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Vorrichtung zum Anheben des Fallgewichtes
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eines Bodenprüfgerätes oder dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anheben des Fallgewichtes
eines Bodenprüfgerätes oder dgl., die in einem oberhalb des Arbeitstisches des Prüfgerätes
angeordneten Traggestell gehalten ist und mit einem Antriebsglied in Verbindung
steht.
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Bei den bekannten Prüfgeräten dieser Art ist, um das Fallgewicht um
eine. bestimmte Wegstrecke anzuheben, auf der Abtriebswelle eines Elektromotors
eine mit einer in die Außenmantelfläche eingearbeitet Freisparung versehene Reibscheibe
als Antriebsglied angeordnet, zwischen der und einem ortsfesten Gegenlager eine
an dem Fallgewicht angebrachte Stange eingeklemmt wird. Bei jeder Umdrehung der
Reibscheibe wird somit das Fallgewicht, solange Reibschluß zwischen diesen gegeben
ist, angehoben, sobald jedoch die Reibscheibe derart verdreht ist, daß die Freisparung
der Stange gegenüberliegt, fällt das Fallgewicht auf die zu verdichtende Probe nach
unten.
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Abgesehen davon, daß bei jeder vorzunehmenden Hubänderung die Reibscheibe
ausgewechselt werden muß und eine stufenlose Hubverstellung hierbei nicht möglich
ist, ist bei dieser Antriebsvorrichtung von besonderem Nachteil, daß eine zuverlässige
Klemmung der Stange nicht bewerkstelligt werden kann. Insbesondere bei schweren
Fallgewichten rutscht nämlich die an dem Gegenlager anliegende Stange gegenüber
der Reibscheibe mehr oder weniger durch, so daß die vorgeschriebene Fallhöhe nicht
eingehalten wird und eine exakte Prüfung einer Probe somit oftmals nicht gegeben
ist. Auch müssen, da Proben meist aus unterschiedlichen Höhen von dem Fallgewicht
zu beaufschlagen sind, eine größere Anzahl von Reibscheiben,deren Austausch einen
großen Zeitaufwand erfordert, auf Lager gehalten werden.
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Des weiteren baut ein mit einer derartigen Åntriebsvorrichtung ausgestattetes
Gerät sehr hoch, da die an dem Fallgewicht angebrachte Stange über den gesamten
Bereich der Hubhöhe an der Reibscheibe vorbeizuführen ist. In der oberen Totpunktlage
des Fallgewichtes ragt somit die Stange weit über die Reibscheibe hinaus, in kleineren
Prüfräumen können daher diese Geräte nicht eingesetzt werden.
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Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Anheben
des Fallgewichtes eines Bodenprüfgerätes oder dgl. zu schaffen, mittels der nicht
nur auf sehr einfache Weise erforderlichenfalls die Fallhöhe des Fallgewichtes stufenlos
in sehr kurzer Zeit und ohne Schwierigkeiten verändert werden kann, sondern bei
der auch sichergestellt ist, daß die jeweils gewählte Fallhöhe stets konstant bleibt,
und zwar auch bei durch das Verdichten einer Probe bedingten Veränderungen der Auflage
des Fallgewichtes.
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Des weiteren soll die Antriebsvorrichtung klein bauen, so daß mit
dieser ausgestattete Geräte auch in fahrbaren Prüflabors eingesetzt werden können.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an einem vertikal
geradlinig-oszillierend antreibbaren Schlitten eine oder mehrere vorzugsweise zwei
einander gegenüberliegend angeordnete Spannbacken angebracht sind, mittels denen
das Fallgewicht in dessen unteren Totpunktlage selbsttätig mit dem Schlitten kuppelbar
und nach einer einstellbaren Wegstrecke von dem Schlitten lösbar ist.
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Zweckmäßig ist es hierbei, die Spannbacken als kreis-oder kreissegmentförmige,
exzentrisch auf Bolzen verschwenkbar gelagerte Klemmbacken auszubilden, zwischen
denen eine an dem Fallgewicht angebrachte Klemmstange einklemmbar ist, wobei diese
mit einem der Außenmantelfläche der Klemmstange angepaßten Klemmprofil und in dem
an der Klemmstange anliegenden Bereich mit einem reibungserhöhenden Belag oder mit
einer Riffelung versehen sein können. Außerdem ist es angebracht, die Klemmbacken
mittels einer exzentrisch an diesen abgestützten Zugfeder miteinander zu verbinden,
so daß diese unter geringer Vorspannung an der Klemmstange anliegen und bei einer
Umkehrung der Bewegungsrichtung des Schlittens sofort die Klemmwirkung eintritt.
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Des weiteren kann die Klemmstange, um diese leicht zwischen die Klemmbacken
einzuführen, an ihrem oberen Ende keilförmig ausgebildet sein.
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Zum Lösen der Klemmverbindung zwischen der Klemmstange und dem Klemmbacken
ist es des weiteren vorteilhafte diesen jeweils eine keilförmig ausgebildete Auflauframpe
zuzuordnen, die mit einem an den Klemmbacken angebrachten, exzentrisch angeordneten,
beispielsweise in Form eines auf einem Bolzen gelagerten Wälzlagers ausgebildeten
Verstellgliedes zusammenwirkt.
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Zur Veränderung der Fallhöhe sollte die Auflauframpe vorzugsweise
gemeinsam höhenverstellbar angeordnet sein, wobei es angebracht ist, diese durch
ein Keilstück zu bilden, das an einer mit dem Traggestell verbundenen, vorzugsweise
an diesem festklemmbaren Halterung befestigt ist.
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Das Traggestell sollte des weiteren zwei Führungsschienen aufweisen,
zwischen denen der Schlitten verschiebbar geführt ist, auch kann dieses mit einem
oder mehreren mit der Klemmstange des Fallgewichtes zusammenwirkenden Führungschlitten
versehen sein.
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Zum Antrieb des die Spannbacken tragenden Schlittens kann in vorteilhafter
Weise eine geradlinig-oszillierend angetriebene Kette oder ein Seil vorgesehen werden,
an deren freiem Ende der Schlitten befestigt ist, auch ist es angebracht, um eine
seitliche Veränderung der Aufschlagfläche des Fallgewichts auf einfache Weise vorzunehmen,
das Traggestell gegenüber dem Arbeitstisch des Prüfgerätes um eine vertikal gerichtete
Achse verschwenkbar mit dem Rahmen zu verbinden.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum Anheben des Fallgewichtes
eines Bodenprüfgerätes oder
dgl. ist nicht nur sehr einfach in
der konstruktiven Ausgestaltung und somit ohne Schwierigkeiten herstellbar, sondern
diese arbeitet auch betriebssicher und ermöglicht stets ein zuverlässiges Anheben
einer Last. Werden nämlich an einem auf- und abbewegbaren Schlitten Spannbacken
angebracht, mittels denen das Fallgewicht mit dem Schlitten während dessen Aufwärtsbewegung
über eine bestimmte Wegstrecke kuppelbar ist, so ist es möglich, dieses jeweils
in dessen unterer Totpunktlage mit dem Schlitten selbsttätig zu verbinden. Das Fallgewicht
wird somit bei jedem Hub um die eingestellte Fallhöhe angehoben, und zwar unabhängig
davon, in welchem Maße die Bodenprobe durch das Beaufschlagen bereits verdichtet
ist. Bei der Bewegungsumkehr des Schlittens nach oben wird hierbei die Klemmstange
zwischen den Klemmbacken eingeklemmt, die eigentliche Lage des Fallgewichtes ist
demnach ohne Einfluß auf die zurückzulegende Wegstrecke. Diese ist allein durch
die Auflauframpen bestimmt.
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Des weiteren ist von Vorteil, daß die Klemmverbindung zwischen der
Klemmstange und den Klemmbacken an nahezu jeder beliebigen Stelle des Verstellweges
gelöst werden kann. Mit Hilfe der verstellbaren Auflauframpen kann somit die Fallhöhe
stufenlos verändert werden, indem lediglich diese in ihrer Höhenlage verstellt.werden.
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Ohne daß irgendwelche Bauteile auszuwechseln sind, kann somit in sehr
kurzer Zeit erforderlichenfalls eine andere Fallhöhe gewählt werden. Und da der
jeweils eingestellte Hub des Fall gewichtes immer konstant gehalten wird - ein Durchrutschen
der Klemmstange zwischen den Klemmbacken ist nahezu ausgeschlossen, da die Klemmwirkung
mit ansteigender Zugkraft selbsttätig erhöht'wird - ist auch gewährleistet, daß
mittels der vorschlagsgemäß ausgebildeten
Antriebseinrichtung eine
normgerechte Verdichtung durchzuführen ist. Auch ist eine vielseitige Verwendbarkeit
eines mit dieser Antriebsvorrichtung ausgestatteten Gerätes gegeben. Die einzelnen
Bauteile der Vorrichtung beanspruchen nämlich nur eine geringe Bauhöhe, so daß in
solcher Weise ausgebildete Prüfgeräte auch in fahrbaren Prüflabors ohne Schwierigkeiten
eingebaut werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Prüfgerätes, das
mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum Anheben des Fallgewichtes
ausgestattet ist, dargestellt und nachfolgend im einzelnen erläutert.
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Hierbei zeigen: Fig. 1 das Prüfgerät mit angehobenem Fallgewicht und
Fig. 2 das Prüfgerät nach Fig. 1 mit auf der Bodenprobe aufliegendem Fallgewicht.
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Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte und jeweils mit 1 bezeichnete
Prüfgerät dient zum Verdichten einer in einem Probenzylinder 4 eingefüllten Bodenprobe
5 in einer vorgeschriebenen Weise und besteht im wesentlichen aus einem an einem
Rahmen 2 angebrachten drehbaren Arbeitstisch 3 und einem Fallgewicht 7, das mittels
einer über diesem angeordneten Vorrichtung 11 um eine einstellbare Wegstrecke anzuheben
ist. Dazu ist zwischen Schienen 12 und 13 eines mit dem Rahmen 2 verbundenen Traggestells
6 ein Schlitten 14 verschiebbar eingesetzt, der mittels einer geradlinig-oszillierend
angetriebenen Kette 15 als Antriebsglied verbunden ist. Bei einer nach oben qerichteten
Bewegung der Kette 15 wird der Schlitten 14 somit angehoben, während dieser, sobald
die Triebverbindung der Kette 15 mit dem zugeordneten nicht dargestellten
Antriebsmotor
unterbrochen ist, durch sein Eigengewicht nach unten fällt. Damit die gesamte Oberfläche
einer Probe von dem Fallgewicht 7 beaufschlagt werden kann, ist das Traggestell
6 gegenüber dem Arbeitstisch 3 um eine lotrecht gerichtete Achse mit dem Rahmen
2 schwenkbar verbunden.
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Zur lösbaren Verbindung des Fallgewichtes 7 mit dem Schlitten 14 sind
an diesem zwei-Klemmbacken 16 und 17 angebracht, die exzentrisch auf Bolzen 18 und
19 verschwenkbar gelagert sind und mit den Spannflächen 20 und 21 mit einer an dem
Fallgewicht 7 befestigten Klemmstange 8 zusammenwirken. Bei einer Verstellbewegung
des Schlittens 14 nach oben werden die Klemmbacken 16 und 17 aufgrund der exzentrischen
Lagerung selbsttätig gegen die Klemmstange 8 gepreßt, und zwar mit einer um so höheren
Kraft, je höher die durch das Fallgewicht 7 erzeugte Zugkraft ist, so daß dieses
stets sicher gehalten und ein Durchrutschen ausgeschlossen ist.
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Um die Klemmverbindung zwischen den Klemmbacken 16 und 17 sowie der
Klemmstange 8 wiederum selbsttätig aufzuheben, ist an einer Halterung 28 ein Keilstück
25 angeordnet, das mit Auf lauframpen 26 und- 27 ausgestattet ist. Des weiteren
sind die Klemmbacken 16 und 17 mit Führungsgliedern 22 bzw. 23, die beispielsweise
in Form von auf Bolzen gelagerten Wälzlager ausgebildet sind, ausgestattet, mittels
denen die Klemmbacken 16 und 17 um die Bolzen 18 und 19 nach außen geschwenkt werden,
sobald die Führungsglieder 22 und 23 an den Auf lauframpen 26 und 27 zur Anlage
gelangen. Die Halterung 28 ist stufenlos verstellbar an dem Traggestell 6 gehalten
und mittels Klemmhebeln 29 arretierbar, so daß jede gewrinschte Fallhöhe eingestellt
werden kann.
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Zur Führung des Fallgewichtes 7, dessen Klemmstange 8 am oberen Ende
mit einer kegelförmig ausgebildeten Schrägfläche 9 versehen ist1 um stets ein sicheres
Einführen zwischen die Klemmbacken 16 und 17 zu gewährleisten, ist ferner ein mit
einer Bohrung 31 versehener Führungsschlitten 30 zwischen den Schienen 12 und 13
des Traggestells 6 eingesetzt. Außerdem sind die.Klemmbacken 16 und 17 mittels einer
an den Führungsgliedern 22 und 23 abgestützten Zugfeder 24 geringfügig vorgespannt,
um unmittelbar nach der Bewegungsumkehr des Schlittens 14 eine Anlage an der Klemmstange
8 sicherzustellen.
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Mittels der Vorrichtung 11 wird das Fallgewicht 7 stets um die jeweils
gewählte Fallhöhe angehoben, und zwar unabhängig von der Verdichtung der Probe 5.
Die Klemmbacken 16 und 17 werden nämlich, sobald gemäß Fig. 2 die Bewegungsrichtung
des Schlittens 14 in der unteren Totpunktlage umgekehrt wird, sofort gegen die zwischen
diesen eingeführte Klemmstange 7 gepreßt, so daß diese und damit auch das Fallgewicht
8 mitgenommen wird. Und sobald der Schlitten 14 eine bestimmte, der Fallhöhe entsprechende
Wegstrecke zurückgelegt hat, wird mit Hilfe der Auflauframpen 26 und 27, wie dies
in Fig. 1 dargestellt ist, die Klemmverbindung gelöst, das Fallgewicht kann erneut
nach unten fallen. Der Schlitten 14 kann jedoch mit Hilfe der Kette 15 noch weiter
angehoben werden.
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Erst wenn diese nicht mehr zwangläufig mit dem zugeordneten Antriebsmotor
verbunden ist, wird auch die Bewegungsrichtung des Schlittens 14 umgekehrt und dieser
wird dem Fallgewicht 7 nachgeführt, um erneut die Klemmstange 8 zwischen den Klemmbacken
16 und 17 aufzunehmen.
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Ein Durchrutschen des Fallgewichtes 7 ist, da sich die Klemmbacken
16 und 17 gewissermaßen mit der Klemmstange 8 verkeilen, ausgeschlossen, auch wird
die eingestellte Fallhöhe, die stufenlos mit Hilfe der Auflauframpen 27 und 28 in
kurzer Zeit verändert werden kann, unabhängig von dem Hub des Schlittens 14 stets
eingehalten. Eine einwandfreie Verdichtung der Probe 5 ist damit sichergestellt.