DE7801792U1 - In der marschrichtung umsteuerbare ruettelplatte - Google Patents

Description

BLUMBACH > WE$6R : aBf?^£N · KRAMER ZWIRNER ■ HOFFMANN

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G 78 01 792.2 29.4.81

Fa. Günther Weber

In f' "r Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatte

Die Neuerung bezieht sich auf eine in der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatt- räch dem Oberbegriff des Schutzan-Epruchs 1.

Bei einer Rüttelplatte dieser Art (U3-P3 3 8~2 OVO) ist eine starre Verbindung zwischen der Bodenplatte und der Motoraufhängung unter Benutzung von Naben und Schrauben vorgesehen, wodurch einerseits der Achsabstand zwischen Motorabtriebswelle und angetriebener Unwuchtwelle gleichbleibt, was zur Schonung des Keilriemens beiträgt, andererseits sioli jedoch die Vibrationen ungünstig auf die Lebensdauer des Motors auswirken und das Gerät eine relativ breite Bauform abgibt. Die Unwuchten umfassen jeweils zwei Unwuchtseheiben,und die Schaltkupplung besteht aus einem auf der zweiten Unwuchtwelle verschiebbaren Zahnrad mit seitlichen Klauen, die in entsprechende Klauen der Unwucht sehe iben 'der zweiten Unv.oichtwelle eingreifen können, und zwar je nach der Marschrichtung des Geräts mit der rechts oder links zuro Zahnrad angeordneten

München: R. Kramer Dipl.-Ing. -W.Weser Dipl Ρηγί. Dr. rer. n3I. · E. Hoffmann DrDl Ing. Wieibaden: P. G. Blumbach Dipl.-in₉. ■ P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing.. Pat.-Ass.. Pat.Anw. b.s 1979 G. Z.v«w D:pl -Ing. Dipi.VV. irg.

Unwuchtscheibe. Diese Unwuchtscheiben bedingen eine hohe Bauweise des Schwingungserregers und damit eine Kippgefährdung der Rüttelplatte, wenn man eine schmale Bauweise anstreben wollte.

Bei einer anderen umsteuerbaren Rüttelplatte (DD-PS 41 fco?) ist ein Schwingungserreger mit drei Unwuchtwellen vorgesehen, die durch ein Wendegetriebe in unterschiedlichen Drehrichtungen antreibbar sind. Der Motor und das Wendegetriebe sind an einem Motorrahmen befestigt, der durch Metallgunciielemente federnd gegen die Bodenplatte abgestützt ist, auf welcher der Vibrationserzeuger befestigt ist. Das Wendegetriebe wird über einen Keilriemen vom Motor angetrieben und treibt selbst über einen weiteren Keilriemen den Schwingungserreger an. Tatsächlich gebaute Rüttelplatten dieser Art hatten eine Arbeitsbreite von 4S cn und eine Erregerfrequenz von 50 Hz. Nachteilig ist die Notwendigkeit der Drehrichtungsumkehr der Unwuchten bei der Umsteuerung der Marschrichtung der Rüttelplatte und der dabei auftretende Verschleiß der Wendekupplungen.

Sonstige, am Markt befindliche Rüttelplatten weisen eine Gelenkwelle zur Antriebsverbindung zwischen Motor und Schwingungserreger auf. Ua den infolge der Schwingungen

auftretenden Knickwinkel der biegsamen Welle entsprechend klein zu halten, ist eine bestimmte Mindestlänge dieser Gelenkwelle vorzusehen, welche die kleinptmögliche Breite der Rüttelplatte bestimmte.

iur Verdichtung von Grabenverfüllungen wurden bisher Rammen Und Stampfer verwendet, in Ausnahmefällen auch sogenannte Einwegplatten, d.h. Rüttelplatten ohne Möglichkeit der Umsteuerung der Marschrichtung. Rammen und Stampfer bleiben in ihrer Arbeitsleistung hinter den Rüttelplatten zurück, ♦fahrend die Einwegplatten am Ende des Grabens jeweils herausgehoben werden müssen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauweise für eine in der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatte zu Schaffen, die eine kleine Gerätegröße - mit Breiten von JO cm und darunter - ermöglicht. Ferner soll das Gerät eine vernünftig lange Lebensdauer haben.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Gestaltung gemäß Schutzanspruch 1 gelöst.

Die verringerte Schwingungsamplitude ermöglicht die Verwendung des Keilriementriebes als einzige Verbindung zwischen der I'otorabtriebswelle und der ersten, angetriebenen Unwuchtwelie. Der Keilrienienantrieb verträgt nur eine gev/isse Schwingungamplitude, und durch die Verwendung der Gur_:~ioetallelemente wird das Überschreiten der zul:^:.ssi^er. Schwingungsamplitude sicher vermieden.

Die kleinstraögliche Gerätebreite wird durch die Breite des Keilriemenan^riebs sowie der Länge der Unwuchtwelle bestimmt Die Länge der Unwuchtwelle ergibt sich aus der Breite der Schaltkupplung und der axialen Länge der Unwucht. Wenn deren Länge gekürzt wird, wird eine größere Gerätehöhe in Kauf genommen und damit die Kippsicherheit der Rüttelplatte herabgesetzt. Kleine Gerätegröße bedingt also eine kompakte, nicht sehr lange Unwucht und eine schmale Schaltkupplung. Bei kleiner Gerätegröße der Rüttelplatte treten Pendelungen der Unwuchtwellen gegeneinander auf, v/elche das Schaltverhalten beeinträchtigen. Durch bestimmte Ausbildung der Schaltkupplung können diese Schaltschwierigkeiten klein gemacht (Anspruch 2) bzw. die Pendelungen unterdrückt werden (Ansprüche 3 bis 5).

Es ergibt sich somit, daß durch eine glückliche Kombination in der Marschrichtung umsteuerbare RiJttelplatten mit kleinen Abmessungen geschaffen v/erden konnten, deren Verdichtungsleistunccn auf teils bindigen Böden oder nassen Baustoffen :^:.r,i Vergleich

zu Geräten mit mir einer Unwuchtwelle verbessert sind. %

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Rüttelplatte mit teil- :;, weise weggebrochenen Teilen; %

Fig. 2 eine Ansicht von der Bedienungsseite aus, teil- jj weise geschnitten; ^:

Fig. 3 eine Einzelheit gemäß Schnitt III-III in Fig. 1, jedoch im größeren Maßstab;

Fig. 4 eine abgeänderte Einzelheit in einer Seitenansicht gemäß IV-IV in Fig. 3; und

Fig. 5 eine Ansicht gemäß Pfeil V in Fig. 4.

Auf einer Bodenplatte 1 ist ein Schwingungserreger 2 befestigt, der über einem Riementrieb 3 von einem Motor 4 antreibbar ist. Der Motor 4 sitzt auf einer Rahmenplatte 5, welche die Motoraufhängung darstellt und über eine Reihe von Gummimetallenelementen 6 mit der Bodenplatte 1 verbunden ist. Eine Führungsstange 7 ist gelenkig mit der Rahmenplatte 5 verbunden und trägt eine Reihe von Bedienungshebeln, unter anderem einen Hebel 8 für die Marschrichtung des Geräts. Der als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Motor 4 weist die üblichen Aufbauten (Luftfilter, Brenn stoff tan/.) auf und kann von einem Schutzrahmen 9 umgeben sein, der an der.Rahmenplatte 5 befestigt ist.

Der Keilriementriel 3 umfasst sine mit der Motorabtriebswelle 11 verbundene Riemenscheibe 12, die vorzugsweise als Flichkraftkupplunc 'tusgcbildet .ist, einen Keilriemen 13 und eine?

Rieraenscheibe 14, die an einer Unwuchtwelle 15 des Schwingungserregers 2 befestigt ist. Mit der Unwuchtwelle 15 ist eine Unwucht 16 und ein nicht dargestelltes Zahnrad drehfest verbunden, welches mit einem Zahnrad 18 (Fig. 3) kämmt. Das Zahnrad 18 ist letztlich auf einer zweiten Unwuchtwelle 19 drehbar gelagert, und zwar über ein zweiteiliges Schaltkupplungsgehäuse 20, 21 und Kugellager 22. Im Bereich des SchaltkupplungEgehäuses weist die Unwuchtwelle 19 einen Hohlraum auf, in welchem ein Schaltbolzen 23 verschieblich geführt ist, der ein Mitnahmeelement 24 an seinem inneren Ende aufweist. Das Mitnahmeelement 24 durchdringt die Unwuclravelle 19 in einem Fenster 25, an dessen Rand sich das Mitnahmeelement 24 abstützt und die Unwuchtwelle 19 antreibt. Auf der Innenseite der KupplungshäWten 20 und 21 sind eine Reihe von sogenannten Segmenten 26 angeordnet, welche radiale Anschläge für das Mitnahmeelement 24 darstellen und dieses beim Umlauf mitnehmen. Die Segmente der einen Kupplungsgehäusehälfte (z.B. 20) sind zu den Segmenten der anderen Hälfte (21) so versetzt angeordnet, daß bei der Verschiebung des Schaltbolzens 23 und damit des Mitnahmeelements 24 in der Zeichnung nach rechts zunächst kein Segment angetroffen wird, d.h., eine Anlage an dem Mitnahmeelement 24 erst dann erfolgt, v/enn die Unwuchtwelle 19 und das drehfest mit dieser verbundene Mitnahmeelement 24 um 180° gegenüber dem umlaufenden Kupplungsgehäuse zurückgeblieben ist. Durch Anlage an dem eingezeichneten Segment 26 erfolgt

dann erneut eine Mitnahme des Mitnahmeelements 24 und damit der Unwuchtwelle 19. Bei den relativ hohen Schwingungsfrecuenzen treten Pendelungen der Lage der Unwuchtwelle 15 auf. Die Segmente 26 weisen lediglich einen Winke!umfang im Bereich von 15° bis 90° auf (z.B. 30°), so daß trotz der Pei elungen die Gefahr des Auftreffens auf die Ringfläche des Segmentes 26 vermieden ist, d.h., das Mitnahmeelement 24 tritt sicher in die Lücke zwischen den Segmenten ein.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Einrichtung zur Verhinderung der Pendelungen. Anstelle der Kugellager 22 ir. Fig. 3 sind zwei gehärtete Buchsen 27 vorgesehen, die im Klemmsitz ar. ihrer jeweiligen Hälfte 20, 21 des Schaltkupplungsgehäuses befestigt sind und deren zylindrische Innenflächen zur Lagerung des Schaltkupplungsgehäuses 20, 21 auf der Unwuchtwelle 19 dienen. Wie erläutert, läuft das Schaltkupplungsgehäuse 20, 21 .ständig um und treibt über eines der Segmente 26 das Mitnahaeelement 24 und damit die Unwuchtwelle 19 an. Wenn nach dem Umschalten der Marschrichtung das zuvor unbeaufschlagte Segment 26 zur Wirkung kommt und auf das Mitnahmeelement 24 auftrifft, kann die Unwuchtwelle so stark beschleunigt werden, daß sie vorläuft und es zu den beschriebenen Pendelungen kommt. Wenn dieser Vorlauf verhindert wird, werden auch die Pendelungen verhindert. Zu diesem Zweck ist ein Richtungsgesperre 28 vorgesehen, bestehen aus zwei Zylinderstiflen 40, 41 sowie zwei Feder«42, 43, welche die Zylinderstifte 40, 41 gegen die zy-

lindrische Innenoberfläche der Buchsen 27 drängen. Die Zylinderstifte AO, 41 sind in jeweils einer Aussparung 44, h^r, der Unwuchtwelle eingelegt, die einen keilförmigen Querschnit aufweisen. Parallel zur jeweiligen Achse der Federn 42, 43 ist nämlich jeweils eine Führungsebene 44a, 45a vorgesehen, die schräg auf die Buchsen 27 auftreffen, zwischen denen ein Zwickelraum verbleibt.

( V/enn im Sinne der beschriebenen Pendelungen die Unwuchtwelle 19 in Richtung des Pfeiles 19a gegenüber dem Antrieb durch das Segment 26 vorzueilen bestrebt ist, dann kommt es zu eine Relativbewegung zwischen Unwuchtwelle und Buchse 27, welche die Zylinderstifte 40, 41 in den Zwickelraum hineinzurollen versucht. Daourch kommt es zu einer Klemmung, d.h., die Unwuchtwelle 19 kann tatsächlich nicht voreilen. Andererseits verhindert das Gesperre 28 nicht das Zurückbleiben der Unwuchtwelle 19 im Falle der Umschaltung der Marschrichtung, denn in diesem Fall versucht die Relatiwerschiebung zwischen Buchsen 27 und Unwuchtwelle 19 die Zylinderstifte 40, 41 in Richtung der Flächen 44b bzw. 45b zu rollen.

Pie Verstellung des Schaltbolzens 23 und damit des Mitnahmeelementes 24 erfolgt in der Art einer Schraubspindel, d.h., ein mit Gewinde versehenes Schaltrad 29 treibt eine Gewindemutter 30 in Längsrichtung an. die gegen Drehung durch einen Keil 31 gesichert ist. Das Schaltrad 29 steht über einen Seil zug 32 mit dem Hebel 8 in Verbindung.

Wie in Fig. 2 dargestellt, können an der Bodenplatte 1 seitliche Anbauplatten 35, 36 angeschraubt werden, wenn eine größere Verdichtung;: brei te gewünscht wird.

Im Betrieb läuft der Motor 4 im Bereich von 2200 bis 3400, im Mittel bei 2800 U/min um und erzeugt in einer entsprechenden übersetzung durch den Keilriementrieb 3 eine RUttelfrequenz von f - -10 Hz. Die Unwuchtmassen der Unwuchtwellen 15 und 19 sind um ^90° gegeneinander phasenverschoben, so daß je nach Schaltlage eine Schwingungsrichtung um 45° nach vcrn oder rückwärts zur Senkrechten entsteht und das Gerät in Übereinstimmung mit der eingesteli"¹" ..i Marschrichtung nach vorne oder rückwärts läuft. Wegen der relativ hohen Frequenz sind die Schwingung s amplituden mäßig groß, so daß der Abstaue der Riemenschieben 12 und 14 voneinander nicht allzusehr schwankt. Da der Keilriemen 13 außerdem in einem Bereich weit oberhalb seiner Eigenfrequenz umläuft, ist die Schwingungsanregung durch den sich ändernden Abstand der Riemenscheiben 12 und 14 voneinander ungefährlich. Es hat sich gezeigt, daß der Keilriemenantrieb eine vernünftig lange Lebensdauer hat.

Die Gummimetallelemente 6 begünstigen wegen ihrer Federcharakteristik kürzere Schwingungen und dämpfen harte Stöße, die zu größeren Abstandsänderungen der Riemenscheiben 12 und 14 führen könnten. Dies trägt zur langen Lebensdauer des Keilriemenantriebes 3 bei.

Claims (5)

BLUMBACH1 .WESER.:- BERGEN ■ KRAMER ZWIRNER · HOFFMANN PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Patentconsul! RaciedceslraSe 42 8000 Mun-ien 60 Telefon (CS?j £3 36 03/83 360-! Telex 05-212313 Telegramme Pa^eniccnsul: PatentconsuM Sonnenbergor Straße -43 6-2C3 WiesDaden Telefon (Ci12i) 5ά29·ί3/5ό1993 Telex 04-186237 Telegrjmmc Pa:entccr.s. G 78 01 792.2 29,4.81 Fa. Günther Weber Schutzansprüche

1. In der Marschrichtung umsteuerbare Rüttelplatte mit einer Bodenplatte,

mit einem Motor und einer Motoraufhängung, die an der Bodenplatte befestigt ist,

mit einem an der Bodenplatte befestigten Schwingungserreger. anr zwei gegenläufige, über Zahnräder verbundene Unwuchtwellen aufweist,

mit einer Antriebsverbindung zwischen Motor und der ersten Unwuchtwelle, enthaltend einen Keilriemen und zwei Riemenscheiben, und

mit einer Schaltkupplung zur Verstellung der Phasenlage der zweiten Unwuchtwelle, v/obei der Veiterlauf der Unwuchtwellen in einer einzigen Umlaufrichtung ermöglicht wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die Unwuchtwellen (15, 19) weisen jeweils eine Unwucht (16) auf, wobei das Zahnrad (ϊδ) der zweiten Unwuchtwelle (19) üb^r ein Schaltkupplungsgehäusc (20, 21) auf dieser (19) gelagert ist;

München: R. Kramer Dipl. Ing. ■ W. Weser Drpl.-Phys. Dr. rer. nat. ■ t. Hoffmann Dinl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Dlumbnch Dipl. Ing. · P. Bergen Prof. Dr jur. Dipl. Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwi.-nnr Dipl.-Ing. Dipl. W. Irr;.

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b) zur Befestigung der Motoraufhängung (5) an der Bodenplatte (1) sind Gummimetalleienente (6) vorgesehen, welche eine federnde Verbindung darstellen, und hinsichtlich ihrer Federcharakteristik zur Begünstigung kürzerer Schwingungsamplituden zwischen 3odenple te (i) und Schwingungserreger (2) einerseits und Motoraufhängung (5) mit Motor (4) andererseits und zur Geringhaltung der Abstandsschwankungen zwischen den R i em en sch f. .1 Den (12,14) des Keilriementriebs (3) ausgebildet sind.

2. Rüttelplatte nach Anspruch 1,

wobei die ein- und ausrückbaren Kupplungselemente aus sich gegenüberstehenden Segmenten des Schaltkupplungsgehäuses und einem Mitnahmeelement bestehen, v/elches je nach Marschrichtung im Umlaufweg der einen oder anderen Segmente liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (26) einen Winkelbereich von etwa 15 bis 90° einnehmen.

3. Rüttelplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltkupplungsgehäuse (20, 21) über ein Gesperre (28) auf der verstellbaren Unv/uchtvelle (19) gelagert ist.

4. Rüttelplatte nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre (23) zwei Zylindc-retifte (40, 41) aufweist, die in keilförmigen Randauscparungen (44, 45) der verstellbaren Unwuchtwelle (19) sitzen.

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5. Rüttelplatte nach Anspruch h,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des Sohnltkupplungsgehäuses (20, 21) gehärtete Buchsen (27) vorgesehen sind, die im Klemmsitz am Schaltkupplungsgehnuse befestigt sind.