DE102015008704A1

DE102015008704A1 - Roller segment for a roller for ground consolidation

Info

Publication number: DE102015008704A1
Application number: DE102015008704.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-01-12

Abstract

Walzensegment für eine Walze zur Bodenverfestigung, wobei das Walzensegment (1) einen Grundkörper (7) und zumindest ein Federelement (2) besitzt, welches kreisförmig und konzentrisch um die Achse (WA) des Walzensegments (1) angeordnet ist, und das Federelement (2) biegeweiche und biegesteife Abschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die biegeweichen Abschnitte und biegesteifen Abschnitte abwechselnd über den Umfang des Walzsegmentes (1) verteilt angeordnet sind und der Grundkörper (7) zu den biegeweichen Abschnitten korrespondierende Stützelemente (8) besitzt.Roller segment for a roller for ground consolidation, wherein the roller segment (1) has a base body (7) and at least one spring element (2), which is arranged circularly and concentrically about the axis (WA) of the roller segment (1), and the spring element (2 ) has flexurally soft and rigid portions, characterized in that the flexurally soft sections and rigid portions are arranged alternately distributed over the circumference of the rolling segment (1) and the base body (7) to the flexurally soft sections corresponding support elements (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzensegment für eine Walze zur Bodenverfestigung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a roller segment for a roller for ground consolidation according to the preamble of claim 1.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Walzensegment für eine Walze, die landwirtschaftliche Böden nach dem Lockern wieder soweit rückverfestigt, dass das im Boden abgelegte Saatkorn kapillaren Anschluss an das Bodenwasser hat. Bei dieser Walze soll der zum Verfestigen notwendige Druck auf den Boden durch ringförmig angeordnete federnde Elemente ausgeübt werden, die auf dem Walzenträger in der Art befestigt sind, dass die Verfestigung in zur Fahrtrichtung parallel angeordneten Streifen erfolgt.The present invention relates to a roller segment for a roller, the backfilled agricultural soils after loosening again that the seed deposited in the soil has capillary connection to the soil water. In this roller, the pressure necessary for solidifying is to be exerted on the ground by means of annularly arranged resilient elements which are fastened on the roller carrier in such a way that solidification takes place in strips arranged parallel to the direction of travel.

Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus EP 2 210 459 B1 bekannt. Hierbei wird das Federelement durch ein federndes Ringelement gebildet, das durch an den Walzenspeichen befestigte Führungselemente in radialer und/oder axialer Richtung zum Walzenträger kontrolliert beweglich angeordnet ist. Diese beschriebene technische Lösung lässt offen, ob diese Beweglichkeit der Ringumfangsfläche aus der Elastizität des Ringes oder der spielbehafteten Verbindung zwischen Speichen und Ringelement herrührt.Such arrangements are for example EP 2 210 459 B1 known. Here, the spring element is formed by a resilient ring member which is arranged controlled by movable attached to the roller spokes guide elements in the radial and / or axial direction to the roller carrier movable. This described technical solution leaves open whether this mobility of the ring circumferential surface is due to the elasticity of the ring or the play-related connection between the spokes and the ring element.

EP 2 433 481 B1 beansprucht eine technische Lösung, bei der ein federndes Ringelement mit kontinuierlicher Umfangsfläche fest mit den Speichen-Enden des Walzengrundkörpers verbunden ist. Als verwendete Querschnittsformen werden ausschließlich Rechteck, Ellipse, Oval, Winkel (Dachform) und T genannt. Eine Veränderung der Querschnittsform über dem Umfang ist nicht beschrieben. Bei dieser Lösung wird die Relativbewegung zwischen Walzengrundkörper und äußerer Umfangsfläche nur durch die von der vom Boden ausgeübten Kraft verursachten Verformung des federnden Ringelementes verursacht. Die Möglichkeit der radialen oder axialen Verlagerung des federnden Ringelementes ist funktionsbedingt nicht gegeben. EP 2 433 481 B1 claims a technical solution in which a resilient ring member having a continuous peripheral surface is fixedly connected to the spoke ends of the roller body. As used cross-sectional shapes exclusively rectangle, ellipse, oval, angle (roof shape) and T are called. A change in the cross-sectional shape over the circumference is not described. In this solution, the relative movement between the roll base body and the outer peripheral surface is caused only by the deformation of the resilient ring element caused by the force exerted by the ground. The possibility of radial or axial displacement of the resilient ring element is not given due to the function.

Beide bisher genannten Lösungen haben den Nachteil, dass das Flächenwiderstands- und Flächenträgheitsmoment der Federelemente über den ganzen Umfang konstant ist und mit fortschreitendem Verschleiß abnimmt. Wenn ein einen fortgeschrittenen Verschleiß aufweisendes Ringelement ein starres Hindernis, wie beispielsweise einen Stein, so überrollt, dass der vom Hindernis beaufschlagte Bereich des federnden Ringelementes zwischen zwei Führungselementen liegt, kann es leicht geschehen, dass der vom Hindernis auf den von ihm beaufschlagten Bereich ausgeübte Druck so groß wird, dass das federnde Ringelement dadurch bleibend verformt wird und dadurch fest an den Führungselementen anliegt und somit seine funktionsnotwendige federnde Eigenschaft einbüßt.Both previously mentioned solutions have the disadvantage that the surface resistance and area moment of inertia of the spring elements over the entire circumference is constant and decreases with progressive wear. When a ring element having an advanced wear rolls over a rigid obstacle such as a stone such that the area of the resilient ring element acted upon by the obstacle lies between two guide elements, it is easy for the pressure exerted by the obstacle on the area acted on by the obstacle becomes so large that the resilient ring element is thereby permanently deformed and thereby firmly abuts the guide elements and thus loses its functionally necessary resilient property.

DE 297 14 274 U1 und EP 2 502 476 B1 beschreiben technische Lösungen, bei denen die ringförmig angeordneten Federelemente aus einem im Wesentlichen radial ausgerichteten Teil, der an einer am Walzengrundkörper befestigten Speiche angeschraubt ist und aus einem in Umfangsrichtung verlaufenden sichelförmigen Teil besteht, der durch die vom Boden ausgeübten Kraft elastisch verformt wird. Drei oder vier in einer Ebene angeordnete Federelemente bilden je ein den Boden streifenförmig verdichtendes Walzensegment. DE 297 14 274 U1 and EP 2 502 476 B1 describe technical solutions in which the annularly arranged spring elements of a substantially radially aligned part which is screwed to a fixed to the roll main body spoke and consists of a circumferentially extending crescent-shaped part which is elastically deformed by the force exerted by the ground. Three or four arranged in a plane spring elements each form a bottom strip-shaped compacting roll segment.

Bei EP 2 502 476 B1 ist der Querschnitt des sichelförmigen Teils über einen Teil seines Umfangsabschnittes profiliert, so dass dieser profilierte Bereich auch bei der mit fortgeschrittenem Verschleiß erfolgten Dickenabnahme biegesteif bleibt und somit vor bleibender Verformung geschützt ist.at EP 2 502 476 B1 the cross-section of the crescent-shaped part is profiled over a part of its peripheral portion, so that this profiled area remains rigid even in the case of the thickness decrease taking place with advanced wear and thus is protected against permanent deformation.

Beiden vorstehenden Lösungen ist gemeinsam, dass je ein Ende der Federelemente frei beweglich ist und bei einer beispielsweise durch einen Stein verursachten Seitenkraft seitlich ausgelenkt und bleibend verformt werden kann. Außerdem kann sich am freien Ende der Feder organische Substanz verfangen und zu Verstopfung führen.Both above solutions have in common that each one end of the spring elements is free to move and can be laterally deflected and permanently deformed at a side force caused for example by a stone. In addition, organic matter can catch on the free end of the spring and cause constipation.

Ein weiterer, beide Lösungen betreffender Nachteil besteht darin, dass diese Walzen nur mit der Drehrichtung des Walzenrotors eingesetzt werden können, bei der das freie Ende der Feder den anderen Teilen der Feder nacheilt und als letzte Partie aus dem Boden aufsteigt. Bei umgekehrter Drehrichtung besteht die hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich organische Substanz in der Feder verhakt und den Walzenrotor am Drehen hindert. Das führt bei betriebsbedingter oder versehentlich auftretender Rückwärtsfahrt regelmäßig zu unerwünschten Störungen.Another, both solutions concerning disadvantage is that these rollers can be used only with the direction of rotation of the roller rotor, in which the free end of the spring lags the other parts of the spring and rises as the last lot from the ground. In the reverse direction of rotation, there is a high probability that organic matter caught in the spring and prevents the roller rotor from rotating. This leads to operational or accidentally occurring reverse drive regularly to unwanted disturbances.

Allen vorgenannten Lösungen ist gemeinsam, dass die Selbstreinigung der Walzen von anhaftendem Boden durch die Relativbewegung zwischen benachbarten Federelementen bewirkt wird. Wenn zueinander benachbarte Ringelemente so zueinander angeordnet sind, dass sich zwei benachbarte Federelemente bei gleicher Last unterschiedlich verformen, wird die Selbstreinigung günstig beeinflusst.All the aforementioned solutions have in common that the self-cleaning of the rollers is caused by adhering soil by the relative movement between adjacent spring elements. If mutually adjacent ring elements are arranged to each other so that deform two different spring elements differently under the same load, the self-cleaning is favorably influenced.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Walzensegment für eine Walze bereit zu stellen, welches auch bei zunehmendem Verschleiß eine ausreichende Standfestigkeit besitzt, so dass die Funktionalität des Walzensegments gesichert ist.The object of the invention is to provide a roll segment for a roll, which has a sufficient stability even with increasing wear, so that the functionality of the roll segment is secured.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Walzensegment für eine Walze zur Bodenverfestigung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is achieved by a roller segment for a roller for ground consolidation with the features of claim 1.

Erfindungswesentlich ist, dass die biegeweichen Abschnitte und biegesteifen Abschnitte – im montierten Zustand – abwechselnd über den Umfang des Walzsegmentes 1 verteilt angeordnet sind und der Grundkörper 7 zu den biegeweichen Abschnitten korrespondierende Stützelemente 8 besitzt. Essential to the invention is that the flexurally soft sections and rigid sections - in the assembled state - alternately over the circumference of the rolling segment 1 are arranged distributed and the main body 7 to the flexurally soft sections corresponding support elements 8th has.

Im Sinne der Erfindung ist ein Abschnitt eines Federelementes als biegeweich anzusehen, wenn das Flächenträgheitsmoment größer ist als 6.000 mm⁴.For the purposes of the invention, a section of a spring element is to be regarded as pliable, if the area moment of inertia is greater than 6,000 mm ⁴ .

Dagegen ist es als biegeweich anzusehen, wenn es kleiner ist 3.000 mm⁴.On the other hand, it is considered to be flexible when it is less than 3,000 mm ⁴ .

Übliche Werkstoffe für die Teile des Walzsegmentes 1 sind branchenübliche Federstähle.Usual materials for the parts of the rolling segment 1 are industry standard spring steels.

Die abhängigen Ansprüche 2 bis 8 enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ohne diese damit zu begrenzen.The dependent claims 2 to 8 contain advantageous embodiments of the invention without limiting this.

Bevorzugt ist, dass das Federelement so ausgebildet ist, dass die biegesteifen Abschnitte ein signifikant größeres Flächenträgheitsmoment aufweisen als die biegeweichen Abschnitte.It is preferred that the spring element is formed so that the rigid portions have a significantly larger area moment of inertia than the flexible sections.

Die dauerhafte Zuordnung von Stützelementen 8 des Grundkörpers 7 und den biegeweichen Abschnitten 3, 5 des Walzsegmentes 1 kann auch dadurch realisiert werden, dass mit einem Teil der biegeweichen Abschnitte 3 Riegel 10, siehe beispielsweise 3, verbundenen sind, die im Zusammenwirken mit den ihnen zugeordneten Stützelementen 8 die Verdrehung der Walzsegmente 1 gegenüber dem Grundkörper 7 um die Walzenachse WA durch Formschluss zwischen Riegel 10 und korrespondierendem Stützelement 8 einschränken.The permanent assignment of support elements 8th of the basic body 7 and the bendable sections 3 . 5 of the rolling segment 1 can also be realized by having a part of the bendable sections 3 bars 10 , see for example 3 , are connected, in cooperation with their associated support elements 8th the rotation of the rolling segments 1 opposite the main body 7 around the roll axis WA by positive locking between bars 10 and corresponding support element 8th limit.

In einer Ausführungsform ist das federnde Walzensegment 1 mit einem seiner biegeweichen End-Abschnitte 3 fest mit dem zu ihm korrespondierenden Stützelement 8 verbunden während zwischen den anderen biegeweichen Abschnitten 5 und den korrespondierenden Stützelementen 8 ein ausreichender Abstand bzw. ein Spiel besteht, so dass sich das federnde Walzsegment 1 in begrenztem Umfang um eine zur Walzenachse WA parallele Achse PA elastisch verdrehen bzw. verschieben kann. (1 und 2).In one embodiment, the resilient roller segment 1 with one of its bendable end sections 3 firmly with the corresponding support element to him 8th connected while between the other flexible sections 5 and the corresponding support elements 8th a sufficient distance or a game exists, so that the resilient rolling segment 1 to a limited extent can elastically twist or move about an axis PA parallel to the roll axis WA. ( 1 and 2 ).

In einer weiteren Ausführungsform (2) verfügen die Walzsegmente 1 über mindestens zwei Federelemente 2, deren biegeweichen Enden so miteinander verbunden sind, dass sie einen geschlossenen Ring bilden und wenigstens eine der biegeweichen Verbindungsstellen fest mit dem korrespondierenden Stützelement verbunden ist.In a further embodiment ( 2 ) have the rolling segments 1 over at least two spring elements 2 whose flexurally soft ends are connected to one another in such a way that they form a closed ring and at least one of the flexurally soft connection points is firmly connected to the corresponding support element.

In einer anderen Ausführungsform (4) verfügen die Walzsegmente 1 über wenigstens zwei Federelemente 2, wobei jedes Federelement 2 an seinen biegeweichen End-Abschnitt 3 jeweils fest mit dem korrespondierenden Stützelement 8 verbunden ist neben den zwei biegeweichen End-Abschnitten 3 noch zwei weitere biegeweiche Abschnitte 5 aufweist, so dass das mechanische Ersatzsystem eines jeden Federelementes eine federzentrierte Viergelenkkette ist, deren Auslenkung durch die anderen Stützelemente 8 begrenzt wird.In another embodiment ( 4 ) have the rolling segments 1 over at least two spring elements 2 , wherein each spring element 2 at its bendy end section 3 each fixed to the corresponding support element 8th is connected next to the two bendable end sections 3 two more bendy sections 5 has, so that the mechanical replacement system of each spring element is a spring-centered four-bar chain whose deflection by the other support elements 8th is limited.

Die Federelemente 2 können einstückig aus je einem als Flachmaterial ausgebildetem Werkstück hergestellt werden, wobei die biegesteifen Abschnitte 4 durch Längskantung erzeugt werden können.The spring elements 2 can be made in one piece from each formed as a flat material workpiece, wherein the rigid portions 4 can be produced by Längskantung.

Die hier vorgestellte Lösung vermeidet durch ihre konstruktive Ausgestaltung den oben beschriebenen Nachteil der Lösung aus EP 2 210 459 B1 und EP 2 433 481 B1 . Ähnlich wie diese weist sie federnde Walzsegmente 1 auf. Allerdings sind diese den mit dem Grundkörper 7 verbundenen Stützelementen 8 so zugeordnet, das zwischen den mit den Stützelementen 8 korrespondierenden biegeweichen Abschnitten 3, 5 biegesteife Abschnitte 4 angeordnet sind, die auch im Zustand fortgeschrittenen Verschleißes hohe Flächenmomente aufweisen, die auch bei Punkt-Belastung eine bleibende, die Funktionsfähigkeit des Federelementes 2 beeinträchtigende Verformung verhindern.The solution presented here avoids the design disadvantage described above, the disadvantage of the solution EP 2 210 459 B1 and EP 2 433 481 B1 , Similar to these, it has resilient rolling segments 1 on. However, these are the ones with the main body 7 connected support elements 8th so assigned, that between the with the support elements 8th corresponding flexurally soft sections 3 . 5 rigid sections 4 are arranged, which have high surface torques even in the state of advanced wear, even at point load a lasting, the functionality of the spring element 2 prevent impairing deformation.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch eine Walze zur Bodenverfestigung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gelöst.The object of the invention is also achieved by a roller for ground consolidation with the features of claim 9.

Die hier beanspruchte Lösung ist eine Walze zur Bodenverfestigung mit über der Arbeitsbreite verteilt angeordneten streifenweise wirkenden, im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten federnden Walzsegmenten 1, wobei jedes der federnden Walzsegmente 1 über wenigstens ein Federelement 2 verfügt, dessen Umfangsfläche im Wesentlichen kreisförmig und konzentrisch um die Walzenachse WA angeordnet ist und das biegeweiche Abschnitte 3, 5 und biegesteife Abschnitte 4 aufweist, wobei die biegeweichen Abschnitte und die biegesteifen Abschnitte abwechselnd über den Umfang des Walzsegmentes 1 verteilt angeordnet sind, der Walzengrundkörper 7 mit den biegeweichen Abschnitten 3, 5 korrespondierende Stützelemente 8 besitzt, die Federelemente 2 bezogen auf die Walzenachse WA der Walze im Wesentlichen drehfest fixiert sind und sich unter Wirkung einer von außen in Radialrichtung wirkenden Kraft verformen kann.The solution claimed here is a roller for ground consolidation with strip-like acting, distributed over the working width, essentially ring-shaped resilient roller segments 1 wherein each of the resilient rolling segments 1 via at least one spring element 2 has, whose peripheral surface is arranged substantially circular and concentric about the roll axis WA and bending soft sections 3 . 5 and rigid sections 4 wherein the bendable portions and the rigid portions alternately over the circumference of the rolling segment 1 are distributed, the roller body 7 with the flexible sections 3 . 5 corresponding support elements 8th owns, the spring elements 2 relative to the roller axis WA of the roller are fixed substantially rotationally fixed and can deform under the action of a force acting from the outside in the radial direction.

Beim Betrieb ist die Walze mit ihrem Eigengewicht und möglicherweise mit einer durch den voraneilenden Geräteteil gebildeten Auflast belastet und wird quer zu ihrer im Wesentlichen horizontal angeordneten Achse WA mit der Fahrgeschwindigkeit v über den vorher gelockerten Boden gezogen. Die Walzsegmente schneiden dabei in den lockeren Boden ein und erfahren eine vom Boden im Wesentlichen radial auf die Walzenachse WA gerichtete Kraft F.In operation, the roll is loaded with its own weight and possibly with a ballast formed by the advancing piece of equipment and becomes transversely to its substantially horizontal arranged axis WA at the vehicle speed v pulled over the previously loosened ground. The rolling segments cut thereby in the loose soil and experience a directed from the ground substantially radially to the roll axis WA force F.

Die Federelemente 2 verformen sich unter der Wirkung der vom überrollten Boden ausgeübten Kraft so, dass sich ein biegeweicher Abschnitt 3, 5 beim Überrollen des Bodens unter sowohl seiner Verbiegung als auch unter Verbiegung der anderen biegeweichen Abschnitte 3, 5 des Walzsegmentes 1 in Richtung der Walzenachse bewegt und dass diese Bewegung durch mit dem Grundkörper 7 verbundene Stützelemente 8 so begrenzt wird, dass eine bleibende Verformung des Walzsegmentes 1 verhindert wird.The spring elements 2 deform under the effect of the force exerted by the rolled-over soil so that a bend soft section 3 . 5 when rolling over the floor under both its bending and bending the other flexible sections 3 . 5 of the rolling segment 1 moved in the direction of the roll axis and that this movement through with the main body 7 connected support elements 8th is limited so that a permanent deformation of the rolling segment 1 is prevented.

Das mechanische Ersatzsystem eines Federelementes 2 ist eine Gelenkkette mit federzentrierten Gelenken. Die biegeweichen Abschnitte 3, 5 bilden die federzentrierten Gelenke und die biegesteifen Abschnitte 4 die Glieder der Gelenkkette.The mechanical replacement system of a spring element 2 is a joint chain with spring-centered joints. The bendable sections 3 . 5 form the spring-centered joints and the rigid sections 4 the links of the articulated chain.

Diese Lösung unterscheidet sich somit fundamental von den o. g. Lösungen aus EP 2 210 459 B1 und 2 433 481 B1 .This solution differs fundamentally from the solutions mentioned above EP 2 210 459 B1 and 2 433 481 B1 ,

Zwei zueinander benachbarte ringförmige Walzsegmente 1 können in ihrem Verdrehwinkel auf der Walzenachse WA so angeordnet sein, dass zwischen ihnen bei Beaufschlagung mit der gleichen vom Boden ausgehenden Kraft eine Relativbewegung entsteht. Diese Relativbewegung fördert die Selbstreinigung und damit Betriebssicherheit der Walze.Two adjacent annular rolling segments 1 can be arranged in their angle of rotation on the roll axis WA so that a relative movement arises between them upon application of the same force from the ground. This relative movement promotes self-cleaning and thus reliability of the roller.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die 1 bis 7.Further features, properties and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the 1 to 7 ,

Es zeigen:Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Walzensegmentes 1 mit einem Federelement 2 in einer perspektivischen Ansicht, und 1 an embodiment of a roll segment 1 with a spring element 2 in a perspective view, and

2 eine alternative Ausführungsform eines Walzensegmentes 1 mit zwei Federelementen 2 in einer perspektivischen Ansicht, 2 an alternative embodiment of a roll segment 1 with two spring elements 2 in a perspective view,

3 eine alternative Ausführungsform eines Walzensegmentes 1 mit zwei Federelementen 2 und Riegeln 10, 3 an alternative embodiment of a roll segment 1 with two spring elements 2 and bars 10 .

4 eine alternative Ausführungsform eines Walzensegmentes 1 mit zwei Federelementen 2 in einer perspektivischen Ansicht, 4 an alternative embodiment of a roll segment 1 with two spring elements 2 in a perspective view,

5 einen rechteckförmigen Querschnitt (5.1a) und einen aus einem rechteckförmigen zu einem V umgeformten Querschnitt (5.2b), 5 a rectangular cross section ( 5.1a ) and one formed from a rectangular to a V-shaped cross section ( 5.2b )

6 einen Abschnitt eines Federelementes 2 und 6 a portion of a spring element 2 and

7 eine tabellarische Übersicht. 7 a tabular overview.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Walzensegmentes 1 in einer perspektivischen Ansicht. 1 shows an embodiment of a roll segment 1 in a perspective view.

Das Walzensegment 1, welches für eine Walze zur Bodenverfestigung bestimmt ist, besitzt einen Grundkörper 7 und ein Federelement 2, welches kreisförmig und konzentrisch um die Achse WA des Walzensegments 1 angeordnet ist. Das Federelement 2 besitzt zwei biegeweiche End-Abschnitte 3, drei biegeweichen Abschnitt 5 und vier biegesteife Abschnitte 4.The roll segment 1 , which is intended for a roller for soil consolidation, has a body 7 and a spring element 2 , which is circular and concentric about the axis WA of the roller segment 1 is arranged. The spring element 2 has two bendy end sections 3 , three bend soft section 5 and four rigid sections 4 ,

Die beiden biegeweichen End-Abschnitte 3 sind die beiden Endstücke des Federelements 2, diese beiden Endstücke überlappen sich und sind kraftschlüssig, beispielsweise durch eine übliche Mutter-Schraube-Verbindung 9, miteinander verbunden, so dass diese beiden biegeweichen End-Abschnitte 3 – in Einbaulage – einen gemeinsamen biegesteifen Abschnitt 3a bilden.The two bendable end sections 3 are the two end pieces of the spring element 2 , these two end pieces overlap and are non-positive, for example by a conventional nut-screw connection 9 , connected to each other, so that these two flexible end sections 3 - In installation position - a common rigid section 3a form.

Somit sind dieser biegesteife Abschnitt 3a bzw. vier biegesteifen Abschnitte 4 sowie die drei biegeweichen Abschnitt 5 bzw. die beiden biegeweichen End-Abschnitte 3 – in Einbaulage – abwechselnd über den Umfang des Walzsegmentes 1 verteilt angeordnet.Thus, this rigid section 3a or four rigid sections 4 as well as the three bend soft section 5 or the two flexible end sections 3 - in installation position - alternately over the circumference of the rolling segment 1 arranged distributed.

Der Grundkörper 7 besitzt eine zentrisch angeordnete Nabe 11, so dass das Walzensegment 1 auf einer Achse einer Walze zur Bodenverfestigung in üblicher Art und Weise angeordnet werden kann (in 1 nicht dargestellt).The main body 7 has a centrally arranged hub 11 so that the roll segment 1 can be arranged on an axis of a roller for ground consolidation in the usual manner (in 1 not shown).

Zwischen dem als Endstück ausgebildeten biegeweichen End-Abschnitt 3 bzw. dem biegeweichen Abschnitt 5 und dem angrenzenden biegesteifen Abschnitt 4 ist jeweils ein Übergangsbereich 6 vorhanden.Between the flexible end portion formed as an end piece 3 or the flexurally soft section 5 and the adjacent rigid portion 4 is a transitional area 6 available.

Durch die jeweils eine Öffnung eines jeden Stützelementes 8 ist das Federelement 2, wie in 1 dargestellt, mit Spiel der Art geführt, so dass die drei biegeweichen Abschnitten 5 jeweils korrespondierend zu den drei Stützelementen 8 angeordnet sind. Jedes der drei Stützelemente 8 ist lösbar mit Grundkörper 7 verbunden.Through each opening of each support element 8th is the spring element 2 , as in 1 shown, with game of the kind led, so that the three bend soft sections 5 respectively corresponding to the three support elements 8th are arranged. Each of the three support elements 8th is detachable with basic body 7 connected.

Das Walzsegment 1 ist aus einem Federband, beispielhaft mit der Breite 60 mm und der Dicke 8 mm, hergestellt. Die biegeweichen Abschnitte weisen im Neuzustand ein Flächenwiderstandsmoment von 747 mm³ auf.The rolling segment 1 is made of a spring band, for example, with the width 60 mm and the thickness 8 mm, made. The flexurally soft sections have a surface resistance moment of 747 mm ³ when new.

Die mit einem v-förmigen Querschnitt versehenen biegesteifen Abschnitte 4 haben im Neuzustand ein Flächenwiderstandsmoment von 1.215 mm³. Wenn die Materialstärke des Federstahls durch den im Einsatz auftretenden Verschleiß auf die Hälfte nämlich auf 4 mm reduziert ist, beträgt das Flächenwiderstandsmoment im biegeweichen Abschnitt noch 187 mm³ und im biegesteifen Abschnitt 567 mm³.The rigid sections provided with a V-shaped cross section 4 have a surface resistance torque of 1,215 mm ³ when new. If the material thickness of the spring steel is reduced by half to 4 mm due to the wear occurring in the application, the surface resistance moment in the flexurally soft section is still 187 mm ³ and in the flexurally rigid section 567 mm ³ .

2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Walzensegmentes 1 in einer perspektivischen Ansicht. 2 shows an alternative embodiment of a roll segment 1 in a perspective view.

Das Walzensegment 1, welches für eine Walze zur Bodenverfestigung bestimmt ist, besitzt einen Grundkörper 7 und zwei Federelemente 2, welche jeweils kreisförmig und konzentrisch um die Achse WA des Walzensegments 1 angeordnet sind.The roll segment 1 , which is intended for a roller for soil consolidation, has a body 7 and two spring elements 2 , which in each case circular and concentric about the axis WA of the roller segment 1 are arranged.

Jedes der beiden Federelemente 2 besitzt zwei biegeweiche End-Abschnitte 3, einen biegeweichen Abschnitt 5 und zwei biegesteife Abschnitte 4.Each of the two spring elements 2 has two bendy end sections 3 , a flexible section 5 and two rigid sections 4 ,

Die beiden biegeweichen End-Abschnitte 3 sind jeweils die beiden Endstücke des Federelements 2. Jeweils zwei End-Abschnitte 3 überlappen sich und sind kraftschlüssig, beispielsweise durch eine übliche biegesteife Mutter-Schraube-Verbindung 9, miteinander verbunden, so dass zwischen diesen beiden biegeweichen Abschnitten 3 – in Einbaulage – jeweils ein biegesteifer Abschnitt 3a besteht.The two bendable end sections 3 are each the two end pieces of the spring element 2 , Two end sections each 3 overlap and are non-positively, for example, by a conventional rigid mother-screw connection 9 , connected to each other, so that between these two flexible sections 3 - In installation position - each a rigid section 3a consists.

Somit sind die vier biegeweichen Abschnitte 3 bzw. die zwei biegeweichen Abschnitt 5 sowie die vier biegesteifen Abschnitte 4 bzw. die beiden biegesteifen Abschnitte 3a abwechselnd über den Umfang des Walzsegmentes 1 verteilt angeordnet.Thus, the four flexible sections 3 or the two bendable section 5 as well as the four rigid sections 4 or the two rigid sections 3a alternately over the circumference of the rolling segment 1 arranged distributed.

Der Grundkörper 7 besitzt eine zentrisch angeordnete Nabe 11, so dass das Walzensegment 1 auf einer Achse einer Walze zur Bodenverfestigung in üblicher Art und Weise angeordnet werden kann (in 2 nicht dargestellt).The main body 7 has a centrally arranged hub 11 so that the roll segment 1 can be arranged on an axis of a roller for ground consolidation in the usual manner (in 2 not shown).

Zwischen dem als Endstück ausgebildeten biegeweichen Abschnitt 3 bzw. dem biegeweichen Abschnitt 5 und dem angrenzenden biegesteifen Abschnitt 4 ist jeweils ein Übergangsbereich 6 vorhanden.Between the bendable portion designed as an end piece 3 or the flexurally soft section 5 and the adjacent rigid portion 4 is a transitional area 6 available.

Durch die jeweils eine Öffnung eines jeden Stützelementes 8 ist das Federelement 2, wie in 2 dargestellt, mit Spiel der Art geführt, so dass die beiden biegeweichen Abschnitten 5 korrespondierend zu den drei Stützelementen 8 angeordnet sind.Through each opening of each support element 8th is the spring element 2 , as in 2 shown, with game of art led, leaving the two bend soft sections 5 corresponding to the three support elements 8th are arranged.

3 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Walzensegmentes 1 in einer perspektivischen Ansicht. 3 shows a further alternative embodiment of a roll segment 1 in a perspective view.

Jedes der beiden Federelemente 2 besitzt zwei biegeweiche End-Abschnitte 3, einen biegeweichen Abschnitt 5 und zwei biegesteife Abschnitte 4. Die beiden biegeweichen Abschnitte 3 sind jeweils die beiden Endstücke des Federelements 2.Each of the two spring elements 2 has two bendy end sections 3 , a flexible section 5 and two rigid sections 4 , The two flexible sections 3 are each the two end pieces of the spring element 2 ,

Die in 3 dargestellten Riegel 10 besitzen jeweils eine Riegelplatte 12, welche vier Durchführungen für die vier Schrauben der Mutter-Schrauben-Verbindung 9 besitzen, sowie zwei Gegenplatten 13 mit jeweils zwei Durchführungen, wobei jeweils eine dieser Gegenplatten 13 oberhalb bzw. unterhalb des korrespondierenden Stützelementes 8 mit Spiel angeordnet ist.In the 3 illustrated bolt 10 each have a latch plate 12 Which four bushings for the four screws of the nut-bolt connection 9 own, as well as two counter plates 13 each with two feedthroughs, each one of these counter plates 13 above or below the corresponding support element 8th is arranged with game.

Jeweils zwei End-Abschnitte 3 sind durch einen Riegel 10, nämlich über die biegesteife Riegelplatte 12, miteinander verbunden, so dass zwischen diesen beiden biegeweichen End-Abschnitte 3 – in Einbaulage, wie in 3 dargestellt – mit der biegesteifen Riegelplatte 12 jeweils ein biegesteifer Abschnitt besteht.Two end sections each 3 are by a bar 10 , namely on the rigid locking plate 12 , connected with each other, so that between these two bendable end sections 3 - in installation position, as in 3 shown - with the rigid locking plate 12 each a rigid section exists.

Damit ist außerdem in einfacher Art und Weise gesichert, dass im Bereich des Stützelementes 8 die miteinander verbundenen Federelemente 2 nur auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Riegeln 10, welche durch die Nabe verläuft, beweglich sind.This is also secured in a simple manner that in the region of the support element 8th the interconnected spring elements 2 only on the connecting line between the two bars 10 , which passes through the hub, are movable.

Somit sind die vier biegeweichen Abschnitte 3 bzw. die zwei biegeweichen Abschnitt 5 sowie die vier biegesteifen Abschnitte 4 bzw. die beiden biegesteifen Abschnitte, hier die beiden biegesteifen Riegelplatte 12, abwechselnd über den Umfang des Walzsegmentes 1 verteilt angeordnet.Thus, the four flexible sections 3 or the two bendable section 5 as well as the four rigid sections 4 or the two rigid sections, here the two rigid latch plate 12 , alternately over the circumference of the rolling segment 1 arranged distributed.

Der Grundkörper 7 besitzt eine zentrisch angeordnete Nabe 11, so dass das Walzensegment 1 auf einer Achse einer Walze zur Bodenverfestigung in üblicher Art und Weise angeordnet werden kann (in 3 nicht dargestellt).The main body 7 has a centrally arranged hub 11 so that the roll segment 1 can be arranged on an axis of a roller for ground consolidation in the usual manner (in 3 not shown).

Durch die jeweils eine Öffnung eines jeden Stützelementes 8 ist das Federelement 2, wie in 3 dargestellt, mit Spiel der Art geführt, so dass die beiden biegeweichen Abschnitten 5 jeweils korrespondierend zu zwei Stützelementen 8 angeordnet sind. Through each opening of each support element 8th is the spring element 2 , as in 3 shown, with game of art led, leaving the two bend soft sections 5 respectively corresponding to two support elements 8th are arranged.

4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Walzensegmentes 1 in einer perspektivischen Ansicht. 4 shows an alternative embodiment of a roll segment 1 in a perspective view.

Jedes der beiden Federelemente 2 besitzt zwei biegeweiche End-Abschnitte 3, zwei biegeweiche Abschnitte 5 und drei biegesteife Abschnitte 4.Each of the two spring elements 2 has two bendy end sections 3 , two flexible sections 5 and three rigid sections 4 ,

Die beiden biegeweichen End-Abschnitte 3 sind jeweils die beiden Endstücke des jeweiligen Federelements 2.The two bendable end sections 3 are each the two end pieces of the respective spring element 2 ,

Jeweils zwei End-Abschnitte 3 überlappen sich und sind kraftschlüssig, beispielsweise durch eine übliche biegesteife Mutter-Schraube-Verbindung 9, miteinander verbunden, so dass zwischen diesen beiden biegeweichen End-Abschnitte 3 – in Einbaulage – jeweils eine biegesteifer Abschnitt 3a besteht.Two end sections each 3 overlap and are non-positively, for example, by a conventional rigid mother-screw connection 9 , connected with each other, so that between these two bendable end sections 3 - In installation position - each a rigid section 3a consists.

Somit sind die vier biegeweichen Abschnitte 3 bzw. die vier biegeweichen Abschnitt 5 sowie die sechs biegesteifen Abschnitte 4 bzw. die beiden biegesteifen Abschnitte 3a abwechselnd über den Umfang des Walzsegmentes 1 verteilt angeordnet.Thus, the four flexible sections 3 or the four bendable section 5 as well as the six rigid sections 4 or the two rigid sections 3a alternately over the circumference of the rolling segment 1 arranged distributed.

Der Grundkörper 7 besitzt eine zentrisch angeordnete Nabe 11, so dass das Walzensegment 1 auf einer Achse einer Walze zur Bodenverfestigung in üblicher Art und Weise angeordnet werden kann (in 4 nicht dargestellt).The main body 7 has a centrally arranged hub 11 so that the roll segment 1 can be arranged on an axis of a roller for ground consolidation in the usual manner (in 4 not shown).

Durch die jeweils eine Öffnung der u-förmig gestalten Endbereiche eines jeden der vier Stützelemente 8 sind die beiden Federelemente 2, wie in 4 dargestellt, mit Spiel der Art geführt, so dass die vier biegeweichen Abschnitten 5 jeweils korrespondierend zu den vier Stützelementen 8 angeordnet sind.By the respective opening of the U-shaped end portions of each of the four support members 8th are the two spring elements 2 , as in 4 shown, with game of art led, leaving the four bend soft sections 5 respectively corresponding to the four support elements 8th are arranged.

5 zeigt beispielhaft einen rechteckförmigen Querschnitt (5.1a) und einen aus einem rechteckförmigen zu einem V umgeformten Querschnitt (5.2b). 5 shows by way of example a rectangular cross section ( 5.1a ) and one formed from a rectangular to a V-shaped cross section ( 5.2b ).

Dabei ist jeweils der Neuzustand des Querschnitt (5.1a) bzw. (5.2a) jeweils mit einer Stärke von 8 mm dargestellt;
sowie der Querschnitt im Zustand fortgeschrittenen Verschleißes (5.1b) bzw. (5.2b) jeweils mit einer Stärke von 4 mm.In each case, the new condition of the cross section ( 5.1a ) respectively. ( 5.2a ) are each shown with a thickness of 8 mm;
and the cross section in the condition of advanced wear ( 5.1b ) respectively. ( 5.2b ) each with a thickness of 4 mm.

Das Flächenwiderstandsmoment (W) bzw. das Flächenträgheitsmoment I betragen bei:
(5.1a) W = 747 mm³, I = 2.987 mm⁴
(5.1b) W = 187 mm³, I = 373 mm⁴
(5.2a) W = 1.220 mm³, I = 15.791 mm⁴
(5.2a) W = 567 mm³. I = 6.231 mm⁴.The surface resistance moment (W) or the area moment of inertia I amount to:
( 5.1a ) W = 747 mm ³ , I = 2.987 mm ⁴
( 5.1b ) W = 187 mm ³ , I = 373 mm ⁴
( 5.2a ) W = 1,220 mm ³ , I = 15,791 mm ⁴
( 5.2a ) W = 567 mm ^3. I = 6.231 mm ⁴ .

6 zeigt einen Abschnitt eines Federelementes 2, welcher von einer vom zu bearbeitendem Boden (in 6 nicht dargestellt) ausgehenden Umfangslast F beaufschlagt wird und sich an zwei Stützelementen 8 in üblicher Art und Weise abstützt. Der Abstand zwischen diesen beiden Stützelementen 8, u. a. analog der Anordnung gemäß 1 oder 2, beträgt ca. 358 mm. 6 shows a portion of a spring element 2 which depends on a soil to be worked on (in 6 not shown) outgoing circumferential load F is applied and to two support elements 8th supported in the usual way. The distance between these two support elements 8th , inter alia, analogous to the arrangement according to 1 or 2 , is about 358 mm.

Die Tabelle in 7 gibt für zwei unterschiedliche Werte der Umfangslast, nämlich bei gleichmäßiger und bei punktförmiger Lastverteilung, die im Federelement 2 wirksamen Maximalwerte für das Biegemoment an. Die geringe Umfangslast von 500 N tritt auf, wenn die Walze über ebenen Boden abrollt.The table in 7 gives for two different values of the circumferential load, namely at uniform and punctiform load distribution in the spring element 2 effective maximum values for the bending moment. The low circumferential load of 500 N occurs when the roller rolls over flat ground.

Der größere Wert von 7.500 N ist anzunehmen, wenn ein Federelement über einen Stein rollt und zumindest die Hälfte der auf die Walze wirkenden Gesamtlast aufnehmen muss.The larger value of 7,500 N is to be assumed when a spring element rolls over a stone and must absorb at least half of the total load acting on the roller.

In der rechten Hälfte der Tabelle sind die unterschiedlichen Werte des Flächen-Widerstandsmomentes W und die sich daraus ergebenden maximalen im Federelement 2 wirksamen Biegespannungen eingetragen.In the right half of the table are the different values of the area resisting torque W and the resulting maximum in the spring element 2 registered effective bending stresses.

Die Streckgrenze, das ist die Spannung, bei deren Überschreitung bleibende Verformung eintritt, liegt bei den häufig verwendeten Federstählen im Vergütungszustand bei ca. 1.300 MPa.The yield strength, which is the tension beyond which permanent deformation occurs, is approximately 1,300 MPa for the frequently used spring steels in the tempered state.

Aus der Tabelle ergibt sich, dass bei gleichmäßiger Belastung bzw. Lastverteilung der Walze, auch bei fortgeschrittenem Verschleiß der Federelemente 2, keine Überbeanspruchung auftritt.From the table it follows that with uniform load or load distribution of the roller, even with advanced wear of the spring elements 2 , no overuse occurs.

Rollt dagegen die Walze über einen Stein und liegt eine punktförmige Lastverteilung vor, so dass die Umfangslast drastisch ansteigt, zeigt sich bei dem Federelement 2 mit rechteckigem Querschnitt bei fortgeschrittenem Verschleiß eine deutliche Überschreitung der Streckgrenze, so dass das Federelement bleibend verformt wird.On the other hand, if the roller rolls over a stone and there is a punctiform load distribution, so that the peripheral load increases drastically, the spring element shows 2 with rectangular cross section with advanced wear a distinct Exceeding the yield strength, so that the spring element is permanently deformed.

Dagegen ist die Situation bei v-förmigem Querschnitt auch bei fortgeschrittenem Verschleiß unkritisch. Die Biegespannung liegt mit 1.177 MPa, die bei den üblicherweise eingesetzten Federstählen mit 1.300 MPa angenommen werden kann.By contrast, the situation with a V-shaped cross section is uncritical even with advanced wear. The bending stress is 1.177 MPa, which can be assumed for the commonly used spring steels with 1.300 MPa.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Walzensegmentroller segment
22: Federelementspring element
33: biegeweicher End-Abschnittbend-soft end section
44: biegesteifer Abschnitt,rigid section,
55: biegeweicher Abschnitt, mit Stützelementen korrespondierendbendable section, corresponding with supporting elements
66: Übergang zwischen beigesteifen und biegeweichen AbschnitteTransition between assisted and bendable sections
77: Grundkörperbody
88th: Stützelementsupport element
99: Mutter-Schraube-Verbindung 9 -Nut screw connection 9
1010: Riegelbars
1111: Nabe 11 hub 11
1212: Riegelplatte 12 locking plate 12
1313: Gegenplatten 13 backplates 13
WAWA: Walzenachseroll axis
FF: Vom Boden aus auf die Federelemente wirkende KraftFrom the ground force acting on the spring elements
VV: VerfahrtgeschwindigkeitVerfahrtgeschwindigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2210459 B1 [0003, 0024, 0030]
EP 2433481 B1 [0004, 0024, 0030]
DE 29714274 U1 [0006]
EP 2502476 B1 [0006, 0007]

Claims

Roller segment for a roller for ground consolidation, wherein the roller segment ( 1 ) a basic body ( 7 ) and at least one spring element ( 2 ) which is circular and concentric about the axis (WA) of the roll segment (FIG. 1 ) is arranged, and the spring element ( 2 ) has flexurally soft and flexurally rigid portions, characterized in that the flexurally soft portions and rigid portions alternately over the circumference of the rolling segment ( 1 ) are arranged distributed and the main body ( 7 ) to the flexible sections corresponding support elements ( 8th ) owns.

Roller segment according to claim 1, characterized in that the spring element ( 2 ) is formed so that the rigid portions have a significantly larger area moment of inertia than the flexible sections.

Roller segment according to claim 1, characterized in that the two ends of the spring element ( 2 ) each as a bend-soft end section ( 3 ) are formed.

Roll segment according to claim 1, characterized in that the end section ( 3 ) of a spring element ( 2 ) are formed as flexurally soft sections and are firmly connected to the corresponding support element.

Roller segment according to claim 1, characterized in that each spring element ( 2 ) next to the flexible end sections ( 3 ) has further bending soft sections and that each spring element ( 2 ) forms, when viewing the flexurally soft sections, a joint chain as joint, the deflection of which is determined by the corresponding support elements ( 8th ) is limited.

Roller segment according to claim 1, characterized in that the spring element ( 2 ) is formed in one piece, each made of a workpiece designed as a flat material and its rigid portions by forming, namely Längskantung, were generated.

Roller segment according to claim 1, characterized in that between the rigid and the rigid portions each have a transition section ( 6 ), in which there is a gradual transition from the rigid to the flexible cross section.

Roller segment according to claim 1, characterized in that at least one of the flexurally soft sections corresponding support elements ( 8th ) is provided with a guide element that limits the deflection of the roller segment parallel to the axis of the roller segment.

Roller for ground consolidation with at least two roller segments according to at least one of claims 1 to 8.

Roll according to Claim 9, having strip segments which are arranged in strip-type fashion and distributed over the working width, essentially in the form of a ring, ( 1 ), wherein each of the roll segments ( 1 ) via at least one spring element ( 2 ), whose peripheral surface is arranged substantially circularly and concentrically around the roll axis (WA) and which has flexurally soft and flexurally rigid portions, characterized in that the flexurally soft portions and rigid portions are arranged alternately distributed over the circumference of the rolling segment and the roll main body to the flexurally soft sections has corresponding support elements.

Roller according to claim 9, characterized in that each two adjacent annular roller segments ( 1 ) are arranged in their angle of rotation on the roll axis, that between them upon application of the same force originating from the ground a relative movement arises.

Roller according to claim 9, characterized in that at least one of the guide elements with a crossbar ( 10 ) is provided, which limits the outward radial deflection of the corresponding flexurally soft portion.