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Die Erfindung betrifft die Kühlung einer Bodenverdichtungsvorrichtung zur Verdichtung eines Untergrundes, wobei die Bodenverdichtungsvorrichtung einen Unterwagen mit einer Verdichtungsplatte, einen Oberwagen, der schwingungsentkoppelt und in Kraft übertragender Weise mit dem Unterwagen verbunden ist, und zumindest einen Schwingungserreger aufweist, mittels dessen zumindest die Verdichtungsplatte des Unterwagens in eine Schwingung versetzbar ist.
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Stand der Technik
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Bodenverdichtungsvorrichtungen der hier beschriebenen Bauart, insbesondere Rüttelplatten, weisen üblicherweise einen Oberwagen mit Komponenten des Antriebs zusammen mit einem Energiespeicher wie Akkumulatoren oder einem Kraftstofftank, sowie einen Unterwagen mit einer Verdichtungsplatte auf, welche mit dem zu verdichtenden Untergrund in Verbindung steht. Dabei ist der Unterwagen schwingungsentkoppelt und in Kraft übertragender Weise mit dem Oberwagen verbunden und von einem oder mehreren Schwingungserregern gegenüber dem Oberwagen in eine Schwingung versetzbar.
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In der Regel umfasst der Schwingungserreger zumindest eine Antriebs- und zumindest eine Erregereinheit. Die Antriebseinheit ist im Stand der Technik sehr häufig als Verbrennungsmotor, mitunter aber auch zum Beispiel als Elektromotor ausgeführt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Antriebseinheit im Oberwagen einer Bodenverdichtungsvorrichtung anzuordnen, da sie hier zum einen vor starken Beschleunigungen geschützt ist und zum anderen zur Vergrößerung der Grundmasse des Oberwagens beiträgt.
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Die im Stand der Technik am häufigsten anzutreffende Ausführungsform der Antriebseinheit, der Verbrennungsmotor, entwickelt neben Abgasen auch nicht unerhebliche Abwärme. Um diese aus dem Oberwagen abzutransportieren, können entsprechende Motoren einen einfachen Lüfter oder einen Propeller aufweisen, oftmals als Aufsatz ergänzend auf einer Abtriebsachse des Motors montiert.
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Die Komponenten im Unterwagen, in der Regel die Erregereinheiten der Schwingungserreger, werden gemäß dem Stand der Technik zumeist passiv über eine Hydraulik oder einen Riemenantrieb angetrieben, so dass die hier entstehende Abwärme im Vergleich zum Oberwagen verhältnismäßig gering ist. Der gegenüber dem Oberwagen im Betrieb schwingende Unterwagen ist üblicherweise offen ausgeführt, so dass entstehende Abwärme durch natürliche Konvektion abgeführt werden kann.
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In vielen Fällen, wie beispielsweise aus der
DE 10 2019 219 758 A1 ersichtlich, ist auch der Oberwagen offen ausgeführt, so dass die hier entstehende Abwärme von einem einfachen Fan gut abtransportiert werden kann. Weist der Oberwagen ein schützendes Gehäuse oder eine abdeckende Haube auf, kann die Abwärme, wie in der
DE 10 2020 002 160 A1 beschrieben, über eine Ablufteinrichtung zu einer Abluftöffnung in der Haube geführt werden.
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So beschreibt die
DE 10 2019 219 758 A1 , dass eine Rüttelplatte ein Gehäuse aufweisen kann, in dem die Verdichtungsvorrichtung wenigstens teilweise angeordnet ist. Aus der gattungsgemäßen
DE 32 30 747 A1 ist eine Vibrationsplatte bekannt, deren Antrieb innerhalb eines Raumes untergebracht ist, der im Wesentlichen allseits von einer Haube umschlossen ist, wobei der von der Haube umschlossene Raum mittels eines Gebläses unter einem Überdruck bezüglich Atmosphäre gehalten ist. Die
DE 10 2020 002 160 A1 beschreibt eine Rüttelplatte, welche eine zweiteilig ausgeführte Ablufteinrichtung zur Verringerung einer Lärmemission aufweist.
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Weiterhin ist in der
DE 18 06 093 A eine Bodenverdichtungsmaschine beschrieben, bei welcher ein Oberwagen und ein Unterwagen durch einen Druckgasraum voneinander entkoppelt sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Lösung zur Kühlung einer Bodenverdichtungsvorrichtung anzugeben.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Bodenverdichtungsvorrichtung zur Verdichtung eines Untergrundes, umfassend
- - einen Unterwagen mit einer Grundplatte,
- - einen Oberwagen, der schwingungsentkoppelt und in Kraft übertragender Weise mit dem Unterwagen verbunden ist und
- - zumindest einen Schwingungserreger, mittels dessen zumindest die Grundplatte des Unterwagens in eine Schwingung versetzbar ist, wobei der zumindest eine Schwingungserreger eine zumindest eine Antriebseinheit und eine zumindest eine Erregereinheit umfasst, von denen zumindest die Erregereinheit im Unterwagen angeordnet ist, wobei
die Bodenverdichtungsvorrichtung einen Luftstromgenerator zur Erzeugung eines Luftstroms und der Oberwagen einen im Wesentlichen geschlossenen Boden, insbesondere eine Bodenplatte, mit zumindest einem ersten Durchlass BD1 aufweist, der Oberwagen einen Luftkanal OWLK1 zur Lenkung des Luftstroms aufweist, und der Luftstrom von dem Oberwagen über den Luftkanal OWLK1 zur Kühlung der zumindest einen Erregereinheit durch den zumindest einen ersten Durchlass BD1 in den Unterwagen geführt ist,
wobei der im Wesentlichen geschlossene Boden des Oberwagens zumindest einen zweiten Durchlass BD2 aufweist, und der Unterwagen einen Luftkanal UWLK zur Lenkung des Luftstroms aufweist, durch welchen der Luftstrom aus dem Unterwagen durch den zumindest einen zweiten Durchlass BD2 zurück in den Oberwagen geführt ist..
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Dabei ist unter einem im Wesentlichen geschlossenen Boden eine - bis auf den gezielt angeordneten Durchlass BD1 und etwaige in Relation zu der Öffnungsfläche des Durchlasses BD1 kleine, mit Wirkung auf den Luftstrom vernachlässigbare Öffnungen - geschlossene Bodenfläche zu verstehen. Der geschlossene Boden kann als eine ebene Bodenplatte ausgeführt sein, oder aber auch gewölbt ausgeführt sein und/oder diverse Konturen aufweisen.
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Weiterhin ist unter einem Luftkanal ein Hohlkörper mit Öffnungen zu verstehen, beispielsweise in Form eines Rohres oder eines Schlauchs, der geeignet ist, einen Luftstrom ohne nennenswerten Verlust, d.h. zu über 90% Volumenprozent, von einer Eintrittsöffnung zu zumindest einer Austrittsöffnung zu führen, leiten oder zu lenken. Dabei kann die Bewegung des Luftstroms durch einen eingangsseitigen Überdruck, oder aber durch einen ausgangseitigen Unterdruck bedingt sein.
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Ein Durchlass im Boden des Oberwagens stellt eine in Relation auf den Volumenstrom des Luftstroms nicht vernachlässigbare, in ihrer Positionierung zur Lenkung des Luftstroms gezielt angeordnete, luftdurchgängige Öffnung im Boden des Oberwagens dar. Im Unterschied zu einer beispielsweise seitlichen Ausnehmung des Bodens ermöglicht der Durchlass dem Luftstrom, den Boden des Oberwagens zu durchdringen.
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Eine derartige Bodenverdichtungsvorrichtung weist mehrere Vorteile auf, von denen ein erster darin besteht, dass im Unterwagen angeordnete Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung, wie beispielsweise die Erregereinheit, nicht nur durch Wärmekonvektion, sondern durch einen aktiv erzeugten Luftstrom gekühlt werden können. Der aktiv zugeführte Luftstrom fördert den Wärmeaustausch und ermöglicht somit eine sehr viel schnellere und umfangreichere Wärmeabfuhr.
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Eine schnellere und umfangreichere Wärmeabfuhr wiederum ermöglicht es, den im Unterwagen verfügbaren Raum intensiver zu nutzen, indem in diesem zum Beispiel eine höhere Anzahl von Erregereinheiten und/oder zudem auch Antriebseinheiten angeordnet werden. Dabei können letztere beispielsweise elektrisch ausgeführt sein.
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Zugleich bietet eine derartige Bodenverdichtungsvorrichtung den Vorteil, dass für etwaige Mittel für die Wärmeabfuhr im Unterwagen kein zusätzlicher Raumbedarf im Unterwagen, beispielsweise zur Anordnung von Ventilatoren besteht. Vielmehr kann ein einziger im Oberwagen angeordneter Luftstromgenerator genutzt werden, sowohl im Oberwagen angeordnete Komponenten, als auch im Unterwagen angeordnete Komponenten mittels eines Luftstromes oder eines in mehrere Teilströme aufgefächerten Luftstromes zu kühlen.
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Darüber hinaus bietet eine derartige Bodenverdichtungsvorrichtung den Vorteil, dass ein Luftstrom durch einen ersten Durchlass BD1 derartig, zum Beispiel zentral, in den Unterwagen eingebracht werden kann, dass dieser im Zentrum des Unterwagens einen lokalen Überdruck erzeugt, bevor der Luftstrom durch einen Zwischenraum zwischen dem Boden des Oberwagens und dem Unterwagen seitlich entweicht. Dabei bietet der lokale Überdruck und der aus dem Unterwagen entweichende Luftstrom wiederum den Vorteil, dass ein Eindringen von baustellenbedingtem Schmutz oder Staub in den Unterwagen vermieden oder zumindest erschwert werden kann.
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Der Oberwagen der Bodenverdichtungsvorrichtung kann ein im Wesentlichen geschlossenes äußeres Gehäuse OGG mit zumindest einer Luftdurchtrittsöffnung LD1 aufweisen, wobei die Luftdurchtrittsöffnung LD1 insbesondere als Lufteintrittsöffnung ausgeführt sein kann, und wobei zumindest ein Abschnitt des Luftkanals OWLK1 teilweise oder vollständig durch Wände des Gehäuses OGG ausgeformt ist.
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Ein derartiges Gehäuse OGG, ausgeführt beispielsweise in Form einer geschlossenen Haube, welche den Innenraum gegenüber einer Bodenplatte oder in Verbindung mit Wänden des Oberwagens abschließt, bietet den Vorteil, dass für einen beispielsweise hinter einer als Eintrittsöffnung ausgeführten Luftdurchtrittsöffnung LD1 generierten Luftstrom keine andere Möglichkeit besteht, als durch den Durchlass BD1 in den Unterwagen zu entweichen. Das Gehäuse OGG kann damit nicht nur einen Schutz gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit, Staub und Schmutz einerseits und einer Reduktion von Geräuschemissionen andererseits, sondern zugleich allein durch seine Außenwände auch die Ausformung eines Luftkanals OWLK1 bieten. Mit anderen Worten kann der Luftkanal OWLK1 vollständig durch ein Außengehäuse geformt sein.
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Dabei ist unter einem im Wesentlichen geschlossenen Gehäuse OGG ein - bis auf die gezielt angeordneten Luftdurchtrittsöffnung LD1 und etwaige, in Relation zu der Öffnungsfläche der Luftdurchtrittsöffnung LD1 kleine, mit Wirkung auf den Luftstrom vernachlässigbare Öffnungen - luftdicht abgeschlossenes Gehäuse zu verstehen.
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Anders formuliert ist ein luftdicht abgeschlossenes äußeres Gehäuse OGG geeignet, einen Luftkanal OWLK1 zwischen einer Luftdurchtrittsöffnung LD1 und dem zumindest ersten Durchlass BD1 auszuformen.
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Erfindungsgemäß weist der im Wesentlichen geschlossene Boden des Oberwagens der Bodenverdichtungsvorrichtung, beispielsweise als Bodenplatte ausgeführt, zumindest einen zweiten Durchlass BD2, und der Unterwagen wenigstens einen Luftkanal UWLK zur Lenkung des Luftstroms auf, durch welchen der Luftstrom aus dem Unterwagen durch den zumindest einen zweiten Durchlass BD2 zurück in den Oberwagen geführt ist.
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Mit anderen Worten kann die Bodenverdichtungsvorrichtung vorteilhaft im Unterwagen einen Luftkanal aufweisen, welcher sich von dem zumindest ersten Durchlass BD1 zu zumindest einem zweiten Durchlass BD2 erstreckt. Damit kann die Bodenverdichtungsvorrichtung insgesamt einen kombinierten Luftkanal OWLK1+UWLK aufweisen, der von dem Oberwagen durch den zumindest einen ersten Durchlass BD1 in den Unterwagen und durch den zumindest einen zweiten Durchlass BD2 zurück in den Oberwagen geführt ist.
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Weiterhin vorteilhaft kann der Oberwagen der Bodenverdichtungsvorrichtung ein im Wesentlichen geschlossenes äußeres Gehäuse OGG mit zumindest zwei Luftdurchtrittsöffnungen LD1 und LD2 sowie zwei Luftkanälen OWLK1 und OWLK2 aufweisen, von welchen sich je einer zwischen einer jeweiligen Luftdurchtrittsöffnung LD1, LD2 und einem jeweiligen Durchlass BD1, BD2 erstreckt. In Summe wird somit ein Luftkanal OWLK1+ UWLK+OWLK2 erzielt, der die Führung eines Luftstroms durch eine erste Luftdurchtrittsöffnung LD1 in den Oberwagen hinein, durch den zumindest ersten Durchlass BD1 in den Unterwagen, durch den zumindest zweiten Durchlass BD2 zurück in den Oberwagen, und von dort durch die zweite Luftdurchtrittsöffnung LD2 nach außen ermöglicht.
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Vorteilhaft kann dabei ein Zwischenraum zwischen dem Boden des Oberwagens und dem Unterwagen mit einer seitlich umgebenden elastischen Wandung, zum Beispiel einem Faltenbalg, zur Ausbildung zumindest eines Abschnitts des Luftkanals UWLK im Unterwagen zwischen dem zumindest einen ersten Durchlass BD1 und dem zumindest einen zweiten Durchlass BD2 - abgesehen von potentiellen Auffächerungen oder Verzweigungen des UWLK - im Wesentlichen luftdicht abgeschlossen ausgeführt sein.
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Mit anderen Worten kann der Unterwagen gegenüber dem Boden des Oberwagens mit einer seitlichen elastischen Wandung abgeschlossen sein, so dass ein Luftkanal UWLK im Unterwagen geformt wird, dessen Einlass der zumindest eine erste Durchlass BD1 und dessen Auslass der zumindest eine zweite Durchlass BD2 ist.
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In Bezug auf eine äußere Gesamtform formuliert kann die Bodenverdichtungsvorrichtung einen Oberwagen mit einem geschlossenen äußeren Gehäuse OGG aufweisen und der Unterwagen ein starres, nach unten durch die Grundplatte geschlossenes und nach oben offenes äußeres Gehäuse UOG aufweisen, wobei die Gehäuse von Oberwagen OGG und Unterwagen UOG übereinander angeordnet und mit einer elastischen Wandung, insbesondere einem Faltenbalg, derart miteinander verbunden sind, dass ein Zwischenraum zwischen den starr ausgeführten Gehäusen von Oberwagen OGG und Unterwagen UOG durch die elastische Wandung zur Formung eines Luftkanals UWLK im Unterwagen im Wesentlichen luftdicht umschlossen ist.
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Alternativ kann ein Gehäuse des Unterwagens UEG ebenfalls als geschlossen bezeichnet werden, sofern die elastische Wand sowie die Unterseite des Oberwagens als ein den Unterwagen verschließender Deckel angesehen werden. In diesem Fall weist der Unterwagen ein im Wesentlichen geschlossenes, partiell elastisches Gehäuse UEG auf, welches nach oben durch den Boden des Oberwagens, nach unten durch die Grundplatte, und zu den Seiten mit einer elastischen Wandung abgeschlossen ist und dadurch einen Luftkanal UWLK zwischen den zumindest einen ersten Durchlass BD1 und dem zumindest einen Durchlass BD2 ausformt.
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Dabei bedeutet auch hier ein im Wesentlichen luftdichter Abschluss, dass etwaige parasitäre Öffnungen in Relation zur Größe des Luftkanals UWLK derart ausfallen, dass durch diese nur wenige Volumenprozent des von dem UWLK geführten Luftstroms entweichen können, so dass diese in ihrer Auswirkung auf die beabsichtigte Kühlwirkung vernachlässigbar sind.
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Darüberhinaus können im Unterwagen auch mehrere Luftkanäle UWLK ausgeformt sein, welche sich zwischen Paaren von ersten und zweiten Durchlässen BD1 und BD2, oder einem gemeinsamen Durchlass BD1 und mehreren Durchlässen BD2, oder umgekehrt, erstrecken.
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Dabei bieten die vorbeschriebenen Merkmale verschiedene Vorteile. So bietet eine Rückführung des Luftstroms in den Oberwagen den Vorteil, dass unter der Voraussetzung, dass der Luftstromgenerator im Oberwagen angeordnet ist, der Luftstrom nicht zwingend durch Überdruck bewegt werden muss. Vielmehr kann der Luftstromgenerator auch am Ende eines verketteten Luftkanals aus OWLK1, UWLK und OWLK2 angeordnet sein und der Luftstrom durch einen Unterdruck durch die Bodenverdichtungsvorrichtung bewegt werden.
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Dabei bietet diese Ausführungsvariante den Vorteil, dass bei Austritt des Luftstroms aus der Bodenverdichtungsvorrichtung in die freie Umgebung der Venturi-Effekt zur Ausbildung eines Luftstromverstärkers genutzt werden kann.
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Weiterhin weist die Rückführung des Luftstroms in den Oberwagen den Vorteil auf, dass der Luftstrom nicht in Bodennähe seitlich aus dem Zwischenraum herausgeblasen, und somit nicht unnötig Staub aufgewirbelt wird. Ebenso kann eine hoch gelegene Anordnung der Luftaustrittsöffnung dazu beitragen, ein Bedienpersonal nicht dem Abluftstrom aussetzen zu müssen.
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Darüber hinaus bietet eine Rückführung des Luftstroms in den Oberwagen zusätzliche Freiräume hinsichtlich der Anordnung von zu kühlenden Komponenten im Oberwagen, für die mit dem von außen frisch eingetretenen und dem zurückgeführten Luftstrom verschieden temperierte Luftströme zur Verfügung stehen.
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Schließlich bietet eine Rückführung des Luftstroms nach einer Kühlung von Antriebs- und/oder Erregereinheiten in den Oberwagen den Vorteil, die Temperatur des Luftstroms mit Temperaturfühlern präzise überwachen zu können.
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Vorteilhaft ist die Bodenverdichtungsvorrichtung derart ausgeführt, dass die zumindest eine Erregereinheit und etwaige weitere kühlungsbedürftige Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung in einem Luftkanal (OWLK1, OWLK2, UWLK) der Bodenverdichtungsvorrichtung angeordnet sind und von Teilströmen des Luftstroms umflossen werden.
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Weitere kühlungsbedürftige Komponenten neben der zumindest einen Erregereinheit können dabei insbesondere die zumindest eine oder mehrere Antriebseinheiten, elektrische Energiespeicher und elektrische Leistungsbauelemente, insbesondere bei einem elektrischen Antrieb sein.
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Zu dem Zweck, dass zu kühlende Komponenten von mehreren Teilströmen des Luftstroms umflossen werden, sodass ein möglichst guter Wärmeaustausch erzielbar ist, kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Längsachse der zumindest einen Erregereinheit oder die Längsachse des zumindest einen Schwingungserregers, die zumindest eine Antriebseinheit und die zumindest eine Erregereinheit umfassend, im Wesentlichen parallel oder in Aufsicht deckungsgleich zu einer direkten Verbindungsstrecke zwischen dem zumindest einen ersten Durchlass BD1 und dem zumindest einen zweiten Durchlass BD2 angeordnet sein.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, in dem die Bodenverdichtungsvorrichtung mehrere, insbesondere vier Erregereinheiten oder Schwingungserreger aufweist, können die Längsachsen der Erregereinheiten oder Schwingungserreger vorteilhaft sternförmig, insbesondere in Form eines X, zueinander angeordnet sein, wobei die ersten Durchlässe BD1 im Bereich des Kreuzungspunkts des Sterns, oder insbesondere des X, und die zweiten Durchlässe BD2 im Bereich der Endpunkte des Sterns, beziehungsweise insbesondere an den vier Endpunkten des X, angeordnet sein können. Durch eine derartige Anordnung der Durchlässe vor und hinter einer jeweiligen Erregereinheit, bzw. vor und hinter einem jeweiligen Schwingungserreger kann gewährleistet werden, dass ein jeweiliger Luftstrom, bzw. Luftteilstrom zwischen einem Durchlas BD1 und dem Durchlass BD2 von der jeweiligen Erregereinheit oder dem jeweiligen Schwingungserreger aufgeteilt wird und diese jeweils zur Linken wie zur Rechten von zwei kühlenden Teilströmen umflossen werden.
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Vorteilhaft können die Durchlässe BD1 im Bereich des Kreuzungspunktes des Sterns, insbesondere des X, zu einem gemeinsamen Durchlass BD1 kombiniert ausgeführt sein. Bei gleichen, beispielsweise durch symmetrische Anordnung der zu kühlenden Komponenten herbeigeführten Druckverhältnissen führt dies automatisch zu einer gleichmäßigen Auffächerung, beziehungsweise im umgekehrten Fall, zu einer Zusammenführung des Luftstroms.
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Sofern die Bodenverdichtungsvorrichtung mehrere Durchlässe BD1 und/oder mehrere Durchlässe BD2 aufweist, können in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Flächen der Durchlässe derart ausgestaltet sein, dass die Flächen der ersten Durchlässe BD1 und die Flächen der zweiten Durchlässe BD2 in etwa gleich groß ausgeführt sind oder eine Summe der Flächen der ersten Durchlässe BD1 in etwa einer Summe der Flächen der zweiten Durchlässe BD2 entspricht. Vorteilhaft kann durch die Dimensionierung der Durchlässe BD1, BD2 eine Portionierung von Teilströmen erfolgen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Bodenverdichtungsvorrichtung weist der Oberwagen zumindest eine Innenwand zur Ausformung eines Luftkanals oder zur Trennung mehrerer Luftkanäle, insbesondere eine geschlossene Innenwand, und im Speziellen insbesondere eine Innenwand mit je Seite unterschiedlichen, im besonders Speziellen zueinander entgegengesetzten, Strömungsrichtungen, auf.
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So ist es vorteilhaft mit Hilfe einer einzigen Innenwand möglich, einen Innenraum des Oberwagens der Bodenverdichtungsvorrichtung in zwei jeweils geschlossene Teilräume zu trennen, welche die beiden Luftkanäle OWLK1 und OWLK2 ausformen.
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Weiterhin vorteilhaft können die Luftkanäle OWLK1, OWLK2, UWLK innenliegende Leitflächen aufweisen, um innerhalb eines Luftkanals Auffächerungen, Düseneffekte, oder Richtungsänderungen zu bewirken. Auf diese Weise kann der Luftstrom aufgeteilt, eine fokussierte Kühlwirkung erzeugt, oder der Strömungswiderstand reduziert werden.
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Im konkreten Ausgestaltungsfall können die innenliegenden Leitflächen durch Bleche und/oder Komponenten im Sinne von Baugruppen wie beispielsweise einer Antriebseinheit ausgeformt sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Oberwagen der Bodenverdichtungsvorrichtung zumindest eine Innenwand auf, die zum einen die Funktion einer Kühlfläche für elektronische Leistungsbauelemente aufweist und zum anderen zugleich eine Wand zumindest eines Luftkanals, insbesondere eine Trennwand von zwei gegenläufigen Luftkanälen OWLK1 und OWLK2 ausformt. Als Beispiele für elektronische Leistungsbauelemente kann die Bodenverdichtungsvorrichtung beispielsweise Hochleistungshalbleiter und -schalter aufweisen, die beispielsweise für eine gemeinsame, untereinander abgestimmte Steuerung mehrerer elektrischer Antriebseinheiten eingesetzt sein können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Luftstromgenerator der Bodenverdichtungsvorrichtung als Ventilator oder als Luftstromverstärker, auch als „Air Amplifier“, „Air Multiplier“ oder „Bladeless Fan“ bezeichnet, ausgeführt und unmittelbar an einer Luftdurchtrittsöffnung angeordnet sein.
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Dabei bedeutet eine Anordnung des Luftstromgenerators unmittelbar an einer Luftdurchtrittsöffnung, dass der Luftstromgenerator derart unmittelbar vor, hinter oder in der Luftdurchtrittsöffnung angeordnet ist, dass der vom Luftstromgenerator erzeigte Luftstrom zwischen dem Luftstromgenerator und der Luftdurchtrittsöffnung nicht entweichen kann. Damit entfällt vorteilhaft die andernfalls gegebene Notwendigkeit, einen weiteren Luftkanal zwischen Luftstromgenerator und Luftdurchtrittsöffnung ausformen zu müssen.
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Die Bodenverdichtungsvorrichtung kann mehrere Luftstromgeneratoren aufweisen, welche parallel an mehreren Luftaustrittsöffnungen, parallel an mehreren Lufteintrittsöffnungen, oder kombiniert an zumindest einer Lufteintrittsöffnung sowie zumindest Luftaustrittsöffnung betrieben werden. Entsprechend wird der Luftstrom innerhalb der Bodenverdichtungsvorrichtung durch einen Überdruck, einen Unterdruck, oder einer Kombination aus beidem bewegt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Bodenverdichtungsvorrichtung wenigstens einen Luftstromgenerator, insbesondere einen Luftstromverstärker, unmittelbar an einer Luftaustrittsöffnung auf. Dabei bietet die Anordnung an einer Luftaustrittsöffnung den Vorteil, dass aufgrund der sich weitenden Öffnung des Luftkanals ins Freie ein Luftdruck innerhalb des bewegten Luftstroms abfällt und somit eine Sogwirkung entsteht. Diese kann durch eine gezielte Ausformung eines Kanalendes unter Ausnutzung des Venturi-Effekts, insbesondere durch die Ausgestaltung eines Luftstromverstärkers, effektiv genutzt werden. Dabei ist die Anordnung eines Luftstromverstärkers nicht zwingend auf eine Luftaustrittsöffnung beschränkt. Grundsätzlich kann auch an einer Lufteintrittsöffnung ein nach innen wirkender Luftstromverstärker angeordnet sein.
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Zur Ausformung eines Luftstromverstärkers kann die Bodenverdichtungsvorrichtung in Strömungsrichtung unmittelbar vor einer Luftaustrittsöffnung oder unmittelbar hinter einer Lufteintrittsöffnung einen im Wesentlichen ringförmigen Abschnitt eines sich öffnenden Hohlkegels oder Trichters aufweisen, wobei der Abschnitt entlang seiner verjüngten Seite eine zumindest teilweise, vorteilhaft jedoch vollständig umlaufende, spaltförmige Luftaustrittsöffnung des vorteilhaft als Kompressor ausgeführten Luftstromgenerators aufweist.
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Um den Venturi-Effekt nicht zu beeinträchtigen, können sich dabei Form und Fläche einer der Luftdurchtrittsöffnung zugewandten Seite des Abschnitts des Hohlkegels oder Trichters sowie Form und Fläche der Luftdurchtrittsöffnung einander entsprechen.
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Zeichnungen
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden, schematischen Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung;
- 2 eine Prinzipskizze des Aufbaus der beschriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung;
- 3 einen Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispiels der beschriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung;
- 4 eine Aufsicht auf die Bodenplatte eines Ausführungsbeispiels der beschriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung;
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung 1.
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Aus 1 ist eine Bodenverdichtungsvorrichtung 1 zur Verdichtung eines Untergrundes ersichtlich, wobei die Bodenverdichtungsvorrichtung 1 einen Unterwagen 2 mit einer Grundplatte 3, einen Oberwagen 4, der schwingungsentkoppelt und in Kraft übertragender Weise mit dem Unterwagen 2 verbunden ist, und mehrere, in 1 überwiegend verdeckte, jedoch aus 3 ersichtliche Schwingungserreger 5 umfasst.
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Mittels der Schwingungserreger 5 ist die Grundplatte 3 des Unterwagens 2 in eine Schwingung versetzbar, wobei die Schwingungserreger 5, ebenfalls aus 3 ersichtlich, jeweils eine Antriebseinheit 6 und jeweils eine Erregereinheit 7 umfassen, von denen die Erregereinheit 7 am Unterwagen 2 angeordnet ist.
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Die Bodenverdichtungsvorrichtung 1 weist einen hier nicht dargestellten Luftstromgenerator zur Erzeugung eines Luftstroms 8 auf, welcher durch eine Luftdurchtrittsöffnung LD1 16 in den Oberwagen 4 hinein und von dort, in 1 verdeckt, durch einen ersten Durchlass BD1 10 zur Kühlung der im Unterwagen 2 angeordneten Erregereinheiten 7 geführt ist.
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Zwischen dem Boden 9 des Oberwagens 4 und dem Unterwagen 2 ist ein Zwischenraum 18 ersichtlich, der, der besseren Anschaulichkeit halber hier nicht dargestellt, von einem Faltenbalg als elastische Wandung 19 luftdicht umschlossen ist.
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Von dem Unterwagen 2 aus wird der Luftstrom 8 durch einen zweiten Durchlass BD2 11, in 1 ebenfalls verdeckt, zurück in den Oberwagen 4 geführt, von wo er durch eine Luftdurchtrittsöffnung LD2 17 ins Freie geleitet wird.
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Das Prinzip des Aufbaus und der Ausgestaltung der Luftkanäle ist aus 2 ersichtlich.
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Wie aus 2 ersichtlich weist der Oberwagen 4 der Bodenverdichtungsvorrichtung 1 ein im Wesentlichen geschlossenes äußeres Gehäuse OGG 15 mit einer Luftdurchtrittsöffnung LD1 16 auf, durch welche der Luftstrom 8 in die Bodenverdichtungsvorrichtung 1 einströmen kann. Zur Führung des Luftstroms 8 weist der Oberwagen 4 den Luftkanal OWLK1 12 auf. Dabei wird der Luftkanal OWLK1 12 vollständig durch Wände des Gehäuses OGG 15 ausgeformt, zu denen auch die Innenwand 21 zu zählen ist, welche den Luftkanal OWLK1 12 seitlich gegenüber anderen Raumbereichen des Oberwagens 4, hier gegenüber dem gegenläufigen Luftkanal OWLK2, abschließt. Der Oberwagen 4 weist einen im Wesentlichen geschlossenen Boden 9 mit einem ersten Durchlass BD1 10 auf, durch welchen der Luftstrom 8 in den Unterwagen 2 geführt ist. In seiner Wirkung formt das Gehäuse OGG 15 einen Raumbereich aus, welcher sich als Luftkanal 12 von der Lufteintrittsöffnung BD16 zum dem Durchlass BD1 10 im Boden 9 zum Unterwagen 2 erstreckt.
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Im Ergebnis weist der Oberwagen 4 einen Luftkanal OWLK1 12 zur Lenkung des Luftstroms 8 auf, über den der Luftstrom 8 von außen durch den Oberwagen 4 hindurch und durch den zumindest einen ersten Durchlass BD1 10 hindurch in den Unterwagen 2 geführt ist, wo er zur Kühlung der Antriebseinheiten 6 und der Erregereinheiten 7 nutzbar ist.
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Analog zum Oberwagen 4 weist auch der Unterwagen 2 ein im Wesentlichen geschlossenes, jedoch partiell elastisches Gehäuse UEG 20 auf, welches nach oben durch den Boden 9 des Oberwagens 4, nach unten durch die Grundplatte 3, und zu den Seiten mit einer elastischen Wandung 19 abgeschlossen ist. Im Zusammenwirken mit den beiden Durchlässen BD1 9 und BD2 10 formt das Gehäuse UEG 20 in der Bodenverdichtungsvorrichtung 1 einen Luftkanal UWLK 13 aus, welcher sich zwischen dem ersten Durchlass BD1 10 und dem zweiten Durchlass BD2 11 erstreckt.
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Durch den Luftkanal UWLK 13 geführt, gelangt der Luftstrom 8 durch den zweiten Durchlass BD2 11 zurück in den Oberwagen 4, in welchem durch die Wände des Gehäuses OGG 15 einschließlich der geschlossenen Innenwand 21 ein zweiter Luftkanal 14 ausgeformt ist, durch welchen der Luftstrom 8 zu der zweiten Luftdurchtrittsöffnung LD2 17 geführt ist.
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Durch die geschlossen ausgeführte Innenwand 21 werden zwei Luftkanäle zugleich, Luftkanal OWLK1 12 und Luftkanal OWLK 14, ausgeformt, in welchen der Luftstrom 8 unterschiedliche, hier einander entgegengesetzte Strömungsrichtungen aufweist. Hier nicht dargestellt, kann die Innenwand 21 zugleich die Funktion einer Kühlfläche für elektronische Leistungsbauelemente aufweisen.
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3 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Bodenverdichtungsvorrichtung 1, aus welchem ein zentral gelegener Durchlass im Boden 9 den Oberwagens 4 ersichtlich ist, durch welchen der Luftstrom 8 in den Unterwagen 2 geführt wird.
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Im Unterwagen 2 sind zwei von 4 X-förmig angeordneten Schwingungserregern 5 sichtbar. Wie aus der Draufsicht auf die Bodenplatte als Boden 9 des Oberwagens 4 anhand von Montagebohrungen für die Antriebseinheiten 6 aus 4 ersichtlich, sind die Längsachsen 22 der Erregereinheiten 7, übereinstimmend mit den Längsachsen der Antriebseinheiten 6 sowie der Schwingungserreger 5, unterhalb der Bodenplatte in Form eines X angeordnet.
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Aus 4 weiterhin ersichtlich sind die Längsachsen 22 dabei im Wesentlichen parallel oder in Aufsicht deckungsgleich zu einer direkten Verbindungsstrecke zwischen einem ersten im Kreuzungspunkt des X gelegenen ersten Durchlass BD1 10 und vier an den Endpunkten des X gelegenen zweiten Durchlässen BD2 11 angeordnet.
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Dabei sind in dem Ausführungsbeispiel die vier ersten Durchlässe BD1 für die jeweiligen Schwingungserreger 5 zu einem gemeinsamen ersten Durchlass BD1 10 kombiniert worden. Dieser weist in etwa eine Größe auf, welche der Summe der Flächen der zweiten Durchlässe BD2 11 entspricht.
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Ein durch den gemeinsamen Durchlass BD1 10 in den Unterwagen 2 einströmender Luftstrom 8 wird im Unterwagen in vier Teilströme aufgefächert, welche durch die zweiten Durchlässe BD2 11 zurück in den Oberwagen 2 geleitet werden.
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Dabei umfließen die jeweiligen Teilströme auf ihrem Weg vom ersten Durchlass BD 1 10 zu dem jeweiligen zweiten Durchlass BD 2 11 einen auf deren jeweiligen Verbindungslinie angeordneten Schwingungserreger 5 mit Längsachse 22, so dass die Schwingungserreger 5 von einem bewegten Teil eines Luftstroms 8 umgeben sind und ein entsprechend guter Wärmeabtransport erzielt werden kann.
