EP1411174B1 - Bodenverdichtungsvorrichtung - Google Patents

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EP1411174B1
EP1411174B1 EP20030022799 EP03022799A EP1411174B1 EP 1411174 B1 EP1411174 B1 EP 1411174B1 EP 20030022799 EP20030022799 EP 20030022799 EP 03022799 A EP03022799 A EP 03022799A EP 1411174 B1 EP1411174 B1 EP 1411174B1
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EP
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soil compacting
compacting device
soil
spring arrangement
vibrator
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Hermann Greschner
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Rammax Maschinenbau GmbH
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Rammax Maschinenbau GmbH
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/967—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of compacting-type tools
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    • 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
    • E02D3/026—Improving by compacting by rolling with rollers usable only for or specially adapted for soil compaction, e.g. sheepsfoot rollers
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    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/074—Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses
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    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/068—Vibrating apparatus operating with systems involving reciprocating masses

Definitions

  • the invention relates to a soil compaction device with an upper part and with a lower part, in which a vibration generator is arranged. While the lower part of such soil compacting devices experiences the vibrations necessary for soil compaction due to the vibrator, the upper part of the guide serves the soil compacting device. For this purpose, the upper part should be extensively decoupled from the lower part vibrationally. For this purpose, corresponding buffers are provided laterally on the device, which act as shock absorbers. However, these lateral buffers, which are usually located in the region of the shaft with the eccentric weight of the vibrator, only cushion shocks of this vibrator, but not shocks on the lower part of lateral directions, as may occur, for example, when the compressor against an obstacle moves. In such cases, even damage to the lateral buffers may occur. In the most favorable case, the side impact strikes the upper part, as a result of which it is however affected and the guidance of the soil compactor above the ground is impaired.
  • the EP 0 345 137 A1 describes a mountable to an excavator arm compressor in which a total of four horizontally directed dampers are arranged between the middle part and two of this spanning U-shaped mounting bridges. In the case of impacts from below, these dampers are subjected to shear stress in the transverse direction, which must lead to their destruction in the shortest possible time. Even with loads in the direction of movement of the compressor, the dampers are subjected to unlimited shear.
  • a soil compacting device according to the preamble of claim 1 is made US Pat. No. 6,394,697 B1 known.
  • the present invention has for its object to provide a soil compacting device, in which a vibration decoupling between the upper and lower part, even with shocks against the lower part is guaranteed, the side buffers are relieved and the damping devices are as little as possible subjected to shear regardless of the loading direction.
  • the object is achieved with a soil compaction device having the features of claim 1.
  • the additional shock absorbers decouple the upper part not only from the existing vibrations due to the vibration of the lower part, but also in other shock loads of the lower part vibrationally from the lower part.
  • the at least one resilient arrangement sloping obliquely forward in the front region of the device and the at least one resilient arrangement in the rear region of the device obliquely sloping backwards so that they can absorb shocks of the lower part against the upper part in and against the direction of travel of the device ,
  • the lower part is exposed during movement of the device in particular shocks by obstacles in the direction of travel. This always happens when the device moves against an obstacle lying on the ground or against an edge of the compression area. Since the direction of the soil compaction device is generally reversible, such oblique resilient arrangements must be provided in the front and rear regions of the soil compaction device in order to be able to cushion impacts on the lower part in both directions of movement.
  • the resilient arrangements may each comprise at least one rail or plate attached to the upper and lower parts with a shock-absorbing support or storage formed.
  • the training as a rail with a resilient support for example made of rubber, is simple and inexpensive to manufacture. If the rails are fastened to the upper part, then the lower part can bounce against the resilient supports of the rails in the event of corresponding impacts, as a result of which the impact is damped.
  • the at least one resilient arrangement in the front and rear region of the device is designed such that it allows a limited relative movement of upper part and lower part transversely to the direction of movement of the device. This embodiment prevents shock transmission from the lower part to the upper part in lateral loads of the lower part.
  • the ground compaction device may be a hand-held device, a self-propelled device or else a cultivation compressor, which can be fastened by means of a quick-change device on the arm of an excavator or the like. It is advantageous if the amplitude and frequency of the vibrator of the soil compacting device are adjustable in order to adapt it to different ground conditions.
  • the soil compacting device according to the invention may also be either a plate compactor or a roller compactor.
  • the plate compressor 10 off Fig. 1 has a lower part 11 with a compressor plate 12 and a vibration generator 13 in the form of a shaft with an eccentrically mounted weight not shown here.
  • the plate compactor 10 has an upper part 14 which can be fastened via a quick-change device 15 to an arm of an excavator, not shown here, or the like. The plate compactor 10 is thus a cultivation compressor.
  • a first resilient arrangement 16 and in the rear region a mirror-image-like resilient arrangement 17 are arranged in the front region of the soil compaction device 10.
  • the assemblies 16 and 17 are thereby formed by attached to the upper part 14 rails 18 and 19, which are each provided with a resilient pad 20, 21, preferably made of rubber.
  • the rails 18 and 19 with the pads 20 and 21 are arranged obliquely, ie the rail 18 falls transversely to its longitudinal direction obliquely forward and the rail 19 obliquely backwards.
  • the two assemblies 16 and 17 are able to absorb shocks on the lower part 11, which occur in or against the direction of movement 22 of the compressor 10, so that these shocks are not on the upper part 14 and the associated quick-change device 15 and from there even transferred to the excavator arm.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einem Oberteil und mit einem Unterteil, in dem ein Schwingungserzeuger angeordnet ist. Während das Unterteil solcher Bodenverdichtungsvorrichtungen aufgrund des Schwingungserzeugers die zur Bodenverdichtung notwendigen Vibrationen erfährt, dient das Oberteil der Führung der Bodenverdichtungsvorrichtung. Dazu sollte das Oberteil weitgehend schwingungsmäßig vom Unterteil entkoppelt sein. Zu diesem Zweck sind seitlich an der Vorrichtung entsprechende Puffer vorgesehen, die als Stoßdämpfer wirken. Allerdings können diese seitlichen Puffer, die in der Regel im Bereich der Welle mit dem Exzentergewicht des Schwingungserzeugers angeordnet sind, lediglich Stöße dieses Schwingungserzeugers abfedern, nicht aber Stöße auf das Unterteil aus seitlichen Richtungen, wie sie beispielsweise auftreten können, wenn der Verdichter gegen ein Hindernis fährt. In solchen Fällen kann es sogar zu einer Beschädigung der seitlichen Puffer kommen. Im günstigsten Fall schlägt der seitliche Stoß auf das Oberteil durch, wodurch dieses jedoch in Mitleidenschaft gezogen wird und die Führung des Bodenverdichters über dem Erdreich beeinträchtigt wird.
  • Die EP 0 345 137 A1 beschreibt einen an einen Baggerarm montierbaren Verdichter, bei dem zwischen dem Mittelteil und zwei dieses überspannenden U-förmigen Befestigungsbrücken insgesamt vier horizontal gerichtete Dämpfer angeordnet sind. Bei Stößen von unten werden diese Dämpfer in Querrichtung auf Scherung belastet, was in kürzester Zeit zu ihrer Zerstörung führen muss. Auch bei Belastungen in Bewegungsrichtung des Verdichters werden die Dämpfer unbegrenzt auf Scherung belastet.
  • Eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruch 1 ist aus US 6 394 697 B1 bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung zu schaffen, bei der eine schwingungsmäßige Entkopplung zwischen Ober- und Unterteil auch bei Stößen gegen das Unterteil gewährleistet ist, die seitlichen Puffer entlastet sind und die Dämpfungseinrichtungen unabhängig von der Belastungsrichtung möglichst wenig auf Scherung beansprucht sind.
  • Die Aufgabe wird mit einer Bodenverdichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zusätzlichen Stoßdämpfungseinrichtungen entkoppeln das Oberteil nicht nur von den aufgrund des Schwingungserzeugers vorhandenen Vibrationen des Unterteils, sondern auch bei anderen Stoßbelastungen des Unterteils schwingungsmäßig vom Unterteil. Dabei sind die mindestens eine federnde Anordnung im vorderen Bereich der Vorrichtung schräg nach vorn abfallend und die mindestens eine federnde Anordnung im hinteren Bereich der Vorrichtung schräg nach hinten abfallend ausgerichtet, sodass sie Stöße des Unterteils gegen das Oberteil in und entgegen der Fahrtrichtung der Vorrichtung abfedern können. Das Unterteil ist bei der Bewegung der Vorrichtung insbesondere Stößen durch Hindernisse in Fahrtrichtung ausgesetzt. Dies geschieht immer dann, wenn die Vorrichtung gegen ein am Boden liegendes Hindernis oder gegen einen Rand des Verdichtungsbereichs fährt. Da die Richtung der Bodenverdichtungsvorrichtung in der Regel umkehrbar ist, müssen im vorderen und hinteren Bereich der Bodenverdichtungsvorrichtung solche schräg gestellten federnden Anordnungen vorgesehen sein, um in beiden Bewegungsrichtungen Stöße auf das Unterteil abfedern zu können.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung können die federnden Anordnungen jeweils von mindestens einer am Ober- und Unterteil befestigten Schiene oder Platte mit einer stoßdämpfenden Auflage oder Lagerung gebildet sein. Insbesondere die Ausbildung als Schiene mit einer federnden Auflage, beispielsweise aus Gummi, ist einfach und kostengünstig in der Herstellung. Sind die Schienen dabei am Oberteil befestigt, so kann das Unterteil bei entsprechenden Stößen gegen die federnden Auflagen der Schienen prallen, wodurch der Stoß gedämpft wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die mindestens eine federnde Anordnung im vorderen und hinteren Bereich der Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie eine begrenzte Relativbewegung von Oberteil und Unterteil quer zur Bewegungsrichtung der Vorrichtung erlaubt. Diese Ausgestaltung verhindert eine Stoßübertragung vom Unterteil zum Oberteil bei seitlichen Belastungen des Unterteils.
  • Die erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung kann ein handgeführtes Gerät, ein selbstfahrendes Gerät oder aber auch ein Anbauverdichter sein, der mittels einer Schnellwechseleinrichtung am Arm eines Baggers oder dergleichen befestigbar ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn Amplitude und Frequenz des Schwingungserzeugers der Bodenverdichtungsvorrichtung verstellbar sind, um ihn an verschiedene Bodenbeschaffenheiten anpassen zu können.
  • Die erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung kann außerdem entweder ein Plattenverdichter oder ein Walzenverdichter sein.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsvorrichtung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Plattenverdichters;
    Fig. 2
    eine perspektivische Teilansicht des Unterteils und Bereiche des Oberteils des Plattenverdichters aus Fig. 1 in perspektivischer Ansicht.
  • Der Plattenverdichter 10 aus Fig. 1 weist ein Unterteil 11 mit einer Verdichterplatte 12 und einem Schwingungserzeuger 13 in Form einer Welle mit einem hier nicht näher dargestellten exzentrisch gelagerten Gewicht auf. Außerdem weist der Plattenverdichter 10 ein Oberteil 14 auf, das über eine Schnellwechseleinrichtung 15 an einem hier nicht dargestellten Arm eines Baggers oder dergleichen befestigbar ist. Beim Plattenverdichter 10 handelt es sich somit um einen Anbauverdichter.
  • Zwischen dem Unterteil 11 und dem Oberteil 14 sind im vorderen Bereich der Bodenverdichtungsvorrichtung 10 eine erste federnde Anordnung 16 und im hinteren Bereich eine spiegelbildlich gleiche federnde Anordnung 17 angeordnet. Die Anordnungen 16 und 17 werden dabei vom am Oberteil 14 befestigten Schienen 18 und 19 gebildet, die jeweils mit einem federnden Belag 20, 21, vorzugsweise aus Gummi, versehen sind. Die Schienen 18 und 19 mit den Belägen 20 und 21 sind dabei schräg angeordnet, d. h. die Schiene 18 fällt quer zu ihrer Längsrichtung schräg nach vorn und die Schiene 19 schräg nach hinten ab. Damit sind die beiden Anordnungen 16 und 17 in der Lage, Stöße auf das Unterteil 11, die in oder entgegen der Bewegungsrichtung 22 des Verdichters 10 auftreten, abzufedern, sodass sich diese Stöße nicht auf das Oberteil 14 und die damit verbundene Schnellwechseleinrichtung 15 und von dort sogar auf den Baggerarm übertragen können.
  • Wie Fig. 2 zeigt, weisen die Schienen 18 und 19 mit den Belägen 20 und 21 keine direkte Verbindung zum Unterteil 11 auf. Dadurch kann sich das Unterteil 11 bezüglich des Oberteils 14 quer zur Bewegungsrichtung 22 (Fig. 1) des Bodenverdichters 10 begrenzt relativ bewegen, wodurch auch seitliche Stöße auf das Unterteil 11 sich nicht auf das Oberteil 14 und von dort weiter über die Schnellwechseleinrichtung 15 auf den Baggerarm übertragen.

Claims (7)

  1. Bodenverdichtungsvorrichtung mit einem Oberteil (14) und mit einem Unterteil (11), in dem ein Schwingungserzeuger (13) angeordnet ist, wobei zwischen dem Oberteil (14) und dem Unterteil (11) im vorderen und hinteren Bereich der Vorrichtung (10) mindestens je eine auf Stoß belastbare federnde Anordnung (16, 17) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine federnde Anordnung (20, 21) im vorderen Bereich der Vorrichtung (10) schräg nach vorn abfallend und die mindestens eine federnde Anordnung (20) im hinteren Bereich der Vorrichtung (21) schräg nach hinten abfallend angeordnet ist, sodass sie Stöße des Unterteils (11) gegen das Oberteil (14) in und entgegen der Fahrtrichtung (22) der Vorrichtung (10) abfedern können.
  2. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Anordnungen (16, 17) jeweils von mindestens einer am Ober- oder Unterteil (14, 11) befestigten Schiene (18, 19) oder Platte mit einer stoßdämpfenden Auflage (20, 21) oder Lagerung gebildet sind.
  3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine federnde Anordnung (16, 17) im vorderen und hinteren Bereich der Vorrichtung (10) derart ausgebildet sind, dass sie eine begrenzte Relativbewegung von Oberteil (14) und Unterteil (11) quer zur Bewegungsrichtung (22) der Vorrichtung erlauben.
  4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels einer Schnellwechseleinrichtung (15) am Arm eines Baggers oder dergleichen befestigbar ist.
  5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude und Frequenz des Schwingungserzeugers (13) verstellbar sind.
  6. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Plattenverdichter ist.
  7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Walzenverdichter ist.
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