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Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung, insbesondere eine Vibrationsplatte bzw. Rüttelplatte.
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Derartige Bodenverdichtungsvorrichtungen bzw. Vibrationsplatten sind bekannt und weisen typischerweise eine Obermasse und eine Untermasse auf, die üblicherweise durch als Schwingungsentkopplungsvorrichtung dienende Gummipuffer miteinander verbunden sind.
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Bei bekannten Vibrationsplatten ist auf der Obermasse ein Antrieb in Form eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Zudem kann eine Deichsel mit einem Führungsbügel an der Obermasse befestigt sein, mit deren Hilfe der Bediener die Vibrationsplatte steuert. Auf der Untermasse ist ein Unwuchterreger vorgesehen, der zur Erzeugung von Schwingungen dient, die über eine ebenfalls an der Untermasse vorgesehene Bodenkontaktplatte in den zu verdichtenden Boden eingeleitet werden.
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Vor allem bei kleinen und mittelgroßen Vibrationsplatten wird die Leistung des Antriebsmotors mit Hilfe eines Riementriebs auf den Unwuchterreger an der Unwuchtmasse übertragen. Zudem kann an dem als Antriebsmotor dienenden Verbrennungsmotor eine Fliehkraftkupplung angeflanscht sein, damit der Unwuchterreger bei niedrigen Motordrehzahlen noch von dem Motor entkoppelt ist.
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Der Unwuchterreger selbst weist häufig zwei parallel zueinander angeordnete, gegenläufig drehbare Unwuchtwellen auf, die jeweils exzentrisch angeordnete Gewichte (Unwuchtmassen) tragen, um bei Rotation der Unwuchtwellen die gewünschten Schwingungen erzielen zu können.
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Durch Veränderung der Phasenlage der Unwuchtwellen zueinander, insbesondere durch Veränderung der Winkelstellung der Unwuchtwellen und damit der jeweiligen Unwuchtmassen zueinander, kann die Richtung eines resultierenden Kraftvektors verändert werden. Auf diese Weise ist eine Reversibilität der Vibrationsplatte möglich, so dass die Vibrationsplatte vorwärts und rückwärts verfahren werden kann. Zudem kann auch eine Standrüttelung erreicht werden.
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Im Betrieb einer derartigen Vibrationsplatte wird der Riementrieb stark belastet. Dies liegt insbesondere daran, dass sich die Relativstellung der beiden Riemenscheiben an der Obermasse und an der Untermasse aufgrund der starken Schwingungen ständig ändert. Insbesondere der Abstand der Riemenscheiben und auch ihre Parallelität können schwanken, was die Belastung auf den Antriebsriemen erhöht. Zudem kann durch die Dehnung des Riemens im Betrieb ein Schlupf entstehen, der zu Drehzahlschwankungen am Unwuchterreger führt. Durch den erhöhten Verschleiß am Antriebsriemen erhöht sich auch der Wartungsaufwand.
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Die Lager- und Zahnräder eines derartigen Unwuchterregers werden üblicherweise mittels Öl geschmiert. Beim Betrieb des Unwuchterregers müssen dann nicht nur die Unwuchtwellen in Drehung versetzt werden. Zudem wird Antriebsenergie auch zur Überwindung von Reibungsverlusten benötigt, die vor allem durch die Unwuchtmassen verursacht werden, die das zur Schmierung im Unwuchterreger vorgesehene Öl umwälzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bodenverdichtungsvorrichtung anzugeben, bei der sich die im Stand der Technik vorhandenen Nachteile vermeiden lassen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es wird eine Bodenverdichtungsvorrichtung angegeben, mit einer Obermasse, mit einer relativ zu der Obermasse bewegbaren Untermasse, mit einer Bodenkontaktplatte zur Bodenverdichtung, mit einer zwischen der Obermasse und der Untermasse wirkenden Schwingungsentkopplungsvorrichtung und mit wenigstens einem zu der Untermasse gehörenden Unwuchterreger zum Beaufschlagen der Bodenkontaktplatte mit einer Unwuchtkraft. An der Untermasse ist ein Elektromotor zum Antreiben des Unwuchterregers vorgesehen, wobei der Elektromotor in den Unwuchterreger integriert ist.
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Bei einer derartigen Bodenverdichtungsvorrichtung kann es sich insbesondere um eine Vibrationsplatte oder Rüttelplatte handeln, mit der in effektiver Weise Boden verdichtet bzw. Steine in einen Boden eingerüttelt werden können.
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Der prinzipielle Aufbau einer derartigen Bodenverdichtungsvorrichtung mit Obermasse und relativ dazu bewegbarer Untermasse ist bekannt. Erfindungsgemäß wird dabei jedoch der als Antriebsmotor dienende Elektromotor direkt in den an der Untermasse befindlichen Unwuchterreger integriert, um keine Kraftübertragungswege vom Elektromotor zum Unwuchterreger zu benötigen. Auf diese Weise ist es zum Beispiel nicht erforderlich, einen zusätzlichen Riementrieb bereitzustellen, der die oben erläuterten Nachteile aufweist.
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Die vom Unwuchterreger erzeugte Unwuchtkraft kann insbesondere als oszillierender, gerichteter Kraftvektor erzeugt werden.
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Zu diesem Zweck kann der Unwuchterreger zwei parallel zueinander angeordnete und zueinander gegenläufig drehbar gekoppelte Unwuchtwellen aufweisen, die jeweils eine Unwuchtmasse tragen. Die Kopplung der beiden Unwuchtwellen kann z.B. mithilfe eines von den Unwuchtwellen getragenen Zahnradpaares erfolgen.
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Ein derartiger Aufbau ist für Unwuchterreger an sich bekannt und hat sich in der Praxis vielfältig bewährt. Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Unwuchterregern ist jedoch erfindungsgemäß der Antriebsmotor (Elektromotor) in den Unwuchterreger integriert.
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Durch die zueinander gegenläufig drehenden Unwuchtwellen wird ein resultierender Kraftvektor erzeugt, dessen Ausrichtung je nach relativer Drehstellung der Unwuchtmassen bzw. Exzenter zueinander bestimmt wird. Der oszillierende Kraftvektor ändert mit der Rotation der Unwuchtwellen Betrag und Vorzeichen bzw. Richtung und bewirkt somit eine Kraft, die je nach Schwingungsphase nach oben gerichtet ist und die Bodenkontaktplatte vom Boden etwas abhebt oder - nach Drehung um 180° - nach unten gerichtet ist und über die Bodenkontaktplatte in den zu verdichtenden Boden eingebracht werden kann.
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Eine der Unwuchtwellen kann als Antriebs-Unwuchtwelle ausgebildet sein und einen Bereich aufweisen, der einen Teil des Elektromotors bildet, derart, dass die Antriebs-Unwuchtwelle auch Motorwelle des Elektromotors ist. In dieser Weise lässt sich der Elektromotor besonders effizient in den Unwuchterreger integrieren.
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Die Antriebs-Unwuchtwelle kann insoweit auch als erste Unwuchtwelle der beiden Unwuchtwellen des Unwuchterregers bezeichnet werden. Sie kann besonders vorteilhaft einstückig ausgebildet sein, so dass sie Bereiche aufweist, die die Unwuchtmasse bzw. Exzenter tragen, und Bereiche aufweist, die Teil des Elektromotors sind.
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Die weitere Unwuchtwelle des Unwuchterregers wird nachfolgend auch als zweite Unwuchtwelle bezeichnet. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass der Unwuchterreger weitere Unwuchtwellen (dritte Unwuchtwelle, vierte Unwuchtwelle etc.) aufweist.
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Wirkungsmäßig kann zwischen den beiden Unwuchtwellen eine Phasenverstelleinrichtung vorgesehen sein, zum Verstellen der Phasenlage der beiden Unwuchtwellen zueinander. Durch das Verstellen der Phasenlage der beiden Unwuchtwellen und damit auch der von den Unwuchtwellen getragenen Unwuchtmassen kann die Ausrichtung des resultierenden Kraftvektors eingestellt werden.
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Die Phasenverstelleinrichtung kann dabei insbesondere in die Drehkopplung der beiden Unwuchtwellen miteinander integriert und in an sich bekannter Weise aufgebaut sein. Zum Beispiel kann sie eine Verstellhülse aufweisen, die durch die axiale Verstellung eines Schaltbolzens verdreht werden kann.
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Zur Drehkopplung der beiden Unwuchtwellen miteinander und damit Bewirkung der gegenläufigen Drehung der beiden Unwuchtwellen können zwischen den beiden Unwuchtwellen zwei miteinander kämmende Zahnräder vorgesehen sein, wobei die Drehstellung eines der Zahnräder durch die diesem Zahnrad zugeordnete Verstellhülse relativ zu der dieses Zahnrad tragenden Unwuchtwelle verändert werden kann, um die Phasenverstellung zu bewirken.
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Die Funktionsweise einer derartigen Phasenverstelleinrichtung ist aus dem Stand der Technik, z.B. aus den oben erwähnten Veröffentlichungen
DE 24 09 417 A und der
DE 30 43 719 A1 , bekannt und muss daher an dieser Stelle nicht näher erläutert werden.
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Mit Hilfe der Phasenverstelleinrichtung ist es somit möglich, die Ausrichtung des resultierenden Kraftvektors zu verändern und zum Beispiel eine Richtungsumkehr (Reversierung) zu bewirken.
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Der Elektromotor im Unwuchterreger kann einen Rotor aufweisen, der auf der Antriebs-Unwuchtwelle angeordnet ist. Dementsprechend ist die Antriebs-Unwuchtwelle in diesem Fall auch die Motorwelle des Elektromotors. Der Rotor wird von der Antriebs-Unwuchtwelle getragen.
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Weiterhin kann der Elektromotor einen Stator aufweisen, der den auf der Antriebs-Unwuchtwelle angeordneten Rotor wenigstens teilweise umschließt. Der Stator kann dementsprechend direkt in dem Gehäuse des Unwuchterregers angeordnet sein und von dem Unwuchterregergehäuse getragen werden.
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Als Elektromotor eignen sich alle Bauarten von Elektromotoren, wie z.B. Synchronmaschinen, Asynchronmaschinen oder auch BLDC-Motoren.
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Die Antriebs-Unwuchtwelle kann zwei axial zueinander beabstandete Unwuchtmassen tragen, wobei der Elektromotor axial zwischen den beiden Unwuchtmassen angeordnet ist. In diesem Fall kann insbesondere der Rotor axial zwischen den beiden Unwuchtmassen angeordnet sein.
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Bei einer Ausführungsform können die axial zueinander beabstandeten Unwuchtmassen an den stirnseitigen Enden der Antriebs-Unwuchtwelle angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich ein sehr kompakter Aufbau der Unwuchtwelle verwirklichen. Zudem kann durch das Anordnen der beiden Unwuchtmassen an den beiden stirnseitigen Enden erreicht werden, dass der dazwischen befindliche Bauraum vollständig für den Elektromotor, mit Stator und Rotor, zur Verfügung steht.
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Bei einer Ausführungsform ist es möglich, dass der Rotor des Elektromotors in einer Ebene bzw. einer axialen Höhe rotiert, die in etwa einer Rotationsebene bzw. axialen Höhe entspricht, in der die Unwuchtmasse der anderen Unwuchtwelle rotiert. Der Rotor einerseits und diese Unwuchtmasse andererseits rotieren dann folglich in einer Höhe gegeneinander.
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An der Untermasse kann eine Rädereinrichtung vorgesehen sein, zum bedarfsweisen Transport der Bodenverdichtungsvorrichtung. Das Räderpaar kann auf diese Weise an der Untermasse, insbesondere an der Bodenkontaktplatte, angebracht sein. Die Räder können im Arbeitsbetrieb vom Boden gelöst sein und sozusagen oberhalb des Bodens schweben. Durch Kippen der Bodenverdichtungsvorrichtung können die Räder in Kontakt mit dem Boden gebracht werden, um die Bodenverdichtungsvorrichtung mit Hilfe der Rädereinrichtung zu verschieben.
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An der Obermasse kann ein Energiespeicher vorgesehen sein, zum Versorgen des Elektromotors mit elektrischer Energie. Der Energiespeicher kann insbesondere ein elektrischer Akku sein. Der Akku kann entweder fest eingebaut oder wechselbar sein. Dementsprechend ist es möglich, den Akku entweder direkt im Gerät, zum Beispiel mit Hilfe eines entsprechenden Netzteils, zu laden, oder auch außerhalb in einer entsprechend dafür bereitzustellenden Ladestation oder ebenfalls über ein Netzteil.
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Wenn der Akku wechselbar ist, ist es vorteilhaft, wenn der Akku leicht ausgewechselt werden kann, zum Beispiel mit Hilfe einer Steckverbindung.
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An der Obermasse kann eine Umformereinrichtung vorgesehen sein, zum Umformen eines von dem Energiespeicher bereitgestellten elektrischen Stroms in einen für den Elektromotor geeigneten Strom. Zum Erreichen von für die Bodenverdichtung vorteilhaften Schwingungen und Schwingungsfrequenzen ist es erforderlich, dass der Elektromotor eine entsprechende Drehzahl erreicht. Zum Erreichen dieser Drehzahl ist es vorteilhaft, wenn der zum Beispiel als Asynchronmaschine ausgebildete Motor eine Stromversorgung mit einer entsprechenden Frequenz erhält, die aber von der Frequenz des öffentlichen Netzes (50 Hz) abweicht. Dementsprechend ist der Umformer vorgesehen, um einen Strom mit höherer Frequenz bereitzustellen. Zudem kann aber auch die Spannung auf ein für den Motor geeignetes Maß angepasst werden.
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Die Umformereinrichtung kann ein Gehäuse aufweisen, an dem eine Steckverbindung zum Einstecken des Energiespeichers vorgesehen ist. Dementsprechend ist es einfach möglich, den Energiespeicher in die Steckverbindung einzustecken oder - nach Gebrauch - von der Steckverbindung abzuziehen. Dabei ist es auch möglich, dass an dem Gehäuse der Umformereinrichtung eine entsprechende Halterung bzw. Abstützung vorgesehen ist, damit der Energiespeicher zuverlässig am Gehäuse der Umformereinrichtung gelagert werden kann.
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Der somit angegebene Unwuchterreger kann dementsprechend sehr kompakt aufgebaut sein. Insbesondere weist er den Elektromotor mit der Antriebs-Unwuchtwelle als erste Unwuchtwelle auf, sowie die zweite Unwuchtwelle, in die die Phasenverstelleinrichtung integriert sein kann.
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Der Unwuchterreger bildet mit dem Elektromotor eine integrale Einheit und benötigt keinen weiteren Antrieb von außen.
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Der im Stand der Technik bekannte Antriebsmotor wird somit durch einen Elektromotor ersetzt, der direkt auf einer der Unwuchtwellen sitzt. Die Unwuchtmassen auf der zweiten Unwuchtwelle werden über ein Getriebe mit einer zwischengeschalteten Phasenverstelleinrichtung mitgenommen. Auf der Obermasse oder gegebenenfalls auch einer Zwischenmasse zwischen Obermasse und Untermasse ist der Akku als Energiespeicher vorgesehen. Zur Übertragung des elektrischen Stroms kann ein entsprechendes Kabel vorgesehen sein.
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Dadurch, dass zum Antrieb kein Verbrennungsmotor erforderlich ist, können Lärm und Abgasemissionen reduziert bzw. ausgeschlossen werden. Damit eröffnen sich zusätzliche Einsatzgebiete, zum Beispiel in geschlossenen Räumen, Tunneln und Tiefgaragen. Der erfindungsgemäße Aufbau erlaubt die Reduzierung der Anzahl der Bauteile, die für den Antrieb notwendig sind, zum Beispiel Kupplung, Keilriemen, Riemenscheibe, Abdichtungen und Schutzgehäuse für den Antriebsriemen.
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Das Laufverhalten des Unwuchterregers kann stabilisiert werden, da die direkte Anbindung des Elektromotors Drehzahlschwankungen infolge eines Riementriebs eliminiert.
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Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung in Seitenansicht;
- 2 einen Unwuchterreger der Bodenverdichtungsvorrichtung von 1 in Schnittdarstellung; und
- 3 den Unwuchterreger in perspektivischer Schnittdarstellung.
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1 zeigt ein Beispiel für eine als Bodenverdichtungsvorrichtung dienende Vibrationsplatte.
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Die Vibrationsplatte weist eine Obermasse 1 und eine relativ zu der Obermasse 1 bewegliche Untermasse 2 auf. Die Untermasse 2 ist über als Schwingungsentkopplungsvorrichtung dienende Gummipuffer 3 mit der Obermasse 1 gekoppelt. Auf diese Weise werden die an der Untermasse 2 entstehenden, starken Schwingungen nur gedämpft auf die Obermasse 1 übertragen.
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Die Obermasse 1 weist einen Tragrahmen 4 auf, auf dem ein Akku 5 und ein Umformer 6 angebracht sind, die ebenfalls der Obermasse 1 zugerechnet werden. Der Akku 5 und der Umformer 6 sind von einem Schutzrahmen 7 umschlossen.
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Der Akku 5 ist auswechselbar und kann im Bedarfsfall durch einen anderen Akku ersetzt werden. Zu diesem Zweck ist an dem Umformer 6 bzw. an dem zu dem Umformer 6 gehörenden Umformergehäuse ein Steckverbinder vorgesehen, an dem der Akku 5 eingesteckt werden kann.
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Die Untermasse 2 weist eine Bodenkontaktplatte 9 auf, mit deren Hilfe der darunter befindliche Boden verdichtet werden kann. Auf der Oberseite der Bodenkontaktplatte 9 ist ein ebenfalls zur Untermasse 2 gehörender Schwingungserreger bzw. Unwuchterreger 10 angeordnet.
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Im Stand der Technik werden derartige Unwuchterreger meist von Motoren, insbesondere von Verbrennungsmotoren drehend angetrieben, die an der Obermasse angeordnet sind. Gemäß der Erfindung ist jedoch ein in 1 nicht dargestellter Elektromotor direkt in den Unwuchterreger 10 integriert, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Zum Führen der Vibrationsplatte ist zudem eine Führungsdeichsel 11 an der Obermasse 2 bzw. dem Tragrahmen 4 befestigt. An der Führungsdeichsel 11 kann ein nicht dargestellter Drehzahlhebel zum Beeinflussen der Motordrehzahl des als Antriebsmotor dienenden Elektromotors vorgesehen sein. Je nach Ausführungsform genügt aber auch ein Ein-/Aus-Schalter zum Einschalten des später noch erläuterten Elektromotors.
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Zudem ist am oberen Ende der Führungsdeichsel 11 ein Führungsbügel bzw. Steuergriff 12 angeordnet, über den die relative Drehstellung der Unwuchtwellen im Unwuchterreger 10, insbesondere deren Phasenlage zueinander, verstellt werden kann, wie später noch erläutert wird. Auf diese Weise kann eine Vorwärts- und Rückwärtsfahrt der Vibrationsplatte in an sich bekannter Weise erreicht werden.
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An der Untermasse 2 bzw. der Bodenkontaktplatte 9 ist eine Rädereinrichtung mit zwei axial zueinander stehenden Rädern 13 vorgesehen. In dem in 1 gezeigten Normalzustand schweben die Räder 13 über dem Boden. Durch Kippen der Vibrationsplatte ist es jedoch möglich, die Räder 13 in Kontakt mit dem Boden zu bringen, so dass die Bodenkontaktplatte 9 vollständig vom Boden abhebt. In diesem Kipp- bzw. Transportzustand kann die Vibrationsplatte leicht mithilfe der Räder 13 verschoben und transportiert werden.
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Die 2 und 3 zeigen den Unwuchterreger 10 in einer geschnittenen Draufsicht (2) und in einer perspektivischen Schnittdarstellung (3). Die Figuren werden dementsprechend gemeinsam erläutert.
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Der Unwuchterreger 10 weist ein Erregergehäuse 20 auf, das, wie 1 zeigt, direkt auf der Bodenkontaktplatte 9 aufgebracht ist, um die durch den Unwuchterreger 10 erzeugten Schwingungen optimal in die Bodenkontaktplatte 9 und damit dem zu verdichtenden Boden einleiten zu können.
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Im Inneren des Erregergehäuses 20 sind zwei Unwuchtwellen drehbar gelagert, nämlich eine als erste Unwuchtwelle dienende Antriebs-Unwuchtwelle 21 und eine zweite Unwuchtwelle 22.
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Die beiden Unwuchtwellen 21, 22 sind zueinander gegenläufig drehbar gekoppelt. Zu diesem Zweck ist ein Zahnradpaar vorgesehen, mit einem auf der Antriebs-Unwuchtwelle 21 gelagerten ersten Zahnrad 23 und einem auf der zweiten Unwuchtwelle 22 gelagerten zweiten Zahnrad 24. Die beiden Zahnräder 23, 24 kämmen miteinander, wie 2 zeigt. Auf diese Weise wird eine Drehung der Antriebs-Unwuchtwelle 21 direkt in eine gegenläufige Drehung der zweiten Unwuchtwelle 22 übertragen.
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Die erste Unwuchtwelle bzw. Antriebs-Unwuchtwelle 21 trägt eine erste Unwuchtmasse 25, die in zwei Teilmassenelemente 25a, 25b aufgeteilt ist. Die beiden Teilmassenelemente 25a, 25b sind axial zueinander beabstandet und an den stirnseitigen Enden der Antriebs-Unwuchtwelle 21 angeordnet.
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Die zweite Unwuchtwelle 22 trägt ihrerseits eine zweite Unwuchtmasse 26, die als ein einzelnes Massenelement etwa in der Mitte der zweiten Unwuchtwelle 22 angeordnet ist. Auch die zweite Unwuchtmasse 26 kann jedoch gegebenenfalls in mehrere Teilmassenelemente aufgeteilt werden, wenn dies aus Bauraumgründen sinnvoll ist.
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Im mittleren Bereich der Antriebs-Unwuchtwelle 21 ist axial zwischen den beiden Teilmassenelementen 25a, 25b ein als Antriebsmotor dienender Elektromotor 27 angeordnet. Der Elektromotor 27 weist einen Rotor 28 auf, der direkt auf der Antriebs-Unwuchtwelle 21 montiert ist. Dazu ist auf der Antriebs-Unwuchtwelle 21 ein entsprechender Rotorsitz 29 vorgesehen. Dementsprechend fungiert die Antriebs-Unwuchtwelle auch als Motorwelle des Elektromotors 27.
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Zur Montage und Halterung des Rotors 28 können selbstverständlich auch noch zusätzliche Bauelemente, wie z.B. ein Hülsenträger o.ä. vorgesehen sein.
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Der Rotor 28 ist von einem ebenfalls zum Elektromotor 27 gehörenden Stator 30 umschlossen, der in geeigneter Weise in dem Erregergehäuse 20 gelagert ist.
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Durch die Anordnung des Elektromotors 27 direkt auf der ersten Unwuchtwelle, die dadurch die Funktion der Antriebs-Unwuchtwelle 21 erfüllt, ist der Elektromotor 27 direkt und vollständig in den Unwuchterreger 10 integriert. Ein Antrieb des Unwuchterregers 10 von außen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist somit nicht erforderlich. Der Unwuchterreger 10 bildet mit dem Elektromotor 27 eine integrale Einheit und benötigt keinen weiteren Antrieb von außen.
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Der kompakte Aufbau des Unwuchterregers 10 wird auch dadurch erreicht, dass der Rotor 28 des Elektromotors 27 in einer Ebene bzw. einer axialen Höhe rotiert, die in etwa einer Rotationsebene bzw. axialen Höhe entspricht, in der die Unwuchtmasse 26 der zweiten Unwuchtwelle 22 rotiert. Der Rotor 28 einerseits und diese Unwuchtmasse 26 andererseits rotieren dann folglich in einer Höhe gegeneinander, wie 2 zeigt.
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Die Unwuchtwellen 21, 22 sowie die weiteren, insbesondere auch rotierenden Komponenten sind durch Abdeckungen 31 gegen Einwirkungen von außen geschützt. Die Abdeckungen 31 können dementsprechend auch als Teil des Erregergehäuses 20 verstanden werden.
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In der Drehmomentkopplung zwischen der Antriebs-Unwuchtwelle 21 und der zweiten Unwuchtwelle 22 ist zusätzlich zu der Drehmomentübertragung über die beiden Zahnräder 23, 24 eine Phasenverstelleinrichtung 32 vorgesehen. Die Phasenverstelleinrichtung 32 weist eine radial im Inneren des zweiten Zahnrads 24 angeordnete Verstellhülse 33 auf, die auf der zweiten Unwuchtwelle 22 sitzt. Die zweite Unwuchtwelle 22 kann dementsprechend auch als Verstellwelle bezeichnet werden, da sie zur Änderung der Phasenlage relativ zu der ersten Unwuchtwelle bzw. Antriebs-Unwuchtwelle 21 mit Hilfe der Phasenverstelleinrichtung 32 verstellt wird.
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Zwischen der Verstellhülse 33 und der zweiten Unwuchtwelle 22 ist eine Gleitlagerung vorgesehen, um eine möglichst zuverlässige und leichte Verdrehung der Verstellhülse 33 relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 22 zu gewährleisten.
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Die zweite Unwuchtwelle 22 (Verstellwelle) ist als Hohlwelle ausgeführt. In ihrem Inneren ist ein Schaltbolzen 34 axial hin und her verschiebbar. Die Verschiebbarkeit wird mit Hilfe eines Kolbens 35 bewirkt, der in einem Zylinderschaft 36 geführt ist. Der vom Kolben 35 und Zylinderschaft 36 umschlossene Kolbenraum 37 kann bedarfsweise durch ein Hydraulikfluid befüllt oder entleert werden, um die axiale Bewegung des Kolbens 35 und damit des Schaltbolzens 34 zu bewirken.
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Axial gegenüberliegend von dem Kolben 35 ist ein Zylinderstift 38 vorgesehen, der sich radial durch den Schaltbolzen 34 erstreckt. Der Zylinderstift 38 erstreckt sich zudem durch wenigstens eine Längsnut 39, die in der als Hohlwelle ausgeführten zweiten Unwuchtwelle 22 ausgeführt ist. Sinnvollerweise sind zwei Längsnuten 39 gegenüberliegend in der Hohlwandung der zweiten Unwuchtwelle 22 vorgesehen, durch die sich der Zylinderstift 38 erstrecken kann.
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Die Stirnseiten des Zylinderstifts 38 greifen jeweils in eine spiralförmige Nut (Spiralnut 40), die am Innenumfang der Verstellhülse 33 ausgebildet ist. Die Spiralnuten 40 sind ineinander verschränkt und erstrecken sich jeweils gegenüberliegend an der radialen Innenseite der Verstellhülse 33.
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Bei einer axialen Verschiebung des Schaltbolzens 34 bewirkt der sich ebenfalls axial bewegende und aufgrund der Längsnuten 39 gegen Verdrehung relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 22 gesicherte Zylinderstift 38 eine Verdrehung der Verstellhülse 33. Dementsprechend wird auch das zweite Zahnrad 24 relativ zu der zweiten Unwuchtwelle 22 verdreht, so dass die sich auf der zweiten Unwuchtwelle 22 befindende zweite Unwuchtmasse 26 hinsichtlich ihrer Drehstellung relativ zu der ersten Unwuchtmasse 25 bzw. den Teilmassenelementen 25a, 25b der ersten Unwuchtwelle (Antriebs-Unwuchtwelle 21) verdreht. Auf diese Weise kann die Phasenlage der Unwuchtwelle 21, 22 und damit der Unwuchtmassen 25, 26 zueinander verändert werden. Die axiale Bewegung des Zylinderstifts 38 muss dabei nur einige Millimeter betragen, um die gewünschte Änderung der Phasenlage zu bewirken.
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Die beschriebene Phasenverstelleinrichtung 32 kann selbstverständlich auch auf der ersten Unwuchtwelle bzw. Antriebs-Unwuchtwelle 21 verwirklicht werden, um die gewünschte Änderungsmöglichkeit der Phasenlage der Unwuchtmassen zueinander erreichen zu können.
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Zur Verstellung der Phasenlage wird insbesondere Öl in den Zylinderschaft 36 und damit in den Kolbenraum 37 gepumpt und dabei der Kolben 35 bis zu seinem Anschlag nach rechts gedrückt. Die Pumpwirkung wird zum Beispiel durch eine Verstellung des Steuergriffs 12 im Deichselkopf erzeugt.
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Die Rückstellung des Systems ist lediglich während des Maschinenbetriebs möglich, da sich bei einer Betätigung des Steuergriffs 12 bzw. Führungsbügels in die entgegengesetzte Richtung der Druck im Hydrauliksystem löst und eine Rückbewegung des Kolbens 35 in seine Ausgangsposition erfolgt, indem die Unwuchtwellen 22, 23 gegeneinander rotieren und dabei aufgrund der Trägheit der Verstellwelle (zweite Unwuchtwelle 22) eine Rückstellkraft bewirkt wird, die über die Stellhülse 34 auf den Kolben 35 übertragen wird und den Kolben 35 zurückdrückt.
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Bei Rotation der beiden Unwuchtwellen 21, 22 ergibt sich durch die Wirkung der Unwuchtmassen ein resultierender Kraftvektor, dessen Richtung durch die Phasenlage der Unwuchtmassen bestimmt ist. Auf diese Weise kann eine Richtungswirkung des Unwuchterregers 10 erzielt werden, um die Vibrationsplatte zu lenken bzw. vorwärts und rückwärts zu fahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2409417 A [0007, 0025]
- DE 3043719 A1 [0007, 0025]
- DE 10226920 B4 [0034]
