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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine handgeführte Walze zum Einebnen des
Bodens eines Straßenbettes
oder Pflasters, und insbesondere auf eine handgeführte Walze
eines von Hand steuerbaren Typs, der sich durch Ziehen und Drücken eines
Griffes in horizontaler Richtung durch einen Arbeiter steuern lässt.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
Walzen zur Bodenbearbeitung von Straßenbetten und Pflastern gibt
es unter den vergleichsweise kleinen Walzen handgeführte Walzen.
Es besteht wegen der geringen Größe ein Bedürfnis nach einem
einfachen Aufbau, und daher erfolgt die Steuerung von Hand durch
Drücken
und Ziehen des Griffes in horizontaler Richtung durch Menschenkraft.
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Für solche
handgeführten
Walzen werden bisher weitgehend Konstruktionen benutzt, wie sie 5 zeigt. Hierbei ist eine
vordere und eine hintere Walze 4, 5 in einem Rahmen
gelagert, an dessen Rückseite
eine Griffstange 9 befestigt ist. Innerhalb des Rahmens
ist ein (hier nicht gezeigter) Vibrationsgenerator angeordnet, um über den
Rahmen Vibrationen auf die vordere und die hintere Walze 4, 5 zu übertragen.
Die Arbeitsrichtung kann, wie gezeigt, durch Drücken und Ziehen der Griffstange 9 von Hand
in Horizontalrichtung verändert
werden, um die vorderen und hinteren Walzen 4, 5 zusammen
mit dem Rahmen zu lenken. Da diese Konstruktion mit einem Vibrationsgenerator
auskommt und mit keinem Lenkmechanismus versehen ist, ist sie sehr
simpel und kostengünstig
und daher besonders geeignet für
eine handgeführte
Walze.
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Beim
Lenken einer solchen Konstruktion muss jedoch die Führungswalze
als Ganzes bewegt werden, und das Drücken und Ziehen des Handgriffs erfordert
ein gewisses Ausmaß an
körperlicher
Kraft. Man hat daher Konstruktionen mit einem Lenkmechanismus vorgesehen,
die vom Gesichtspunkt der Kraftersparnis viel bringen.
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Als
Lenkmechanismus gibt es (1) einen Mechanismus, bei dem entweder
die Vorderwalze oder die Rückwalze
geschwenkt wird, wobei die Drehachse in der Mitte der Walze vorgesehen
ist, (2) einen Mechanismus, der gleichzeitig die vordere und die hintere
Walze schwenkt, wobei die Drehachse zwischen beiden Walzen angeordnet
ist, und (3) einen Mechanismus, wo der die vordere und die hintere Walze
tragende Rahmen in einen hinteren und einen vorderen Rahmen unterteilt
ist, die in der Mitte des Walzenchassis gelenkig verbunden sind.
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Vergleicht
man diese drei Lenkmechanismen, dann hat die Lösung (1) den Nachteil, dass
der Unterschied von den kurveninneren "Rädern" zwischen vorderer
und hinterer Walze beim Lenken groß ist und dass die Wanderungsorte
(traveling loci) von vorn und hinten stark abweichen, bei der zweiten
Lösung
ist das Lenken von zwei Achsen erforderlich, wodurch die Konstruktion
kompliziert und teuer wird, und im Vergleich kann man die dritte
Lösung
als die geeignetste ansehen, jedoch hat sie die weiter unten erwähnten Nachteile.
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Im
Schweizer Patent 429 605 ist eine handgeführte Walze beschrieben, bei
welcher von einem auf einem Rahmen montierten Vibrationsgenerator Vibrationen
auf die vorderen und hinteren Walzen übertragen werden, um das Bodenmaterial
zu verdichten, über
welche die Walze an einem Handgriff geführt wird. Im Rahmen ist eine
vordere Walze in der Nähe
eines Rahmenendes gelagert, und das andere Ende ist gegabelt und
nimmt einen Block auf, der innerhalb der Gabel mit Hilfe eines oberen
und eines unteren Gleitlagers und einer vertikalen Lenkachse gelagert
ist. Von der rechten und der linken Seite des Blockes ragt je eine
waagerechte Achse weg, auf welcher zwei Walzen sitzen, während von
der Rückseite
des Blockes eine Stange mit einem Handgriff wegragt. Durch Bewegung
der Stange nach links oder rechts wird der Block um seine Schwenkachse gedreht,
so dass seine beiden horizontalen Achsen mit den hinteren Walzen
zum Lenken der Maschine entsprechend geschwenkt werden. Im Rahmen
ist ein Vibrationsgenerator zwischen vorderer und hinterer Walze
gelagert und wird von einem oberhalb des Rahmens montierten Motor
angetrieben. Die Vibrationen werden vom Rahmen auf die vordere Walze und
zusätzlich über die
Lagerung auf die hinteren Walzen übertragen.
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Eine
handgeführte
Walze entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der DE-A-2
264 813 beschrieben.
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Zunächst, weil
bei einer Konstruktion, wo der vordere und der hintere Tragrahmen
mit der Schwenkachse zusammengelenkt sind, die Schwenkachse und
das Lager in Vertikalrichtung entgegensetzt zueinander angeordnet
sind, ist die Höhe des
Fahrzeugs notwendigerweise groß,
und dies ist keine empfehlenswerte Konstruktion, weil die handgeführte Walze
kompakt sein soll.
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Sieht
man einen Vibrationsgenerator vor, so werden die Vibrationen über die
Achse entweder auf die Vorder- oder die Hinterwalze übertragen,
und daher müssen
Schwenkachse und Lager sehr belastungsfähig und damit teuer sein. Wenn
andererseits Vibratoren jeweils im Inneren der Walzen angeordnet werden,
wie es bei großen
Walzen der Fall ist, dann braucht man keine hoch beanspruchbaren
Teile, aber es werden zwei Vibratoren benötigt und man braucht eine Synchronisiervorrichtung
für die
beiden Vibratoren, was ebenfalls die Kosten in die Höhe treibt.
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Allein
bei Achse und Lager ist, weil wegen der Präzision beider Rattern groß gemacht
wird (rattling is made large), ist eine hohe Präzision erforderlich, die bei
der Herstellung arbeitsaufwendig ist, und außerdem ist die Haltbarkeit
problematisch.
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Die
Erfindung wurde gemacht im Hinblick auf die beim Stand der Technik
auftretenden Probleme, und daher besteht eine Aufgabe darin, eine
solche handgeführte
Walze zu schaffen, die sich leicht lenken lässt, einen kompakten Aufbau
hat und in der Herstellung billig ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist eine handgeführte
Walze mit Handsteuerung erfindungsgemäß grundsätzlich gekennzeichnet durch
eine direkte oder indirekte Schwenkverbindung eines vorderen Tragrahmens,
in dem eine vordere Walze gelagert ist, und eines hinteren Tragrahmens,
in dem eine hintere Walze gelagert ist, über ein Wälzlager an einem Mittelteil
eines Walzenfahrzeug-Hauptkörpers,
durch Anordnung eines Vibrationsgenerators in der Nähe des Wälzlagers
und Vibrationsübertragung
vom Vibrationsgenerator auf die vordere und/oder die hintere Walze über das
Wälzlager.
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Die
Erfindung benutzt das Wälzlager
zur Verbindung des vorderen Tragrahmens mit dem hinteren Tragrahmen,
und insbesondere sind diese Rahmen direkt oder indirekt mit einem
inneren Lagerring bzw. einem äußeren Lagerring
fest verbunden und gegeneinander verschwenkbar. Das Wälzlager
ist allgemein flach, so dass die Höhe beider Wagen niedriggehalten
werden kann.
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Das
Wälzlager
ist stärker
als die mit Achse und Lager verbundene Struktur und rattert weniger, wenn
Vibrationen vom Vibrationsgenerator übertragen werden. Weiterhin
wird keine hohe Präzision
erfordert, und die Dauerhaftigkeit ist überragend.
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Weil
bei der erfindungsgemäßen Konstruktion
der vordere Tragrahmen und der hintere Tragrahmen über das
Wälzlager
gegenseitig verschwenkbar sind, lässt sich die Lenkung einfach
durch horizontales Schieben und Ziehen des Handgriffs bewirken, der
in einer optionalen Position vorgesehen ist. Diese Rahmen sind schwenkbar
an der Mitte des Hauptwagen- oder Hauptfahrzeugkörpers miteinander verbunden,
so dass sich eine weiche Lenkung durchführen lässt, ohne dass große Abweichungen
in den Laufwegen (traveling loci) von vorderer Walze und hinterer
Walze verursacht würden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Seitenansicht
zur Erläuterung
der Konstruktion einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist eine teilweise geschnittene
Seitenansicht unter Weglassung des Antriebsteils in Form eines Motors,
der auf den oberen Teil montiert ist, wie 1 zeigt;
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3(a) ist eine Draufsicht
auf 2 und
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3(b) ein Schnitt längs der
Achse A-A von 3(a);
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4 ist eine Draufsicht zur
Erläuterung
der Lenkzustände
der Ausführungsform,
wobei 4(a) den Zustand
der Steuerung nach rechts und 4(b) den
Zustand der Steuerung nach links zeigt; und
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5 ist eine Ansicht zur Erläuterung
des Lenkzustandes (Rechtsrichtung) der Handsteuerung der handgeführten Walze.
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In
den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Walzenwagenrahmen, 2 einen
vorderen Tragrahmen, 3 einen hinteren Tragrahmen, 4 eine
vordere Walze, 5 eine hintere Walze, 6 ein Schwenklager, 7 einen
Vibrationsgenerator, 8 eine Stange, 9 eine Griffstange, 10 eine
Griffachse, 12 einen Stoßdämpfer, 18 einen Antriebsteil
und 90 eine Bremsvorrichtung.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Es
seinen nun Ausführungsformen
der Erfindung erläutert. 1 ist eine Seitenansicht
und 2 ist eine Seitenansicht,
bei welcher ein Antriebsteil in Form eines Motors oder einer anderen Maschine
weggelassen ist, der auf dem oberen Teil montiert ist, wie es 1 zeigt (die einen teilweise geschnittenen
inneren Teil zeigt). 3(a) ist
eine Draufsicht und 4 zeigt
Draufsichten, die Lenkzustände
veranschaulichen.
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Wie
dargestellt, weist der Wagenrahmen 1 einen vorderen Tragrahmen 2 und
einen hinteren Tragrahmen 3 auf, und auf dem Wagenrahmen 1 (speziell
dem vorderen Tragrahmen 2) sitzt mittels einer Grundplatte 16 der
Antriebsteil 18, der aus einem Motor und anderen Teilen
besteht. Im Wagenrahmen 1 besteht der hintere Tragrahmen 3 aus
einem Teil der Oberseite der hinteren Walze 5, während der
vordere Tragrahmen 2 so ausgebildet ist, dass er weitgehend über dem
hinteren Tragrahmen 3 verläuft. Ferner sind der vordere
Tragrahmen 2 und der hintere Tragrahmen 3 mit
Hilfe eines Wälzlagers 6 in
der Mitte des Wagens gegeneinander verschwenkbar. Speziell ist ist
ein äußerer Ring 60 des
Wälzlagers über Schrauben
mit dem vorderen Tragrahmen 2 verschraubt, und ein innerer
Ring 61 ist mit einer Grundplatte 30 verschraubt,
die vom hinteren Tragrahmen 3 wegragt.
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Der
vordere Tragrahmen 2 ist mit Hilfe einer Griffstange 9 schwenkbar
am hinteren Teil angelenkt. Eine Klammer der Griffachse 10 ist
mit der Stange 8 verbunden, deren Ende mit der Grundplatte 30 verbunden
ist. Die Grundplatte 30 ist ein Bauteil, welches von der
hinteren Tragplatte 3 wegragt und mit dem inneren Lagerring 61 des
Wälzlagers 6 verschraubt
ist. Wenn die Griffstange 9 betätigt wird, wird infolge der
Verbindung der Grundplatte 30 mit der Stange 8 der
hintere Tragrahmen 3 (bezüglich des vorderen Tragrahmens 2) über die
Gelenkverbindung geschwenkt. Wenn also die Griffstange 9 (wie
in 4(a) gezeigt) nach
rechts gedrückt
wird, dann werden der hintere Tragrahmen 3 und die hintere Walze 5 nach
rechts oben geschwenkt, und wenn in diesem Zustand eine Vorwärtsbewegung
erfolgt, dann wird der Wagen nach rechts gelenkt. Wenn umgekehrt
die Griffstange 9 nach links gedrückt wird, wie es in 4(b) gezeigt ist, dann wird
der Wagen nach links gelenkt. Durch Drücken und Ziehen der Griffstange 9 kann
die Steuerung leicht durchgeführt werden.
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Wie 3 zeigt, ist andererseits
die Bremsvorrichtung 90 nahe bei der Griffstange 9 vorgesehen (in 4 weggelassen), und sie
umfasst einen nach oben und unten schwenkbaren Feststellhebel 91 und ein
Feststellloch 92, welches den Basisteil des Feststellhebels 91 hält, wenn
dieser nach oben geschwenkt wird, und der Feststellhebel 91 ist
an der Unterfläche
der Basisplatte 16 angelenkt, während das Feststellloch 92 am
hinteren Tragrahmen 3 befestigt ist. Weil die Basisplatte 16 am
vorderen Tragrahmen 2 befestigt ist, wird beim Hochschwenken des
Feststellhebels 91 dessen Basisteil vom Feststellloch 92 gehalten,
und damit wird eine gegenseitige Betätigung des vorderen Tragrahmens 2 und
des hinteren Tragrahmens 3 blockiert, weil der Feststellhebel 91 mit
dem Feststellloch 92 verbunden ist. Das heißt, die
hintere Walze 5 ist fixiert, und es kann nicht gelenkt
werden. Wenn umgekehrt der Feststellhebel 91 nach oben
geschwenkt wird, dann wird sein Basisteil aus dem Feststellloch 92 herausgehoben,
und der vordere Tragrahmen 2 und der hintere Tragrahmen 3 können durch
Ziehen und Drücken
der Griffstange 9 frei geschwenkt werden. Wird beim Fahren auf
einer Straße
nach links oder rechts geschwenkt, dann wird die hintere Walze 5 entsprechend
verschwenkt, und beim Vorwärtsfahren
muss die Griffstange 9 festgehalten werden, jedoch lässt sich
mit der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 90 diese
Mühe vermeiden.
Wenn weiterhin an einer engen Stelle ein rechter Winkel zu fahren
ist, dann genügt
es, den Wagenrahmen 1 zu steuern wie er ist, und wenn die
Steuerung mit Hilfe der Verriegelungsvorrichtung 90 blockiert
ist, dann ist die gleiche Betätigung
möglich.
Außerdem
kann die hintere Walze 5 wirksam daran gehindert werden,
beim Transport infolge von Vibrationen zu wandern.
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Der
Vibrationsgenerator 7 ist unter dem Wälzlager 6 montiert,
und die von ihm ausgehende Vibration wird über den vorderen Tragrahmen 2 auf die
vordere Walze 4 und über
das Wälzlager 6 auf
die hintere Walze 5, die Basisplatte 30 und den
hinteren Tragrahmen 3 übertragen.
Das Wälzlager 6 ist
flach und stabil und hat keine Festigkeitsprobleme bezüglich der
Vibrationsübertragung.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform
wird die Vibration über
den vorderen Tragrahmen 2 direkt auf die Vorderwalze 4 und über das
Wälzlager 6 indirekt
auf die hintere Walze 5 übertragen, und es genügt, dass
der Vibrationsgenerator im hinteren Tragrahmen 3 montiert
ist, so dass die Vibrationen über
den hinteren Tragrahmen direkt auf die hintere Walze und über das
Wälzlager 6 indirekt
auf die vordere Walze 4 übertragen werden.
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Hinter
der Basisplatte 30 ist der Stoßdämpfer 12 für die Lenkung
angeordnet. Für
diesen Stoßdämpfer 12 ist
ein rahmenförmiger
Körper 13,
der längs
seiner Axialrichtung mit einem Schlitz ausgebildet ist, an der Grundplatte 30 befestigt
und wird zusammen mit dem hinteren Tragrahmen 3 verdreht.
In den Schlitz des rahmenförmigen
Körpers 13 ist
ein Befestigungsteil 14 eingepasst, und sein Kopf ist mit einem
Teil des vorderen Tragrahmens 2 über eine Schraube verschraubt.
Das Befestigungsteil 14 ist an seiner rechten und linken
Seite mit Federn 15 versehen (konkret wird ein Ende der
Feder von dem Befestigungsteil 14 gehalten und das andere
von einer Klammer des rahmenförmigen
Körpers 13).
Wenn der rahmenförmige
Körper 13 sich
gegenüber
dem Befestigungsteil 14 verschiebt, dann bewirkt die Elastizität der Feder,
dass das Befestigungsteil 14 in der Mitte bleibt. Wenn
also der hintere Tragrahmen 3 sich dreht, dann dreht sich
auch der rahmenförmige Teil 13 relativ,
da er das Befestigungsteil 14 in dem Schlitz hält, und
selbst in einem solchen Fall bewirkt die Elastizität der Feder 15,
dass das Befestigungsteil 14 in der Mitte des rahmenförmigen Teils 13 bleibt.
Da andererseits das Befestigungsteil 14 mit dem vorderen
Tragrahmen 2 verbunden ist, wird der Griff 9 im
Fall eines Bruches der Steuerung mit einer Kraft beaufschlagt, durch
welche der Griff immer in die Geradeaus-Richtung zurückkehrt.
Selbst wenn von der Fahrstraße
ein Stoß auf
den Griff 9 übertragen
wird, welcher die Belastung umkehrt, wird dieser vom Stoßdämpfer 12 wirksam
aufgefangen. Sollte auf den Wagen eine zufällige Kraft einwirken und die Steuerung
unerwartet zu Bruch gehen, dann kann die Griffstange 9 unmittelbar
in den Anfangszustand zurückkehren.
Wird die Griffstange 9 geschoben und gezogen, um eine wunschgemäße Lenkung
durchzuführen,
dann wird der Handgriff beim Loslassen schnell in seine Anfangsposition
zurückgebracht.
Somit hat die erfindungsgemäße Walze
die Eigenschaft, immer den Geradeaus-Fahrzustand einzunehmen.
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Wie
bereits gesagt wurde, lässt
sich die Lenkung leicht durch Drücken
und Ziehen der Griffstange 9 in horizontaler Richtung durchführen, weil
der vordere Tragrahmen 2 und der hintere Tragrahmen 3 mit Hilfe
des Wälzlagers 6 gegenseitig
verschwenkbar sind. Speziell besitzt der zu verdrehende hintere
Tragrahmen 3 einen Teil oberhalb der Walze 5,
und zum Ziehen und Drücken
der Griffstange genügt
eine geringe Kraft. Weil weiterhin das Wälzlager 6 flach ist, kann
die Höhe
des Walzenwagens niedrig gehalten werden, und das Wälzlager
ist drehbar mit dem mittleren Teil verbunden, so dass keine große Nacheilung
der Laufwege (running loci) zwischen vorderer Walze 4 und
hinterer Walze 5 auftritt und die Lenkung leicht geht.
Andererseits wird durch die Lenkverriegelungsvorrichtung 90 die
hintere Walze 5 fixiert, um den Steuervorgang einfach einzuhalten,
wenn kein Lenken oder rechtwinkliges Abschwenken notwendig ist.
Die Vibrationen des Vibrationsgenerators 7 werden durch
das Wälzlager 6 auf
die hintere Walze übertragen,
und weil das Wälzlager
stabil angeordnet ist, können
die Vibrationen voll übertragen
werden, ohne Bruchprobleme zu verursachen. Daher ist nur ein Vibrationsgenerator 7 vorgesehen,
und dies führt zu
günstigen
Kosten. Durch den Stoßdämpfer 12 werden
auf die Griffstange 9 ausgeübte Stöße absorbiert, und man kann
die Geradeaus-Richtung ordnungsgemäß beibehalten.
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Die
hier beschriebene Konstruktion ist wie oben erwähnt so, dass die Betätigung der
Griffstange 9 und die Schwenkbewegung des hinteren Tragrahmens 3 (der
hinteren Walze 5) miteinander verkoppelt sind und dass
die Stoßrichtung
der Griffstange 9 und die Lenkrichtung miteinander übereinstimmen, jedoch
ist es möglich,
dass beispielsweise die Griffstange 9 am hinteren Teil
des vorderen Tragrahmens befestigt ist, wobei die Betätigung der
Griffstange 9 und die Schwenkwirkung des vorderen Tragrahmens 2 (der
vorderen Walze 4) miteinander verkoppelt sind und die Stoßrichtung
der Griffstange 9 entgegengesetzt zur Lenkrichtung ist.
Einige Benutzer sind mit einer Konstruktion, wie sie 5 zeigt, vertraut, wo die Drückrichtung
der Griffstange 9 und die Lenkrichtung einander entgegengesetzt
sind, und in einem solchen Fall ist die Konstruktion ebenfalls vorteilhaft.
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Wie
gesagt, ist die erfindungsgemäße handgeführte Walze
von einfachem Aufbau, da sie ein Wälzlager benutzt. Die Höhe des Wagens
kann niedrig gehalten werden und es genügt ein Vibrationsgenerator,
so dass die Konstruktion sehr kompakt gemacht werden kann und nur
geringe Herstellungskosten erfordert. Weiterhin kann die Lenkung
einfach durch Schieben und Ziehen der Griffstange in horizontaler
Richtung erfolgen, ohne dass eine große Nacheilung in den Laufwegen
zwischen vorderer und hinterer Walze verursacht wird, und weil außerdem das
Wälzlager
stabil angeordnet werden kann, ergibt sich kein Rattern durch Vibrationen,
und der Walzenwagen ist von überragender
Dauerhaftigkeit im Vergleich zu einer Konstruktion nur mit Welle
und Lager.