EP2376713B1 - Bodenverdichtungsvorrichtung - Google Patents

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EP2376713B1
EP2376713B1 EP10700378.2A EP10700378A EP2376713B1 EP 2376713 B1 EP2376713 B1 EP 2376713B1 EP 10700378 A EP10700378 A EP 10700378A EP 2376713 B1 EP2376713 B1 EP 2376713B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
soil compacting
clutch
electric motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP10700378.2A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2376713A1 (de
Inventor
Michael Steffen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
Original Assignee
Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG filed Critical Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
Publication of EP2376713A1 publication Critical patent/EP2376713A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2376713B1 publication Critical patent/EP2376713B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • 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 soil compacting device according to the preamble of claim 1.
  • Such soil compacting devices are made, for example DE 20 2006 018 752 U1 known and are also referred to as rammers or vibration tampers.
  • Fig. 1 shows a schematic side view of a known rammer in side view.
  • an internal combustion engine 1 is arranged between a guide bracket 2.
  • the internal combustion engine 1 receives fuel from a tank 3 which is attached to the guide bracket 2. With the help of the guide bracket 2, an operator can lead the rammer in a conventional manner.
  • a housing 4 is provided below the internal combustion engine 1, in which a movement conversion device for converting a rotational movement of the internal combustion engine 1 is arranged in an oscillating linear movement of a ground contact element 6.
  • the movement conversion device 5 will be described later with reference to Fig. 2 explained in more detail.
  • the ground contact element 6 is designed as a padfoot.
  • Fig. 2 shows a section through the housing 4th
  • centrifugal clutch 8 is formed in a conventional manner and has a plurality of centrifugal elements 9, which are held by springs 10 in a radially inner starting position. Once the speed of the motor shaft 7 exceeds a predetermined value, the centrifugal elements 9 move against the action of the springs 10 to the outside and thus provide a positive or frictional connection between an internal drive shaft 11 of the centrifugal clutch and an external output shaft 12 ago.
  • the output bank 12 is formed by a clutch bell 13.
  • the clutch bell 13 is part of an intermediate shaft 14, the rotational movement is transmitted via a bevel gear teeth on a crank disk 15.
  • crank pin 16 On the crank disc 15, a crank pin 16 is provided which drives a connecting rod 17 in a known manner.
  • the connecting rod 17 is coupled via an unillustrated intermediate piston and spring assemblies with the ground contact element 6. In this way, the movement of the connecting rod 17 can be converted into the oscillating linear movement of the ground contact element 6.
  • the invention has for its object to provide an improved soil compacting device, which is superior to the previously known devices in terms of applications and manageability.
  • a soil compacting apparatus includes an engine, a ground contact member, a motion converting means for converting a rotational movement of the engine into an oscillating linear motion of the ground contact member, and a clutch means for connecting and disconnecting the power flow between the engine and the motion converting means.
  • This soil compaction device is characterized in that, in addition to the internal combustion engine, an electric motor having a rotor and a stator is provided, and that the movement converting device is selectively driven by the internal combustion engine or by the electric motor.
  • a part of the soil compacting device thus corresponds to a conventional soil compaction device with an internal combustion engine, in which a ground contact element, e.g. a padfoot, by the engine via the motion converter, e.g. a crank mechanism is driven to perform a pitching movement.
  • the coupling device is provided, with which the power flow between the internal combustion engine and the motion conversion device can be interrupted or connected as needed.
  • the coupling device may e.g. a centrifugal clutch that continues or interrupts the flow of force depending on the speed of the driving shaft (e.g., motor shaft).
  • the driving shaft e.g., motor shaft
  • the coupling device closes the power flow, so that the ground contact element is driven.
  • the rammer comes to a standstill again, although the engine is e.g. can continue to operate at idle speed.
  • the electric motor is provided, e.g. can be switched back and forth with the help of the switching device between the engine and the electric motor.
  • the operator can thus choose whether the soil compacting device is to be driven by the internal combustion engine or by the electric motor.
  • a self-sufficient operation far away from any power connections with the help of the internal combustion engine or an environmentally friendly, low-emission operation using the electric motor possible.
  • the switching means may e.g. be automated by automatically selecting the electric motor when a power cord is connected to the soil compaction device.
  • the electric motor can be connected via a mains cable to a power grid.
  • an electrical energy storage device for example a battery or a rechargeable battery, may be provided on the soil compaction device, with the aid of which the electric motor - like a laptop - can be fed.
  • the energy storage can be charged via the power cord.
  • the energy storage can also be charged by the then operated as a generator electric motor, which in turn is driven by the engine.
  • both drive motors so both the engine and the electric motor are operated in parallel to each other in order to provide about twice the drive power in this way.
  • the switching means may be configured such that e.g. operating the electric motor is not possible when the internal combustion engine is in operation.
  • the coupling device can have a drive bank coupled to the internal combustion engine, a driven bank coupled to the motion converter and at least one coupling element acting between the drive bank and the output bank, the rotor of the electric motor being coupled to the output bank of the coupling device.
  • the internal combustion engine can drive the output bank via the clutch device or the electric motor in turn can act on its output rotor via its rotor.
  • the output bank of the clutch device then forwards the drive energy to the motion converter in order to move the ground contact element in the desired manner.
  • the rotor can form a structural unit with the output bank of the coupling device. In this way, the rotor can be anticipated directly on the output bank. Likewise, the output bank in turn can form the rotor of the electric motor.
  • a toothing is formed on the output shaft of the coupling device, wherein the rotor of the electric motor is coupled to a pinion, which meshes with the toothing of the output shaft.
  • a centrifugal clutch bell forming the output bank of the clutch device be performed with an external toothing, in which engages the pinion of the then separately provided electric motor.
  • the coupling device may be a centrifugal clutch device, for connecting and interrupting the power flow between the internal combustion engine and the motion conversion device as a function of a rotational speed of the internal combustion engine. This has already been explained above.
  • the coupling element is a centrifugal element.
  • centrifugal clutch devices it is common for one or more centrifugal elements depending on the drive speed to move radially outward when a predetermined limit speed is exceeded against the action of a spring or other restrained forces and thereby a non-positive or positive connection between the drive bank and the output bank make the clutch.
  • Centrifugal clutches are known per se, so that no further explanation is required at this point.
  • the drive bank may be coupled to a motor shaft of the internal combustion engine. So it is e.g. possible that the coupling device is placed directly on the motor shaft to avoid additional components or coupling devices.
  • the output bank may be formed as a clutch bell, wherein the rotor may be formed on the outer circumference of the clutch bell.
  • Centrifugal clutches often have such a clutch bell, the bell-like surrounding the centrifugal element or the plurality of centrifugal elements and the drive bank.
  • the clutch bell is in turn then the output bank. Since the clutch bell is usually rotationally symmetrical, it is possible in a particularly simple manner to put the rotor of the electric motor on the outside of the clutch bell to form on the outside of the clutch bell or to integrate into the clutch bell.
  • the stator may be provided in a housing surrounding the coupling device.
  • a housing surrounding the coupling device it is not necessary to provide a separate housing for the electric motor, which reduces the construction costs and would increase the weight of the device. Rather, it is possible to integrate the stator directly into the already existing, surrounding the coupling device housing.
  • the movement conversion device may have a toothing and the electric motor may have a pinion that meshes with the toothing of the movement conversion device. So it is e.g. possible that the electric motor drives a Kegelradritzel which engages in the toothing of a belonging to the motion converter bevel gear of the crank mechanism.
  • the soil compacting device may be a soil compactor. wherein the movement changing device has a crank drive and the ground contact element is a padfoot.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the invention known per se, based on Fig. 1 and 2 described Bodenverdichtungsstampfers. Accordingly, the above description is given to FIGS Fig. 1 and 2 Referenced. The same components are - as far as possible - not described in detail again. Only the differences from the known from the prior art rammer are explained below.
  • rammer While based on Fig. 1 described rammer has only the internal combustion engine 1 as a drive is in the in Fig. 3 shown rammer additionally provided an electric motor 20. Depending on the wishes of the operator or depending on the possibility can be switched back and forth between a drive by the internal combustion engine 1 or by the electric motor 20. If eg a Power supply is available near the workplace, the low-emission electric motor 20 can be operated while the internal combustion engine 1 is turned off. In the open area, however, where usually no electrical network is available, the rammer is driven by the internal combustion engine 1, while the electric motor 20 is inoperative.
  • Fig. 4 shows a section through the housing 4, comparable to the section according to Fig. 2 ,
  • the electric motor 20 is arranged in the region of the centrifugal clutch 8.
  • a rotor 21 of the electric motor 20 is arranged on the outer circumference of the clutch bell 13. On the circumference opposite a stator 22 of the electric motor 20 is inserted in the housing 4.
  • the rotor 21 may be e.g. are formed by magnets which are rotated by appropriate control of the coils of the stator 22 in rotation.
  • the centrifugal clutch 8 ensures that the electric motor 20 does not have to additionally drive the motor shaft 7 of the internal combustion engine.
  • the electric motor 20 is integrated directly to the centrifugal clutch 8 on the one hand and in the housing 4 on the other hand, the electric motor 20 can be installed with minimal modification of the known ramper.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Derartige Bodenverdichtungsvorrichtungen sind z.B aus DE 20 2006 018 752 U1 bekannt und werden auch als Stampfer bzw. Vibrationsstampfer bezeichnet.
  • Es ist bekannt, bei derartigen Stampfern entweder einen Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Benzin- oder einen Dieselmotor, oder alternativ einen Elektroantrieb vorzusehen. Verbrennungsmotoren haben den Vorteil, von externen Energiequellen unabhängig zu sein. Nachteilig hingegen ist es, dass die Verbrennungsmotoren Abgase und Lärm emittieren. Das Problem der Lärm- oder Schadstoffemissionen besteht hingegen bei Elektroantrieben nicht. Dort ist jedoch erforderlich, ein Stromnetz oder einen Generator zur Verfügung zu stellen, um den Elektromotor betreiben zu können. Zudem ist ein Netzkabel erforderlich, um den Stampfer mit der Stromquelle (Netzanschluss) verbinden zu können. Dies beeinträchtigt die Handhabbarkeit von Elektrostampfern.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht einen an sich bekannten Stampfer in Seitenansicht.
  • Im oberen Bereich ist ein Verbrennungsmotor 1 zwischen einem Führungsbügel 2 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 1 erhält Kraftstoff aus einem Tank 3, der an dem Führungsbügel 2 angebracht ist. Mit Hilfe des Führungsbügels 2 kann ein Bediener den Stampfer in an sich bekannter Weise führen. Unterhalb von dem Verbrennungsmotor 1 ist ein Gehäuse 4 vorgesehen, in dem eine Bewegungswandeleinrichtung zum Wandeln einer Drehbewegung des Verbrennungsmotors 1 in eine oszillierende Linearbewegung eines Bodenkontaktelements 6 angeordnet ist. Die Bewegungswandeleinrichtung 5 wird später noch anhand von Fig. 2 näher erläutert. Das Bodenkontaktelement 6 ist als Stampffuß ausgebildet.
  • Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 4.
  • Von dem Verbrennungsmotor 1 erstreckt sich eine senkrecht nach unten ragende Motorwelle 7. Auf dem konischen Wellenende der Motorwelle 7 ist eine eine Kupplungseinrichtung bildende Fliehkraftkupplung 8 aufgesetzt. Die Fliehkraftkupplung 8 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und weist mehrere Fliehkraftelemente 9 auf, die durch Federn 10 in einer radial innen liegenden Ausgangsstellung gehalten werden. Sobald die Drehzahl der Motorwelle 7 einen vorgegebenen Wert überschreitet, bewegen sich die Fliehkraftelemente 9 gegen die Wirkung der Federn 10 nach außen und stellen so einen Form- bzw. Kraftschluss zwischen einem innen liegenden Antriebsufer 11 der Fliehkraftkupplung und einem außen liegenden Abtriebsufer 12 her. Das Abtriebsufer 12 wird durch eine Kupplungsglocke 13 gebildet.
  • Die Kupplungsglocke 13 ist Teil einer Zwischenwelle 14, deren Drehbewegung über eine Kegelradverzahnung auf eine Kurbelscheibe 15 übertragen wird.
  • Auf der Kurbelscheibe 15 ist ein Kurbelzapfen 16 vorgesehen, der in bekannter Weise ein Pleuel 17 antreibt. Das Pleuel 17 ist über einen nicht dargestellten Zwischenkolben und Federpakete mit dem Bodenkontaktelement 6 gekoppelt. Auf diese Weise kann die Bewegung des Pleuels 17 in die oszillierende Linearbewegung des Bodenkontaktelements 6 gewandelt werden.
  • Der Aufbau eines derartigen Stampfers und insbesondere der Bewegungswandeleinrichtung 5 ist an sich bekannt und muss daher an dieser Stelle nicht näher vertieft werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bodenverdichtungsvorrichtung anzugeben, die bezüglich der Einsatzmöglichkeiten und der Handhabbarkeit den bislang bekannten Vorrichtungen überlegen ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine Bodenverdichtungsvorrichtung weist einen Verbrennungsmotor, ein Bodenkontaktelement, eine Bewegungswandeleinrichtung zum Wandeln einer Drehbewegung des Verbrennungsmotors in eine oszillierende Linearbewegung des Bodenkontaktelements sowie eine Kupplungseinrichtung zum Verbinden und Unterbrechen des Kraftflusses zwischen dem Verbrennungsmotor und der Bewegungswandeleinrichtung auf. Diese Bodenverdichtungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor ein Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator vorgesehen ist, und dass die Bewegungswandeleinrichtung wahlweise durch den Verbrennungsmotor oder durch den Elektromotor antreibbar ist.
  • Ein Teil der Bodenverdichtungsvorrichtung entspricht somit einer klassischen Bodenverdichtungsvorrichtung mit Verbrennungsmotor, bei der ein Bodenkontaktelement, z.B. ein Stampffuß, durch den Verbrennungsmotor über die Bewegungswandeleinrichtung, z.B. einen Kurbeltrieb, angetrieben wird, um eine Stampfbewegung durchzuführen. Zusätzlich ist die Kupplungseinrichtung vorgesehen, mit der der Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor und der Bewegungswandeleinrichtung je nach Bedarf unterbrochen oder verbunden werden kann. Die Kupplungseinrichtung kann z.B. eine Fliehkraftkupplung aufweisen, die in Abhängigkeit von der Drehzahl der antreibenden Welle (z.B. Motorwelle) den Kraftfluss weiterführt oder unterbricht. So ist es möglich, dass der Stampfbetrieb unterbrochen wird, wenn der Verbrennungsmotor mit niedriger, unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegender Drehzahl, z.B. Leerlaufdrehzahl, dreht. Erst bei einem Erhöhen der Drehzahl des Verbrennungsmotors über den vorbestimmten Wert schließt die Kupplungseinrichtung den Kraftfluss, so dass das Bodenkontaktelement angetrieben wird. Bei Verminderung der Drehzahl unter den vorgegebenen Drehzahlwert kommt der Stampfer wieder zum Stillstand, obwohl der Verbrennungsmotor z.B. mit Leerlaufdrehzahl weiter betrieben werden kann.
  • Zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor ist der Elektromotor vorgesehen, wobei z.B. mit Hilfe der Umschalteinrichtung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor hin- und hergeschaltet werden kann. Der Bediener kann somit je nach Anwendungsfall und zur Verfügung stehender Energie wählen, ob die Bodenverdichtungsvorrichtung von dem Verbrennungsmotor oder von dem Elektromotor angetrieben werden soll. Somit ist je nach Wunsch des Bedieners ein autarker Betrieb, fernab von irgendwelchen Netzanschlüssen mit Hilfe des Verbrennungsmotors oder ein umweltfreundlicher, emissionsarmer Betrieb mit Hilfe des Elektromotors möglich.
  • Die Umschalteinrichtung kann z.B. dadurch automatisiert werden, dass der E-lektromotor automatisch ausgewählt wird, wenn ein Netzkabel an der Bodenverdichtungsvorrichtung angeschlossen ist.
  • Der Elektromotor kann über ein Netzkabel an ein Stromnetz anschließbar sein. Zusätzlich oder alternativ kann an der Bodenverdichtungsvorrichtung ein elektrischer Energiespeicher, z.B. eine Batterie bzw. ein Akku, vorgesehen sein, mit dessen Hilfe der Elektromotor - ähnlich einem Laptop - speisbar ist. Der Energiespeicher kann über das Netzkabel aufgeladen werden. Bei einer Variante kann der Energiespeicher auch durch den dann generatorisch betriebenen Elektromotor aufgeladen werden, wobei dieser wiederum durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird.
  • Ebenso ist es auch möglich, dass beide Antriebsmotoren, also sowohl der Verbrennungsmotor als auch der Elektromotor parallel zueinander betrieben werden, um auf diese Weise etwa die doppelte Antriebsleistung zur Verfügung zu stellen. Da aber im Regelfall jeder der Motoren für sich genommen ausreichend dimensioniert sein dürfte, wird dieser Anwendungsfall eher von untergeordneter Bedeutung sein. Dementsprechend kann die Umschalteinrichtung derart ausgestaltet sein, dass z.B. ein Betreiben des Elektromotors dann nicht möglich ist, wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist.
  • Die Kupplungseinrichtung kann ein mit dem Verbrennungsmotor gekoppeltes Antriebsufer, ein mit der Bewegungswandeleinrichtung gekoppeltes Abtriebsufer sowie wenigstens ein zwischen dem Antriebsufer und dem Abtriebsufer wirkendes Kupplungselement aufweisen, wobei der Rotor des Elektromotors mit dem Abtriebsufer der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist. Auf diese Weise ist es sehr einfach möglich, den Elektromotor in den bzw. nahe an dem Kraftfluss zwischen Verbrennungsmotor und Bewegungswandeleinrichtung anzuordnen, um den baulichen Aufwand für die zusätzliche Integration des Elektromotors gering zu halten. Wahlweise kann der Verbrennungsmotor das Abtriebsufer über die Kupplungseinrichtung antreiben oder der Elektromotor seinerseits über seinem Rotor das Abtriebsufer beaufschlagen.
  • Das Abtriebsufer der Kupplungseinrichtung gibt dann die Antriebsenergie an die Bewegungswandeleinrichtung weiter, um das Bodenkontaktelement in der gewünschten Weise zu bewegen.
  • Der Rotor kann mit dem Abtriebsufer der Kupplungseinrichtung eine bauliche Einheit bilden. Auf diese Weise kann der Rotor direkt auf dem Abtriebsufer vorgesehnen sein. Ebenso kann das Abtriebsufer seinerseits den Rotor des Elektromotors bilden.
  • Bei einer Variante ist an dem Abtriebsufer der Kupplungseinrichtung eine Verzahnung ausgebildet, wobei der Rotor des Elektromotors mit einem Ritzel gekoppelt ist, das mit der Verzahnung des Abtriebsufers kämmt. Bei dieser Alternative kann z.B. eine das Abtriebsufer der Kupplungseinrichtung bildende Fliehkraftkupplungsglocke mit einer Außenverzahnung ausgeführt werden, in die das Ritzel des dann separat vorgesehenen Elektromotors eingreift. Diese Lösung ermöglicht es, dass der Motor mit deutlich höherer Drehzahl betrieben werden kann, was zu einer kleineren Baugröße und einem besseren Wirkungsgrad führt. Allerdings ist ein zusätzlicher Aufwand für die eigene Lagerung der Motorwelle und die Verzahnung zu betreiben.
  • Die Kupplungseinrichtung kann eine Fliehkraft-Kupplungseinrichtung sein, zum Verbinden und Unterbrechen des Kraftflusses zwischen dem Verbrennungsmotor und der Bewegungswandeleinrichtung in Abhängigkeit von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors. Dies wurde oben bereits erläutert.
  • Dabei ist es möglich, dass das Kupplungselement ein Fliehkraftelement ist. Bei Fliehkraft-Kupplungseinrichtungen ist es üblich, dass ein oder mehrere Fliehkraftelemente in Abhängigkeit von der Antriebsdrehzahl sich bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenzdrehzahl gegen die Wirkung einer Feder oder anderer zurückhaltender Kräfte radial nach außen bewegen und dadurch eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsufer und dem Abtriebsufer der Kupplung herstellen. Fliehkraftkupplungen sind an sich bekannt, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erforderlich ist.
  • Das Antriebsufer kann mit einer Motorwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt sein. So ist es z.B. möglich, dass die Kupplungseinrichtung direkt auf der Motorwelle aufgesetzt ist, um zusätzliche Bauelemente oder Kupplungseinrichtungen zu vermeiden.
  • Das Abtriebsufer kann als Kupplungsglocke ausgebildet sein, wobei der Rotor am Außenumfang der Kupplungsglocke ausgebildet sein kann. Fliehkraftkupplungen weisen häufig eine derartige Kupplungsglocke auf, die glockenartig das Fliehkraftelement bzw. die mehreren Fliehkraftelemente und das Antriebsufer umgibt. Die Kupplungsglocke stellt ihrerseits dann das Abtriebsufer dar. Da die Kupplungsglocke meist rotationssymmetrisch ist, ist es in besonders einfacher Weise möglich, den Rotor des Elektromotors an der Außenseite der Kupplungsglocke aufzusetzen, an der Außenseite der Kupplungsglocke auszubilden oder in die Kupplungsglocke zu integrieren.
  • Entsprechend kann der Stator in einem die Kupplungseinrichtung umgebenden Gehäuse vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, für den Elektromotor ein eigenes Gehäuse bereitzustellen, was den baulichen Aufwand und das Gewicht der Vorrichtung vergrößern würde. Vielmehr ist es möglich, den Stator direkt in das ohnehin vorhandene, die Kupplungseinrichtung umgebende Gehäuse zu integrieren.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann die Bewegungswandeleinrichtung eine Verzahnung aufweisen und der Elektromotor ein Ritzel aufweisen, das mit der Verzahnung der Bewegungswandeleinrichtung kämmt. So ist es z.B. möglich, dass der Elektromotor ein Kegelradritzel antreibt, das in die Verzahnung eines zu der Bewegungswandeleinrichtung gehörenden Kegelrades des Kurbeltriebes eingreift.
  • Die Bodenverdichtungsvorrichtung kann ein Stampfer zur Bodenverdichtung sein. wobei die Bewegungswandeleinrichtung einen Kurbeltrieb aufweist und das Bodenkontaktelement ein Stampffuß ist.
  • Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen bekannten Stampfer als Bodenverdichtungsvorrichtung in Seitenansicht;
    Fig. 2
    einen Teilschnitt des bekannten Stampfers von Fig. 1;
    Fig. 3
    einen Stampfer als erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung in Seitenansicht; und
    Fig. 4
    eine Teilschnittdarstellung des Stampfers von Fig. 3.
  • Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des an sich bekannten, anhand von Fig. 1 und 2 beschriebenen Bodenverdichtungsstampfers. Demgemäß wird auf die obige Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Gleiche Bauelemente werden - soweit möglich - nicht nochmals im Einzelnen beschrieben. Lediglich die Unterschiede zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Stampfer werden nachfolgend erläutert.
  • Während der anhand von Fig. 1 beschriebene Stampfer lediglich den Verbrennungsmotor 1 als Antrieb aufweist, ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Stampfer zusätzlich ein Elektromotor 20 vorgesehen. Je nach Wunsch des Bedieners bzw. je nach Möglichkeit kann zwischen einem Antrieb durch den Verbrennungsmotor 1 oder durch den Elektromotor 20 hin- und hergewechselt werden. Wenn z.B. ein Netzanschluss in der Nähe des Arbeitsorts zur Verfügung steht, kann der emissionsarme Elektromotor 20 betrieben werden, während der Verbrennungsmotor 1 abgeschaltet ist. Im freien Gelände hingegen, wo in der Regel kein elektrisches Netz zur Verfügung steht, wird der Stampfer durch den Verbrennungsmotor 1 angetrieben, während der Elektromotor 20 funktionslos ist.
  • Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 4, vergleichbar zu dem Schnitt gemäß Fig. 2.
  • Dabei ist erkennbar, dass der Elektromotor 20 im Bereich der Fliehkraftkupplung 8 angeordnet ist.
  • Zu diesem Zweck ist auf dem Außenumfang der Kupplungsglocke 13 ein Rotor 21 des Elektromotors 20 angeordnet. Am Umfang gegenüberliegend ist in dem Gehäuse 4 ein Stator 22 des Elektromotors 20 eingesetzt.
  • Der Rotor 21 kann z.B. durch Magnete gebildet werden, die durch entsprechende Ansteuerung der Spulen des Stators 22 in Drehung versetzt werden.
  • Da der Rotor 21 direkt auf der das Abtriebsufer 12 bildenden Kupplungsglocke 13 angeordnet ist, wird die von dem Elektromotor 20 erzeugte Drehbewegung problemlos und in gleicher Weise wie bei dem Verbrennungsmotor 1 über die Bewegungswandeleinrichtung 5, insbesondere über die Kurbelscheibe 15 und das Pleuel 17 auf den Stampffuß 6 übertragen.
  • Die Fliehkraftkupplung 8 stellt dabei sicher, dass der Elektromotor 20 nicht zusätzlich auch noch die Motorwelle 7 des Verbrennungsmotors mit antreiben muss.
  • Dadurch, dass der Elektromotor 20 direkt an die Fliehkraftkupplung 8 einerseits und in das Gehäuse 4 andererseits integriert ist, kann der Elektromotor 20 bei minimaler Modifikation des an sich bekannten Stampfers eingebaut werden.

Claims (13)

  1. Bodenverdichtungsvorrichtung, mit
    - einem Verbrennungsmotor (1);
    - einem Bodenkontaktelement (6):
    - einer Bewegungswandeleinrichtung (5) zum Wandeln einer Drehbewegung des Verbrennungsmotors (1) in eine oszillierende Linearbewegung des Bodenkontaktelements (6); und mit
    - einer Kupplungseinrichtung (8) zum Verbinden und Unterbrechen des Kraftflusses zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Bewegungswandeleinrichtung (5);
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor (1) ein Elektromotor (20) mit einem Rotor (21) und einem Stator (22) vorgesehen ist; und dass
    - die Bewegungswandeleinrichtung wahlweise durch den Verbrennungsmotor (1) oder durch den Elektromotor (20) antreibbar ist.
  2. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kupplungseinrichtung (8) ein mit dem Verbrennungsmotor gekoppeltes Antriebsufer (11), ein mit der Bewegungswandeleinrichtung (5) gekoppeltes Abtriebsufer (12) sowie wenigstens ein zwischen dem Antriebsufer (11) und dem Abtriebsufer (12) wirkendes Kupplungselement (9) aufweist; und dass
    - der Rotor (21) mit dem Abtriebsufer (12) der Kupplungseinrichtung (8) gekoppelt Ist.
  3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (21) mit dem Abtriebsufer (12) der Kupplungseinrichtung (8) eine bauliche Einheit bildet.
  4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    - an dem Abtriebsufer (12) der Kupplungseinrichtung (8) eine Verzahnung ausgebildet ist; und dass
    - der Rotor (21) mit einem Ritzel gekoppelt ist, das mit der Verzahnung des Abtriebsufers (12) kämmt.
  5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (8) eine Fliehkraft-Kupplungseinrichtung ist, zum Verbinden und Unterbrechen des Kraftflusses zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Bewegungswandeleinrichtung (5) in Abhängigkeit von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (1).
  6. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement ein Fliehkraftelement (9) ist.
  7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsufer (11) mit einer Motorwelle (7) des Verbrennungsmotors (1) gekoppelt ist.
  8. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Abtriebsufer (12) als Kupplungsglocke (13) ausgebildet ist; und dass
    - der Rotor (21) am Außenumfang der Kupplungsglocke (13) ausgebildet ist.
  9. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (22) in einem die Kupplungseinrichtung (8) umgebenden Gehäuse (4) vorgesehen ist.
  10. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bewegungswandeleinrichtung (5) eine Verzahnung aufweist; und dass
    - der Elektromotor (20) ein Ritzel aufweist, das mit der Verzahnung der Bewegungswandeleinrichtung (5) kämmt.
  11. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bodenverdichtungsvorrichtung ein Stampfer zur Bodenverdichtung ist;
    - die Bewegungswandeleinrichtung (5) einen Kurbeltrieb (15, 16, 17) aufweist; und dass
    - das Bodenkontaktelement (6) ein Stampffuß ist.
  12. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschalteinrichtung zum Umschalten zwischen einem Antrieb durch den Verbrennungsmotor (1) und einem Antrieb durch den Elektromotor (20) vorgesehen ist.
  13. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Energiespeichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie vorgesehen ist; und dass
    - der Elektromotor durch die elektrische Energie aus der Energiespeichereinrichtung und/oder über ein Netzkabel speisbar ist.
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