DE1634299A1 - Vibrationsgeraet zum Feststampfen oder Aufreissen,insbesondere von Strassendecken - Google Patents

Description

Essen, den J. November 1966 (27 280/Ni/th)

Pat ent anmeldlang der Firma
Chyugoku Kogyo Kabushiki Kaisha
15-10 Hachyobori
Hiroshima City / - Japan -

Vibrationsgerät zum Feststampfen oder Aufreißen, insbesondere von Straßendecken.

Bei herkömmlichen Vibrationsstampfern, die im Straßenbau usw. verwendet werden, wird die Vibrationskraft in einem Vibrationssystem mit nur einem Freiheitsgrad erzeugt und in den meisten Fällen indirekt über eine Federung auf den zu stampfenden Boden übertragen, wobei allerdings auch einige Geräte die Kraft ohne Zwischenschaltung von Federungen direkt an den Boden abgeben.

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Bei keinem bisher üblichen Bodenstampfer wurde jedoch die Vibrationskraft direkt als Stoßkraft für das Stampfen ausgenutzt. Einer der Hauptgründe dafür ist darin zu sehen, daß der Vibrationskörper eines derartigen Stampfers durch den Rückschlag beim Stoß auf den Boden beschädigt werden kann, was zu verschiedenen Störungen und sogar zu gesundheitlichen Schädigungen des Bedienungspersonals führen kann. Außerdem muß die Amplitude der Vibration oder die Größe der Vibrationsstoßkraft über einen weiten Bereich veränderlich wählbar vorgesehen werden, -um den verschiedenen Erfordernissen bei verschiedenen Bodenverhältnissen begegnen zu können. Bisher wurde es als zu kostspielig angesehen, bei einfachen Vibrationsstampfern derartigen Veränderungen Rechnung zu tragen, da deren Leistungsfähigkeit zu gering ist, um diese Ausbildung wirtschaftuch werden zu lassen.

Angesichts dieser verschiedenen Schwierigkeiten bei den herkömmlichen Vibrationsstampfern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Vibrationsgerät zu schaffen, welches diese Schwierigkeiten dadurch behebt, daß es ein Vibrationssystem mit zwei Freiheitsgraden aufweist.

Nach einem ersten Vorschlag der Erfindung ist ein derartiges Vibrationsgerät mit zwei Freiheitsgraden, welches sowohl zum Aufbrechen von Straßen wie zum Feststampfen von Bodenflächen einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus einem Unterbau, einem von einer Antriebsmaschine betätigbaren Vibrator, einem Resonator, einem auf die Vibration des Resonators ansprechenden Stoß- oder Schlagorgan, einer zwischen dem Vibrator und dem Resonator eingesetzten ersten Federung mit bequem veränderbarer Federkonstante, sowie einer zwischen dem Unterbau und dem Vibrator bezw. dem Resonator eingesetzten

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ORIGINAL INSPECTED

zweiten Federung mit ebenfalls leicht veränderbarer Federkonstante besteht. Durch Regelung der Federkonstanten beider Federungen kann der Resonator in Schwingungen mit großer Amplitude versetzt werden, während die Schwingungsamplitude des Vibrators praktisch gleich Null ist. Nach einer Besonderheit sind die beiden Federungen als Luftfedern ausgebildet und der Resonator weist einen Hohlraum auf, in welchem in gesteuerter Weise eine Flüssigkeit eingespeist werden kann, wodurch die Masse des Resonators veränderbar ist. Dadurch kann der Resonator in Resonanz mit der Vibrationsfrequenz des Vibrators gehalten werden, ohne daß seine Vibrationsamplitude verändert wird, wodurch die Einrichtung sehr wirkungsvoll für die jeweiligen Arbeiten eingesetzt werden kann.

Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung lässt sich ohne weiteres der Innendruck der Luftfedern regeln, falls die Stampfschwingung durch Änderung in der Bodenelastizität gestört wird, sodaß das erfindungsgemäße Vibrationsgerät ohne weiteres bei den verschiedensten Bodenbedingungen eingesetzt werden kann, sodaß eine einwandfreie und ebenso wirtschaftliche Durchführung der mit derartigen Geräten durchzuführenden Arbeiten gewährleistet ist.

Die bei dem erfindungsgemäßen Vibrationsgerät vorgesehenen Federungen werden zum Mitschwingen gebracht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Schlagreaktion des Stampfvorganges nicht an den Vibrator mit seiner Antriebsmaschine zurück übertragen, obwohl eine Stampfkraft erzielbar ist, welche das Mehrfache der Vibrationskraft der Antriebsmaschine beträgt, wodurch der StampfVorgang sehr wirkungsvoll durchgeführt und außerdem der Stampfer für eine bestimmte Stampfkraft im Vergleich zu herkömmlichen Stampfern

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der gleichen Stampfkraft in sehr kompakter Form ausgebildet werden kann. Infolgedessen kann das erfindungsgemäße Vibrationsgerät sehr leicht transportiert und derart einfach aufgebaut werden, daß die Möglichkeit eines mechanischen oder physikalischen Ausfalls der Maschine beträchtlich vermindert wird, sodaß die Sicherheit des die Maschine bedienenden Arbeiters wesentlich erhöht wird.

Nach einer Besonderheit der Erfindung sind Anordnungen vorgesehen, um die Federkonstante zweier Luftfederungen zu regeln, die beiderseits einer zwischenliegenden Stoßplatte angeordnet sind, indem in diese Luftfederungen eine Flüssigkeit eingespeist oder entfernt wird. Auf diese Weise erhält man mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine mehr als zehnfache Stampfleistung, wobei gleichzeitig die mechanischen Stöße beim Stampfen praktisch ausgeschaltet werden, sodaß eine lange Lebensdauer ohne Beschädigung des Aggregates erzielt und die Sicherheit des Bedienungspersonals wesentlich erhöht wird.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung wird bei einem Bodenstampfer die Vibrationskraft direkt in eine Stoßkraft zum Feststampfen des Bodens umgewandelt, wobei die Gefahr eines Bruches des Vibrators der Maschine infolge der Reaktion gegenüber dem Stoß beim Stampfen durch Anwendung des Prinzips der Resonanz einer Federung ausgeschaltet wird. Hierbei wird die Vibrationskraft dadurch verstärkt, daß die Resonanzerscheinung ausgenutzt wird, um die Erde direkt festzustampfen, wodurch mehr als zwanzigmal bessere Stampfwirkungen erhielt werden als bei üblichen Stampfern, während die Gefahr eines Bruches der Maschine selbst bei langem Dauerbetrieb praktisch ausgeschaltet wird.

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BAD ORfGiNAL

Bei einem erfindungsgemäßen Vibrationsgerät,, bei welchem die vertikale Vibration eines Vibrators ausgenutzt wird, um einen Resonator in Resonanz mit der vertikalen Vibration zu betätigen und dadurch mittels eines entsprechenden Werkzeugansatzes die Erde festzustampfen oder die Oberfläche aufzubrechen, ist es möglich, einen Vibrator und einen Resonator in vertikale Schwingung zu versetzen, während die horizontale Komponente der Schwingungen ausgeschaltet wird, wodurch eine wirksame Resonanz des Resonators zur Verbesserung der Wirksamkeit beim Stampfen oder Aufbrechen der Oberfläche erzielt wird. Gleichzeitig lässt sich die Vibration des vorgenannten Vibrators veränderlich dämpfen, um die richtige Schwingungsamplitude des Resonators bei der Resonanz auszuwählen und dadurch die Gefahr des Bruches der gesamten Maschine auszuschalten*

Weitere Merkmale der Erfindung, insbesondere praktische Ausführungsbeispiele derselben ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Figur 1 und 2 schematische Darstellungen der Arbeitsprinzipien einer erfindungsgemäßen Einrichtung ' bei der Anwendung auf zwei verschiedene Vibrationssysteme;

Figur 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Figur 4 eine schematisehe Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Aufbrechen der Boden* oberfläche im Teilschnittj

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BAD ORIGINAL

Figur 5 eine schematische Darstellung des Leitungssystems ■ der Einrichtung nach Figur 4;

Figur 6 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßeri Bodenstampfers;

.Figur 7 und 8 eine Seitenansicht bezw. eine Ansicht von unten eines weiteren Ausführungsbeispiels ähnlich des Bodenstampfertj nach Figur 6, wobei in Figur einige Teile im Schnitt und in Figur 8 die eine Hälfte als Schnitt dargestellt ist;

Figur 9 und 10 eine Seitenansicht bezw. eine Draufsicht auf eine weitere Abwandlung der in Figur 6 dargestellten Einrichtung, wobei in Figur 9 wiederum einige Teile im Schnitt dargestellt sind;

Figur 11 und 12 ein anderes Ausi'ührungsbeispiel eines Bodenstampf era von der JjeLte bezw. von oben gesehen, wobei in Figur 11 jinige Teile im Schnitt dargestellt wurden, während ffiigur 12 nur den rechten Teil der Einrichtung in Draufsicht zeigt;

Figur 13 einen Ausschnitt auü der in Figur 11 und 12 dargestellten Einrichtung in einer abgewandelten Ausführung; und

Figur lh und 15 eine nochmalige Abwandlung des Bodenstampfers aus Figur 6 von der Seite bezw. von oben gesehen, wobei wiederum in Figur 14 einige Teile im Schnitt dargestellt sind.

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Bei der Darstellung der Arbeitsprinzipien des erfindungsgemäßen Vibrationsgerätes ist in Figur 1 ein Körper M₁ mit einer Masse nu durch Federungen K₁ mit einer Federkonstante Ic₁, die auf einer Basis B befestigt ist, abgestützt, und ein anderer Körper M₂ mit einer Masse m^ wird durch Federungen K₂ mit einer Federkonstante kg, die auf dem Körper M₁ befestigt sind, festgehalten. Dieses aus den vorgenannten Körpern, den Federungen und der Basis bestehende Aggregat bildet ein Vibrationssystem mit zwei Freiheitsgraden, vorausgesetzt, daß die Basis B ein feststehender starrer Körper ist. Wenn in einem derartigen Vibrationssystem der Körper Mp durch ein bestimmtes Antriebsorgan V in Schwingung versetzt wird, lässt sich der Körper M₁ mit der Schwingung des Körpers M₂ in Resonanz bringen, indem die Federkonstanten k., und k₂ der Federungen K₁ und K₂ entsprechend eingestellt werden.

Figur 2 zeigt ein ähnliches Vibrationssystem mit zwei Freiheitsgraden wie Figur 1, bei welchem jedoch durch eine Antriebsanordnung V der Körper M₁ in vertikale Schwingungen versetzt wird. Die Körper M₁ und M₂ werden durch geeignete Auswahl der Federkonstanten k., und k₂ in ähnlicher Weise zum Mitschwingen gebracht, aber die Apt und Weise wie es geschieht, unterscheidet sich natürlich von der bei der Ausbildung nach Figur 1, wie jedem Fachmann einleuchten wird.

Die erfindungsgemäßen Einrichtungen nutzen diese beiden Arten von Vibrationssystemen aus. Die Veränderungen der Amplitude bei diesen Systemen sind in dem Diagramm in Figur 3 dargestellt, welches sich aus dem nachfolgenden Bewegungsgleichungen (l) und (2) ergibt. In diesem Zusammen-

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hang darf darauf hingewiesen werden, daß die Schwingungen in diesen Systemen vertikal oder in einer Richtung verlaufen.

In Figur 1 lauten die Bewegungsgleichungen:

!B₂ X₂ + (k₂ + k₁) X₂ - k₁ X₁ = P₀ sin <<*t ........(l)

Bi₁ X₁ + Ix. ^ (X₁ - X₂) = 0 (2).

Hierin bedeuten:

P den Maximalwert der Antriebskraft,

«^ die Winkelfrequenz der Antriebskraft resultierend aus 2 S* n, wobei η die Drehzahl der Zeiteinheit (beispielsweise Sekunde) einer zur übertragung der Antriebskraft verwendeten Welle darstellt;

P sin «^>-t die Größe der Antriebskraft in der Zeit t, vorausgesetzt, daß die Antriebskraft gleich Null ist, wenn die Zeit gleich Null ist;

X₁ und X₂ die Verschiebungen der Körper M₁ und M₂ ; und m und nu die Massen der Körper M₁ bezw. Mp.

Wenn man annimmt, daß

X₁ = a sin «* t, X₂ = a_g sin >■<: t,

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wobei a. bezw. a₂ die Amplituden der Körper M. und M₂ darstellen, dann ergibt sich folgende Beziehung:

I . . ρ .- 2 χ. = - Β.γ*> sin cot, X₂ = - a₂«*> sin *-o t .

Durch Einsetzen dieser Formeln in die Formeln (1) und (2) ergeben sich folgende Beziehungen:

- m₂ a_gw² + (k₂ + k_x> a₂ -Ic₁ a_x = P_Q .-.(3)*

- m₁ a^'² + Ic₁Ca₁ - a₂) = 0 (4).

Durch Einsetzen nachstehender Werte zur Vereinfachung der Formeln 3 und 4 ergeben sich nachstehende Gleichungen:

= 0 (6).

Aus Formel (6) ergibt sich:

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- ίο -

DuEch Einsetzen der Formel (7) in Formel (5) ergibt sich:

^ra2

/(A₁ -^²)(Λ²^+λ 2*-^²) -Λ⁴ι/}··(⁸)

und durch Einsetzen der Formel (8) in Formel (7) s

^? _n X ²i __, ² ο A 1 - to

Zur Erfüllung der Bedingung a₂ = 0, muß

\ ²I α; ² = 0 und somit to² = Ic₁Zm₁ sein (lo),

Danach ergibt sich aus Formel (8)

^al ⁼ " ^Po^/kl

In Figur 2 lauten die Bewegungsgleichungen:

X₂ + (kg + Ic₁) X₂ - Ic₁X₁ = 0 (12)

t ·

₁(X₁ - X₂) = P₀ sintc t §1J5).

Diese Gleichungen können gleichfalls entwickelt werden in:

_a __ A² _t/ ♦ A^a ₂ -u,^g

¹ " ^mi ' U Λ ²I -*²)(AV⁺A²2 -^) .

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^Po

Λ	2 I	U +	A2 2- c
co	2	kl	+ k2
	m

Zur Erfülllang der Bedingung a₁ = O, muß

c ² = 0 und somit

(16)

Daraus ergibt sich nach (15)

a₂ - - P₀A₁ ......(17).

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß, wenn der Körper M durch eine durch die P der Winkelfrequenz κ? dargestellte Antriebskraft betätigt wird, die Amplitude a_g der Schwingung des Körpers M₂ tatsächlich nicht bis auf NULL absinkt, sondern sehr klein ist, um den Körper M₂ annähernd festzuhalten, während die Schwingung des Körpers M₁ mit einer Amplitude a erzeugt wird.

Federungen mit konstanten und unveränderlichen Federkonstanten wie beispielsweise metallische Seoraubenfedern sind für die erfindungsgemäße Einrichtung nicht brauchbar, da man mit derartigen Federungen keineswegs der Feränderung der Winkelfrequenz te der Antriebskraft folgen und die Resonanzamplitüde a.. der Schwingung des Resonators M, verändern kann. Dem entsprechend werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung Federungen mit veränderlichen Federkonstanten wie beispielsweise

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Luftfedern, deren Federkonstanten sich durch Regelung ihres Innenvolumens oder ihres inneren Luftdruckes verändern lassen, verwendet, um den Vibrator und den Resonator abzustützen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auch der Resonator M₁ mit Flüssigkeit oder Gas in gesteuerter Weise gefüllt, wodurch die Masse nu des Körpers M₁ verändert werden kann, um das Vibrationsgerät durch Erzielung bester Resonanzbedingungen entsprechend den vorgenannten Beziehungen nach Formel 1 und 2 am wirkungsvollsten auszunutzen.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zum Aufbrechen von Straßen bestimmt ist, wird ein vertikal bewegbarer Vibrator 1 durch eine Antriebsmaschine 2 betätigt, welche beispielsweise als Elektromotor oder Verbrennungskraftmaschine oder dergl. ausgebildet sein kann. Die Drehung dieser Antriebsmaschine 2 wird in die vertikal hin- und hergehende Bewegung des Vibrators I durch nicht dargestellte geeignete Anordnungen, welche jedem Fachmann bekannt sind, beispielsweise ducch einen Kurbelmechanismus , umgewandelt.

Die auf diese Weise erzeugte vertikale Schwingung des Körpers 1 wird an den Resonator 4 über eine Luftfeder 3 übertragen und weiter an einen auf Räder ruhenden Unterbau 6 über eine andere Luftfederung 5· Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Vibrator 1 auf einer quadratischen Tragplatte 7 befestigt, welche ihrerseits auf dem Resonator 4 mittels vier Luftfedern 3 abgestützt ist, die an den vier Ecken der Quadratischen Tragplatte 7 angeordnet sind. Der Resonator seinerseits ist ebenfalls quadratisch ausgebildet, um die unteren Enden dieser Luftfedern 3 aufnehmen

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zu können. Der quadratische Resonator 4 stützt sich seinerseits auf dem Unterbau 6 über vier Luftfedern 5 ab, die über entsprechende Befestigungsorgane an der Unterseite des Resonators an dessen vier Ecken befestigt sind. Die unteren Enden dieser Luftfedern 5 sind im vertieften Teil des Unterbaus 6 befestigt (Figur 4), Wenn in die Luftfedem 3 und 5 mittels eines nicht dargestellten Luftpressers Luft eingepreßt wird und der Luftdruck in diesen Luftfedern derart verstärkt wird, daß sich entsprechend den Formeln (l) und (2) Federkonstanten k- bezw. kp ergeben, dann befindet sich der Resonator 4 praktisch in Resonanz mit der Schwingung des Vibrators 1, vorausgesetzt, daß die Winkelfrequenz der durch die Antriebsmaschine 2 an den Körper 1 übermittelte Antriebskraft gleich <*> ₀ ist, wie sich dieses aus der Formel nahe der Resonanzfrequenz des Vibrationssystems ergibt. An der Resonanzplatte 4 ist ein Arm 8 mit einer unteren Platte 9 mit Spitzen 10 befestigt, sodaß diese Spitzen 10 die Straße entsprechend der Schwingung des Körpers 4 in Resonanz mit dem schwingenden Körper 1 aufreißen.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Federungen 3 und 5 als Luftfedern auszubilden, sondern es lassen sich jegliche Federungen verwenden, deren Federkonstanten veränderbar sind. Beispielsweise lassen sich Federn einsetzen, welche durch ein anderes Fluidum als Luft betätigt werden, zu welchem Zweck der vorgenannte Luftpresser naturgemäß durch eine geeignete andere Anordnung ersetzt werden muß, um das entsprechende Fluidum in diese Federungen einführen zu können*

Ganz allgemein ist es erforderlich, die Sehwingungsamplitude des Resonators 4 zu verändern, um die Straßenoberflache entsprechend dem Fortschreiten des Aufbruchs oder des Aufreißens

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BAD ORIGlNAi.

der Straße oder infolge der Portbewegung des Gerätes begegnen zu können. Man kann die Frequenz und die Amplitude der Schwingung des Resonators 4 dadurch verändern, daß die Federkonstante der Federungen durch Steuerung ihres Innendruckes geregelt wird. Durch die Veränderung des Druckes allein gehen Jedoch die aus den Formeln (1) und (2) abgeleiteten Resonanzbedingungen verloren und die Wirksamkeit der Einrichtung wird vermindert. Infolgedessen ist es erforderlich, die Masse des Resonators 4 zusammen mit den Federkonstanten der mit diesem Resonator verbundenen Federungen zu verändern, um den Resonator 4 mit der Schwingung des Vibrators 1 in Bewegung zu halten. Bei dieser speziellen Ausführung der Erfindung besitzt der Resonator 4 einen Hohlraum, sodaß die Masse des Körpers durch Einfüllen einer geeigneten Flüssigkeit in diesen Hohlraum oder durch Absaugen der Flüssigkeit aus dem Hohlraum geregelt werden kann.

Wie Figur 4 zeigt, ist eine Leitung 11 vorgesehen, um in den Körper 4 eine Flüssigkeit einzuführen, während eine Luftleitung 12 vorgesehen ist, um den Luftdruck in den Luftfedern 3 und 5 sowie im Hohlraum des Körpers 4 zu steuernο ·

Figur 5 zeigt das Leitungssystem zum Regeln des Luftdruckes in den Luftfedern 5 sowie zum Steuern der Masse des Resonators 4. Der Einfachheit halber sind die Luftfedern 3 in dieser Figur 5 nicht dargestellt, da jedem Fachmann ohne weiteres einleuchten dürfte, daß derartige Luftfedern zwischen dem Vibrator 1 und dem Resonator 4 angeordnet und in gleicher Weise wie die Luftfedern 5 gesteuert werden können. Bei diesem System ist ein Wasserbehälter 13 für an

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die Luftfedern 3 und 5 abzugebendes Wasser und ein weiterer Flüssigkeitsbehälter 15 für vergleichsweise schwere Flüssigkeit wie beispielsweise eine Mischung aus Masser, Lehm und Bentonit vorgesehen, welche beide dadurch auf erhöhtem Druck gehalten werden, daß ihnen Druckluft von einem Luftpresser zugeführt wird. Zum Ablassen von Luft aus den Luftfedern 5 wird ein Ventil Vo geöffnet, um Wasser in die Luftfedern einzulassen und gleichzeitig werden die Durchgangsventile 17 geöffnet, sodaß Luft durch.diese entweichen kann. Um die vergleichsweise schwere Flüssigkeit in <Sea Hohlraum des Resonators 4 einzubringen, wird ein Ventil l8 geöffnet und gleichzeitig ein Durchlaßventil 19 betätigt, sodaß Luft durch dieses entweichen kann.

Um Luft in die Luftfedem zur Veränderung deren Federkonstanten abzugeben, werden die Ventile 17 derart betätigt, daß Preßluft vom Luftpresser 15 den Luftfedern zuströmen kann, wobei gleichzeitig ein Ventil 20 geöffnet wird, um den Druck im Wasserbehälter 13 zu mindern, sodaß das Wasser von diesen Luftfedern 5 zum Wasserbehälter 13 zurückfließen kann. Um die vergleichsweise schwere Flüssigkeit aus der Innenkammer oder dem Hohlraum des Resonators 4 zur Verminderung der Masse desselben zu entfernen, wird das Ventil 19 in der Weise betätigt, daß Preßluft vom Luftpresser 15 in den Hohlraum des Körpers 4 hineingepresst wird, wobei gleichzeitig ein Ventil 21 in der Weise betätigt wird, daß Luft vom Behälterl4 entweichen kann, um dessen Innendruck herabzusetzen, wodurch bei Öffnung des Ventils 18 die vergleichsweise schwere Flüssigkeit im Hohlraum des Körpers 4 in den Behälter 14 gepresst wird. Zwischen den beiden Behältern 13 und 14 ist, wie Figur 4 zeigt, in Reihe mit dem Ventil 21 ein Ventil 22 eingeschaltet, welches mit dem Ventil 21 in

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der Weise zusammenwirkt, daß es den Flüssigkeitsstrom steuert und den Luftdruck konstant hält, um die Durchströmgeschwindigkeit der Flüssigkeiten auf einer bestimmten Höhe zu halten. Die Ventile 21 und 22 können auch als Sicherheitsventile ausgebildet und verwendet werden. Vorzugsweise werden alle Ventile an einer Steuertafel oder einem Instrumentenbrett angeordnet, um die einwandfrei aufeinander abgestimmte Arbeitsweise der Stampfeinrichtung zu erleichtern.

Bei der eingangs durchgeführten mathematischen Behandlung des Vibrationssystems unter Bezugnahme auf die Formeln 1 bis 8, wurde von der Annahme ausgegangen, daß das System verlustlos arbeitet. Es gibt jedoch in der Praxis verschiedene Abweichungen hiervon. Beispielsweise steigt die Amplitude der Schwingbewegung des Vibrators manchmal übermäßig an oder das Vibrationssystem wird aus verschiedensten Gründen horizontal verschoben,wodurch eine abnormale vertikale Schwingung des Resonators 4 verursacht wird, oder die Amplitude der hin- und hergehenden Bewegung des Resonators 4 sinkt infolge Verlusten im Vibrationssystem ab. Um derartige Schwierigkeiten zu überwinden, wird erfindungsgemäß die Bewegung des Resonators 4 durch Rollen 23 geführt, welche sehr geringe Reibungskoeffizienten besitzen und längs vier Seiten des Körpers 4 angeordnet sind, um die Bewegung dieses Körpers längs der Vertikalrichtung in rollendem Kontakt zwischen den Rollen 25 und em Körper 4 zu halten. Außerdem ist die Halteplatte 7 des Vibrators 1 mit Vorsprüngen 24 versehen, welche von vier Seiten desselben derart herausragen, daß sie gleitend an Führungsorganen 25 am Unterbau 6 anliegen. Auf diese Weise wird jede unregelmäßige Vibration des Vibrators 1 in horizontaler Richtung schnell durch den Verlust am Gleitkontakt zwischen den Organen 24 und ^5 gedämpft,

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Bei der Ausführung nach Figur 4 lässt sich das Werkzeug, d.h. die Meißelspitzen 10 an der Unterfläche der unteren Platte 9 des Resonators 4 ausbauen, sodaß die Einrichtung als regelrechter Stampfer zum Feststampfen von Erde mit der flachen Fläche der unteren Platte 9 verwendet werden kann.

Figur 6 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung, welche als Bodenstampfer einsetzbar ist, bei welcher ein Resonator 4, welcher auch als Stampfwerkzeug verwendet wird, von der Halteplatte 7 getragen wird, wobei eine Luftfeder 5 zwischen dem Resonator 4 und der Trageplatte 7 etwa in deren Mitte eingeschoben ist, während die oberen und unteren Enden derselben an der Platte J und dem Körper 4 durch geeignete Befestigungsorgane, beispielsweise Schrauben und Muttern befestigt sind. In ähnlicher Weise sind mehrere Metallfedern 26 zwischen der Halteplatte 7 und dem Resonator 4 angeordnet, welche die Luftfeder 5 umgeben und mit ihren oberen und unteren Enden in ähnlicher Weise wie die Luftfeder 5 an der Platte 7 und dem Körper 4 befestigt sind. Die Halteplatte J wird durch mehrere Luftfedern 3 abgestützt, und liegt in einem gewissen Abstand von dem festzustampfenden Boden, wie die Figur zeigt.

Wenn bei der Einrichtung nach Figur 6 ein geeignetes Fluidum in die Luftfeder 5 eingeleitet wird, wird diese zusammen mit mit den Metallfedern 26 so weit ausgedehnt, bis das Stampfwerkzeug 4 die Bodenoberfläche erreicht. Dann wird in die Luftfedern 3, welche die Trageplatte 7 halten, in ähnlicher Weise ein geeignetes Fluidum eingespeist, um einen genauen Abstand zwischen der Bodenoberfläche und dem Stampfwerkzeug 4 zu erreichen.

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Wenn bei mathematischer Untersuchung Bewegungsgleichungen für das Vibrationssystem nach Figur 6 aufgestellt werden, um die Beziehungen zwischen der Schwingungsfrequenz des Stampfwerkzeuges 4, seiner Masse und den veränderbaren, damit zusammenhängenden Pederkonstanten aufzustellen» ergibt sich, daß die Pederkonstante der die Halteplatte 7 -haltenden Luftfedern 3 derartige Beziehungen in keiner Weise ermöglicht. Infolgedessen sind die einzigen Pederkonstanten, welche zur Steuerung der Schwingung des Stampfwerkzeuges 4 ausnutzbar sind, die der Metallfedern 26 und der in der Mitte der Metallfedern angeordneten Luftfedern 5«

Wenn bei Inbetriebnahme der Einrichtung nach Figur 6 über die Antriebsmaschine 2, die mit einem entsprechenden Konverter ihre Drehbewegung in eine hin- und hergehende Vertikalbewegung umwandelt, eingeschaltet wird, wird der Vibrator 1 zusammen mit der Tragplatte 7 in Schwingungen versetzt. Wenn dann die Luftfeder mit einem entsprechenden Fluidum unter einem gewissen Druck aufgefüllt wird, wird der Resonator bezw. das Stampfwerkzeug 4 mit einer Amplitude a₂ in Schwingungen versetzt, wobei diese Amplitude durch eine zusammengesetzte Federkonstante bestimmt wird, welche die Wirkungen der Metallfedern 26 und der Luftfeder 5 aus der Kurve nach Figur 3 einschließt. Infolgedessen kann das Stampforgan 4 mit hoher Amplitude in Schwingung versetzt werden, um die Bodenfläche wirksam festzustampfen, während der Vibrator 1 praktisch ebenso stehen bleibt, wie dies unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 beschrieben wurde. Wenn die Einrichtung auf der festzustampfenden Bodenfläche durch geeignete Anordnungen verschoben wird, lässt sich eine bestimmte Bodenfläche völlig gleichmäßig und äußerst wirksam feststampfen.

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In den Figuren 7 und 8 Ist eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Vibrationsstampfer dargestellt, bei welchem anstelle der Luftfedern der vorbeschriebenen Ausführungen metallische Schraubenfeöern verwendet werden. Ein Vibrator 1 mit darauf angeordneter Antriebsmaschine 2 und ein Resonator 33 sind gleitend zwischen hochstehenden Tragbolzen 35 gelagert, welche an vier Ecken einer Grundplatte 34 befestigt sind. Zwischen dem Vibrator 1 und dem Resonator 33 ist eine Schraubenfeder 36 eingesetzt und eine weitere Schraubenfeder 37aiisehen dem Resonator 33 und der Grundplatte 34. Die Schraubenfeder 36 sitzt mit ihrem oberen Ende in etiem an der Unterseite des Vibrators I angeordneten Pedersitz I¹ und mit dera unteren Ende in einem Pedersitz 33' an der Oberfläche der Resonatorplatte 33· In ähnlicher Weise ist das obere Ende der Schraubenfeder 37 in einem an der Unterseite des Resonatorkörpers 33 eingebetteten Pedersitz 33ⁿ befestigt und das untere Ende der Feder in einem Federsitz 34' in der Grundplatte 34. Alle diese Pedersitze I¹, 33¹* 33" und 34' sind scheibenförmig ausgebildet. An der Unterseite der Grundplatte 34 sind kurze Stützen 38 angeordnet, um die Einrichtung auf dem Boden abzustellen und dabei gleichzeitig einem gewissen Abstand zwischen dem Boden und der Grundplatte zu erreichen. Von der Unterseite des Resonators 33 verläuft ein Mittelstempel 39 durch die Grundplatte 34 hindurch, an dessen unterem Ende eine austauschbare Stampfplatte hO in genauem Abstande von der Bodenfläche angeschraubt oder sonstwie befestigt ist, welche bei Bedarf auch gegen eine entsprechende mit Meißeln zum Aufreißen einer Bodenfläche bestückte Arbeitsplatte ausgetauscht werden kann. Die oberen Enden der Bolzen 35 tragen eine mit ihnen beispielsweise verschraubte Jochplatte 4l, welche eine nach oben welsende Lasche 43 mit einem Auge

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trägt, in welches ein Kranhaken zum leichten Transport der Einrichtung eingehängt werden kann.

Bei Inbetriebnahme der Einrichtung nach Figur 7 und 8 durch Einschalten der Antriebsmaschine 2, wird der Vibrator in vertikale Schwingungen versetzt und überträgt die Amplitude und Frequenz seiner Schwingungen über die Schraubenfeder 36 an den Resonator 33* der dadurch ebenfalls in Schwingungen versetzt wird. Die freien Federkonstanten der Schraubenfedern 36 und 37 und die natürlichen Frequenzen derselben können so ausgewählt werden, daß die Beziehungen zwischen diesen Konstanten, der Amplitude und der Winkelfrequenz der von außen wirkenden Kraft der Antriebsmaschine 2 sowie die Massen und Bewegungen des Vibrators 1 und des Resonators 33 Merkmale eines Vibrationssystems mit zwei Freiheitsgraden darstellen. Bei genau ausgewählten Federkonstanten der Federn 36 und 37 und bei genauer Auswahl der Massen der Körper 1 und 33 befindet sich somit der Resonator 33 praktisch in Resonanz zur Schwingung des Vibrators 1, d.h. es ergibt sich eine große Schwingungsamplitude am Resonator 33» während die Schwingungsamplitude des Körpers 1 ninimal bleibt. Infolgedessen kann der am Stempel 39 befestigte Stampfer 40 die Bodenfläche äußerst wirksam feststampfen.

Bei Versuchen mit dieser Einrichtung nach Figur 7 und 8 wurde unter Einsatz einer Antriebskraft von 3 to bei einer Zwangsfrequenz von 500 c/m eine Schwingungsamplitude am Vibrator von 3 mm erzielt, während die Stampfkraft am Resonator 40 to bei einer Amplitude von 40 mm betrug. Die Reaktion der Stampfarbeit der Stampfplatte 40 wurde bei dieser Einrichtung durch die Schraubenfedern 36 und 37

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absorbiert und schaltete praktisch die Wirkungen dieser Reaktion auf den Vibrator 1 und dessen Antriebsaggregat aus. Außerdem ergab sich, daß die Stehbolzen 35 jede horizontale Schwingung infolge Ermüdung der Schraubenfedern verhinderten und zu starke Amplituden der Schwingung des Resonators bei verminderter Frequenz dämpften, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Federn ±ifolge übermäßiger Längung entsprechend der übermäßig großen Amplitude ausgeschaltet wurde.

Um diese Einrichtung auf einer geneigten Bodenfläche einsetzen zu können, ist es erforderlich, die hohe Reibung zwischen dem Resonator 33 und den Stehbolzen 35 zu überwinden. Hierzu wurden nach einem Vorschlag der Erfindung die normalen Durchgangsöffnungen der Stehbolzen 35 durch den Resonator 33* wie in Figur 7 dargestellt, erweitert und in diesen Hohlraum Kugeln 45 eingefüllt, welche die Reibung vermindern. Diese Hohlräume 44 werden dann durch entsprechende abnehmbare Klappen oder dergl. verschlossen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 9 und IO dargestellt, bei welchem eine ünterplatte 29 auf der Oberseite einer sehüsselförmigen Stampfplatte angeordnet ist, und eine Resonatorplatte oder eine Schlagplatte 4 über Luftfedern 5 auf dieser Grundplatte 29 ruht. Die Resonatorpiatte 4 trägt ihrerseits eine Tragplatte 7 über Luftfedern 3* wobei diese Platte 7 ihrerseits einen Vibrator 1 mit einem Antriebsaggregat trägt. An der Unterplatte 29 und der Resonatorplatte 4 sind jeweils Erhöhungen

46 bezw. 47 in der Weise befestigt, daß bei Einschalten der Einrichtung die Erhöhung 46 gegen die entsprechende Erhöhung

47 schlägt und die Schlagkraft von der Resonatorplatte 4 an

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die stampfplatte 40 überträgt. Vier Luftfedern 3 und vier gleichartige Luftfedern 5 sind an vier Ecken der Platten 4, 7 und 29 in gleichen Abständen voneinander angeordnet. Wasserkanäle 48 und 49 in der Tragplatte 7 bezw. der Grundplatte 29 sind über Leitungen 50 und 51 mit entsprechenden Ventilen 57 an einem Wasserbehälter 52 angeschlossen. Dieser Wasserbehälter sitzt stoßgesichert über Metallfedern 53 auf der Stampf platte 40. Ein geeigneter Luftpresser 54 ist auf der gleichen Tragplatte oder der gleichen Halterung des Wasserbehälters aufgebaut, um den Wasserbehälter 52 mit Preßluft zu versorgen· Sein Antrieb erfolgt von der Antriebsmaschine des Vibrators 1 über eine flexible Welle 55. Zum Portbewegen des Vibrationsgerätes ist an einem Ende der schusseiförmigen Stampfplatte 40 ein geeigneter Handgriff 56 vorgesehen. Mehrere Stauerventile 57, welche von Hand betätigt werden können, sind zwischen dem Behälter 52 und den Luftfedern 3 und 5 zur Regelung der Pederkonstanten eingesetzt.

Zum Betrieb des in den Piguren 9 und IO dargestellten Vibrationsgerätes wird der Wasserbehälter 52 mit Wasser gefüllt, dabei jedoch darauf geachtet, daß eine bestimmte Luftmenge im Behälter verbleibt. Die Pederkonstanten der Luftfedern 3 und 5 können durch Zufuhr von Wasser in diese Pederbälge bei gleichzeitigen Ablassen von Luft aus den Pederbälgen durch nicht dargestellte Öffnungen verändert werden. Beispielsweise lässt sich durch Auffüllen des Innenraumes einer Gummihohlfeder deren Pederkonstante gleich der einer Stah!schraubenfeder machen. Alsdann wird der Vibrator 1 über das nicht dargestellte Antriebsaggregat in Schwingungen versetzt und das Wasser im Behälter 52 durch Preßluft nach und nach in die Luftfedern 3 und 5 über die Leitungen 50 und 51 hinein-

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gepresst, während die Durehflußmenge des Wassers durch entsprechende Einstellung der Steuerventile 57 in der V/eise gesteuert wird, daß die Resonatorplatte 4 mit der Schwingung des Vibrators 1 durch Einstellung der Federkonstanten der Luftfedern 3 und 5 in der im vorstehenden Absatz; beschriebenen Art in Resonanz gebracht wird«. Bei Erreichen der Resonanz der Resonatorplatte 4 mit der Schwingung des Vibrators 1 wird die Erhöhung 56 an der Platte 4 in der Weise in Schwingungen versetzt, daß sie die entsprechende Erhöhung 47 auf der Stampfplatte 40 berührt und die Vibrationsenergie der Resonatorplatte an die Stampf platte in Form von Sehlägen zur wirksamen Durchführung des Feststampfens der Bodenfläche überträgt.

Bei der vorbeschriebenen Arbeitsweise des Vibrationsgerätes lässt sich die Amplitude der Schwingung des Vibrators I sehr klein oder praktisch gleich Null halten, während eine wirksame Vibration der Resonanzplatte 4 in Resonanz mit der minimalen Schwingung des Vibrators 1 erzielbar ist, indem die genauen Federkonstanten der Luftfedern ausgewählt werden, um die Resonanzbedingangen des vorbeschriebenen Vibrationssystems mit zwei Freiheitsgraden zu erreichen. Gleichzeitig wird die Reaktion der Erde entsprechend der Stampfarbeit der Stampfplatte 40 wirkungsvoll durch die Luftfedern 3 und 4 absorbiert und nicht an den Vibrator 1 und dessen Antrieb übertragen.

Außerdem vollführt das gesamte Vibrationsgerät bei Jedem StampfVorgang der Stampfplatte 4 einen sehr kleinen Sprung, sodaß sich das Vibrationsgerät durch geringen Druck am Handgriff 56 in Jeder gewünschten Richtung verschieben lässt. Falls das Gerät vorwärts oder rückwärts mit vergleichsweise

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hoher Geschwindigkeit verschoben oder wenn diese Vorwärtsoder Rückwärtsbewegung des Gerätes automatisch erzielt werden soll, dann kann die Axialrichtung Y-Y der Vibration des Vibrationssystemes von der Vertikalrichtung entweder rückwärts oder vorwärts um einen Winkel θ r oder @l_t wie in Figur 9 dargestellt, geneigt werden.

Wenn der Zustand der zu bearbeitenden Bodenfläche sehr schnell wechselt, d.h. von einem weichen Untergrund zum harten Untergrund und umgekehrt, kann die Amplitude der Vibration der Resonatorplatte 4 übermäßig ansteigen entsprechend dem Wechsel in der natürlichen Frequenz des Bodens, was seinerseits einen beträchtlichen Anstieg in der Amplitude der Vibration des Vibrationskörpers 1 zusammen mit der Tragplatte 7 verursachen kann. Ein derart übermäßiger Anstieg der Amplitude der Schwingung der Resonatorplatte 4, welcher zu einem beträchtlichen Anstieg in der Amplitude der Vibration des Körpers 1 und der Platte 7 führt, kann leicht durch Beseitunf der Resonanz zwischen der Resonatorplatte 4 und dem Vibrator 1 unterdrückt werden, indem die Federkonstanten der Luftfedern 3 und 5 durch Betätigung der Steuerventile 57 verändert werden. Falls dies aus besonderen Gründen zweckmäßig erscheint, lassen sich auch der Wasserbehälter 52, der Luftpresser 54 und die Steuerventile 57 auf einem besonderen, jedoch nicht dargestellten Traktor anordnen, von welchem aus das Vibrationsgerät dann betätigt wird, statt daß diese Aggregate auf der Stampfplatte 40 direkt angeordnet werden.

Eine nochmalige Abwandlung des erfindungsgemäßen Vibrationsgerätes ist in den Figuren 11-13 dargestellt. Bei dieser Ausbildung ist eine schüsseiförmige Stampfplatte 40 an einen

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Stempel 8 angelenkt, welcher vom Mittelteil einer Resonatorplatte 33 herabhängt. Eine Tragplatte 7, welche einen Vibratorkörper 1 trägt, ist an den oberen Enden von Spiralfedern 36 befestigt, die auf der Resonatorplatte 33 angeordnet sind, welche ihrerseits an den oberen Enden von Spiralfedern 37 auf dem Mittelteil einer unteren Tragplatte 58 befestigt ist. Die untere Tragplatte 58 ist zwischen Luftfedern 5 auf einer Grundplatte 59 und Luftfedern 3 eingesetzt, welche von auf der Grundplatte 59 befestigten Haltern 68 herabhängen. Wie aus Figur 12 zu sehen ist, sind die Resonatorplatte 33 und die Tragplatte 7 im wesentlichen quadratisch und haben die gleichen Abmessungen, wobei die Spiralfedern 37 und 36 an vier Ecken dieser beiden quadratischen Plattenteile angeordnet sind. Auch die untere Tragplatte 58 ist quadratisch, jedoch etwas größer als die beiden vorgenannten Platten 33 und 7· Die Luftfedern 3 und 5 sind an vier Ecken der unteren Tragplatte 58 angeordnet. Der Stempel 8 dringt durch das Mittelteil der unteren Tragplatte 58, vorzugsweise mit entsprechendem Spiel und die Stampfplatte 50 ist lose in eine entsprechende Öffnung 60 der Grundplatte 59 eingepasst. Außerdem sind vier bezw. zwei Paare weiterer Luftfedern 61 auf jeder Seite der Grundplatte 59 montiert, wobei jedes Paar dieser Luftfedern 6l untereinander sowie mit der nächstliegenden Luftfeder 5 über Leitungen 62 verbunden ist. Jede Luftfeder 6l sitzt auf einem Kissen 67, welches auf der Grundplatte 59 befestigt ist, und die Federn können durch ein halbkugeliges Teil 66 zusammengepresst werden, welches an einer Spindel 64 sitzt, die mittels eines Handrades 65 in einem Ständer.63 verstellt werden kann. Die natürlichen Frequenzen der Spiralfedern 36 und 37 sind derart ausgewählt, daß sie eine Resonanz der Resonanzplatte 33 mit dem Vibrations-

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körper 1 in genauen Beziehungen mit den Massen und natürlichen Frequenzen des Körpers 1 in der Platte 33 ergeben.

Beim Betrieb des in Figur 11 und 12 dargestellten Vibrationsgerätes befindet sich beim Einschalten des Vibrators 1 die Resonatorplatte 33 in Resonanz mit der Vibration des Vibratorkörpers 1 infolge der natürlichen Frequenzen der Spiralfedern 36 und 37* welche in der vorgenannten Weise ausgewählt wurden. Dementsprechend steigt die Amplitude der Vibration der Resonatorplatte 33 an, während die Amplitude der Schwingung des Vibratorkörpers 1 auf einem sehr kleinen Wert oder praktisch auf einem Mullwert gehalten wird. Dadurch wird die Stampfplatte 40 durch die öffnung hindurch schlagend gegen die Bodenfläche gepresst mit einer Kraft, welche durch mehrfache Verstärkung der Vibrationskraft des Vibrationskörpers 1 erzielt wird. Infolgedessen ist die Stampfkraft des Vibrationsgerätes bei dieser speziellen Ausbildung der Erfindung wenigstens mehrmals so groß wie die ursprüngliche Vibrationskraft des Vibratorkörpers 1. Dabei wird die Reaktion des Bodens gegen die Stampfarbeit dieses Stampfers vollkommen durch die Luftfedern 3 und 5 absorbeirt und niemals an den Vibratorkorper 1 übertragen, sodaß sich hier keine unerwünschte Rückwirkung ergibt. Eine Beschädigung des Vibrationsgerätes infolge einer derartigen Reaktion wird daher vollkommen ausgeschaltet.

Außerdem lässt sich durch Veränderung des Druckes auf die Luftfedern 61 mittels der Spindeln 64 zur Veränderung des Innendruckes der entsprechenden Luftfeder 5 die Höhe der Feder 5 verändern, um die Axialrichtung der Vibration des Vibrationssystems zu verändern, welches aus dem Vibrator 1,

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den Federn 56, 57, der Resonatorplatte 35 und dem die Stampfplatte 40 tragenden Stempel besteht. Wenn daher die Grundplatte 59 bei jedem Schlag der Stampfplatte 40 etwas von der Bodenfläche abgehoben wird, wird das gesamte Vibrationsgerät in eine der vorerwähnten Neigung der Axialrichtung des Vibrationssystems entsprechenden Richtung fortbewegt.

In Figur 15 ist eine leichte Abwandlung der in den Figuren 11 und 12 dargestellten Einrichtung dargestellt. Bei dieser speziellen Abwandlung sind anstelle eines Stempels 8 mit einer Stampfplatte 40 zwei halbkugelige Ansätze 69 und 70 an der Unterseite der Resonatorplatte 53 bezw. der Oberseite der Unterplatte 59 ausgebildet oder sonstwie befestigt. Infolgedessen wird bei einer Vibration der Resonatorplatte 35 die Stampfkraft vom Vibrationssystem der Einrichtung an die Grundplatte 59 durch den direkten Schag des Ansatzes 69 auf den Ansatz 70 übertragen, wodurch die gewünschte Stampfarbeit ebenfalls äußerst wirkungsvoll erzielbar ist.

Eine nochmalige Abwandlung des erfindungsgemäßen Vibrationsgerätes ist in den Figuren 14 und 15 dargestellt. Bei dieser Ausbildung ist eine Resonatorplatte 55 auf den oberen Enden von Schraubenfedern 57 befestigt, die auf Grundplatten 59 angeordnet sind, und ein einen Vibratorkörper 1 tragender Rahmen 71 ist auf den oberen Ende veiterer Schraubenfedern 56 auf der Resonatorplatte ~^> montiert. Die mechanischen Konstanten des Vibrationssystems aus dem Vibratorkörper 1, den Schraubenfedern 56 und 57 sowie der Resonatorplatte 55 sind derart ausgewählt, daß bei einer vertikalen Vibration mit einer bestimmten Frequenz des Vibratorkörpers 1 die Resonatorplatte 55 mit einer derartigen Vibration in Resonanz gebracht

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werden kann. Infolgedessen stampft eine Stampfplatte 40, welche am unteren Ende eines Stempels 8 vom Mittelteil der Resonanzplatte 33 herabhängt, die Bodenfläche zwischen den Bodenplatten 59, 59. Diese spezielle Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Halterungen 72 auf den beiden Grundplatten 59 in der Weise befestigt sind, daß vertikale Seitenflächen des Rahmens 71 und der Resonatorplatte 33 gleitend an den entsprechenden Vertikalflächen dieser Halterungen 72 anliegen. Dadurch wird die vertikale Vibration des Vibrationskörpers 1 gedämpft und gleichzeitig die Horizontalbewegung der Resonatorplatte wirksam ausgeschaltet. Am oberen Ende einer jeden Halterung 72 ist eine Stellschraube 73 vorgesehen, welche am Innenende einen Ansatz Ik trägt, welcher gleitend in eine Vertikalnut eines Aufnahmerahmens 75 eingepasst ist, der an den Vertikalseiten des Rahmens 71 befestigt ist. Außerdem sind mehrere Halterungen 76 auf den Grundplatten 59 vorgesehen, welche die Resonatorplatte 33 umgeben, wobei jede dieser Halterungen 76 eine Rolle 77 trägt, welche jeweils gegen eine Kontaktplatte 78 an der entsprechenden Vertikalfläche der Platte 33 anliegt.

Bei dieser Ausbildung sind die Halterungen 72 und 76 mit ihren Gleitflächen oder Gleitorganen zum Dämpfen der Vertikalschwingungen des Vibrationskörpers 1 und zur Verhinderung von Horizontalbewegungen der Resonatorplatte 33 vorgesehen. Der Grund für diese GIeitkontakte ist folgender: Die eingangs durchgeführte mathematische Behandlung des Vibrationssystems beruht wie bereits erwähnt darauf, daß keinerlei Dämpfung vorliegt, um die mathematischen Berechnungen zu vereinfachen, und die Resultate dieser mathematischen Berechnungen lassen sich für den Fall aufrecht

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erhalten, daß das Vibrationssystera lediglich Federungen in Art von Luftfedern aufweist, deren Federkonstante ohne weiteres einstellbar ist, da eine durch Verlust in den mechanischen Elementen des Systems verursachte Störung der Vibrationsamplitude nachgestellt werden kann, wobei gleichzeitig die Federkonstanten dieser Luftfedern eingestellt und auf dem durch die mathematische Berechnung festgelegten Wert gehalten werden können. Wenn andererseits jedoch anstelle der Luftfedern Metallfedern verwendet werden, werden die Federkonstanten dieser Federn gewöhnlich bei der Herstellung definitiv festgelegt und die Dämpfung oder der Energieverlust, welche durch derartige Metallfedern verursacht wird, kann nicht durch beliebige Anordnungen ausgeschaltet werden. Mit anderen Worten, bei derartigen Federn lässt sich unmöglich das Vibrationsystem genau unter den Bedingungen bedienen, wie sie mit den Resultaten der mathematischen Berechnung übereinstimmen, und die mathematische Analyse, welche auf den vorgenannten Annahmen beruht, wird dadurch bedeutungslos. Die letztbeschriebene Ausführung soll daher den Energieverlust kompensieren, indem eine zusätzliche Einrichtung zur Ausschaltung eines derartigen Verlustes vorgesehen wird, sodaß die bei der mathematischen Berechnung zugrunde gelegten Anlagen bei der praktischen Durchführung durch mechanische Anordnungen verwirklicht werden.

Es würe erfindungsgemäß auch denkbar, eine Lagerung für den Rahmen 71 am Oberteil einer jeden Halterung 72 und eine weitere Lagerung für die Resonatorplatte 33 am Zwischenteil der gleichen Halterung J2 vorzusehen, statt die besonderen Halterungen 76 für die Resonatorplatte 33 einzusetzen.

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Wenn im Betrieb dieser speziellen Ausführung des erfindungsgemäßen Vibrationsgerätes die Grundplatten 59 auf einer wagerechten Bodenfläche aufgesetzt werden und der Vibratorkörper 1 eingeschaltet wird, werden die Federn 36, 37 und die Resonatorplatte 33 zusammen mit dem Rahmen 71 betätigt und die horizontale Bewegungskomponente des Rahmens 71 und der Resonatorplatte 33 werden vollkommen durch den Gleitkontakt zwischen dem Ansatz ¹Jk und dem Aufnahmeteil 75 und den gleichartigen Eingriff zwischen den Rollen 77 und den Kontaktplatten 78 ausgeschaltet, sodaß sich eine reine Vertikalvibration der Resonatorplatte 33 und eine einwandfreie Stampfwirkung des Vibrationsgerätes ergibt.

Wenn außerdem die Amplitude der Vibration des Vibratorkörpers 1 übermäßig ansteigt infolge zu weicher Bodenbeschaffenheit oder infolge ungleichmäßigen Laufes der Antriebsmaschine, welche den Vibratorkörper betätigt, können die Stellschrauben 73 das Spiel zwischen ihrem Ansatz ^k und dem Aufnahmeteil 75 einstellen, um somit die Reibung der Gleitflächen zwischen beiden zu steuern, bis die geeignete Vibrationsamplitude erzielt ist.

Wenn dieses Vibrationsgerät auf einer geneigten Oberfläche eingesetzt wird, erhöht sich die Reibung an dem Ansatz 74, welcher gegenüber einem Einsatz aus einer ebenen Bodenfläche gesenkt wird, wodurch jegliche Bewegung des Rahmens 71 verhindert wird oder es ergibt sich eine beträchtliche Störung der Arbeitsweise des Vibrationssystems. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird zweckmäßigerweise das Oberteil des Halters 72, welches den Ansatz 7^ trägt, gegen ein entsprechendes Ober-

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teil mit einer Gleitrolle ausgetauscht und gleichzeitig das Aufnahmeteil 75 am Rahmen 71 mit einer entsprechenden Kontaktplatte vertauscht, sodaß die Reibung durch Ausnutzung des Rollenkontaktes vermindert werden kann. Aus diesem Grunde wird zweckmäßigerweise bei dieser speziellen Ausbildung das Oberteil der Halterung 72 austauschbar ausgebildet.

Ansprüche:

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Claims (7)

1. Ansprüche .

   l._; Vibrationsgerät zum Peststampfen oder zum Aufreißen insbesondere von Straßendecken mit zwei Freiheitsgraden, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus einem Unterbau (6), einem von einer Antriebsmaschine (2) betätigbaren Vibrator (l), einem Resonator (4), einem auf die Vibration des Resonators ansprechenden Schlagorgan (9)* einer zwischen dem Vibrator und dem Resonator eingesetzten ersten Federung (3) mit leicht veränderlicher Federkonstante sowie einer zwischen dem Unterbau und dem Vibrator bezw. dem Resonator eingesetzten zweiten Federung (5) mit ebenfalls leicht veränderlicher Federkonstante besteht, wobei durch Regelung der Federkonstanten beider Federungen der Resonator in Schwingungen mit großer Amplitude versetzbar ist, während die Schwingungsamplitude des Vibrators jleich Null ist. "
2. 2. Vibrationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federungen (j5, 5) als Luftfedern ausgebildet sind und der Resonator einen Hohlraum aufweist, wodurch mittels gesteuertem Einbringen einer Flüssigkeit die Resonatormasse veränderbar ist.
3. 3# Vibrationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere vom Unterbau (34) nach oben durch den Resonator (33) und den Vibrator (l) hindurchgehende Stehbolzen (35) aufweist, welche an den Durchgangsstellen die Reibung verändernde Lagerungen aufweisen, und daß die Federungen als Metallfedern (36, 37) ausgebildet sind.

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4. 4. Vibrationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Anordnung (13* 15) zum gesteuerten Einspeisen einer Flüssigkeit in die als Luftfedern ausgebildeten beiden Federungen (3> 5) aufweist.
5. 5. Vibrationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagorgan als Bodenstampfer (4o) ausgebildet ist.
6. 6. Vibrationsgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Aggregat ein besonderes Gestell vorgesehen ist und der Unterbau (59) auf diesem Gestell durch Luftfedern (6l) mit veränderlicher Federkonstante abgestützt ist.
7. 7. Vibrationsgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß er mehrere auf dem Unterbau (59) befestigte aufragende Halterungen (72) aufweist und diese eine Führung (74) für den Resonator (33) und den Vibrator (1) mit steuerbarer Reibung tragen.

   Patentanwalt Dr. W. Andrejewski.

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