EP1513985B1 - Bodenverdichtungsvorrichtung mit fahrwerk - Google Patents

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EP1513985B1
EP1513985B1 EP03759918A EP03759918A EP1513985B1 EP 1513985 B1 EP1513985 B1 EP 1513985B1 EP 03759918 A EP03759918 A EP 03759918A EP 03759918 A EP03759918 A EP 03759918A EP 1513985 B1 EP1513985 B1 EP 1513985B1
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EP
European Patent Office
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soil
compacting
roller bodies
travelling mechanism
plate
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EP03759918A
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English (en)
French (fr)
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EP1513985A1 (de
Inventor
Hermann Schennach
Marcus Kuchler
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Wacker Construction Equipment AG
Original Assignee
Wacker Construction Equipment AG
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Publication date
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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/046Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil

Definitions

  • the invention relates to a soil compaction device according to the preamble of claim 1.
  • Such a soil compaction device is z.
  • a vibration plate in which a driven by a motor vibration generator generates a substantially vertically directed vibration which acts on a compression plate.
  • this is suitable to move the compression plate on the ground to be compacted also forward or backward and make the plate steerable.
  • Such a soil compaction device is z. B. from DE 198 40 453 A1. It has a retractable landing gear, so that shorter distances can be covered on a construction site with the device, without a transport vehicle is needed.
  • vibration plates such as the AVP 2920 Fa.
  • AMMANN are known in which a chassis is provided with a pivot mechanism which can transfer wheels from a rest position to a driving position.
  • the pivot mechanism is elaborately designed to prevent wear on the pivot bearings by the vibrations occurring.
  • the pivoting mechanism is attached to the said mass plate or the drawbar in the case of said vibrating plate.
  • the position of the wheels in driving position is in these designs under the compression plate. Due to the drawbar arrangement and a very large center of gravity distance of the overall system of the Radcardse driving behavior is not very satisfactory. Especially with larger compression plates high holding forces are necessary to prevent the plate on a tilting movement in the direction of travel about the Radcardachse.
  • the installation of the landing gear in its driving position often asks the user questions, since usually a whole series of operations are to be performed. This is accompanied by a risk of injury that the operator is exposed to when installed incorrectly.
  • a vibrating plate is described in which a swivel mechanism is mounted on the upper mass, by means of which a chassis can be pivoted between a rest position and a driving position.
  • a vibrating plate comprising a compacting plate having a lower mass, an upper mass connected to the lower mass via a spring, a compression plate acting on the vibrator and a chassis with rotatably mounted on a suspension axle rolling bodies for transporting the device wherein the chassis axle is fixed relative to the device and wherein the landing gear is attached to the lower mass.
  • US-B-6,394,697 discloses a soil compaction device having a lower mass comprising a compacting plate, an upper mass connected to the lower mass via a spring damper device, and a vibrator impinging on the compacting plate.
  • the invention has for its object to provide a ground compaction device with a chassis, in which the disadvantages described above are avoided.
  • a ground compacting device with a lower mass having a compression plate, an upper mass connected to the lower mass via a spring damper device, a vibration generator acting on the compacting plate, and a chassis with one or more rolling elements rotatably mounted on a chassis axis for transporting the device is characterized in that Chassis axle is stationary with respect to the device.
  • the fixed chassis axle with respect to the device means over conventional devices, that the rolling bodies are already in their driving position during the shaking operation.
  • an extension or pivoting of the chassis axle for transport is not required and a particularly vulnerable part, namely the extension or pivot mechanism is eliminated, resulting in lower acquisition costs, less downtime, lower maintenance costs and easier operation of the soil compaction device result.
  • chassis is attached to the lower mass according to a particularly advantageous embodiment of the invention, thereby reduces the center of gravity distance of the entire system of the chassis axle. This improves the handling of the device during transport.
  • the soil compacting device can be constructed by selecting the axle position of the chassis axle with a given roller diameter such that in a vibrating position the compression plate has surface contact with the ground and the rolling elements do not touch the ground. In a transport position, however, the compression plate does not touch the ground, but the rolling elements touch the ground and carry the weight of the device.
  • a change between vibrating and Transport position is possible by tilting the entire device about an axis that corresponds substantially to the suspension axle.
  • Another advantage results from inserting an intended imbalance to the rolling body. This causes the rolling bodies to tend to self-rotate upon vibration of the compacting plate, so that loading of the bearing supporting the rolling elements is not punctiform and even use of rolling bearings is possible.
  • FIGS. 1 to 4 essentially show the same ground compaction device according to the invention, in each case from different angles of view and in different operating states. Since the characters designate the same item, they are also described together.
  • the drive usually a gasoline or diesel engine, drives a vibration exciter 6, which is coupled to the compression plate 2 such that the vibrations generated by the vibration exciter 6 are transmitted directly to the compression plate 2 and thus in the soil to be compacted.
  • the chassis 7 has a relative to the ground compacting stationary landing gear axis 8, about which one or more rolling elements 9 are rotatably arranged.
  • the chassis 7 is attached to the lower mass 1, in particular to the compression plate 2. This reduces the center of gravity distance of the overall device of the chassis axle 8, which in turn improves the handling of the device during transport operation. In addition, the tendency of heavy compaction plates to tilt during transport around the chassis axle in the direction of travel is reduced.
  • the chassis axle may consist of an actual component, but it may also be a fictitious axis of rotation, which is formed by fixed to the compression plate 2 support 8a, 8b, which carry the rolling elements 9 (Fig. 2 and 4).
  • the axle position of the chassis axle 8 is selected for a given diameter of the rolling body 9 such that in a Rüttel ein (FIG. 3) the compression plate 2 has two-dimensional contact with the ground and the rolling elements 9 do not touch the ground, whereas in a transport position (FIG. 4) the compression plate 2 does not touch the ground, but the rolling elements 9 touch the ground and carry the weight of the device.
  • a change between the two positions is possible by tilting the entire device about an axis which substantially corresponds to the chassis axis 8.
  • tilting the compression plate 2 in the direction of a drawbar 10 is here, for example, the change from the Garttel- in the transport position possible.
  • the chassis axle 8 is arranged above the compression plate 2, whereby a favorable relationship between the line of action of the operator traction on the drawbar 10th the center of gravity of the overall device and the position of the chassis axle 8 is possible, so that a very good ride comfort is achieved without tilting tendency in the direction of travel.
  • the rolling elements 9 Since by arranging the chassis 7 on the lower mass 1, in particular on the compression plate 2, and the rolling elements 9 are subjected to a high acceleration, it is recommended to provide the rolling elements 9 with a targeted imbalance 11 so that they vibrate develop the tendency to turn on the chassis axle 8 by itself. This counteracts a punctual wear of the roller bearing. Thus, in particular a use of rolling bearings for the rolling elements 9 is suitable.
  • the embodiment shown here has a tread surface 12 for supporting the moment required for changing the positions laterally on the upper mass 4, so that the operator, for example, by loading the tread surface 12 with the foot and back-tilting the tiller 10, the driving position or Can reach transport position.
  • This type of change from the Rüttel- in the transport position and vice versa over ground compaction devices with swiveling or extendable trolleys has a significantly lower risk of injury in itself and can be carried out very quickly, because no conversion of the chassis is required.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Eine derartige Bodenverdichtungsvorrichtung ist z. B. eine Vibrationsplatte, bei der ein von einem Motor angetriebener Schwingungserreger eine im wesentlichen vertikal gerichtete Schwingung erzeugt, die eine Verdichtungsplatte beaufschlagt. Je nach Gestaltung des Schwingungserregers ist dieser dazu geeignet, die Verdichtungsplatte über dem zu verdichtenden Boden auch vorwärts oder rückwärts zu bewegen und die Platte lenkbar zu machen.
  • Eine derartige Bodenverdichtungsvorrichtung ist z. B. aus DE 198 40 453 A1 bekannt. Sie weist ein ausfahrbares Fahrwerk auf, damit kürzere Entfernungen auf einer Baustelle mit dem Gerät zurückgelegt werden können, ohne dass ein Transportfahrzeug benötigt wird.
  • Weiterhin sind Vibrationsplatten wie beispielsweise die AVP 2920 der Fa. AMMANN bekannt, bei denen ein Fahrwerk mit einem Schwenkmechanismus versehen ist, welcher Räder aus einer Ruhestellung in eine Fahrposition überführen kann. Der Schwenkmechanismus ist jedoch aufwändig konstruiert, um einen Verschleiß an den Schwenklagern durch die auftretenden Schwingungen zu vermeiden.
  • Der Schwenkmechanismus ist bei der genannten Vibrationsplatte an der Obermasse bzw. der Deichsel befestigt. Die Position der Räder in Fahrstellung liegt dagegen bei diesen Bauformen unter der Verdichtungsplatte. Durch die Deichselanordnung und einen sehr großen Schwerpunktabstand des Gesamtsystems von der Raddrehachse ist das Fahrverhalten wenig zufriedenstellend. Insbesondere bei größeren Verdichtungsplatten sind hohe Haltekräfte notwendig, um die Platte an einer Kippbewegung in Fahrtrichtung um die Raddrehachse zu hindern. Die Installation des Fahrwerks in seine Fahrposition stellt den Benutzer häufig vor Fragen, da meist eine ganze Reihe von Handgriffen auszuführen sind. Damit einher geht eine Verletzungsgefahr, der der Bediener bei falscher Installation ausgesetzt ist.
  • In der CH-A-321022 wird eine Vibrationsplatte beschrieben, bei der an der Obermasse ein Schwenkmechanismus angebracht ist, durch den ein Fahrwerk zwischen einer Ruhestellung und einer Fahrposition verschwenkt werden kann.
  • In der US-A-3,199,424 wird eine Vibrationsplatte gezeigt, bei der ein Fahrwerk starr an einer Führungsstange befestigt ist, die an der Obermasse der Vibrationsplatte befestigt und relativ zu dieser verschwenkbar ist.
  • Aus der DE-U-85 13 149 ist eine Vibrationsplatte bekannt, mit einer eine Verdichtungsplatte aufweisenden Untermasse, einer mit der Untermasse über eine Feder verbundenen Obermasse, einen die Verdichtungsplatte beaufschlagenden Schwingungserzeuger und einem Fahrwerk mit auf einer Fahrwerkachse drehbar angeordneten Rollkörpern zum Transport der Vorrichtung, wobei die Fahrwerksachse bezüglich der Vorrichtung ortsfest ist und wobei das Fahrwerk an der Untermasse angebracht ist.
  • Aus der US-B-6,394,697 ist eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer eine Verdichtungsplatte aufweisenden Untermasse, einer mit der Untermasse über eine Feder-Dämpfereinrichtung verbundenen Obermasse und einem die Verdichtungsplatte beaufschlagenden Schwingungserzeuger bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einem Fahrwerk anzugeben, bei der die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird in Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Eine erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer eine Verdichtungsplatte aufweisenden Untermasse, einer mit der Untermasse über eine Feder-Dämpfereinrichtung verbundenen Obermasse, einem die Verdichtungsplatte beaufschlagenden Schwingungserzeuger und einem Fahrwerk mit einem oder mehreren auf einer Fahrwerkachse drehbar angeordneten Rollkörpern zum Transport der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkachse bezüglich der Vorrichtung ortsfest ist.
  • Die ortsfeste Fahrwerksachse bezüglich der Vorrichtung bedeutet gegenüber herkömmlichen Geräten, dass die Rollkörper sich bereits während des Rüttelbetriebs in ihrer Fahrposition befinden. Somit ist ein Ausfahren oder Schwenken der Fahrwerkachse für den Transport nicht erforderlich und ein besonders verschleißanfälliges Teil, nämlich der Ausfahr- oder Schwenkmechanismus entfällt, was geringere Anschaffungskosten, weniger Ausfallzeit, geringere Wartungskosten und eine leichtere Bedienbarkeit der Bodenverdichtungsvorrichtung zur Folge hat.
  • Wenn das Fahrwerk gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung an der Untermasse befestigt ist, verringert sich dadurch der Schwerpunktabstand des Gesamtsystems von der Fahrwerkachse. Hierdurch verbessert sich das Fahrverhalten der Vorrichtung im Transportbetrieb.
  • Besonders vorteilhaft läßt sich die Bodenverdichtungsvorrichtung konstruieren, indem die Achsposition der Fahrwerkachse bei gegebenem Rollkörperdurchmesser derart gewählt ist, dass in einer Rüttelstellung die Verdichtungsplatte flächigen Bodenkontakt aufweist und die Rollkörper den Boden nicht berühren. In einer Transportstellung hingegen berührt die Verdichtungsplatte den Boden nicht, aber die Rollkörper berühren den Boden und tragen das Gewicht der Vorrichtung. Ein Wechsel zwischen Rüttel- und Transportstellung ist durch Kippen der gesamten Vorrichtung um eine Achse möglich, die im Wesentlichen der Fahrwerkachse entspricht.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch Einfügen einer beabsichtigten Unwucht an die Rollkörper. Diese bewirkt, dass die Rollkörper das Bestreben aufweisen, sich bei Vibration der Verdichtungsplatte von selbst zu drehen, so dass eine Belastung der die Rollkörper tragenden Lager nicht punktuell erfolgt und sogar eine Verwendung von Wälzlagern möglich ist.
  • Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsvorrichtung in Transportstellung.
    Fig. 2
    eine Rückansicht der Bodenverdichtungsvorrichtung in Rüttelstellung:
    Fig. 3
    eine Seitenansicht der Bodenverdichtungsvorrichtung in Rüttelstellung: und
    Fig. 4
    eine Seitenansicht der Bodenverdichtungsvorrichtung in Transportstellung.
  • Die Figuren 1 bis 4 zeigen im Wesentlichen die gleiche erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung jeweils aus unterschiedlichen Blickwinkeln und in unterschiedlichen Betriebszuständen. Da die Figuren den gleichen Gegenstand bezeichnen, werden sie auch zusammen beschrieben.
  • Auf einer zu einer Untermasse 1 gehörenden Verdichtungsplatte 2 ist, gekoppelt über eine Feder-Dämpfereinrichtung 3, ein zu einer Obermasse 4 gehörender, unter einer Abdeckung 5 verborgener Antrieb positioniert.
  • Der Antrieb, üblicherweise ein Benzin- oder Dieselmotor, treibt einen Schwingungserreger 6 an, der mit der Verdichtungsplatte 2 derart gekoppelt ist, daß die von dem Schwingungserreger 6 erzeugten Schwingungen direkt auf die Verdichtungsplatte 2 und somit in den zu verdichtenden Boden übertragen werden.
  • Das Fahrwerk 7 weist eine bezüglich der Bodenverdichtungsvorrichtung ortsfeste Fahrwerkachse 8 auf, um die ein oder mehrere Rollkörper 9 drehbar angeordnet sind. In der hier gezeigten besonders günstigen Ausführung ist das Fahrwerk 7 an der Untermasse 1, insbesondere an der Verdichtungsplatte 2, angebracht. Damit verringert sich der Schwerpunktabstand der Gesamtvorrichtung von der Fahrwerkachse 8, wodurch sich wiederum das Fahrverhalten der Vorrichtung im Transportbetrieb verbessert. Außerdem verringert sich die Neigung schwerer Verdichtungsplatten, beim Transport um die Fahrwerkachse in Fahrtrichtung zu kippen.
  • Die Fahrwerkachse kann aus einem tatsächlichen Bauelement bestehen, es kann sich aber auch um eine fiktive Drehachse handeln, die durch an der Verdichtungsplatte 2 befestigte Träger 8a, 8b gebildet wird, welche die Rollkörper 9 tragen (Fig. 2 and 4).
  • Die Achsposition der Fahrwerkachse 8 ist bei gegebenem Durchmesser der Rollkörper 9 derart gewählt, dass in einer Rüttelstellung (Fig. 3) die Verdichtungsplatte 2 flächigen Bodenkontakt aufweist und die Rollkörper 9 den Boden nicht berühren, hingegen in einer Transportstellung (Fig. 4) die Verdichtungsplatte 2 den Boden nicht berührt, aber die Rollkörper 9 den Boden berühren und das Gewicht der Vorrichtung tragen. Ein Wechsel zwischen den beiden Stellungen ist durch Kippen der gesamten Vorrichtung um eine Achse möglich, die im Wesentlichen der Fahrwerkachse 8 entspricht. Durch einfaches Wegkippen der Verdichtungsplatte 2 in Richtung einer Deichsel 10 ist hier beispielsweise der Wechsel von der Rüttel- in die Transportstellung möglich.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, die Achsposition der Fahrwerkachse 8 und die Größe der Rollkörper 9 derart zu wählen, dass ein Abstand a zwischen einer Bodenkontaktfläche der Verdichtungsplatte 2 und der untersten Stelle der Rollkörper 9 in Rüttelstellung sowie ein Abstand b, um den die Rollkörper 9 in Transportstellung vor der dann untersten Stelle der Verdichtungsplatte 2 vorstehen, erreicht werden. Bei ausreichend hohem Abstand b ist die Bodenverdichtungsvorrichtung auch bei Bodenunebenheiten problemlos fahrbar, wobei gleichzeitig der Abstand a so gewählt sein muss, dass gewährleistet ist, dass die Rollkörper 9 im Rüttelbetrieb den Boden nicht berühren.
  • Die Fahrwerkachse 8 ist oberhalb der Verdichtungsplatte 2 angeordnet, wodurch ein günstiger Zusammenhang zwischen der Wirkungslinie der Bedienerzugkraft an der Deichsel 10. dem Schwerpunkt der Gesamtvorrichtung und der Position der Fahrwerkachse 8 möglich ist, so dass ein sehr guter Fahrkomfort ohne Kippneigung in Fahrtrichtung erreicht wird.
  • Da durch das Anordnen des Fahrwerks 7 an der Untermasse 1, insbesondere auch an der Verdichtungsplatte 2, auch die Rollkörper 9 mit einer hohen Beschleunigung beaufschlagt werden, empfiehlt es sich, die Rollkörper 9 mit einer gezielten Unwucht 11 zu versehen, so dass sie bei Vibration das Bestreben entwickeln, sich von selbst um die Fahrwerkachse 8 zu drehen. Hierdurch wird einer punktuellen Abnutzung der Rollkörperlager entgegengesteuert. Damit ist insbesondere eine Verwendung von Wälzlagern für die Rollkörper 9 geeignet.
  • Weiterhin weist die hier gezeigte Ausführung eine Trittfläche 12 zur Abstützung des zum Wechsel der Stellungen erforderlichen Moments seitlich an der Obermasse 4 auf, so dass der Bediener beispielsweise durch Belasten der Trittfläche 12 mit dem Fuß und Nach-Hinten-Kippen der Deichsel 10 die Fahrposition bzw. Transportstellung erreichen kann. Diese Art des Wechsels von der Rüttel- in die Transportstellung und umgekehrt birgt gegenüber Bodenverdichtungsvorrichtungen mit schwenk- oder ausfahrbaren Fahrwerken eine deutlich geringere Verletzungsgefahr in sich und lässt sich sehr schnell vollziehen, weil kein Umbau des Fahrwerks erforderlich ist.

Claims (6)

  1. Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer eine Verdichtungsplatte (2) aufweisenden Untermasse (1), einer mit der Untermasse (1) über eine Feder-Dämpfereinrichtung (3) verbundenen und einen Antrieb aufweisenden Obermasse (4), einem die Verdichtungsplatte (2) beaufschlagenden Schwingungserzeuger (6) und einem Fahrwerk (7) mit drehbar angeordneten Rollkörpern (9) zum Transport der Vorrichtung wobei die Verdichtungsplatte (2) in einer Transportstellung den Boden nicht berührt, aber die Rollkörper (9) den Boden berühren und das Gewicht der Vorrichtung tragen, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Rollkörper auf einer Fahrwerkachse (8) drehbar angeordnet sind, welche bezüglich der Vorrichtung ortsfest ist; und dass
    - das Fahrwerk (7) an der Untermasse (1) angebracht ist.
  2. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsposition der Fahrwerkachse (8) bei gegebenem Rollkörperdurchmesser derart gewählt ist, dass
    in einer Rüttelstellung die Verdichtungsplatte (2) flächigen Bodenkontakt aufweist und die Rollkörper (9) den Boden nicht berühren,
    wobei ein Wechsel zwischen den beiden Stellungen durch Kippen der gesamten Vorrichtung um eine Achse möglich ist, die im Wesentlichen der Fahrwerkachse (8) entspricht.
  3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsposition der Fahrwerkachse (8) und die Größe der Rollkörper (9) derart gewählt ist, dass
    ein Abstand (a) zwischen einer Bodenkontaktfläche der Verdichtungsplatte (2) und der untersten Stelle der Rollkörper (9) in Rüttelstellung vorliegt sowie
    ein Abstand (b) gegeben ist, um den die Rollkörper (9) in Transportstellung vor der dann untersten Stelle der Verdichtungsplatte (2) vorstehen.
  4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkachse (8) oberhalb der Verdichtungsplatte (2) angeordnet ist.
  5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper (9) eine beabsichtigte Unwucht (11) aufweisen.
  6. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstützung eines zum Wechsel der Stellungen erforderlichen Moments eine Trittfläche (12) seitlich an der Obermasse (4) vorhanden ist.
EP03759918A 2002-06-17 2003-06-06 Bodenverdichtungsvorrichtung mit fahrwerk Expired - Lifetime EP1513985B1 (de)

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DE10226920A DE10226920B4 (de) 2002-06-17 2002-06-17 Bodenverdichtungsvorrichtung mit Fahrwerk
DE10226920 2002-06-17
PCT/EP2003/005987 WO2003106771A1 (de) 2002-06-17 2003-06-06 Bodenverdichtungsvorrichtung mit fahrwerk

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EP1513985A1 EP1513985A1 (de) 2005-03-16
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US (1) US7303356B2 (de)
EP (1) EP1513985B1 (de)
JP (1) JP4262677B2 (de)
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