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Tandem-Doppelvibrationswalze zur Bodenverdichtung Die Erfindung betrifft
Tandem-Doppelvibrationswalzen zur Bodenverdichtung, die einen starren Rahmen haben.
Es sind Tandem-Vibrationswalzen bekannt, bei denen die Walztrommeln oder Geilwalztrommeln
auf Achsen in zwei Rahmenteilen gelagert sind, welche über ein zwischen den Rahmenteilen
angeordnetes, in mehr als einer Ebene schwenkbares Gelenk verschwenkt werden können,
so daß das Bodenverdichtungsgerät auf diese Weise gelenkt werden kann.
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Man hat auch schon die Achsen, die die Walztrommeln bzw die Teilwalztrommeln
tragen, am Gestell des Bodenverdichtungsgeräts mittels Führungen od.dgl. so angebracht,
daß sie gegen dieses Gestell geschwenkt werden können. Bei den Bodenverdichtungsgeräten
mit zu s schwenkbar geführten Rahmenteilen achlagen diese Rahmenteile bei Betrieb
mit Vibration schnell aus. Es wird außerdem durch die Bewegung im Gelenk sehr viel
Vibrationsenergie geschluckt. Eine sogenannte Doppelvibration, d.h. eine synchrondsierte
Schwingung beider Walzen mit 1800
Phasenverschiebung zueinander,ist
daher mit einem weichen Gelenk, das in mehreren Ebenen Bewegung zuläßt, nicht möglich.
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Es muß im Gegenteil in senkrechter Richtung eine kraftschlüssige Verbindung
vorhanden sein, um eine phasengleiche Schwingung zu erzielen. Weiterhin ist es nicht
möglich, Walzen mit einem weichen Gelenk, das auch als Knickgelenk bezeichnet wird,
zur Bearbeitung von Schwarzdecken einzusetzen, weil eine ebene und glatte Oberfläche
nur erzielt werden kann, wenn die starren Rahmen bzw. Rahmenteile der einzelnen
Walztrommeln durch ein in horizontaler Ebene steifes Gelenk verbunden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lenkbare Tandem-Doppelvibrationswalze
zur Bodenverdichtung mit einem Gelenk zu schaffen, bei der aber die für den Betrieb
mit Doppelvibration erforderliche Steifigkeit des Gestells des Bodenverdichtungsgeräts
in waagerechter Ebene gegeben ist.
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Zur lösung dieser Aufgabe ist eine Tandem-Doppelvibrationswalze mit
starrem Rahmen gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß der Rahmen in an sich
bekannter Weise in äe zwei äe eine Walztrommelachse tragende Teile unterteilt ist,
welche durch ein in senkrechter Ebene steifes, in waagerechter Ebene Schwenkbewegungen
zulassendes Gelenk verbunden sind.
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Vorzugsweise besteht ein solches Gelenk aus einem verhältnismaßig
langen, senkrechten Bolzen, der an seinen Enden in zwei
vorgespannten
Kegelrollenlagern gelagert ist, welche,von Lagermittelpunkt zu Lagermittelpunkt
gemessen, einen Abstand haben, der mindestens etwa dem Radius der Walztrommeln -entspricht,
und deren Durchmesser etwa so groß. ist wie die Hälfte oder ein Drittel der Breite
der auf einer Achse nebeneinander angeordneten Deilwalztrommeln.
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Durch die Kegelrollenlager, deren Vorspannung einstellbar ist, wird
eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den schwenkbaren Rahmenteilen erreicht,
die auch bei der tbertragung größerer Kräfte spielfrei ist.
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Anstelle der Kegelrollenlager können auch konische Gleitlager vorgesehen
sein, wobei ggf. eine der gegeneinander beweglichen Bläschen des Lagers bzw. des
Bolzens mit einem verschleißfesten Eunststoff, z.B. Detrafluoräthylentbeschichtet
ist.
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Es ist zweckmäßig, als Antrieb für die Walztrommeln oder Teilwalztrommeln
Hydraulikmotoren zu verwenden, weil dadurch Schwierigkeiten bei der Kraftübertragung
vermieden -werden, die durch die Schwenkbarkeit der Rahmenteile im Verhältnis zueinander
gegeben sind.
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Es ist möglich, die Tandem-Doppelvibrationswalze gemäß der Erfindung
dadurch zu lenken, daß die auf einer Achse sitzenden beiden Xeilwalztrommeln mit
unterschiffilicher Drehzahl, z.B.
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durch je einen Hydraulikmotor angetrieben werden. Zusätzlich oder
allein für die Lenkung können Hydraulikzylinder dienen,
die an dem
einen und an dem anderen Rahmenteil mit Abstand von der Achse des Schwenkgelenks
angelenkt sind und die die Rahmenteile gegeneinander verschwenken. Man kann entweder
einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder auf einer Stirnseite der Walze oder zwei
einfachwirkende Hydraulikzylinder auf beiden Stirnseiten des Bodenverdichtungsgeräts
vorsehen. Wenn auf jeder der hintereinanderliegenden Achsen ungeteilte Walztrommeln
vorhanden sind, kann die Lenkung allein durch die Hydraulikzylinder erfolgen.
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Ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder kann auch, wenn die Lenkung
durch Drehzahl änderung der Teilwalztrommeln erfolgt, als Dämpfungszylinder wirken.
Zu diesem Zweck.werden die beiden Zylinderräume des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders
über eine Leitung verbunden, die ein Drosselorgan enthält.
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Wenn das Ventil od. dgl. in der Leitung ganz geschlossen wird, ist
eine Verschwenkung der Rahmenteile nicht mehr möglich, sondern nur noch eine Lenkung
durch Drehzahlunterschiede der Teilwalztrommeln bzw. verschiedene Drehrichtungen
diagonal gegenüberliegender Deilwalztrommeln, wie dies bei Tandem-Bodenverdichtungswalzen
mit starrem, ungeteiltem Rahmen üblich ist.
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Die Unwuchtschwingungserzeuger können in Gehäusen in den Walztrommeln
oder außerhalb der Walztrommeln, mit ihrer Achse parallel zur Achse der Walztrommeln
untergebracht werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Unwuchterzeuger und ihres Antriebs
kann man die Unwuchtschwingungserzeuger mit ihren Drehachsen in Fahrtrichtung des
Bodenverdichtungsgeräts liegend an bzw. in quer zur Fahrtrichtung liegenden Gehäusen
oder Trägern anordnen, eine Ausbildung, die nicht zum Stand der Technik gehört.
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Bei Verwendung eines hydraulischen Einzelantriebs für die Teilwalztrommeln
oder Walztrommeln werden vorzugsweise Untersetzungsgetriebe mit Planetenzahnrädern
an den Stirnseiten der Walztrommeln vorgesehen. Diese Stirnradplanetengetriebe sind
platzsparend und schmal, wodurch die Unterbringung des hydraulischen Antriebs mit
den Ubertragungselementen erleichtert wird.
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Obwohl das Gelenk, das gegen alle Kräfte, die nicht in waagerechter
Ebene angreifen, steif ist, mit besonderem Vorteil bei Tandem-Doppelvibrationswalzen
anzuwenden ist, kann man es auch mit Vorteil bei Vibrationswalzen gewöhnlicher Bauart
vorsehen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt schematisch: Fig. 1 eine Tandem-Doppelvibrationswalze gemaß der Erfindung
in Seitenansicht, teilweise geschnitten; Fig. 2 einen Schnitt durch die Tandem-Doppelvibrationswalze,
die in Fig. 1 dargestellt ist, in der Höhe der Achsen der Waltrjommln und
Fig.
3 eine Draufsicht in vereinfachter Darstellung zur Veranschaulichung der Vorgänge
beim Lenken.
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Der vordere Rahmenteil (bezogen auf die übliche Fahrtrichtung) ist
mit 1 (vgl. Fig. 1 und 2) und der hintere Rahmenteil ist mit 2 bezeichnet. Diese
Rahmenteile sind um das in der Mitte liegende Gelenk schwenkbar, das aus dem Gelenkbolzen
40 besteht, der oben bzw unten in den Kegelrollenlagern 3 bzw. 4 gelagert ist. Der
Bolzen 40 wird so lang gemacht, wie es mit Rücksicht auf die Unterbringung der Antriebsorgane
bzw deren Ubertragungseiemente und mit Rücksicht auf die Bodenfreiheit möglich ist.
Die Kegelrollenlager sind vorgespannt, um Spielfreiheit des Gelenks auch bei stärkerer
Beanspruchung zu gewährleisten.
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Auf den Achsen 5 und 6 sind die Teilwalztrommeln 26, 27, 28 und 29
gelagert. Sie werden von der hydraulischen Pumpe 10 über Leitungen 11, die Hydraulikmotoren
12 und die Planetenräder enthaltenden Untersetzungsgetriebe 13 angetrieben. Diese
sind in einem verhältnismäßig schmalen Raum an den Stirnseiten der Teilwalztrommeln
untergebracht, wobei der Boden der Teilwalztrommeln zurückgesetzt ist.
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Der Antrieb der Unwuchtschwingungserzeuger 14 und 15 erfolgt von der
Keilriemenscheibe 16 auf der Abtriebswelle des im Gehäuse 17 untergebrachten Antriebmotors,
z.B. eines Verbrennungsmotors, über die Keilriemen 18, die Keilriemenscheibe 19
und
die Gelenkwellen 20, 21 auf die Zahnriemenscheiben 22, 23, die
die Unwuchtschwingungserzeuger 14 und 15 über die Zahnriemen 24 und 25 antrieben.
Diese Art der Ausbildung und des Antriebs der Unwuchtschwingungserzeuger gehört
nicht zum freien Stand der Technik.
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Die Unwuchtschwingungserzeuger und ihr Antrieb sind nur in den wesentlichen
Einzelheiten angedeutet. Es sind im allgemeinen mehrere Unwucht-Schwingungserzeuger
an jedem Ende vorgesehen, so daß gerichtete Schwingungen erzeugt werden können.
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Es können aber auch übliche Unwuchtschwingungserzeuger vorgesehen
sein, deren Achsen parallel zu den Achsen der Walztrommeln liegen.
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Aus Fig. 3 sind die Bewegungsvorgänge beim Lenken ersichtlich.
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Im Rahmenteil 1 sind die Teilwalztrommeln 26 und 27 und im Rahmenteil
2 die Teilwalztrommeln 28 und 29 gelagert. Die unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten
der Teilwalztrommeln sind durch die Vektoren an den Drehachsen 30 und 31 angedeutet.
Da die (in der Zeichnung) oben liegenden Walztrommeln 26, 28 eine größere Drehgeschwindigkeit
haben, werden sich die Drehachsen 30 und 31 aus der parallelen Lage bewegen und
einen spitzen Winkel zueinander einnehmen. Dies ist durch die strichpunktierten
Linien 32 und 33 veranschaulicht. Die Bewegung der Rahmenteile um den Bolzen 40
des Gelenks kann durch den Hydraulikzylinder 34 gedämpft werden, dessen beiderseits
des Kolbens 25 liegende Zylinderräume durch die Umgehungsleitung 36 mit
dem
Drosselventil 37 verbunden sind, welches auch zur Absperrung der Leitung dienen
kann. Wenn man durch Schließen des Ventils 37 eine Schwenkung der Rahmenteile 1
und 2 gegeneinander unmöglich macht, kann durch Drehrichtungsänderung diagonal gegenüberliegender
Teilwalztrommeln, z.E. der Teilwalztrommeln 27 und 28 eine allerdings ruckartig
verlaufende BeAkung ohne Schwenkbewegung der Rahmenteile 1 und 2 erreicht werden.
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Es ist jedoch zu betonen, daß die Schwenkbarkeit der Rahmen teile
1 und 2 in waagerechter Ebene um das in senkrechter Ebene steife und sehr kräftige
Gelenk insbesondere auch bei der Bearbeitung von Schwarzdecken von besonderem Vorteil
ist, weil man dadurch ebene und glatte Oberflächen erzielt, während bei ruckartiger
Lenkung nicht immer einwandfreie Ergebnisse erreichbar sind.