DE10241200A1

DE10241200A1 - Vibration exciter for soil compaction equipment

Info

Publication number: DE10241200A1
Application number: DE10241200A
Authority: DE
Original assignee: Wacker Construction Equipment AG
Current assignee: Wacker Construction Equipment AG
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-03-25
Also published as: EP1534439B1; WO2004022250A1; CN100348339C; DE50306207D1; CN1678410A; US20060067796A1; HK1082458A1; EP1534439A1; JP4314194B2; JP2006501049A

Abstract

Ein Schwingungserreger für Bodenverdichtungsgeräte, z. B. für eine Vibrationsplatte, weist parallel oder koaxial zueinander stehende, gegenläufig mit gleicher Drehzahl antreibbare Unwuchtwellen (2, 3) auf, die jeweils eine feststehende Unwuchtmasse (4, 5, 16, 17) und eine relativ zur Unwuchtwelle (2, 3) drehbar bewegliche Unwuchtmasse (6, 18) tragen. Die Relativstellung einer jeweiligen beweglichen Unwuchtmasse (6, 16) bezüglich der sie tragenden Unwuchtwelle (2, 3) ist durch eine Einstelleinrichtung (9, 19) derart einstellbar, dass sich die bei Drehung der Unwuchtwellen (2, 3) durch die Unwuchtmassen erzeugten Fliehkräfte in jeder Drehstellung der Unwuchtwellen (2, 3) in ihrer Gesamtheit aufheben. Auf diese Weise ist es unter anderem möglich, dass eine Änderung der Relativstellung derart durchführbar ist, dass der Betrag einer aus den Unwuchtmassen resultierenden Gesamt-Fliehkraft proportional zu einer Fortbewegungs-Geschwindigkeit des Bodenverdichtungsgeräts ist.A vibration exciter for soil compaction equipment, e.g. B. for a vibration plate, has parallel or coaxial to each other, counter-drivable at the same speed unbalanced shafts (2, 3), each with a fixed unbalanced mass (4, 5, 16, 17) and one relative to the unbalanced shaft (2, 3) Wear rotatable, unbalanced mass (6, 18). The relative position of a respective movable unbalanced mass (6, 16) with respect to the unbalanced shaft (2, 3) carrying it can be set by an adjusting device (9, 19) such that the centrifugal forces generated by the unbalanced masses when the unbalanced shafts (2, 3) rotate cancel the unbalanced shafts (2, 3) in their entirety in each rotational position. In this way it is possible, among other things, that the relative position can be changed such that the amount of a total centrifugal force resulting from the unbalanced masses is proportional to a speed of travel of the soil compacting device.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger für ein Bodenverdichtungsgerät gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a vibration exciter for a Soil Compactor according to the generic term of claim 1.

Derartige Schwingungserreger werden vorwiegend bei Vibrationsplatten vorteilhaft eingesetzt und sind z. B. aus der EP 0 358 744 B1 bekannt.Such vibration exciters are mainly used advantageously with vibration plates and are such. B. from the EP 0 358 744 B1 known.

Ein ähnlicher Schwingungserreger ist in der DE 100 38 206 A1 beschrieben. Er weist zwei formschlüssig gegenläufig drehbar gekoppelte Unwuchtwellen auf, die jeweils eine feststehende Unwuchtmasse sowie eine relativ zu der feststehenden Unwuchtmasse und somit mit der Unwuchtwelle drehbar bewegliche Unwuchtmasse tragen. Die Stellung der beweglichen Unwuchtmassen ist durch Einstelleinrichtungen aktiv in einem größeren Bereich veränderbar.A similar vibration exciter is in the DE 100 38 206 A1 described. It has two unbalanced shafts that are coupled in a form-locking, counter-rotating manner, each of which carries a fixed unbalanced mass and an unbalanced mass that is rotatable relative to the fixed unbalanced mass and thus rotatable with the unbalanced shaft. The position of the movable unbalanced masses can be actively changed over a wide range by adjusting devices.

Bei Drehung der Unwuchtwellen ergibt sich durch das Zusammenwirken der verschiedenen Unwuchtmassen eine resultierende Gesamtkraft, die je nach Bedienerwunsch in Vorwärts- oder Rückwärts-Fahrtrichtung gerichtet sein kann. Die Änderung der Fahrtrichtung wird durch die die beweglichen Unwuchtmassen ansteuernden Einstelleinrichtungen bewirkt. Wenn der Bediener einen Stillstand des Bodenverdichtungsgeräts wünscht, wird die resultierende Kraft der Fliehgewichte in Vertikalrichtung gestellt. Das bedeutet auch, dass eine gezielte Verdichtung des Bodens im Stand der Maschine erreicht werden kann.When rotating the unbalanced shafts results through the interaction of the various unbalanced masses resulting total force, depending on the operator's request in forward or Reverse direction can be directed. The change the direction of travel is controlled by the moving unbalanced masses Setting devices causes. If the operator comes to a standstill Soil compaction equipment hopes the resulting force of the centrifugal weights is set in the vertical direction. This also means that a targeted compaction of the soil in the State of the machine can be reached.

Nicht immer aber wünscht der Bediener eine derart starke Verdichtung an einer lokal begrenzten Stelle des Bodens. Insbesondere beim Hin- und Herfahren der Vibrationsplatte kann im sogenannten Umkehr- oder Reversierpunkt eine übermäßig starke und somit nachteilige Verdichtung des Bodens erreicht werden, da die auf den Boden wirkende Kraft in dieser Stellung am größten ist, während sie sich bei der Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt der Vibrationsplatte und dem damit verbundenen Verschwenken des resultierenden Kraftvektors um beispielsweise 45° nach vorne oder hinten auf 1/√2 des Maximalwertes verringert.However, the operator does not always want such a high level of compaction at a locally restricted location on the ground. In particular when moving the vibrating plate back and forth, an excessively strong and thus disadvantageous compaction of the soil can be achieved in the so-called reversing or reversing point, since the force acting on the soil is greatest in this position, while it is in the forward or Reverse travel of the vibration plate and the associated pivoting of the resulting force vector by, for example, 45 ° forwards or backwards to 1 / √ 2 of the maximum value is reduced.

Auch wenn sich die beschriebenen Anordnungen demnach bei der Erd-, Sandoder Kiesverdichtung hervorragend bewährt haben, können sie sich bei der Verdichtung von Asphalt- oder Verbundsteinflächen als problematisch erweisen, da durch die im Reservierpunkt vorherrschende maximale Vertikalkraft punktuelle Setzungen auftreten können, die nicht mehr korrigierbar sind. Bei Asphaltwalzen wird daher üblicherweise im Reversierbetrieb die Vibration abgeschaltet, um ein zu tiefes Eindringen der Walze in den Asphalt bei der Richtungsumkehr zu vermeiden.Even if the described Arrangements are excellent for soil, sand or gravel compaction proven can have they are used when compacting asphalt or composite stone surfaces turn out to be problematic because of the prevailing in the reservation point maximum vertical force punctual settlements can occur that do not are more correctable. With asphalt rollers is therefore usually the vibration is switched off in reverse mode in order to Avoid penetration of the roller into the asphalt when changing direction.

Zur Lösung dieses Problems wird in der DE 199 43 391 A1 ein Schwingungserreger beschrieben, bei dem die Phasenlage der Fliehgewichte derart einstellbar ist, dass sich die Vertikalkomponenten der durch die Fliehgewichte erzeugten Fliehkräfte in jeder Drehstellung aufheben, während sich die Horizontalkomponenten der Fliehkräfte entsprechend gleichgerichtet addieren. Dies ermöglicht es, dass die Vibrationsplatte im Stand keine Vertikalschwingungen mehr in den Boden einbringt, sondern vielmehr über eine Bodenkontaktplatte Schubspannungen in den Boden einleitet, mit denen z. B. bei einer Asphaltoberfläche Risse und Poren in vorteilhafter Weise verdichtet werden können.To solve this problem is in the DE 199 43 391 A1 described a vibration exciter in which the phase position of the centrifugal weights can be set such that the vertical components of the centrifugal forces generated by the centrifugal weights cancel each other out, while the horizontal components of the centrifugal forces add up in the same direction. This makes it possible that the vibrating plate no longer brings vertical vibrations into the ground when standing, but rather introduces shear stresses into the ground via a ground contact plate, with which e.g. B. cracks and pores can be compacted in an advantageous manner on an asphalt surface.

Auch diese Anordnung hat sich in der Praxis hervorragend bewährt. Die im Standbetrieb der Vibrationsplatte herrschenden starken Horizontalschwingungen sind jedoch für den Bediener nicht immer angenehm und auch nicht immer zur Verdichtung der Bodenoberfläche erwünscht.This arrangement has also changed well proven in practice. The strong horizontal vibrations that occur when the vibrating plate is stationary are for not always pleasant for the operator and not always for compaction the floor surface he wishes.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungserreger der vorgenannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine übermäßig starke Verdichtung des Bodens im Standbetrieb aufgrund starker Vertikalschwingungen vermeiden lässt, ohne dass der Bediener bzw. der zu verdichtende Boden im Gegenzug starken Horizontalschwingungen ausgesetzt ist.Therefore, the object of the invention to develop a vibration exciter of the aforementioned type in such a way that is an excessively strong Soil compaction in stationary operation due to strong vertical vibrations can be avoided without the operator or the soil to be compacted in return exposed to strong horizontal vibrations.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schwingungserreger mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved by a vibration exciter with the features of claim 1 solved. Advantageous further developments are defined in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßer Schwingungserreger weist vorzugsweise zwei parallel zueinander stehende, gegenläufig mit gleicher Drehzahl antreibbare Unwuchtwellen auf, die jeweils eine feststehende Unwuchtmasse und eine relativ zu der feststehenden Unwuchtmasse bzw, der jeweiligen Unwuchtwelle drehbar bewegliche Unwuchtmasse tragen. Jeder der Unwuchtwellen ist eine Einstelleinrichtung zugeordnet, mit der sich die Relativstellung der jeweiligen beweglichen Unwuchtmasse bezüglich der sie tragenden Unwuchtwelle verstellen lässt. Erfin dungsgemäß sind die Relativstellungen der beweglichen Unwuchtmassen bezüglich der sie tragenden Unwuchtwellen durch die Einstelleinrichtungen derart einstellbar, dass sich die bei Drehung der Unwuchtwellen durch die Unwuchtmassen erzeugten Fliehkräfte in jeder Drehstellung der Unwuchtwellen in ihrer Gesamtheit aufheben. Das bedeutet, dass zwar jede Unwuchtmasse für sich eine Fliehkraft erzeugt; die Fliehkräfte sind jedoch richtungs- und betragsmäßig derart eingestellt, dass sie sich in der Gesamtsumme kompensieren. Der Schwingungserreger erzeugt somit in diesem Betriebszustand (Standstellung) keine Schwingungen, obwohl sich die Unwuchtwellen drehen.A vibration exciter according to the invention has preferably two parallel to each other, in opposite directions the same speed driven unbalanced shafts, each one fixed unbalanced mass and a relative to the fixed unbalanced mass or, the respective unbalanced shaft rotatable movable unbalanced mass wear. A setting device is assigned to each of the unbalanced shafts, with which the relative position of the respective movable unbalanced mass in terms of the unbalance shaft carrying it can be adjusted. According to the Invention Relative positions of the movable unbalanced masses with respect to the they carry unbalanced shafts through the adjustment devices in this way adjustable so that when the unbalanced shafts rotate, the Imbalance masses generated centrifugal forces cancel the whole of the unbalanced shafts in every rotational position. This means that each unbalanced mass generates centrifugal force; the centrifugal forces are set in terms of direction and amount such that they compensate for each other in the total. The vibration exciter generates no vibrations in this operating state (standing position), even though the unbalance shafts are rotating.

Dadurch lässt sich in besonders vorteilhafter Weise erreichen, dass sich die Größe der resultierenden Gesamt-Fliehkraft, d. h. die Schwingungsstärke, in Abhängigkeit von der Fortbewegungs-Geschwindigkeit der Vibrationsplatte einstellen lässt. Wird die Geschwindigkeit reduziert, reduziert sich auch die wirksame Fliehkraft in einem entsprechenden Verhältnis bis hin zum Stillstand der Maschine, bei dem keine resultierende Gesamt-Fliehkraft und somit keine Schwingung mehr vorliegt. Auf diese Weise lässt sich ein über die zu verdichtende Fläche sehr gleichmäßiger Energieeintrag in den Boden erreichen.It can thereby be achieved in a particularly advantageous manner that the size of the resulting total centrifugal force, ie the vibration strength, can be set as a function of the speed of movement of the vibration plate. If the speed is reduced, the effective centrifugal force is also reduced in a corresponding ver Ratio up to the standstill of the machine, in which there is no resulting total centrifugal force and therefore no more vibration. In this way, a very uniform energy input into the soil can be achieved over the area to be compacted.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Relativstellung auf jeder einzelnen der Unwuchtwellen derart einstellbar, dass sich die Fliehkräfte der von dieser Unwuchtwelle getragenen Unwuchtmassen in jeder Drehstellung der Unwuchtwelle aufheben. Das bedeutet, dass bereits bei dem Betrieb mit nur einer Unwuchtwelle eine Relativstellung erreicht werden kann, in der keine Schwingungswirkung vorliegt.In a special embodiment the invention is the relative position on each of the unbalanced shafts adjustable so that the centrifugal forces of this unbalanced shaft unbalanced masses in every rotational position of the unbalanced shaft cancel. This means that even with only one Unbalanced shaft a relative position can be reached in which none Vibration effect is present.

Um eine Fortbewegung des Bodenverdichtungsgeräts wie bei bekannten Geräten zu erreichen, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Relativstellungen derart veränderbar, dass sich die Fliehkräfte der Unwuchtmassen nicht aufheben, sondern dass eine resultierende Gesamt-Fliehkraft eine Horizontalkomponente aufweist. Damit lässt sich eine Fortbewegung der Vibrationsplatte, wie aus dem Stand der Technik bekannt, bewirken.To move the soil compactor as in known devices to achieve, are in a preferred embodiment of the invention Relative positions can be changed in such a way that the centrifugal forces the unbalanced masses do not cancel, but that a resulting Total centrifugal force has a horizontal component. With that you can a movement of the vibrating plate, as in the prior art known to cause.

Bei einem Richtungswechsel zwischen z. B. einer Vorwärts- und einer Rückwärts-Fahrtrichtung ist übergangsweise die bereits beschriebene Stand-Stellung einnehmbar, in der keine Schwingung in den Boden einwirkt. Damit lassen sich auch beim Richtungswechsel im Reversierpunkt unerwünschte Vertikal- bzw.When changing direction between z. B. a forward and a reverse direction of travel is transitional the already described standing position, in which none Vibration in the ground. It can also be used when changing direction undesirable vertical respectively.

Horizontalschwingungen vermeiden. Da die Verstellung der beweglichen Unwuchtmassen ausreicht, um die resultierende Fliehkraft mit der gewünschten Richtung und Größe zu erzeugen, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform nicht erforderlich, dass die Phasenlage der Unwuchtwellen zueinander veränderbar sein muss, wie dies z. B. bei dem in der DE 100 38 206 A1 beschriebenen Schwingungserreger der Fall ist.Avoid horizontal vibrations. Since the adjustment of the movable unbalance masses is sufficient to generate the resulting centrifugal force with the desired direction and size, it is not necessary in a preferred embodiment that the phase position of the unbalanced shafts must be mutually variable, as is the case, for. B. in the DE 100 38 206 A1 described vibration exciter is the case.

Der Begriff "Unwuchtmasse" ist im Zusammenhang mit dieser Beschreibung abstrakt gemeint. Selbstverständlich kann eine Unwuchtmasse auch aus mehreren Unwuchtelementen bestehen, die auf der jeweiligen Unwuchtwelle verteilt sind.The term "unbalance mass" is related to this description meant abstractly. Of course an unbalance mass can also consist of several unbalance elements, which are distributed on the respective unbalanced shaft.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:These and other advantages and features the invention are described below with the help of the accompanying Figures closer explained. Show it:

1 einen Schnitt in der Draufsicht durch einen erfindungsgemäßen Schwingungserreger in Standstellung; und 1 a section in plan view through a vibration exciter according to the invention in the standing position; and

2 schematische Schnitte durch zwei Unwuchtwellen in verschiedenen Drehstellungen mit den jeweiligen Stellungen der Unwuchtmassen. 2 schematic sections through two unbalanced shafts in different rotational positions with the respective positions of the unbalanced masses.

Wie bereits erwähnt, sind Schwingungserreger in vielfältigen Ausprägungen bekannt. Ebenso sind – wie z. B. in der DE 199 43 391 A1 dargelegt – sogenannte "Phaseneinstelleinrichtungen", also Einstelleinrichtungen zum Verstellen von Relativstellungen zwischen Unwuchtmassen und Unwuchtwellen bekannt. Da die Erfindung nicht die detaillierte und konkrete Gestaltung eines bestimmten Schwingungserregers oder einer bestimmten Einstelleinrichtung, sondern vielmehr eine dafür besonders geeignete, aber bisher nicht bekannte Relativstellung (Phasenlage) betrifft, ist eine detaillierte Beschreibung des Schwingungserregers nicht erforderlich.As already mentioned, vibration exciters in various forms are known. Likewise - such. B. in the DE 199 43 391 A1 explained - so-called "phase adjustment devices", ie adjustment devices for adjusting relative positions between unbalanced masses and unbalanced shafts. Since the invention does not relate to the detailed and specific design of a specific vibration exciter or a specific setting device, but rather to a relative position (phase position) that is particularly suitable but not yet known, a detailed description of the vibration exciter is not necessary.

Dennoch soll anhand von 1 kurz der Aufbau eines erfindungsgemäßen Schwingungserregers beschrieben werden.Nevertheless, based on 1 briefly the structure of a vibration exciter according to the invention will be described.

In einem Gehäuse 1 sind zwei Unwuchtwellen 2, 3 drehbar gelagert, wobei die Unwuchtwelle 2 von einem nicht dargestellten Antrieb drehend angetrieben wird.In one case 1 are two unbalanced shafts 2 . 3 rotatably supported, the unbalanced shaft 2 is rotatably driven by a drive, not shown.

Die Unwuchtwelle 2 trägt Unwuchtelemente 4 und 5, die mit der Unwuchtwelle 2 fest verbunden sind und eine feststehende Unwuchtmasse bilden.The unbalance shaft 2 carries unbalance elements 4 and 5 with the unbalanced shaft 2 are firmly connected and form a fixed unbalanced mass.

Weiterhin ist auf der Unwuchtwelle 2 eine drehbar bewegliche Unwuchtmasse 6 angeordnet, die über eine Nabe 7 und Lager 8 relativ zu der Unwuchtwelle 2 verdrehbar ist.Still on the unbalance shaft 2 a rotatable unbalanced mass 6 arranged over a hub 7 and bearings 8th relative to the unbalance shaft 2 is rotatable.

Die Relativstellung zwischen der beweglichen Unwuchtmasse 6 und der Unwuchtwelle 2 wird mit Hilfe einer Einstelleinrichtung 9 festgelegt. Das Wirkprinzip einer derartigen Einstelleinrichtung ist seit langem bekannt und z. B. in der DE 100 38 206 A1 beschrieben. Die Einstelleinrichtung 9 weist im Wesentlichen einen unter Hydraulikwirkung axial verstellbaren Kolben 10 auf, der in einem hohlen Bereich der Unwuchtwelle 2 axial hin- und herbewegbar ist. Der Kolben 10 trägt einen Querbolzen 11, der zwei in der Wandung der Unwuchtwelle 2 ausgebildete Längsnuten 12 durchdringt und in spiralförmige Nuten 13 eingreift, die auf der Innenseite der Nabe 7 ausgebildet sind. Bei axialer Verstellung des Kolbens 10 und damit des Querbolzens 11 verdreht sich somit die Nabe 7 und die von ihr getragene bewegliche Unwuchtmasse 6 relativ zu der Unwuchtwelle 2.The relative position between the moving unbalanced mass 6 and the unbalance shaft 2 with the help of an adjustment device 9 established. The operating principle of such an adjustment device has long been known and z. B. in the DE 100 38 206 A1 described. The adjustment device 9 essentially has a piston which is axially adjustable under hydraulic action 10 on that in a hollow area of the unbalance shaft 2 is axially reciprocable. The piston 10 carries a cross bolt 11 , the two in the wall of the unbalanced shaft 2 trained longitudinal grooves 12 penetrates and in spiral grooves 13 engages that on the inside of the hub 7 are trained. With axial adjustment of the piston 10 and thus the cross bolt 11 thus the hub turns 7 and the moving unbalanced mass it supports 6 relative to the unbalance shaft 2 ,

Die Unwuchtwelle 2 trägt weiterhin ein Zahnrad 14, das mit einem Zahnrad 15 kämmt, welches auf der Unwuchtwelle 3 angebracht ist. Über die Zahnräder 14 und 15 wird die Drehbewegung der angetriebenen Unwuchtwelle 2 auf die Unwuchtwelle 3 formschlüssig übertragen, die somit gegenläufig, aber mit gleicher Drehzahl dreht.The unbalance shaft 2 still carries a gear 14 that with a gear 15 combs which on the unbalance shaft 3 is appropriate. About the gears 14 and 15 the rotational movement of the driven unbalanced shaft 2 on the unbalance shaft 3 positively transmitted, which thus rotates in opposite directions, but at the same speed.

In gleicher Weise wie die Unwuchtwelle 2 trägt die Unwuchtwelle 3 zwei Unwuchtelemente 16, 17, die zusammen eine feststehende Unwuchtmasse bilden. Weiterhin ist eine auf der Unwuchtwelle 3 drehbar bewegliche Unwuchtmasse 18 vorgesehen, deren Relativstellung bezüglich der Unwuchtwelle 3 über eine Einstelleinrichtung 19 einstellbar ist. Da die Einstelleinrichtung 19 den gleichen Aufbau aufweist, wie die Einstelleinrichtung 9 wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.In the same way as the unbalanced shaft 2 carries the unbalance shaft 3 two unbalance elements 16 . 17 which together form a fixed unbalanced mass. There is also one on the unbalanced shaft 3 rotatable unbalanced mass 18 provided, the relative position of the unbalanced shaft 3 via an adjustment device 19 is adjustable. Because the adjuster 19 has the same structure as the setting device 9 there is no detailed description.

Die in dem Schnitt von 1 gezeigte Stellung der Unwuchtmasse entspricht der erfindungsgemäßen Relativstellung, in der sich die einzelnen, durch die jeweiligen Unwuchtmassen bzw. -elemente erzeugten Fliehkräfte in ihrer Gesamtheit aufheben (Standstellung). Das bedeutet, dass die Unwuchtwirkung der Unwuchtelemente 4, 5 bzw. 16, 17 einerseits und die Unwuchtwirkung der beweglichen Unwuchtmassen 6, 18 andererseits betragsmäßig identisch, aber entgegengesetzt sein müssen. Die zugehörigen mr-Werte (Produkte aus Masse m x Radius r des Unwuchtschwerpunkts) müssen entsprechend aufeinander abgestimmt sein.The in the cut of 1 The position of the unbalanced mass shown corresponds to the relative position according to the invention, in which the individual centrifugal forces generated by the respective unbalanced masses or elements cancel out in their entirety (Stand mode). That means the unbalance effect of the unbalance elements 4 . 5 respectively. 16 . 17 on the one hand and the unbalance effect of the moving unbalanced masses 6 . 18 on the other hand, identical in amount, but must be opposite. The associated mr values (products from mass mx radius r of the unbalance center of gravity) must be coordinated accordingly.

Als Ergebnis können demnach die Unwuchtwellen 2 und 3 rotieren, ohne dass eine nach außen wirksame Unwucht und somit eine Schwingung entsteht. Bei Verstellung der beweglichen Unwuchtmassen 6, 18 durch die Einstelleinrichtungen 9, 19 wird jedoch dieser Gleichgewichtszustand aufgehoben, so dass die gewünschten Vertikal- und Horizontalschwingungen zur Bodenverdichtung entstehen können.As a result, the unbalanced shafts can 2 and 3 rotate without an outward imbalance and thus vibration. When moving the unbalanced masses 6 . 18 through the adjustment devices 9 . 19 however, this state of equilibrium is removed, so that the desired vertical and horizontal vibrations for soil compaction can arise.

Die verschiedenen Relativstellungen und die sich daraus ergebenden Schwingungszustände sind in 2 dargestellt. 2 zeigt stark schematisierte Seitenansichten von rechts in 1.The various relative positions and the resulting vibration states are in 2 shown. 2 shows highly schematic side views from the right in 1 ,

Die schraffierten Halbkreise entsprechen den beweglichen, also verstellbaren Unwuchtmassen 6, 18, während die nicht schraffierten Halbkreise den bezüglich den Unwuchtwellen 2, 3 feststehenden Unwuchtmassen 4, 5 und 16, 17 entsprechen sollen, wie dies z. B. in dem Feld a) "Stand" von 2 erkennbar ist.The hatched semicircles correspond to the movable, i.e. adjustable, unbalanced masses 6 . 18 , while the non-hatched semicircles indicate the unbalanced shafts 2 . 3 fixed unbalance masses 4 . 5 and 16 . 17 should correspond to how this z. B. in the field a) "Stand" of 2 is recognizable.

Der in 1 dargestellte Zustand wird in Zeile a) von 2 unter der Überschrift "Stand" aufgegriffen. Die Drehrichtung der Unwuchtwellen 2, 3 und damit der Unwuchtmassen ist durch gekrümmte Pfeile dargestellt. Die feststehenden Unwuchtmassen 4, 5 bzw. 16, 17 stehen jeweils den beweglichen Unwuchtmassen 6, 18 gegenüber.The in 1 shown state is in line a) of 2 taken up under the heading "Stand". The direction of rotation of the unbalanced shafts 2, 3 and thus the unbalanced masses is shown by curved arrows. The fixed unbalance masses 4 . 5 respectively. 16 . 17 are the movable unbalance masses 6 . 18 across from.

In den Zeilen a) bis d) sind verschiedene Drehzustände der Unwuchtwellen 2, 3, jeweils um 90° verdreht, dargestellt. Die Drehrichtung der Unwuchtwellen 2, 3 ist selbstverständlich jedes Mal die gleiche.Lines a) to d) show different states of rotation of the unbalanced shafts 2 . 3 , rotated by 90 °. The direction of rotation of the unbalanced shafts 2 . 3 is of course the same every time.

Zum Erreichen einer Vorwärtsbewegung der Vibrationsplatte (linke Spalte von 2) werden die beweglichen Unwuchtmassen 6, 18 bezüglich der feststehenden Unwuchtmassen 4, 5 bzw. 16, 17 verdreht.To achieve a forward movement of the vibration plate (left column of 2 ) become the moving unbalanced masses 6 . 18 regarding the fixed unbalance masses 4 . 5 respectively. 16 . 17 twisted.

In dem gezeigten Beispiel ist die bewegliche Unwuchtmasse 6 um 90° relativ zu den feststehenden Unwuchtelemente 4, 5 sowie zur Unwuchtwelle 2 verdreht worden. Außerdem wurde die bewegliche Unwuchtmasse 18 bezüglich der feststehenden Unwuchtelemente 16, 17 auf der Unwuchtwelle 3 um 90° in die gleiche Richtung wie die bewegliche Unwuchtmasse 6 verdreht. Der entsprechende Zustand ist in 2a) in der Spalte "Vorwärts" dargestellt. Auch hier sind in der Spalte "Vorwärts" unter a) bis d) verschiedene Drehzustände der Unwuchtwellen 2, 3 gezeigt.In the example shown is the moving unbalanced mass 6 by 90 ° relative to the fixed unbalance elements 4 . 5 as well as to the unbalance shaft 2 been twisted. In addition, the moving unbalance mass 18 regarding the fixed unbalance elements 16 . 17 on the unbalance shaft 3 90 ° in the same direction as the moving unbalanced mass 6 twisted. The corresponding state is in 2a ) is shown in the "Forward" column. Here, too, there are different states of rotation of the unbalanced shafts in the "Forward" column under a) to d) 2 . 3 shown.

Es ist erkennbar, dass sich die Fliehkräfte aufgrund der Unwuchtmassen 4, 5 einerseits und 6 andererseits bzw. 16, 17 und 18 nicht mehr kompensieren, wie dies bei der Standrüttelung der Fall war. Vielmehr überlagern sich die Fliehkräfte derart, dass sich eine in a) dargestellte resultierende Kraft nach links oben ergibt, was der Vorwärts-Richtung entsprechen soll.It can be seen that the centrifugal forces change due to the unbalanced masses 4 . 5 on the one hand and 6 on the other hand or 16 . 17 and 18 no longer compensate, as was the case with the vibrating stand. Rather, the centrifugal forces overlap in such a way that one in a ) The resulting force to the top left shows what should correspond to the forward direction.

In 2c) entsteht eine entsprechende Gegenwirkung nach rechts unten. In diesem Fall stützt sich die Vibrationsplatte am Boden ab und leitet die Schwingungsenergie in den Boden ein.In 2c ) there is a corresponding counteraction to the bottom right. In this case, the vibration plate is supported on the floor and introduces the vibrational energy into the floor.

Eine Rückwärtsbewegung der Vibrationsplatte (in 2 nach rechts) ist in der rechten Spalte von 2 dargestellt. Dazu sind die beweglichen Unwuchtmassen 6 und 18 bezüglich der sie tragenden Unwuchtwellen 2, 3 in gegenüber der Vorwärtsrichtung entgegengesetzter Richtung und gegenüber der Standstellung um 90° verdreht worden, wie in 2a) in der Spalte "Rückwärts" erkennbar.A backward movement of the vibration plate (in 2 to the right) is in the right column of 2 shown. In addition there are the moving unbalance masses 6 and 18 regarding the unbalance shafts that carry them 2 . 3 rotated in the opposite direction to the forward direction and 90 ° compared to the standing position, as in 2a ) can be seen in the "Backward" column.

Hierdurch wird, wie in den a) und c) "Rückwärts" durch gerade Pfeile dargestellt, eine Hin- und Herschwingung der Vibrationsplatte nach rechts oben bzw. links unten erreicht, was in einer Rückwärtsfahrt resultiert.This will, as in the a ) and c) "Backward" represented by straight arrows, a vibration of the vibration plate to the top right and bottom left reached, which results in a backward drive.

Die in 2 gezeigten Stellungen der Unwuchtmassen sind Extremstellungen. Je nach Ausbildung der Einstelleinrichtungen 9, 19 sind auch beliebige Zwischenstellungen, d. h. andere Verstellwinkel als 90° erreichbar, so dass ein kontinuierlicher Wechsel zwischen Vorwärtsfahrt, Standbetrieb und Rückwärtsfahrt erreicht werden kann.In the 2 Positions of the unbalanced masses shown are extreme positions. Depending on the training of the adjustment devices 9 . 19 Any intermediate positions, ie adjustment angles other than 90 °, can also be reached, so that a continuous change between forward travel, stationary operation and reverse travel can be achieved.

Für die Einstelleinrichtungen 9, 19 ist es einerseits möglich, auf bekannte Mittel, wie Hydrauliksteuerung, Elektromotoren, elektromechanische Stellglieder etc. zurückzugreifen. Alternativ dazu kann bei einer vereinfachten Ausführungsform auch eine Ansteuerung der beweglichen Unwuchtmassen mit Hilfe von einfachen Zug-Druckkabeln erfolgen, die über einen gemeinsamen Geber vom Bediener ansteuerbar sind. Dadurch lassen sich auch bei einfacheren Vibrationsplatten erhebliche Kosten sparen.For the adjustment devices 9 . 19 it is possible, on the one hand, to use known means, such as hydraulic control, electric motors, electromechanical actuators, etc. As an alternative to this, in a simplified embodiment the movable unbalanced masses can also be controlled with the aid of simple push-pull cables which can be controlled by the operator via a common transmitter. This allows considerable costs to be saved even with simpler vibration plates.

Um einen präzisen Wechsel zwischen den einzelnen Betriebszuständen zu erreichen, sollte die Verstellung der Relativstellungen durch die Einstelleinrichtungen 9, 19 synchron durchführbar sein. Gegebenenfalls kann es darüber hinaus aber auch zweckmäßig sein, eine individuelle Verstellbarkeit der beweglichen Unwuchtmassen ohne Synchronisierungszwang zu ermöglichen.In order to achieve a precise change between the individual operating states, the adjustment of the relative positions should be done by the adjustment devices 9 . 19 be carried out synchronously. If necessary, however, it may also be expedient to enable the movable unbalanced masses to be individually adjusted without the need for synchronization.

Der kontinuierliche Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, bei dem übergangsweise der Standbetrieb ohne Schwingungserzeugung einnehmbar ist, ermöglicht es, dass der Betrag der resultierenden Fliehkraft und somit die wirksame Schwingung proportional zu der Fortbewegungs-Geschwindigkeit der Vibrationsplatte anpassbar ist. Je langsamer die Vibrationsplatte fährt, desto geringer ist die resultierende Fliehkraft, bis im Stillstand der Vibrationsplatte, z. B. im Reversierpunkt, keine Schwingung mehr in den Boden eingeleitet wird. Diese proportionale Abhängigkeit ergibt sich aus dem Aufbau des erfindungsgemäßen Schwingungserregers, ohne dass aufwändige Regelungsmaßnahmen ergriffen werden müssen.The continuous change between forward and backward travel, in which the stationary operation can be assumed temporarily without generating vibrations, makes it possible for the amount of the resulting centrifugal force and thus the effective vibration to be adjustable in proportion to the speed of travel of the vibrating plate. The slower the vibration plate travels, the lower the resulting centrifugal force until the vibration plate is at a standstill, e.g. B. at the reversing point, no more vibration is introduced into the ground. This proportional dependency results from the structure of the vibration exciter according to the invention gers without having to take complex regulatory measures.

Selbstverständlich ist es mit dem erfindungsgemäßen Schwingungserreger auch möglich, andere Relativstellungen als die in 2 gezeigten einzunehmen. Bei entsprechender Ausbildung der Einstelleinrichtungen 9, 19 lassen sich z. B. Relativstellungen erreichen, bei denen im Stillstand der Vibrationsplatte zwar keine Vertikalschwingungen, aber dafür starke Horizontalschwingungen erzeugt werden, wie in der DE 199 43 391 A1 bekannt.Of course, it is also possible with the vibration exciter according to the invention to set different relative positions than that in FIG 2 shown to take. With appropriate training of the setting devices 9 . 19 can z. B. Achieve relative positions, in which no vertical vibrations but strong horizontal vibrations are generated when the vibrating plate is stationary, as in the DE 199 43 391 A1 known.

Die Erfindung ist am Beispiel eines Schwingungserregers nach 1 erläutert worden. Selbstverständlich lässt sich das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip auch auf andere Schwingungserreger übertragen, die z. B. mehrere bewegliche Unwuchtmassen oder eine andere Anzahl von Unwuchtwellen aufweisen.The invention is based on the example of a vibration exciter 1 have been explained. Of course, the principle on which the invention is based can also be applied to other vibration exciters which, for. B. have several movable unbalanced masses or a different number of unbalanced shafts.

Claims

Vibration exciter for soil compaction equipment, with unbalanced shafts that are parallel or coaxial to one another and can be driven in opposite directions at the same speed ( 2 . 3 ), each of the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) an unbalanced mass fixed on it ( 4 . 5 ; 16 . 17 ) and an unbalanced mass that rotates relative to it ( 6 . 18 ), and each of the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) an adjustment device ( 9 . 19 ) to adjust the relative position of the respective moving unbalanced mass ( 6 . 18 ) regarding the unbalance shaft carrying it ( 2 . 3 ) is assigned, characterized in that the relative positions by the adjusting devices ( 9 . 19 ) can be set so that the rotation of the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) due to the unbalanced masses ( 4 . 5 ; 16 . 17 ; 6 . 18 ) generated centrifugal forces in every rotational position of the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) in their entirety.

Vibration exciter according to claim 1, characterized in that the relative position on each of the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) is adjustable in such a way that the centrifugal forces of the unbalanced masses carried by this unbalanced shaft ( 4 . 5 . 6 ; 16 . 17 . 18 ) in any rotational position of the unbalanced shaft.

Vibration exciter according to claim 1 or 2, characterized characterized in that to cause the soil compacting device to move in a horizontal direction first direction, the relative positions can be changed such that the centrifugal forces the unbalance masses do not cancel, but a result of the centrifugal forces Total centrifugal force has a horizontal component.

Vibration exciter according to claim 3, characterized in that when changing between the first direction and an opposite one second direction, the relative positions defined in claim 1 temporarily are ingestible.

Vibration exciter according to one of claims 1 to 4, characterized in that a change in the relative positions so feasible is that the amount of one resulting from the unbalanced masses Total centrifugal force proportional to a speed of locomotion of the soil compactor is.

Vibration exciter according to claim 5, characterized in that the change the relative positions can be carried out continuously.

Vibration exciter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) are positively rotatably coupled with each other.

Vibration exciter according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the phase position of the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) cannot be changed to each other.

Vibration exciter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the adjustment of the relative positions by the adjusting devices ( 9 . 19 ) on the unbalanced shafts ( 2 . 3 ) can be carried out synchronously.

Vibration exciter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the adjusting devices ( 9 . 19 ) can be operated electrically, hydraulically, pneumatically or mechanically.

Vibration exciter according to one of Claims 1 to 10, characterized in that at least some of the unbalanced masses consist of several unbalanced elements ( 4 . 5 ; 16 . 17 ) is formed.