DE3920316A1

DE3920316A1 - Vibrationsmechanismus fuer eine verdichtungswalze

Info

Publication number: DE3920316A1
Application number: DE19893920316
Authority: DE
Inventors: Thomas Gerald Artzberger
Original assignee: MBW Inc
Current assignee: MBW Inc
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1989-12-28
Also published as: GB8913666D0; GB2226616A; JPH032403A; FR2633203A1

Description

Die typische selbstfahrende Verdichtungswalze hat ein Hauptfahrgestell bzw. einen Hauptrahmen, der eine Maschine trägt, die Antriebsräder antreibt, um die Walze über das Gelände vorwärtszutreiben. Mit dem Hauptrahmen ist ein Walzenrahmen über ein Universalgelenk schwenkbar verbunden und trägt eine drehbare Verdichtungswalze. Ein Vibrations bzw. Rüttelmechanismus ist am Walzenrahmen montiert und versetzt den Walzenrahmen in Schwingungen, um die Verdich tung zu unterstützen.

Ein üblicher Vibrationsmechanismus hat einen Hydromotor, und ein Gewicht ist exzentrisch relativ zur Abtriebswelle des Motors angeordnet. Das Exzentergewicht erzeugt während der gesamten 360°-Rotation der Welle Vibrationskräfte. Die vertikalen Vibrationskräfte unterstützen den Verdichtungs vorgang; die vorderen und hinteren Vibrationskräfte werden dagegen durch die Maschine übertragen und können zu schwer wiegenden Verschleiß- und Wartungsproblemen führen. Bei dem Versuch, die Vibrationen gegenüber dem Hauptrahmen der Maschine zu isolieren, werden Schwingmetalldämpfer verwen det, die den Walzenrahmen mit dem Hauptrahmen verbinden, und außerdem wird die Maschine am Hauptrahmen montiert.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß während der Erzeu gung von Kräften durch die gesamte 360°-Rotation der Welle sich Oberschwingungen ausbilden können, die die vertikalen Vibrationskräfte aufheben, so daß die Verdichtungskräfte nicht maximiert werden.

Es ist ferner bekannt, für jeden Walzenrahmen einer Zwei fachverdichtungswalze einen gesonderten Vibrationsmechanis mus oder Erreger vorzusehen. Bei einem solchen Mechanismus ist an jeder Abtriebswelle ein Exzentergewicht montiert, und die Gewichte sind so angeordnet, daß dann, wenn das eine Exzentergewicht eine abwärts gerichtete vertikale Vibrationskraft erzeugt, das andere Gewicht eine nach oben gerichtete vertikale Vibrationskraft erzeugt. Das Resultat dabei ist, daß die Verdichtungskräfte aufeinanderfolgend erzeugt werden, und die aufeinanderfolgenden Vibrationen sind in manchen Anwendungsfällen, z. B. beim Aufbringen von Bitumendecken, vorteilhaft, um Skipmarkierungen bzw. Aus lassungen zu beseitigen.

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Vibrationsmecha nismus für eine Verdichtungswalze. Dabei ist eine Verdich tungswalze drehbar in einem Walzenrahmen gelagert, der mit dem Hauptrahmen der Walze über eine Gelenkverbindung ver bunden ist. Der Vibrationsmechanismus umfaßt ein Gehäuse, das auf dem Walzenrahmen montiert ist, und zwei parallele Wellen sind im Gehäuse drehbar gelagert. Eine gesonderte Antriebseinheit, z. B. ein Hydromotor, ist mit einer der Wellen funktionsmäßig verbunden, und ein Getriebezug ver bindet diese Welle mit der zweiten Welle, so daß die Wellen gegensinnig und mit gleicher Drehzahl umlaufen.

Ein Exzentergewicht ist mit jeder Welle verbunden, und bevorzugt haben die Gewichte gleiche Form und Größe. Die Gewichte sind an den Wellen so angeordnet, daß die während der Rotation der Wellen von den Gewichten erzeugten verti kalen Vibrationskräfte sich addieren, während die von den Gewichten erzeugten vorderen und hinteren Vibrationskräfte aufgehoben werden. Für diese Anordnung liegt der Massen schwerpunkt des einen Gewichts über der Achse der entspre chenden Welle und in einer durch diese Achse verlaufenden Vertikalebene, wenn der Massenschwerpunkt des anderen Gewichts über der Achse seiner Welle und in einer durch diese Achse verlaufenden Vertikalebene liegt.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion werden die horizon talen vorderen und hinteren Vibrationen im wesentlichen eliminiert, wodurch die Schwingungsübertragung auf den Hauptrahmen der Welle minimiert wird. Da die Übertragung unerwünschter Vibrationen auf den Hauptrahmen minimiert wird, werden Verschleiß- und Wartungsprobleme der Maschine stark verringert.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Schwingmetall dämpfer, die den Walzenrahmen mit dem Hauptrahmen verbin den, weniger kompliziert gebaut werden können, weil nunmehr die Schwingmetalldämpfer nur der vertikalen Vibrationsbe wegung und nicht mehr einer universellen Vibrationsbewegung wie bei der konventionellen Verdichtungswalze standhalten müssen.

Außerdem werden die Walzenwelle, die die Verdichtungswalze drehbar aufnimmt, sowie das Universalgelenk, das den Wal zenrahmen mit dem Hauptrahmen verbindet, nur vertikalen Belastungen ausgesetzt, wodurch der Verschleiß der Wellen lager sowie des Universalgelenks beträchtlich herabgesetzt wird.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Verdichtungswalze mit dem Vibrationsmechanismus nach der Erfin dung;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Vibrationsmechanismus, wobei Teile weggeschnitten sind; und

Fig. 3 einen Schnitt 3-3 nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine Verdichtungswalze mit dem Vibrations mechanismus nach der Erfindung. Die Verdichtungswalze selbst kann entsprechend der US-PS 47 32 507 aufgebaut sein umd besteht aus einem Hauptfahrgestell bzw. Hauptrahmen 1, der eine Maschine 2 trägt, und die Maschine ist funktions mäßig mit Antriebsrädern 3 verbunden, die drehbar am Haupt rahmen 1 gelagert sind. Wenn die Maschine 2 läuft, treibt sie die Walze über den Boden.

Ein Walzenrahmen 4 ist mit dem Vorderende des Hauptrahmens 1 über ein Universalgelenk (nicht gezeigt) verbunden, und eine Walze 5 ist drehbar auf einer Welle 6 montiert, die am Walzenrahmen 4 gehaltert ist.

Der Vibrationsmechanismus 7 ist auf einer horizontalen Platte 8 des Walzenrahmens 4 befestigt und hat ein Gehäuse 9, das aus einem zentralen Abschnitt 10 und zwei Endab schnitten 11 und 12 besteht, die durch Bolzen 13 mit dem zentralen Abschnitt verbunden sind. Das Gehäuse 9 ist mit der Platte 8 des Walzenrahmens 4 mittels einer Reihe von Befestigungsbolzen 14 verbunden, die Öffnungen im zentralen Abschnitt 10 bzw. im Endabschnitt 12 durchsetzen.

Auf dem Endabschnitt 11 ist ein Hydromotor 15 montiert, und die Antriebswelle 16 des Hydromotors 15 ist über eine Kupp lung 17 mit einer Welle 18 verbunden.

Die Welle 18 ist in Lagern 19 drehbar, die am zentralen Abschnitt 10 bzw. am Endabschnitt 12 des Gehäuses 9 ange ordnet sind. Wie Fig. 3 zeigt, trägt die Welle 18 ein Zahn rad 20, das mit einem durchmessergleichen Zahnrad 21 auf der Welle 22 kämmt. Die Welle 22 verläuft parallel zur Welle 18 und ist in Lagern 23 drehbar, die in den Gehäuse abschnitten 10 und 12 angeordnet sind.

Die Wellen 18 und 22 tragen Exzentergewichte 24 bzw. 25, die von der Achse der jeweiligen Welle radial verlaufen. Wie Fig. 2 zeigt, beschreibt jedes Exzentergewicht 24, 25 einen Bogen von 90-180° und bevorzugt ca. 160°. Der Massen schwerpunkt jedes Exzentergewichts ist in Radialrichtung von der jeweiligen Welle beabstandet, und der Massenschwer punkt des Gewichts 24 liegt über der Achse der Welle 18 und in einer durch diese Achse verlaufenden Vertikalebene, wenn der Massenschwerpunkt des Gewichts 25 über der Achse der Welle 22 und in einer durch diese Achse verlaufenden Vertikalebene liegt. Wenn die Wellen 18 und 22 gegensinnig umlaufen, addieren sich daher die von den Exzentergewichten 24 und 25 erzeugten vertikalen Vibrationskräfte und unter stützen die Verdichtung, während die horizontalen oder vor deren und hinteren Vibrationskräfte, die von den Gewichten erzeugt werden, aufgehoben werden, so daß die Übertragung unerwünschter Vibrationen auf den Hauptrahmen minimiert wird. Dadurch wird der Maschinenverschleiß verringert, und die Konstruktion der Schwingmetalldämpfer wird vereinfacht, da nur die Vertikalschwingungen zu dämpfen sind.

Claims

1. Vibrationsmechanismus für eine Verdichtungswalze, gekennzeichnet durch
einen Walzenrahmen (4) mit einer Verdichtungswalze (5),
eine auf dem Rahmen angeordnete motorgetriebene Einheit (15),
eine mit der motorgetriebenen Einheit (15) betriebs mäßig verbundene erste Welle (18),
eine parallel zur ersten Welle (18) angeordnete zweite Welle (22),
Verbindungsorgane (20, 21), die die Wellen (18, 22) miteinander verbinden und sie gegensinnig mit derselben Drehzahl antreiben,
ein erstes Gewicht (24), das an der ersten Welle (18) exzen trisch befestigt ist, und
ein zweites Gewicht (25), das an der zweiten Welle (20) exzentrisch befestigt ist, wobei die Gewichte (24, 25) gleiche Form und Größe haben und mit ihren jeweiligen Wellen so verbunden sind, daß die von den Gewichten während der Rotation der Wellen erzeugten vertikalen Vibrationskräfte sich addieren und die von den Gewichten während der Rotation der Wellen erzeugten hori zontalen Vibrationskräfte aufgehoben werden.

2. Vibrationsmechanismus für eine Verdichtungswalze, gekennzeichnet durch
einen Walzenrahmen (4),
eine am Rahmen montierte motorge triebene Einheit (15),
zwei Wellen (18, 22), wobei eine erste Welle (18) mit der motorgetriebenen Einheit (15) betriebsmäßig verbunden ist,
Verbindungsorgane (20, 21), die die Wellen miteinander verbinden und die zweite Welle (22) mit gleicher Drehzahl wie die erste Welle (18) und gegensinnig dazu antreiben, und ein an jeder Welle exzen trisch dazu befestigtes Gewicht (24, 25),
wobei der Massenschwerpunkt jedes Gewichts in Radialrich tung von der jeweiligen Welle beabstandet ist und der Mas senschwerpunkt eines ersten Gewichts (24) über der Achse der ersten Welle und in einer durch diese Achse verlaufen den Vertikalebene liegt, wenn der Massenschwerpunkt des zweiten Gewichts (25) über der Achse der zweiten Welle und in einer durch diese Achse verlaufenden Vertikalebene liegt.

3. Vibrationsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gewicht (24, 25) einen Bogen von 90-180° beschreibt.

4. Vibrationsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsorgane Zahnräder (20, 21) sind.

5. Vibrationsmechanismus nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein am Walzenrahmen (4) montiertes Gehäuse (9) und mit diesem verbundene Lager (19, 23), die die Walzen (18, 22) drehbar lagern, wobei die Verbindungsorgane (20, 21) im Inneren des Gehäuses (9) angeordnet sind.

6. Vibrationsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die motorgetriebene Einheit ein Hydromotor (15) ist.