DE2337532A1

DE2337532A1 - Vibrationswalze

Info

Publication number: DE2337532A1
Application number: DE19732337532
Authority: DE
Inventors: Guelertan Dipl Ing Vural
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 1973-07-24
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1975-02-06
Also published as: JPS5043706A; FR2238807A1; FR2238807B3; ZA744523B; US3897165A

Description

Dipl.-lng. H. Sauenland · Dr. Ing. R. König Dipl.-lng. K. Bergen

Patentanwälte · 4ooo Düsseldorf 3D · Cecilienallee 7S ■ Telefon 43S7

23. Juli 1973 28 545 K

Koehring GmbH-Bomag Division, 540? Boppard/Rh_o, Hellerwald

"Vibrationswalze"

Die Erfindung betrifft eine Vibrationswalze zum Verdichten von Bodenschichten, insbesondere Bitumen- und Feinsandschichten, mit einem Walzenkörper, der eine Bandage und einen innerhalb der Bandage angeordneten Schwingungserreger besitzt.

Üblicherweise sind jeweils zwei derartige Walzenkörper zu einer Doppelvibrationswalze zusammengefaßt, deren Antrieb sich wie auch bei anderen Vibrationswalzen im Walzenrahmen befindet. Aus der Anordnung des Antriebes im Walzenrahmen ergibt sich eine hinsichtlich des Abstandes von der zu verdichtenden Bodenschicht sehr begrenzte Schwerpunktlage für die Vibrationswalze. Entsprechendes gilt für die sonstige Konstruktionsfreiheit. Davon ist in erster Linie der Durchmesser der Walzenkörper betroffen. Obwohl große Walzenkörperdurchmesser vor allen Dingen für die Verdichtung von Bitumen- und Feinsandschichten sehr vorteilhaft sind, lassen sich derartige Walzenkörperdurchmesser mit Rücksicht auf den Umfang der Walzenrahmen an herkömmlichen Vibrationswalzen nur in geringem Maße verwirklichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Anordnung des Antriebs im Hinblick auf eine bessere Schwerpunkt-

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lage tmd eine günstigere bauliche Gestaltung zu verbessern. Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Erregerantrieb des Schwingungserregers eines jeden Walzenkörpers und dessen Fahrantrieb zu dem Schwingungserreger innerhalb der Bandage verlagert werden. Diese Verlagerung hat eine Absenkung des Schwerpunktes und eine Verringerung des baulichen Umfanges für den Walzenrahmen zur Folge. Außerdem ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen angetriebenen Walzenkörper die Möglichkeit, diesen in beliebiger und besonders einfacher Weise mit anderen Walzenkörpern nach Art eines Bausteins zu koppeln.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 verschiedene erfindungsgemäße Walzenkörper;

Fig. 4 bis 7 die Walzenkörper nach Fig. 1 bis 3 in verschiedenen Kombinationen.

Nach Fig. 1 besteht der Walzenkörper aus einer zylindrischen Bandage 9, die mit inneren Stegen auf einer hohlen Achse 7 läuft. Die zugehörigen Wälzlager 8 sind so ausgelegt, daß sie nicht nur Radialkräfte sondern auch Axialkräfte aufnehmen,, Demzufolge sind die Lager 8 in der Lage, die Achse 7 in axialer Richtung an einer Bewegung in der Bandage 9 zu hindern. Die Achse 7 wird vorzugsweise durch Ablängen eines Rohres und Anschweißen eines Flansches an einem Rohrende und lösbarer Befestigung, z.B. Verschrauben, eines zweiten Flansches an dem anderen Rohrende hergestellt. Die lösbare Befestigung des zweiten Flansches dient zur Montage der Lager 8 und der Achse in der Bandage 9. An dem einen Flansch trägt die Achse 7 einen Antriebsmotor 1, dessen Abtriebswelle mit der Mittelachse der Achse 7 fluchtet und über eine elastische Kupplung 2 einer Unwuchtwelle 4 treibt. Die Unwuchtwelle 4 sitzt in Lagern 5,

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die als Walzlager ausgebildet sind und von eingeschweißten Stegen der Achse 7 gehalten werden.

Im Falle einer Unwuchtwellendrehung übt deren Schwungmasse auf die Achse 7 eine Wechselbelastung aus, die sich von der Achse 7 auf die Bandage 9 überträgt und diese zur Schwingung anregtT Ferner wird eine auf der Unwuchtwelle 4 sitzende, fliehkraftbetätigte Kupplung mitbewegt. Nach Erreichen einer bestimmten Wellendrehzahl, d.h. einer bestimmten Bandagenschwingung, kuppelt die Kupplung eine Riemenscheibe 3 eines Keilriementriebes mit der Unwuchtwelle 4, dessen Keilriemen durch eine Öffnung aus der Achse 7 heraus zu einer Riemenscheibe 11 führt, die auf der Antriebswelle eines außen an der Achse 7 befestigten Untersetzungsgetriebes 12 sitzt. Die Befestigung des Untersetzungsgetriebes 12 kann mittels einfacher, an das Getriebegehäuse angreifender Laschen erfolgen. Auf der Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes 12 ist ein Ritzel 13 befestigt, das mit einem Zahnkranz 14 der Bandage 9 in Eingriff steht. Mithin bewirkt jede Unwuchtwellendrehung nach der Einkupplung des Riementriebes neben der Bandagenschwingung eine Bandagendrehung, sofern die Achse 7 in ihrer Drehwinkellage bleibt. Letzteres wird dadurch sichergestellt, daß das dem Antriebsmotor 1 abgewandte Achsenende mit dem Walzenrahmen verbunden ist, der nach Fig. 1 einen in die Bandage ragenden Arm 16 aufweist. Der Walzenrahmen umgibt beispielsweise den Walzenkörper haubenförmig. Anstelle des Walzenrahmens kann auch eine Deichsel an die Achse 7 angelenkt werden, die mit dem Walzenkörper eine Einradwalze bildet.

Damit sich die Schwingung der Achse 7 nicht stöpend auf den Antriebsmotor 1 und den Walzenrahmen oder die Deichsel überträgt, sind zwischen dem Antriebsmotor 1 und dem Arm 16 und den zugehörigen Flanschen der Achse 7 Gummipuffer angeordnet.

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Während der Gummipuffer des Antriebsmotors 1 im Falle einer direkten Anflanschung an die Achse 7 als Scheibe 6 ausgebildet ist, befinden sich als Gummipuffer zwischen dem Arm 16 und dessen Achsenflansch mehrere Gummiklötze 15<> Anstelle einer aus Fig. 2 ersichtlichen direkten Anflanschung kann auch eine Konsole 21 vorgesehen sein, auf der der Antriebsmotor 1 mit mehreren Gummiklötzen ruht.

Zur Abdichtung gegen unerwünschte SchmutzeinwiBkung wird die Achse 7 an dem motorseitigen Ende völlig von dem Motorgehäuse verschlossen. An dem anderen Achsenende wird das mit einem Deckel 17 erreicht, wenn der Arm 16 keine ausreichende Abdeckung bietet. Überdies sind das Untersetzungsgetriebe 12, der Riementrieb, das Ritzel 13 und der Zahnkranz 14 zwischen den Stegen angeordnet, mit denen die Bandage 9 auf der Achse läuft. Staubdicht ausgelegte Lager 8 verhindern ein Eindringen von Schmutz durch den Spalt zwischen den Stegen und der Achse

Anstelle des Riementriebes kann jedes andere Getriebe verwendet werden, das z.B. Zahnräder, Ketten oder Reibräder aufweist. Das gleiche gilt für das Untersetzungsgetriebe und das aus dem Zahnkranz 14 und dem Ritzel 13 bestehende Zahnradgetriebe.

Der Walzenkörper nach Fig. 2 unterscheidet sich im wesentlichen von dem Walzenkörper nach Fig„ 1 durch eine an der Kupplung 2 befestigte Zwischenwelle 18, auf der eine als Hohlwelle 25 ausgebildete Unwuchtwelle mit einer Schwungmasse 26 und die fliehkraftbetätigbare Kupplung sitzen. Im Gegensatz zur Unwuchtwelle 4 nach Fig. 1, die jeder Drehbewegung der Motorabtriebswelle folgt, setzt die Drehbewegung der Unwuchtwelle nach Fig. 2 erst nach Erreichen einer bestimmten Motordrehzahl ein, wenn die fliehkraftbetätigte Kupplung die Hohlwelle 25 mit der Zwischenwelle 18 verbindet« Wenn die Riemen-

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scheibe 3 fest auf der Hohlwelle 25 sitzt, entsteht mit deren Drehbewegung über den Riementrieb und das wahlweise für Vor- und Rückwärtsfahrt zugleich als Wendegetriebe ausgelegte Untersetzungsgetriebe 12 eine Fahrbewegung. Desgleichen kann bei lose auf der Hohlwelle 25 und/oder der Zwischenwelle 18 sitzender Riemenscheibe 3 über die Kupplung eine Antriebsverbindung zwischen der Zwischenwelle 18 und dem Riementrieb hergestellt werden. Der Vorteil des gemeinsamen Ein- und Auskuppeins von Fahrantrieb und Erregerantrieb liegt darin, daß bei einem Stillstand des Walzenkörpers keine unerwünschte Verdichtung des sich unter dem Walzenkörper befindenden Bodenbereichs eintritt. Andererseits ermöglicht der innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs von dem Fahrantrieb unabhängige Erregerantrieb des Walzenkörpers nach Fig. 1 ein an besonderen Stellen erwünscht lang andauerndes Verdichten. Wenn dagegen die Riemenscheibe 3 fest auf der Zwischenwelle 18 angeordnet ist, erlaubt die Hohlwellenanordnung eine Fahrbewegung ohne gleichzeitige Vibration.

Abgesehen von einer versetzten Anordnung des Untersetzungsgetriebes 12 erfolgt der Fahrantrieb in dem Walzkörper nach Fig. 2 genauso wie in dem nach Fig. 1.

Eine versetzte Getriebeanordnung findet sich auch in dem Walzenkörper nach Fig. 3· Diese Getriebeanordnung resultiert daraus, daß das Untersetzungsgetriebe 12 direkt und der Schwingungserreger über die fliehkraftbetätigte Kupplung mit dem Antriebsmotor 1 gekoppelt sind. Dabei schließt die direkte Kopplung eine unmittelbare Verbindung zwischen der Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes 12 und der an dem freien Ende der Motorabtriebswelle befestigten elastischen Kupplung 2 und eine mittelbare Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Kupplung 2 über eine Zwischenwelle ein. Die unmittelbar an der Kupplung 2 befestigte Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes 12 ist an ihrem kupplungsseitigen Ende in einem Achsenteil 28 gelagert, dessen Lagerung aus zwei Wälzlagern 27 besteht. Der

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Achsenteil 28 besteht aus einem kurzen Rohrstück, auf dem ein Steg der Bandage 9 läuft und das die Kupplung 2 topfförmig umgibt und zur Befestigung des Antriebsmotors 1 an dem dem Antriebsmotor 1 zugewandten Ende einen Flansch aufweist. Zwischen dem anderen Ende und dem Getriebegehäuse sitzt die fliehkraftbetätigbare Kupplung auf der Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes 12. Die Kupplung trägt die Bezeichnung 29 und bewirkt nach Erreichen einer bestimmten Wellendrehzahl eine Drehung der als Hohlwelle 30 ausgebildeten und drehbeweglich auf dem Achsenteil 28 gelagerten Unwuchtwelle des Schwingungserregers. Zur Lagerung der Hohlwelle 30 dient ein Wälzlager

Zwischen der Hohlwelle 30 und dem Steg der Bandage 9 bzw. dem Lager 8 ihres Steges sitzt eine Scheibe 20 drehfest auf dem Achsenteil 28. Die Scheibe 20 verschließt einen motorseitig an dem Getriebegehäuse befestigten Gehäusering 40. Die Scheibe 20 und der Gehäusering 40 bilden weitere Achsenteile, die sich mit dem Achsenteil 28, dem Getriebegehäuse und einem Rohrstück 41 zu einer der Achse 7 entsprechenden Achse ergänzen. Das Rohrstück 41 ist an der dem Gehäusering 40 abgewandten Seite des Getriebesgehäuses derart befestigt, daß seine Mittelachse mit der Antriebswellendrehachse des Untersetzungsgetriebes 12 und der Mittelachse des die Antriebswelle konzentrisch umgebenden Achsenteils 28 fluchtet. Dadurch kann der zweite Steg der Bandage 9 mit seinem Lager 8 auf dem Rohrstück 41 laufen und zwischen den beiden Stegen an dem auf dem Rohrstück 41 laufenden Steg koaxial zu dem Rohrstück 41 ein Zahnrad 42 befestigt werden, das von dem auf der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes sitzenden Ritzel 13 getrieben wird.

Bei der Montage des Walzenkörpers wird wahlweise mit dem Achsenteil 28 oder dem Rohrstück 41 begonnen. Nach Einfügen des Achsenteils 28 in den zugehörigen Steg der Bandage 9 läßt sich der übrige Teil der-Achse samt dem Untersetzungsgetriebe 12 leicht durch eine Öffnung des anderen Steges der Bandage 9

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auf und in den Achsenteil 28 stecken» Umgekehrt läßt sich auch der Achsenteil 28 in den bereits in der Bandage 9 angeordneten Übrigen Teil der Achse stecken. In beiden Fällen schiebt sich die Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes 12 in die Lager 27 sowie die Scheibe 20 und die Hohlwelle mit ihrem Lager 19 auf den Achsenteil 28. Bevor die Hohlwelle 30 auf dem Achsenteil 28 Halt findet, wird sie von der auf der Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes 12 sitzenden Kupplung 29 getragen. Durch eine Nut und Paßfeder in der Scheibe 20 und dem Achsenteil 28 entsteht beim Aufschieben der Scheibe 20 bzw. beim Einschieben des Achsenteils 28 eine drehfeste Verbindung zwischen beiden. Die Montageöffnung für das Untersetzungsgetriebe 12, den Gehäusering 40 und die übrigen Ächsenteile kann sich in dem einen oder anderen Steg der Bandage 9 befinden und bestimmt den Montageablauf.,Völlige Freiheit im Montageablauf gegenüber beiden Stegen der Bandage 9 entsteht, wenn sich nach Figo 3 in beiden Stegen eine Montageöffnung befindete Jeder mit einer Montageöffnung versehene Steg besteht aus einem in die Bandage eingeschweißten Ring, dessen Innendurchmesser die Öffnungsweite der Montageöffnung bestimmt und einem Deckel, der die Montageöffnung im Betriebszustand des Walzenkörpers verschließt.

Nach der Montage der Achse in der Bandage 9 wird der Antriebsmotor 1 an dem Achsenteil 28 befestigt. Dabei schiebt sich beispielsweise seine Abtriebswelle in die auf der Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes 12 befestigte Kupplung 2 und entsteht durch Nut und Paßfeder eine drehfeste Verbindung zwischen der Kupplung 2 und der Abtriebswelle. An das Befestigen des Antriebsmotors 1 schließt sich das Befestigen des Walzenrahmens oder der Deichsel am anderen Achsenende an.

Der Walzenkörper nach Fig. 3 erlaubt innerhalb eines be-

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stimmten Drehzahlbereiches eine Fahrbewegung ohne Bandagenschwingung.

Die Walzenkörper nach Fig. 1 bis 3 können wahlweise als Einradwalze in einer Doppelvibrationswalze oder in der aus Fig. 5 ersichtlichen nebeneinanderliegenden Anordnung Verwendung finden. In der nebeneinanderIiegenden Anordnung der Walzenkörper sind die Antriebsmotoren 1 zur leichteren Wartung an den einander abgewand'ten Bandagenenden angeordnet. Außerdem sind die Achsen der Walzenkörper an diesen Enden an einem gemeinsamen selbstfahrenden Lenkrahmen 43 und an den einander gegenüberliegenden Enden aneinander befestigt. Die Befestigung ist atarr oder elastisch.

Die in Fig. 4 dargestellte Einradwalze besitzt eine Deichsel 44 und Stelzen 45» die eine für den Antriebsmotor 1 in der Bandage 9 unzulässige Schwenkbewegung der Deichsel 44 verhindern. Der Walzenrahmen der Doppelvibrationswalze ist in Fig. 6 mit 46 bezeichnet und läßt die gegenüber herkömmlichen Vibrationswalzen außerordentlich tiefe Schwerpunktlage der erfindungsgemäßen Walze erkennen. An die Dopparl- . Vibrationswalze können nach Fig_e 7 weiter», in Rahmen 47 angeordnete Walzenkörper angehängt werden. Die verschiedenen Walzenkörper werden durch ihre Bodenberührung im wesentlichen gezwungen, synchron zu schwingen, da alle Walzenkörper einen mit dem Fahrantrieb gekoppelten Vibrationsantrieb besitzen und sich durch die Verbindung ihrer Rahmen bzw. Achsen nur mit gleicher Geschwindigkeit bewegen können.

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Claims

Koehring GmbH-Bomag Division, 5407 Boppard/Kh., Hellerwald

Patentansprüche:

Vibrationswalze zum Verdichten von Bodenschichten, insbesondere Bitumen- und Feinsandschichten, mit einem Walzenkörper, der eine Bandage und einen innerhalb der Bandage angeordneten Schwingungs err eger besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Schwingungserregers und der Fahrantrieb des Walzenkörpers gleichfalls innerhalb der Bandage (9) angeordnet sind.
2. Vibrationswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (9) auf einer drehfest angeordneten Achse (7) läuft.
3. Vibrationswalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) mit dem Walzenrahmen (16) oder einer Deichsel fest verbunden ist.
4. Vibrationswalze nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Achse (7) und dem Walzenrahmen (16) oder der Deichsel Dämpfungsglieder (15) angeordnet sind_e
5. Vibrationswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerantrieb und der Fahrantrieb einen gemeinsamen Antriebsmotor (1) besitzen.
6. Vibrationswalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1) fest mit der Achse (7) verbunden ist.

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7. Vibrationswalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1) an dem einen Achsenende angeordnet ist und die Achse (7) mit dem anderen Ende an dem Walzenrahmen (16) oder der Deichsel befestigt ist.
8. Vibrationswalze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebsmotor (1) und der Achse Dämpfungsglieder (6) angeordnet sind.
9. Vibrationswalze nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpf ungsglieder (6,15) als Gummipuffer ausgebildet sindo
10. Vibrationswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (9) und/oder der Schwingungserreger über eine fliehkraftbetätigte Kupplung mit dem Antriebsmotor (1) gekoppelt ist«,
11. Vibrationswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Antriebs verbindung zwischen dem Antriebsmotor (1) und der Bandage (9) ein Wende- und/oder Untersetzungsgetriebe (12) befindet.
12. Vibrationswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche

5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) hohl ausgebildet ist, der Schwingungserreger sich in der Achse (7) befindet und aus einer rotierenden Schwungmasse (26) besteht, deren Drehachse mit der der Motorabtriebswelle zusammenfällt,
13. Vibrationswalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (12)

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außerhalb der Achse (7) angeordnet ist und an der Abtriebswelle mit einem Ritzel (13) versehen ist, das mit einem Zahnkranz (14) der Bandage (9) in Eingriff steht„
14. Vibrationswalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die An- und Abtriebswelle des Getriebes (12) mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors (1) fluchtet.
15. Vibrationswalze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle des Getriebes (12) mit einem Ritzel (13) versehen ist, das mit einem Zahnrad (42) der Bandage (9) in Eingriff steht₀
16. Vibrationswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche

11 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse einen Teil der Achse bildet.

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