DE649225C

DE649225C - Schwingende Arbeitsmaschine zur Ausfuehrung von Rammarbeiten, Schlag-, Eindichtungs-und Stampfarbeiten

Info

Publication number: DE649225C
Application number: DESCH105759D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-12-08
Filing date: 1934-12-08
Publication date: 1940-02-16

Description

iD 1 9-, Schwim,ende Arbeitsmaschine zur Ausführung von Rarnmarbeiten, Schla Eindichtungs- und Stampfarbeiten Es gibt bekanntlich eine ganze Anzahl von Bauarbeiten, die durch den Stampf- oder Stoßvorgang geleistet werden müssen, z.B. das Einrammen von Pfählen und Spund,.viinden, das Stampfen von Straßendecken aus Beton, Asphalt. Sand oder Pflastersteinen usf. und das Eidichten von lockeren Schüttungen bei Eisenbahn- und Straßendämmen, von Eisenbahn- und Straßenbettungen oder zur Verfestigung eines schlechten Untergrundes.
In den meisten Fällen bedient man sich hierzu, soweit ein maschineller Betrieb in Frage kam, hammerartigei oder rammbärartiger Fallgeivichte.
Der Nachteil solcher Stampfvorrichtungen besteht darin, daß die Schlagkraft von dem Gewicht und der Fallhöhe des Stampfbären abhängig ist, wodurch mit zunehmendem Weg die Fall- und Hebezeiten ansteigen.
Zur Behebung dieser Schwierigkeiten hat man versucht, die Stampfvorrichtungen als periodisch schwingende Maschinen auszubilden, die sich insbesondere in der Nähe der Resonanzlage in bezug auf Kraft undLeistung leicht einstellen lassen.
Eine solche Kraft- und Leistungssteigerung ist jedoch auch bei diesen Geräten praktisch nur dann und so weit möglich, als das Gewicht der stampfenden Maschine die Reaktionskräfte, die *der Stampfbär ausübt, aufzunehmen vermag. überschreiten diese das Maschinengewicht, so schwingt die Maschinenmasse mit, d. h. der Maschinenrahrnen fängt an zu hüpfen und beschädigt.die Ge- stelle oder die Fundamehte, von denen er getragen wird.
Die erwähnten Nachteile und übelstände treten bei der sch,#vingcnden Arbeitsmaschine nach der Erfindung nicht auf. Erfindungsgemäß besteht die Maschine im wesentlichen aus zwei Massen mit Zwischenschaltung von einem oder mehreren energiespeichernden Mitteln und aus einer möglichst im Ruhe, punkt des ganzen Systems befestigt-en Antriebsvorrichtung mit loser Kopplung.
Die Abb. i bis 6 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In Abb. i ist ein solches Gerät schematisch dargestellt. Es besteht aus einer Masse Mund einer Masse rn, die durch elastische Mittel e (Federn) miteinander verbunden sind.
Erregt man ein solches Zweimassensystem frei im Raume, so schwingen beide Federn mit i8o' gegeneinander, wobei die MasseM einen Ausschlag (Amplitude) s, während die Massenz unter gleichen Bedingungen einen Ausschlag S ausführt, d. h.
M - s=III - S.-Hieraus ergibt sich, daß die elastischen Mittel, die mit 18o' Phasenverschiebung gedehnt werden, während des Sch,.vingungsvorganges an einer Stelle des Raumes in Ruhe verharren müssen, woraus sich nach den Gesetzen der Schwingungstechnik ein Schwingungsknoten ausbildet. Dieser Knoten teilt die Yedernee in eine StreckeL und 1, und auch hierfür gilt die Proportion: c Befestigt man an dieser Stelle der elastischen Mittel eine Plattea, so muß auch diese Platte während des Schwingungsvorganges im Ruhezustand verbleiben, und man kann beispielsweise auf diese in Ruhe befindliche Platte einen Motord setzen, um durch diesen das Gesamtsystem zu erregen. Ob die Federne,e durch die Plattea unterbrochen werden oder ob die Platte an den elastischen Mitteln befestigt wird, ist gleichgültig. Die :Z Erregung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Kurbel oder Exzenter unter Zwischenschaltung einer Koppelfeder k, durch die Wucht auf und ab bewegter Massen oder durch eine beliebige der bekanntgewordenen Koppelarten.
In Abb. 2 ist die beschriebene Stampfmaschine an einem KranH, der fahrbar eingerichtet sein kann, so aufgehängt, daß er an beliebiger Stelle zum Zwecke des Eindichtens heruntergelassen, werden kann. In die-. sein Falle ist der Motord zum Zwecke des Anbringens einer übersetzungd und Kopplungk außerhalb des Zweimassensystems angebracht.
Das gesamte schwingende Zweimassensvstem ist durch weiche Federn c von dem AufIlängcanker g isoliert, um die geringfügigen Bewegungen der Masse M unschädlich für das Traggerüst des Krans zu machen. - Eine noch störungsfreiere Aufhängung am Kran ergibt sich aus Abb. 3, wo sowohl der Anker g als auch der Motor d mit der am Schwingungsknotenpunkt aufgehängten Platte a durch weiche isolierende Federn c verbunden sind.
In beiden Fällen (Abb.2 und 3) können die isolierend-en Aufhängefedernc auch durch eine einzige, zwischen dem Hakenu und dem Ankerg eingehängte Federc, isoliert werden.
überträgt man die Schwingungserzeugung nach der Erfindung auf eine Straßenstampfmaschine oder einen sogenannten Straßenfertiger, so ist hier m die eigentliche Stampfmasse,.M die Gegengewichtsmasse, e, c sind die elastischen Mittel, und k ist die lose Kopplung.
Die lose Kopplung greift hier aus konstruktiveft Gründen an der MasseM an, während sie bei Abb. i und 2 an der Masse tn und bei Abb-3, 5 und 6 an beiden Massen angreift. . Am Wesen der vorliegenden Erfindung ändern diese und andere bekanntgewordenen Koppelkonstruktionen nichts.
Die Federn c, c dienen auch bei Abb. 4 zur Aufhängung des Zweimassensystems und zur Isolierung der Rückwirkung. An Stelle von Gradführungen k-,Örmen in allen Fällen sog. Lenl,erfed,ernt),b an den Massen in Richtung zweier Raumachsen angebracht werden (Abb. 3, 4 und 5).
Als zusätzliche elastische Mittel können zwischen den beiden MassenA1 und in. noch die Gummikörperl),p angebracht werden, die vor Erreichung des Höchstausschlages der Amplitude in Tätigkeit treten, d.h. durch die Platten o, o zusammengedrückt werden. Durch diese elastischen Zusatzmittel werden die maximalen Schwingungskräfte im letzten Augenblick schneller als linear gesteigert, d. h. es entsteht ein pseudoliarmonischer Schwingungsverlauf, durch den die Frequenzempfindlichkeit des ganzen Systems heruntergesetzt und die Stainpfpräzision erhöht wird.
Selbstverständlich können diese Zusatzmittel auch bei den vorher beschriebenen Stampfmechanismen im Bedarfsfalle ebenfalls angebracht werden und ergeben dann naturmäß dort dieselbe Wirkung. Soweit es sich um Einstampfen von genau zu planierenden Decken im Straßenbau handelt, für die an den Begrenzungsstellen der Flächen Verschalungen v gelegt werden, ist es vorteilhaft, die Massenz in ihr-cm Höchstausschlag genau zu begrenzen, und zwar ge- schieht dies dadurch, daß beiderseits je eine mit der Massenz starr verbundene Plattet auf einer Gummiplatter auftrifft, die ihres hohen Widerstandes Nvegen keine merkbare Zusammendrückung zu erleidcn vermag.
In Abb. 5 ist ein mit hoher Frequenz zu betreibendes schwingendes Zweimassensystem zur Darstellung gebracht. Während bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen mit Rücksicht auf die langsamere Frequenz und den größeren Hub am besten auf Zug und Druck beanspruchte Schraubenfedern verwendet werden, bedarf es bei Systemen, die mit hoher Frequenz und entsprechend geringerer Amplitude betrieben werden, lediglich zweier gegenüberstehender Gummikörper, die zwischen den beiden MassexiM und ni je nach der gewünschten Frequenz in beliebiger Zahl parallel geschaltet werden können. Auch hier werden die beiden Gummipuffer p abwechselnd durch die Platteno in der einen oder anderen Richtung zusammengedrückt. je nach der Form der Gummikörperp, die nach einer spitzeren oder flacheren Parabel oder Kreisform gekrümmt sein können, steigt die Spannungskurve langsamer oder rascher an, wobei der unharmonische Charakter der Schwingung nach Bedarf weniger stark oder stärker ausgeprägt werden kann.
Die Kopplung k, die sowohl an der Masse M als auch m angreift, besteht. aus einem als Exzenter ausgebildeten Antrieb d, der ververmittels der Kurbelstange k auf einen Gummiring w wirkt, dessen Metallachse x stillsteht, während die äußere den Gummikörper w umfaßt und ihn teils auf Verdrehung, teils äuf Druck nach verschiedenen Richtungen hin beansprucht.
Die Führung der schwingenden Massen durch Lenkerfedern b, b bzw. ihre Isolierung durch weiche Aufhängefedern c, c erfolgt sinngemäß wie bei den vorerwähnten Maschinen.
In Abb. 6 ist ein Zweirnassensystern gezeichnet, bei dem die Geradeführung der Massen dadurch erfolgt, daß Lenkerfedern b, b bzw. b, bl. zwischen den Massen M und rn angebracht sind. So z. B. ist die Lenk-erfeder b, b einerseits an den Stützen f der Masse M und andererseits an der Stütze i der Massein befestigt, während die Lenkerfedern bl, bl gestrichelt einerseits an den Stützen ll der Masse ni und andererseits an der Stütze il der Masse Al angebracht sind.
Wird ein solches System in der Querrichtung (Abb. 6) durch die Lenkerfedern, b2, b2 und b3, b3, die an außerhalb liegenden festen Punkten in einem Rahmen usw. angebracht sind, geradegeführt, so ist die Bewegung des genannten Systems in bezug auf eine ge- wünschte Schwingungsrichtung vollkommen bestimmt und festgelegt.
Selbstverständlich können die Lenkerfedern zur Geradführung eines Zweiniassensysteins auch in anderer Weise angebracht werden. Es handelt sich hierbei um die Erreichung des Zieles, die Massen in Richtung zweier Rauinachsen geradezuführen, während die dritte Raumachse die Schwingungsrichtung bildet. - Bei kleineren Ausschlägen genügt die Elastizität der verwendeten Materialien, um die auftretende Verkürzung der Lenkerfedern durch Durchbiegung zu gestatten.
Bei größeren Ausschlägen müssen jeweils eine oder beide Befestigungsstützen nachgiebig ausgeführt werden.

Claims

PATrNTANSPRÜCHE: i. Schwingende Arbeitsmaschine zur Ausführung von Rammarbeiten, Schlag-, Eindichtungs- und Stampfarbeiten, bestehend aus zwei Massen (M und m) mit Zwischenschaltung von einem oder mehreren energiespeichernden Mitteln (Federn, Gummikörper usw.) und aus einer möglichst im Ruhepunkt des ganz-en Systems (im Schwingungsknoten) befestigten Antriebsvorrichtung mit loser Kopplung (k),-: wobei gegebenenfalls - die ganze Maschine oder ihre einzeln-en Teile an einem geeigneten Gerüstaufgehängt-,oder auf einem Fundament abgestützt sind, und: zwar unter Zwischenschaltung von weichen Aufhänge- bzw. Stützfedern (c).
2. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem transportablen. Kran - aufgehängt ist und zum Zwecke des Einstampfens an beliebige-Arbeitsstellen transportiert und zur Erreichung einer bestimmten Arbeitstiefe während des Stampfens niedergelassen Werdenkann (Abb. 2ugd 3). 3. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekelinzeichnet, daß die weichen Federn (c), durch die die periodischen Rückwirkungen'isoliert werden sollen, zwischen dem Gerüst oder Kran bzw. dem Fundament einerseits und den einzelnen Organen der schwingenden Vorrichtungen (dem Antrieb der Knotenpunktaufhängung oder der losen Kopplung) andererseits angebracht werden (Abb. i bis 6). 4. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel, die den ruhenden Teil der Maschine von periodischen Rückwirkungen isolieren, in ein einziges vor odtr hinter dem Zugbalken befindliches Organ (c,.) zusammengefaßt werden (Abb. 3). 5. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbreiterun iD des Resonanzber--iches zusätzliche elastische Puffer (p) angewendet werden, die dem Schwingungsvorga-ng eine unharmonische Charakteristik verleihen (Abb. 4). 6. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur einseitigen Begrenzung des Arbeitshubes Gummischeiben (r) von verhältnismäßig großem Durchmesser und gering-er Höhe zwischen der stampfenden Masse (m) und dem auf dem Fundament ruhendenTeil derMaschine angeordnet werden. 7. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß zur Erzielung hoher Frequenzen bei kleinem Hub Gummikörper (p.,) verwendet werden, die durch Vorspannung eine Änderung der Frequenz und durch Formgebung eine Änderung der unharmonischen Charakteristik gestatten. 8. Schwingende Arbeitsmaschine. nach Anspruch7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung (k) die Masse (M) und die Masse (in) mit i8o' Phasenverschiebung zur Aktion und Reaktion erregt. g. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch- und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Koppelmittel zur Erregung von Schwingungen bei kleiner Amplitude aus einem Gummiring (w) besteht. io. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingenden Massen zur Vermeidung von Abweichungen aus ihrer Schwingungsbahn durch Lenkerfedern (b), die aus Holz sein können, verhältni#smäßig dämpfungslos geführt werden. ii. Schwingende Arbeitsmaschine nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß geradeführende Lenkerfedern (b, bl) zwischen den beiden Massen (M und m) angebracht sind (Abb. 6).