DE2802648A1

DE2802648A1 - In der marschrichtung umsteuerbare ruettelplatte

Info

Publication number: DE2802648A1
Application number: DE19782802648
Authority: DE
Inventors: Ernst Haubach; Guenther Weber
Original assignee: GUENTHER WEBER HERSTELLUNG und
Current assignee: GUENTHER WEBER HERSTELLUNG und
Priority date: 1978-01-21
Filing date: 1978-01-21
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB2016563A; GB2016563B; FR2415168A1; FR2415168B1; DE2802648C2

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH · BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN J Q fl O ß L O

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsull Patentconsult Sonnenberger StraBe 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Günther Weber

Herstellung und Vertrieb von Baumaschinen

Postfach 2140

Laasphe

In der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatte

Die Erfindung bezieht sich auf eine in der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatte mit einem Schwingungserreger, der zwei gegenläufige Unwuchtwellen aufweist, deren eine in ihrer Phasenlage gegenüber der anderen durch eine Schaltkupplung verstellbar ist, mit einem Motor und einer Antriebsverbindung zum Schwingungserreger und mit einer Bodenplatte, die federnd mit der Motoraufhängung verbunden ist.

In der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatten weisen eine bestimmte Mindestgröße auf, und zwar bedingt durch eine Ge-/ lenkwelle, über welche der Schwingungserreger angetrieben wird. Um den infolge der Schwingungen auftretenden Knickwin-

-—-J
kel der biegsamen Welle entsprechend klein zu halten, ist nämlich eine bestimmte Mindestlänge dieser Gelenkwelle vorzusehen, welche die kleinst mögliche Breite der Rüttelplatte bestimmte. Für bestimmte Anwendungen sind aber kleinere Geräte

München: R. Kramer Dipl.-Ing. ■ W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. ■ P.Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

909830/0266

geeigneter, beispielsweise die Verdichtung von Grabenverfüllungen. Solche Verdichtungsarbeiten wurden bisher mit Rammen und Stampfer bewältigt, deren Flächenleistung hinter Rüttelplatten zurückbleiben, oder es wurden auch sogenannte Einwegeplatten verwendet, deren Marschrichtung nicht umsteuerbar ist und die deshalb am Ende des Grabens jeweils herausgehoben werden mußten, da ein Drehen im Graben häufig nicht möglich ist. Das Lauf verhalten der Einwegeplatten ist im übrigen nur dann gut, wenn der Erreger ziemlich weit vorne im Gerät untergebracht ist.

Es sind auch Rüttelplatten mit einer einzigen umlaufenden Unwuchtwelle bekannt, deren Marschrichtung umsteuerbar ist, indem die Umlaufrichtung der Unwuchtwelle umgekehrt wird. Der Schwingungserreger ist dabei etwa in Gerätemitte angeordnet, was aber zu einem schlechten Marschverhalten führt, welches man durch ziemlich hohe Frequenzen zu verbessern sucht. Diese hohen Frequenzen haben aber den Nachteil, daß sich solche Geräte auf feuchten Baustoffen oder bindigen Böden leicht festrütteln und dann nicht mehr von der Stelle kommen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bauweise für eine in der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatte zu schaffen, die eine kleine Gerätegröße - mit Breiten von 30 cm und darunter - ermöglicht.

909830/0266

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Motordrehzahl und die Antriebsverbindung auf die Erzeugung einer Rüttelfrequenz von etwa 65 Hz abgestimmt sind, daß die Antriebsverbindung aus einem Keilriementrieb unmittelbar zwischen der Motorabtriebswelle und der einen Unwuchtwelle besteht, und daß die federnde Verbindung zwischen Bodenplatte und Motoraufhängung aus Gummimetallelementen besteht.

Die Erregerfrequenz von 65 Hz liegt höher als bei sonstigen gebauten, in der Marschrichtung umsteuerbaren Rüttelplatten der eingangs angegebenen Art, so daß die Schwingungsamplitude verringert ist, jedoch nicht so weitgehend, daß die Gefahr des Festrütteins des Gerätes aufkommt. Die verringerte Schwingungsamplitude ermöglicht andererseits die Verwendung des Keilriementriebes als einzige Verbindung zwischen der Motorabtriebswelle und der einen (angetriebenen) Unwuchtwelle. Der Keilriemenantrieb verträgt nur eine gewisse Schwingungsamplitude, und durch die Verwendung der Gummimetallelemente wird das Überschreiten der zulässigen Schwingungsamplitude sicher vermieden, denn solche Gummimetallelemente haben eine nicht—lineare Federcharakteristik.

Es ergibt sich somit, daß durch eine glückliche Kombination in der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatten mit kleinen Abmessungen geschaffen werden konnten, deren Verdichtunsleistunger. auf teils bindigen Böden oder nassen Baustoffen im Vergleich

909830/02 6 6

zu Geräten mit nur einer Unwuchtwelle verbessert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Rüttelplatte mit teilweise weggebrochenen Teilen;

Fig. 2 eine Ansicht von der Bedienungsseite aus, teilweise geschnitten;

Fig. 3 eine Einzelheit gemäß Schnitt III-III in Fig. 1, jedoch im größeren Maßstab;

Fig. 4 eine abgeänderte Einzelheit in einer Seitenansicht· gemäß IV-IV in Fig. 3; und

Fig. 5 eine Ansicht gemäß Pfeil V in Fig. 4.

Auf einer Bodenplatte 1 ist ein Schwingungserreger 2 befestigt, der über einem Riementrieb 3 von einem Motor 4 antreibbar ist. Der Motor 4 sitzt auf einer Rahmenplatte 5» welche die Motoraufhängung darstellt und über eine Reihe von Gummimetallenelementen 6 mit der Bodenplatte 1 verbunden ist. Eine Führungsstange 7 ist gelenkig mit der Rahmenplatte'5 verbunden und trägt eine Reihe von Bedienungshebeln, unter anderem einen Hebel 8 für die Marschrichtung des Geräts. Der als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Motor 4 weist die üblichen Aufbauten (Luftfilter, Brennstofftank) auf und kann von einem Schutzranmen 9 umgeben sein, der an der Rahmenplatte 5 befestigt ist.

Der Keilriementrieb 3 umfasst eine mit der Motorabtriebswelle 11 verbundene Riemenscheibe 12, die vorzugsweise als Fliehkraftkupplung ausgebildet ist, einen Keilriemen 13 und eine

909830/0266

Riemenscheibe 14, die an einer Unwuchtwelle 15 des Schwingungserregers 2 befestigt ist. Mit der Unwuchtwelle 15 ist eine Unwucht 16 und ein nicht dargestelltes Zahnrad drehfest verbunden, welches mit einem Zahnrad 18 (Fig. 3) kämmt. Das Zahnrad 18 ist letztlich auf einer zweiten Unwuchtwelle 19 drehbar gelagert, und zwar über ein zweiteiliges Schaltkupplungsgehäuse 20, 21 und Kugellager 22. Im Bereich des Schaltkupplungsgehäuses weist die Unwuchtwelle 19 einen Hohlraum auf, in welchem ein Schaltbolzen 23 verschieblich geführt ist, der ein Mitnahmeelement 24 an seinem inneren Ende aufweist. Das Mitnahmeelement 24 durchdringt die Unwuchtwelle 1.9 in einem Fenster 25, an dessen Rand sich das Mitnahmeelement 24 abstützt und die Unwuchtwelle 19 antreibt. Auf der Innenseite der Kupplungshälften 20 und 21 sind eine Reihe von sogenannten Segmenten 26 angeordnet, welche radiale Anschläge für das Mitnahmeelement 24 darstellen und dieses beim Umlauf mitnehmen. Die Segmente der einen Kupplungsgehäusehälfte (z.B. 20) sind zu den Segmenten der anderen Hälfte (21) so versetzt angeordnet, daß bei der Verschiebung des Schaltbolzens 23 und damit des Mitnahmeelements 24 in der Zeichnung nach rechts zunächst kein Segment angetroffen wird, d.h., eine Anlage an dem Mitnahmeelement 24 erst dann erfolgt, wenn die Unwuchtwelle 19 und das drehfest mit dieser verbundene Mitnahmeelement 24 um 180° gegenüber dem umlaufenden Kupplungsgehäuse zurückgeblieben ist. Durch Anlage an dem eingezeichneten Segment 26 erfolgt

909830/0266

dann erneut eine Mitnahme des Mitnahmeelements 24 und damit der Unwuchtwelle 19. Bei den relativ hohen Schwingungsfrequenzen treten Pendelungen der Lage der Unwuchtwelle 15 auf. Die Segmente 26 weisen lediglich einen Winkelumfang im Bereich von 15° bis 90° auf (z.B. 30°), so daß trotz der Pendelungen die Gefahr des Auftreffens auf die Ringfläche des Segmentes 26 vermieden ist, d.h., das Mitnahmeelement 24 tritt sicher in die Lücke zwischen den Segmenten ein.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Einrichtung zur Verhinderung der Pendelungen. Anstelle der Kugellager 22 in Fig. 3 sind zwei gehärtete Buchsen 27 vorgesehen, die im Klemmsitz an ihrer jeweiligen Hälfte 20, 21 des Schaltkupplungsgehäuses befestigt sind und deren zylindrische Innenflächen zur Lagerung des Schaltkupplungsgehäuses 20, 21 auf der Unwuchtwelle 19 dienen. Wie erläutert, läuft das Schaltkupplungsgehäuse 20, 21 ständig um und treibt über eines der Segmente 26 das Mitnahmeelement 24 und damit die Unwuchtwelle 19 an. Wenn nach dem Umschalten der Marschrichtung das zuvor unbeaufschlagte Segment 26 zur Wirkung kommt und auf das Mitnahmeelement 24 auftrifft, kann die Unwuchtwelle so stark beschleunigt werden, daß sie vorläuft und es zu den beschriebenen Pendelungen kommt. Wenn dieser Vorlauf verhindert wird, werden auch die Pendelungen verhindert. Zu diesem Zweck ist ein Richtungsgesperre 28 vorgesehen, bestehen aus zwei Zylinderstiften 40, 41 sowie zwei Federn42, 43, welche die Zylinderstifte 40, 41 gegen die zy-

909830/0266

lindrische Innenoberfläche der Buchsen 27 drängen. Die Zylinderstifte 40, 41 sind in jeweils einer Aussparung 44, 45 der Unwuchtwelle eingelegt, die einen keilförmigen Querschnitt aufweisen. Parallel zur jeweiligen Achse der Federn 42, 43 ist nämlich jeweils eine Führungsebene 44a, 45a vorgesehen, die schräg auf die Buchsen 27 auftreffen, zwischen denen ein Zwickelraum verbleibt.

Wenn im Sinne der beschriebenen Pendelungen die Unwuchtwelle 19 in Richtung des Pfeiles 19a gegenüber dem Antrieb durch das Segment 26 vorzueilen bestrebt ist, dann kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Unwuchtwelle und Buchse 27, welche die Zylinderstifte 40, 41 in den Zwickelraum hineinzurollen versucht. Dadurch kommt es zu einer Klemmung, d.h., die Unwuchtwelle 19 kann tatsächlich nicht voreilen. Andererseits verhindert das Gesperre 28 nicht das Zurückbleiben der Unwuchtwelle 19 im Falle der Umschaltung der Marschrichtung, denn in diesem Fall versucht die RelatiwerSchiebung zwischen Buchsen 27 und Unwuchtwelle 19 die Zylinderstifte 40, 41 in Richtung der Flächen 44b bzw. 45b zu rollen.

Die Verstellung des Schaltbolzens 23 und damit des Mitnahmeelementes 24 erfolgt in der Art einer Schraubspindel, d.h., ein mit Gewinde versehenes Schaltrad 29 treibt eine Gewindemutter 30 in Längsrichtung an, die gegen Drehung durch einen Keil 31 gesichert ist. Das Schaltrad 29 steht über ainen Seilzug 32 mit dem Hebel 8 in Verbindung.

909830/0266

Wie in Fig. 2 dargestellt, können an der Bodenplatte 1 seitliche Anbauplatten 35, 36 angeschraubt werden, wenn eine größere Verdichtungsbreite gewünscht wird.

Im Betrieb läuft der Motor 4 im Bereich von 2200 bis 3400, im Mittel bei 2800 U/min um und erzeugt in einer entsprechenden Übersetzung durch den Keilriementrieb 3 eine Rüttelfrequenz von 65 -10 Hz. Die Unwuchtmassen der Unwuchtwellen 15 und 19 sind um ^90° gegeneinander phasenverschoben, so daß je nach Schaltlage eine Schwingungsrichtung um 45° nach vorn oder rückwärts zur Senkrechten entsteht und das Gerät in Übereinstimmung mit der eingestellten Marschrichtung nach vorne oder rückwärts läuft. Wegen der relativ hohen Frequenz sind die Schwingungsamplituden mäßig groß, so daß der Abstand der Riemenschieben 12 und 14 voneinander nicht allzusehr schwankt. Da der Keilriemen 13 außerdem in einem Bereich weit oberhalb seiner Eigenfrequenz umläuft, ist die Schwingungsanregung durch den sich ändernden Abstand der Riemenscheiben 12 und 14 voneinander ungefährlich. Es hat sich gezeigt, daß der Keilriemenantrieb eine vernünftig lange Lebensdauer hat.

Die Gummimetallelemente 6 begünstigen wegen ihrer Federcharakteristik kürzere Schwingungen und dämpfen harte Stöße, die zu größeren Abstandsänderungen der Riemenscheiben 12 und 14 führen könnten. Dies trägt zur langen Lebensdauer des Keilriemenantriebes 3 bei. .

909830/0266

Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH · BREHM PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2802648 Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Palentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult Günther Weber Herstellung und Vertrieb von Baumaschinen Postfach 2140 Laasphe Patentansprüche

1. In der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatte mit einem Schwingungserreger, der zwei gegenläufige Unwuchtwellen aufweist, deren eine in ihrer Phasenlage gegenüber der anderen durch eine Schaltkupplung verstellbar ist, mit einem Motor und einer Antriebsverbindung zu dem Schwingungserreger und

mit einer Bodenplatte, die federnd mit der Motoraufhängung verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Motordrehzahl und die Antriebsverbindung auf die Erzeugung einer Erregerfrequenz von etwa 65 Hz abgestimmt sind,

daß die Antriebsverbindung aus einem Keilriementrieb (3) unmittelbar zwischen der Motorabtriebswelle (11) und der einen Unwuchtwelle (15) besteht, und daß die federnde Verbindung zwischen Bodenplatte (1) und Motoraufhängung (5) aus Gummimetallelementen (6) besteht.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · 6. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

909830/0266

2. Rüttelplatte mit einer Schaltkupplung, welche in dem Verschiebeweg eines Mitnahmeelementes angeordnete Segmente aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (26) einen Winkerbereich von etwa 15° bis 90° einnehmen.

3. Rüttelplatte mit einer Schaltkupplung nach Anspruch 1 oder

dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerfrequenz im Bereich zwischen 55 und 75 Hz liegt.

4. Rüttelplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltkupplungsgehäuse (20, 21) über ein Gesperre (28) auf der verstellbaren Unwuchtwelle (19) gelagert ist.

5. Rüttelplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des Schaltkupplungsgehäuses (20, 21) gehärtete Buchsen (27) vorgesehen sind, die im Klemmsitz am Schaltkupplungsgehäuse befestigt sind.

6. Rüttelplatte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

909830/0266

- ti -

daß das Gesperre (28) zwei Zylinderstifte (40, 41) aufweist, die in keilförmigen Randaussparungen (44, 45) der verstellbaren Unwuchtwelle (19) sitzen.

909830/0266