DE2421525A1

DE2421525A1 - Ruettelwalze

Info

Publication number: DE2421525A1
Application number: DE2421525A
Authority: DE
Inventors: Martinez Isidoro Lebrero
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-03
Filing date: 1974-05-03
Publication date: 1974-11-21
Also published as: AU6842974A; US3892496A; ES414348A1; JPS5042602A; AR205091A1; GB1449370A; BR7403601D0; FR2228136B1; FR2228136A1

Description

25 DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITi-E · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MDNCHEN 81 - ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087 '

Isidoro Lebrero Martinez, Zaragoza / Spanien

Rüttelwalze

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rüttelwalze zum Verdichten verschiedener Böden, von Decken aus Asphaltagglomeraten und Schotter-Zement-Mischungen.

Zur Verdichtung bzw. Verfestigung von Böden sind Erregungen der Walzen erforderlich, die gleich den natürlichen Frequenzen

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der Böden sind, bzw. diesen sehr nahe kommen, und die je nach Zusammensetzung und Beschaffenheit derselben zwischen 23 und 30 Hertz schwanken. Diese Schwingung ergibt in jedem Augenblick zusammen mit dem mechanischen Stoß der Walze, der durch die deren Schwingachse antreibende Fliehkraft erzeugt wird, die größtmögliche Wirkung der Rüttelwalze.

Wenn es darum geht, Asphaltagglomerate und Mischungen aus Kies und Zement zu verdichten, sind in der Walze Frequenzen erforderlich, die bis zu 35 Hertz erreichen können, während die mechanischen Stöße - abgesehen von den höheren Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Walze - viel geringer sind (sie betragen fast die Hälfte) als bei der Verdichtung von Böden.

Dieser enorme Unterschied zwischen den in den beiden genannten Fällen durchzuführenden Arbeiten hat es bisher erforderlich gemacht, eine bestimmte Maschine für jede dieser Arbeiten zu verwenden, um die größtmögliche Leistungsfähigkeit zu erzielen, da nämlich bei den derzeitigen Geräten eine Zunahme der Frequenz der Schwingachse mit einer viel größeren Zunahme der Zentrifugalkraft (Quadratfunktion dieser Frequenz) und somit ein Anstieg der mechanischen Stöße der Rüttelwalze einhergeht. Genau das Gegenteil zu dem im vorhergehenden Dargelegten tritt bei der Verdichtung von Asphalt und Schotter-Zement-Untergrund auf, nämlich eine höhere Frequenz bei beträchtlicher Verringerung des mechanischen Stoßes.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rüttelwalze zu schaffen, bei der es nicht mehr erforderlich ist, je nach Art des zu verdichtenden Materials verschiedene Arten von Walzen zu verwenden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Rüttelwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Fliehkraft der Erregungsachse der Rüttelwalze in beiden möglichen Umlaufrichtungen derselben beliebig einstellbar ist durch automatische

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Veränderung des Gewichts von diese Fliehkraft erzeugenden Exzentergewichten, die in jedem Fall aus einigen bezüglich der Achse frei drehbaren Teilen und anderen mit der Erregungsachse fest verbundenen Teilen besteht; daß die Teile zueinander so angeordnet sind, daß sie bei Änderung der Umlaufrichtung mittels miteinander in Anschlag bringbarer Anschläge bremsbar sind, und daß die jeweiligen Schwerpunkte der Teile vorbestimmte Stellungen einnehmen, wobei die erzeugten Fliehkräfte in jedem Fall vorgegebene Werte erreichen, während die Rüttelwalze mit Flüssigkeitsdämpfungseinrichtungen bzw. mechanischen Dämpfeinrichtungen versehen ist.

Angesichts der Anforderungen, die an eine Maschine für mehrere AnwendungsfälTe~~gestellt werden, ergeben sich die technischen Merkmale, die für die beiden vorgenannten Arbeiten erforderlich sind, nämlich ein Fundament für diese Maschine, die in jeder der beiden möglichen Umlaufriehtungen der Schwingachse eine vorgegebene Art von Arbeit durch anfängliche Anpassung der Exzentergewichte bewirkt, welche die Fliehkräfte erzeugen, die zur Drehung dieser Achse mit Hilfe bekannter Einrichtungen ~ nämlich automatisch und ohne Stöße - erforderlich sind, wobei sie für jeden der beiden Fälle den gewünschten Wert in kg/Exzentergewicht annehmen.

Genauer gesagt sind die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Rüttelwalze in bezug auf die Flüssigkeitsdämpfung wie folgt:

Die Fliehkraft, mit welcher die Schwingachse beaufschlagt wird, wird beliebig für jede Umlaufrlchtung durch automatische Veränderung der Gewichte des Exzentergewichts, das diese Fliehkraft erzeugt, festgelegt.

Dieses Exzentergewicht besteht aus mehreren Teilen, die bezüglich dieser Achse und anderer, fest mit dieser verbundener Teile, und zueinander so angeordnet sind, daß sie bei Änderung der Um-

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laufrichtung durch fest miteinander verbundene Anschläge gebremst werden können, wobei deren jeweilige Schwerpunkte vorbestimmte Stellungen einnehmen und somit die für die in jedem Fall erzeugten Schwerkräfte vorgegebenen Werte annehmen.

Die äußeren Exzentergewichte bilden einen Behälter, durch welchen sich die Schwingachse der Rüttelwalze erstreckt, an der wiederum die genannten Gewichte angebracht sind. Dieser Behälter enthält einerseits ein anderes Exzentergewicht, durch welches sich ebenfalls die vorgenannte Achse erstreckt, während zwischen beiden ein Spielraum verbleibt, und andererseits eine Flüssigkeit, die praktisch den ganzen freien Raum des somit gebildeten Behälters einnimmt.

Zwischen dem unter Schaffung eines Spielraumes bezüglich der Achse angebrachten Gewicht und den mit diesem verbundenen Gewichten, bzw. zwischen diesem Gewicht und dem Flüssigkeitsbehälter, der im Inneren des Gewichtes gebildet ist, sind einige Schlitze mit in jedem Fall veränderbarem Querschnitt vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit aus dem Behälter verdrängt wird, so daß die Gewichte zur Drehung der Achse in die eine oder andere Richtung bezüglich zueinander die vorbestimmten Stellungen einnehmen.

Bei mechanischer Dämpfung ergeben sich folgende Merkmale:

Zwischen den Exzentergewichten, durch welche sich die Achse der Walze erstreckt und welche mit dieser fest verbunden sind, und einer bzw. mehreren anderen Exzentergewichten, durch welche sich ebenfalls die Achse erstreckt, die jedoch so eingestellt sind, daß ein freier Spielraum zwischen diesen und der Achse verbleibt, liegen einige Bremsschuhe, die unter der Einwirkung einiger Federn beaufschlagt sind und die Reibungskraft erzeugen, die in jedem Fall erforderlich ist, um bis zu den vorgegebenen Grenzen die für die vorgenannten Gewichte, die einen freien Spielraum bezüglich der Achse umschließen, erzeugte Fliehkraft auszuglei-

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chen, wobei diese Achse durch die ersten genannten Gewichte verläuft und mit diesen fest verbunden 1st, während andererseits die Fliehkraft bei Drehung der Schwingachse in die eine oder andere Richtung die Reibungskraft der Bremsschuhe nicht übersteigt.

Die Regulierung der Spannung der Federn, die die Bremsschuhe beaufschlagen, erfolgt mittels einiger Stehbolzen, die diese Federn verkürzen bzw. verlängern und dabei deren Federkraft verändern, je nach dem was im Einzelfall erforderlich ist.

Zur näheren Erläuterung werden nachstehend die Merkmale der erfindungsgemäßen Rüttelwalze unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Rüttelwalze mit veränderlichem Gewicht, die im Inneren die Dämpfungsflüssigkeit enthält, wobei die Umlaufrichtung für diese Stellung mit einem Pfeil eingezeichnet ist;

Fig. 2 einen Diametralschnitt durch das Gewicht aus Fig. Ij

Fig. 3 ähnlich Fig. 1 einen Querschnitt, wobei die Gewichte der entgegengesetzten Umlaufrichtung - verglichen mit Fig. 1 - entsprechen;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Gewichte aus Fig. 1, 2 und 3 in auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 5 eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Rüttelwalze mit mechanischer Dämpfung;

Fig. 6 einen Diametralschnitt durch die Anordnung aus Fig. 5, und

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Fig. 7 die Anordnung der Gewichte bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 5» jedoch bei entgegengesetzter Umlaufrichtung verglichen mit der Umlaufrichtung aus Fig. 5·

Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß in der Antriebsachse 1 die äußeren Exzentergewichte 2 und ein zusätzliches Exzentergewicht 3 angeordnet sind. Diese Gewichte begrenzen innen ein Lager für das Gewicht 3, sowie einen Raum zur Aufnahme einer Flüssigkeit 4 zur Dämpfung der Stöße, die bei Änderung der Umlaufrichtung der Achse entstehen.

Das äußere Exzentergewicht 2 weist einen fest damit verbundenen Anschlag 5 (Fig· 4) auf, wobei das Bezugszeichen 6 (Fig. 1) den Berührungsbereich mit diesem Anschlag, und das Bezugszeichen 7 einen entsprechenden Anschlag auf dem zusätzlichen inneren Exzentergewicht 3 bezeichnen, und die Umlaufrichtung der Achse gegen den Uhrzeigersinn verläuft.

Zwischen dem inneren zusätzlichen Exzentergewicht 3 und dem äußeren Exzentergewicht 2 sind Schlitze 8 vorgesehen, durch welche die Dämpfungsflüssigkeit bei Änderung der Umlaufrichtung zirkuliert. Der Berührungsbereich zwischen den Gewichten bei Drehung der Antriebsachse im Uhrzeigersinn ist mit dem Bezugszeichen 9 (Fig. 3) angegeben.

Die Gesamtanordnung der Gewichte 2 ist bezüglich der Antriebsachse 1 exzentrisch angeordnet und fest mit dieser mittels hierfür üblicher Einrichtungen verbunden, beispielsweise mittels Spannkeilen 10 (Fig. 2). Das ebenfalls exzentrisch angeordnete innere Gewicht 3 dreht sich frei und nimmt die jeweils entsprechend der Drehrichtung der ersten Gewichte festgelegte Stellung ein, in welcher sein Ansatz 7 gegen den Ansatz 5 der äußeren Exzentergewichte 2 anliegt. Somit ergibt sich bei Änderung der Umlaufrichtung durch Drehung des Gewichtes 3 bezüglich des Gewichtes 2 um l80 automatisch eine Veränderung der Exzentergewichte, da nämlich in dem aus Fig. 1 ersichtlichen Fall

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die Wirkungen beider Gewichte addiert werden, während in dem aus Fig. 3 zu entnehmenden Fall deren Wirkungen voneinander subtrahiert werden. Im ersten Fall erhält man die' erforderliehe und je nach den Erfordernissen vorgegebene Kraft durch Addition der Gewichte, während im zweiten Fall diese Kraft durch Subtraktion der Gewichte erzielt wird, was für die gleiche Drehzahl der Antriebsachse in beiden Umlaufrichtungen gilt. Diese Achse wird mittels beliebiger Antriebsmittel bekannter Art in Bewegung gesetzt, deren Arbeitsgeschwindigkeit beliebig einstellbar ist.

Zur Vermeidung heftiger Stöße, die durch die einwirkenden Gewichte und die Geschwindigkeit, mit der diese umlaufen, häufig Schäden und Betriebsstörungen verursachen können, ist - wie bereits ausgeführt wurde - ein Dämpfungsmechanismus vorgesehen, mit welchem sich ein großer Teil der Stoßkraft aufnehmen und in geeigneter Weise abfangen läßt.

Die im vorhergehenden gegebene Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 bezog sich auf die Flüssigkeitsdämpfung bei der erfindungsgemäßen Rüttelwalze, bei welcher der Flüssigkeitsbehälter 4 im Inneren des äußeren Exzentergewichtes 2 vorgesehen' ist; die Flüssigkeit wird dabei durch einen zu diesem Zweck vorgesehenen Verschluß eingefüllt.

Bei dieser Anordnung neigt das innere Exzentergewicht, welches bezüglich der Antriebsachse frei drehbar angeordnet ist, bei Änderung der Umlaufrichtung derselben aufgrund der Trägheit dazu, in der vorherigen Umlaufrichtung weiterhin umzulaufen, bis der auf diesem Gewicht vorgesehene Anschlag 7 gegen den Anschlag 5 anstößt. Bei dieser Art Flüssigkeitsdämpfung kann dies nur dann erfolgen, wenn die Flüssigkeit 4 in dem Augenblick, in welchem die Umlaufrichtung geändert wird an die Stelle verdrängt wird, die vom Gewicht 3 eingenommen ist. Diese Flüssigkeitsverdrängung kann durch die zwischen den Gewichten 2 und 3 vorgesehenen Schlitze 8 so rasch wie möglich erfolgen, während die

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Annäherungsgeschwindigkeit, mit welcher sich die beiden Anschlage 5 und J aufeinander zu bewegen, in jedem Fall vorgegeben ist, und wobei der Stoß in gewünschter V/eise so weit wie möglich abgefangen wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das aus Fig. 5 bis 7 zu entnehmen ist, erfolgt die Dämpfung auf mechanischem Wege. Dabei sind die äußeren Exzentergewichte 11 und die inneren Exzentergewichte 12 in Fig. 5 in der für eine Drehung im Uhrzeigersinn vorgegebenen Stellung eingezeichnet. Der Anschlag 13, der fest mit dem Gewicht 11 verbunden ist, wird in einer im Gewicht 12 ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen. Aus Fig. 7 ist die Stellung zu entnehmen, in welcher sich die Kxzentergewichte bei Drehung gegen den Uhrzeigersinn befinden.

Die mechanische Dämpfung ist in diesem Fall aus Fig. 6 ersichtlich. Die durch die, eventuell metallischen, Bremsschuhe, die zwischen dem bzw. den äußeren Gewichten 11 und dem inneren Gewicht angeordnet sind und von Federn 15 vorgespannt werden, erzeugen die erforderliche Reibungskraft, die notwendig ist, um diese zusammen bis zu einer vorbestimmten Geschwindigkeit mitzunehmen, worauf anschließend zwischen diesen ein Schlupf auftritt, wenn die Fliehkraft, die in dem Gewicht erzeugt wird, das frei auf der Antriebsachse 1 umläuft, größer als die Reibungskraft ist, so daß auf diese Weise heftige Stöße vermieden werden. Die Einstellschrauben l6 sind dazu vorgesehen, sicherzustellen, daß die auf die Bremsschuhe 14 einwirkende Kraft der Federn 15 in jedem Fall zur erforderlichen Reibungskraft führt.

Auch wenn die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert wurde, so können doch Form, Abmessungen und Material, aus dem die einzelnen Teile der Rüttelwalze hergestellt sind, für den jeweiligen Anwendungsfall in entsprechender Weise verändert werden, ohne über den Umfang der Erfindung hinauszugehen,

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Claims

Patentansprüche

Rüttelwalze zum Verdichten verschiedener Böden, von Decken aus Asphaltagglomeraten und Schotter-Zement-Mischungen, dadurch gekennzei chnet, daß die Fliehkraft der Erregungsachse (l) der Rüttelwalze in beiden möglichen Urnlaufrichtungen derselben beliebig einstellbar ist durch automatische Veränderung des Gewichts von diese Fliehkraft erzeugenden Exzentergewichten (2,3; 11,12), die in jedem Fall aus einigen bezüglich der Achse (l) frei drehbaren Teilen (3;12) und anderen, mit der Erregungsachse fest verbundenen Teilen (2; 11) besteht; daß die Teile (3*12; 2,11) zueinander so angeordnet sind, daß sie bei Änderung der Umlaufrichtung mittels miteinander in Anschlag bringbarer Anschläge (5,7', 13) bremsbar sind, und daß die jeweiligen Schwerpunkte der Teile (3*12; 2,11) vorbestimmte Stellungen einnehmen, wobei die erzeugten Fliehkräfte in jedem Fall vorgegebene Werte erreichen, während die Rüttelwalze mit Flüssigkeitsdämpfungseinrichtungen (8,4) bzw. mechanischen Dämpfeinrichtungen (l4,15,l6) versehen ist.
2. Rüttelwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Flüssigkeitsdämpfung die Exzentergewichte (2) einen Behälter bilden, durch welchen sich die Erregungsachse der Rüttelwalze erstreckt, mit welcher die Exzentergewichte verbunden sind, und daß der Behälter einerseits ein weiteres Exzentergewicht (3) enthält, durch welches sich ebenfalls die Erregungsachse (l) unter Bildung eines Spielraumes erstreckt, und andererseits eine Flüssigkeit (4), die praktisch den ganzen freien Raum des Behälters einnimmt.
3. Rüttelwalze nach Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unter Freilassung eines Spiel-

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caumes rnit der Erregungsachse (l) angeordneten Exzentergewlcht (3) und den fest mit dieser verbundenen Exzentergewichten (2), bzw. zwischen dem Exzentergewicht (J) und dem Behälter für die Flüssigkeit (4), einige Schlitze (8) mit in jedem Fall veränderlichem Querschnitt angeordnet sind, durch welche die Flüssigkeit (4) verdrängbar ist, so daß die Exzentergewichte (2.,J) bei Drehung der Erregungsachse (l) in die eine oder andere Umlaufrichtung zueinander vorgegebene Stellungen einnehmen.
4. Rüttelwalze nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß bei mechanischer Dämpfung zwischen den Exzentergewichten (11), durch welche sich die Erregungsachse (l) der Rüttelwalze erstreckt, und den mit dieser verbundenen Exzentergewichten (12), die ebenfalls exzentrisch angeordnet sind und durch welche sich die Erregungsachse (l) ebenfalls unter Freilassung eines Spielraumes erstreckt, einige Bremsschuhe (14) angeordnet sind, die unter der Einwirkung von Federn (15) vorgespannt sind, welche die in jedem Fall zum Ausgleich der von den unter freiem Spiel mit der Erregungsachse (1) angeordneten Exzentergewichten (12) erzeugten Fliehkraft bis zu vorgegebenen Grenzen die in jedem Fall erforderliche Reibungskraft verteilen und mit der Erregungsachse über die Exzentergewichte verbunden sind, und daß die Spannung der die Bremsschuhe (14) beaufschlagenden Federn (I5) mittels Stehbolzen unter Veränderung des Federweges einstellbar ist.
5. Rüttelwalze nach Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Flüssigkeitsdämpfung die äußeren Exzentergewichte (2), durch welche sich die Erregungsachse der Rüttelwalze erstreckt und mit welchen die Erregungsachse (l) mittels Spannkeilen (10) verbunden ist, ein weiteres inneres Exzentergewicht (j) umgreifen, wobei das äußere Exzentergewicht symmetrisch beiderseits des Innenraumes angeordnet ist und zwischen den Exzentergewichten die Schlitze (8) für den Durchtritt der Flüssigkeit angeordnet sind, und daß das äußere Exzentergewicht (2) eine seitlich angeordnete Scheibe mit einem halb-

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kreisförmigen Vorsprung (5) aufweist, welcher als Anschlag für einen entsprechenden Vorsprung (7) auf dem inneren Exzentergewicht (j>) dient und an dieses beiderseits über etwas mehr als ein Viertel seines Umfangskreises anpaßbar ist.
6. Rüttelwalze nach Ansprüche 1 bis 5j dadurch g e k e η η zeichnet, daß bei mechanischer Dämpfung in dem freien Raum zvjischen dem inneren Exzentergewicht (12) und dem beiderseits desselben angeordneten äußeren Exzentergewicht (ll) ringförmige Bremsschuhe (14) angeordnet sind, die mittels senkrecht zu diesen angeordneten Federn (15) beaufschlagt sind, welche in dem äußeren Exzentergewicht angeordnet und mit Einstellschrauben (l6) versehen sind, welche sich über den Außenumfang des äußeren Exzentergewichtes (ll) hinaus erstrecken, und daß das innere Exzentergewicht (12) in diesem Fall die Form eines Halbkreises mit größerem Durchmesser aufweist und in ein Exzentergewicht mit kleinerem Durchmesser übergeht, während ein Anschlag (13) auf dem äußeren Exzentergewicht (ll) rechtwinklig in einer Ausnehmung im inneren Exzentergewicht (12) aufnehmbar ist.

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