-
-
Vorrichtung zur Verdichtung des Bodens
-
mittels einer Vibrationsplatte Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zur Verdichtung des Bodens mittels einer Vibrationsplatte an einem über
Puffer abgefederten Oberteil mit mindestens einer durch einen Antriebsmotor angetriebenen,
ein Exzentergewicht aufweisenden Welle und mit einer Einrichtung zum stufenlosen
Verändern der Vortriebsbewegung vor- und rückwärts.
-
Reversierbare Vibrationsplatten zum Verdichten von Schüttgut im Straßen-
und Kanalbau sowie in verwandten Bereichen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Solche Vibrationsplatten haben in der Regel einen Zwei-Wellen-Rüttler, der eine
gerichtete Schwingung erzeugt. Hierbei ist eine Umsteuerbarkeit vorgesehen, so daß
das Gerät bei gleichbleibender Motordrehzahl und konstanter Schwingamplitude mit
einer
unveränderbaren Geschwindigkeit wahlweise vor- oder rückwärts
bewegt werden kann. Dabei sind Variationen der Schwingweite und Frequenz durch Verändern
der Motordrehzahl möglich.
-
Weiterhin sind Konstruktionen von Vibrationsplatten bekannt, bei denen
eine Änderung der Richtung der Schwingungen durch stufenloses Verstellen der einen
Exzenterwelle zu der anderen durch eine Verstelleinrichtung erreicht wird. Bei gleichbleibender
Schwingamplitude vom Vibrieren auf der Stelle bis zu einer maximalen Geschwindigkeit
vor- und rückwärts kann eine entsprechende Steuerung für die veränderliche Vortriebsgeschwindigkeit
erzielt werden.
-
Die bekannten Konstruktionen dieser Art sind meist recht aufwendig
und schwergängig und erlauben ein Umschalten von der Vorwärts- zu der Rückwärtsbewegung
nur mit Verzögerung.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdichtungsvorrichtung mittels
einer Vibrationsplatte der anfangs genannten Art zu schaffen, durch deren Konstruktion
sich eine leichtgängige und kostengünstige Verstelleinrichtung ergibt, wobei auch
eine schnelle Umsteuerung der Arbeitsrichtung gewährleistet ist. Die Verdichtungsvorrichtung,
bei der zwei zueinander in entgegengesetzter Drehrichtung laufende und gerichtete
Schwingungen erzeugende Unwuchtwellen angeordnet sind, von denen eine Unwuchtwelle
mit einem Antriebsaggregat verbunden ist und die andere Unwuchtwelle von der ersteren
angetrieben'wird, zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß eine der Unwuchtwellen
mit einem Kegelradgetriebe versehen ist, bei dem die Achse der auf den Achswellenkegelrädern
sich abwälzenden Kegelräder als Stellvorrichtung verstellbar und arretierbar angeordnet
ist.
-
Das Kegelradgetriebe dient hierbei als Stellgetriebe, um
die
Vortriebsgeschwindigkeit der Vibrationsplatte und die Reversierbarkeit der Bewegung
steuern zu können. Es ist eine leichte Einstellung und Verstellung ermöglicht. Ferner
ist das Verstellen leichtgängig durchzuführen. Die Stellvorrichtung ist wenig aufwendig
und von einfacher Bauart. Die Vorrichtung arbeitet sicher und zuverlässig.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Achse der Abwälzkegelräder
in einer Hülse gelagert sein, welche unmittelbar das Stellglied für die Stellvorrichtung
bildet. Hierbei ist es zweckmäßig, die Hülse als Zahnrad auszubilden, mit dem eine
mit einer Betätigungsvorrichtung versehene Zahnstange zusammengreifen kann. Dabei
kann die Zahnstange unter der Wirkung einer Feder od.dgl. stehen, um ein sich auf
die Hülse auswirkendes Drehmoment abstützen zu können.
-
Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß mit der Hülse bzw.
dem Zahnrad eine Arretierungsvorrichtung zusammengreift. Eine solche Arretierungsvorrichtung
besteht vorteilhaft aus einem federbelasteten Bolzen, der in die Verzahnung der
Zahnradhülse eingreift. Auf diese Weise wird eine unkontrollierte Verstellbewegung
verhindert.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verstellvorrichtung
bei nur einer durch einen Antriebsmotor angetriebenen, ein Exzentergewicht aufweisenden
Welle in der Weise ausgebildet, daß die Exzenterwelle Teil eines Planetengetriebes
bildet und daß der Antrieb auf den Planetenträger wirkt. Das mit dem Planetenzahnrad
zusammengreifende Zahnrad kann hierbei verdreht und arretiert werden. Mittels der
Verdrehbarkeit des betreffenden Zahnrades kann eine stufenlos veränderliche Vortriebsgeschwindigkeit
nach beiden Richtungen gesteuert werden. Das Planetengetriebe ermöglicht hierbei
die Verwendung nur einer Exzenterwelle.
-
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
nachstehend erläutert.
-
Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung
zum stufenlosen Verändern der Vortriebsbewegung an einer Verdichtungsvorrichtung
mit einer Vibrationsplatte im Längsschnitt und im Querschnitt nach der Linie II-II
der Fig. 1 und im Schema.
-
Fig. 3 und 4 stellen eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung
zum stufenlosen Verändern der Vortriebsbewegung gemäß der Erfindung bei einer Verdichtungsvorrichtung
mit einer Vibrationsplatte mit nur einer Exzenterwelle dar, wobei Fig. 3 die Vorrichtung
in Ansicht und Fig. 4 im Schnitt durch das Gehäuse der Verdichtungsvorrichtung im
größeren Maßstab und im Schema veranschaulichen.
-
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 weist die
Verdichtungsvorrichtung 1 eine Vibrationsplatte 2 mit Rüttelgetriebe sowie ein Oberteil
3 mit zwischengeschalteten Dämpfungselementen 4, wie Gummipuffer u.dgl., auf. Mit
dem Oberteil 3 kann eine (nicht dargestellte) Deichsel verbunden sein. Auf dem Oberteil
3 kann eine Antriebsvorrichtung, z.B. ein Brennkraftmotor 5, gelagert sein, dessen
Abtriebswelle über einen Keilriemen 6 u.dgl. und eine Riemenscheibe 7 mit einer
Welle 8 in Verbindung steht. Die Welle 8 ist mit einem Unwuchtgewicht 9 versehen.
Ferner ist noch eine weitere Welle 10 vorhanden, die ein Unwuchtgewicht 11 trägt.
Die beiden Wellen 8 und 10 sind mittels der Scheiben 12 und 13 und einem Ubertragungsglied
14 miteinander verbunden. Die Wellen 8 und 10 mit den Exzentergewichten 9 und 11
laufen zueinander in entgegengesetzter Drehrichtung und erzeugen gerichtete Schwingungen,
weil sich die Fliehkräfte während einer Umdrehung bis auf zwei um 1800 versetzte
Punkte gegeneinander aufheben.
-
Eine der Unwuchtwellen, vorzugsweise die Unwuchtwelle 10, 11, ist
mit einem Kegelradgetriebe 16 versehen. Hierbei ist das eine Achswellenkegelrad
17 drehfest mit der Welle 10 und das andere Achswellenkegelrad 18 drehfest mit dem
Wellenstumpf 10a verbunden, auf dem die Scheibe 13 angeordnet ist. Die beiden anderen
Kegelräder 19 und 20, die sich auf den ersteren Kegelrädern abwälzen, sind auf einer
gemeinsamen Achse 21 lose gelagert. Diese Achse 21 dient als Stellvorrichtung zum
stufenlosen Verändern der Vortriebsbewegung der Verdichtungsvorrichtung 1. Das Kegelradgetriebe
16 bewirkt eine Drehrichtungsumkehr von der Welle 8 zu der Welle 10, da die eingehende
Drehrichtung bei festgehaltener Achse 21 umgekehrt wird.
-
Die Achse 21, auf der die Abwälzkegelräder 19, 20 laufen, ist in einer
Hülse 23 gelagert, die als unmittelbares Stellglied für die Stellvorrichtung dient.
Die Hülse 23 ist am Außenumfang mit einer Zahnung 24 versehen, d.h. unmittelbar
als Zahnrad ausgebildet, wobei die Zähne sich parallel zur Achse der Welle 10 erstrecken.
Mit der Zahnung 24 der Hülse 23 greift eine Zahnstange 25 zusammen, die in dem Gehäuse
des Oberteils 3 verschiebbar gelagert ist. Da während der Kraftübertragung des Antriebes
auch ein Drehmoment auf die Hülse 23, 24 übertragen wird, steht die Zahnstange 25
unter der Wirkung einer Feder 26, die dieses Moment abstützt. Die Zahnstange 25
kann von Hand verstellt werden. Hierzu kann die Zahnstange 25 mit einem Bolzen 27
versehen sein, an den ein Zugglied 28 angreift, das in einer Schutzhülle 29 zu einer
Deichsel od.dgl. geführt ist.
-
Außerdem ist eine Arretierungsvorrichtung 31 vorgesehen. Sie weist
einen unter der Wirkung einer Feder 32 stehenden Bolzen 33 auf, der mittels einer
dachförmigen Abschrägung in die Zahnung 24 der Hülse 23 eingreift. Dadurch wird
eine unbeabsichtigte Verstellbewegung des Hülsenzahnrades 23, 24 ausgeschaltet.
-
Bei Verstellung des Hülsenzahnrades 23, 24 und damit der Achse 21
mittels der Zahnstange 25 verändert sich die Stellung der einen Welle 10 zu der
anderen Welle 8 um das doppelte Maß des Winkelausschlages der Achse 21, weil die
Wellen sich entgegengesetzt drehen. Die Verstellung führt zugleich zu einer anderen
Ausgangslage der Exzentergewichte 9 und 11 nach der einen oder anderen Richtung,
wodurch ein stufenloses Verändern der Vortriebsbewegung der Verdichtungsvorrichtung
vorwärts und rückwärts erzielt wird.
-
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist das Oberteil
3a der Verdichtungsvorrichtung 35 über die Gelenkachsen 36 mittels zwischengeschalteter
Dämpfungselemente mit der Vibrationsplatte 2 evtl. elastisch verbunden. Eine Antriebsvorrichtung
37, z.B. ein Brennkraftmotor, treibt über eine Fliehkraftkupplung 30, über Keilriemen
39 u.dgl. und über eine Riemenscheibe 40 einer Antriebswelle 41 eines Planetengetriebes
42 an, das in dem Gehäuse 43 untergebracht ist.
-
Mit der Antriebswelle 41 des Planetengetriebes 42, die mittels der
Lager 44 und 45 in den Gehäusewänden 43 drehbar gelagert ist, ist ein Planetenträger
47 drehfest verbunden, der - im Querschnitt gesehen - bügel- oder U-förmige Gestaltung
aufweist. In dem Planetenträger 47 ist eine Welle 48 mittels der Lager 49 drehbar
gelagert, die ein (oder mehrere) exzentrisch angeordnetes Gewicht 50 trägt, das
als Vibrations-Unwucht wirksam ist. Mit der Welle 48 ist ein Planetenzahnrad 51
drehfest verbunden, das mit einem Innenzahnrad 52 zusammengreift. Das Innenzahnrad
52 ist mittels einer Zwischenbuchse 53 in dem Gehäuseteil 54 drehbar gelagert, jedoch
nicht umläuft. Zweckmäßig ist der Planetenträger 47 mit der Welle 48 und dem Planetenzahnrad
51 so ausgewuchtet, daß sie ohne Schwingung umlaufen. Das Innenzahnrad 52 wird durch
eine Verstelleinrichtung 55 mit vorbestimmtem Dreh-
lager arretiert
gehalten. Dadurch wälzt sich das Planetenzahnrad 51 bei angetriebenem Planetenträger
47 in dem feststehenden Innenzahnrad 52 ab. Das Ubersetzungsverhältnis des Planetenzahnrades
51 zu dem Innenzahnrad 52 ist vorteilhaft 2 : 1.
-
Das Exzentergewicht 50 als Vibrationsgewicht ist auf der Exzenterwelle
48 so angeordnet, daß der Massenschwerpunkt 57 des Gewichtes 50 genau bzw. nahezu
in Höhe des Teilkreises 58 des Planetenzahnrades 51 sitzt. Dadurch bewegt sich der
Schwerpunkt des Exzentergewichtes 50 bei Antrieb des Planetenträgers 47 auf einer
vorgegebenen Koordinate genau hin und her oder auf einer ganz engen Ellipse, wenn
der Schwerpunkt nicht genau auf dem Teilkreis liegt. Auf diese Weise entsteht eine
gerichtete Schwingung der gesamten Vibrationsvorrichtung, deren Richtung durch Verstellen
des Innenzahnrades 52 stufenlos variiert werden kann. Durch das Verstellen des Innenzahnrades
52 wird der Planetenträger 47 über das Planetenzahnrad 51 in die gewünschte Schwingrichtung
verschoben.
-
Die Verstellvorrichtung 55 zur Verstellung des Innenzahnrades 52 weist
vorzugsweise ein Fernbedienungskabel 56 auf, das zweckmäßig zum Ende der Deichsel
57 führt und dort mit einem Gesperre 58 verbunden ist, bei dem verschiedene Raststellungen
vorgesehen sind.
-
Das Innenzahnrad kann auch durch eine Bremsvorrichtung gehalten werden,
die direkt an dem Zahnrad sitzt oder an dessen Lager. Ferner kann das Innenzahnrad
durch eine hydraulische Verstelleinrichtung oder auch auf elektromagnetische Weise
gehalten und verstellt werden. Vorteilhaft ist das Innenzahnrad mit einem Drehschwenkdämpfer
versehen. Die Rüttelvorrichtung kann auch hydrostatisch durch einen Zahnrad motor
angetrieben werden.