EP1449965B1 - Schwingungserregervorrichtung zur Bodenverdichtung - Google Patents

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EP1449965B1
EP1449965B1 EP03026486A EP03026486A EP1449965B1 EP 1449965 B1 EP1449965 B1 EP 1449965B1 EP 03026486 A EP03026486 A EP 03026486A EP 03026486 A EP03026486 A EP 03026486A EP 1449965 B1 EP1449965 B1 EP 1449965B1
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EP
European Patent Office
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unbalance
generating device
shafts
oscillation generating
shaft pair
Prior art date
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EP03026486A
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EP1449965A3 (de
EP1449965A2 (de
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Niels Laugwitz
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Bomag GmbH and Co OHG
Original Assignee
Bomag GmbH and Co OHG
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Publication date
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Publication of EP1449965A3 publication Critical patent/EP1449965A3/de
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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
    • E02D3/074—Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S37/00—Excavating
    • Y10S37/903—Scoop or scraper attachments
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18544—Rotary to gyratory
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18544—Rotary to gyratory
    • Y10T74/18552—Unbalanced weight

Definitions

  • the invention relates to a vibration exciter device for use in a soil compaction machine, such as a vibratory plate or a roller, with a vibration exciter device, a first unbalanced shaft pair and a tilting torque balancing device.
  • Conventional soil compaction machines such as reversible vibratory plates and vibratory rollers, are equipped with an opposing imbalance shaft pair for generating directional vibrations.
  • the imbalances of the two shafts rotate synchronously but with opposite direction of rotation.
  • phase shifting By phase shifting, a desired directional vibration direction can be adjusted and directional forward or backward movement of the soil compaction machine can be created.
  • a vibration plate which has a tilting moment compensating device for suppressing such a tilting moment. It contains a central imbalance shaft between an unbalanced shaft pair.
  • the imbalance mass of Central imbalance shaft is as large as the total imbalance mass of imbalance shaft pair.
  • the central imbalance shaft rotates in opposite directions to the same direction rotating imbalance shaft pair, the rotational speed of all unbalanced shafts is synchronous. By this arrangement occurs no unwanted tilting moment occurs.
  • the object of the present invention is to improve a soil compacting machine of the type mentioned above and to provide a simple and inexpensive alternative to the previously known tilting moment compensating device for use in a soil compacting machine.
  • a second imbalance shaft pair is arranged as the tilting moment compensation device in the axial direction next to the first unbalanced shaft pair.
  • the first and second unbalanced shaft pairs rotate in opposite directions and diagonally opposite unbalanced shafts rotate in the same direction.
  • the invention has the advantage that unwanted force components and torques cancel each other, so that no tilting moments occur.
  • vibration exciter is constructed of similar components simple and symmetrical, so that cost advantages can be achieved. Since the total imbalance mass is distributed over four waves, the total imbalance mass can be increased or the imbalance waves can be made smaller.
  • the imbalance shafts do not have to be in pairs next to each other in alignment, but the unbalanced shafts of one unbalanced pair of shafts can be offset parallel to the imbalance shafts of the other pair of imbalance shafts with a crosswise symmetry.
  • crosswise symmetry is understood here an arrangement in which the diagonally opposite imbalance waves are arranged in pairs symmetrically to the intersection of their connecting lines.
  • the axis-parallel offset can occur within the same plane or out of the plane. For example, a rear left imbalance shaft could fall by a certain amount be offset above. Then, the front right unbalance shaft would have to be offset by the same amount to produce the required symmetry. It may also be advantageous that the distances of the diagonally opposite unbalanced shafts are different.
  • the diagonal imbalance shafts can be driven separately.
  • the diagonal unbalanced shafts are rotatably coupled, for example via a transmission. This has the advantage that the diagonal unbalanced shafts always maintain the same direction of rotation and the same rotational speed and thus always ensure the functionality and the tilting torque compensation.
  • the synchronization is further simplified by the fact that all unbalanced shafts are rotatably coupled.
  • the transmission has two associated crown gears and thus engaged spur gears on the unbalanced shafts.
  • the advantage here is that of relatively few, simple and known components, a transmission is created, which ensures the function of the device.
  • the transmission is operatively connected to a single drive. This has the advantage that the functions of the same direction of rotation and the same rotational speeds of the imbalance shafts can be maintained and additional drives can be saved.
  • each unbalanced shaft pair has an imbalance shaft with a variable phase position.
  • a synchronization device for synchronous adjustment of the phase position is preferably present. It can be designed either for the same direction, common phase adjustment of both unbalanced shaft pairs or for independent phase adjustment.
  • a particularly preferred development consists in that the synchronizing device has a hydraulically operating flow divider.
  • FIG. 1 a driven by a drive 1 first vibration exciter device of a soil compacting machine in the parallel to a first unbalanced shaft pair 2 in the axial direction laterally offset a similar second unbalanced shaft pair 3 is arranged as a tilting torque balancing device.
  • Each unbalanced shaft pair 2, 3 comprises two successively and axially parallel aligned, counter-rotating unbalanced shafts 4, 5 and 4 ', 5' with the same imbalance masses 9, 10, wherein the imbalance masses 9, 10 of an unbalanced shaft pair 2, 3 arranged to produce phase-shifted centrifugal forces angularly offset are.
  • the imbalance shaft pairs 2, 3 are adjacent to each other in such a way that their imbalance waves are aligned in pairs.
  • unbalanced shafts are the same direction of rotation diagonally opposite.
  • Coincidentally rotating unbalanced shafts 4, 4 'on the one hand and counter-rotating unbalanced shafts 5, 5' on the other hand have the same phase position when driving straight ahead. For a steering movement, the phase angles are adjustable differently.
  • the unbalanced shafts 4, 4 ', 5, 5' are rotatably coupled together by a positive force transmission means in such a way that the directions of rotation and phase assignments are ensured.
  • the power transmission means is formed in the present example as a double crown gear 25. Its non-rotatably connected crown wheels 6 mesh on both Each side with a spur gear 7 and a counter-rotating spur gear 8.
  • the spur gears 7 and 8 are each rotatably connected to the unbalanced shafts 4, 4 'and 5, 5'.
  • the drive 1 acts on the imbalance shaft 4 on the crown gear.
  • the unbalanced shafts 9, 10 are held by bearing elements 12, for example cylindrical roller bearings.
  • the diagonally opposite imbalances of the unbalanced shafts 5, 5 ' can be changed in their phase position alone or together with respect to the other imbalances by the respective imbalance masses 10 are angularly offset on their unbalanced shafts 5, 5'.
  • Fig. 2 The operation of the vibration exciter device is illustrated in three-dimensional, schematic representation. This will be done in Fig. 2 eight phase positions a) to h) of the imbalances in the course of a complete wave circulation shown. Filled black dots represent the respective angular positions of the unbalanced masses 9, 10 again.
  • the unbalanced masses 9 rotate in a clockwise direction, indicated by the curved direction of rotation arrow 13, and the unbalanced masses 10 rotate counterclockwise, indicated by the direction of rotation arrow 14.
  • the imbalance masses 9, 10 of an unbalanced pair of shafts 2 and 3 are respectively phase-shifted by 90 °. Diagonally opposite imbalance masses have the same phase.
  • the centrifugal forces of a pair of unbalanced shafts are combined to form a respective centrifugal force and shown as a filled black arrow 15, 16.
  • the arrows 15, 16 are each applied at the point of application of the resulting centrifugal force and each point in the direction in which the resulting centrifugal force acts.
  • the length of the arrow represents the magnitude of the force.
  • the arrow 15 designates the resulting centrifugal force 15 one unbalanced shaft pair 2 and the arrow 16, the resulting centrifugal force 16 of the other unbalanced shaft pair.
  • the starting position according to Fig. 2a shows the beginning of the rotational movement.
  • the unbalance 9 rotates clockwise about the transverse axis 19.
  • the unbalance 10 rotates counterclockwise about the transverse axis 20.
  • the resulting centrifugal force 15 of the rear unbalanced shaft pair 2 attacks at the intersection of the longitudinal connecting axes 18 and 19 and acts obliquely downwards in the xz direction, ie in the direction of the ground.
  • the resulting centrifugal force 16 is also directed at the imbalances 9 and 10 of the second imbalance shaft pair 3 located on the front longitudinal axis 17.
  • the resulting centrifugal force 16 acts at the intersection of the longitudinal connecting shafts 17 and 20. Since both resulting centrifugal forces 15 and 16 are the same size and directed in parallel, no tilting moment occurs.
  • Fig. 2b is a second phase of the rotational movement shown, in which the imbalance masses are offset by 45 ° in the direction of rotation.
  • the centrifugal forces within each unbalanced shaft pair 2, 3 are exactly opposite.
  • there are two equal torques 23, 24 about an imaginary horizontal center axis 22. arise, however, because they are directed opposite because of the opposite directions of rotation of the unbalanced shaft pairs 2, 3. As a result, therefore no tilting moment occurs parallel to the axes of rotation of the imbalances.
  • the unbalanced shafts 4, 5 of a pair of unbalanced shafts 2 to the unbalanced shafts 4 ', 5' of the other unbalanced shaft pair 3 are axially parallel in crosswise symmetry.
  • the cross-symmetry results from the fact that the diagonally opposite imbalance waves 4,4 '; 5, 5 'to the intersection point 30 of their connecting lines 31, 32 are arranged in pairs symmetrically.
  • Fig. 3 illustrates a spatially upwardly or downwardly axially offset arrangement of the diagonally opposite unbalanced shafts 5, 5 'to lying in a plane other diagonally opposite unbalanced shafts 4, 4'.
  • the offset Vo up and the offset Vu down are the same.
  • Fig. 4 are all unbalanced shafts in a plane and it is the distances of the respective diagonally opposite unbalanced shafts 5, 5 '; and 4, 4 'different.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schwingungserregervorrichtung zur Verwendung in einer Bodenverdichtungsmaschine, wie zum Beispiel einer Rüttelplatte oder einer Walze, mit einer Schwingungserregervorrichtung, einem ersten Unwuchtwellenpaar und einer Kippmoment-Ausgleichsvorrichtung.
  • Herkömmliche Bodenverdichtungsmaschinen, beispielsweise reversierbare Vibrationsplatten sowie Vibrationswalzen, sind zur Erzeugung von gerichteten Schwingungen mit einem gegenläufigen Unwuchtwellenpaar ausgestattet. Die Unwuchten der beiden Wellen rotieren synchron aber mit entgegengesetzter Drehrichtung. Durch Phasenverschiebung kann eine gewünschte, gerichtete Schwingungsrichtung eingestellt werden und eine gerichtete Vorwärtsoder Rückwärtsbewegung der Bodenverdichtungsmaschine erzeugt werden.
  • Je nach Phasenlage der Unwuchten wird jedoch ein periodisch wechselndes Kippmoment erzeugt. Dieses Kippmoment tritt auf, weil die einzelnen Unwuchten verschiedene Drehachsen haben. Dadurch greift die resultierende Fliehkraft zweier Unwuchtwellen im Verlauf einer Umdrehung stets an einem anderen Punkt an. Die Richtung der resultierenden Kraft bleibt zwar gleich, aber der wirksame Hebelarm und die Größe der Kraft ändern sich. Dieses Kippmoment ist unerwünscht, da es sich nachteilig auf das Bewegungsverhalten der Bodenverdichtungsmaschine auswirkt.
  • Aus DE 297 23 617 U1 ist eine Vibrationsplatte bekannt, die zur Unterdrückung eines derartigen Kippmomentes eine Kippmoment-Ausgleichsvorrichtung aufweist. Sie beinhaltet eine zentrale Unwuchtwelle zwischen einem Unwuchtwellenpaar. Die Unwuchtmasse der zentralen Unwuchtwelle ist so groß wie die gesamte Unwuchtmasse des Unwuchtwellenpaares. Die zentrale Unwuchtwelle dreht sich gegenläufig zu dem gleichsinnig drehenden Unwuchtwellenpaar, wobei die Drehzahl aller Unwuchtwellen synchron ist. Durch diese Anordnung tritt kein unerwünschtes Kippmoment auftritt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bodenverdichtungsmaschine der Eingangs genannten Art zu verbessern und eine einfache und preiswerte Alternative zur bisher bekannten Kippmoment-Ausgleichsvorrichtung zur Verwendung in einer Bodenverdichtungsmaschine zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass als Kippmoment-Ausgleichsvorrichtung in Achsrichtung neben dem ersten Unwuchtwellenpaar ein zweites Unwuchtwellenpaar angeordnet ist. Dabei drehen das erste und das zweite Unwuchtwellenpaar gegenläufig und diagonal gegenüberliegende Unwuchtwellen rotieren gleichsinnig.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass sich unerwünschte Kraftkomponenten und Drehmomente gegenseitig aufheben, so dass keine Kippmomente auftreten.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Schwingungserreger aus gleichartigen Komponenten einfach und symmetrisch aufgebaut ist, so dass Kostenvorteile erzielt werden. Da die Gesamtunwuchtmasse sich auf vier Wellen verteilt, kann die Gesamtunwuchtmasse erhöht werden oder die Unwuchtwellen können kleiner dimensioniert werden.
  • Die Unwuchtwellen müssen dabei nicht paarweise fluchtend nebeneinander liegen, sondern die Unwuchtwellen des einen Unwuchtwellenpaares können zu den Unwuchtwellen des anderen Unwuchtwellenpaares achsparallel bei kreuzweiser Symmetrie versetzt sein. Unter kreuzweiser Symmetrie wird hier eine Anordnung verstanden, bei welcher die diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen zum Kreuzungspunkt ihrer Verbindungslinien paarweise symmetrisch angeordnet sind.
  • Der achsparallele Versatz kann innerhalb der gleichen Ebene erfolgen oder aus der Ebene heraus. Zum Beispiel könnte eine hintere linke Unwuchtwelle um einen gewissen Betrag nach oben versetzt sein. Dann müsste die vordere rechte Unwuchtwelle um denselben Betrag nach unten versetzt sein, um die erforderliche Symmetrie herzustellen. Es kann dabei ferner vorteilhaft sein, dass die Abstände der diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen unterschiedlich sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Möglichkeit, eine Lenkbewegung zu erzeugen, indem eine Unwuchtwelle in ihrer Phasenlage verändert wird.
  • Grundsätzlich können die diagonalen Unwuchtwellen separat angetrieben werden. Vorzugsweise sind die diagonalen Unwuchtwellen drehfest gekoppelt, zum Beispiel über ein Getriebe. Das hat den Vorteil, dass die diagonalen Unwuchtwellen den gleichen Drehsinn und die gleiche Drehgeschwindigkeit stets beibehalten und damit die Funktionsfähigkeit sowie den Kippmomentausgleich immer gewährleisten. Die Synchronisation wird noch weiter dadurch vereinfacht, dass alle Unwuchtwellen drehfest gekoppelt sind.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Getriebe zwei verbundene Kronenräder und damit in Eingriff stehende Stirnräder an den Unwuchtwellen auf. Der Vorteil liegt hier darin, dass aus relativ wenigen, einfachen und bekannten Komponenten ein Getriebe geschaffen wird, das die Funktion der Vorrichtung sicherstellt.
  • Vorzugsweise ist das Getriebe mit einem einzigen Antrieb wirkungsverbunden. Das hat den Vorteil, dass die Funktionen gleicher Drehsinn und gleiche Drehzahlen der Unwuchtwellen beibehalten werden können und zusätzliche Antriebe eingespart werden.
  • Die Handhabung wird dadurch vereinfacht, dass jedes Unwuchtwellenpaar eine Unwuchtwelle mit veränderbarer Phasenlage aufweist. Bevorzugt ist ferner eine Synchronisiervorrichtung zur synchronen Verstellung der Phasenlage vorhanden. Sie kann entweder zur gleichsinnigen, gemeinsamen Phasenverstellung beider Unwuchtwellenpaare oder zur unabhängigen Phasenverstellung ausgebildet sein. Eine besonders bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die Synchronisiervorrichtung einen hydraulisch arbeitenden Stromteiler aufweist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung einer Schwingungserregervorrichtung mit zentralem, doppelten Kronenradgetriebe;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung von einzelnen Phasenlagen der Unwuchten der Schwingungserregervorrichtung;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schwingungserregervorrichtung; und
    Fig. 4
    eine Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Schwingungserregervorrichtung.
  • Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine von einem Antrieb 1 angetriebene ersten Schwingungserregervorrichtung einer Bodenverdichtungsmaschine bei der parallel zu einem ersten Unwuchtwellenpaar 2 in Achsrichtung seitlich versetzt ein gleichartiges zweites Unwuchtwellenpaar 3 als Kippmoment-Ausgleichsvorrichtung angeordnet ist.
  • Jedes Unwuchtwellenpaar 2, 3 umfasst zwei hintereinander und achsparallel ausgerichtete, sich gegenläufig drehende Unwuchtwellen 4, 5 bzw. 4', 5' mit gleichen Unwuchtmassen 9, 10, wobei die Unwuchtmassen 9, 10 eines Unwuchtwellenpaares 2, 3 zur Erzeugung phasenverschobener Fliehkräfte winkelversetzt angeordnet sind. Die Unwuchtwellenpaare 2, 3 liegen in der Weise nebeneinander, dass ihre Unwuchtwellen paarweise fluchten. Ferner liegen sich Unwuchtwellen gleicher Drehrichtung diagonal gegenüber. Gleichsinnig drehende Unwuchtwellen 4, 4' einerseits und gegenläufig drehende Unwuchtwellen 5, 5' andererseits haben bei Geradeausfahrt jeweils gleiche Phasenlage. Für eine Lenkbewegung sind die Phasenlagen unterschiedlich einstellbar.
  • Es liegt auf diese Weise eine Anordnung vor, bei welcher diagonal angeordnete Unwuchtwellen axial zu einer imaginären Mittelpunktsachse, die parallel zu den Unwuchtwellenachsen verläuft, gleichmäßig gegensinnig axial versetzt sind.
  • Die Unwuchtwellen 4, 4', 5, 5' sind durch ein formschlüssiges Kraftübertragungsmittel in der Weise drehfest miteinander gekoppelt, dass die Drehrichtungen und Phasenzuordnungen sichergestellt sind. Das Kraftübertragungsmittel ist im vorliegenden Beispiel als doppeltes Kronenradgetriebe 25 ausgebildet. Dessen drehfest verbundene Kronenräder 6 kämmen an beiden Seiten jeweils mit einem Stirnzahnrad 7 und einem gegenläufigen Stirnzahnrad 8. Die Stirnzahnräder 7 und 8 sind jeweils drehfest mit den Unwuchtwellen 4, 4' und 5, 5' verbunden. Der Antrieb 1 wirkt über die Unwuchtwelle 4 auf das Kronenradgetriebe. Die Unwuchtwellen 9, 10 werden von Lagerelementen 12, zum Beispiel Zylinderrollenlagern, gehalten.
  • Die diagonal gegenüberliegenden Unwuchten der Unwuchtwellen 5, 5' können in ihrer Phasenlage allein oder gemeinsam gegenüber den anderen Unwuchten verändert werden, indem die betreffenden Unwuchtmassen 10 auf ihren Unwuchtwellen 5, 5' winkelversetzt werden. Dazu dienen zwei hydraulisch betätigte Verdrehvorrichtungen 11, die an der Stirnseite der Unwuchtwellen 5, 5' angeordnet sind.
  • Werden die beiden diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen 10 gleichzeitig in ihrer Phasenlage verstellt, so ändert sich die Richtung der resultierenden Fliehkraft. Damit ändert sich auch die Schwingrichtung und die Bodenverdichtungsmaschine bewegt sich vorwärts oder rückwärts. Wird nur eine der beiden Wellen 10 in ihrer Phasenlage verändert, stellt sich eine Lenkbewegung ein.
  • In Fig. 2 wird in dreidimensionaler, schematischer Darstellung die Arbeitsweise der Schwingungserregervorrichtung veranschaulicht. Dazu werden in Fig. 2 acht Phasenlagen a) bis h) der Unwuchten im Verlauf eines vollständigen Wellenumlaufs dargestellt. Ausgefüllte schwarze Punkte geben die jeweiligen Winkelpositionen der Unwuchtmassen 9, 10 wieder. Die Unwuchtmassen 9 drehen im Uhrzeigersinn, angezeigt durch den gebogenen Drehrichtungspfeil 13, und die Unwuchtmassen 10 drehen gegen den Uhrzeigersinn, angezeigt durch den Drehrichtungspfeil 14. Weiterhin sind die Unwuchtmassen 9, 10 eines Unwuchtwellenpaares 2 bzw. 3 jeweils um 90° phasenverschoben. Diagonal gegenüberliegende Unwuchtmassen haben gleiche Phase.
  • In der Darstellung sind die Fliehkräfte eines Unwuchtwellenpaares zu jeweils einer resultierenden Fliehkraft zusammengefasst und als ausgefüllter schwarzer Pfeil 15, 16 dargestellt. Die Pfeile 15, 16 sind jeweils im Angriffspunkt der resultierenden Fliehkraft angetragen und weisen jeweils in die Richtung, in die die resultierende Fliehkraft wirkt. Zusätzlich stellt die Länge des Pfeils die Größe der Kraft dar. Dabei bezeichnet der Pfeil 15 die resultierende Fliehkraft 15 des einen Unwuchtwellenpaars 2 und der Pfeil 16 die resultierende Fliehkraft 16 des anderen Unwuchtwellenpaars 3.
  • Die Ausgangslage gemäß Fig. 2a) zeigt den Beginn der Rotationsbewegung. Auf der hinteren Längsachse 18 rotiert die Unwucht 9 im Uhrzeigersinn um die Querachse 19. Die Unwucht 10 rotiert gegen den Uhrzeigersinn um die Querachse 20. Die resultierende Fliehkraft 15 des hinteren Unwuchtwellenpaars 2 greift im Schnittpunkt der Längsverbindungsachsen 18 und 19 an und wirkt schräg nach unten in x-z-Richtung, d.h. in Richtung auf den Untergrund. Ebenso gerichtet ist die resultierende Fliehkraft 16 der auf der vorderen Längsachse 17 befindlichen Unwuchten 9 und 10 des zweiten Unwuchtwellenpaars 3. Die resultierende Fliehkraft 16 greift im Schnittpunkt der Längsverbindungsachsen 17 und 20 an. Da beide resultierenden Fliehkräfte 15 und 16 gleich groß und parallel gerichtet sind, tritt kein Kippmoment auf.
  • In Fig. 2b) ist eine zweite Phase der Drehbewegung dargestellt, bei der die Unwuchtmassen um 45° in Drehrichtung versetzt sind. Die Fliehkräfte innerhalb eines jeden Unwuchtwellenpaares 2, 3 sind jeweils genau entgegengesetzt. Es entstehen zwar zwei gleich große Drehmomente 23, 24 um eine gedachte horizontale Mittelachse 22. Diese heben sich jedoch auf, da sie wegen der gegenläufigen Drehrichtungen der Unwuchtwellenpaare 2, 3 entgegengesetzt gerichtet sind. Im Ergebnis tritt daher kein Kippmoment parallel zu den Drehachsen der Unwuchten auf.
  • In Fig. 2c) sind die Unwuchten um weitere 45° in Drehrichtung versetzt. Es treten gleich gerichtete resultierende Fliehkräfte 15 und 16 gleicher Größe an den beiden Unwuchtwellenpaaren 2, 3 auf Sie sind im Vergleich zu der in Fig. 2a) gezeigten ersten Phase in Ihren Angriffspunkten diagonal versetzt. Die Wirkungsrichtung der beiden resultierenden Fliehkräfte verläuft schrägt nach oben.
  • Mit fortschreitender Rotation der Unwuchten 9, 10 und mit zunehmender Phasengleichheit der Unwuchten wandern die Angriffspunkte der resultierenden Fliehkräfte 15 und 16 auf die Mittelachse 22 zu, wie in Fig. 2d) gezeigt ist. Da sie gleich groß und gleichgerichtet sind, tritt kein Kippmoment auf.
  • In den weiteren Phasen, die in den Figuren 2e) bis 2h) veranschaulicht sind, wiederholen sich die vorstehend beschriebenen Zustände sinngemäß mit vertauschten Richtungen und Angriffspunkten der Fliehkräfte. Im Ergebnis bleibt es aber dabei, dass in keinem Fall ein Kippmoment parallel zu den Drehachsen der Unwuchten auftritt.
  • Bei den in Fig. 3 und 4 dargestellten zweiten und dritten Ausführungsbeispielen sind die Unwuchtwellen 4, 5 des einen Unwuchtwellenpaares 2 zu den Unwuchtwellen 4', 5' des anderen Unwuchtwellenpaares 3 achsparallel bei kreuzweiser Symmetrie versetzt. Die kreuzweise Symmetrie ergibt sich dadurch, dass die diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen 4,4'; 5, 5' zum Kreuzungspunkt 30 ihrer Verbindungslinien 31, 32 paarweise symmetrisch angeordnet sind.
  • Fig. 3 veranschaulicht eine räumlich nach oben bzw. unten achsparallel versetzte Anordnung der diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen 5, 5' zu den in einer Ebene liegenden anderen diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen 4, 4'. Der Versatz Vo nach oben und der Versatz Vu nach unten sind gleich.
  • Beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 liegen alle Unwuchtwellen in einer Ebene und es sind die Abstände der jeweils diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen 5, 5'; und 4, 4' unterschiedlich.

Claims (15)

  1. Schwingungserregervorrichtung zur Verwendung in einer Bodenverdichtungsmaschine mit einem ersten Unwuchtwellenpaar (2) und mit einer Kippmoment-Ausgleichsvorrichtung (3)
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Kippmoment-Ausgleichsvorrichtung (3) in Achsrichtung neben dem ersten ein zweites Unwuchtwellenpaar (3) angeordnet ist, und dass die Unwuchtwellenpaare (3, 4) gegenläufig drehen und diagonal gegenüberliegende Unwuchtwellen (4, 4' ; 5, 5') gleichsinnig rotieren.
  2. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwellen (4, 5) des einen Unwuchtwellenpaares (2) mit den Unwuchtwellen (4', 5') des anderen Unwuchtwellenpaares (3) paarweise fluchten.
  3. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwellen (4, 5) des einen Unwuchtwellenpaares (2) zu den Unwuchtwellen (4', 5') des anderen Unwuchtwellenpaares (3) achsparallel bei kreuzweiser Symmetrie versetzt sind.
  4. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der diagonal gegenüberliegenden Unwuchtwellen (4, 4'; 5, 5') unterschiedlich sind.
  5. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwellen (4, 4'; 5, 5') in einer Ebene liegen.
  6. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwellen (4, 4'; 5, 5') räumlich versetzt zueinander angeordnet sind.
  7. Schwingungserregervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass jedes Unwuchtwellenpaar (3, 4) eine Unwuchtwelle (10) mit veränderbarer Phasenlage aufweist.
  8. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Synchronisiervorrichtung zur synchronen Verstellung der Phasenlage vorhanden ist.
  9. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiervorrichtung zur gleichsinnigen, gemeinsamen Phasenverstellung beider Unwuchtwellenpaare (3, 4) ausgebildet ist.
  10. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur unabhängigen Phasenverstellung vorhanden ist.
  11. Schwingungserregervorrichtung einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiervorrichtung einen hydraulisch arbeitenden Stromteiler aufweist.
  12. Schwingungserregervorrichtung einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diagonale Unwuchtwellen (4, 4'; 5, 5') drehfest gekoppelt sind.
  13. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass alle Unwuchtwellen (4, 4'; 5, 5') drehfest gekoppelt sind.
  14. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Kopplung aus einem Getriebe (25) mit zwei Kronenrädern (6) und damit in Eingriff stehenden Stirnräder (7, 8) an den Unwuchtwellen (4, 4') und (5,5') besteht.
  15. Schwingungserregervorrichtung gemäß Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (25) mit einem einzigen Antrieb (1) wirkungsverbunden ist.
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