DE8108374U1 - Vorrichtung zur verdichtung des bodens mittels einer vibrationsplatte - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHÖLD" FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE Dr.-!ng. von Kreisler 11973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K.W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

20.3.1981 Sch/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

Ingenieurbüro Benno Kaltenegger AG & Co. KG/ Kurhausstraße 73-79, 5202 Hennef

Vorrichtung zur Verdichtung des Bodens mittels einer Vibrationsplatte

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verdichtung des Bodens mittels einer Vibrationsplatte mit einer durch einen Antriebsmotor angetriebenen, ein Exzentergewicht aufweisenden Welle und mit einer Einrichtung zum stufenlosen Verändern der Vortriebsbewegung vor- und rückwärts.

Reversierbare Vibrationsplatten zum Verdichten von Schüttgut im Straßen- und Kanalbau sowie in verwandten Bereichen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Solche Vibrationsplatten haben in der Regel einen Zwei-Wellen-Rüttler, der eine gerichtete Schwingung erzeugt. Hierbei ist eine Umsteuerbarkeit vorgesehen, so daß das Gerät bei gleichbleibender Motordrehzahl und konstanter Schwingamplitude mit einer unveränderbaren Geschwindigkeit wahlweise vor- oder rückwärts bewegt werden kann. Dabei sind Variationen der Schwingweite und Frequenz durch Verändern der Motordrehzahl möglich.

Weiterhin sind Konstruktionen von Vibrationsplatten bekannt,

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bei denen eine Änderung der Richtung der Schwingungen durch stufenloses Verstellen der einen Exzenterwelle zu der anderen durch eine Verstelleinrichtung erreicht wird. Bei gleichbleibender Schwingamplitude vom Vibrieren auf der Stelle bis zu einer maximalen Geschwindigkeit vor- und rückwärts kann eine entsprechende Steuerung für die veränderliche Vortriebsgeschwindigkeit erzielt werden.

Die bekannten Konstruktionen dieser Art sind meist recht aufwendig und schwergängig und erlauben ein Umschalten von der Vorwärts- zu der Rückwärtsbewegung nur mit Verzögerang.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdichtungsvorrichtung mittels einer Vibrationsplatte der anfangs genannten Art zu schaffen, durch deren Konstruktion sich eine leichtgängige und kostengünstige Verstelleinrichtung ergibt, wobei auch eine schnelle Umsteuerung der Arbeitsrichtung gewährleistet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Exzenterwelle Teil eines Planetengetriebes bildet, der Antrieb auf den Planetenträger wirkt und das mit dem Planetenzahnrad zusammengreifende Zahnrad verdrehbar und arre-0 tierbar und in der Verdrehbarkeit für eine stufenlos veränderliche Vortriebsgeschwindigkeit nach beiden Richtungen steuerbar ist.

Mit Hilfe des Planetengetriebes für den Antrieb der Exzenterwelle für die Vibration der Bodenplatte der Verdichtungsvorrichtung genügt die Verwendung nur einer Exzenterwelle, um jl· die Vortriebsgeschwindigkeit der Vibrationsplatte und die

Reversierbarkeit der Bewegung steuern zu können. Es ist eine leichte Einstellung und Verstellung ermöglicht, da bei der Verstellung alles in Bewegung ist. Ferner ist das Verstellen leichtgängig durchzuführen und die Verstellvorrichtung kann einfach und zuverlässig arbeitend ausgebildet werden.

Vorteilhaft ist die drehbare Exzenterwelle in dem Planetenträger gelagert, der mit dem Planetenrad versehen ist. Das Planetenrad kann mit e:nem Innenzahnrad zusammengreifen, das im Gehäuse feststehend gelagert und durch eine Schalteinrichtung eingestellt werden kann. Das Planetenrad kann aber auch mit einem mit Außenverzahnung versehenen Sonnenrad zusammengreifen.

Das Vibrationsgewicht der Exzenterwelle ist bevorzugt so ausgebildet, daß der Massenschwerpunkt des Vibrationsgewichtes genau bzw. nahezu in Höhe des Teilkreises des Planetenzahnrades liegt. Auf diese Weise bewegt sich der Schwerpunkt des umlaufenden Vibrationsgewichtes bei Antrieb des Planetenträgers auf einer vorgegebenen Koordinate genau hin und her bzw. in einer ganz engen Ellipse, wenn der Schwerpunkt nicht genau auf dem Teilkreis sitzt. Es ergibt sich dadurch eine gerichtete Schwingung, deren Richtung durch Verstellen des Innenzahnrades oder Sonnenrades stufenlos variiert werden kann, weil durch Verstellen des Innenzahnrades od.dgl. der Planetenträger über das Planetenrad in die gewünschte Schwingrichtung verschoben werden kann. Die Übersetzung des Planetenrades zu dem Innenzahnrad bzw. Sonnenrad beträgt vorteilhaft 2:1. Ferner kann der Planetenträger mit den das Exzentergewicht bzw. das Unwuchtgewicht tragenden Wellen auf dem Planetenzahnrad so ausgewuchtet sein, daß sie ohne Schwingung umlaufen.

Die Verstellung des Innenzahnrades od.dgl. geschieht vorzugsweise durch ein Fernbedienungskabel, an dessen Bedienungsende ein Bedienungshebel mit einem Gesperre angeordnet sein kann, das so arbeitet, daß eine Verstellung nur vom Bedienungshebel eingegeben werden kann, während eine Verstellkraft, die von der Kabelseite her eingeleitet wird, die Lage des Kabels oder des Innenzahnrades nicht verändert,

sondern sperrt. Dadurch wird erreicht, daß die Schwingung der Verdichtungsvorrichtung nur vom Bedienungshebel aus verändert werden kann und nicht durch unkontrollierte Schläge, Abrollkräfte oder zu lose vorgesehene Lagersitze verändert wird. Diese Kräfte können auch durch eine Bremse am Zahnrad abgefangen werden, die z.B. aus einem Drehschwingungsdämpfer bestehen kann.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestell- |

ten Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert. I

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Verdichtungsvorrich- f|

tung mit einer Vibrationsplatte gemäß der Erfindung in An- I;

sieht und im Schema. I

Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Gehäuse der Verdichtungs- J

Vorrichtung mit dem Planetengetriebe für die Exzenterwellen |

schematisch. f

Fig. 3 bis 8 veranschaulichen einzelne Bewegungsphasen des I

Planetengetriebes mit der einen Exzenter aufweisenden Welle I

im Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 im Schema. j

Die Verdichtungsvorrichtung 1 weist eine Vibrationsplatte |

2 auf, mit der ein Oberteil 3 für die Gelenkachsen 4 und 5 »

mittels zwischengeschalteter Dämpfungselemente wie Gummi- |

puffer u.dgl. gelenkig verbunden ist. An dem Oberteil 3 |

kann eine Deichsel 6 angreifen. Auf dem Oberteil 3 ist die f

Antriebsvorrichtung 7, z.B. ein Brennkraftmotor, gelagert, |

dessen Abtriebswelle über eine Fliehkraftkupplung 8 über _?

Keilriemen 9 u.dgl. und über eine Riemenscheibe 10 mit der f

Antriebswelle 11 eines Planetengetriebes 12 verbunden ist, | das in dem Gehäuse 13 untergebracht ist, welches mit der

Vibrationsplatte 2 fest verbunden ist. ;

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Mit der Antriebswelle 11 des Planetengetriebes 12, die mittels der Lager 14 und 15 in den Gehäusewänden 13 drehbar gelagert ist, ist ein Planetenträger 17 drehfest verbunden/ der - im Querschnitt gesehen - bügel- oder U-förmige Gestaltung aufweist. In dem Planetenträger 17 ist eine Welle 18 mittels der Lager 19 drehbar gelagert, die ein (oder mehrere) exzentrisch angeordnetes Gewicht 20 trägt, das als Vibrations-Unwucht wirksam ist. Mit der Welle 18 ist ein Planetenzahnrad 21 drehfest verbunden, das mit einem Innenzahnrad 22 zusammengreift. Das Innenzahnrad 22 ist mittels einer Zwischenbuchse 23 in dem Gehäuseteil 24 drehbar gelagert, jedoch nicht umläuft. Zweckmäßig ist der Planetenträger 17 mit der Welle 18 und dem Planetenzahnrad 21 so ausgewuchtet, daß sie ohne Schwingung umlaufen. Das Innenzahnrad 22 wird durch eine Verstelleinrichtung 25 mit vorbestimmtem Drehlager arretiert gehalten. Dadurch wälzt sich das Planetenzahnrad 21 bei angetriebenem Planetenträger 17 in dem feststehenden Innenzahnrad 22 ab. Das übersetzungsverhältnis des Planetenzahnrades 21 zu dem Innenzahnrad 22 ist vorteilhaft 2:1.

Das Exzentergewicht 20 als Vibrationsgewicht ist auf der Exzenterwelle 18 so angeordnet, daß der Massenschwerpunkt 27 des Gewichtes 20 genau bzw. nahezu in Höhe des Teilkreises 28 des Planetenzahnrades 21 sitzt. Dadurch bewegt sich der Schwerpunkt des Exzentergewichtes 20 bei Antrieb des Planetenträgers 17 auf einer vorgegebenen Koordinate genau hin und her oder auf einer ganz engen Ellipse, wenn der Schwerpunkt nicht genau auf dem Teilkreis liegt. Auf diese Weise entsteht eine gerichtete Schwingung der gesamten Vibrationsvorrichtung, deren Richtung durch Verstellen des Innenzahnrades 22 stufenlos variiert werden kann. Durch das Verstellen des Innenzahnrades 22 wird der Planetenträger 17 über das Planetenrad 21 in die gewünschte Schwing-

richtung verschoben.

Bei den verschiedenen Phasen des Planetengetriebes nach den Fig. 3 bis 8 ist die jeweils vorgegebene Schwingungsrichtung infolge der Drehverstellung des Innenzahnrades 22 mit 30 bezeichnet, üblicherweise erfolgt die Verstellung des Innenzahnrades bis etwa 45° nach jeder Seite von der Senkrechten.

Die Verstelleinrichtung 25 zur Verstellung des Innenzahnrades 22 weist vorzugsweise ein Fernbedienungskabel 32 in bekannter Bauweise auf, dessen Innenteil aus einem Bündel Stahldrähten besteht, die durch einen Stahldraht, der spiralförmig um das Bündel gewickelt ist, zusammengehalten werden. Am Außenmantel des Innenzahnrades ist eine dem spiralförmigen Verlauf des Stahldrahtes entsprechende Verzahnung zur Aufnahme des Kabel eingeschnitten. Das Kabel führt zweckmäßig zum Ende der Deichsel 6 und ist dort mit einem Gesperre 33 verbunden, bei dem die verschiedenen Raststellungen vorgesehen sind. Statt eines Kabels kann das Innenzahnrad auch dadurch in die verschiedenen Stellungen gedreht werden, daß zur Verstellung eine Schnecke mit Schnekkenrad dient. Ferner läßt sich ein Ritzel mit Zahnstange verwenden. Die Zahnstange kann auch direkt in eine am Außenmantel des Innenzahnrades angebrachte Verzahnung eingreifen.

Das Innenzahnrad kann auch durch eine Bremsvorrichtung gehalten werden, die direkt an dem Zahnrad sitzt oder an dessen Lager. Ferner kann das Innenrad durch eine hydraulische Verstelleinrichtung oder auch auf elektromagnetische Weise gehalten und verstellt werden. Vorteilhaft ist das Innenzahnrad mit einem Drehschwingdämpfer versehen.

Die Rüttelvorrichtung kann auch hydrostatisch durch einen Zahnradmotor angetrieben werden.

Claims (9)

VON KREISLER SCHÖNWALD e'iSHÖLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER Ingenieurbüro Benno Kaltenegger AG & Co KG PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973 Dr.-Ing. K, Schönwald, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem, Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln Dr. H.-K. Werner, Köln 15.7.1981 Sch/Ru. DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF D-5000 KÖLN 1 Ansprüche

1. Vorrichtung zur Verdichtung des Bodens mittels einer Vibrationsplatte, mit einer durch einen Antriebsmotor angetriebenen, ein exzentrisch gelagertes Gewicht aufweisenden Welle (Exzenterwelle) und mit einer Einrichtung zum stufenlosen Verändern der Vortriebsbewegung vor- und rückwärts, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (18) Teil eines Planetengetriebes (12) bildet, der Antrieb (7-11) mit dem Planetenträger (17) des Planetengetriebes verbunden ist, und daß das mit dem Planetenzahnrad (21) zusammengreifende Zahnrad (22) verdrehbar und arretierbar gelagert ist und das Planetenzahnrad mit einer Steuereinrichtung versehen ist.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (18) in dem Planetenträger (17) drehbar gelagert ist, der das Planetenzahnrad (21) trägt, und daß das Planetenzahnrad (21) mit einem Innenzahnrad (22) zusammengreift, das in dem Gehäuse (24) feststehend gelagert ist und an dem eine Verstelleinrichtung (25) angreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenzahnrad (21) mit einem mit Außenverzahnung versehenen Sonnenrad zusammengreift, das in dem Gehäuse feststehend gelagert und mit dem eine Verstelleinrichtung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzentergewicht (20) der Exzenterwelle (18) so ausgebildet ist, daß der Massenschwerpunkt (30) des Exzentergewichtes (20) genau bzw. nahezu in Höhe des Teilkreises des Planetenzahnrades (21) liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (17) mit der Exzenterwelle (18) und dem Planetenzahnrad (21) so ausgewuchtet ist, daß sie schwingungsfrei umlaufen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnrades (21) zu dem Innenzahnrad (22) bzw. einem Sonnenrad 2 : 1 beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (17) im. Querschnitt U-förmig ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstellung des Innenzahnrades (22) o. dgl. ein Fernbedienungskabel (32), z.B. ein Zug-Druckkabel, vorgesehen ist, und daß der Bedienungshebel für das Kabel mit einem Gesperre (33) versehen ist.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichung für das Innenzahnrad eine hydraulische oder elektro magnetische Bauart aufweist.

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