DE4445188A1 - Gerät, insbesondere Stampfgerät, zur Bodenverdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, insbesondere Stampf­ gerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei den bekannten Stampfgeräten dieser Art wird die Schwin­ gungsdämpfung bzw. Abfederung des Handbügels über zwei unter­ halb von diesem an dem Stampfergehäuse angebrachte Gummiele­ mente vorgenommen. Diese Gummielemente sind hinsichtlich ihrer Größe und Härte so dimensioniert, daß sie ein sicheres Ar­ beitsverhalten gewährleisten und ein vollständiges Durchdrüc­ ken des Handbügels verhindern. Damit der Bedienungsmann aber dennoch vor der Obermassenbewegung und damit vor Schwingungen geschützt wird, müssen die Gummielemente auch einen gewissen Weichheitsgrad haben.

Durch die Schrägstellung der Stampferlängsachse bezüglich der Stampfplatte springt der Stampfer bei jedem Arbeitshub ein Stück vorwärts, wobei der Handbügel mit seinem vom Bedienungs­ mann gehaltenen Griffteil bei jedem Arbeitshub ruckartig in horizontaler Richtung verlagert wird. Diese ruckartigen hori­ zontalen Verlagerungen sollen bei den bekannten Stampfern durch die Gummielemente ebenfalls gedämpft werden, doch tritt aufgrund der Weichheit dieser Gummielemente, die für die Dämp­ fung der vertikalen Bewegung des Handbügels vorgesehen ist, in der Regel gerade das Gegenteil ein, weil sich der Handbügel dieser Weichheit zufolge in der horizontalen Richtung zu einer Schwingung aufschaukelt, deren Amplitude größer ist als die durch die Schrägstellung des Stampfers bedingte horizontale Bewegungskomponente. Diese aus der horizontalen Bewegung des Stampfers resultierende horizontale Schwingung des Handgriffs des Haltebügels ist für die Handgelenke des Bedienungsmannes besonders schädlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stampfgerät zu schaffen, bei dem die Bewegung des Handbügels bzw. des Griff­ teils von diesem nicht nur in vertikaler Richtung sondern auch horizontal parallel zu der Richtung, in der sich das Stampf­ gerät vorwärtsbewegt, auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Durch das Vorsehen einer bezüglich Gehäuse und Handbügel min­ destens im wesentlichen starren Drehachse zwischen diesen Teilen wird verhindert, daß sich der Handbügel gegenüber dem Stampfer zu einer für den Bedienungsmann sehr lästigen Schwin­ gung in etwa horizontaler Richtung aufschaukelt, ohne daß dadurch die Schwenkbarkeit des Haltebügels gegen Federkraft um diese Achse und damit die Dämpfung des Handbügels in vertika­ ler Richtung beeinträchtigt wird. Diese letztgenannte Feder­ kraft kann deswegen nach Bedarf beliebig weich eingerichtet werden, ohne daß dies ein Aufschaukeln des Handbügels zu einer im wesentlichen horizontalen Schwingung zur Folge hätte.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungen des Stampfgeräts gemäß Patentanspruch 1 zum Gegenstand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von vier in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Stampfgerät gemäß einer ersten Ausführungsform in Seitenansicht mit Blickrichtung senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Geräts,

Fig. 2 die konstruktive Gestaltung der Drehachse zwischen Stampfergehäuse und Haltebügel und des Federelements zwischen diesen, sowie der Anschlagvorrichtung zum Begrenzen der Verschwenkbarkeit des Handbügels be­ züglich des Stampfergehäuses im Querschnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausführung des Stampfers in einer Sei­ tenansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 1,

Fig. 4 die konstruktive Gestaltung der Drehachse zwischen Stampfergehäuse und Haltebügel und des Federelements zwischen diesen Teilen, sowie der Anschlagvorrich­ tung zum Begrenzen der Verschwenkbarkeit des Handbü­ gels gegenüber dem Stampfergehäuse im Querschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine dritte Ausführung des Stampfgeräts in Seiten­ ansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 1 und Fig. 3,

Fig. 6 die konstruktive Gestaltung der Drehachse zwischen Stampfergehäuse und Haltebügel und des Federelements zwischen diesen Teilen, sowie der Anschlagvorrich­ tung zum Begrenzen der Verschwenkbarkeit zwischen Haltebügel und Stampfergehäuse im Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5, und

Fig. 7 eine vierte Ausführung des Stampfgeräts in einem Schnitt entsprechend der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5.

Das Stampfgerät gemäß Fig. 1 weist ein Stampfergehäuse 1 auf, das mit in Fortbewegungsrichtung geneigter Längsachse 2 auf eine den Erdboden mit einer Bodenverdichtungsfläche 3a beauf­ schlagende Stampfplatte 3 aufgesetzt und fest mit dieser ver­ bunden ist. An das Stampfergehäuse 1 ist ein Antriebsmotor 4 angeflanscht, der den im Stampfergehäuse 1 eine Hubbewegung in Richtung der Längsachse 2 durchführenden Stampfmechanismus an­ treibt, wodurch die Obermasse 1a periodisch von der Untermasse 1b weg hochgerissen wird und diese mitnimmt, um danach unter dem Einfluß der Schwerkraft und nach unten gerichteter zusätz­ licher Beschleunigungskräfte wieder auf den Boden aufzuschla­ gen. Die Schrägstellung der Längsachse 2 bezüglich der Auf­ setzebene 3a des Stampffußes 3 bewirkt dabei, daß sich der Stampfer bei jedem Arbeitshub ein Stück vorwärts bewegt, und zwar für den Betrachter der Fig. 1 nach links.

Der Stampfer gemäß Fig. 1 ist mittels eines U-förmigen Handbü­ gels 5 von einem Bedienungsmann führbar. Der Handbügel 5 weist zu beiden Seiten des Stampfergehäuses 1 befindliche Seiten­ schenkel 5a auf, die auf der dem Bedienungsmann zugewendeten Seite mittels eines sich senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 erstreckenden Griffteils 5b miteinander verbunden und in der Nähe ihrer freien Enden 5c jeweils drehbar mit dem Stampferge­ häuse 1 derart verbunden sind, daß der Griffteil 5b in Rich­ tung des Doppelpfeiles 6 gegenüber dem Stampfergehäuse 1 ver­ lagerbar ist. Diese Verschwenkbarkeit wird durch einen mit dem Stampfergehäuse 1 starr verbundenen zentralen Anschlag 7 und beiderseits von diesem angeordnete, sich starr mit dem Handbü­ gel 5 bewegende elastische Gegenanschläge 8a und 8b an einem vom Handbügel 5 nach unten vorragenden Bügelbefestigungsteil auf ein gewünschtes Maß begrenzt.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist die Drehachse 10 zwischen dem Haltebügel 5 und dem Stampfergehäuse 1 nach Art einer sogenannten Ultrabuchse realisier, die einen sich senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 erstreckenden, starr mit dem Hal­ tebügel 5 verbundenen zylindrischen Innenteil 9a und einen diesen koaxial in einem relativ geringen Abstand umschließen­ den, starr mit dem Stampfergehäuse 1 verbundenen hohlzylin­ drischen Außenteil 9b aufweist, und bei der der Spalt 9c zwi­ schen dem Innenteil 9a und dem Außenteil 9b mit fest an den einander zugewendeten Flächen anhaftendem gummielastischem Material, z. B. einem hochelastischem Kunststoff von gerin­ gerer innerer Reibung, ausgefüllt ist. Diese Achsausführung verleiht dem Haltebügel 5 eine gute Verschwenkbarkeit in den durch die Anschläge 7, 8a und 8b festgelegten Grenzen und bedingt andererseits eine erhebliche Starrheit der Verbindung in Richtung radial zur gedachten Drehachse 10.

Die vorgenannte Ultrabuchse ist außerhalb des Außenteils 9b von elastischem Material, z. B. Gummi, umgeben, das fest an Platten 11a und 11b anhaftet, die sich von dem Innenteil 9a bzw. von dem Außenteil 9b der Ultrabuchse radial auswärts erstrecken. Diese Platten 11a , 11b und der an ihnen anhaften­ de, dazwischen befindliche gummielastische Kunststoff 12 wir­ ken wie ein Schwingmetallpuffer, gegen dessen mit wachsender Verdrehung zunehmende Federkraft der Haltebügel 5 aus einer im wesentlichen unbelasteten, in Fig. 1 zu sehenden Neutralstel­ lung vom Bedienungsmann anhebbar bzw. niederdrückbar ist. Eine Drehachse von der in Fig. 2 dargestellten Art mit Bewe­ gungsbegrenzung und Schwingmetallpuffer befindet sich flucht­ recht selbstverständlich auch auf der von dem Betrachter der Fig. 1 abgewendeten Seite des Stampfergehäuses 1 und verbindet dort das in Fig. 1 nicht zu sehende andere freie Ende des Haltebügels 5 mit dem Stampfergehäuse 1.

Die Drehachse zwischen Haltebügel 5 und Stampfergehäuse 1 ist ganz oben an dem letzteren angeordnet. Bei der üblichen Bauhö­ he von Stampfgeräten ermöglicht dies in Verbindung mit einer für die Führungsfunktion optimalen Länge des Haltebügels 5, daß sich der Griffteil 5b des Haltebügels in dessen unbelaste­ ter Neutralstellung auf einer für den Zugriff durch den Bedie­ nungsmann richtigen Höhe befindet, wenn sich die Ebene des Haltebügels in der Neutralstellung senkrecht zur Längsmittel­ achse 2 des Stampfergehäuses 1 erstreckt. Die letztgenannte, auch in Fig. 1 zu sehende relative Stellung zwischen Haltebü­ gel 5 und Stampfergehäuse 1 erbringt den Vorteil, daß der hochspringende Stampfer 1 die kleinstmögliche Verlagerung des Griffteils 5b in horizontaler Richtung (X) herbeiführt.

Die Ausführung gemäß Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der­ jenigen nach Fig. 1 und 2 durch die Gestaltung der Vorrichtung zum Begrenzen der Auslenkung. Während bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 der zentrale Anschlag 7 unelastisch ist und die Gegenanschläge 8a, 8b aus einem gummielastischen Material bestehen, ist hier ein zentraler elastischer Anschlag starr mit dem Stampfergehäuse 1 verbunden, wobei ihm starr mit dem Haltebügel 5 verbundene Gegenanschläge 13 beiderseits gegen­ überstehen. Der elastische Teil des zentralen Anschlags 12 ist rotationssymmetrisch und hat die Form zweier mit den Basen einander zugewendeter Kegelstümpfe. Die Gegenanschläge 13 erstrecken sich im Abstand von dem zentralen Anschlag 12 als zu diesem koaxiale Schalen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Anschlagsbegrenzung in jeder Richtung sanft einsetzt und dann schnell zunimmt.

Die Gestaltung der Achsverbindung und des Dämpfungselements ist bei der Ausführung nach Fig. 3 und 4 die gleiche wie bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2.

Die Ausführung nach Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der­ jenigen nach Fig. 1 und 2 durch eine andere Gestaltung der Achsverbindung zwischen Haltebügel 5 und Stampfergehäuse 1 und eine anderweitige Gestaltung der Mittel zum Herbeiführen der Federkraft gegen das Verschwenken des Haltebügels 5.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 und 6 ist an dem Stampferge­ häuse 1 zur Lagerung des einen bzw. anderen freien Endes 5c des Haltebügels 5 starr eine Platte 14 befestigt, von der eine zur gewünschten ideellen Drehachse 10 koaxiale Hülse 15 aus­ wärts vorragt. In diese Hülse 15 ist eine Torsionsbuchse 16 paßrecht eingepreßt, die eine Innenhülse 16a und eine Außen­ hülse 16b jeweils aus Metall und dazwischen eine an diesen Hülsen anhaftende Schicht 16c aus gummielastischem Material aufweist. In die innere Hülse 16a ist eine metallische Achse 17 eingepreßt, die aus der Torsionsbuchse 16 nach außen vorragt. Das vorragende Ende der Achse 17 greift in eine Boh­ rung 18 in einem äußeren Bügelbefestigungsglied 19 ein und ist mit diesem über eine aus einem gleitfähigen Material bestehen­ de Buchse 20 verbunden, die außen in das Bügelbefestigungs­ glied 19 eingepreßt ist und innen auf der Drehachse 17 glei­ tet. Das Haltebügel-Befestigungsglied 19 erstreckt sich mit einem zu der Platte 14 parallelen Plattenteil 19a bis unter den zentralen mittleren Anschlag 7 der wie bei der Ausführung nach Fig. 1 gestalteten Vorrichtung zum Begrenzen der Ver­ schwenkbarkeit des Handbügels 5.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 und 6 befindet sich die Vor­ richtung zum Erzeugen der elastischen Gegenkraft gegen das Verschwenken des Handbügels 5 zwischen der Achse 17 und dem zentralen Anschlag 7 der Schwenk-Begrenzung. Sie hat die Form eines zylindrischen gummielastischen Puffers 21, der an seiner einen Stirnseite an der Platte 14 und an seiner anderen Stirn­ seite an der Platte 19 anhaftet und beim Verschwenken des Bügels 5 um die Drehachse 17 auf Scherung beansprucht wird. Der Puffer 21 hält auch die Platten 14 und 19 in zueinander paralleler Stellung zusammen, so daß eine besondere axiale Sicherung der die darüber befindliche Achsverbindung bildenden Teile nicht nötig ist.

Bei den bisher geschilderten Ausführungsformen hat die Achs­ verbindung zwischen dem Haltebügel 5 und dem Stampfergehäuse 1 eine wenn auch geringe Elastizität. Diese Elastizität stört nicht das Betriebsverhalten der Achsverbindung als im wesent­ lichen starre Drehachse, verhindert aber die Übertragung hoch­ frequenter Schwingungen, die von Teilen des Stampferantriebs, z. B. ineinandergreifenden Zahnrädern, erzeugt werden und für den Bedienungsmann spürbar wären, würden sie nicht abgedämpft. Der grundsätzliche Erfindungsgedanke könnte aber auch mittels einer paßrecht in ein radial starres Wälzlager, vorzugsweise Nadellager, am Stampfergehäuse 1 einerseits und paßrecht in ein radial starres Wälzlager, vorzugsweise Nadellager an einem Befestigungsteil für den Haltebügel 5 andererseits eingrei­ fenden starren Achse auf jeder Stampferseite realisiert werden (sh. Fig. 7), wenn auf die vorgenannte und bei den Ausfüh­ rungsformen nach den Fig. 1 bis 6 vorhandene Dämpfung der hochfrequenten Schwingungen verzichtet wird.

Es empfiehlt sich, wie aus den Fig. 1, 3 und 5 ersichtlich, dem Haltebügel 5 insbesondere an seinem von den seitlichen Achsverbindungen abgewandten Ende, also in der Nähe des Griff­ teils 5b, eine relativ große Masse zu geben. Dies kann dadurch geschehen, daß dort der Kraftstofftank 22 befestigt wird. Damit wird eine besonders gute Bedämpfung hochfrequenter Schwingungen erreicht.

Claims (12)

1. Motorisch angetriebenes, handgeführtes Gerät, insbeson­ dere Stampfgerät, zur Bodenverdichtung, dessen Stampf­ achse (2) zur Erzielung einer Kraftkomponente für die Vorwärtsbewegung des Geräts bezüglich der Aufsetzebene (3a) der Stampfplatte (3) aufwärts in die Richtung der Vorwärtsbewegung geneigt ist und das zu seiner Führung mit einem sich vom Gerätegehäuse (1) nach hinten zum Bedienungsmann erstreckenden, im wesentlichen U-förmi­ gen, schwingungsgedämpften Handbügel (5) versehen ist, der an den freien Enden (5c) der Seitenschenkel (5a) jeweils über ein zwischen ihm und dem Gerätegehäuse (1) angeordnetes Federelement (12; 21) derart mit dem Gerä­ tegehäuse (1) verbunden ist, daß er diesem gegenüber aus einer unbelasteten mittleren Position gegen Feder­ kraft hoch- und niederschwenkbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Handbügel (5) an seinen Seitenschen­ keln (5a) um eine ihm und dem Gerätegehäuse (1) gegen­ über mindestens im wesentlichen feste Drehachse (10) hoch- und niederschwenkbar mit dem Gerätegehäuse (1) verbunden ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen feste Drehachse (10) an jedem Seiten­ schenkelende (5c) des Handbügels (5) mittels zweier, zueinander koaxialer, zylindrischer bzw. hohlzylindri­ scher Achselemente (9a, 9b) gebildet ist, von denen eines (9b) fest mit dem Gerätegehäuse (1) und das ande­ re (9a) fest mit dem Handbügel (5) verbunden ist und die untereinander durch eine in einem ringförmigen Spalt (9c) zwischen ihnen befindliche, an ihnen haften­ die untereinander durch eine in einem ringförmigen Spalt (9c) zwischen ihnen befindliche, an ihnen haften­ de Elastomerschicht verbunden sind.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen feste Drehachse (10) an jedem Seiten­ schenkelende (5c) des Handbügels (5) mittels einer körperlichen Achse (17) gebildet ist, die entweder im Gerätegehäuse (1) oder im Handbügel (5) unter Zwischen­ schaltung einer sie umgebenden Elastomerschicht (16c, 20) von hoher Steifigkeit befestigt ist und, dar­ aus vorragend, frei drehbar mit geringem Spiel in eine Bohrung (Innenfläche von 16a) am Handbügel (5) bzw. am Gerätegehäuse (1) eingreift.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen feste Drehachse (10) an jedem Seiten­ schenkelende (5c) des Handbügels (5) mittels einer körperlichen Achse gebildet ist, die einerseits in ein radial starres Wälzlager am Gerätegehäuse (1) und ande­ rerseits in ein radial starres Wälzlager an einem Befe­ stigungsteil für den Haltebügel (5) eingreift.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (12, 21) jeweils aus einem die im wesentlichen feste Drehachse umgeben­ den, auf Torsion beanspruchten Puffer aus elastischem Material bestehen.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federelemente jeweils aus einem radi­ al neben der Drehachse (10) angeordneten, im wesentli­ chen auf Scherung beanspruchten Puffer (21) aus elasti­ schem Material bestehen, der zwischen dem Gerätegehäuse (1) und einem am Handbügel (5) befestigten Träger (19) angeordnet und mit diesen Teilen verbunden ist.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitigen im wesentlichen festen Drehachsen (10) diametral bezüglich der Stampf­ achse (2) sowie nahe beim oberen Ende des Gerätegehäu­ ses (1) angeordnet sind.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine zwischen dem Gerätegehäuse (1) und dem Handbügel (5) wirkende, elastisch nachgiebige An­ schlageinrichtung (7, 8a, 8b; 12, 13) zum Begrenzen des Schwenkbereichs des Handbügels (5) gegenüber dem Gerä­ tegehäuse (1) in beiden Richtungen.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung (12, 13) so gestaltet ist, daß sie eine weich einsetzende, mit dem Drehwinkel überpropor­ tional zunehmende Bewegungsbegrenzungskraft ausübt.

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung bei jeder im wesentlichen festen Drehachse (10) vorgesehen ist und dort jeweils aus einer Scheibe (12) aus elastischem Material an dem einen der in Bezug aufeinander beweglichen Teile und aus starren Schalen (13) an dem anderen dieser Teile besteht, die in der Schwenkrichtung umfangsseitig bei­ derseits von der Scheibe (12) in einem gegenseitigen Abstand von mehr als dem Scheibendurchmesser angeordnet sind und eine dem Scheibenumfang folgende Kontur haben.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenumfang dachförmig ausgeführt ist.

12. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (10) die Längsachse der Seitenschenkel (5) im wesentlichen schneidet.