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Vibrations-Straßenwalze Die Erfindung betrifft eine Vibrations-Straßenwalze,
bei der die Drehachse des vibrierenden Walzenkörpers in federnden; Lagern am Fahrzeugrahmen
gelagert ist und an ihren Enden zwischen dem Walzenkörper und den federnden Lagern
ein nabenartiges, mit exzentrischem Schwungkörper versehenes, dreh-bares- Gehäuse
trägt, das um die Drehachse des, Walzenkörpers herum von einem Antrieb in Drehung
versetzt wird.
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Bei Straßenwalzen dieser Art führt der Walzenkörper gegen den elastischen
Widerstand des Lagerbocks der Walzenachse lediglich eine einfache, nach oben und
unten hin- und hergehende Bewegung mit fortwährend veränderter Beschleunigung in
der lotrechten Komponentenrichtung aus. Hierdurch wird auf den Boden ein unterschiedlicher
Druck ausgeübt, der nur eine- geringe Wirksamkeit besitzt, insbesondere wenn es
sich um die weitere Verfestigung eines an sich schon harten oder mit Kies oder Schotter
bedeckten Bodens handelt.
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Es wurde auch eine Straßenwalze bekannt, bei der die Vibrationswalze
keine völlig freie Oszillationsbewegung ausführen kann, sondern, hierin durch zwei
feste, mit dem Maschinengestell fest verbundene Lagerkränze begrenzt ist, die die
Walzenachse beiderseits des Walzenkörpers umgeben; und genau ko@axi@al angeordnet
sind. Infolgedessen führt die Walzenachse uni damit auch diel Walze selbst keine
Querbewegung in Form einer hin- und hergehenden Bewegung aus, sondern diese Achse
überträgt die Erschütterungen auf die Innenwandungen der Lagerkränze. Diese- Walze
führt infolgedessen ruckartige Bewegungen in radialer Richtung aus, die gegenüber
den bei der erstgenannten Ausführungsform auftretenden hin- und hergehenden Bewegungen
mit unterschiedlichen Beschleunigungen eine größere Wirksamkeit aufweisen. Jedoch
wird hierbei die Amplitude der diskontinuierlichen Bewegurig in axialer Richtung
der Walze nur in unerwünschter Weise verkleinert wirksam werden.
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Die Erfindung bezweckt, die vorstehenden, ungünstigen Erscheinungen
zu vermeiden, dabei jedoch eine möglichst einfache und leicht zu wartende Vibrations-Straßenwalze
zu: schaffen, und zwar besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vibrations-Straßenwalze
zu schaffen, deren. Walzenkörper ruckartige Schwingungsbewegungen ausführt, die
entlang der arbeitenden Erzeugenden des Walzenkörpers voll auf den zu verfestigenden
Boden einwirken, wobei plötzliche beträchtliche Beschleunigungsänderungen Schliagwirkungen
ausüben, die in einem einzigen Arbeits-bzw. Überrollvorgang eine sehr viel bessere
Bearbeitungswirkung hervorrufen als die Vibrations-Straßenwalzen der obigen bekannten
Bauweisen, insbesondere wenn der zu verfestigende Boden an sich bereits hart oder
mit groben Kies oder Schotter bedeckt ist. Die Erfindung geht hierzu von einer Vibrations-Straßenwalze
der eingangs genannten Art aus und sieht vor, daß der Walzenkörper nur in bezug
auf Längsbewegung und Drehung fest mit der Drehachse verbunden, hingegen mit radialem
Spiel auf dieser Achse gelagert ist.
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Bei dieser Anordnung schlägt bzw. hämmert die Achse während ihrer
Bewegung in axialer Richtung auf die Walze und erteilt ihr ruckartige Bewegungen.
Da die Achse außerdem mit radialem Spiel in der Walze gelagert ist, übernimmt die
Walze die radialen Bewegungen, die eine größere Amplitude aufweisen als die Achse
selbst, wodurch die Wirksamkeit einer solchen Straßenwalze erhöht wird.
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Die in den Lagerböcken gehaltenen Enden der Achse des Walzenkörpers
sind infolge der radialen Beanspruchung durch die Unwucht Biegekräften ausgesetzt,
die nicht nur veränderlich sind, sondern sich auch wegen der Drehung der Walze und
der Enden der Achse in radial unterschiedlicher Richtung auswirken. Daraus folgt
eine rasche Abnutzung dieser Achse, deren Anordnung in den Vibrationswalzen der
bekannten Bauweisen, bei denen die Achse mit der Walze fest verbunden ist, das sehr
kostspielige Auswechseln der gesamten Walze erforderlich macht. Um diesen Nachteil
zu vermeiden, kann bei der vorliegenden Vihrations-Straßenwalze in vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung die Drehachse aus je einem beiderseits des Walzenkörpers
angebrachten Achsschenkel bestehen, der mit radialem Spiel an der seitlichen Abschlußwange
des Walzenkörpers angreift.
Da hierdurch die Achse einen von der.'Walze
getrennten Teil darstellt, ergibt sich der Vorteil, idaß bei .der bekannten hohen
Abnutzung dieser Achs. zur Instandsetzung der Straßenwalze lediglich die Montage
eines neuen AchsstumiAiels erforderlich ist.
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Ferner 'können zweckmäßig .die federnden -Lager der Drehachse aus
einem ringförmigen Gummikörper bestehen, der in der Mitte ein Gleitlager für den
entsprechenden Achsschenkel -enthält und in ein Gehäuse eingespannt ist, das unter
demFahrzeugrahmen mit Hilfe eines Gummikörpers-lefestigt ist.
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Bei einem zweckmäßige n,Ättsführungsbeispiel der Erfindung ist jeder
Achsschenkel-mit-einem runden Flansch versehen, der mit radialem Spiel in einer
kreisförmigen Aussparung auf der Außenseite der zugehörigen seitlichen Abschlußwange
des Walzenkörpers sitzt, wobei die Flansche und Abschlußwangen durch Kupplungsmittel,-welche
ein radiales Spiel zulassen, drehfest miteinander verbunden sind.
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Ein herstellungstechnisch besonders günstiger Aufbau ergibt sich hierbei;
l;venn die Kupplungsmittel kreisförmig angeordnete Schraubenbolzen aufweisen, die
fest an den seitlichen Abschlußwangen sitzen und die durch Löcher der Flansche treten,
welche größer sind, als der Schaftdurchmesser der Schraubenbolzen ist, und vorzugsweise
mit` durch Splinte gesperrten Gewindemuttern versehen sind, die von den Flanschen
durch aus Gummi und bzw. oder Lagermetall bestehende Scheiben getrennt sind.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen für ein Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigen Fig. @1 bis 3 Seitenansichten dreier Straßenwalzen mit
einer nach der Erfindung ausgebildeten vibrierenden Walzentrommel, Fig. 4 einen
axialen Schnitt durch eine solche Walzentrommel, Fig. 5 einen Längsschnitt eines
Achsschenkels mit seinen Lagern und der Vorrichtung zur Erzeugung der Vibrationen
in größerem Maßstab, Fig.6 eine Ansicht der Walzentrommel oder des Walzenkörpers
von der Ebene VI-VI der Fig. 5 aus. Die Geräte gemäß Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen
zeigen Anwendungsbeispiele für eine vibrierende Walze 1 nach der Erfindung, die
in federnden Lagern 2 des Fahrzeugrahmens 3 gelagert ist. Auf dem Rahmen 3 ist durch
federnde Stützen ein Motor 4 befestigt, der zur Erzeugung der Vibration der Walze
1 dient und durch einen Riemen- oder Kettentrieb 5 auf der Drehachse der Walze 1
angeordnete Schwungkörper in Drehung versetzt.
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Gemäß Fig. 1 kann die Walze durch einen Schlepper 6 fortbewegt werden,
mit dem der Fahrzeugrahmen 3 durch ein federndes Kardangelenk 7 verbunden ist. Der
Fahrer sitzt auf dem Sitz B. Mit Hilfe der Lenkstange 9 und der federnd am Rahmen
3 befestigten Fußstützen 10 kann er das Fahrzeug lenken.
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Bei dem in Fig.2 gezeigten Anwendungsbeispiel schiebt ein hinterer
Schlepper 11 die Walze 1 vor sich her, deren Fahrzeugrahmen 3 auch in diesem Fall
mit dem Schlepper 11 durch ein federndes Kardangelenk-12 verbunden ist. Das Lenken
des Fahrzeugs erfolgt nunmehr durch ein Lenkrad 13 und einen Lenker 14, durch den
die Richtung des Schleppers 11 in bezug auf diejenige des Fahrzeugrahmens 3 geändert
wird.
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Bei dem Anwendungsbeispiel nach Fig.3 ist der Fahrzeugrahmen 3 mit
dem hinteren Ende eines Schleppers 46, vorzugsweise durch eine federnde Kupplung,
verbunden. Diese Anordnung ist bei Geräten von großer Leistung anwendbar, wobei
zusätzlich ein Wasserbehälter 15 auf dem Fahrzeugrahmen zum Berieseln des Bodens
während des Arbeitens der Walze angeordnet sein kann. Die auf dem Fahrzeugrahmen
sitzenden Teile können durch eine Haube 16
geschützt werden (auch im Falle
von Fig. 1 und 2).
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Biegsame Gestänge, vorzugsweise Bowdenzüge, verbinden den Führerstand
mit der Ausrückkupplung und dem Gashebel des zur Erzeugung der Vibration der Walze
dienenden Motors 16.
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Fig. 4 bis 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer vibrierenden
Walze nach der Erfindung. Diese besteht aus einer zylindrischen Trommel
17 aus dikkem Blech, die an den Enden durch volle Abschluß-Wangen 18 geschlossen
ist. In die Außenseiten .der Wangen 18 ist eine runde Aussparung 18 a @eingeschnitten,
in welcher Flansche 19 a von Achsschenkeln 19 sitzen. Der Durchmesser der Aussparung
18 cc ist etwas größer als der Außendurchmesser der Flansche 19 a. Es wird beispielsweise
und zweckmäßig ein Spiel von 0,5 mm zwischen der Umfangskante der Flansche 19 a
und dem Umfangsrand der Aussparung 18 a vorgesehen. Die Flansche 19 a werden
in der Aussparung 18a durch Schraubenbolzen 20 gehalten, welche in Löcher .der Wangen
18 eingepaßt sind und deren Kopf auf der Innenseite der Wangen 18 durch Schweißen
befestigt ist. Die Schraubenbolzen 20 treten durch Löcher der Flansche 19 a hindurch,
die größer sind als der Bolzenschaft, und zwar um ein Maß, das vorzugsweise größer
ist als das Spiel zwischen den Flanschen 19 a und der Aussparung 18. Auf den Bolzen
20 sitzen Gewindemuttern 21 und Unterlegscheiben 22 aus Lagermetall, Gummi oder
aus einer Gummieinlage mit Lagermetallflächen. Die Flansche 19 a werden durch die
Gewindemuttern 21 nicht fest gegen den Boden der Aussparung 18 a gedrückt; daß sich
die Muttern 21 lösen, kann z. B. durch Splinte 23 verhindert werden. Die Walzentrommel
kann sich somit in engen Grenzen radial in bezug auf den Flansch 19 a bewegen.
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Jeder Achsschenkel 19 besitzt einen Zapfen 19 b, der
auf Kugellagern 24, 25 eine Nabe 26 trägt, deren Bohrung von einem Deckel
27 geschlossen ist. Dieser Deckel ist aufgeschraubt und gestattet das reichliche
Füllen der Lager mit Fett, das durch Kanäle 45 eingespritzt werden kann. Filzstopfbüchsen
29 sichern das -dichte Schließen der Nabe 26.
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In den Außenumfang der Nabe 26 sind zwei Nuten 28 für Keilriemen eingeschnitten,
und die Nabe ist durch zwei diametral entgegengesetzt verlaufende Arme 30, 31 verlängert.
Der Arm 30 gleicht im wesentlichen die Masse des Armes 31 aus, jedoch ist letzterer
am freien Ende mit einem Wulst 31 a versehen, in den pyramiden-stumpfförmige Vertiefungen
32 eingeschnitten sind. In diese Vertiefungen (von denen im dargestellten Beispiel
drei vorgesehen sind) können kegelförmige Schwungkörper eingesetzt werden, die beispielsweise
aus Blei bestehen. Sie werden von einer Leiste 33 festgehalten, die durch Schrauben
34 befestigt ist.
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Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Riemenscheiben 28 der beiden Achsschenkel
19 durch eine gemeinsame Welle 35 angetrieben werden, die an den Enden entsprechende
Riemenscheiben 36 trägt. In der Mitte der Welle 35 ist ein Zahnrad 37 befestigt,
das vom Motor 4 angetrieben wird.
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Das Ende des Zapfens 19 b des Achsschenkels 19 sitzt in einem Gleitlager
38, in das ein Körper 39 aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff eingepaßt ist.
Dieser Körper 39 ist mit seinem Außenumfang in ein Gehäuse 40 eingespannt. Das Gehäuse
40 ist selbst am
Fahrzeugrahmen 3 durch Schraubenbolzen 42 mit Zwischenschaltung
eines weiteren Gummikörpers 41 befestigt. Die Lager 43, welche die beiden Enden
der Welle 35 tragen, sind ebenfalls auf dem Fahrzeugrahmen 3 durch Gummikörper 44
befestigt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Während
des Fahrens der geschleppten oder vorgeschobenen Walze l dreht sich diese mit den
Achsschenkeln 19 in den Lagern 38. Die Achsschenkel 19 werden dabei durch die rasche
Drehung der Naben 26 in Schwingung versetzt. Die Frequenz der Schwingungen ist,
wie bekannt, von der Drehzahl des Motors 4 abhängig, während die Größe der Schwingungen
durch das Gewicht der in die Vertiefungen 32 eingesetzten Schwungkörper bestimmt
wird. Unter der Einwirkung der Schwingungen hämmern die Flansche 19 a
auf die Ränder der Aussparungen 18 a, wodurch die Schwingungen auf die Walze
in Form von raschen Schlägen übertragen werden. Dabei kann die Walze größere Bewegungen
als die Flansche 19 a ausführen. Die etwa steinige Straßenoberfläche wird dadurch
sehr wirksam bearbeitet, und die Steine werden entweder zerkleinert oder tief in
den Boden eingedrückt. Wegen der federnden Lagerung durch die Gutnmikörper 39 und
41 werden die Schwingungen nur in sehr geringem Maße auf den Fahrzeugrahmen 3 übertragen.
Andererseits werden durch die federnde Lagerung der die Erschütterungen erzeugenden
Teile diese Teile weitgehend der Wirkung dieser Erschütterungen entzogen.
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Es ist angebracht, den Armen 30 und 31 der beiden Achsschenkel 19
a zunächst die gleiche radiale Richtung zu geben. Die Schwingungen der beiden Achsschenkel
werden dadurch gleichgeschaltet, und die auf die Walze gleichzeitig ausgeübten Schläge
haben den gleichen Sinn. Die Erfahrung hat gezeigt, daß diese Radialrichtung praktisch
aufrechterhalten wird, trotzdem die Antriebsriemen rutschen können, vorausgesetzt,
daß die Riemen auf beiden Seiten Bleichstark gespannt sind, denn die Arbeitsverhältnisse
sind im wesentlichen die gleichen an den beiden Enden der Walze. Die Walze arbeitet
jedoch auch dann einwandfrei, wenn die Schwungkörper oder Arme 30, 31 an beiden
Enden der Walze winklig gegeneinander versetzt sind.
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Es ist ersichtlich, daß die im vorhergehenden beschriebene gute Arbeitsleistung
der Vibrations-Straßenwalze nach der Erfindung im wesentlichen durch eine sehr einfache
Bauweise erreicht wird. Der Vorteil besteht hierbei vor allem darin, daß die Achse
der Walze durch zwei getrennte Achsstummel oder Achsschenkel ersetzt wird, die jeweils
von der Außenseite her gegen die Abschlußwangen der Walze, wie in Fig. 5 dargestellt,
befestigt werden. Diese Bauweise bietet neben der größeren Wirksamkeit den weiteren
wesentlichen Vorteil, daß die Achsschenkel bei Abnutzung leicht ausgewechselt werden
können. Selbstverständlich sind im Rahmen des Erfindungsgedankens auch andere als
die geschilderten Ausführungsformen möglich.