DE102022127864A1 - Schwingungserzeuger - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Schwingungserzeuger (1) mit vier jeweils ein Unwuchtgewicht (U1, U2, U3, U4) tragenden Elektromotoren (E1, E2, E3, E4) für einen Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte (2). Dabei weist der Schwingungserzeuger (1) zwei separate und nebeneinander angeordnete Baugruppen (B1, B2) mit je zwei Elektromotoren (E1, E2; E3, E4) auf, wobei jede Baugruppe (B1, B2) zwei feststehende Tragachsen (T1, T2; T3, T4) aufweist, an denen je ein Elektromotor (E1, E2; E3, E4) montiert ist. Die zwei Tragachsen (T1, T2; T3, T4) jeder Baugruppe (B1, B2) sind in einem Verbindungsbereich (V1, V2) stirnseitig miteinander verbunden oder einstückig miteinander ausgebildet und verlaufen unter einem Winkel α mit 90° ≤ α < 180° gewinkelt zueinander, so dass die Rotationsachsen (A1, A2; A3, A4) der zwei Elektromotoren (E1, E2; E3, E4) jeder Baugruppe (B1, B2) um einen Relativwinkel β = (180° - α) mit 0 < β ≤ 90° zueinander verdreht sind. Jede Baugruppe (B1, B2) ist mittels zweier Tragachsenhalter (H1, H2; H3, H4), die an je einem Endabschnitt des freien Endes der beiden Tragachsen (T1, T2; T3, T4) ansetzen, direkt oder indirekt mit der Bodenkontaktplatte (2) verbunden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungserzeuger mit vier jeweils ein Unwuchtgewicht tragenden Elektromotoren für einen Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte und eine Baugruppe zur Verwendung in einem Schwingungserzeuger.
  • Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte, die häufig auch als Rüttelplatten bezeichnet werden, und Schwingungserzeuger für derartige Bodenverdichter mit mehreren Antriebseinheiten für je ein Unwuchtgewicht sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausgestaltungen bereits bekannt.
  • Dabei ist es hinlänglich bekannt (vgl. z.B. die EP 15344439 B1 ), dass sich bei geeigneter Anordnung von zwei jeweils ein identisches Unwuchtgewicht tragenden Antriebseinheiten mit gleicher Orientierung der Rotationsachse und gegenläufigem Antrieb die horizontalen Kraftkomponenten der von den zwei Unwuchtgewichten erzeugten Fliehkräfte, welche auf die Bodenkontaktplatte einwirken, aufheben können, wenn die relative Phasenlage der Antriebseinheiten bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit der gegenläufig angetriebenen Unwuchtgewichte so eingestellt wird, dass die horizontalen Kraftkomponenten der Fliehkräfte der beiden Unwuchtgewichte stets gleich groß und gegengerichtet sind. Dabei kann gleichzeitig dafür Sorge getragen sein, dass die vertikalen Kraftkomponenten stets gleichgerichtet sind und sich somit aufaddieren. So kann durch geeignete Einstellung der relativen Phasenlage der zwei Antriebseinheiten eine stets senkrecht zum Boden gerichtete Vibrationsbewegung erzeugt werden, ohne dass sich der Bodenverdichter in eine bestimmte Richtung bewegt. So kann ein Bodenverdichter den Boden im Stand verdichten.
  • Wenn jedoch demgegenüber die relative Phasenlage der beiden Unwuchtgewichte verstellt wird, dann lassen sich mit zwei gleich orientierten Antriebseinheiten mit jeweils senkrecht zur Vorwärtsrichtung des Bodenverdichters liegender Rotationsachse auch Betriebszustände realisieren, bei denen sich die horizontalen Kraftkomponenten der bewegten Unwuchten nicht aufheben, so dass der Bodenverdichter dann eine Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt vollzieht. Dies ist hinlänglich bekannt.
  • Die WO 2006/136446 A1 erläutert ferner, dass zur Ermöglichung einer Seitwärtsbewegung (d.h. in eine senkrecht oder quer zur Vorwärtsrichtung liegenden Richtung) eines Bodenverdichters vorteilhaft vorgesehen sein kann, dass die Schwingungserregereinrichtung (wenigstens) vier Unwuchtmassen aufweist, die jeweils um eine Rotationsachse drehbar angetrieben sind, wobei die Drehachsen von wenigstens zwei der Unwuchtmassen winklig zu den Drehachsen der anderen Unwuchtmassen stehen. Hiermit kann also ein Bodenverdichter auch zu einer seitwärts gerichteten Bewegung angetrieben werden. Ferner sind mit entsprechend winklig angeordneten Rotationsachsen der Unwuchtmassen auch Drehbewegungen um eine Vertikalachse eines entsprechend gestalteten Bodenverdichters möglich. Die hierdurch ebenfalls ermöglichte Realisierung von resultierenden Querkräften (quer bzw. senkrecht zu der die Vorwärts-/ Rückwärtsfahrt vorgebenden Längsrichtung des Bodenverdichters) mit gleichzeitigem Kraftanteil in Längsrichtung ist auch für eine Bodenverdichtung auf schiefen Flächen von gro-ßem Vorteil, was aus dem Stand der Technik ebenfalls bereits bekannt ist.
  • In diesem Zusammenhang schlägt die WO 2006/136446 A1 bereits eine Anordnung von mehreren (z.B. vier) Einzelerregern vor, die jeweils wenigstens eine der Unwuchtmassen und eine die jeweilige Unwuchtmasse tragende Unwuchtwelle aufweisen. Da jeder Einzelerreger dabei auf geeignete Weise separat an der Bodenkontaktplatte montiert werden muss, ergibt sich für eine derartige Anordnung von separaten Einzelerregern auf einer Bodenkontaktplatte ein hoher Platzbedarf, der in der Praxis, insbesondere wenn ein besonders kompakter Bodenverdichter bereitgestellt werden soll, häufig nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Ferner erweist sich die Notwendigkeit zur Befestigung von insgesamt vier separaten Einzelerregern auch montagetechnisch als vergleichsweise aufwendig.
  • Aus der DE 1297928 ist es zudem bereits bekannt, dass bei einem Schwingungserzeuger für Baumaschinen ein Elektromotor mit einem an einer feststehenden, d.h. nicht rotierenden, (Träger-)Achse getragenen Stator verwendet werden kann, bei welchem das Unwuchtgewicht an einem als Außenläufer gestalteten Rotor des Elektromotors montiert ist, der um die feststehende Achse rotiert.
  • Vor dem Hintergrund des vorstehend genannten Stands der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schwingungserzeuger für einen Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte bereitzustellen, welcher möglichst einfach und kompakt aufgebaut ist und mit welchem ein Bodenverdichter bevorzugt sowohl in Längsrichtung (vorwärts/rückwärts) als auch in einer Querrichtung (seitwärts links/rechts) antreibbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Schwingungserzeuger für einen Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte nach Anspruch 1 gelöst, welcher vier jeweils ein Unwuchtgewicht tragende Elektromotoren aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schwingungserzeuger zwei separate und nebeneinander angeordnete Baugruppen mit je zwei Elektromotoren aufweist. Dabei weist jede Baugruppe zwei feststehende Tragachsen auf, an denen je ein Elektromotor montiert ist, wobei die zwei Tragachsen jeder Baugruppe in einem Verbindungsbereich stirnseitig miteinander verbunden oder einstückig miteinander ausgebildet sind. Ferner ist vorgesehen, dass die zwei Tragachsen jeder Baugruppe unter einem Winkel α mit 90° ≤ α < 180° gewinkelt zueinander verlaufen, so dass die Rotationsachsen der zwei Elektromotoren jeder Baugruppe um einen Relativwinkel β = (180° - α) mit 0 < β ≤ 90° zueinander verdreht sind. Und schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jede Baugruppe mittels zweier Tragachsenhalter, die an je einem Endabschnitt des freien Endes der beiden Tragachsen ansetzen, direkt oder indirekt mit der Bodenkontaktplatte verbunden ist.
  • Durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Merkmalskombination ergeben sich mehrere Vorteile.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Verbindung der beiden winklig zueinander verlaufenden Tragachsen (bzw. alternativ deren einstückiger Ausbildung miteinander) sowie aufgrund der auf je einer der Tragachsen erfolgenden Anordnung eines Elektromotors reicht es für eine hinreichend stabile Montage der Baugruppe aus, dass die gesamte Baugruppe (mit den zwei verbundenen Tragachsen und den daran montierten Elektromotoren samt Unwuchtgewichten) im erfindungsmäßen Sinne mit zwei Tragachsenhaltern direkt oder indirekt an der Bodenkontaktlatte montiert ist. Es muss also nicht jeder Elektromotor bzw. jede Tragachse separat und beidseits mit der Bodenkontaktplatte verbunden sein, was den Platzbedarf des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers im Vergleich zu einer Einzelmontage der verwendeten Elektromotoren und Tragachsen deutlich reduziert. Dadurch reduziert sich letztlich auch der Montageaufwand, da somit nicht pro Elektromotor und Tragachse zwei hinreichend stabile Verbindungen zur Bodenkontaktplatte hergestellt werden müssen, sondern lediglich zwei solcher Verbindungen pro Baugruppe mit zwei Elektromotoren.
  • Dadurch dass die Rotationsachsen der zwei Elektromotoren jeder Baugruppe um einen von Null verschiedenen Relativwinkel β (zwischen 0° und 90°) verdreht sind, wobei der Relativwinkel β zur Erzielung eines möglichst kompakten Aufbaus vorteilhaft auch nur zwischen 10° und 45° oder, nochmals vorteilhaft, zwischen 15° und 35° liegen kann, ergibt sich gleichzeitig die Möglichkeit, die verschiedenen Elektromotoren so anzusteuern, dass ein mit dem erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger ausgestatteter Bodenverdichter nicht nur in Längsrichtung (Vorwärts-/Rückwärtsrichtung), sondern auch in einer quer oder senkrecht zur Längsrichtung erfolgenden Querrichtung bewegt werden kann und dass dieser bei geeigneter Ansteuerung der Elektromotoren auch um eine Vertikalachse gedreht werden kann.
  • Der Winkel α kann entsprechend vorteilhaft in einem Bereich zwischen 135° und 170° oder in einem Bereich zwischen 145° und 165° liegen, womit einerseits eine kompakte Bauweise der jeweiligen Baugruppe ermöglicht wird und andererseits noch eine zueinander verdrehte Orientierung der beiden Elektromotoren mit hinreichend großem Relativwinkel β vorliegt, so dass ein wirksamer Antrieb des Bodenverdichters in Querrichtung erfolgen kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass jeder Elektromotor einen das jeweilige Unwuchtgewicht tragenden Rotor aufweist, der an (mindestens oder genau) einer Lagerstelle, z.B. mittels eines Wälzlagers, drehbar an der (feststehenden, also nicht rotierenden) Tragachse gelagert und als Außenläufer zur Rotation um einen an der jeweiligen Tragachse befestigten Stator ausgebildet ist. Der Rotor und das vom Rotor getragene Unwuchtgewicht können somit in vorteilhafter Weise an insgesamt nur einer Lagerstelle (insbesondere mittels eines Wälzlagers) drehbar an der dem jeweiligen Elektromotor zugeordneten Tragachse befestigt sein, so dass zur Lagerung von Rotor und Unwuchtgewicht an der jeweiligen Tragachse keine ansonsten übliche Mehrzahl an Lagerstellen benötigt wird, was sich auch im Hinblick auf einen möglichst reibungsarmen Betrieb des erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers als vorteilhaft erweist.
  • Selbstverständlich kann bei der vorgenannten Ausgestaltung des Elektromotors mit einem als Außenläufer verwendeten Rotor in üblicher Weise vorgesehen sein, dass der festsehende Stator geeignete Spulenwicklungen aufweist, welche mit am Rotor vorgesehenen Permanentmagneten zum Antrieb des Rotors und des vom Rotor getragenen Unwuchtgewichts zusammenwirken. Die Zuführung der für die Kontaktierung der Statorspulen notwendigen elektrischen Leiter kann bei Bedarf durch einen Hohlraum in der feststehenden Tragachse im Bereich des dort montierten Stators erfolgen.
  • Von Vorteil ist ferner, wenn alle vier Elektromotoren zur Verstellung der Phasenlage und Drehrichtung der einzelnen Elektromotoren individuell ansteuerbar sind, so dass an einem mit dem erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger ausgestatteten Bodenverdichter unter geeigneter Vorgabe der Phasenlage und Drehrichtung der einzelnen Elektromotoren verschiedene Betriebs- und Fahrzustände für den Bodenverdichter vorgegebenen werden können.
  • Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung vorteilhaft vorgesehen sein, dass jede Tragachse zur Erzielung einer bedarfsgerechten Stabilität im Verbindungsbereich einen in Richtung zum Verbindungsbereich anwachsenden Durchmesser aufweist, wobei insbesondere ein stufenartiges Anwachsen des Durchmessers der jeweiligen Tragachsen vorgesehen sein kann. Insbesondere können dabei die zwei winklig zueinander verlaufenden Tragachsen in dem Bereich mit vergrößertem Durchmesser (z.B. durch geeignete Verschraubung) miteinander verbunden werden.
  • Als besonders zweckmäßig erweist es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn beide nebeneinander angeordneten Baugruppen unter Erzielung eines Gleichteilekonzepts aus baugleichen Komponenten hergestellt sind. Die beiden Baugruppen können dabei insbesondere exakt identisch oder zueinander spiegelsymmetrisch ausgestaltet sein.
  • Ferner kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mittels der zwei Baugruppen, die je zwei Elektromotoren in winkliger Anordnung aufweisen, eine X- oder O-Anordnung der insgesamt vier Elektromotoren realisiert ist, so dass bei einem mit dem Schwingungserzeuger ausgestatteten Bodenverdichter und geeigneter Einstellung der Phasenlage und Drehrichtung der Elektromotoren sowohl eine Vorwärts- und Rückwärtsfahrt als auch eine Seitwärtsfahrt in Querrichtung nach links oder rechts möglich ist. Was dabei unter einer X- oder O-Anordnung wird nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit 2 noch näher erläutert.
  • Weiterhin kann in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zwei Tragachsen jeder Baugruppe in spiegelsymmetrischer Anordnung zu einer Mittelachse der Bodenkontaktplatte liegen. Eine derart symmetrische Anordnung erlaubt nicht nur eine besonders kompakte Bauweise des erfindungsgemä0en Schwingungserzeugers, sondern erleichtert auch dessen Steuerbarkeit unter geeigneter Ansteuerung der einzelnen Elektromotoren.
  • Vorteilhaft kann außerdem vorgesehen sein, dass in den Rotor jedes Elektromotors ein Lüfterrad integriert ist. Hiermit lässt sich bei gleichzeitiger Erzielung einer kompakten Bauweise eine hinreichende Kühlung der jeweiligen Elektromotoren sicherstellen.
  • Und schließlich sei darauf hingewiesen, dass sich das vorstehend erläuterte Erfindungskonzept mit einer besonders kompakten Bauweise für einen Schwingungserzeuger auch bereits mit der in Anspruch 9 beanspruchten Baugruppe zur Verwendung in einem Schwingungserzeuger realisieren lässt, und zwar unabhängig davon, ob die Baugruppe oder der Schwingungserzeuger zur Verwendung in einem Bodenverdichter oder aber zur Einleitung von möglichst universell vorgebbaren Schwingungen in sonstige Bauteile vorgesehen ist und auch unabhängig davon, ob die beanspruchte Baugruppe, wie vorstehend erläutert, mit einer weiteren Baugruppe kombiniert wird oder auf andere Weise als Bestandteil eines Schwingungserzeugers mit weiteren Komponenten Verwendung findet.
  • Eine solche Baugruppe weist erfindungsgemäß zwei feststehende Tragachsen auf, an denen je ein ein Unwuchtgewicht tragender Elektromotor montiert ist und welche in einem Verbindungsbereich stirnseitig miteinander verbunden oder einstückig miteinander ausgebildet sind. Die Tragachsen verlaufen unter einem Winkel α mit 90° ≤ α < 180° gewinkelt zueinander, so dass die Rotationsachsen der zwei Elektromotoren der Baugruppe um einen Relativwinkel β = (180° - α) mit 0 < β ≤ 90° zueinander verdreht sind. Ferner weist die Baugruppe zwei Tragachsenhalter auf, die an je einem Endabschnitt des freien Endes der beiden Tragachsen ansetzen und auf geeignete Weise mit einem in Schwingung zu versetzenden Bauteil verbindbar sind.
  • Für diese separat beanspruchte Baugruppe gelten ersichtlich die weiter oben bereits in Zusammenhang mit dem Schwingungserzeuger diskutierten Aspekte und die hierfür als bevorzugt beschriebenen Ausgestaltungen in gleicher Weise, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen werden darf.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
    • 1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Schwingungserzeugers 1 für einen Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte 2 in perspektivischer Ansicht,
    • 2 eine Draufsicht auf den in 1 gezeigten Schwingungserzeuger,
    • 3 eine teilweise Draufsicht auf die in den 1 und 2 links dargestellte Baugruppe B1 in einer um 90° verdrehten Ansicht,
    • 4 einen Querschnitt durch die Baugruppe B1 aus 3, und
    • 5 eine perspektivische und teilweise gebrochene Ansicht auf die in den 1 und 2 rechts dargestellte Baugruppe B2 zur Veranschaulichung weiterer Details.
  • In den 1 und 2, welche ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers 1 für einen Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte 2 in perspektivischer Ansicht und in einer Draufsicht zeigen, ist gut zu erkennen, dass der Schwingungserzeuger insgesamt vier jeweils ein Unwuchtgewicht U1, U2, U3, U4 tragende Elektromotoren E1, E2, E3, E4 aufweist, deren jeweilige Rotationsachsen A1, A2, A3, A4 (siehe insbesondere 2) gewinkelt zueinander stehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Unwuchtgewichte U1, U2, U3, U4 jeweils an einem Rotor R1, R2, R3, R4 des jeweiligen Elektromotors E1, E2, E3, E4 befestigt.
  • Der Schwingungserzeuger 1 weist zwei separate und nebeneinander angeordnete Baugruppen B1, B2 mit jeweils zwei Elektromotoren E1, E2 bzw. E3, E4 auf. Jede Baugruppe B1, B2 weist ferner zwei feststehende (also nicht rotierende) Tragachsen T1, T2 bzw. T3, T4 auf, an denen je ein Elektromotor E1, E2, E3, E4 montiert ist, wobei die zwei Tragachsen T1, T2 bzw. T3, T4 jeder Baugruppe B1, B2 in einem Verbindungsbereich V1, V2, in welchem die jeweiligen Tragachse T1, T2, T3, T4 zur Erzielung einer besseren Stabilität einen erweiterten Durchmesser aufweisen, stirnseitig miteinander verbunden sind. In alternativer (nicht dargestellter) Ausführung könnten die zwei gewinkelt zueinander verlaufenden Tragachsen T1, T2 bzw. T3, T4 jeder Baugruppe B1, B2 auch einstückig miteinander ausgeführt sein.
  • Die beiden Tragachsen T1, T2 bzw. T3, T4 jeder Baugruppe B1, B2 verlaufen unter einem Winkel α mit 90° ≤ α < 180° gewinkelt zueinander, so dass die Rotationsachsen A1, A2 bzw. A3, A4 der zwei Elektromotoren E1, E2 bzw. E3, E4 jeder Baugruppe B1, B2 um einen Relativwinkel β = (180° - α) mit 0 < β ≤ 90° zueinander verdreht sind. Aufgrund des Umstands, dass die zwei Tragachsen T1, T2 bzw. T3, T4 jeder Baugruppe B1, B2 in spiegelsymmetrischer Anordnung zu einer Mittelachse M der Bodenkontaktplatte liegen, sind die Rotationsachsen A1, A2, A3, A4 der je zwei in 2 oberhalb und unterhalb der Mittelachse M angeordneten Elektromotoren E1, E2, E3, E4 jeweils um einen Winkel ±(β/2) zu verschiedenen Seiten gegenüber einer senkrecht zur Mittelachse liegenden Achse verdreht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Rotationsachsen A1, A2 bzw. A3, A4 der Elektromotoren E1, E2 bzw. E3, E4 in jeder Baugruppe B1, B2 um einen Relativwinkel β = 25° zueinander verdreht. Der Winkel α beträgt im gezeigten Beispiel somit 155°. Die Rotationsachsen A1, A2, A3, A4 aller Elektromotoren E1, E2, E3, E4 sind somit um einen Winkel von ±12,5° relativ zu einer senkrecht auf der Mittelachse M liegenden Achse verdreht. Mit dieser Anordnung lässt sich erkennbar eine sehr kompakte Bauweise für die zwei nebeneinander angeordneten Baugruppen B1, B2 und den Schwingungserzeuger 1 realisieren.
  • Und schließlich ist jede Baugruppe B1, B2 (ausschließlich) mittels zweier Tragachsenhalter H1, H2 bzw. H3, H4, die an je einem Endabschnitt des freien Endes der beiden Tragachsen T1, T2 bzw. T3, T4 ansetzen bzw. angreifen, indirekt mit der Bodenkontaktplatte 2 verbunden, da die in Form von Lagerböcken ausgestalteten Tragachsenhalter H1, H2, H3, H4 vorliegend an einem Montagerahmen 3 befestigt sind, der seinerseits mit der Bodenkontaktplatte 2 verschraubt ist. Selbstverständlich ist in alternativer Ausführung auch eine direkte Befestigung / Verschraubung der Tragachsenhalter H1, H2, H3, H4 an der Bodenkontaktplatte 2 möglich. Bei den in Form von Lagerböcken ausgestalteten Tragachsenhaltern H1, H2, H3, H4 wird ein Abschnitt eines freien Endes der jeweiligen Tragachse zwischen zwei miteinander verschraubten Klemmelementen verklemmt und ist so fest darin gehalten.
  • Da jede Baugruppe nur mittels zweier Tragachsenhalter H1, H2 bzw. H3, H4 mit der Bodenkontaktplatte 2 verbunden ist und da die Tragachsen T1, T2, T3, T4 in ihrem jeweiligen Verbindungsbereich V1, V2, untereinander mit ausreichender Stabilität stirnseitig verbunden sind, kann auf eine zusätzliche Lagerung der Tragachsen T1, T2, T3, T4 jeder Baugruppe B1, B2 zwischen den beiden dort montierten Elektromotoren E1, E2 bzw. E3, E4 verzichtet werden.
  • Im gezeigten Beispiel sind die vier Elektromotoren E1, E2, E3, E4 in einer sogenannten „O-Anordnung“ angeordnet, wobei das „O“ den rautenartigen Verlauf der vier Rotationsachsen A1, A2, A3, A4 der Elektromotoren E1, E2, E3, E4 in der Draufsicht aus 2 andeutet. Würde man bei der Anordnung aus 2 die beiden nebeneinander liegenden Baugruppen B1, B2 vertauschen, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich wäre, so ergäbe sich eine „X-Anordnung“, da dann die Rotationsachsen A1, A2, A3, A4 ein am ehesten einem „X“ gleichendes Muster mit zwei sich zunächst einander annähernden und dann wieder entfernenden Schenkeln bilden.
  • Die in den 1 und 2 dargestellte Anordnung aus einer Bodenkontaktplatte 2 mit darauf angeordnetem Schwingungserzeuger kann in üblicher Weise zu einem Bodenverdichter in Art einer Rüttelplatte vervollständigt werden. Hierzu wird die Bodenkontaktplatte über geeignete Schwingungsentkopplungselemente mit einer Obermasse gekoppelt, wobei die Obermasse einen oberen Teil des Bodenverdichters darstellt, in welchem in an sich bekannter Art und Weise ein Energiespeicher (Akku) zur Versorgung der Elektromotoren mit der hierfür benötigten elektrischen Energie und eine die Elektromotoren zur Erzielung verschiedener Betriebszustände geeignet ansteuernde Steuereinheit vorgesehen ist.
  • Die 3 und 4 zeigen nochmals eine Draufsicht auf und eine Querschnittsdarstellung durch die in den 1 und 2 jeweils links dargestellte Baugruppe B1, welche auch als Ausführungsbeispiel für die separat beanspruchte Baugruppe angesehen werden kann.
  • In 4 ist dabei gut zu erkennen, dass die beiden Tragachsen T1, T2, der Baugruppe B1 einen ausgehend von ihrem freien Ende in Richtung zum Verbindungsbereich V1 stufenartig anwachsenden Durchmesser aufweisen. Im Verbindungsbereich V1 liegen die beiden winklig zueinander verlaufenden Tragachsen T1, T2 einander stirnseitig an und sind dort unter Erzielung einer flanschartigen Verbindung mittels geeigneter Schrauben 4 miteinander verschraubt, was lediglich in der teilgebrochenen Darstellung der weiteren und insoweit identisch aufgebauten Baugruppe B2 in 5 zu erkennen ist.
  • 4 zeigt außerdem, dass der elektromotorisch angetriebene Rotor R1, R2 jedes Elektromotors E1, E2 der dargestellten Baugruppe B1 jeweils an genau einer Lagerstelle L1, L2 drehbar an der jeweiligen Tragachse T1, T2 gelagert ist, wozu ein in den Zeichnungen lediglich schematisch angedeutetes Wälzlager W1, W2 dient. Der jeweilige Rotor R1, R2 ist als Außenläufer zur Rotation um einen an der jeweiligen Tragachse T1, T2 befestigten Stator S1, S2 ausgebildet, wobei die Elektromotoren E3, E4 der weiteren Baugruppe B2 jeweils identisch aufgebaut sind (vgl. hierzu auch 5). In dem den jeweiligen Stator S1, S2 umgebenden Bereich des jeweiligen Rotors R1, R2 sind über den Umfang des Rotors R1, R2 verteilt Permanentmagnete P1, P2 angeordnet, die zum elektromotorischen Antrieb des Rotors R1, R2 in üblicher Weise mit im Außenbereich des jeweiligen Stators S1, S2 angeordneten Spulenwicklungen (nicht dargestellt) und dem dabei bei geeigneter Bestromung der Spulen erzeugten Magnetfeld zusammenwirken.
  • Schließlich ist in den 4 und 5 noch zu erkennen, dass in den baugleichen Rotoren R1, R2, R3, R4 der erfindungsgemäß verwendeten Elektromotoren E1, E2, E3, E4 ein Lüfterrad F platzsparend integriert ist, mit welchem ein zum Kühlen des jeweiligen Elektromotors E1, E2, E3, E4 geeigneter Luftstrom erzeugbar ist.
  • 5 zeigt eine teilgebrochene perspektivische Ansicht auf die in den 1 und 2 rechts dargestellte Baugruppe B2, die noch ein paar weitere, vorstehend bereits erwähnte Details zur Gestaltung der Baugruppe B2 erkennen lässt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 15344439 B1 [0003]
    • WO 2006136446 A1 [0005, 0006]
    • DE 1297928 [0007]

Claims (9)

  1. Schwingungserzeuger (1) mit vier jeweils ein Unwuchtgewicht (U1, U2, U3, U4) tragenden Elektromotoren (E1, E2, E3, E4) für einen Bodenverdichter mit einer Bodenkontaktplatte (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (1) zwei separate und nebeneinander angeordnete Baugruppen (B1, B2) mit je zwei Elektromotoren (E1, E2; E3, E4) aufweist, wobei jede Baugruppe (B1, B2) zwei feststehende Tragachsen (T1, T2; T3, T4) aufweist, an denen je ein Elektromotor (E1, E2; E3, E4) montiert ist, wobei die zwei Tragachsen (T1, T2; T3, T4) jeder Baugruppe (B1, B2) in einem Verbindungsbereich (V1, V2) stirnseitig miteinander verbunden oder einstückig miteinander ausgebildet sind und unter einem Winkel α mit 90° ≤ α < 180° gewinkelt zueinander verlaufen, so dass die Rotationsachsen (A1, A2; A3, A4) der zwei Elektromotoren (E1, E2; E3, E4) jeder Baugruppe (B1, B2) um einen Relativwinkel β = (180° - α) mit 0 < β ≤ 90° zueinander verdreht sind, und wobei jede Baugruppe (B1, B2) mittels zweier Tragachsenhalter (H1, H2; H3, H4), die an je einem Endabschnitt des freien Endes der beiden Tragachsen (T1, T2; T3, T4) ansetzen, direkt oder indirekt mit der Bodenkontaktplatte (2) verbunden ist.
  2. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Elektromotor (E1, E2, E3, E4) einen das jeweilige Unwuchtgewicht (U1, U2, U3, U4) tragenden Rotor (R1, R2, R3, R4) aufweist, der an wenigstens oder genau einer Lagerstelle (L1, L2, L3, L4) drehbar an der Tragachse (T1, T2, T3, T4) gelagert und als Außenläufer zur Rotation um einen an der jeweiligen Tragachse (T1, T2, T3, T4) befestigten Stator (S1, S2, S3, S4) ausgebildet ist.
  3. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle vier Elektromotoren (E1, E2, E3, E4) zur Verstellung der Phasenlage und Drehrichtung der einzelnen Elektromotoren (E1, E2, E3, E4) individuell ansteuerbar sind.
  4. Schwingungserzeuger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Tragachse (T1, T2, T3, T4) zur Erzielung einer bedarfsgerechten Stabilität im Verbindungsbereich (V1, V2) einen in Richtung zum Verbindungsbereich anwachsenden Durchmesser aufweist.
  5. Schwingungserzeuger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Baugruppen (B1, B2) unter Erzielung eines Gleichteilekonzepts aus baugleichen Komponenten hergestellt sind.
  6. Schwingungserzeuger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der zwei je zwei Elektromotoren (E1, E2; E3, E4) aufweisenden Baugruppen (B1, B2) eine X- oder O-Anordnung der Elektromotoren (E1, E2; E3, E4) realisiert ist, so dass bei geeigneter Einstellung der Phasenlage und Drehrichtung der Elektromotoren (E1, E2; E3, E4) sowohl eine Vorwärts- und Rückwärtsfahrt als auch eine Seitwärtsfahrt nach links oder rechts eines mit dem Schwingungserzeuger (1) ausgestatteten Bodenverdichters möglich ist.
  7. Schwingungserzeuger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Tragachsen (T1, T2; T3, T4) jeder Baugruppe (B1, B2) in spiegelsymmetrischer Anordnung zu einer Mittelachse (M) der Bodenkontaktplatte liegen.
  8. Schwingungserzeuger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rotor (R1, R2, R3, R4) jedes Elektromotors (E1, E2; E3, E4) ein Lüfterrad (F) integriert ist.
  9. Baugruppe (B1) zur Verwendung in einem Schwingungserzeuger, wobei die Baugruppe (B1) zwei feststehende Tragachsen (T1, T2) aufweist, an denen je ein ein Unwuchtgewicht (U1, U2) tragender Elektromotor (E1, E2) montiert ist und welche in einem Verbindungsbereich (V1) stirnseitig miteinander verbunden oder einstückig miteinander ausgebildet sind und unter einem Winkel α mit 90° ≤ α < 180° gewinkelt zueinander verlaufen, so dass die Rotationsachsen (A1, A2) der zwei Elektromotoren (E1, E2) der Baugruppe (B1) um einen Relativwinkel β = (180° - α) mit 0 < β ≤ 90° zueinander verdreht sind, und wobei die Baugruppe (B1) zwei Tragachsenhalter (H1, H2) aufweist, die an je einem Endabschnitt des freien Endes der beiden Tragachsen (T1, T2) ansetzen und mit einem in Schwingung zu versetzenden Bauteil verbindbar sind.
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