DE4445188C2 - Gerät zur Bodenverdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 sowie des Patentanspruchs 2.

Bei den bekannten Stampfgeräten dieser Art wird die Schwingungsdämpfung bzw. Abfederung des Handbügels über zwei unterhalb von diesem an dem Stampfergehäuse angebrachte Gummielemente vorgenommen. Diese Gummiele­ mente sind hinsichtlich ihrer Größe und Härte so dimensioniert, daß sie ein si­ cheres Arbeitsverhalten gewährleisten und ein vollständiges Durchdrücken 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 Hand­ bügel mit seinem vom Bedienungsmann gehaltenen Griffteil bei jedem Arbeits­ hub 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 Dämpfung 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 Schräg­ stellung 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 Griffteils von diesem nicht nur in verti­ kaler Richtung sondern auch horizontal parallel zu der Richtung, in der sich das Stampfgerät vorwärtsbewegt, auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 sowie des Patentanspruchs 2 gelöst.

Dadurch wird verhindert, daß sich der Handbügel gegenüber dem Stampfer zu einer für den Bedienungsmann sehr lästigen Schwingung in etwa horizontaler Richtung aufschaukelt, ohne daß dadurch die Schwenkbarkeit des Haltebügels gegen Federkraft um diese Achse und damit die Dämpfung des Handbügels in vertikaler Richtung beeinträchtigt wird. Diese letztgenannte Federkraft kann deswegen nach Bedarf beliebig weich eingerichtet werden, ohne daß dies ein Aufschaukeln des Handbügels zu einer im wesentlichen horizontalen Schwin­ gung zur Folge hätte.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungen des Stampfgeräts gemäß der beiden nebengeordneten Patentansprüche 1 und 2 zum Gegenstand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von drei in der Zeichnung 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 An­ schlagvorrichtung zum Begrenzen der Verschwenkbarkeit des Handbü­ gels bezüglich des Stampfergehäuses im Querschnitt entlang der Schnitt­ linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausführung des Stampfers in einer Seitenansicht ähnlich der­ jenigen gemäß Fig. 1,

Fig. 4 die konstruktive Gestaltung der Drehachse zwischen Stampfergehäuse und Haltebügel und des Federelements zwischen diesen Teilen, sowie der Anschlagvorrichtung 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 Seitenansicht ähnlich derje­ nigen gemäß Fig. 1 und Fig. 3, und

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

Das Stampfgerät gemäß Fig. 1 weist ein Stampfergehäuse 1 auf, das mit in Fort­ bewegungsrichtung geneigter Längsachse 2 auf eine den Erdboden mit einer Bo­ denverdichtungsfläche 3a beaufschlagende Stampfplatte 3 aufgesetzt und fest mit dieser verbunden ist. An das Stampfergehäuse 1 ist ein Antriebsmotor 4 an­ geflanscht, der den im Stampfergehäuse 1 eine Hubbewegung in Richtung der Längsachse 2 durchführenden Stampfmechanismus antreibt, wodurch die Ober­ masse 1a periodisch von der Untermasse 1b weg hochgerissen wird und diese mitnimmt, um danach unter dem Einfluß der Schwerkraft und nach unten ge­ richteter zusätzlicher Beschleunigungskräfte wieder auf den Boden aufzuschla­ gen. Die Schrägstellung der Längsachse 2 bezüglich der Aufsetzebene 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 Handbügels 5 von einem Bedienungsmann führbar. Der Handbügel 5 weist zu beiden Seiten des Stamp­ fergehäuses 1 befindliche Seitenschenkel 5a auf, die auf der dem Bedienungs­ mann 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 Stampfergehäuse 1 derart verbunden sind, daß der Griffteil 5b in Richtung des Doppelpfeiles 6 gegenüber dem Stampfergehäuse 1 verlagerbar ist. Diese Verschwenkbarkeit wird durch einen mit dem Stampfergehäuse 1 starr verbundenen zentralen Anschlag 7 und bei­ derseits von diesem angeordnete, sich starr mit dem Handbügel 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 realisiert, die einen sich senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 erstreckenden, starr mit dem Haltebügel 5 verbundenen zylindrischen Innenteil 9a und einen diesen koa­ xial in einem relativ geringen Abstand umschließenden, starr mit dem Stampfer­ gehäuse 1 verbundenen hohlzylindrischen Außenteil 9b aufweist, und bei der der Spalt 9c zwischen dem Innenteil 9a und dem Außenteil 9b mit fest an den einander zugewendeten Flächen anhaftendem gummielastischem Material, z. B. einem hochelastischem Kunststoff von geringerer innerer Reibung, ausgefüllt ist. Diese Achsausführung verleiht dem Haltebügel 5 eine gute Verschwenkbar­ keit in den durch die Anschläge 7, 8a und 8b festgelegten Grenzen und bedingt andererseits eine erhebliche Starrheit der Verbindung in Richtung radial zur ge­ dachten 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 anhaftende, da­ zwischen befindliche gummielastische Kunststoff 12 wirken wie ein Schwingme­ tallpuffer, gegen dessen mit wachsender Verdrehung zunehmende Federkraft der Haltebügel 5 aus einer im wesentlichen unbelasteten, in Fig. 1 zu sehenden Neutralstellung vom Bedienungsmann anhebbar bzw. niederdrückbar ist. Eine Drehachse von der in Fig. 2 dargestellten Art mit Bewegungsbegrenzung und Schwingmetallpuffer befindet sich fluchtrecht 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 Bauhöhe von Stampfgeräten ermög­ licht dies in Verbindung mit einer für die Führungsfunktion optimalen Länge des Haltebügels 5, daß sich der Griffteil 5b des Haltebügels in dessen unbela­ steter Neutralstellung auf einer für den Zugriff durch den Bedienungsmann richtigen Höhe befindet, wenn sich die Ebene des Haltebügels in der Neutralstel­ lung senkrecht zur Längsmittelachse 2 des Stampfergehäuses 1 erstreckt. Die letztgenannte, auch in Fig. 1 zu sehende relative Stellung zwischen Haltebügel 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 derjenigen 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 unela­ stisch ist und die Gegenanschläge 8a, 8b aus einem gummielastischen Material bestehen, ist hier ein zentraler elastischer Anschlag starr mit dem Stampferge­ häuse 1 verbunden, wobei ihm starr mit dem Haltebügel 5 verbundene Gegenan­ schläge 13 beiderseits gegenüberstehen. Der elastische Teil des zentralen An­ schlags 12 ist rotationssymmetrisch und hat die Form zweier mit den Basen ein­ ander 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 derjenigen nach Fig. 1 und 2 durch eine andere Gestaltung der Achsverbindung zwischen Haltebügel 5 und Stampfergehäuse 1 und eine anderweitige Gestaltung der Mittel zum Her­ beiführen der Federkraft gegen das Verschwenken des Haltebügels 5.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 und 6 ist an dem Stampfergehäuse 1 zur Lage­ rung des einen bzw. anderen freien Endes 5c des Haltebügels 5 starr eine Platte 14 befestigt, von der eine zur gewünschten ideellen Drehachse 10 koaxiale Hül­ se 15 auswärts vorragt. In diese Hülse 15 ist eine Torsionsbuchse 16 paßrecht eingepreßt, die eine Innenhülse 16a und eine Außenhülse 16b jeweils aus Metall und dazwischen eine an diesen Hülsen anhaftende Schicht 16c aus gummiela­ stischem Material aufweist. In die innere Hülse 16a ist eine metallische Achse 17 eingepreßt, die aus der Torsionsbuchse 16 nach außen vorragt. Das vorra­ gende Ende der Achse 17 greift in eine Bohrung 18 in einem äußeren Bügelbefe­ stigungsglied 19 ein und ist mit diesem über eine aus einem gleitfähigen Materi­ al bestehende Buchse 20 verbunden, die außen in das Bügelbefestigungsglied 19 eingepreßt ist und innen auf der Drehachse 17 gleitet. Das Haltebügel-Befe­ stigungsglied 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 Verschwenkbarkeit des Handbügels 5.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 und 6 befindet sich die Vorrichtung zum Er­ zeugen 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 Stirnseite 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 Siche­ rung der die darüber befindliche Achsverbindung bildenden Teile nicht nötig ist.

Bei den geschilderten Ausführungsformen hat die Achsverbindung zwischen dem Haltebügel 5 und dem Stampfergehäuse 1 eine wenn auch geringe Elastizi­ tät. Diese Elastizität stört nicht das Betriebsverhalten der Achsverbindung als im wesentlichen starre Drehachse, verhindert aber die Übertragung hochfre­ quenter Schwingungen, die von Teilen des Stampferantriebs, z. B. ineinander­ greifenden Zahnrädern, erzeugt werden und für den Bedienungsmann spürbar wären, würden sie nicht abgedämpft.

Es empfiehlt sich, wie aus den Fig. 1, 3 und 5 ersichtlich, dem Haltebügel 5 ins­ besondere an seinem von den seitlichen Achsverbindungen abgewandten Ende, also in der Nähe des Griffteils 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 (11)

1. Motorisch angetriebenes, handgeführtes Gerät zur Bodenverdichtung, dessen Stampfachse (2) zur Erzielung einer Kraftkomponente für die Vorwärts­ bewegung des Geräts bezüglich der Aufsetzebene (3a) der Stampfplatte (3) auf­ wärts in die Richtung der Vorwärtsbewegung geneigt ist und das zu seiner Füh­ rung mit einem sich vom Gerätegehäuse (1) nach hinten zum Bedienungsmann erstreckenden, im wesentlichen U-förmigen, 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 Gerätegehäuse (1) verbunden ist, daß er diesem gegen­ über aus einer unbelasteten mittleren Position gegen Federkraft um eine Dreh­ achse (10) hoch- und niederschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (10) an jedem Seitenschenkelende (5c) des Handbügels (5) mittels zweier, zueinander koaxialer, zylindrischer bzw. hohlzylindrischer Achselemente (9a, 9b) gebildet ist, von denen eines (9b) fest mit dem Gerätegehäuse (1) und das andere (9a) fest mit dem Handbügel (5) verbunden ist und die untereinander durch eine in einem ringförmigen Spalt (9c) zwischen ihnen befindliche, an ih­ nen haftende Elastomerschicht verbunden sind.

2. Motorisch angetriebenes, handgeführtes Gerät zur Bodenverdichtung, dessen Stampfachse (2) zur Erzielung einer Kraftkomponente für die Vorwärts­ bewegung des Geräts bezüglich der Aufsetzebene (3a) der Stampfplatte (3) auf­ wärts in die Richtung der Vorwärtsbewegung geneigt ist und das zu seiner Füh­ rung mit einem sich vom Gerätegehäuse (1) nach hinten zum Bedienungsmann erstreckenden, im wesentlichen U-förmigen, 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 Gerätegehäuse (1) verbunden ist, daß er diesem gegen­ über aus einer unbelasteten mittleren Position gegen Federkraft um eine Dreh­ achse (10) hoch- und niederschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen feste Drehachse (10) an jedem Seitenschenkelende (5c) des Handbügels (5) mittels einer körperlichen Achse (17) gebildet ist, die in eine im Gerätegehäuse (1) befestigte Torsionsbuchse (16) eingepreßt ist und frei drehbar mit geringem Spiel in eine aus einem gleitfähigen Material bestehende Buchse (20) eingreift, die in ein Befestigungsglied (19) am Handbügel (5) eingepreßt ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsbuch­ se (16) eine Innenhülse (16a) und eine Außenhülse (16b) jeweils aus Metall und dazwischen eine an diesen Hülsen anhaftende Schicht (16c) aus gummielasti­ schem Material aufweist.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Federelemente (12, 21) jeweils aus einem die Drehachse umgeben­ den, auf Torsion beanspruchten Puffer aus elastischem Material bestehen.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (12, 21) jeweils aus einem radial neben der Drehachse (10) angeordneten, im wesentlichen auf Scherung beanspruchten Puffer (21) aus ela­ stischem Material bestehen, der zwischen dem Gerätegehäuse (1) und einem am Handbügel (5) befestigten Träger (19) angeordnet und mit diesen Teilen verbun­ den ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die beidseitigen Drehachsen (10) diametral bezüglich der Stampfachse (2) sowie nahe beim oberen Ende des Gerätegehäuses (1) angeordnet sind.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Gerätegehäuse (1) und dem Handbügel (5) wirkende, ela­ stisch nachgiebige Anschlageinrichtung (7, 8a, 8b; 12, 13) zum Begrenzen des Schwenkbereichs des Handbügels (5) gegenüber dem Gerätegehäuse (1) in bei­ den Richtungen.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagein­ richtung (12, 13) so gestaltet ist, daß sie eine weich einsetzende, mit dem Dreh­ winkel überproportional zunehmende Bewegungsbegrenzungskraft ausübt.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlageinrichtung bei jeder Drehachse (10) vorgesehen ist und dort jeweils aus einer Scheibe (12) aus elastischem Material an dem einen der in Bezug aufein­ ander beweglichen Teile und aus starren Schalen (13) an dem anderen dieser Teile besteht, die in der Schwenkrichtung umfangsseitig beiderseits von der Scheibe (12) in einem gegenseitigen Abstand von mehr als dem Scheibendurch­ messer angeordnet sind und eine dem Scheibenumfang folgende Kontur haben.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenum­ fang dachförmig ausgeführt ist.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drehachse (10) die Längsachse der Seitenschenkel (5a) des Halte­ bügels (5) im wesentlichen schneidet.