der Bandage selbst eine in Relation zu der Symmetrieebene auf einer Seite eine oder mehrere Ausgleichmassen angeordnet sind, die eine in Axialrichtung der Bandagenachse relativ zu der Symmetrieebene unsymmetrische Massenverteilung der schwingungsgekoppelten bzw. schwingenden Massen ausgleichen.
-
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die axiale Massenverteilung über die gesamte Breite des Halterahmens unter Einschluss der Bandage im Wesentlichen symmetrisch zu der Symmetrieebene ist.
-
Der Halterahmen kann Seitenwände aufweisen, in denen die Bandagen schwingungsentkoppelt gelagert ist.
-
Dabei können die Seitenwände unterschiedliche Massen aufweisen, und insbesondere vorzugsweise eine unterschiedliche Wandstärke aufweisen. Die unterschiedliche Wandstärke lässt sich fertigungstechnisch am einfachsten herstellen und bewirkt, dass eine Ausgleichsmasse durch die zusätzliche Wandstärke geschaffen ist. Es versteht sich, dass die Ausgleichsmasse an der Seitenwand auch durch andere Gestaltungen der Seitenwand erzielt werden kann.
-
Bei einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Halterahmen eine portalartige Überbrückung aufweist, die oberhalb der Bandagenachse verläuft, und dass in Relation zu der Symmetrieebene auf einer Seite der Überbrückung Zusatzgewichte parallel zur und orthogonal oberhalb der Bandagenachse befestigbar sind. Diese Zusatzgewichte bilden dabei die Ausgleichsmassen.
-
Es versteht sich, dass diese Ausgleichsmassen im Hinblick auf die unsymmetrische Verteilung der Massen, insbesondere innerhalb der Bandage axial ausgerichtet sein können.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Vibrationsgerät ein Walzenzug mit einem Vorderwagen ist, der den Halterahmen für die Bandage trägt und einen Hinterwagen aufweist, der gelenkig mit dem Vorderwagen verbunden ist.
-
Alternativ kann das Vibrationsgerät eine Tandemwalze mit zwei hintereinander angeordneten Bandagen mit jeweils einem Halterahmen sein. Die Bandage kann eine Vibrations- und/oder Oszillationsbandage sein.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Bandage auch zweigeteilt sein.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine innerhalb der Bandage drehfest angeordnete Ausgleichsmasse in einer horizontalen Ebene symmetrisch zu der Bandagenachse angeordnet ist, wenn eine stationäre Befestigungsmöglichkeit besteht.
-
Wenn die Ausgleichsmasse mitrotiert, ist sie rotationssymmetrisch zu der Bandagenachse angeordnet, um auf diese Weise einen dynamischen Einfluss aufgrund der Drehbewegung der Ausgleichsmasse auszuschließen.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bandage einen Walzenmantel und orthogonal zu der Bandagenachse verlaufende Ronden aufweist, und dass die mindestens eine Ausgleichsmasse auf einer Seite relativ zur Symmetrieebene an dem Walzenmantel und/oder an einer Ronde angeordnet ist.
-
Hierbei ist die Ausgleichsmasse vorzugsweise ring- oder kreisförmig um die Bandagenachse angeordnet.
-
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass durch Anordnung mindestens einer schwingungsentkoppelten Ausgleichsmasse relativ zu der Symmetrieebene eine in Axialrichtung der Bandagenachse unsymmetrische Massenverteilung der schwingungsentkoppelten Massen ausgeglichen wird, und/oder dass durch Anordnung von mindestens einer mitrotierenden Ausgleichsmasse auf einer Seite der Bandage eine in Axialrichtung der Bandagenachse relativ zu der Symmetrieebene unsymmetrische Massenverteilung der schwingenden Massen ausgeglichen wird.
-
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Vibrationsgerätes in Form eines Walzenzuges,
-
2 eine Frontansicht des Walzenzuges gemäß 1,
-
3 eine teilweise ausgeschnittene Draufsicht auf die in einem Halterahmen gelagerte Bandage, und
-
4 eine Frontansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
-
1 zeigt ein Verdichtungsgerät 1 in Form eines Walzenzuges. Der Walzenzug weist einen Hinterwagen 2 auf, der eine Fahrerkabine 4 trägt und in dem zwei Antriebsräder 6 gelagert sind. Ein Knick-/Schwenkgelenk 8 verbindet den Hinterwagen 2 mit einem Vorderwagen 10. Dieser Vorderwagen 10 weist als Bandage 12 beispielsweise eine Stahlwalze mit darin befindlichen hydraulischen Antrieben auf, nämlich einem Vibrationsantrieb 16 für einen Schwingungserreger 17 und einem Fahrantrieb 20. Die Bandage 12 ist in einteiliger Form dargestellt, kann aber auch zweigeteilt längs einer Symmetrieebene 22 sein.
-
Die Bandage 12 ist mittels Pufferelementen 26, 28 schwingungsentkoppelt an einem Halterahmen 30 des Vorderwagens 10 befestigt, der vorzugsweise die Bandage 12 allseitig umschließt.
-
In 1 ist eine statische Linienlast 34 schematisch dargestellt. Diese ist ein Maß für die Verdichtungskraft einer Bandage 12 und wirkt an der Stelle, an der die Bandage 12 den Boden berührt, senkrecht in den Untergrund. Diese Linienlast 34 ist abhängig von der Masse der Bandage 12 und der Masse der darin befindlichen Komponenten, wie beispielsweise des Vibrationsantriebs 16 und des Fahrantriebs 20, aber auch von der Masse des Halterahmens 30.
-
2 zeigt eine Frontansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, bei dem der Halterahmen 30 Seitenwände 38, 40 aufweist, zwischen denen die Bandage 12 schwingungsentkoppelt gelagert ist.
-
Der starr an der Seitenwand 38 über Halterungen 24 befestigte Fahrantrieb 20 treibt eine Ronde 49 über eine drehbare Antriebsscheibe 62 an, wobei der Fahrantrieb 20 über Pufferelemente 28 von der Bandage 12 schwingungsentkoppelt ist. Der im Fahrbetrieb rotierende Antriebsscheibe 62 überträgt demnach über die Pufferelemente 28 das Drehmoment des Fahrantriebs 20 auf die Ronde 49, die starr mit dem Walzenmantel 60 verbunden ist.
-
Schwingungsentkoppelt bedeutet, dass die Vibrationen der Bandage 12 weitestgehend gedämpft auf den Halterahmen 30 und damit auf den Vorderwagen 10 und den gesamten Walzenzug übertragen werden. Die Vibrationen der Bandage 12 werden daher stark gedämpft, allerdings Nicht vollständig getilgt.
-
Der Vibrationsantrieb 16 ist ortsfest an einem Halteflansch 64 drehfest befestigt und gegenüber dem Halterahmen 30 über Pufferelemente 26 entkoppelt. Der Vibrationsantrieb 16 des Schwingungserregers 17 treibt eine Unwuchtwelle 19 an, auf der symmetrisch zu der Symmetrieebene 22 Unwuchtgewichte 14 angeordnet sind, die bei Einschaltung des Vibrationsantriebs 16 eine Vibrationsschwingung auf die Bandage 12 ausüben.
-
Das Schwingungsverhalten einer Bandage 12 nach dem Stand der Technik mit einem Halterahmen, dessen Seitenwände 38, 40 die gleiche Stärke aufweisen, zeigt eine ungleiche Amplitudenverteilung über 360° und zwar derart, dass die Amplitude in Horizontalrichtung größer ist als in Vertikalrichtung. Darüber hinaus ist die Amplitudenverteilung in axialer Richtung nicht gleichmäßig.
-
Bei den erfindungsgemäßen Lösungen, bei denen Ausgleichsmassen 41, 44, 54, und/oder 56 zum Einsatz kommen, ist eine weitestgehend gleiche axiale Amplitudenverteilung über 360° festzustellen.
-
2 und 3 zeigen auf der einen Seite eine Seitenwand 38 mit einer üblichen Wandstärke von ca. 30 mm und eine weitere Seitenwand 40 mit einer Wandstärke von ca. 40 mm, die aufgrund der im Vergleich zur Seitenwand 38 erhöhten Masse eine Ausgleichsmasse 41 beinhaltet, mit der eine in Axialrichtung der Bandagenachse 18 unsymmetrische Massenverteilung der schwingungsentkoppelten Massen ausgeglichen werden kann. Diese schwingungsentkoppelten Massen sind Komponenten der Bandagenlagerung und des Antriebs, die nicht mit der Bandage 12 mitschwingen, sich aber weitestgehend innerhalb der Bandage 12 befinden. Diese sind beispielsweise der Fahrantrieb 20, dessen Halterungen 24 und dessen Antriebsscheibe 62, sowie die Halterung 25 für den Vibrationsantrieb 16 des Schwingungserregers 17.
-
Die Ausgleichsmasse 41 kann auch dadurch erzielt werden, dass eine asymmetrische Gewichtsverteilung am Halterahmen 30 durch eine Befüllung von Hohlräumen in der Rahmenstruktur, oder durch verschiedene Schnittkonturen der Seitenwände 38, 40, oder durch Aussparungen in den Seitenwänden 38, 40 erreicht wird.
-
Alternativ oder zusätzlich können Ausgleichsmassen 44 an der Bandage 12, z. B. an der Ronde 49 im Bereich des Fahrantriebs 20 angeordnet sein. Diese Ausgleichsmassen 44 kompensieren ein in Axialrichtung der Bandagenachse 18 relativ zu der Symmetrieebene 22 unsymmetrische Massenverteilung der schwingenden Massen, z. B. des Vibrationsantriebs 16.
-
3 zeigt alternative Anordnungen von Ausgleichmassen 44, die z. B. an der Innenseite des Walzenmantels 60 und/oder an der Ronde 49 rotierend angeordnet sein können.
-
Die Ausgleichsmassen 44 sind vorzugsweise ring- oder kreisförmig.
-
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Halterahmen 30 ein Portal 50 aufweist, das in einer zur Bandagenachse 18 und zur Symmetrieebene 22 orthogonalen Ebene senkrecht oberhalb der Bandagenachse 18 verläuft. Auf dem Portal 50 können Ausgleichsmassen 54, 56 befestigt werden, mit denen ein in Axialrichtung der Bandagenachse 18 unsymmetrische Massenverteilung der schwingungsentkoppelten Massen erzielt werden kann. Aufgrund der Positionierung der Ausgleichsmassen 54, 56 kann eine ungleiche Massenverteilung der schwingungsentkoppelten Massen axial ausgeglichen werden.
-
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die zusätzliche Anordnung von Ausgleichsmassen 44 an der Bandage 12 möglich.
-
Im Ergebnis sollen die Ausgleichsmassen 41, 44, 54 und/oder 56 die axiale Massenverteilung über die Breite des Halterahmens 30 unter Einschluss der Bandage 12 im Wesentlichen symmetrisch zu der Symmertrieebene 22 bewirken.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2011/064367 [0005]
- WO 82/01903 [0005]
- FR 2748500 A1 [0006]
