DE1906868A1 - Vibrationserreger fuer Bodenverdichtungsgeraete u.dgl. - Google Patents

Description

• Vibrationserreger für Bodenverdichtungsgeräte und dgl.
• Die Erfindung betrifft einen Vibrationserreger für Straßenwalzen und andere eum Verdichten von Fahrbahnen und dgl. dienende Uasohinen und Vorrichtungen, bei denen ein gesonderter Erregerkörper als Erregermasse mit Hilfe eines Exzentertriebs in oszillierende Bewegung versetzt wird.
• Es sind bereite Vibrationswalzen mit Schwingungserregern in Form einer umlaufenden Exzentermasse bekannt, durch die eine umlaufende Erregerkraft erzeugt wird. Der Nachteil dieser beschriebenen Schwingungserreger besteht darin, daß jeweils große Drehbeschleunigungsenergien zum Anfahren der Erregermasen aufgebracht werden müssen und daß somit die notwendigen Betriebsdrehzahlen bzw.- frequenzen nach dem Einschalten des Antriebe erst nach längerer Anlaufzeit erreicht werden. Aus gleichem Grunde brauchen derartige Vibrationserreger immer eine gewisse Zeit, um nach dem Abschalten zum Stillstand zu kommen. Weiter hin macht sich bei den mit umlaufenden Erregermassen arbeitwenden Vibrationserregern nachteilig bemerkbar, daß die Lager ftlr die Erregermassen sehr stark beansprucht werden, so daß sich Probleme hinsichtlich der Lagerwahl und der Abfuhr der duroh hohe Lagerreibungskräfte entstehenden Wärme ergeben. Außerdem worden durch umlaufende Erregermassen nioht nur senkrecht auf den zu verdichtenden Moden gerichtete Kräfte, sondern auch in horizontaler Richtung gerichtete Schwingungskräfte erzeugt.
• Sofern die erzeugten horizontalen komponenten der Vibrationskräfte bei Umlauferregern größer als die Scherkräfte des Bodens bzw. des zu verdichtenden Untergrundes werden, tritt ein Aufreißen an der Oberfläche des Bodens bzw. Untergrundes auf. Aus diesem Grunde wird in der vorliegenden Anmeldung danach geetrebt, bevorzugt vertikal gerichtete Bewegungen zur Vibrationserzeugung zu erzielen0 Solche gerichteten Schwingungen können u.a. bekanntlich durch gegenläufige Exzentermassen erzeugt werden. Der hierdurch bedingt. Aufwand ist erheblich und daher unwirtschaftlich. Außerdem lassen sich diese Doppelerreger konstruktiv nur mit erheblichen Aufwand in Straßenwalzen oder dgl.
• unterbringen.
• Um diesen Nachteil auszuschalten, ist man zur Erzielung gerichteter Schwingungen schon so vorgegangen, daß man eine umlaufende Fxzentermasse an einem beweglichen Pendel anordnet. Dies hat zur Folge, daß die am freien Ende wirksam werdende umalufende Erregerkraft nur in Jeweiliger Richtung der Pendelstellung oder des Pendelsarmes auf den Walzenkörper Ubertragen wird. Bekannte Ausführungsformen dieocr Art sind so aufgebaut, daß auf dem Pendelarm ein Antriebsmotor angebracht ist, der über einen Keilriemenantrieb die Pendelmasse in Rotation versetzt. Diese Anordnung ist verhältnismäßig aufwendig und läßt sich schwierig in einer Straßenwalze unterbringen.
• Es sind auch Vibrationswalzen bekant geworden, bei denen die Erregerkräfte aus hin- und hergehenden Massen resultieren, die z. B. bei einem Schubkurbelgeriebe auftreten. Ein Schubkurbelgetriebe macht eine seitliche Führung der Erregermasse erforderlich. Eine derartige seitliche Führung wird im deutschen Gebrauchsmuster Nr. 1 727 237 beschrieben. Die Nachteile seitlicher Führungen bestehen darin, daß unerwunsohte Horisontalkräfte und Schwingungen auf den Walzenkörper und somit auf den zu verdichtenden Boden übertragen werden und daß die Anordnung kostspielig und reparaturanfällig ist.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht in wesentlichen darin, Straßwalzen und Verdichtungsrüttler der vorher genannten Art hinsichtlich der Vibrationserreger zu Verbessern und die vorher geschilderten Nachteil zu beseitigen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird der eingange erwähnte Erreger so ausgebildet, daß als Erregermasse ii wesentlichen die Masse eines physikalischen und an den Exzentern in Fahrtrichtung frei beweglich aufgehängten Pendels dient. Die Anordnung der Erregervorrichtung in Form eines in Fahrtriohtung frei schwingenden Pendels ohne jede Führung bewirkt, daß die eingenen Rückstellkräfte des Pendels die Richtung der senkrechten Kräfte bestimmen. Dadurch, daß die Pendelmasse frei drehend gegenüber dem Pendelarm gelagert ist, entfallen die Drehreaktionskräfte, was einen besonderen Vorteil in Bezug auf die statischen Drehfortbewegungen des Walözenkörpers hat.
• Die Erfindung wird nunmehr anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert, die schematisch einen senkrechten Schnitt auroh eine Straßenwalze mit auf Exzentern gelagertem Pendel zeigt.
• Straßenwalzen der gezeigten Art kennen beispielsweise durch eine gesonderte Zugmaschine gezogen werden oder als ein Laufrad einer Maschine bzw. eines Fahrzeugs zum Verdichten von Fahrbahndecken, Fahrbahnunterbauten und dgl. dienen. Die Walze 1 eteht dann Uber Stützglieder 2 und zwischengeschalteten Federn 3 mit dem Fahrzeugrahmen 4 bzw. mit einer geeigneten Trägerkonotruktion in Verbindung.
• Die Federn 3 verhindern in bekannter Weise die Übertragung von Vibrationen auf dae Fahrzeug bzw. dae Fahrgestell. Da die Aus-Bildung dieser Fahrzeuge und Maschinen nicht zum Gegenstand der Erfidnung gehört, kann auf eine nähere Darstellung und Beschreibung dieser allgemein bekannten Teile verzichtet werden.
• Der zylindriche Walzenkörper 1 stützt sich über scheibenartige Stützen 5, Stützblöcke 6 und über von den Stützblöcken eingeschlossene Drehlager 7 auf der Exzenterwelle 8 ab, auf der die Lager 7 gegen axiale Verschiebung geeignet gesichert sind. Auf den äußeren freien Enden der Blöcke 6 sind weitere Drehlager 9 vorgresehen, die wiederum von den unteren Enden der Stützglieder 2 umfaßt werden. Auf diese Weise wird ein freier Umlauf der Walee 1 relativ zur Exzenterwelle 8 und zu den Stützen 2 bzw. zun; Fahrgestell 4 erreicht und außerdem eine freie Dreheung der Exzenterwelle relativ Zum Walzenkäörper und ru den Teilen 1,2,3 und 9 ermöglicht.
• Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Walzenachse durch die Erreger- bzw. Exzenterwelle 8 für den Vibrationsantrieb gebildet, auf der zwei Exzenter 10 festgelegt sind. Die Erregermasse wird im wesentlichen durch eine zylindrische Erregerkörper 11 gebildet, der als Pendel mit Hilfe von Pendelarmen 12 und Lagern 13 auf den Exzentern 10 gelagert ist. Der Pendelkörper 11 hat seitliche Achsstümpfe 11a, die in Drehlagern 14 stecken, welche wiederum von den unteren Enden der Pendelarme 12 umfaßt und getragen werden. Der Erregerkörper 11 kann cih somit frei gegenüber den Pendelarmen 12 verdrehen.
• An einem Ende der Exzenterwelle 8 sitzt ein fest mit ihr verbundenes Antriebsorgan 15, mit den die Welle 8 in Umdrehung versetzt werden kann. Um die Fliehkräfte der Exzenter 10 an der an Welle 8 auszugleichen, kann der Exzenterwelle ein zur Masse des Exzenters um 180° versetzter Massenkörper 16 angebracht werden.
• Wenn nun die Exzenterwelle 8 durch einen geeigneten Antrieb über das beispielsweise als Keilriemenscheibe ausgebildete Antriebsorgan 15 in Umdrehung vesetzt wird, drehen zwangsweise die fluchtend aufeinander ausgerichteten Exzenter 10 ebenfalls mit.
• Aufgrund der Drehung der Exzenter am Aufhängepunkt dea Pendels 10 wird das Gesamtpendel bzw. die Erregermasse in oszillierende Bewegung gebracht. ut die Exsenterradien klein gegenüber der Länge der Pendelarme 12 rind, und sofern die Erregerfrequenz genügend weit oberhalb der Eigenfrequenz diese Schwingungsgebildes bleibt, sind die Horizontalbewegungen des Pendels vernachlässigbar. Andererseits werden durch diesen Aufbau im weeentlichen nur vertikal gerichtete Bewegungen und damit Kräfte erzeugt, was dazu führt, daß keinerleit zusätzliche Führungseinrichtung erforderlich sind, wie sie s.B. im Patent 1 727 237 beschrieben wurden. Vγ.5.3 Die Vibrationsfrequenz kann auf einfache Weise durch Anderung der Drehzahl der Welle 8 variiert werden. Die Unwucht und aic i.rregernmplitude können dagegen duroh änderung der Exzentrizität an den Aufhängepunkten des Pendels veränderlich gestaltet werden.
• Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Exzenter 10 gegen Exzenter mit anderon Exzenterradien ausgewechselt oder daß die Exzenter relativ und quer zur Exzentrawelle verstellbar angeordnot werden. Schließlich können die Unwucht und die Bandagenamplitude variiert werden, indem man den Errregerkörper 11 gegen andere mit größerer oder kleinerer Masse austauscht.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vibrationserreger für Bodenverdichtungsgeräte, wie Straßenwalzen und andere zum Verdichten von Fahrbahnen und del.

dienende Maschinen und Vorrichtungen bei dem ein gesonderter Erregerkörper als Erregermasse mit Hilfe eines Exzentertriebs in oszillierende Bewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Erregermasse im wesentlichen die Masse eines physikalischen und an den Exzentern (10) in Fahrtriohtung frei beweglich aufgehängten Pendels (11,12) dient.

2. VibrationBerreger nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerkörper (11) nicht geführt oder abgestützt ist.

3. Vibrationserreger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelkörper (11) drehbar am freien Ende des Pendelarms bzw. der Pendelarme (12) gelagert ist.

4. Vibrationserreger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterradius klein gegenüber der Pendelarmlänge ist.

5. Vibrationserreger nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Massenträgheitsmomenten der der Erregerkörper (11) groß gegenüber den Massenträgheitsmomenten der Exzenter und Pendelarme ist.

6. Vibrationserreger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er in ein- oder mehrfacher Ausführung inner- oder außerhalb des Walzenkörpers angebracht ist.

7. Vibrationserreger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet. daß an der Exzenterwelle ein zur lasse der Exzenter um 1800 versetzter Massenkörper (16) zwecks Ausgleich der durch den oder die Exzenter selbst erzeugten Erregerkräfte angebracht ist.

8. Vibrationsaerreger nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung durch an sich bekannte Mittel, wie z. B. Veränderung des Exzenterradius, variable gestaltet ist.