DE202009004302U1

DE202009004302U1 - Vibrationsplatte mit Zwischenmasse

Info

Publication number: DE202009004302U1
Application number: DE202009004302U
Authority: DE
Original assignee: Wacker Neuson SE
Current assignee: Wacker Neuson Produktion & Co Kg De GmbH
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2019-03-27

Abstract

Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung, mit
– einer Untermasse (3), die ein Bodenkontaktelement (9) zum Verdichten des Bodens sowie einen mit dem Bodenkontaktelement (9) gekoppelten Schwingungserreger (7) aufweist, und mit
– einer relativ zu der Untermasse (3) beweglichen Obermasse (1), die einen Antrieb (4) für den Schwingungserreger (7) aufweist;
gekennzeichnet durch
– eine Zwischenmasse (2), die im Kraftfluss zwischen der Obermasse (1) und der Untermasse (3) angeordnet ist und die mit der Obermasse (1) über eine obere Federeinrichtung (12) und mit der Untermasse (3) über eine untere Federeinrichtung (13) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vibrationsplatte gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Vibrationsplatten zur Bodenverdichtung sind bekannt. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer Untermasse mit einem Bodenkontaktelement, dass über den zu verdichtenden Boden bewegt und mit Schwingungen beaufschlagt wird, die durch einen Schwingungserreger erzeugt werden. Der Schwingungserreger ist meist ein Unwuchtkrafterreger, bei dem z. B. zwei gegenläufig drehbare Unwuchtwellen eine resultierende Kraft erzeugen, die die gewünschte Schwingung herbeiführt.
Oberhalb von der Untermasse ist eine relativ zur Untermasse bewegliche Obermasse vorgesehen, die einen Antrieb, z. B. einen Verbrennungsmotor, einen Maschinenrahmen und gegebenenfalls eine Deichsel zum Führen der Vibrationsplatte aufweist. Zu der Obermasse werden meist auch noch ein Kraftstofftank, Steuerelemente und – sofern vorhanden – Teile eines Hydrauliksystems gezählt. Die Untermasse und die Obermasse sind über Federelemente, z. B. Gummipuffer, miteinander gekoppelt. Bei einfacheren, kleineren Vibrationsplatten wird die Antriebsenergie von der Obermasse auf den zu der Untermasse gehörenden Schwingungserreger mit Hilfe eines Riementriebs übertragen. Bei größeren Vibrationsplatten hingegen betreibt der Motor ein Hydrauliksystem, mit dessen Hilfe der Schwingungserreger hydraulisch angetrieben werden kann.
Gerade bei größeren Vibrationsplatten mit höherer Unwuchtkraft sind die Federelemente starken Beanspruchungen ausgesetzt, wodurch häufig Schäden auftreten. Auch die an der Obermasse vorgesehenen Aggregate lassen sich häufig nicht zufriedenstellend vor den an der Untermasse erzeugten, gewollten Schwingungen schützen, da die Federelemente nicht die erforderliche Schwingungsentkopplung zwischen Obermasse und Untermasse bereit stellen können. Dies gilt insbesondere bei stoßartigen Belastungen im Verdichtungsbetrieb. Zudem werden die Hände des Bedieners, der die Vibrationsplatte am Ende der Deichsel führt, durch die Vibrationen belastet. Zu diesem Zweck sind für zulässige Hand-Arm-Vibrationen Grenzwerte gesetzlich vorgeschrieben, die beim Betrieb der Vibrationsplatten eingehalten werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Schwingungsentkopplung zwischen Ober- und Untermasse zu erreichen, die eine signifikante Redukti on der Vibrationen an der Obermasse und damit auch an den Händen des Bedieners ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vibrationsplatte nach Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen der Vibrationsplatte sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung, mit einer Untermasse, die ein Bodenkontaktelement zum Verdichten des Bodens sowie einen mit dem Bodenkontaktelement gekoppelten Schwingungserreger aufweist, und mit einer relativ zu der Untermasse beweglichen Obermasse, die einen Antrieb für den Schwingungserreger aufweist, ist gekennzeichnet durch eine Zwischenmasse, die im Kraftfluss zwischen der Obermasse und der Untermasse angeordnet ist und die mit der Obermasse über eine obere Federeinrichtung und mit der Untermasse über eine untere Federeinrichtung verbunden ist.
Die Zwischenmasse wirkt als Dämpfermasse und entkoppelt die Obermasse mit ihren empfindlichen Aggregaten von den Vibrationsstößen an der Untermasse. Zu diesem Zweck ist es sinnvoll, dass die Zwischenmasse sowohl relativ zu der Obermasse als auch relativ zu der Untermasse beweglich ist. Die an der Untermasse durch den Schwingungserreger erzeugten Schwingungen und Stöße werden wenigstens teilweise durch die Bewegung der Zwischenmasse getilgt und nicht an die Obermasse weitergeleitet. Durch die obere und die untere Federeinrichtung werden Relativbeweglichkeiten und – gegebenenfalls – größere Federwege erreicht, die der Schwingungsentkopplung zwischen Obermasse und Untermasse dienlich sind.
Die Begriffe ”obere Federeinrichtung” und ”untere Federeinrichtung” sind nicht derart zu verstehen, dass die obere Federeinrichtung auf einem höheren Niveau eingebaut sein muss als die untere Federeinrichtung. Die Begriffe dienen ausschließlich der vereinfachten Kennzeichnung und besseren Verständlichkeit durch ihre jeweilige Zuordnung zur Obermasse und zur Untermasse.
Die Zwischenmasse kann räumlich im Wesentlichen zwischen der Untermasse und der Obermasse angeordnet sein. Je nach Ausführung ist es aber möglich, zumindest einen Teil der Zwischenmasse auch an anderer Stelle, z. B. seitlich von Ober- oder Untermasse oder – bei einer entsprechender Rahmenkonstruktion – auch oberhalb von der Obermasse anzuordnen. Für die Funktionsweise der Zwischenmasse ist es lediglich erforderlich, dass der Kraftfluss zwischen Obermasse und Untermasse über die Zwischenmasse geführt werden muss, nicht aber direkt von der Obermasse zur Untermasse gelangen darf.
Das Gewicht der Zwischenmasse, also die Masse der Zwischenmasse darf nicht unerheblich sein und sollte ein gewisses Maß an Trägheit erreichen. Es hat sich herausgestellt, dass die Masse der Zwischenmasse wenigstens 10% der Masse der Untermasse betragen sollte.
Aufgrund der positiven Auswirkungen der Zwischenmasse kann es zweckmäßig sein, die Masse der Zwischenmasse möglichst groß zu wählen und z. B. Bauelemente oder Aggregate, die beim Stand der Technik noch auf der Obermasse angeordnet wurden, aber an sich schwingungsunempfindlich sind, jetzt an der Zwischenmasse anzuordnen. Dadurch kann im gleichen Maße, wie die Masse der Zwischenmasse erhöht wird, die Masse der Obermasse reduziert werden, so dass die Gesamtmasse der Vibrationsplatte gegenüber einer konventionellen Lösung nicht oder nur geringfügig erhöht wird. Je höher die Masse der Zwischenmasse ist, desto besser ist ihre Schwingungsdämpfungswirkung. Eine Obergrenze für die Masse der Zwischenmasse wird sich dabei durch die Leistungsgrenze des Antriebs oder durch wirtschaftliche Gesichtspunkte ergeben. In technischer Hinsicht jedoch ist eine Obergrenze nicht zwingend erforderlich. Sinnvoll kann es sein, wenn die Masse der Zwischenmasse einen Wert von 40% der Gesamtmasse der gesamten Vibrationsplatte nicht übersteigt.
An der Obermasse kann eine Deichsel zum Führen der Vibrationsplatte vorgesehen sein. Aufgrund der deutlich reduzierten Schwingungen an der Obermasse werden dann auch die Hand-Arm-Vibrationen, denen der Bediener beim Führen der Vibrationsplatte ausgesetzt ist, reduziert, was zu einer merklichen Erhöhung der zulässigen Arbeitszeit führt.
Alternativ oder ergänzend kann die Vibrationsplatte auch mit einer Fernsteuerung ausgestattet sein, die Steuerungssignale z. B. per Funk, Infrarot oder Kabel überträgt.
An der Zwischenmasse kann eine Blendeneinrichtung vorgesehen sein, zum Abdecken eines Zwischenraums zwischen der Zwischenmasse und der Untermasse und/oder eines Zwischenraums zwischen der Zwischenmasse und der Obermasse. Die Blendeneinrichtung kann eine Art Schürze bilden, die das Eindringen von Steinen und Dreck zwischen Unter- und Zwischenmasse bzw. Zwischenmasse und Obermasse und damit verbundene Schäden verhindert. Von außen stellt die Vib rationsplatte dann eine optische Einheit dar, bei der die funktionsbedingten Zwischenräume zwischen Obermasse, Zwischenmasse und Untermasse nicht erkennbar sind.
Die Zwischenmasse kann eine Wannenform aufweisen. Dadurch ist es möglich, schräge Seitenwände vorzusehen, die dann bereits einen passenden Ankoppelwinkel für z. B. Gummifederelemente bilden. Auf diese Weise kann sich die Zwischenmasse in gewisser Weise in das Bodenkontaktelement (Bodenkontaktplatte) der Vibrationsplatte ”einschmiegen”, wodurch auch die gesamte Bauhöhe reduziert wird.
Die Zwischenmasse kann z. B. als Gussteil, Schweißteil oder Tiefziehteil hergestellt werden.
Ergänzend oder alternativ kann die Zwischenmasse eine Rahmenform aufweisen, bei der in der Mitte eine Ausnehmung vorgesehen ist, die den an der Untermasse angeordneten Schwingungserreger umgibt. Der Schwingungserreger kann auf diese Weise die Zwischenmasse durchdringen, während die Zwischenmasse den Schwingungserreger ringförmig umschließt, ohne ihn zu berühren. Auch dadurch kann erreicht werden, dass die Bauhöhe der Vibrationsplatte nicht vergrößert wird.
In ähnlicher oder gleicher Weise wie die Zwischenmasse kann auch eine Unterseite der Obermasse eine Wannenform aufweisen, um in die z. B. wannenförmig ausgebildete Zwischenmasse einbeschrieben zu werden.
Die obere Federeinrichtung und/oder die untere Federeinrichtung können jeweils mehrere Federelemente aufweisen, die z. B. durch Gummipuffer bzw. Gummifederelemente gebildet werden.
Dabei kann ein Teil der Federelemente eine andere Wirkrichtung aufweisen als die anderen Federelemente. Auf diese Weise kann durch geschickte Anordnung der Federelemente und ihrer Wirkrichtung eine besonders starke Schwingungsentkopplung erreicht werden. So ist davon auszugehen, dass die Untermasse Bewegungen in unterschiedliche Raumrichtungen vollzieht, die bereits weitgehend durch die Zwischenmasse aufgenommen werden, so dass nachfolgend die Obermasse nur noch in Vertikalrichtung schwingungsentkoppelt werden muss.
Die obere Federeinrichtung kann eine andere Steifigkeit aufweisen als die untere Federeinrichtung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die obere Federeinrichtung lediglich die Masse der Obermasse aufnehmen muss, während die untere Federeinrichtung durch die Massen von Obermasse und Zwischenmasse belastet ist.
Die Federelemente können derart dimensioniert und angeordnet sein, dass sie unter Berücksichtigung der Massen der Obermasse, der Zwischenmasse und der Untermasse gleichmäßig beansprucht werden. Bei weitgehend gleicher Beanspruchung aller Federelemente ist auch davon auszugehen, dass alle Federelemente in etwa die gleiche Lebensdauer erreichen werden. Insbesondere kann durch geschickte Auslegung erreicht werden, dass nicht einzelne Federelemente permanent überlastet und damit vorzeitig zerstört werden.
Die gleichmäßige Beanspruchung insbesondere der Federelemente zwischen Unter- und Zwischenmasse kann durch die Gewichtsverteilung auf der Zwischenmasse positiv beeinflusst werden. Gemeinsam mit einer Neupositionierung wesentlicher Aggregate auf der Obermasse kann die gesamte Vibrationsplatte optimal ausbalanciert werden.
Bei einer Ausführungsform weist der Antrieb einen Motor und ein von dem Motor angetriebenes Hydrauliksystem auf, welches zum Antreiben des Schwingungserregers dient. Das Hydrauliksystem weist eine Hydraulikvorratseinrichtung zum Aufnehmen von Hydraulikflüssigkeit auf. Die Hydraulikvorratseinrichtung kann einen an der Zwischenmasse und/oder einen an der Obermasse angeordneten Hydrauliktank aufweisen. Somit kann der Hydrauliktank entweder allein an der Zwischenmasse oder – wie beim Stand der Technik – an der Obermasse vorgesehen werden. Ebenso ist es möglich, dass jeweils an der Zwischenmasse und an der Obermasse ein eigener Hydrauliktank vorgesehen ist. Diese Hydrauliktanks können dann auch miteinander in Verbindung stehen, um einen Flüssigkeitsaustausch zu ermöglichen.
Insbesondere dann, wenn der Hydrauliktank an der Zwischenmasse angebracht ist, kann auf diese Weise sehr leicht die Masse der Zwischenmasse erhöht werden während – bei Wegfall des Hydrauliktanks an der Obermasse – die Masse der Obermasse reduziert wird. Es sind jedoch auch Lösungen denkbar, bei denen es zweckmäßig ist, auch an der Obermasse noch wenigstens einen kleinen Hydrauliktank, z. B. als Zwischenpuffer, vorzusehen.
Der Hydrauliktank an der Zwischenmasse lässt sich dann besonders einfach realisieren, wenn ein Teil seiner Wände durch ein z. B. umgedrehtes U-Profil gebildet wird, welches auf ein Blech aufgeschweißt wird. Mit Hilfe von mehreren U-Profilen kann z. B. ein Ring von mehreren Hydrauliktanks an der Zwischenmasse ausgebildet werden.
Mit diesen Maßnahmen kann es erreicht werden, die Masse der Zwischenmasse deutlich zu erhöhen. Aufgrund des dadurch erreichbaren größeren Tankvolumens kann auch eine verbesserte Kühlwirkung für die Hydraulikflüssigkeit erreicht werden, durch die auf zusätzliche oder großdimensionierte Hydraulikkühler verzichtet werden kann.
In dem Hydrauliktank kann ein Strömungslabyrinth vorgesehen sein, zum Dämpfen der Flüssigkeitsbewegung in dem Hydrauliktank. Auf diese Weise kann das Schwappen der Hydraulikflüssigkeit im Tank auf der Zwischenmasse wie ein Flüssigkeitstilgerelement genutzt werden, welches mit hoher Wirksamkeit die an der Untermasse entstehenden Schwingungen kompensiert.
Der Hydrauliktank bzw. gegebenenfalls die mehreren Hydrauliktanks – unabhängig davon, ob sie an der Obermasse oder an der Zwischenmasse angeordnet sind – können mit einer Hydraulik-Kühleinrichtung zum Kühlen der Hydraulikflüssigkeit gekoppelt sein.
Dabei kann es zweckmäßig sein, dass die Hydraulik-Kühleinrichtung Kühlrippen aufweist, die an wenigstens einer Außenseite des oder der Hydrauliktanks vorgesehen sind. Auf diese Weise können die Hydrauliktanks selbst wirksam die Kühlung der Hydraulikflüssigkeit bewirken, ohne dass die Hydraulik-Kühleinrichtung durch ein eigenständiges Aggregat realisiert werden muss.
Unabhängig davon, ob die Hydraulik-Kühleinrichtung durch die oben beschriebenen Kühlrippen bereits realisiert ist oder ein eigenständiges Kühlaggregat (z. B. ein Ölkühler) darstellt, kann es zweckmäßig sein, sie an der Zwischenmasse anzuordnen.
In vielen Fällen wird der Motor ein Verbrennungsmotor sein und eine Luftansaugeinrichtung zum Ansaugen von Kühlluft aufweisen. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, wenn die Kühlluft durch die Luftansaugeinrichtung über einen zwischen der Obermasse und der Zwischenmasse vorhandenen Zwischenraum angesaugt wird. Dadurch verbessert sich die Kühlung der Hydraulikflüssigkeit weiter, weil die Luft über die Oberseite der Zwischenmasse strömt und dabei Wärme von der Zwischenmasse und der in den Hydrauliktanks der Zwischenmasse strömenden Hydraulikflüssigkeit abführen kann.
Ergänzend oder alternativ ist es möglich, die vom Motor bzw. von einem zum Motor gehörigen Vergaser benötigte Verbrennungsluft ebenfalls über den Zwischenraum anzusaugen. Dabei kann die Verbrennungsluft erwärmt werden, wodurch der Verbrennungsvorgang günstig beeinflusst wird.
Es sind mehrere Ansätze bekannt, den Betriebszustand einer Bodenverdichtungsvorrichtung über Beschleunigungsmessungen an der Bodenverdichtungsvorrichtung zu charakterisieren. So ist z. B. in der DE 100 19 806 A1 beschrieben, die Beschleunigung der Obermasse zu messen und auszuwerten und daraus auf den Zustand der Bodenverdichtung rückzuschließen. Mit der Zwischenmasse ergibt sich nun ein weiterer Ort, um eine derartige Messeinrichtung zu applizieren.
Es kann daher zweckmäßig sein, eine Messeinrichtung zum Messen der Bewegung der Zwischenmasse in Richtung von wenigstens einem Freiheitsgrad und zum Erzeugen von einem entsprechenden Messsignal vorzusehen. Als Bewegung der Zwischenmasse kann der über die Zeit zurückgelegte Weg, die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung der Zwischenmasse erfasst werden. Das Bewegungsverhalten der Zwischenmasse kann als Kriterium zur Charakterisierung des Bewegungsverhaltens der gesamten Vibrationsplatte und damit auch zur Charakterisierung des Verdichtungszustandes des Bodens herangezogen werden. Da die Zwischenmasse erheblich geringeren Vibrationen ausgesetzt ist als die Untermasse, ist es problemlos möglich, eine derartige Messeinrichtung vorzusehen.
So kann die Messeinrichtung einen Beschleunigungssensor aufweisen, der an der Zwischenmasse angeordnet ist.
Zudem kann eine Auswerteeinrichtung vorgesehen sein, zum Auswerten des Messsignals und dadurch Bestimmen eines Verdichtungszustands des Bodens.
Ergänzend oder alternativ kann auch eine Regelungseinrichtung zum Auswerten des Messsignals zu einem Istwert, Vergleichen des Istwerts mit einem vorgegebenen Sollwert und Ansteuern des Schwingungserregers entsprechend einer Abweichung des Istwerts vom Sollwert vorgesehen sein.
Die sich daraus ergebenden Möglichkeiten sind in der DE 100 19 806 A1 ausführlich beschrieben. Dort wird insbesondere dargelegt, dass dem Bediener entweder Informationen über den Verdichtungszustand des Bodens – z. B. über eine Anzeigeeinrichtung – vermittelt werden können. Ebenso kann mit Hilfe der Regelungseinrichtung sichergestellt werden, dass eine übermäßig starke Verdichtung des Bodens verhindert und vielmehr eine gleichmäßige Bodenverdichtung erreicht werden kann.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vibrationsplatte mit Zwischenmasse in schematischer Seitenansicht;
2 eine andere Ausführungsform der Vibrationsplatte; und
3 eine weitere Ausführungsform der Vibrationsplatte.
1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung.
Die Vibrationsplatte weist – in einer Grobeinteilung – eine Obermasse 1, eine Zwischenmasse 2 und eine Untermasse 3 auf.
Zu der Obermasse 1 gehört in dem gezeigten Beispiel ein Verbrennungsmotor 4, der eine Hydraulikpumpe 5 antreibt, die Hydraulikflüssigkeit (Hydrauliköl) aus einem Hydrauliktank 6 zu einem zu der Untermasse 3 gehörenden später noch erläuterten Schwingungserreger 7 fördert, um diesen anzutreiben. Weiterhin gehört zu der Obermasse eine Führungsdeichsel 8, an der ein Bediener die Vibrationsplatte im Betrieb in bekannter Weise führen kann.
Die Untermasse 3 weist eine den Boden verdichtende Bodenkontaktplatte 9 und den die Bodenkontaktplatte 9 beaufschlagenden Schwingungserreger 7 auf.
Der Schwingungserreger 7 weist in dem in 1 gezeigten Beispiel zwei Unwuchtwellen 10, 11 auf, die jeweils eine Unwucht tragen und in bekannter Weise gegenläufig drehbar sind. Die Relativstellung der Unwuchtwellen 10, 11, d. h. deren Phasenlage, kann durch eine nicht dargestellte bekannte Phaseneinstellein richtung eingestellt werden, um die Richtung eines resultierenden Kraftvektors verstellen zu können.
Dieses den meisten Vibrationsplatten zugrunde liegende Prinzip ist bekannt und muss daher an diese Stelle nicht näher erläutert werden.
Zwischen der Obermasse 1 und der Untermasse 3 ist die Zwischenmasse 2 relativ zu der Obermasse 1 und der Untermasse 3 beweglich angeordnet. Dabei ist die Zwischenmasse 2 mit einer oberen Federeinrichtung 12 mit der Obermasse 1 und über eine untere Federeinrichtung 13 mit der Untermasse 3 gekoppelt. Auf diese Weise kann ein erheblicher Teil der an der Untermasse 3 entstehenden Vibrationen bereits von der unteren Federeinrichtung 13 und der Zwischenmasse 2 aufgenommen bzw. neutralisiert werden und somit nicht die Obermasse 1 mit ihren schwingungsempfindlichen Aggregaten erreichen. Eine merkliche Reduktion der Schwingungen an der Obermasse 1 ist die Folge.
Die obere Federeinrichtung 12 weist Federelemente 14a und die untere Federeinrichtung 13 weist Federelemente 14b, z. B. Gummipuffer auf, die sich im Betrieb bei Vibrationsplatten bereits bewährt haben.
Zusätzlich zu dem Hydrauliktank 6 ist an der Zwischenmasse 2 ein weiterer Hydrauliktank 15 vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass das Gewicht der Zwischenmasse erhöht und damit die Schwingungsdämpfungswirkung verbessert werden kann. Es ist sogar möglich, auf den Hydrauliktank 6 an der Obermasse 1 vollständig zu verzichten und die Bevorratung an Hydrauliköl ausschließlich auf der Zwischenmasse 2 anzuordnen.
Für die Förderung der Hydraulikflüssigkeit sind entsprechende Hydraulikleitungen 16 vorgesehen.
Der Hydrauliktank 15 an der Zwischenmasse 2 lässt sich dann besonders einfach realisieren, wenn er z. B. aus zwei seitlich auf der Zwischenmasse 2 angebrachten länglichen Tankelementen besteht, die z. B. als U-Profil umgedreht auf eine plattenförmige Schweißkonstruktion aufgeschweißt wurden. Ebenso kann auch ein Ring von U-Profilen aufgeschweißt werden, so dass insgesamt ein noch größeres Tankvolumen entsteht.
Wenn auf der Obermasse 1 kein oder nur noch ein kleinerer Hydrauliktank 6 erforderlich ist, entsteht auf der Obermasse 1 zusätzlicher Platz, um die Position des Verbrennungsmotors 4, der die Schwerpunktlage und die Lage der Trägheitsachsen maßgeblich bestimmt, optimieren zu können. Ebenso wird Platz frei für einen nicht gezeigten Hydraulikkühler. Darüber hinaus kann z. B. eine Starterbatterie für den Verbrennungsmotor 4 in eine vibrations- und temperaturgünstigere Position gebracht werden, z. B. vor einem Hydraulikkühler.
Der Hydrauliktank 15 auf der Zwischenmasse 2 vergrößert nicht nur das Gewicht der Zwischenmasse 2, sondern auch die Gesamtoberfläche der Hydrauliktanks 6, 15, was eine verbesserte Kühlwirkung zur Folge hat. Je nach Auslegung ist es möglich, dass die Oberflächen der Hydrauliktanks 6, 15 ausreichen, um das Hydrauliköl zu kühlen.
Der Verbrennungsmotor 4 zieht die erforderliche Verbrennungsluft über eine Luftansaugeinrichtung 4a. Die Luftansaugeinrichtung 4a führt in einen Zwischenraum zwischen der Obermasse 1 und der Zwischenmasse 2, so dass die Verbrennungsluft aus dem Zwischenraum ansaugbar ist. Dadurch kann der Zwischenraum über die nachströmende Frischluft von außen gekühlt werden.
Ebenso kann der Verbrennungsmotor 4 über eine nicht gezeigte Luftansaugeinrichtung die zum Kühlen des Verbrennungsmotors 4 erforderliche Kühlluft über den Zwischenraum zwischen der Obermasse 1 und der Zwischenmasse 2 ansaugen. Auch durch diese Maßnahme wird der Zwischenraum bzw. die Zwischenmasse 2 gekühlt.
2 zeigt eine Variante zu der Vibrationsplatte von 1. Funktionsmäßig gleiche oder ähnliche Bauelemente werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Gemäß 2 ist die Zwischenmasse 2 in der Art einer Wannenkonstruktion ausgebildet und weist schräge Seitenwände 20 auf. Die schrägen Seitenwände 20 bilden bereits den passenden Ankoppelwinkel für die Federelemente 14b der unteren Federeinrichtung 13. Die Federelemente 14b der unteren Federeinrichtung 13 stehen somit schräg zur Vertikalen.
Im Gegensatz dazu sind die Federelemente 14a der oberen Federeinrichtung 12 entlang der Vertikalen ausgerichtet.
Zusätzlich oder ergänzend zu der Wannenkonstruktion kann die Zwischenmasse 2 noch in Form eines Rahmens ausgebildet sein, der in der Mitte eine Ausnehmung 21 aufweist, in die der Schwingungserreger 7 der Untermasse 3 eintauchen kann, ohne allerdings die Zwischenmasse 2 zu berühren. Die Zwischenmasse 2 umgibt auf diese Weise zumindest einen Teil des Schwingungserregers 7.
Durch die in 2 gezeigte Gestaltung kann erreicht werden, dass die Bauhöhe der Vibrationsplatte durch die zusätzliche Zwischenmasse 2 nicht unnötig vergrößert wird.
3 zeigt eine weitere Variante der Vibrationsplatte. Dabei ist zusätzlich auch die Obermasse 1 wannenartig gestaltet und ”schmiegt” sich in die Wannenform der Zwischenmasse 2 ein. Entsprechend sind auch die Federelemente 14a der oberen Federeinrichtung 12 schräg gestellt und verlaufen in diesem Beispiel parallel zu den Federelementen 14b der unteren Federeinrichtung 13.
Durch diese Maßnahme kann der in der Obermasse vorgesehene Verbrennungsmotor 4 tiefer gelegt und die Gesamthöhe der Maschine reduziert werden. Bei geschickter konstruktiver Ausführung mit wannenartig ausgebildeter Zwischenmasse 2 und Obermasse 1 sollte es möglich sein, dass die Bauhöhe der Vibrationsplatte die einer Maschine nach bekannter Bauart nicht wesentlich übersteigt.
Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Zwischenmasse 2 und die Obermasse 1 die in den 2 und 3 gezeigten wannenartigen Formen einnehmen. So ist es auch bei nicht gezeigten Varianten möglich, dass lediglich die Montageflächen der Federelemente 14a, 14b schräg gestellt bzw. geeignet geneigt sind, um die Federelemente 14a, 14b einbauen zu können und damit die Federelemente 14a, 14b in der vorgesehenen Richtung Schwingungen kompensieren können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10019806 A1 [0035, 0040]

Claims

Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung, mit – einer Untermasse (3), die ein Bodenkontaktelement (9) zum Verdichten des Bodens sowie einen mit dem Bodenkontaktelement (9) gekoppelten Schwingungserreger (7) aufweist, und mit – einer relativ zu der Untermasse (3) beweglichen Obermasse (1), die einen Antrieb (4) für den Schwingungserreger (7) aufweist; gekennzeichnet durch – eine Zwischenmasse (2), die im Kraftfluss zwischen der Obermasse (1) und der Untermasse (3) angeordnet ist und die mit der Obermasse (1) über eine obere Federeinrichtung (12) und mit der Untermasse (3) über eine untere Federeinrichtung (13) verbunden ist.
Vibrationsplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenmasse (2) sowohl relativ zu der Obermasse (1) als auch relativ zu der Untermasse (3) beweglich ist.
Vibrationsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenmasse (2) räumlich im Wesentlichen zwischen der Untermasse (3) und der Obermasse (1) angeordnet ist.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zwischenmasse (2) eine Blendeneinrichtung vorgesehen ist, zum Abdecken eines Zwischenraums zwischen der Zwischenmasse (2) und der Untermasse (3) und/oder eines Zwischenraums zwischen der Zwischenmasse (2) und der Obermasse (1).
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenmasse (2) eine Wannenform aufweist.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenmasse (2) eine Rahmenform aufweist, mit einer Ausnehmung in der Mitte, wobei die Ausnehmung (21) den Schwingungserreger (7) umgibt.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Federeinrichtung (12) und/oder die untere Federeinrichtung (13) jeweils mehrere Federelemente (14a, 14b) aufweisen.
Vibrationsplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Federelemente (14a) eine andere Wirkrichtung aufweist als die anderen Federelemente (14b).
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Federeinrichtung (12) eine andere Steifigkeit aufweist als die untere Federeinrichtung (13).
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (14a, 14b) der oberen Federeinrichtung (12) und der unteren Federeinrichtung (13) unter Berücksichtigung der Massen der Obermasse (1), der Zwischenmasse (2) und der Untermasse (3) derart dimensioniert und angeordnet sind, dass sie gleichmäßig beansprucht werden.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass – der Antrieb einen Motor (4) und ein von dem Motor angetriebenes Hydrauliksystem (5, 6) aufweist; – das Hydrauliksystem (5, 6) zum Antreiben des Schwingungserregers (7) dient; – das Hydrauliksystem (5) eine Hydraulikvorratseinrichtung zum Aufnehmen von Hydraulikflüssigkeit aufweist; und dass – die Hydraulikvorratseinrichtung einen an der Zwischenmasse (2) und/oder einen an der Obermasse (1) angeordneten Hydrauliktank (6, 15) aufweist.
Vibrationsplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikvorratseinrichtung mehrere Hydrauliktanks (15) aufweist, die an der Zwischenmasse (2) angeordnet sind.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hydrauliktank (15) ein Strömungslabyrinth vorgesehen ist, zum Dämpfen der Flüssigkeitsbewegung im dem Hydrauliktank (15).
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrauliktank (15) mit einer Hydraulik-Kühleinrichtung zum Kühlen der Hydraulikflüssigkeit gekoppelt ist.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulik-Kühleinrichtung an der Zwischenmasse (2) angeordnet ist.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Verbrennungsmotor (4) ist und – eine Luftansaugeinrichtung (4a) aufweist, mit der Verbrennungsluft über einen zwischen der Obermasse (1) und der Zwischenmasse (2) vorhandenen Zwischenraum ansaugbar ist; und/oder – eine Luftansaugeinrichtung aufweist, mit der Kühlluft zum Kühlen des Motors über den zwischen der Obermasse (1) und der Zwischenmasse (2) vorhandenen Zwischenraum ansaugbar ist.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung zum Messen der Bewegung der Zwischenmasse (2) in Richtung von wenigstens einem Freiheitsgrad und zum Erzeugen von einem entsprechenden Messsignal.
Vibrationsplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen Beschleunigungssensor aufweist, der an der Zwischenmasse (2) angeordnet ist.
Vibrationsplatte nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine Auswerteinrichtung zum Auswerten des Messsignals und dadurch Bestimmen eines Verdichtungszustands des Bodens.
Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung zum Auswerten des Messsignals zu einem Istwert, Vergleichen des Istwerts mit einem vorgegebenen Sollwert und Ansteuern des Schwingungserregers entsprechend einer Abweichung des Istwerts vom Sollwert.