DE2231023A1

DE2231023A1 - Vibrationsverdichter

Info

Publication number: DE2231023A1
Application number: DE2231023A
Authority: DE
Inventors: Albert Linz; Guelertan Dipl Ing Vural
Original assignee: Bopparder Maschinenbau GmbH
Current assignee: Bomag Menck GmbH
Priority date: 1972-06-24
Filing date: 1972-06-24
Publication date: 1974-01-10
Also published as: ZA734101B; FR2189582A1; GB1431212A; FR2189582B1; CA1004895A; JPS4951675A; JPS5734409B2; US3909148A; CH559825A5

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen

Patentanwälte · 400d Düsseldorf ■ Cecilienallee 78 · Telefon 43 27 3a

Unsere Akte: 27 433 23. Juni 1972

Bopparder Maschinenbaugesellschaft mbH (BOMAG), 5407 Boppard/Rhein, Hellerwald

"Vibrationsverdichter"

Die Erfindung betrifft einen Vibrationsverdichter mit Verdi chtungswerkzeugen, die sich über Federn an dem zugehörigen Maschinenrahmen abstützen.

Bei Vibrationsverdichtern wird üblicherweise versucht, eine Übertragung der Arbeitsschwingungen von den Verdichtungswerkzeugen auf den Maschinenrahmen zu verhindern. Einerseits beeinträchtigen übertragene Schwingungen die Haltbarkeit des Maschinenrahmens und der anderen von dem Maschinenrahmen getragenen Teile. Andererseits belasten die Schwingungen den auf dem Maschinenrahmen sitzenden oder an eine Führungsdeichsel des Maschinenrahmens angreifenden Bedienungsmann.

Dabei hängt die Art und Größe der Belastung wesentlich von der Bauweise der die Verdichtungswerkzeuge bewegenden Schwingungserreger ab. Es sind Schwingungserreger bekannt, deren Erregerkräfte durch Massenbeschleunigungen erzeugt werden. Von diesen Schwingungserregern unterscheiden sich die Schwingungserreger, deren Erregerkräfte durch elastische Formänderungen entstehen. Zu den Massenkrafterregern zählen beispielsweise die sogenannten Unwuchterreger, die eine rotierende Unwuchtmasse besitzen, während als Schwingungserreger mit' einer aus elastischen Formänderungen re-

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sultierenden Erregerkraft vorzugsweise Kurbeltrieberreger Verwendung finden. Bei diesem Erregertyp werden durch den Kurbelhub in einer an die Verdichtungswerkzeuge angreifenden Feder wechselweise Zug- und Druckspannungen erzeugt.

Obschon es bekannt ist, die Verdichtungswerkzeuge mitsamt ihren Schwingungserregern federnd an dem Maschinenrahmen abzustützen, ist bisher eine wirksame Abschirmung des Maschinenrahmens gegen die Arbeitsschwingungen der Verdichtungswerkzeuge noch nicht gelungen. Das wird insbesondere daran deutlich, daß Vibrationsverdichter mit Kurbeltriebschwingungserregern od.dgl. Schwingungserregern ausschließ-, lieh als leichte, handgeführte Geräte mit einem Eigengewicht bis ca. 100 kg gebaut werden. Mit zunehmender Baugröße lassen sich nämlich die auf den Maschinenrahmen übertragenen Arbeitsschwingungen der Verdichtungswerkzeuge nicht mehr beherrschen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Maschinenrahmen wirksam gegen die Schwingungen der Verdichtungswerkzeuge zu schützen.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß zwischen den Verdichtungswerkzeugen und dem Maschinenrahmen im Gegentakt zu den Verdichtungswerkzeugen schwingende und sich federnd an dem Maschinenrahmen abstützende Kompensationsmassen angeordnet sind, an denen sich die Verdichtungswerkzeuge mitsamt den Schwingungserregern federnd abstützen und/ oder die Zahl der Verdichtungswerkzeuge mindestens zwei beträgt und die Verdichtungswerkzeuge im Gegentakt zueinander schwingen und/oder der Vibrationsverdichter gezogen oder geschoben ist, wobei sich der Antrieb für die Schwingungserreger in der Zieh- oder Schubeinheit befindet und die Zieh- oder Schubkräfte zumindest annähernd im Schwerpunkt des Verdichters angreifen.

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Mit der zwischen den Verdichtungswerkzeugen und dem Maschinenrahmen angeordneten Kompensationsmasse entsteht ein
Dreimassen-System, in dem die Arbeitsschwingungen der Verdichtungselemente größtenteils kompensiert werden. Eine
totale Kompensation tritt im Falle der beiden im Gegentakt
schwingenden Verdichtungswerkzeuge bei gleichen Produkten
aus Masse und Hub ein. Von ähnlicher Wirkung ist die erfindungsgemäße ziehende oder schiebende Anordnung, wenn sich
die empfindlichen Teile des Vibrationsverdichters in der
Zieh- oder Schubeinheit befinden.

Im übrigen ist von den im Gegentakt schwingenden Verdichtungswerkzeugen ein Verdichtungswerkzeug wahlweise zugleich als Kompensationsmasse zwischen dem anderen Verdichtungswerkzeug und dem Maschinenrahmen angeordnet.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vibrationsverdichter mit einer zwischen Maschinenrahmen und Verdichtungswerkzeugen angeordneten Kompensationsmasse,

Fig. 2 einen Vibrationsverdichter entsprechend Fig. 1, dessen Verdichtungswerkzeug jedoch eine Drehschwingung
ausführt, ■

Fig. 3 einen weiteren Vibrationsverdichter mit zwei Verdichtungswerkzeugen, von denen das eine zugleich als Kompensationsmasse ausgebildet ist,

Fig. 4 einen Vibrationsverdichter mit drei im Gegentakt zueinander schwingenden Verdichtungswerkzeugen,

Fig. 5 einen Vibrationsverdichter entsprechend Fig. 4, dessen Verdichtungswerkzeuge jedoch eine Drehschwingung ausführen,

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Fig. 6 eine weitere Ansicht des Vibrationsverdichters nach Fig. 5,

Fig. 7 den Vibrationsverdichter nach Fig. 5 und 6 mit einem selbstfahrenden Maschinenrahmen und

Fig. 8 ein als Zug- oder Schubgerät ausgebildeter Vibrationsverdichter.

Ein Maschinenrahmen 1 wird von einer Kompensationsmasse 2 und diese von einem Verdichtungswerkzeug 3 getragen. Die Kompensationsmasse 2 ist zwischen dem Maschinenrahmen 1 und dem Verdichtungswerkzeug 3 angeordnet. Zwischen dem Maschinenrahmen 1 und der Kompensationsmasse 2 befinden sich Federn 4 und zwischen der Kompensationsmasse 2 und dem Verdichtungswerkzeug 3 Federn 5. Bei Verwendung von Kurbeltrieberregern für das Verdichtungswerkzeug 3 ist der Erreger beispielsweise mit seiner Feder an dem Verdichtungswerkzeug 3 angelenkt und mit seiner Kurbel in der Kompensationsmasse 2 gehalten. Der Schwingungserreger setzt die Kompensationsmasse 2 und das Verdichtungswerkzeug 3 in eine geradlinige gegenläufige Schwingung. Wenn die Steifigkeit der Federn 4 so gewählt ist, daß sie der Bewegung der Kompensationsmasse einen geringen Widerstand entgegensetzen, wird nur in vernachlässigbar geringem Umfang eine Schwingung von dem Verdichtungswerkzeug 3 und der Kompensationsmasse 2 auf den Maschinenrahmen 1 übertragen. Die Schwingungsrichtung des Verdichtungswerkzeugs 3 und der Kompensationsmasse 2 ist mit Pfeilen 6 gekennzeichnet.

Auch die vernachlässigbar geringe Übertragung von Schwingungen bleibt erhalten, wenn das Verdichtungswerkzeug und die Kompensationsmasse nach Fig. 2 statt einer linearen Schwingung gegenläufige Drehschwingungen um Schwenkachsen 8 in den Richtungen 7 vollführen.

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Fig. 3 zeigt im Unterschied zu den Vibrationsverdichtern nach Fig. 1 und 2 einen Vibrationsverdichter mit zwei geradlinig schwingenden Verdichtungswerkzeugen 9 und 10, von denen das Werkzeug 9 zugleich als Kompensationsmasse zwischen dem Werkzeug 10 und dem Maschinenrahmen angeordnet ist. Als Kompensationsmasse stützt sich das Verdichtungswerkzeug 9 in gleicher Weise an dem Maschinenrahmen 1 ab wie die Kompensationsmasse 2 des in Fig«, 1 dargestellten Vibrationsverdichters, während sich das Verdichtungswerkzeug 10 mittels Federn 11 an dem Verdichtungswerkzeug 9 abstützt. Wie die Kompensationsmasse 2 und das Verdichtungswerkzeug 3 bilden die Verdichtungswerkzeuge 9 und 10 ein Zweimassen-'Schwingungssystem, in dem sich die nach dem Verdichten des Untergrundes bei jedem Hub verbleibenden Massenkräfte bei entsprechender Abstimmung der Massen ausgleichen und nicht den Maschinenrahmen belasten können. Wie das System gemäß Fig. 1 mit dem Maschinenrahmen 1, der Kompensationsmasse 2 und dem Verdichtungswerkzeug 3> bildet die Anordnung nach Fig. 3 mit dem Maschinenrahmen 8 und den Verdichtungswerkzeugen 9 und 10 ein Dreimassenschwingsystem in dem sich die Erregerkräfte bei entsprechender Abstimmung der Massen und deren Schwingwege größtenteils ausgleichen und dadurch den Maschinenrahmen nicht in unzulässiger Weise belasten. Vorzugsweise umgibt das Verdichtungswerkzeug 9 außerdem das Verdichtungswerkzeug 10 U-förmig, so daß durch die Bodenberührung des Verdichtungswerkzeuges 9 dessen geradlinige Bewegung nicht gestört wird und beispielsweise bei schwenkbeweglicher Lagerung der Verdichtungswerkzeuge ohne weitere konstruktive Änderung auch eine Drehschwingung der Verdichtungswerkzeuge 9 und 10 möglich ist.

Nach Fig. 4 gleichen sich die Kräfte der einerseits an den Verdichtungswerkzeugen 12, 13 und.14 und andererseits an dem Maschinenrahmen 1 befestigten Schwingungserreger mit Krafterzeugung durch elastische Formänderung bei entspre-

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chender Abstimmung der Massen und Schwingwege der Verdichtungswerkzeuge vollständig aus, wenn letztere im Gegentakt mit gleicher Frequenz schwingend bewegt werden. Im einzelnen werden die untereinander gleichen Verdichtungswerkzeuge 12 und 14, die das Verdichtungswerkzeug 15 zwischen sich einschließen und zusammen die gleiche Masse wie das Verdichtungswerkzeug 13 besitzen, im Gegentakt zu diesem bewegt. Das geschieht mit geradliniger Bewegung oder, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, mit einer Schwenkbewegung um eine Achse 16.

Eine totale Kompensation der Kräfte aus den Schwingungserregern mit Krafterzeugung durch elastische Formänderung wird ebenfalls erreicht, wenn der Maschinenrahmen sich nicht wie in Fig. 1 und 2 auf die Kompensationsmasse bzw. wie in Fig. 3 bis 6 auf die Verdichtungswerkzeuge abstützt, sondern umgekehrt die Verdichtungswerkzeuge von einem den Maschinenrahmen bildenden Fahrzeug 17 mit besonderen Achsen für den Fahrantrieb getragen werden, wie in Fig. 7 dargestellt. Dies gilt gleichermaßen für Linear- und Drehschwingungen ausführende Verdichtungswerkzeuge, Dabei ist wiederum vorausgesetzt, daß die Schwingungserreger einerseits mit den Verdichtungswerkzeugen und andererseits am Maschinenrahmen befestigt sind. Das Fahrzeug 17 trägt einen Antrieb für die zu den Verdichtungswerkzeugen gehörenden Schwingungserreger.

Im übrigen können die Verdichtungswerkzeuge und die Kompensationsmasse nicht nur unter dem Maschinenrahmen sondern auch neben dem den Antrieb für die Schwingungserreger tragenden Maschinenrahmen angeordnet sein. In diesem, in Fig. 8 dargestellten Fall ist der Maschinenrahmen als selbstfahrende Zug- oder Schubeinheit 18 ausgebildet, die über ein Zug- oder Druckglied 19 im gemeinsamen Schwerpunkt 20 zweier mit den Verdichtungswerkzeugen 9 und 10 überein-

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stimmender Verdichtungswerkzeuge gelenkig angreift, so daß von den Verdichtungswerkzeugen keine Schwingungen auf die Zug- oder Schubeinheit 18 übertragen werden können. Zweckmäßigerweise erfolgt der Antrieb der zu den Verdichtungswerkzeugen gehörenden Schwingungserreger hydraulisch oder elektrisch über mit dem Zug- oder Druckglied 19 gekoppelte Leitungen.

Als Verdichtungswerkzeuge können anstelle der in Fig. 1 bis 8 dargestellten Platten oder Balken auch Bandagen, d.h. Walzen, Verwendung finden. Desgleichen können die jeweiligen Federn durch Federsysteme mit hinter- und/oder nebeneinandergeschalteten Federgliedern zwischen den Verdichtungswerkzeugen, der Kompensationsmasse und dem Maschinenrahmen ersetzt werden.

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Claims

Bopparder Maschinenbaugesellschaft mbH (BOMAG), 5407 Boppard/Rhein, Hellerwald

Patentansprüche:

( 1.)Vibrationsverdichter mit über Federn an dem zugehörigen Maschinenrahmen abgestützten Verdichtungswerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verdichtungswerkzeugen (3, 10) und dem Maschinenrahmen (17 im Gegentakt zu den Verdichtungswerkzeugen (3, 10) schwingende und sich federnd an dem Maschinenrahmen (1) abstützende Kompensationsmassen (2, 9) angeordnet sind, an denen sich die Verdichtungswerkzeuge (3, 10) federnd abstützen und/oder die Zahl der Verdichtungswerkzeuge (12, 13, 14) mindestens zwei beträgt und die Verdichtungswerkzeuge (12, 13, 14) im Gegentakt zueinander schwingen und/ oder der Vibrationsverdichter gezogen oder geschoben ist, wobei sich der Antrieb für den oder die zugehörigen Schwingungserreger in der Zieh- oder Schubeinheit (18) befindet und die Zieh- oder Schubkräfte zumindest annähernd im Schwerpunkt (20) des Vibrationsverdichters angreifen.
2. Vibrationsverdichter nach Anspruch 1, daduSch gekennzeichnet , daß eins der im Gegentakt schwingenden Verdichtungswerkzeuge (9, 10) zugleich als Kompensationsmasse zwischen dem anderen Verdichtungswerkzeug (10) und dem Maschinenrahmen (1) angeordnet ist.

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