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Die
Erfindung betrifft einen Bodenverdichter zum Verdichten von Untergründen und
Baustoffen gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Eine
qualitativ hochwertige und den gestellten Anforderungskriterien
entsprechend ausgeführte Verdichtung
von Aufstandsflächen,
Schüttlagen, Frostschutz-
oder Tragschichten u.dgl. hat allgemein im Tiefbau, aber auch im
Bereich von Gründungen des
Industrie- und Hallenbaus einen wesentlichen Einfluß auf die
Gebrauchstauglichkeit und die Lebensdauer des zu errichteten Bauwerks.
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Ein
Bodenverdichter der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus
DE 20 2004 015 141
U1 bekannt. Bei diesem Bodenverdichter ist der Oberbau
gegenüber
der mit dem Boden in Kontakt stehenden, unmittelbar in Schwingung
versetzten Bodenplatte verbunden. Der Oberbau umfaßt einen
auf einer Motorkonsole angeordneten Verbrennungsmotor zum Antrieb
eines mit der Bodenplatte verbundenen Schwingungserregers. Der Oberbau
stützt
sich gewöhnlich über Dämpfungsglieder
an der Bodenplatte ab. Weiterhin hat der Bodenverdichter eine Einrichtung
zur Ermittlung des Verdichtungsgrades während der Bodenverdichtung.
Der ermittelte Verdichtungsgrad ermöglicht den optimierten Einsatz
des Bodenverdichters, weil bei ausreichend verdichtetem Material
keine weiteren Verbesserungen mehr erzielbar sind und zudem die
Gefahr besteht, daß sich
das bereits verdichtete Material wieder auflockert.
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Problematisch
hierbei ist, daß die
herkömmlich
verwendeten Dämpfungsglieder
nur bedingt dazu geeignet sind, die Schwingungsbewegung zwischen
der Bodenplatte und dem Oberbau zu kontrollieren, insbesondere zu
begrenzen. Dies ist jedoch wichtig, damit die Einrichtung zur Ermittlung
des Verdichtungsgrades korrekt arbeiten kann.
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Ziel
der Erfindung ist es, diese und weitere Nachteile des Standes der
Technik zu vermeiden und einen Bodenverdichter der eingangs genannten
Art so weiterzubilden, daß die
Bewegung zwischen der Bodenplatte und dem Oberbau kontrollierbar,
insbesondere begrenzbar ist. Angestrebt wird dabei ein besonders
geringer Verschleiß und
eine lange Lebensdauer des Bodenverdichters.
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Hauptmerkmale
der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben.
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 21.
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Bei
einem Bodenverdichter zum Verdichten von Untergründen und Baustoffen, mit einer
Bodenplatte, die von einem motorisch angetriebenen Schwingungserreger
in eine gerichtete Schwingung versetzbar ist, und mit einem Oberbau,
der über Dämpfungsglieder
mit der Bodenplatte verbunden ist, sieht die Erfindung vor, daß zwischen
der Bodenplatte und dem Oberbau wenigstens ein Anschlagpuffer angeordnet
ist. Dieser begrenzt die Bewegung zwischen der Bodenplatte und dem
Oberbau, so daß die
Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades stets korrekt
arbeiten kann. Der erfindungsgemäße Bodenverdichter
kann seine vorgesehene (Verdichtungs) Funktion vollständig erfüllen.
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Gemäß Anspruch
2 ist der Anschlagpuffer fest mit der Bodenplatte verbunden. Ferner
ist der lichte Abstand zwischen dem Anschlagpuffer und dem Oberbau
laut Anspruch 3 veränderbar.
Damit läßt sich
der Bodenverdichter individuell und optimal an das Verdichtungsmeßsystem
anpassen, das den jeweils erreichten Verdichtungsgrad zuverlässig erfassen
und anzeigen kann. Sämtliche
Verdichtungsarbeiten lassen sich rasch und präzise ausführen. Der verdichtete Untergrund
erfüllt
problemlos die gestellten Anforderungskriterien.
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Anspruch
4 sieht vor, daß der
Anschlagpuffer wenigstens ein Pufferelement aufweist, das wenigstens
einem Anschlagelement am Oberbau gegenübersteht, wobei das Anschlagelement
und/oder das Pufferelement in Einklang mit Anspruch 5 einen geringen
Reibungskoeffizienten aufweisen. Durch diese Gestaltung vermögen die
Pufferelemente und die Anschlagelemente nicht nur den Weg der Bodenplatte
gegenüber
dem Oberbau zu begrenzen. Beide Elemente gleiten zudem reibungsarm
aufeinander. Die innere Wärmeentwicklung
in den Pufferelementen ist gering; der Verschleiß entsprechend niedrig. Der
Anschlagpuffer bzw. das Pufferelement sind überdies nicht fest mit dem
Oberbau verbunden, was sich weiter günstig auf die Reibung auswirkt.
Selbst Querbewegungen des Pufferelements auf dem Anschlagelement
führen
nur zu einer geringen Reibung, wodurch der neuerungsgemäße Bodenverdichter
einen besonders geringen Verschleiß und damit eine lange Lebensdauer
aufweist.
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Dazu
trägt auch
bei, wenn das Anschlagelement und/oder das Pufferelement nach Anspruch
6 eine Oberfläche
aus Polytetrafluorethylen aufweisen, wobei das Anschlagelement gemäß Anspruch
7 bevorzugt eine Platte ist, die in der Ausbildung von Anspruch
8 vollständig
aus Polytetrafluorethylen gefertigt ist.
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Günstig ist
es günstig,
wenn die Platte laut Anspruch 9 mit dem Oberbau fest verbunden,
vorzugsweise mit diesem verschraubt ist. Dadurch kann man die Platte
bei Bedarf ausbauen, beispielsweise um sie auswechseln oder zu reinigen.
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Die
Weiterbildung von Anspruch 10 sieht vor, daß der Anschlagpuffer in der
Höhe verstellbar
ist. Dadurch läßt sich
der Bodenverdichter jederzeit veränderten Umgebungsbedingungen
anpassen, die gegebenenfalls einen Einfluß auf die Einrichtung zur Ermittlung
des Verdichtungsgrades haben.
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Das
Pufferelement ist gemäß Anspruch
11 bevorzugt im Querschnitt U-förmig
ausgebildet und nach Anspruch 12 an seinem freien Ende mit einer zumindest
randseitig schräg
abfallenden Ringfläche versehen.
Auf diese Weise läßt sich
die Berührungsfläche zwischen
dem Pufferelement und dem Anschlagelement im Hinblick auf geringe
Reibungsverluste weiter optimieren.
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Konstruktiv
ist es günstig,
wenn das Pufferelement laut Anspruch 13 an einem Halter befestigt
ist, der in einem Sockel axial verstellbar angeordnet ist. Dabei
wird der Halter nach Anspruch 14 bevorzugt in den Sockel eingeschraubt,
so daß der
Anschlagpuffer nicht nur rasch und bequem zu montieren ist, sondern
zugleich auch einfach in der Höhe
verstellt werden kann. Um den eingestellten Abstand zwischen dem
Anschlagpuffer und dem Oberbau fixieren zu können, ist der Halter gemäß Anspruch
15 gegenüber
dem Sockel fixierbar, vorzugsweise mittels einer Kontermutter (Anspruch
16).
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Der
Sockel ist in der Ausbildung von Anspruch 17 zweckmäßig mit
der Bodenplatte verbunden, insbesondere mit dieser einstückig (Anspruch 18).
Der bauliche Aufwand ist damit insgesamt äußerst gering, ebenso die Anzahl
der zu montierenden Bauteile.
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Der
Anschlagpuffer kann aus einem nahezu beliebigen Material gefertigt
sein, wobei Anspruch 19 vorsieht, das Pufferelement und der Halter
aus unterschiedlichen Materialien gefertigt und lösbar miteinander
verbindbar sind. So kann der Halter beispielsweise aus einem Stahl
mit einer zur Verbindung mit dem Sockel vorgesehenen Festigkeit
gefertigt und der Anschlagpuffer mit vorgesehenen Dämpfungs- und
Reibungseigenschaften versehen sein. Der Anschlagpuffer kann mit
dem Halter verklebt, verpreßt, vernietet
oder vorzugsweise verschraubt sein. Da die Beweglichkeit des Anschlagpuffers
gegenüber
der Platte des Oberbaus sichergestellt ist, erfolgt die Verbindung
des Anschlagpuffers mit dem Halter vorzugsweise drehfest und axial
unverschieblich. Hierdurch kann Verschleiß und Reibung an dieser Stelle vermieden
werden.
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Zur
Vereinfachung der Einstellbarkeit des Anschlagpuffers trägt es gemäß Anspruch
20 bei, wenn der Halter und/oder die Kontermutter Mittel zum Ansetzen
eines Drehwerkzeuges aufweisen/aufweist.
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Der
lichte Abstand zwischen dem Anschlagpuffer und dem Oberbau beträgt laut
Anspruch 21 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 1 mm bis 4 mm.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
dem Wortlaut der Ansprüche
sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Teilansicht eines Bodenverdichters,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Puffers des Bodenverdichters von 1 und
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3 ein
schematischer Längsschnitt
durch den Puffer des Bodenverdichters von 1.
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Der
in 1 dargestellte Bodenverdichter ist als reversierbare,
handgeführte
Maschine ausgebildet, die vorzugsweise für Verdichtungsarbeiten im Wege-,
Straßen-
und Tiefbau eingesetzt wird. Sie hat eine allgemein wannenförmige Bodenplatte 1 mit
einer ebenen Auflagerfläche 2 und
in Fahrtrichtung leicht nach oben gewölbten Endflächen 3, damit sich die
Maschine stets ungehindert vorwärts
und rückwärts bewegen
kann. Mittels (nicht näher
bezeichneter) seitlicher Befestigungschrauben können bei Bedarf zu beiden Seiten
der Bodenplatte 1 (nicht dargestellte) Anbauplatten befestigt
werden, um auf diese Weise unterschiedliche Arbeitsbreiten realisieren
zu können.
Zur Schonung der Bodenplatte 1 und zur Reduzierung des
Lärmpegels
beim Einsatz der Maschine auf Pflasterstein, läßt sich über den Flächen 2, 3 eine
(gleichfalls nicht gezeigte) Dämmplatte
montieren.
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Auf
der Bodenplatte 1 ist etwa mittig ein Schwingungserreger 4 montiert,
der in einem (nicht näher
gezeigten) Gehäuse
zwei (ebenfalls nicht dargestellte) getriebeverbundene Wellen mit
Fliehgewichten oder Unwuchten aufweist. Diese werden gegenläufig synchron
angetrieben, so daß die
Bodenplatte 1 in eine gerichtete Schwingung versetzt wird. Mit
einer (gleichfalls nicht sichtbaren) Phasenverstellvorrichtung für die Unwuchtmassen
läßt sich
die resultierende Kraftwirkung gezielt beeinflussen. Die vibrierende
Bodenplatte 1 leistet damit nicht nur Verdichtungsarbeit;
sie kann auch eine Fahrbewegung generieren.
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Über der
Bodenplatte 1 befindet sich ein Oberbau 5. Dieser
umfaßt
einen auf einer Motorkonsole angeordneten Verbrennungsmotor (beide
nicht dargestellt) zum Antrieb des Schwingungserregers 4 sowie
weitere (nicht sichtbare) Einrichtungen wie beispielsweise ein Zündschloß, ein Tank,
eine Fliehkraftkupplung, ein Elektrostarter, ein Federriegel u.dgl.,
die für
den Betrieb des Bodenverdichters notwendig und/oder sinnvoll sind.
Ein Schutzrahmen 7 stabilisiert und schützt den Oberbau 5.
Das gleiche gilt für
die mehrteilige Verkleidung 27, die ein stabiles Gehäuse bildet
und an geeigneten Stellen mit Lüftungsschlitzen 28 versehen
ist.
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Eine
an dem Oberbau 5 angelenkte Handführungsstange 6 dient
der Handhabung und Steuerung des Bodenverdichters. Sie hat gewöhnlich endseitig
einen (nicht gezeigten) Gashebel für die Drehzahlregulierung des
Motors sowie einen (ebenfalls nicht dargestellten) Fahrhebel, mit
dem die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit gesteuert werden können. Zum
Verladen des Bodenverdichters ist am Rahmen 7 oder am Gehäuse 27 eine
Kranöse 29 angebracht.
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Um
die von dem Bodenverdichter während des
Verdichtungsvorgangs, d.h. während
einer Überfahrt über den
zu verdichtenden Untergrund erreichte Verdichtung erfassen bzw.
messen zu können,
ist in der Maschine ein Verdichtungsmeßsystem
8 integriert.
Dieses ist in
DE
20 2004 015 141 U1 ausführlich
beschrieben, so daß zur
Offenbarung ausdrücklich
auf diese Schrift verwiesen wird.
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Wie
in 2 angedeutet, ist die Bodenplatte 1 über Dämpfungsglieder 10 mit
dem Oberbau 5 verbunden, wobei jedes Dämpfungsglied 10 in
einem Halter 11 fixiert ist. Letztere sind fest mit der
Bodenplatte 1 verschweißt.
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Neben
jedem Dämpfungsglied 10 ist
wenigstens ein zusätzlicher
Anschlagpuffer 9 auf der Bodenplatte 1 montiert,
um das Bewegungsspiel zwischen dieser und dem Oberbau 5 gezielt
begrenzen zu können.
Die Anschlagfläche
für den
Anschlagpuffer 9 am Oberbau 5 wird jeweils von
einem separaten Anschlagelement 12 gebildet, das bevorzugt
als Platte ausgebildet und mittels Schrauben 44 an der
Unterseite des Oberbaus 5 befestigt ist.
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Jeder
Anschlagpuffer 9 hat – wie 3 zeigt – endseitig
ein becherförmiges
Pufferelement 13, das auf einem in der Höhe verstellbaren
Halter 14 montiert ist. Dieser wird von einem Stützflansch 34 gebildet,
der an seiner Unterseite einen allgemein zylindrischen Halsansatz 35 trägt. Dieser
ist bevorzugt mit dem Stützflansch 34 einstückig und
umfangsseitig mit einem Außengewinde 17 versehen,
so daß man den
Halter 14 axial in einen Sockel 15 einschrauben kann.
Letzterer ist hierzu mit einer Ausnehmung 36 und einem
korrespondierenden Innengewinde 37 versehen. Der Sockel 15 kann
mit der Bodenplatte 1 verschweißt oder mit dieser einstückig sein.
Der Stützflansch 34 ist
seitlich mit wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Abflachungen 20 versehen.
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3 zeigt
den Anschlagpuffer 9 im Längsschnitt. Man erkennt, daß das im
Querschnitt U-förmige
Pufferelement 13 an seinem freien Ende eine zumindest randseitig
schräg
abfallende Ringfläche 16 aufweist
und bodenseitig mittels einer zentrisch angeordneten Schraube 43 fest
mit dem Halter 14 verschraubt ist. Auf dessen Halsansatz 35 ist
eine Kontermutter 19 aufgeschraubt, die umfangsseitig mit
Ausnehmungen 21, vorzugsweise mit radialen Sackbohrungen
versehen ist.
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Durch
Drehen des Halters 14 im Sockel 15 ist es möglich, den
lichten Abstand A zwischen dem Pufferelement 13 und der
Anschlagplatte 12 zu verändern, wobei die jeweils eingestellte
Lage des Halters 14 durch festdrehen der Kontermutter 19 gegenüber dem
Sockel 15 fixierbar ist. Die Ausnehmungen 21 und
die seitlichen Abflachungen 20 am Stützflansch 34 dienen
dabei als Mittel zum Ansetzen von (nicht dargestellten) Drehwerkzeugen.
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Die
Platte 12 weist eine besonders reibungsarme Oberfläche auf
und ist beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (Teflon) gefertigt.
Dies führt
im Betrieb des in 1 darge stellten Bodenverdichters
zu einer besonders geringen Reibung zwischen der Anschlagfläche 16 des
Anschlagpuffers 13 und der Platte 12, insbesondere
dann, wenn das Pufferelement 13 während des Betriebes auf die
Platte 12 auftrifft und dabei kreisende Bewegungen ausführt. Wichtig hierbei
ist jedoch, daß der
Anschlagpuffer 9 das Bewegungsspiel zwischen der Bodenplatte 1 und
dem Oberbau 5 gezielt begrenzt, so daß das Verdichtungsmeßsystem 8 optimal
arbeiten und stets korrekte Werte anzeigen kann.
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Der
Abstand A zwischen der Anschlagfläche 16 des Anschlagpuffers 13 und
der Platte 12 ist bevorzugt in einem Bereich von etwa 1
bis 4 mm einstellbar.
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Die
Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
sondern in vielfältiger
Weise abwandelbar. So muß das Pufferelement 13 im
Querschnitt nicht zwingend U-förmig
ausgebildet sein. Dessen Wandungen können ferner mit seitlichen
Rippen versehen sein, die innen und/oder außen horizontal oder vertikal
verlaufen. Auf diese Weise läßt sich
die innere Wärmeentwicklung
positiv beeinflussen. Die Ringfläche 16 kann
insgesamt auch flach, gerundet oder rund ausgebildet sein, um ebenfalls
die innere Wärmeentwicklung
weiter zu reduzieren und um die Reibung mit der Anschlagplatte 12 weiter
zu reduzieren.
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Eine
weitere Alternative der Erfindung kann vorsehen, daß der Anschlagpuffer 9 am
Oberbau 5 befestigt ist, während das Anschlagelement 12 auf der
Bodenplatte 1 sitzt.
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Man
erkennt, daß ein
Bodenverdichter zum Verdichten von Untergründen und Baustoffen eine Bodenplatte 1 hat,
die von einem motorisch angetriebenen Schwingungserreger 4 in
eine gerichtete Schwingung versetzbar ist. Über der Bodenplatte 1 stützt sich über Dämpfungsglieder 10 ein
Oberbau 5 ab, wobei zwischen der Bodenplatte 1 und
dem Oberbau 5 wenigstens ein Anschlagpuffer 9 angeordnet
ist, der die Bewegung des Oberbaus 5 gegenüber der
Bodenplatte 1 begrenzt. Dabei ist der lichte Abstand A
zwischen dem bevorzugt fest mit der Bodenplatte 1 verbundenen
Anschlagpuffer 9 und dem Oberbau 5 gezielt einstellbar,
um das Bewegungsspiel den Anforderungen einer Einrichtung zur Ermittlung
des Verdichtungsgrades anpassen zu können. Zwischen dem Anschlagpuffer 9 und
dem Oberbau 5 ist ein Anschlagelement 12 aus Polytetrafluorethylen angeordnet,
so daß die
aufgrund der Rüttelbewegung
entstehende Reibung zwischen dem Anschlagpuffer 9 und dem
Oberbau 5 gering ist und der Anschlagpuffer 9 eine
lange Lebensdauer aufweist.
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Sämtliche
aus den Ansprüchen,
der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile,
einschließlich
konstruktiver Einzelheiten, räumlicher
Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als
auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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- 1
- Bodenplatte
- 2
- Auflagefläche
- 3
- Endfläche
- 4
- Schwingungserreger
- 5
- Oberbau
- 6
- Handführungsstange
- 7
- Schutzrahmen
- 8
- Verdichtungsmeßsystem
- 9
- (Anschlag)Puffer
- 10
- Dämpfungsglied
- 11
- Halter
- 12
- Anschlagelement
/ Platte
- 13
- Pufferelement
- 14
- Halter
- 15
- Sockel
- 16
- Anschlagfläche
- 17
- Außengewinde
- 18
- Stellelement
- 19
- Kontermutter
- 20
- Abflachung
- 21
- Ausnehmung
- 27
- Verkleidung
- 28
- Lüftungsschlitz
- 29
- Kranöse
- 34
- Stützflansch
- 35
- Halsansatz
- 36
- Ausnehmung
- 37
- Innengewinde
- 43
- Schraube
- 44
- Schraube