EP1079028A1 - Vorrichtung für die Bodenverdichtung - Google Patents

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EP1079028A1
EP1079028A1 EP00117866A EP00117866A EP1079028A1 EP 1079028 A1 EP1079028 A1 EP 1079028A1 EP 00117866 A EP00117866 A EP 00117866A EP 00117866 A EP00117866 A EP 00117866A EP 1079028 A1 EP1079028 A1 EP 1079028A1
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EP
European Patent Office
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roller
segments
compaction
sections
soil
Prior art date
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EP00117866A
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English (en)
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EP1079028B1 (de
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Karl Hermann Ing. Mötz
Uwe Ing. Blancke
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Bomag GmbH and Co OHG
Original Assignee
Bomag GmbH and Co OHG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil

Definitions

  • the invention relates to a device for soil compaction with at least a vibrating roller, the circumferential surface of which is composed of a plurality of segments, at least of which some have a radius of curvature that is from the middle Roll radius deviates.
  • rollers with increased compaction performance developed, d. H. with high line loads and high amplitudes, which with a Line load of up to 800 N / m and an amplitude of 2 mm.
  • Such rollers have proven particularly useful in compaction of stony soils that are not sensitive to shear stress, because they are higher Bulk layers can be compacted.
  • the vibrating Roll the soil compacting device in the circumferential direction assemble a plurality of individual segments, so that in The circumferential direction alternately successively, continuously merging outward bandage convex arch sections of two different Curvatures are formed, the one curvature stronger and the other curvature is weaker than that of the one Outside outline of the cylinder circumscribing the roller.
  • rollers can also be described as flattened in segments become.
  • This document also proposes segments of this type to provide flattened rollers in pairs, namely on the front and on the rear axle of a road roller. This is intended to achieve that ensures in particular the gradeability for the road roller is because on the one hand a bandage with a segment with weak Curvature rests on the floor while the other roller with one Segment with greater curvature at the same time for the propulsion of the Road roller ensures.
  • rollers have the disadvantage that their central axis for each lying flat on two adjacent jacket sections tipping is what requires a lot of equipment.
  • the object of the present invention is therefore one as described above To further develop roller in such a way that as far as possible on its own has good synchronization.
  • a corresponding Roll several adjacent sections in the axial direction comprises circumferentially abutting segments which in Have abutting edges offset to one another in the circumferential direction.
  • rollers The advantage of these rollers is that you Rolling behavior "is significantly improved. At the same time, the compaction as well as the propulsion or the climbing ability can be achieved with just one roller.
  • the sections arranged offset in the circumferential direction have the effect of stiffening the individual segments, as a result of which an even better Transmission of the vibration forces to the soil material to be compacted can be achieved.
  • Corresponding rollers preferably have between 2-7 corresponding ones juxtaposed sections.
  • this step gear for example with a device for detecting an oscillation number of the directional transducer can be coupled. This ensures that on each floor section on which the roller is flattened with a Segment comes to a predetermined number of vibrations is applied and thus ensures a desired compression result can be.
  • stepper transmission to advance the vibrating Coupling roller with a device that has different parameters the soil compaction is determined directly and when a target value is reached then the stepper drive controls for switching on next segment.
  • the climbing ability of the rollers is further improved if the abutting edges of the flattened segments be provided with toothed ridges projecting in the radial direction, which can also be made of a harder material and so in are able to compensate for the greater wear at this point.
  • Figure 1 shows a roller for a soil compaction device in the Side view.
  • This roller has a lateral surface 1, which is in the circumferential direction the roller is composed of four segments 2. These segments 2 collide on edges 3.
  • the edges 3 describe an arc 4, whose radius of curvature 5 is the distance of the edges 3 from the roller axis 6 corresponds.
  • the midpoints 7 of the Segments 2 an arc 8
  • the radius of curvature 9 of the distance corresponds to the center points 7 of the roller axis 6.
  • the average roll radius 10 is therefore between the radius of curvature 9 of the Center points 7 described circular arc 8 and the radius of curvature 5 of the circular arc 4 described by the edges 3.
  • a roller with a cylindrical outer surface applies vibrations a soil to be compacted by it not only on normal forces but on also thrust forces, which are very undesirable depending on the soil.
  • the segments 2 shown here are flat, i.e. that they extend in the axial direction of the shaft parallel to the shaft axis and otherwise lie in a tangential plane. So that from the segment, if it lies on the soil to be compacted, only Normal forces are transmitted, but no shear forces. So that can over such a segment is also not necessary for the roller to move Forces are applied parallel to the soil horizon.
  • the stroke movement of the shaft axis 6 can be reduced on the one hand and locomotion is also ensured with only one roller, while a section with a segment just on the Soil rests on its compaction, the feed necessary for locomotion is ensured via the adjacent section by pressing an edge there onto the soil, whereby forces parallel to the soil horizon are also to be transmitted via the then inclined segments adjoining the edge.
  • FIG. 2 For this purpose, a roller is shown in FIG. 2, in which its width a total of five sections 12 and 13 are arranged side by side. This Sections exist, as can be seen from FIG. 3, on their The outer surface consists of eight flat segments 2.
  • the flat segments abut each other in the circumferential direction without to form an undercut. That is, the one shown in FIG. 3 Angle 14 in adjacent segments is always less than 180 °.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a roller according to FIG. 2. It can be seen that this has a hub 15 in the middle, which over Hub plates 16 at their axial ends, which consist of several segments Shell surface of the roller carries.
  • the individual segments 12, 13 are in the axial direction of the roller Perforated sheets 17 limited, also attached to the adjacent segments are, which are offset by an angle in the circumferential direction.
  • a directional oscillator is then advantageously installed within the hub 15, after about a predetermined number of vibrations a not shown manual transmission the roller around the above half an angle is turned so that another segment, which is then placed on the adjacent section, flat on the floor is applied and subjected to vibrations for soil compaction becomes. With this indexing, the roller moves over the abutting edges further, even with rising terrain etc.
  • FIG. 6 shows a roller with a specially designed type of segments.
  • the individual segments 16 have a concave shape, ie they are curved in the direction of the shaft axis 6. Due to such a concave configuration of the segments, a kind Focusing "of the vibrational forces on deeper ground layers can be achieved.
  • the particularly strongly protruding edges 19 are used for the locomotion, and their shape makes them suitable for applying the locomotion of the roller.
  • toothed racks can be seen on these edges 20 put on, which are made of a more wear-resistant material and so protect the edges 19.
  • the toothed strips 20 each run over the width of a section.
  • a corresponding compaction roller 21 can be seen in FIG 6 installed in a corresponding compression device 22.
  • This compacting device 22 also has a further roller 23 on, which is provided with a smooth jacket 24. Since the further roller 23 with the smooth jacket 24 of the compression device 22 true to the track Compaction roller 21 is tracked with this further roller 23 a further compaction of those left by the compaction roller 21 To achieve surface structure in which this through the compaction roller 21 surface structure generated by the smooth jacket 24 is also smoothed.
  • rollers as shown in Figures 1-7, too can still be provided with sections 25 which are circular cylindrical To have shape.
  • a circular cylindrical section 25, which is in the axial direction next to or between sections 26, 27 with flattened segments is arranged enables a device to drive more quietly, as shown in Figure 8, especially when they Departure to a job site.
  • Such a roller appears with circular cylindrical sections then like the roller 23 shown in Figure 8, in which instead of Smooth jacket 24 also flattened out from individual sections Sheath assembling segments could be provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bodenverdichtung mit mindest einer vibrierenden Walze, deren Mantelflächen in Umfangsrichtung aus einer Mehrzahl von Segmenten zusammengesetzt ist, von denen wenigstens einzelne einen Krümmungsradius aufweisen, der vom mittleren Walzenradius abweicht. Um bei derartigen Vorrichtungen den sich aus der Form der Walzen der ergebenden ruckartigen Lauf zu glätten, wird vorgeschlagen, den Bandagemantel der Walze in Axialrichtung aus mehreren nebeneinanderliegenden Abschnitten zusammenzusetzen, die in Umfangsrichtung aneinanderstoßende Segmente haben, wobei die Stoßkanten dabei in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Der Vorteil dieser Walzen liegt darin, dass ihr <IMAGE>Abrollverhalten" erheblich verbessert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bodenverdichtung mit mindestens einer vibrierenden Walze, deren Mantelfläche in Umfangsrichtung aus einer Mehrzahl von Segmenten zusammengesetzt ist, von denen wenigstens einzelne einen Krümmungsradius aufweisen, der vom mittleren Walzenradius abweicht.
Bei bekannten Vorrichtungen für die Bodenverdichtung wird entweder eine vibrierende Walze oder aber eine vibrierende Platte verwandt. Dabei ist die Verdichtungsleistung bei vibrierenden Walzen im wesentlichen durch die Linienlast und die Amplitude bestimmt.
Um hohe Tiefenwirkung zu erzielen wird eine möglichst hohe Amplitude des vibrierenden Walzenkörpers gefordert, wobei normalerweise gilt, daß je höher die Amplitude ist um so höher ist die Tiefenwirkung der Verdichtung.
Es wurden in den letzten Jahren Walzen mit erhöhter Verdichtungsleistung entwickelt, d. h. mit hohen Linienlasten und hohen Amplituden, die mit einer Linienlast von bis zu 800 N/m und einer Amplitude von 2 mm arbeiten. Derartige Walzen haben sich insbesondere bewährt bei der Verdichtung von steinigen, nicht schubspannungsempfindlichen Böden, da höhere Schüttlagen verdichtet werden können.
Bei bindigen bzw. schubspannungsempfindlichen Böden führen die hohen Verdichtungskräfte aber zu Rißbildungen. Die Ursache hierfür liegt im wesentlichen darin, daß die hohe Verdichtungskraft, die über den runden Walzenkörper auf den Boden wirkt, schräg in das zu verdichtende Material gelangt, was hohe Spannungen im Oberflächenbereich erzeugt und zu Rissen und Aufplatzungen führt. In der Tiefe klingen die Spannungen dementgegen schnell ab.
Da unter diesen Gesichtspunkten der Tiefenwirkung von Bodenverdichtungsvorrichtungen mit vibrierenden Walzen Grenzen gesetzt sind, wird bei bestimmten Böden bevorzugt, die Verdichtungskraft durch ebenflächige Körper, wie z.B. Vibrationsplatten aufzubringen, bei denen der Spannungsverlauf im zu verdichtenden Boden wesentlich günstiger ist, da hier keine ausgeprägten Spannungsspitzen auftreten und außerdem die senkrecht aufgebrachten Kräfte in die Tiefe erheblich langsamer abklingen.
Obwohl Vibrationsplatten damit besser verdichten als Walzen, haben Verdichtungsvorrichtungen mit Walzen aufgrund einer höheren Flächenleistung, höherer Wendigkeit und höherer Steigfähigkeit, besserer Transportfähigkeit und einem höheren Bedienkomfort insgesamt ein breiteres Anwendungsgebiet gefunden und Plattenverdichter häufig verdrängt.
Um die Vorteile der vibrierenden Platten mit denen der Walze zu kombinieren, wurde beispielsweise in der DE-A-196 48 593 vorgeschlagen, die vibrierende Walze der Bodenverdichtungsvorrichtung in Umfangsrichtung aus einer Mehrzahl von einzelnen Segmenten zusammenzusetzen, so daß in Umfangsrichtung abwechselnd aufeinanderfolgend, kontinuierlich ineinanderübergehende bandagenauswärts konvexe Bogenabschnitte zweier unterschiedlicher Krümmungen gebildet werden, wobei die eine Krümmung stärker und die andere Krümmung schwächer ist als diejenige eines den Außenumriß der Walze umschreibenden Zylinders. Mit anderen Worten können solche Walzen auch als segmentweise abgeflacht beschrieben werden.
In dieser Druckschrift wird im übrigen vorgeschlagen, derartige segmentweise abgeflachte Walzen paarweise vorzusehen, nämlich an der Vorder- und an der Hinterachse einer Straßenwalze. Hierdurch soll erreicht werden, daß insbesondere die Steigfähigkeit für die Straßenwalze gewährleistet wird, weil einerseits eine Bandage mit einem Segment mit schwacher Krümmung auf dem Boden aufliegt, während die andere Walze mit einem Segment mit stärkerer Krümmung gleichzeitig für den Vortrieb der Straßenwalze sorgt.
Ein Vorteil dieser vorbekannten Walze liegt insbesondere darin, daß die hohen Lasten bei den Segmenten mit schwacher Krümmung nicht mehr als Linienlasten in den zu verdichtenden Boden eingebracht werden mit entsprechenden unerwünschten Nebenwirkungen wie ungewollten Schubspannungen, sondern daß diese stark verringert werden, indem die Kräfte über eine möglichst breite Aufstandsfläche der Walze in den Boden eingebracht werden. Die Weiterführung dieses Gedankens führt dazu, daß die besten Ergebnisse letztlich erzielt werden müßten, wenn die einzelnen Segmente der Walze eben sind, d.h. ihr Krümmungsradius unendlich ist.
Bei dieser Ausgestaltung treten dann zwar keinerlei Schubspannungen im zu verdichtenden Boden mehr auf, aber in der DE-U-296 21 103 wird für solche dort als bekannt vorausgesetzten Bandagen der Nachteil einer bei Vibration nicht mehr vorhandenen Traktion bzw. Steigfähigkeit angegeben. Außerdem wird in dieser Druckschrift für aus ebenen Abschnitten gebildete Bandagemäntel als Nachteil ein beträchtlich ruckartiger Lauf angegeben und statt dessen vorgeschlagen, den Bandagemantel aus Abschnitten zusammenzusetzen, die die Form eines Dreiecks oder Trapezes aufweisen, wobei benachbarte Mantelabschnitte jeweils eine gleichlange Dreieck- oder Trapezseite gemeinsam haben und so angeordnet sind, daß an den Stirnseiten der Bandagen in deren Umfangsrichtung abwechselnd einer Dreieckspitze bzw. einer kürzeren Trapezseite eines vorhergehenden Mantelabschnitts eine einer entsprechenden Dreieckspitze bzw. kürzeren Trapezseite gegenüberliegende Dreieckseite bzw. längere Trapezseite der anschließenden Mantelfläche folgt.
Derartige Walzen haben aber den Nachteil, daß ihre Mittelachse für das jeweils flache Aufliegen von zwei benachbarten Mantelabschnitten jeweils zu kippen ist, was einen hohen apparativen Aufwand bedingt.
Auch ist bei derartigen Walzen eine Traktion bzw. Steigfähigkeit nur dann zu erreichen, wenn an einer weiteren Achse einer Straßenwalze eine vergleichbare zweite polygonale Walze vorhanden ist, die mit einer Kante für Vorschub sorgt, während an der erstgenannten Bandage ein flacher Abschnitt für die gewünschte Bodenverdichtung sorgt.
Bei den beiden vorbekannten Straßenwalzen ist für die Rotation von den Walzen an den beiden Achsen wie sich aus dem obigen ergibt unbedingt auf eine gute Synchronisation zu achten, die auf Dauer die beschriebene phasenversetzte Rotation der beiden Walzen an den Vorder- und Hinterachsen gewährleistet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine wie oben beschriebene Walze derart weiterzubilden, daß sie von sich aus einen möglichst guten Gleichlauf hat. Außerdem soll eine Möglichkeit angegeben werden, mit der auf die aufwendige Synchronisation der Vorder- und Hinterachsen bei Verwendung von zwei Walzen an einer Straßenwalze verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine entsprechende Walze in Axialrichtung mehrere nebeneinanderliegende Abschnitte aufweist aus in Umfangsrichtung aneinanderstoßenden Segmenten, die in Umfangsrichtung zueinander versetzte Stoßkanten haben.
Der Vorteil dieser Walzen liegt darin, daß ihr
Figure 00040001
Abroll-Verhalten" erheblich verbessert ist. Gleichzeitig kann mit lediglich einer Walze sowohl die Verdichtung als auch der Vortrieb bzw. die Steigfähigkeit verwirklicht werden. Außerdem haben die in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordneten Abschnitte die Wirkung, die einzelnen Segmente zu versteifen, wodurch eine noch besser Übertragung der Vibrationskräfte auf das zu verdichtende Bodenmaterial zu erreichen ist.
Vorzugsweise haben entsprechende Walzen zwischen 2-7 entsprechende nebeneinander angeordnete Abschnitte.
Um eine den Anforderungen entsprechende Verdichtung zu erzielen, wird vorgeschlagen, die vibrierende Walze mit einem Richtschwinger zu versehen, der gegebenenfalls zur Anpassung an den Boden in der Richtung und/oder der Amplitude seiner Schwingkraft verstellbar ist.
In diesem Zusammenhang wird weiterhin vorgeschlagen, die Walze über ein Schrittgetriebe intermittierend zu verdrehen, wobei dieses Schrittgetriebe beispielsweise mit einer Einrichtung zur Erfassung einer Schwingungszahl des Richtschwingers gekoppelt sein kann. Damit wird gewährleistet, daß auf jeden Bodenabschnitt, auf den die Walze mit einem abgeflachten Segment zu stehen kommt, eine vorgegebene Schwingungszahl aufgebracht wird und somit ein gewünschtes Verdichtungsergebnis gewährleistet werden kann.
Es ist auch möglich, das Schrittgetriebe zur Weiterschaltung der vibrierenden Walze mit einer Einrichtung zu koppeln, die über verschiedene Parameter die Bodenverdichtung direkt ermittelt und bei Erreichen eines Sollwertes dann das Schrittgetriebe ansteuert zur Weiterschaltung auf ein nächstes Segment.
Durch eine sich derart intermittierend fortbewegende Verdichtungseinrichtung ist letztlich gewährleistet, daß die Kontaktzeit der abgeflachten vibrierenden Segmente jeweils ausreichend ist für den gewünschten Verdichtungserfolg.
Erstaunlicherweise hat man auch noch sehr gute Verdichtungsergebnisse feststellen können, wenn die einzelnen Segmente einen zur Walzenachse hin gerichteten leicht konkaven Verlauf haben.
Desweiteren hat sich herausgestellt, daß die Steigfähigkeit der Walzen noch weiter verbessert wird, wenn die Stoßkanten der abgeflachten Segmente mit in Radialrichtung vorspringenden Zahnleisten versehen werden, die außerdem aus einem härteren Material gefertigt sein können und so in der Lage sind, den an dieser Stelle stärkeren Verschleiß zu kompensieren.
Um die Abdrücke zu beseitigen, die im zu verdichtenden Boden von den Vieleckspitzen stammen, die an den Stoßkanten zwischen einzelnen Segmenten eines Abschnittes im Walzenquerschnitt zu erkennen sind, wird im übrigen vorgeschlagen, die Verdichtungsvorrichtung weiterhin mit einer Glattmantelwalze auszurüsten, mit der die unerwünschte Oberflächenstruktur nachverdichtet und geglättet werden kann.
Außerdem, wird noch vorgeschlagen, eine Walze mit kreiszylindrischen Abschnitten zu versehen. Dies ermöglicht insbesondere auf An- und Abfahwegen, die auf Straßen verlaufen, eine sehr ruhige Fahrweise. Vorzugsweise sind diese kreisrunden Abschnitte dabei nahe zu den axialen Enden der Walze vorgesehen, um die Kippsicherheit der Verdichtungsvorrichtung zu erhöhen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt
Figur 1
die Seitenansicht einer Vibrationswalze mit einer Mantelfläche aus vier Segmenten;
Figur 2
Schrägansicht einer Walze mit einer Mantelfläche aus acht Segmenten in fünf Abschnitten;
Figur 3
die Seitenansicht einer Walze gemäß Figur 2;
Figur 4
die Schnittansicht einer Walze gemäß Figur 2;
Figur 5
die Seitenansicht einer Walze mit einer Mantelfläche aus 16 Segmenten;
Figur 6
die Seitenansicht einer Walze mit einer Mantelfläche aus acht konkaven Segmenten;
Figur 7
die Seitenansicht einer Walze mit einer Mantelfläche aus acht konkaven Segmenten und mit Zahnleisten an der Stoßkante.
Figur 8
die Seitenansicht einer Verdichtungsvorrichtung mit erfindungsgenmäßer Vibrationswalze
Figur 9
die Seitenansicht einer Vibrationswalze mit kreiszylindrischen Abschnitten.
Figur 1 zeigt eine Walze für eine Bodenverdichtungsvorrichtung in der Seitenansicht. Diese Walze hat eine Mantelfläche 1, die in Umfangsrichtung der Walze aus vier Segmenten 2 zusammengesetzt ist. Diese Segmente 2 stoßen an Kanten 3 zusammen.
Bei einer Rotation der Walze beschreiben die Kanten 3 einen Kreisbogen 4, dessen Krümmungsradius 5 dem Abstand der Kanten 3 von der Walzenachse 6 entspricht. Gleichermaßen beschreiben die Mittelpunkte 7 der Segmente 2 einen Kreisbogen 8, dessen Krümmungsradius 9 dem Abstand der Mittelpunkte 7 von der Walzenachse 6 entspricht. Der mittlere Walzenradius 10 liegt demnach zwischen dem Krümmungsradius 9 des von den Mittelpunkten 7 beschriebenen Kreisbogens 8 und dem Krümmungsradius 5 des von den Kanten 3 beschriebenen Kreisbogens 4.
Eine Walze mit einer zylindrischen Mantelfläche bringt beim Vibrieren auf einen von ihr zu verdichtenden Boden nicht nur Normalkräfte auf sondern auch Schubkräfte, die je nach Boden sehr unerwünscht sind. Um diese zu verhindern, sind die hier abgebildeten Segmente 2 eben ausgebildet, d.h. daß sie sich in Achsialrichtung der Welle parallel zur Wellenachse erstrecken und ansonsten in einer Tangentialebene liegen. Damit werden von dem Segment, wenn es auf zu verdichtendem Boden aufliegt, lediglich Normalkräfte übertragen, aber keine Schubkräfte. Damit können über ein derartiges Segment auch keine für eine Fortbewegung der Walze notwendigen Kräfte parallel zum Bodenhorizont aufgebracht werden.
Es ist dabei zu verstehen, daß grundsätzlich bereits mit einer Verringerung der Durchwölbung der Segmente 2 die bei der vibrierenden Verdichtung auf den Boden aufgebrachten Schubkräfte sich verringern, bis sie bei der dargestellten ebenen Ausgestaltung der Segmente 2 verschwinden. Dabei ist hier davon auszugehen, daß die Vibrationskräfte durch Schwingungen in Vertikalrichtung aufgebracht werden.
Durch ein abrollendes Verdrehen der Walze über eine Kante 3 bis das benachbarte Segment 2 in horizontaler Ausrichtung ist, kann eine quasikontinuierliche Bearbeitung von Boden erreicht werden, indem ein Flächenabschnitt nach dem anderen durch auf diese Flächenabschnitte wirkende Segmente verdichtet wird. Durch die Kante 3 wird dabei bei deren Abrollen auf dem Boden die Fortbewegung bewirkt.
Da bei einer beispielsweise über ihre gesamte Breite durchgängig mit nur vier Segmenten versehenen Verdichtungswalze beim Abrollen" über eine Kante 3 die Mittelachse 6 der Walze um eine erhebliche Strecke angehoben und wieder abgesenkt würde, ist axial benachbart zu dem ersten Abschnitt mit vier Segmenten, der im Schnitt als schwarzer Rahmen dargestellt ist, ein gleichartiger weiterer Abschnitt 11 angesetzt, der mit seinen vier Stoßkanten an den Ecken um 45° gegenüber dem ersten Abschnitt mit seinen Stoßkanten 3 versetzt ist. Dadurch kann einerseits die Hubbewegung der Wellenachse 6 verringert werden und eine Fortbewegung ist auch mit nur einer Walze sichergestellt; während ein Abschnitt mit einem Segment eben auf dem Boden aufliegt zu dessen Verdichtung, wird über den benachbarten Abschnitt der für die Fortbewegung notwendige Vorschub sichergestellt, indem dort eine Kante auf den Boden gedrückt wird, wobei über die sich an die Kante anschließenden dann schräg stehenden Segmente auch Kräfte parallel zum Bodenhorizont zu übertragen sind.
In der Figur 2 ist hierzu eine Walze dargestellt, bei der über ihre Breite insgesamt fünf Abschnitte 12 und 13 nebeneinander angeordnet sind. Diese Abschnitte bestehen, wie aus der Figur 3 zu entnehmen ist, an ihrer Mantelfläche jeweils aus acht ebenen Segmenten 2.
Die ebenen Segmente stoßen jeweils in Umfangsrichtung aneinander, ohne dabei einen Hinterschnitt zu bilden. D.h., der in der Figur 3 dargestellte Winkel 14 bei benachbarten Segmenten ist immer kleiner als 180°.
In der Figur 4 ist ein Längsschnitt durch eine Walze gemäß Figur 2 dargestellt. Man erkennt, daß diese in der Mitte eine Nabe 15 aufweist, die über Nabenbleche 16 an ihren axialen Enden die aus mehreren Segmenten bestehende Mantelfläche der Walze trägt.
Die einzelne Segmente 12, 13 sind dabei in Axialrichtung der Walze über Lochbleche 17 begrenzt, über die auch benachbarte Segmente angesetzt sind, die in Umfangsrichtung um einen Winkel versetzt sind.
Diese Lochbleche 17 führen dabei zu einer Versteifung und Stabilisierung der einzelnen, durch sie an ihren Rändern gestützten Segmente 2.
Man erkennt in der Figur 3, daß bei einem Abrollen der dort dargestellten Walze mit acht Segmenten über den Umfang die Mittelachse 6 der Walze beim Umsetzen von einem ersten flachen Segment 2 auf ein benachbartes flaches Segment 2 eine erheblich geringere Hubbewegung ausführen muß als bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform mit lediglich vier Segmenten über den Umfang. Außerdem wird ein noch gleichmäßigerer Vorschub ermöglicht.
Einen noch stärkeren Ausgleich der Hubbewegung auf ein geringeres Maß erhält man, wenn über den Umfang einer Walze, wie in der Figur 5 dargestellt, insgesamt 16 abgeflachte Einzelsegmente die Mantelfläche bilden. Grundsätzlich wird jeweils davon ausgegangen, daß benachbarte Abschnitte vorhanden sind, die mit den Stoßkanten ihrer Segmente immer vorteilhafterweise um einen halben Winkel zwischen den Stoßkanten des benachbarten Abschnittes versetzt sind.
Innerhalb der Nabe 15 ist dann vorteilhafterweise ein Richtschwinger installiert, wobei nach einer vorgegebenen Anzahl von Schwingungen über ein nicht dargestelltes Schaltgetriebe die Walze um den oben angesprochenen halben Winkel so weiterverdreht wird, daß ein weiteres Segment, das dann am benachbarten Abschnitt angeordnet ist, flach auf den Boden aufgebracht wird und mit Schwingungen zur Bodenverdichtung beaufschlagt wird. Bei diesem Weiterschalten fährt die Walze über die Stoßkanten weiter, auch bei ansteigendem Gelände etc.
In der Figur 6 ist eine Walze mit einer speziell ausgebildeten Art von Segmenten dargestellt. Die einzelnen Segmente 16 haben einen konkaven Verlauf, d.h. sie sind in Richtung der Wellenachse 6 gewölbt. Aufgrund einer derartigen konkaven Ausgestaltung der Segmente kann eine Art Fokussierung" der Vibrationskräfte auf tieferliegende Bodenschichten erreicht werden. Dabei werden für die Fortbewegung die besonders stark hervorspringenden Kanten 19 genutzt, die sich aufgrund ihrer Form gut zur Aufbringung der Fortbewegung der Walze eignen.
Um dabei an diesen Kanten 19 auftretenden stärkeren Verschleiß zu verhindern, sind wie in der Figur 7 zu erkennen auf diese Kanten 19 Zahnleisten 20 aufgesetzt, die aus einem verschleißfesteren Material sind und so die Kanten 19 schützen. Die Zahnleisten 20 verlaufen dabei jeweils über die Breite eines Abschnittes.
Auch mit derartigen Walzen wird vorgeschlagen, sie nach einer vorgegebenen Anzahl von Schwingungen über ein Schaltgetriebe weiterzuverdrehen um so die Fortbewegung und Verdichtung an anderen Stellen zu erreichen.
Grundsätzlich ist es dabei auch möglich, die Anzahl der auf den Boden mit einem Segment aufgebrachten Schwingungen von dem Verdichtungsergebnis abhängig zu machen, indem das Schaltgetriebe mit einer entsprechenden Einrichtung zur Bodenverdichtungsermittlung gekoppelt ist.
In der Figur 8 erkennt man eine entsprechende Verdichtungswalze 21 gemäß der Figur 6 eingebaut in eine entsprechende Verdichtungsvorrichtung 22. Diese Verdichtungsvorrichtung 22 weist noch eine weitere Walze 23 auf, die mit einem Glattmantel 24 versehen ist. Da die weitere Walze 23 mit dem Glattmantel 24 von der Verdichtungsvorrichtung 22 spurgetreu der Verdichtungswalze 21 nachgeführt wird, ist mit dieser weiteren Walze 23 noch eine Nachverdichtung der durch die Verdichtungswalze 21 hinterlassenen Oberflächenstruktur zu erreichen, bei der diese durch die Verdichtungswalze 21 erzeugte Oberflächenstruktur durch den Glattmantel 24 auch geglättet wird.
Als letztes sei in diesem Zusammenhang in der Figur 9 noch darauf hingewiesen, dass Walzen, wie sie in den Figuren 1-7 dargestellt sind, auch noch mit Abschnitten 25 versehen sein können, die eine kreiszylindrische Form haben. Ein derartiger kreiszylindrischer Abschnitt 25, der in Axialrichtung neben oder zwischen Abschnitten 26, 27 mit abgeflachten Segmenten angeordnet ist, ermöglicht eine ruhigere Fahrweise einer Vorrichtung, wie sie in Figur 8 dargestellt ist, insbesondere bei deren An- bzw. Abfahrt zu einer Einsatzstelle. Dabei sind diese kreisrunden Abschnitte vorzugsweise nahe zu den axialen Enden der Walze vorgesehen, wodurch die Kippsicherheit der Verdichtungsvorrichtung erhöht wird. In der Seitenansicht erscheint eine derartige Walze mit kreiszylindrischen Abschnitten dann wie die in der Figur 8 dargestellte Walze 23, bei der also anstelle des Glattmantels 24 auch ein sich aus einzelnen Abschnitten mit abgeflachten Segmenten zusammensetzender Mantel vorgesehen sein könnte.

Claims (10)

  1. Vorrichtung für die Bodenverdichtung mit mindestens einer vibrierenden Walze,
    deren Mantelflächen (1) in Umfangsrichtung aus einer Mehrzahl von Segmenten (2; 18) zusammengesetzt ist, von denen wenigstens einzelne einen Krümmungsradius aufweisen, der vom mittleren Walzenradius (10) abweicht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Walze in Axialrichtung mehrere nebeneinanderliegende Abschnitte (12, 13) aus in Umfangsrichtung aneinanderstoßenden Segmenten (2; 18) aufweist, die in Umfangsrichtung zueinander versetzte Stoßkanten (3; 19) haben.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Segmente (2) eben sind.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Segmente (18) konkav sind.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Walze zwischen vier und 16 Segmente aufweist.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kanten (13, 19) mit Zahnleisten (20) versehen sind.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zahnleisten (20) aus einem verschleißfesteren Material sind.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Walze zwischen 2-7 Abschnitten (12, 13) aufweist.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein kreisrunder Abschnitt (25) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei kreisrunde Abschnitte (25) an den axialen Enden der Walze angeordnet sind.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie eine weitere Walze (23) aufweist, die mit einem Glattmantel (24) versehen ist.
EP00117866A 1999-08-25 2000-08-19 Vorrichtung für die Bodenverdichtung Expired - Lifetime EP1079028B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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