DE29805361U1 - Verdichtungsvorrichtung mit Vibrationsantrieb - Google Patents
Verdichtungsvorrichtung mit VibrationsantriebInfo
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Description
DIPL.-ING. R. LEMCKE DR.-ING. H. J. BROMMER DIPL.-ING. F. PETERSEN
DIPL-ING. D. BLUMENROHR
BISMARCKSTRASSE 16 76133 KARLSRUHE
TELEFON (07 21) 91 28 00
TELEFAX (07 21) 2 11 05
25. März 1998 17 315 (Bl/gr)
BOMAG GmbH Hellerwald
56154 Boppard
56154 Boppard
DIPL.-ING. R. LEMCKE
DR.-ING. H. J. BROMMER
DIPL.-ING. F. PETERSEN
DIPL-ING. D. BLUMENROHR
BISMARCKSTRASSE 16
76133 KARLSRUHE
TELEFON (07 21) 91 2B 00
TELEFAX (07 21) 2 11 OS
23. März 1998 17 315 (Bl/gr)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenverichtungsvorrichtung
mit Vibrationsantrieb, wobei der Vibrationsantrieb zur Erzeugung einer gerichteten Schwingungsbewegung wenigstens zwei auf gegensinnig
synchron rotierenden Unwuchterregerwellen angeordnete Unwuchten aufweist. Derartige Bodenverdichtungsvorrichtungen bestehen insbesondere
aus Straßenwalzen; dasselbe Prinzip läßt sich aber auch bei Plattenrüttlern anwenden.
Bekannte Bodenverdichtungsvorrichtungen weisen beispielsweise zwei horizontal nebeneinander angeordnete Unwuchterregerwellen
auf, die durch Änderung ihrer Phasenlage das Erzeugen verschiedener Verdichtungs- und Antriebsrichtungen ermöglichen. Da die beiden
Erregerwellen jedoch unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen, müssen sie in ausreichendem Abstand voneinander angeordnet werden,
um eine Kollision der Unwuchten zu verhindern. Dies führt zu einem entsprechend großen Platzbedarf.
Daneben sind Bodenverdichtungsvorrichtungen bekannt, die drei Unwuchterregerwellen
aufweisen, welche nicht nebeneinander, sondern fluchtend hintereinander angeordnet sind, wobei die beiden äußeren
Unwuchterregerwellen gleichsinnig drehen und sie durch die mittlere Unwuchterregerwelle, die als Hohlwelle ausgeführt ist, miteinander
verbunden sind. Damit allerdings die mittlere Unwuchterregerwelle die erforderliche gegensinnige Drehrichtung erhält, muß sie zur Drehrichtungsumkehr
über eine separate Getriebeanordnung an eine der bei-
den äußeren Unwuchterregerwellen angekoppelt sein. Auch dies macht einen hieran angepaßten vergrößerten Bauraum erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Bodenverdichtungsvorrichtungen hinsichtlich der Anordnung ihrer Unwuchterregerwellen derart zu verbessern, daß sie sich durch optimierte
Einbauverhältnisse auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Unwuchten
zweigeteilt sind und deren Unwuchtteile jeweils zwei separaten gleichsinnig zueinander rotierenden Erregerwellen zugeordnet
sind derart, daß die beiden Unwuchtteile der ersten Unwucht auf axial miteinander fluchtenden Erregerwellen angeordnet sind, daß zwischen
den beiden Erregerwellen die zweite Unwucht vorgesehen ist, und daß die beiden Unwuchtteile der zweiten Unwucht auf zueinander parallelen
und sich versetzt zu den Erregerwellen der ersten Unwucht erstreckenden Erregerwellen angeordnet sind.
Zunächst einmal ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß die Gesamtfliehkraft
der Unwuchten auf vier Wellen verteilt wird, und somit die einzelnen Unwuchterregerwellen über entsprechend kleinere Lager
gelagert werden können, Diese kleineren Lager führen vor allem dazu, daß höhere Grenzdrehzahlen bis hin zu 70 Hz realisierbar sind,
was ein verbessertes Arbeitsverhalten der Bodenverdichtungsvorrichtung ergibt. Durch die Vergrößerung der Lageranzahl wird es außerdem
möglich, größere Unwuchten zu installieren, wodurch sich die Verdichtungsarbeit ebenfalls entsprechend verbessern läßt.
Eine Verbesserung der Einbauverhältnisse ergibt sich dadurch, daß auch die parallelen Erregerwellen der zweiten Unwucht, die gleichsinnig
umlaufen, anders als beim Stand der Technik platzsparend und kollisionsfrei nebeneinander angeordnet werden können. Vor allem
ermöglicht die erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung aber eine Bauraumoptimierung, indem alle vier Erregerwellen, also selbst
die gegensinnig umlaufenden Erregerwellen so aneinander angekop-
pelt werden können, daß auf ein separates Getriebe zur Drehrichtungsumkehr
verzichtet werden kann. Hierzu ist es erforderlich, daß die Erregerwelle eines der beiden Unwuchtteile der ersten Unwucht
direkt an die Erregerwelle zumindest eines Unwuchtteils der zweiten Unwucht angekoppelt ist, daß die Erregerwellen beider Unwuchtteile
der zweiten Unwucht direkt an die Erregerwelle eines Unwuchtteils der ersten Unwucht angekoppelt sind, und daß die Antriebswelle des Vibrationsantriebes
die einem Unwuchtteil der ersten Unwuchtteil der ersten Unwucht zugeordnete Erregerwelle antreibt, diese Erregerwelle,
die den beiden Unwuchtteilen der zweiten Unwucht zugeordneten Erregerwellen antreibt, und eine der beiden Erregerwellen der zweiten
Unwucht die dem anderen Unwuchtteil der ersten Unwucht zugeordnete Erregerwelle antreibt. Somit kann auch auf eine separate Lagerung
der zugehörigen Getriebezahnräder verzichtet werden kann. Schließlich ermöglicht die direkte Kopplung der vier Unwuchterregerwellen
aber auch die Verwendung vieler Gleichteile pro Unwucht, indem beispielsweise jeweils die Unwuchterregerwellen, die zugehörigen Zahnräder
zur Rotationsübertragung und die Unwuchtgewichte der ersten Unwucht gleich ausgeführt sein können; gleiches gilt auch für die
zweite Unwucht. Dies führt zu einer Reduzierung der Einzelteilkosten und des zugehörigen Lagerhaltungs- und Wartungsaufwandes.
Um die Fliehkräfte hinsichtlich ihrer Größe und Richtung ändern zu
können, empfiehlt es sich, wenn die Erregerwellen beider Unwuchten
in einem gemeinsamen Gestell gelagert sind, das um eine zu ihnen parallele Achse verschwenkbar und in der gewünschten Schwenkposition
arretierbar ist, wobei es ausgehend von einer Bezugsposition mit vertikal übereinander angeordneten Erregerwellen der zweiten
Unwucht beidseitig, insbesondere bis etwa 90° verstellbar sein sollte.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Einstellung der Position der Erregerwellen
in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung vorgenommen wird. Dadurch unterstützt ein Anteil der in der Bodenverdichtungsvorrichtung
erzeugten Schwingungskraft den Fahrantrieb der Bodenverdichtungsvorrichtung, anstatt ihm entgegenzuwirken.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung; hierbei zeigen
Figur 1 eine perspektivische Seitenansicht der vier Unwuchterregerwellen
einer Bodenverdichtungsvorrichtung;
Figur 2 die Unwuchten mit zugehörigen Unwuchterregerwellen in einer Bezugsposition in Seitenansicht; und
Figur 3 die Unwuchten aus Figur 2 in einer insgesamt um 45° verschwenkten
Position.
In Figur 1 ist der Aufbau eines Schwingungserregers einer Bodenverdichtungsvorrichtung
dargestellt, wobei insbesondere vier Unwuchterregerwellen 1, 2, 3, 4 erkennbar sind, die über eine Antriebswelle 5
mit einem Vibrationsantrieb 6 verbunden sind. Jede Unwuchterregerwelle 1 bis 4 weist ein zugehöriges Unwuchtgewicht 11, 12, 13, 14
auf, wobei die Unwuchtgewichte 11 und 14 der Unwuchterregerwellen 1 und 4 einerseits und die Unwuchtgewichte 12 und 13 der Unwuchterregerwellen
2 und 3 andererseits jeweils in gleicher Ausrichtung zueinander angeordnet sind, um hierduch eine Addition zu einer
ersten Unwucht A bzw. zweiten Unwucht B zu ermöglichen, wobei beide Gesamtunwuchten jeweils gleich große Fliehkräfte erzeugen.
Die Unwuchterregerwelle 1, die im Gegenuhrzeigersinn umläuft, weist
stirnseitig ein Zahnrad 21 auf, das mit einem Zahnrad 22 der Unwuchterregerwelle
2 und einem Zahnrad 23 der Unwuchterregerwelle 3 in Eingriff befindlich ist und beide Unwuchterregerwellen hierdurch
in entgegengesetzter Drehrichtung, also im Uhrzeigersinn antreibt. Die Unwuchterregerwelle 3 weist an der dem Zahnrad 23 gegenüberliegenden
Stirnseite ein weiteres Zahnrad 23a auf, das mit einem Zahnrad 24 der Unwuchterregerwelle 4 kämmt und die Erregerwelle 4
in wiederum entgegengesetzter, also in gleicher Drehrichtung wie die Erregerwelle 1 antreibt.
Hieraus resultiert folglich eine direkte Kopplung aller vier Erregerwellen,
ohne daß ein zusätzlicher Getriebezug erforderlich ist, und ohne daß außerdem die mittlere Erregerwelle als Hohlwelle ausgeführt sein
muß. Hierdurch ergibt sich der bereits erwähnte Vorteil, daß viele Gleichteile verwendet werden können, wie unschwer aus Figur 1 erkennbar
ist. Der Schwingungserreger der Bodenverdichtungsvorrichtung, also die vier Erregerwellen mitsamt ihren Unwuchten sind zur
Richtungs- und Größenänderung der Fliehkräfte in einem Gestell 7 gelagert, das über einen Schwenkmotor 8 mitsamt den darin gelagerten
Erregerwellen verschwenkt werden kann. Das Gestell 7 ist wiederum im Beispiel aus Figur 1 in einer Walzenbandage 9 einer Straßenwalze
derart angeordnet, daß das Gestell unabhängig von der Fahrbewegung der Bandage in der jeweiligen Schwenkposition verbleibt.
In Figur 2 ist die Bezugsposition für das Verschwenken des Gestells
dargestellt, bei der das Gestell nicht gegenüber der Walzenbandage verschwenkt ist und die beiden Erregerwellen 2 und 3 der zweiten
Unwucht vertikal übereinander angeordnet sind. Demgegenüber ist in Figur 3 eine Position des Gestells 7 dargestellt, bei der diese um 45°
gegenüber der Bezugsposition verschwenkt ist.
In den Figuren 2 und 3 sind jeweils zwei die Funktion der Unwuchten
verdeutlichende Phasen dargestellt, nämlich eine erste Phase, bei der sich die Fliehkräfte der Unwuchten - in Horizontalrichtung bei Figur 2
und um 45° nach links unten bei Figur 3 - gerade aufheben und bei der die Unwuchten einerseits und die den Fliehkräften entsprechenden
Pfeile andererseits mit durchgezogenen Linien dargestellt sind; in der zweiten Erregerphase, die mit gestrichtelten Linien angedeutet ist,
addieren sich die Fliehkräfte, so daß eine Gesamtfliehkraft F entsteht, die in Figur 2 vertikal nach unten und in Figur 3 um 45° nach rechts
unten gerichtet ist.
Zusammenfassend bietet die vorliegenden Erfindung somit den Vorteil,
daß die Gesamtunwucht auf insgesamt vier Erregerwellen verteilt werden kann, wodurch sich zum einen die Grenzdrehzahlen erhöhen
und zum anderen die Fliehkraft durch Verwendung schwererer Unwuchtgewichte
vergrößern läßt. Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung durch optimierte Einbauverhältnisse
der zugehörigen Erregerwellen aus.
Claims (9)
1. Bodenverdichtungsvorrichtung mit Vibrationsantrieb, wobei der Vibrationsantrieb
zur Erzeugung einer gerichteten Schwingungsbewegung wenigstens zwei auf gegensinnig synchron rotierenden Unwuchterregerwellen
angeordnete Unwuchten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Unwuchten (A, B) zweigeteilt sind und deren Unwuchtteile
(11, 12, 13, 14) jeweils zwei separaten gleichsinnig zueinander rotierenden Erregerwellen (1, 2, 3, 4) zugeordnet sind derart, daß die beiden
Unwuchtteile (11, 14) der ersten Unwucht (A) auf axial miteinander fluchtenden Erregerwellen (1, 3) angeordnet sind, daß zwischen den
beiden Erregerwellen die zweite Unwucht (B) vorgesehen ist, und daß die beiden Unwuchtteile (1.2, 12) der zweiten Unwucht auf zueinander
parallelen und sich versetzt zu den Erregerwellen (2, 3) der ersten Unwucht erstreckenden Erregerwellen angeordnet sind.
2. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erregerwelle (1) eines der beiden Unwuchtteile (11, 14) der ersten
Unwucht (A) direkt an die Erregerwelle (2, 3) zumindest eines Unwuchtteils (12, 13) der zweiten Unwucht (B) angekoppelt ist.
3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erregerwellen (2, 3) beider Unwuchtteile (12, 13) der zweiten
Unwucht (B) direkt an die Erregerwelle (1) eines Unwuchtteils (11) der
ersten Unwucht (A) angekoppelt sind.
4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswelle (5) des Vibrationsantriebes (6) die einem Unwuchtteil
(11) der ersten Unwucht (A) zugeordnete Erregerwelle (1) antreibt,
daß diese Erregerwelle die den beiden Unwuchtteilen (12, 13) der zweiten Unwucht (B) zugeordneten Erregerwellen (2, 3) antreibt, und
daß eine (3) der beiden Erregerwellen der zweiten Unwucht die dem anderen Unwuchtteil (14) der ersten Unwucht zugeordnete Erregerwellen
(4) antreibt.
5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erregerwellen (1, 2, 3, 4) in einem Gestell (7) gelagert sind, das
um eine zu den Erregerwellen parallele Achse verschwenkbar ist.
6. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gestell (7) ausgehend von einer Bezugsposition mit vertikal
übereinander angeordneten Erregerwellen (2, 3) der zweiten Unwucht (B) beidseitig, insbesondere um bis etwa 90° verschwenkbar ist.
7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung der Position der Erregerwellen (1, 2, 3, 4) in Abhängigkeit
von der Fahrtrichtung der Bodenverdichtungsvorrichtung erfolgt.
8. Bodenverdichtungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenverdichtungsvorrichtung eine Straßenwalze ist.
9. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bodenverdichtungsvorrichtung ein Plattenrüttler ist.
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