DE20011939U1

DE20011939U1 - Formstabilisierte und verschleißfeste Stampfplatte

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Publication number: DE20011939U1
Application number: DE20011939U
Authority: DE
Original assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Wacker Neuson SE
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2010-07-11

Description

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MÜLLER & HOFFMANN - PATENTANWÄLTE European Patent Attorneys - European Trademark Attorneys

Innere Wiener Strasse 17 D-81667 München

Anwaltsakte: 52.507 Ho/kx

Anmelderzeichen: WW_AZ_000033 10.07.2000

Wacker-Werke GmbH & Co. KG

PreuJ3enstraJ5e 41 80809 München

Formstabilisierte und verschleißfeste Stampfplatte

MÜLLER & HOFFMANN .·.*./ * \ Wacker-Werke GmbH & Co. KG

52.507

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Stampfplatte für Stampfer zur Materialverdichtung, wie sie z.B. zur Boden-, Asphalt- oder Pflasterverdichtung eingesetzt wird.

Eine solche Stampfplatte - meist bestehend aus einer Bodenplatte und einem Kunststoffaufsatz - ist das Hauptverschleißteil bei einem Stampfer, wobei der Verschleiß sehr stark von dem zu verdichtenden Material, von der Härte und Scharfkantigkeit des Materials, aber auch vom schmirgelnden Sand abhängig ist.

Von Stampfplatten wird eine möglichst ebene, der zu bearbeitenden Oberfläche zugewandte Unterseite erwartet, deren Formstabilität möglichst lang anhalten soll. Mit der Zeit auftretende Verbiegungen der Bodenplatte gefährden den sicheren Stand des Stampfers, so dass das Umfallen des Stampfers eine Gefahrenquelle darstellt.

Durch eine ausreichende Seitenhöhe der Stampfplatte muß vermieden werden, dass sich die Stampfplatte seitlich in das zu verdichtende Material einarbeitet.

Da es sich bei der Stampfplatte um ein Verschleißteil handelt und weil außerdem der Bedarf besteht, je nach der gestellten Aufgabe die Arbeitsbreite der Stampfplatte zu wählen und die Stampfplatte deshalb auszuwechseln, soll die Stampfplatte leicht auswechselbar mit dem sie tragenden Teil des Stampfers verbindbar sein, was bisher durch von unten eingesteckte Befestigungsschrauben erreicht wird, die oben am Bodenflansch des Stampfers mit Muttern verspannt werden.

In weniger technisierten Ländern werden die Stampfplatten als Holzplatten mit einer Blechsohle ausgeführt. Solche Stampfplatten sind in der Regel je nach Schichtung des Holzes sehr formstabil, aber in der Herstellung verhältnismäßig teuer.

In den Industrieländern verwendet man als Stampfplatten überwiegend Kunststoffplatten (Kunststoffaufsatz) mit Blechsohle (Bodenplatte). Diese Ausführungsform ist preisgünstig, ist aber bei hohen Umgebungstemperaturen weniger geeignet. Die Befestigungsschrauben werden als Senkschrauben mit Verdrehsicherung durch die Blechsohle eingeführt, durchqueren die Kunststoffplatte und werden dann mit Muttern am Bodenflansch des Stampfers verschraubt. Aufgrund der Elastizität des

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Kunststoffs besteht die Gefahr, dass sich die Schraubverbindungen lösen. Bei verschlissenem Bodenblech können teilweise auch die Kunststoffplatten brechen. Wegen der notwendigen Verformbarkeit der Blechsohle für die Einbringung der Senkschrauben darf deren Festigkeit nicht allzu hoch sein.
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Um die Verschleißeigenschaften zu verbessern, ist es bekannt, die Stampfplatten mit einem Seitenschutz in Form einer Stahlblechabdeckung oder mit einer an die Bodenplatte angeschweißten Seitenwand zu versehen. Dies erhöht nicht nur die Herstellungskosten, sondern bringt auch den Nachteil mit sich, dass sich insbesondere bei Stampfplatten mit Kunststoffplatte, Blechsohle und Seitenschutz in den Hohlräumen Regenwasser ansammelt, das beim Anfahren der Maschine herausgeschleudert wird, was für den Führer der Maschine sehr unangenehm ist.

Für größere und schwerere Stampfer werden zum Teil auch reine Gußstampfplatten ohne jegliche Abdeckung angeboten. Diese Platten sind aufgrund der notwendigen Dicke sehr schwer, und die mit ihnen versehenen Stampfer neigen während des Betriebs zum seitlichen Abdriften. Gußplatten mit hochgezogenen Seitenwänden schaufeln Verdichtungsmaterial ein und schleudern es hoch, was für den Führer der Maschine ebenfalls sehr unangenehm ist.
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Es gibt deshalb auch Gußplatten mit hochgezogenen Seitenwänden in maßvoller Dicke, die zur Stabilisierung mit mehreren Rippen ausgeführt und oben ausgeschäumt sind. Solche Stampfplatten liegen in den Herstellungskosten verhältnismäßig hoch und weisen aufgrund der notwendigen Aussteifung ein relativ hohes Gewicht auf. Trotz hoher Guß härte ist je nach Scharfkantigkeit des zu verdichtenden Materials das Verschleißverhalten nicht immer zufriedenstellend.

Je nach Herstellung aus Sphäroguß, einfachem Stahlblech oder Aluminium konnte für bisher übliche Stampfplatten im Langzeiteinsatz nicht die gewünschte Lebensdauer erreicht werden.

Von den meisten Anwendern dieser Stampfplatten wird angesichts ihrer hohen Beanspruchung ein gewisses Verständnis für deren raschen Verschleiß aufgebracht. Im Hinblick auf die dadurch anfallenden Kosten besteht jedoch durchaus der Wunsch nach einer Verbesserung dieses Bauteils.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Stampfplatte anzugeben, die bei gerin-

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gem Gewicht und hoher Formstabilität eine wesentlich verlängerte Lebensdauer erreicht und die die Standsicherheit des Stampfers über eine entsprechend verlängerte Betriebszeit hinweg gewährleistet, wobei anzustreben ist, die Befestigung der Stampfplatte dieser längeren Betriebszeit entsprechend vor vorzeitigem Lockern zu schützen. Außerdem soll die Stampfplatte leicht mit einfachen Werkzeugen austauschbar sein, eine möglichst wirksame Lärmdämmung sowie eine das Eingraben verhindernde Seitenhöhe aufweisen, wobei zudem die Möglichkeit bestehen muß, die Oberseite so auszugestalten, dass sie sich selbst reinigt und kein Material darauf liegen bleibt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Stampfplatte gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 eine Bodenplatte aus hochfestem, verschleißarmem Stahlblech mit einer Zugfestigkeit in der Größenordnung von 1000 N/mm² und darüber aufweist, und zwar vorzugsweise aus einem kohlenstoffarmen Stahl

15 mit martensitischem Gefüge.

Ein derartiges Material ist zwar bereits bekannt, hat aber bisher für den hier beschriebenen Zweck keine Anwendung gefunden, weil man den wesentlich höheren Verarbeitungsaufwand scheute. Man hat bisher die Bodenplatten bzw. Bodenbleehe geschnitten, gestanzt und gelocht, um die Befestigungsschrauben in Form von Senkschrauben durch das Blech hindurchführen zu können. Hochfeste Bleche können nicht in dieser konventionellen Weise gelocht bzw. geschnitten werden, sondern müssen gelasert werden. Sie können auch nur schwer umgeformt werden. Man war bisher überzeugt, dass die durch den damit verbundenen Aufwand eintretende Kostensteigerung zu der erwarteten Zunahme der Lebensdauer in keiner günstigen Relation steht.

Praktische Versuche haben jedoch ergeben, dass diese Überlegungen unzutreffend sind. Einer Kostensteigerung von etwa 30 - 40 % steht eine Erhöhung der Lebensdauer um etwa 200 - 300 % gegenüber, so dass der wirtschaftliche Nutzen der Erfindung überraschend hoch ist. Die Bodenplatte wird nicht nur härter, sondern auch steifer und gewährleistet damit wesentlich länger einen stabilen Stand des Stampfers.

Bei einer Stampfplatte mit einer planen unteren Auflagefläche und einem auf die Oberseite der Bodenplatte aufgesetzten, die Seitenflächen der Bodenplatte nach oben verlängernden Kunststoffaufsatz besteht eine besonders vorteilhafte Ausge-

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staltung darin, dass zur lösbaren Verbindung der Stampfplatte mit dem Stampfer im Bereich der planen Auflagefläche auf der Oberseite der Bodenplatte mit einem Gewinde versehene Bolzen aufgeschweißt sind, denen mit einem entsprechenden Gegengewinde versehene, ein Halterungselement am Stampfer durchquerende Festspannelemente zugeordnet sind, und dass der Kunststoffaufsatz von Kanälen durchquert wird, die den gegenseitigen Eingriff der Bolzen und der ihnen zugeordneten Festspannelemente ermöglichen.

Dadurch Entfallen die bisher üblichen, die Bodenplatte von unten her durchquerenden Senkschrauben, die die Biegestabilität der Bodenplatte beeinträchtigenden Durchbrechungen werden vermieden und die absolut plane Auflagefläche am Boden bleibt erhalten. Zudem ermöglichen es die Bolzen, eine starre metallische Verbindung zwischen der Halterung der Stampfplatte am Stampfer und der Stampfplatte selbst herzustellen, was die verlustlose Übertragung der Stampfenergie ermöglicht.

Vorzugsweise sind die mit der Bodenplatte verschweißten Bolzen hülsenförmig und mit Innengewinde gestaltet, denen als Festspannelemente das Halterungselement durchquerende Schrauben zugeordnet sind, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn die Stampfplatte mit den Bolzen und/oder die Festspannelemente derart gestaltet sind, dass nach dem Festziehen der Gewindeverbindung eine stabile metallische Abstützung der Stampfplatte auf dem Halterungselement des Stampfers besteht. Dabei dient vorzugsweise das von der Bodenplatte abgewandte Ende der hülsenförmigen Bolzen als Auflage für das Halterungselement. Dabei kann zur Lagesicherung des Kunststoffaufsatzes dieser ein leichtes Übermajß gegenüber dem vorgesehenen Abstand zwischen der Stampfplatte und dem Halterungselement aufweisen, so dass er nach dem Festziehen der Festspannelemente zwischen dem Halterungselement und der Bodenplatte eingeklemmt ist, ohne dass dadurch die metallische Abstützung beeinträchtigt wird.

Unter gewissen Betriebsbedingungen kann es vorteilhaft sein, die dämpfende Wirkung des Kunststoffaufsatzes voll auszunützen. Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht dann darin, dass die mit der Bodenplatte verschweißten Bolzen kürzer sind als die Kanäle im Kunststoffaufsatz und einen Abstand vom Halterungselement einhalten. Durch das Festziehen der Festspannelemente wird der von der Bodenplatte getragene Kunststoffaufsatz gegen die Halterung gespannt, ohne dass eine metallische Brücke zwischen der Bodenplatte und der Halterung zustande

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Der Kunststoffaufsatz kann massiv ausgebildet sein oder er kann als durch innere, zur Bodenplatte gerichtete Rippen versteifte Schalenkonstruktion ausgebildet sein, die Führungshülsen für die Verbindungselemente zwischen der Bodenplatte einerseits und der Halterung sowie gegebenenfalls dem Kunststoffaufsatz andererseits aufweist. Es ist auch möglich, den Kunststoffaufsatz aus geschäumtem Kunststoff herzustellen.

Um die Ansammlung von Material auf dem Stampfwerkzeug zu verhindern, weist vorzugsweise die Oberseite des Kunststoffaufsatzes nach den Seiten zu abfallende Flächen auf.

Der Kunststoffaufsatz kann mit der Bodenplatte verklebt sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass außerhalb des Bereichs der planen Auflagefläche der Kunststoffaufsatz mit der Bodenplatte durch Schrauben mit verschleißfesten Halbrundköpfen und Vierkantverdrehsicherungen verbunden ist.

Anhand der nun folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäj3e Stampfplatte mit einem massiven Kunststoff-

aufsatz von oben gesehen,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 4 eine Variante der erfindungsgemäßen Stampfplatte mit einem hohlen

Kunststoffaufsatz von oben gesehen,

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie B-B in Fig. 4 und

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 4.

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In beiden Ausführungsbeispielen übereinstimmende Teile werden nachfolgend mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.

In den Fig. 1 bis 3 wird eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stampfplatte gzeiegt. Dabei bezeichnet 10 eine als Bodenkontaktplatte eines Stampfers dienende Bodenplatte aus einem Stahlblech, für das ein hochfestes Material verwendet wird, wie es z.B. unter der Bezeichnung DILLIDUR® der Firma Ankofer erhältlich ist. Das besonders geeignete Material DILLIDUR 400V ist ein kohlenstoffarmer Stahl mit martensitischem Gefüge, der eine mittlere Härte von 400 HB, eine Zugfestigkeit von 1300 N/mm², eine Streckgrenze von 1000 N/mm², eine bei einer Rundzugprobe quer ermittelte Dehnung von 12 % und eine Kerbschlagzähigkeit von 50 Joule aufweist. Damit liegt die Bodenplatte 10 hinsichtlich Festigkeit und Verschleiß verhalten um 50 % und mehr über den Werten, die herkömmliche Bodenplatten aufweisen.

Die Bodenplatte 10, die in Bezug auf eine in Vorschubrichtung verlaufende, vertikale, mit der Schnittebene A-A identische Ebene symmetrisch ausgebildet ist, weist eine glatte Unterseite 12 auf und ist in dem auf der zu verdichtenden Oberfläche aufliegenden Bereich völlig plan und ohne Unterbrechungen gearbeitet und weist in diesem Bereich auch keine die Formstabilität beeinträchtigenden Querschnittsschwächungen oder gar Durchbrechungen auf. In Richtung auf ihre quer zur Vorschubrichtung verlaufenden Endkanten steigt die Bodenplatte 10 außerhalb des planen Bereichs mit hochgezogenen Endabschnitten 14 bzw. 16 an, wodurch das Aufgleiten auf das zu verdichtende Material in bekannter Weise gefördert wird.

Auf ihrer Oberseite 18 sind an der Bodenplatte 10 sechs jeweils mit einem Innengewinde 20 versehene Bolzenpaare 22, 24 und 26 unterschiedlicher Länge angeschweißt, die geeignet sind, jeweils eine von sechs gleich langen, nicht gezeigten Gewindeschrauben aufzunehmen, die der Verbindung der Bodenplatte 10 mit dem sie tragenden Teil des Stampfers dienen, dessen Anschlußebene gegenüber dem planen Bereich der Unterseite 12 in Arbeitsrichtung des Stampfers schräg verläuft. Die oberen Enden der Bolzen 22, 24 und 26 sind zur Anpassung an diese Schräge bearbeitet, so dass die obere Stirnfläche der Bolzen voll auf der ihr zugewandten Oberfläche der am Stampfer vorgesehenen Halterung, z.B. einer Flanschplatte, aufliegen kann. Durch diese Verbindungskonstruktion ist eine Lockerung der Schraubverbindung mit dem Bodenflansch des Stampfers praktisch ausgeschlos-

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sen. Die auftretenden Kräfte werden vom Bodenflansch über die Gewindebolzen direkt auf die Bodenplatte 10 und damit auf den Boden übertragen. Eine besonders sichere Schraubverbindung wird erreicht, wenn das Innengewinde der Bolzen nahe der Bodenplatte 10 angeordnet wird und die Befestigungsschrauben als Dehnschrauben ausgebildet sind, deren Schaft sich durch die Bohrung der Bolzen bis zum Gewinde erstreckt.

Eine weitere Variante der sicheren Schraubverbindung wird durch Beilegen von Hochspannscheiben (Tellerfedern) unter dem Schraubenkopf zur Flanschplatte erreicht.

Dem Verlauf der Oberseite 18 der Bodenplatte ist die Unterseite 28 eines Kunststoffaufsatzes 30 angepaßt, der mit ihn durchquerenden Kanälen 32 zur Aufnahme der Bolzenpaare 22, 24 und 26 und an seiner Oberseite 34 mit einer Ansenkung 36 zur Zentrierung am Bodenflansch des Stampfers versehen ist. Außerhalb des planen Bereichs der Bodenplatte 10 sind nahe den vier Ecken der Bodenplatte 10 im Kunststoffaufsatz 30 ihn durchquerende und einander paarweise zugeordnete Kanäle 38 bzw. 40 vorgesehen, die geeignet sind, Verbindungsschrauben mit Vierkantverdrehsicherungen und entsprechend verschleißfesten Halbrundköpfen aufzunehmen, die jederzeit ein möglicherweise notwendiges Nachziehen gewährleisten.

Bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsvariante ist der massive Kunststoffaufsatz 30 durch einen schalenartigen, durch allgemein mit 31 bezeichnete Rippen versteiften Kunststoffaufsatz 33 ersetzt, der aus einer der Kontur der Oberseite 34 folgenden Wand 35 besteht, von der aus sich hülsenförmige Vorsprünge 37, 39 und 41 bis zur Bodenplatte 10 erstrecken, die die Kanäle zur Aufnahme der Bolzenpaare 22, 24 und 26 bilden. Entsprechende hülsenförmige Ausformungen sind auch für die Ausbildung der Kanäle 38 und 40 vorgesehen, wobei in den Fig. 5 und 6 die den Kanälen 38 zugeordnete Ausformung 43 zu erkennen

Bei beiden dargestellten und bevorzugten Ausführungsvarianten sind die Kunststoffaufsätze 30 bzw. 33 zwischen der Bodenplatte 10 und dem nicht gezeigten Stampfer durch die in die Bolzenpaare 22, 24 und 26 eingeschraubten Gewindeschrauben festgeklemmt und dienen einerseits der Schalldämmung und andererseits dazu, der aus Bodenplatte 10 und Kunststoffaufsatz 30 bzw. 33 bestehenden blockartigen Stampfplatte eine so ausreichend hohe seitliche Wandfläche zu verlei-

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1 hen, dass sich die Stampfplatte nicht in einen weichen Untergrund eingraben kann.

Claims

1. Stampfplatte für Stampfer zur Materialverdichtung, wie sie z. B. zur Boden-, Asphalt- oder Pflasterverdichtung eingesetzt wird, gekennzeichnet durch eine Bodenplatte (10) aus hochfestem, verschleißarmem Stahlblech mit einer Zugfestigkeit in der Größenordnung von 1000 N/mm² und darüber.

2. Stampfplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (10) aus einem kohlenstoffarmen Stahl mit martensitischem Gefüge besteht.

3. Stampfplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine im wesentlichen plane untere Auflagefläche (12) der Bodenplatte (10) nicht durch Öffnungen durchdrungen ist.

4. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer im wesentlichen planen unteren Auflagefläche (12) der Bodenplatte (10) und einem auf die Oberseite (18) der Bodenplatte (10) aufgesetzten, die Seitenflächen der Stampfplatte nach oben verlängernden Kunststoffaufsatz (30; 33), dadurch gekennzeichnet, dass zur lösbaren Verbindung der Stampfplatte mit dem Stampfer im Bereich der planen Auflagefläche (12) auf der Oberseite (18) der Bodenplatte (10) mit einem Gewinde versehene Bolzen (22, 24, 26) aufgeschweißt sind, denen mit einem entsprechenden Gegengewinde versehene, ein Halterungselement am Stampfer durchquerende Festspannelemente zugeordnet sind, und dass der Kunststoffaufsatz (30; 33) von Kanälen (32) durchquert wird, die den gegenseitigen Eingriff der Bolzen (22, 24, 26) und der ihnen zugeordneten Festspannelemente ermöglichen.

5. Stampfplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Bodenplatte (10) verschweißten Bolzen (22, 24, 26) hülsenförmig und mit Innengewinde gestaltet sind, denen als Festspannelemente das Halterungselement durchquerende Schrauben zugeordnet sind.

6. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (10) mit den Bolzen (22, 24, 26) und/oder die Festspannelemente derart gestaltet sind, dass nach dem Festziehen der Gewindeverbindung eine stabile metallische Abstützung der Bodenplatte (10) auf dem Halterungselement des Stampfers besteht.

7. Stampfplatte nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Bodenplatte (10) abgewandte Ende der hülsenförmigen Bolzen (22, 24, 26) als Auflage für das Halterungselement dient.

8. Stampfplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Bodenplatte (10) verschweißten Bolzen (22, 24, 26) kürzer sind als die Kanäle (32) im Kunststoffaufsatz und einen Abstand vom Halterungselement einhalten.

9. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffaufsatz (30) massiv ausgebildet ist.

10. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffaufsatz (30) zur Bodenplatte (10) hin mit Rippen ausgeführt ist.

11. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffaufsatz (33) als durch innere Rippen (31) versteifte Schalenkonstruktion ausgebildet ist, die Führungshülsen (37, 39, 41, 43) für die Verbindungselemente zwischen der Bodenplatte (10) einerseits und der Halterung sowie gegebenenfalls dem Kunststoffaufsatz (33) andererseits aufweist.

12. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffaufsatz (30; 33) aus geschäumtem Kunststoff mit einer verschleißfesten Oberfläche besteht.

13. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (34) des Kunststoffaufsatzes (30; 33) nach den Seiten zu abfallende Flächen aufweist.

14. Stampfplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Bereichs der planen Auflagefläche der Kunststoffaufsatz mit der Bodenplatte durch Schrauben mit verschleißfesten Halbrundköpfen und Vierkantverdrehsicherungen verbunden ist.