DE1232382B - Unwuchtruettler zur Erzeugung gerichteter Schwingungen - Google Patents

Unwuchtruettler zur Erzeugung gerichteter Schwingungen

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DE1232382B
DE1232382B DE1963L0043810 DEL0043810A DE1232382B DE 1232382 B DE1232382 B DE 1232382B DE 1963L0043810 DE1963L0043810 DE 1963L0043810 DE L0043810 A DEL0043810 A DE L0043810A DE 1232382 B DE1232382 B DE 1232382B
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DE
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unbalance
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carrier
unbalances
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DE1963L0043810
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Hermann Peters
Rudolf Pappers
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Losenhausenwerk Duesseldorfer Maschinenbau AG
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Losenhausenwerk Duesseldorfer Maschinenbau AG
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/046Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/074Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
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  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Unwuchträttler zur Erzeugung gerichteter Schwingungen Die Erfindung betrifft einen Unwuchtrüttler zur Erzeugung gerichteter Schwingungen, insbesondere für selbstbewegliche Bodenverdichter, mit zwei gegensinnig umlaufenden Unwuchten, die -über ein Zahnrad-Differentialgetriebe zur Einstellung der gegenseitigen Phasenlage miteinander gekuppelt sind. Es ist ein Unwuchtrüttler dieser Art bekannt, bei dem die beiden gegenläufig rotierenden Unwuchten gleichachsig angeordnet sind. Mit den Unwuchten sind Zahnkränze verbunden, welche durch Kegelräder miteinander gekuppelt sind. Die Kegelräder sind an einem zwischen den Unwuchten drehbar gelagerten Träger gelagert, der über einen Schneckentrieb zur Veränderung der gegenseitigen Phasenlage der gegensinnig rotierenden Unwuchten und damit der resultierenden Schwingungsrichtung während des Laufes verdreht werden kann. Es ist auch bei einem selbstbewe-lichen Bodenverdichter bekannt, zwei Anordnungen der erwähnten Art gleichachsig und symmetrisch zur Längsmittelebene des Bodenverdichters anzuordnen, so daß man durch unterschiedliche Einstellung der Schwingungsrichtungen eine Kurvenfahrt des Bodenverdichters erzielen kann. Gleichachsig angeordnete Unwuchten haben aber den Nachteil, daß Drehschwingungen um eine vertikale Achse erzeugt werden, die bei Bodenverdichtern zu einem unerwünschten »Tanzen« des Geräts führen.
  • Es sind selbstbewegliche Bodenverdichter bekannt, bei denen zwei Unwuchten gegensinnig um getrennte, zueinander parallele Achsen umlaufen und zur Veränderung der Schwingungsrichtung die Phasenlage der Unwuchten zueinander während des Laufes verändert werden kann. Das geschieht bei den bekannten Anordnungen entweder mittels eines Steilgewindegetriebes oder mittels einer Kupplung, durch welche bei einer axialen Verschiebung eines Kupplungsgliedes zwischen zwei Endlagen jedesmal die relative Winkellage der Unwuchten zueinander um einen festen Betrag verändert wird. Diese bekannten Anordnungen benötigen relativ hohe Schaltkräfte zur Veränderung der Phasenlagen der Unwuchten.
  • Es ist ferner eine Anordnung bekannt, bei welcher zwei Paare von gegensinnig um getrennte, zueinander parallele Achsen rotierenden Unwuchten über ein Differentialgetriebe so miteinander gekuppelt sind, daß bei Beibehaltung der Schwingungsrichtung der resultierenden Schwingung deren Größe über das Differentialgetriebe kontinuierlich veränderbar ist. Jedes der Paare erzeugt eine lineare Schwingung und diese Schwingungen setzen sich wieder zu einer linearen Schwingung zusammen. Die Richtungen der beiden linearen Schwingungskomponenten können nun durch das Differentialgetriebe gegensinnig verändert werden, so daß sich unter Beibehaltung der resultierenden Schwingungsrichtung die Amplitude der resultierenden Schwingung ändert: Die Amplitude hat ihr Maximum, wenn die Schwingungskomponenten gleichgerichtet sind, sie ist Null, wenn die Schwingungskomponenten entgegengesetzte Richtun- haben. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich um einen Schwingantrieb für Schwingsiebe od. dgl. Es wird dort mit vier Unwuchten die Größe der Schwingung verändert aber nicht ihre Richtung. Aber gerade das ist häufig erwünscht, insbesondere bei selbstbeweglichen Bodenverdichtern, wo durch Veränderung der resultierenden Schwingungsrichtung die Vorschubrichtung und -geschwindigkeit des Bodenverdichters verändert werden kann. Für solche Zwecke ist die letzterwähnte bekannte Anordnung nicht geeignet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines Zahnrad-Differentialgetriebes mit geringer Stellkraft die relative Phasenlage zweier um getrennte, zueinander parallele Achsen gegensinnig rotierender Unwuchten stetig einstellbar zu machen.
  • Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Unwuchten in an sich bekannter Weise um getrennte, zueinander parallele Achsen umlaufen, daß die erste Unwucht an einem verdrehbaren Träger gelagert ist und mit einem Planetenrad in Antriebsverbindung steht, das seinerseits mit einem zur Achse des Trägers gleichachsig gelagerten Sonnenrad mit einem von Eins verschiedenen übersetzungsverhältnis im Eingriff ist, und daß das Sonnenrad mit der zweiten Unwucht mit einem dem übersetzungsverhältnis in gleichsinniger Antriebsverbindung steht. Es ergibt sich dabei eine relativ einfache und übersichtliche Konstruktion, und durch Verstellen des Träaers kann die Phasenlage der Unwuchten zueinander auf einfache Weise während des Laufes stetig verändert werden.
  • Zweckmäßig ist es, wenn die erste Unwucht aus wenigstens zwei Teilunwuchten zusammengesetzt ist, die symmetrisch um die Achse des Trägers herum gelagert sind. Auf diese Weise erzeugen die Unwucht kräfte keinerlei Momente um die Schwenkachse und man kann den Träger relativ leichtgängig, beispielsweise mittels eines Bowdenzuges, verschiebbar machen.
  • Zur Schaffung eines lenkbaren, selbstbeweglichen Bodenverdichters kann die Anordnung so getroffen werden, daß in einem Gehäuse zwei Träger gleichachsig und unabhängig voneinander verstellbar sind, und in den Trä-ern Unwuchten mit Planetenrädern gelagert sind, und daß zwischen diesen Trägem gleichachsig angeordnete Sonnenräder, die mit der zweiten Unwucht in Antriebsverbindung stehen, mit den Planetenrädern der beiden Träger im Eingriff sind. Durch unterschiedliche Neigung der Träger kann man dann links und rechts der Gerätemittelebene unterschiedliche Schwingungsrichtungen erzeugen und dadurch in an sich bekannter Weise ein Lenkmoment hervorrufen.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und im folgenden beschrieben. F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen nach der Erfindung g ausg gebildeten Rüttler; F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 11-11 von F i g. 1; F i g. 3 zeigt in ähnlicher Darstellung wie F i g. 1 eine andere Ausführungsform der Erfindung.
  • In einem Gehäuse 1 ist ein Träger 2 schwenkbar C g (yelagert. Der Träger 2 besteht aus einem ersten Nabentei13 mit einem radialen Flansch4, das im Gehäuse 1 gelagert ist, und einem zweiten Nabenteil 5 C mit einem radialen Flansch 6. Das zweite Nabenteil 5 ist gleichachsig, a cp zu dem ersten (3) im Abstand von diesem angeordnet und auf einer Welle7 drehbar gelagert, die einerseits im Gehäusel auf der dem ersten Nabenteil 3 abgekehrten Seite und andererseits in einer Sacklochbohrung 8 dieses Nabenteils 3 gelagert ist.
  • Zwischen den Flanschen 4 und 6 sind diametral einander gegenüberliegend Unwuchten 9 und 10 auf Wellen 11 bzw. 12 gelag Z, _,ert. Mit der Welle 7 ist ein Sonnenrad 13 bei 14 verkeilt. Mit den Unwuchten 9 und 10 sind Planetenräder 15 bzw. 16 bei 17 bzw. 18 verkeilt, die mit dem Sonnenrad im Eingriff stehen. Die Durchmesser der Zahnräder 13, 15 und 16 sind so gewählt, daß die Unwuchten 9, 10 von der Welle 7 mit einem von Eins verschiedenen übersetzungsverhältnis, z. B. 2: 1, angetrieben werden. Ferner sind die Unwuchten 9, 10 so mit den Zahnrädern 15, 16 verkeilt, daß die Unwuchtkräfte ständig parallel ererichtet sind.
  • C Mit der Welle 7 ist außerhalb des Nabenteils 5 ein Zahnrad 19 bei 20 verkeilt. Das Zahnrad 19 steht über ein Zwischenzahnrad 21 mit einem Zahnrad 22 in Antriebsverbindung. Das Zwischenzahnrad 21 ist mit einer Welle 23 einerseits im Gehäuse 1 und andererseits in einem Lag gersockel 24 gelagert.
  • Die Unwuchten 9 und 10 bilden zusammen eine erste Unwucht eines Paares von geggensinnig rotierenden Unwuchten. Eine zweite Unwucht 25 sitzt auf einer Welle 26, die beiderseits im Gehäuse 1 gelagert ist, und ist bei 27 mit dieser verkeilt. Mit der Welle 26 ist ferner das Zahnrad 22 bei 28 verkeilt. Die Welle 26 wird über eine Riemenscheibe 29, die bei 30 damit verkeilt ist, angetrieben. Die Zahnräder 22, 21 und 19 sind so bemessen, daß die Welle 7 von der Welle 26 her mit einer Untersetzung, z. B. 2: 1, angetrieben wird, die der übersetzung zwischen der Welle 7 und den Unwuchten 9, 10 durch die Zahnräder 13, 15, 16 reziprok ist.
  • Der Träger 2 ist außerhalb des Gehäuses 1 mit einem Ende einer Drehfeder 31 verbunden, deren anderes Ende am Gehäuse 1 befestigt ist. Dadurch und durch den Bowdenzug 34 wird der Träger 2 an eine Ruhelage gefesselt. Auf dem Ende des Nahenteils 3 sitzt eine Kappe 32, welche die Feder 31 übergreift und abdeckt. An der Kappe 32 ist ein Hebel 33 vorgesehen, an dem ein Bowdenzug 34 angreift. Durch den Bowdenzug 34 ist der Träger 2 gegenüber dem Gehäuse 1 verschwenkbar.
  • Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Die Welle 26 und damit das Zahnrad 22 werden von der Riemenscheibe 29 im Sinne des Pfeiles 35 (F i g. 2) im Uhrzeigersinn angetrieben. Dadurch wird das Zahnrad 21 entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil 36) und das Zahnrad 19 und damit auch das Sonnenrad 13 wieder im Uhrzeigersinn (Pfeil 37) angetrieben. Das Sonnenrad 13 treibt wiederum die Planetenräder 15 und 16 beide entgegen dem Uhrzeigersinn an (Pfeile 38).
  • Während die Unwucht 25 also im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren die Unwuchten 9, 10, beide entgegen dem Uhrzeigersinn, und da die Resultierende der Unwuchten 9 und 10 gleich der Unwucht 25 ist, ergeben sich bekanntermaßen gerichtete Schwingungen in einer Ebene. Durch den Bowdenzug 34 kann nun der Träger 2 gegenüber dem Gehäuse 1 verschwenkt werden und dabei verändert sich die Winkellage der Unwuchten 9 und 10 gegenüber der Unwucht 25. Es ist hierbei zu beachten, daß die Voraussetzung hierfür ein von Eins verschiedenes übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad 13 und Planetenrädem 15, 16 ist, weil sonst die zusätzliche Drehbewegung der Unwuchten 9, 10 relativ zu dem Träger 2, die bei einer Verschwenkung des Trägers 2 eintritt, durch die Schwenkbewegung des Trägers 2 gerade kompensiert würde. Bei einem übersetzungsverhältnis 1 : 1 wäre die Winkellag ge der Unwucht en 9, 10 relativ zu der Unwucht 25 von einer Schwenkbewegung des Trä-,gers 2 unbeeinflußt. Das von Eins verschiedene übersetzungsverhältnis zwischen Welle 7 und Unwuchten 9, 10 muß natürlich durch eine entsprechende, dazu reziproke Untersetzung zwischen Welle 26 und Welle 7 kompensiert werden, da ja die Unwuchten 9 und 10 mit der gleichen Drehzahl umlaufen müssen wie die Unwucht 25.
  • Ein Rüttler der beschriebenen Art kann für selbstbewegliche Bodenverdichter oder aber auch beispielsweise für Schwingsiebe, Schwingförderer od. dgl. Verwendung finden.
  • Einen Rüttler, der insbesondere für selbstbewegliche Bodenverdichter vorgesehen ist und eine Lenkun- dieser Bodenverdichter gestattet, zeigt F i g. 3.
  • In einem Gehäuse 35 sind gleichachsig zueinander zwei Träger 36, 36' einseitig und schwenkbar in g enüberliegenden Gehäusewandungen gelagert. zIeg Jeder der Träger 36, 36! besteht aus einem Nabenteil 37 bzw. 37' mit zwei im Abstand voneinander an- Geordneten radialen Flanschen 38, 39 bzw. 38', 39'. Zwischen den Flanschen 38, 39 bzw. 38', 39' sind diametral einander gegenüberliegend jeweils zwei Unwuchten 40 und 41 bzw. 40' und 41' mit Wellen 42, 43 bzw. 42', 43' gelagert- Die Unwuchten 40, 411 bzw. 40', 41' sind mit den Wellen verkeilt, und ebenfalls verkeilt mit den Wellen sind Planetenräder 44, 45 bzw. 44, 45*, die auf den Wellenstümpfen zwischen den einander zugekehrten Flanschen 39 und 38' sitzen.
  • Auf einer Welle 46, die gleichachsig zur Schwenkachse der Träger 36, 36' in Sacklochbohrungen 47, 47' zwischen deren Nabenteilen 37, 37' gelagert ist, sitzt ein Zahnrad 48, dessen Nahe 49 mit der Welle 46 verkeilt ist. Verkeilt mit der Nabe 49 sind zwei Sonnenräder 50, 51 zu beiden Seiten des Zahnrades 48, die mit den Planetenrädem 44, 45 bzw. 44', 45' ün Eingriff stehen.
  • Parallel zu der Welle 46 und den Wellen 42, 43, 42', 43' ist eine Welle 52 im Gehäuse 35 gelagert. Mit der Welle 52 ist eine Unwacht 53 verkeilt. Die Unwucht 53 weist in der Mitte einen Zahnkranz 54 auf, der über ein Zwischenzahnrad 55 mit dem Zahnrad 48 in Antriebsverbindung steht.
  • Die Träger36,36' sind mit Zapfen56,56' einseitig im Gehäuse 35 Gelagert und - ähnlich wie in F i g. 1 - durch Drehfedern 57, 57' gegen Bowdenzug 60, 60' an Ruhelage gefesselt. Kappen 58, 58' auf den Zapfen 56, 56' decken die Federn 57, 57' ab und weisen Hebel 59, 59' auf, an denen Bowdenzüge 60, 60' angreifen. Mittels der Bowdenzüge können die Träger 36 und 36' unabhängig voneinander verschwenkt werden. Die Unwucht 53 ist so groß wie die Summe der Unwuchten 40, 41, 40' und 41'. Durch unterschiedliche Verschwenkung der Träger 36 und 36' können bei selbstbeweglichen Bodenverdichtern Lenkmomente zur Erzielung einer Kurvenfahrt erzeugt werden. Der Rüttler könnte aber auch gegebenenfalls für andere Zwecke, etwa zur Erzeugung einer schraubenförmigen Förderbewegung, verwendet werden.
  • Die Wiriungsweise der Anordnung ist im übrigen die gleiche, wie sie an einem einzigen System in Verbindung mit F i g. 1 und 2 erläutert worden ist.
  • Statt mechanischer Stellmittel, wie eines Bowdenzuges, kann man zur Verschwenkung der Träger 2, 36, 36' auch andere Mittel, beispielsweise Drehmagnete, vorsehen. Da die Unwuchten 9, 10 bzw. 40, 41 und 40", 41' symmetrisch zur Schwenkachse der Träger angeordnet sind, erzeugen die Unwuchtkräfte keinerlei Drehmomente um diese Schwenkachse, so daß zum Verschwenken der Träger nur relativ geringe Stellkräfte erforderlich sind. Statt zweier symmetrisch einander gegenüberliegender Unwuchten 9, 10 kann man gegebenenfalls auch eine andere regelmäßige Anordnung der Unwuchten um die Schwenkachse herum vorsehen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Unwuchtrüttler zur Erzeugung gerichteter Schwingungen, insbesondere für selbstbewegliche C Bodenverdichter, mit zwei gegensinnig umlaufenden Unwuchten, die über ein Zahnrad-Differentialgetriebe zur Einstellung der gegenseitigen Phasenlage miteinander g gekuppelt sind, d a - durch gekennzeichnet, daß die Unwuchten(9,10,25) in an sich bekannter Weise um getrennte, zueinander parallele Achsen umlaufen, daß die erste Unwucht (9, 10) an einem verdrehbaren Träger (2) gelagert ist und mit einem Planetenrad (15 bzw. 16) in Antriebsverbindung steht das seinerseits mit einem zur Achse (7) des Trägers gleichachsig gelagerten Sonnenrad (13) mit einem von Eins verschiedenen übersetzungsverhältnis im Eingriff ist, und daß das Sonnenrad (13) mit der zweiten Unwucht (25) mit einem dem übersetzungsverhältnis zwischen Planeten- und Sonnenrad reziproken übersetzungsverhältnis in gleichsinniger Antriebsverbindung steht.
  2. 2. Unwuchträttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Unwucht aus wenigstens zwei Teilunwachten (9, 10) zusammengesetzt ist, die symmetrisch um die Schwenkachse (7) des Trägers (2) herum gelagert sind. 3. Unwuchtrüttler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (35) zwei Träger (36, 36) gleichachsig und unabhängig voneinander verstellbar sind, und in den Trägern Unwuchten (40, 41 bzw. 40', 41') mit Planetenrädem (44, 45 bzw 44, 45') gelagert sind, und daß zwischen diesen Trägem gleichachsig angeordnete Sonnenräder (50, 51), die mit der zweiten Unwucht (53) in Antriebsverbindung stehen, mit den Planetenrädern (44, 45; 44', 45') der beiden Träger (36, 36) ün Eingriff sind. 4. Unwuchtrüttler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger jeweils einseitig auf Zapfen (56,56') in gegenüberliegenden Gehäusewänden und die Sonnenräder auf einer durchgehenden Welle (46) in den Trägem (36, 36') gelagert sind. 5. Unwuchträttler nach Anspruch 4, dadurch Gekennzeichnet, daß mit der durchgehenden C C Welle (46) ein Zahnrad (48) verkeilt ist, das über ein Zwischenzahnrad (55) mit einem weiteren Zahnrad (54) in Antriebsverbindung steht, das mit der zweiten Unwucht (53) umläuft. 6. Unwuchtrüttler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger jeweils aus einem Nabenteil (3, 5; 37, 37) und zwei im Abstand voneinander angeordneten radialen Flanschen (4, 6; 38, 39; 3W, 39') bestehen, zwischen denen die erste Unwucht (9, 10; 40, 41; 40', 41-') gelagert ist. 7. Unwuchtrüttler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Träger mittels eins Bowdenzuges (34; 60, 60') verstellbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: C Deutsche Patentschriften Nr. 945 917, 822 979.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2809111A1 (de) * 1978-03-03 1979-09-06 Joachim Ing Grad Mozdzanowski Selbstbeweglicher ruettelverdichter
US4499779A (en) * 1982-06-07 1985-02-19 M-B-W Inc. Vibratory compactor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE822979C (de) * 1949-07-14 1951-11-29 Hans Lorenz Dr Ing Selbstbewegliche Verdichtungsmaschine
DE945917C (de) * 1954-07-21 1956-07-19 Steinmueller Gmbh L & C Unwuchtantrieb fuer Foerdereinrichtungen

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