EP2434053B1 - Vibrationsstampfer zur Verdichtung eines Untergrundes - Google Patents

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EP2434053B1
EP2434053B1 EP11007669.2A EP11007669A EP2434053B1 EP 2434053 B1 EP2434053 B1 EP 2434053B1 EP 11007669 A EP11007669 A EP 11007669A EP 2434053 B1 EP2434053 B1 EP 2434053B1
Authority
EP
European Patent Office
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connecting rod
tamper
eccentric
bearing
axis
Prior art date
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Active
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EP11007669.2A
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French (fr)
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EP2434053A2 (de
EP2434053A3 (de
Inventor
Dirk Bonnemann
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.)
Bomag GmbH and Co OHG
Original Assignee
Bomag GmbH and Co OHG
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Publication date
Application filed by Bomag GmbH and Co OHG filed Critical Bomag GmbH and Co OHG
Publication of EP2434053A2 publication Critical patent/EP2434053A2/de
Publication of EP2434053A3 publication Critical patent/EP2434053A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/30—Tamping or vibrating apparatus other than rollers ; Devices for ramming individual paving elements
    • E01C19/34—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight
    • E01C19/35—Hand-held or hand-guided tools
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    • E01C19/38—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight with means specifically for generating vibrations, e.g. vibrating plate compactors, immersion vibrators
    • 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

Definitions

  • vibration rammers of the aforementioned type it is necessary, in particular in the housing balancing masses to be arranged so that the acting mainly on the bearings for connecting rod and eccentric loads are reduced. This significantly increases the overall mass of the vibratory rammer.
  • the center of gravity of the known from the prior art vibratory tampers is usually arranged with respect to the Vormarsch s negative to the rear, which is also improved by means of balancing weights. This too has detrimental effects on the overall device.
  • vibration stampers disclosed in the prior art are made WO 02/23017 . US 3259035 . US 4186197 . US 2002/014129 known.
  • the object of the invention is therefore to provide a vibratory rammers of the aforementioned type, which at reduced total weight has an improved compaction performance and in particular a higher ease of use, in particular the stresses acting on the bearings of the ramming drive voltages are reduced.
  • the inventive arrangement of the punch axis causes the axial movements of the connecting rod and in particular the resulting compression impulses acting along the Stampfachse on the tamping plate, only minor influences on the bearing of the eccentric disc and the eccentric disc itself, in particular in the form of bending moments have ,
  • the arrangement of the connecting rod bearing in the eccentric disc and the arrangement of the Stampfachse or the formation of the connecting rod such that the Stampfachse passes through this Pleuellagerung in the eccentric causes bending stresses in the connecting rod bearing almost completely eliminated and the stresses in the mounting of the eccentric be minimized.
  • the arrangement of the stamping axis such that it extends between the spanned by the conrod bearing or the bearings of the eccentric disc planes, causes the bending stresses in the connecting rod bearing minimized and significantly reduced in the bearing points of the eccentric disc.
  • Such an embodiment is possible above all in the arrangement of the connecting rod bearing in the connecting rod, ie at a bearing point formed in the connecting rod.
  • the stamping axis is preferably formed offset in the direction of the motor. This is achieved in a simple manner in that the connecting rod is designed cranked in the direction of the engine. An essential point is that can be dispensed with such a shifted Stampfachse a large part of the balancing weights. In addition, the voltages entered in the different bearings and drive trains are reduced.
  • the connecting rod is cranked in the direction of the axis of the output shaft. In this way, it is possible to influence the balance of the masses which are offset relative to the resulting punch axis.
  • the connecting rod passes the mechanical work of the engine preferably by means of a crosshead in the substructure. In this way, decisive freedom in the formation of the device geometry in the substructure and superstructure arise.
  • the eccentric disc is arranged in the stamp axis.
  • this results in a mass balance in the vibratory tamper, which is characterized by very low bending moments.
  • the connecting rod is made of metal or light metal or an alloy of both.
  • a particularly low-vibration embodiment results when the output shaft is oriented perpendicular to the punch axis.
  • the stamping axis is formed so that it intersects the output shaft.
  • Fig. 1 1 shows a superstructure 2 and an adjoining substructure 3.
  • the superstructure 2 includes a motor 5 and a transmission housing 4 with an excitation device 12 (FIG. Fig. 2 ).
  • the substructure 3 comprises a padfoot 25 with a padfoot housing 10, a ramming plate 13, a spring system 26 (FIG. Fig. 2 ) of which a spring is partially shown, and a partially illustrated guide cylinder 27 (FIG. Fig. 2 ) for the spring system 26).
  • To the superstructure 2 also includes a guide bracket 22 for an operator. If the tamping plate 13 is vibrated, a substrate 21 can be compacted with the vibration tamper 1.
  • the vibration tamper 1 is designed so that it is inclined forward in the resting state to the orthogonal of the substrate 21.
  • the inclination is given by a virtual ramming axis 9, which essentially defines the direction of a resultant R of a compacting force in the ground, and which corresponds to the center axis of the padfoot housing 10.
  • This type of vibratory rammer 1 causes during operation a Vormarschrison in a Vormarschraum F in the direction of the Vibrationsstampfers 1.
  • the machined surface is therefore not punctiform and not localized.
  • the components of the vibration rammer 1, and in particular the masses driven by the motor 5, are designed to reduce the stresses on the respective bearings, drive and transmission elements while minimizing the overall weight of the device.
  • Fig. 2 are the gear housing 4 and the tubular padfoot housing 10 of the vibratory rammer 1 according to Fig. 1 reproduced in a partially sectioned, isometric representation.
  • the padfoot housing 10 is attached to the transmission housing 4 of the superstructure 2.
  • the exciter device 12 has an eccentric disc 7 provided with an external toothing, which meshes with a pinion 23 which is arranged on an output shaft 6 of the motor 5.
  • the eccentric 7 serves to drive a connecting rod 8, which forwards the rotary motion provided by the motor 5 as swinging movement to the spring system 26 and the guide cylinder 27 for the spring system 26, which are operatively connected to the ramming plate 13.
  • the guide cylinder 27 is mounted longitudinally displaceable in the padfoot housing 10 and carries at its end the ramming plate thirteenth
  • the connecting rod 8 is provided with a crank 15 which bypasses the eccentric disc 7 and the pinion 23 and runs counter to the advance direction F.
  • a second section 9b assigned to the ramming plate 13 is set back in the direction of the motor 5 with respect to a first eccentric-side section 9a, counter to the advancing direction F.
  • the crank 15 is located within the gear housing 4 and the eccentric portion 9a is as short as possible and only so long that the crank 15 does not hinder movement of the connecting rod 8 during rotation of the eccentric 7.
  • the motor 5 is via the output shaft 6 and the pinion 23 with the eccentric 7 in operative engagement, so that the shaft rotation is transmitted via the output shaft 6 on the eccentric disc 7.
  • a crank pin 11 for the connecting rod 8 is arranged eccentrically to the axis of rotation of the eccentric disc 7 in this first embodiment, which engages in a connecting rod bearing 18 and a bearing eye on the connecting rod 8.
  • the other, free end of the connecting rod 8 is articulated in a known manner within the guide cylinder 27 to a guide piston (not shown) which is operatively connected to the spring system 26.
  • the free end of the connecting rod 8 along the Stampfachse 9 performs an oscillating linear motion. This axial movement is transmitted via the spring system 26 and the guide cylinder 27 on the ramming plate 13, so that the stapling plate 13 a ramming movement along the ram axis 9 exerts.
  • Fig. 3 shows the in Fig. 2 shown isometric partial representation of the vibratory rammer 1 in a longitudinal section. Shown are substantially the components of the superstructure 2, an upper portion of the base 3 and the ramming plate thirteenth
  • the eccentric disc 7 has a centric pivot pin 24 on the motor side, which is mounted parallel to the output shaft 6 of the motor 5 in a motor-side wall of the transmission housing 4
  • two spaced eccentric bearings 17, 19 are present in the transmission housing.
  • the first eccentric 17 is located in the region of the base of the journal 24 and the second eccentric 19 is located near the free end of the journal 24 closer to the engine 5.
  • This pivot bearing in the transmission housing 4 provides a reliable power dissipation between the gear housing 4 and eccentric 7 sure.
  • the advancing movement of the vibratory rammer 1 is directly related to the arrangement of the mass of the superstructure 2 on the one hand, in particular the oscillating mass of the excitation device 12, based on the Stampfachse 9 and the mass of the base 3 on the other hand, in particular the oscillating mass of the ramming plate 13, the spring system 26 and the guide cylinder 27 in the padfoot housing 10.
  • the unwanted vibration excitation of the guide bracket 22 is influenced by the oscillating masses.
  • the quantitative alignment of the oscillating masses to the stamping axis 9 thus has a high influence on the movement behavior of the entire vibration rammer 1, on the compaction performance and on the ease of use.
  • the crank 15 improves the orientation of the oscillating masses of the superstructure 2 and the base 3 relative to the Stampfachse 9 and Improves the Vorschsch , the Kompiegungsleisureung and the hand-arm vibration of the operator in that the oscillating mass of the substructure is offset against the advancing direction of the vibratory rammer to the rear.
  • the second section 8b of the connecting rod 8 is arranged in the second plane. Accordingly, the stamp axis 9 is in the illustrated example in the second level 28th Thus, the eccentric disc 7 is in the illustrated example on the Stampfachse 9, which keeps the bending stress in the region of the eccentric pin 11 and the connecting rod bearing 18 comparatively low.
  • the oscillating mass of the base 3 can be arranged further offset to the rear. In this way, the advance behavior, the compaction performance and the operator comfort can be optimized. It also requires little or no additional balancing masses to ensure a low-vibration operation of the vibratory rammer. In addition, the forces acting on the eccentric 17, 19 of the eccentric 7 bending forces can be minimized when the eccentric 17, 19 come to rest on the Stampfachse 9 or with respect to the Stampfachse 9 opposite each other.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the vibratory rammer 1 in a representation accordingly Fig. 3 , Again, the superstructure 2 and the substructure 3 are shown.
  • the connecting rod bearing 18 is arranged to pivot the eccentric connection of the connecting rod 8 to the eccentric disk 7 directly in the eccentric disk 7.
  • the eccentric 7 thus has in contrast to the first embodiment according to Fig. 3 the connecting rod bearing 18 in the eccentric disc 7.
  • the ram axis 9 extends through the connecting rod bearing 18 or it lies in the plane spanned by the connecting rod bearing 18.
  • the connecting rod 8 is provided with a bolt 30, which engages in the connecting rod bearing 18.
  • the eccentric 7 is mounted as in the first embodiment on the eccentric 17, 19, which are arranged in a correspondingly formed bearing groove 20 on the housing 4 of the superstructure 2.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Vibrationsstampfer zur Verdichtung eines Untergrundes, mit einem Ober- und einem Unterbau, wobei der Oberbau im Wesentlichen ein Gehäuse aufweist mit einem Motor, einer Abtriebswelle, einer Lagerung im Gehäuse für eine Exzenterscheibe, die mit der Abtriebswelle in Eingriff steht, und einer Lagerung für ein Pleuel, das exzentrisch an der Exzenterscheibe angeordnet ist und die mechanische Arbeit des Motors an den Unterbau überträgt, und wobei der Unterbau im Wesentlichen ein entlang einer Stampfachse erstreckendes Stampffußgehäuse mit einer Stampfplatte aufweist.
  • Solche Vibrationsstampfer dienen der Untergrundverdichtung, insbesondere beim Grabenbau, im Kanal- und Rohrleitungsbau oder bei der Hinterfüllung im Garten- und Landschaftsbau. Im Verkehrswegebau werden sie vorwiegend für Ausbesserungsarbeiten sowie für Verdichtungsarbeiten von Randstreifen eingesetzt.
  • Die Vibrationsstampfer besitzen bauartbedingt eine Vormarschbewegung in Arbeitsrichtung. Die bearbeitete Oberfläche durch den Stampfer ist nicht punktförmig, sondern flächig und ortsungebunden. Die Ausbildung der Vormarschbewegung des Stampfers steht in direktem Zusammenhang mit der Orientierung der schwingenden Massen des Stampfers, und insbesondere der Orientierung der schwingenden Massen bezogen auf die Mittelpunktsachse der Erregervorrichtung bzw. der Stampfachse des Unterbaus.
  • Neben der Beeinflussung der Vormarschbewegungsausbildung ist ebenso eine unerwünschte Schwingungsanregung des Bedienerhebels und insofern auf den Komfort bei der Bedienung durch die schwingenden Massen, orientiert zur Mittelpunktsachse, gegeben. Insofern hat die quantitative Ausrichtung der schwingenden Massen zur Mittelpunktsachse auf das Bewegungsverhalten der gesamten Maschine, den Bedienungskomfort und Verdichtungsleistung einen erheblichen Einfluss.
  • Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vibrationsstampfern der vorgenannten Art ist es nötig, insbesondere im Gehäuse Ausgleichsmassen so anzuordnen, dass die vor allem auf die Lager für Pleuel und Exzenterscheibe wirkenden Lasten reduziert werden. Dies erhöht die Gesamtmasse des Vibrationsstampfers erheblich. Darüber hinaus ist der Schwerpunkt der aus dem Stand der Technik bekannten Vibrationsstampfer meist hinsichtlich des Vormarschverhaltens negativ nach hinten angeordnet, was ebenfalls mittels Ausgleichsmassen verbessert wird. Auch dies hat nachteilige Auswirkungen auf die Gesamtvorrichtung. Im Stand der Technik offenbarte Vibrations-stampfer sind beispielsweise aus WO 02/23017 , US 3259035 , US 4186197 , US 2002/014129 bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es folglich, einen Vibrationsstampfer der vorgenannten Art anzubieten, die bei reduziertem Gesamtgewicht eine verbesserte Verdichtungsleistung und insbesondere einen höheren Bedienkomfort aufweist, wobei vor allem die auf die Lager des Stampfantriebes wirkenden Spannungen reduziert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Vibrationsstampfer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Pleuel eine Kröpfung aufweist, welche die Exzenterscheibe entgegen einer Vormarschrichtung des Vibrationsstampfers umgeht, so dass die Stampfachse in Richtung des Motors zurück versetzt ist.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung der Stampfachse führt dazu, dass die Axialbewegungen des Pleuels und insbesondere die daraus resultierenden Verdichtungsimpulse, die entlang der Stampfachse auf die Stampfplatte wirken, nur noch geringe Einflüsse auf die Lagerung der Exzenterscheibe und der Exzenterscheibe selbst, insbesondere in Form von Biegemomenten, haben.
  • Insbesondere die Anordnung des Pleuellagers in der Exzenterscheibe und die Anordnung der Stampfachse bzw. der Ausbildung des Pleuels derart, dass die Stampfachse durch diese Pleuellagerung in der Exzenterscheibe verläuft, führt dazu, dass Biegespannungen im Pleuellager nahezu vollständig eliminiert und die Belastungen in der Lagerung der Exzenterscheibe minimiert werden.
  • Die Anordnung der Stampfachse derart, dass sie zwischen den vom- Pleuellager bzw. den-Lagern der Exzenterscheibe aufgespannten Ebenen verläuft, führt dazu, dass die Biegespannungen im Pleuellager minimiert und in den Lagerstellen der Exzenterscheibe erheblich verringert werden. Eine solche Ausführungsform ist vor allem bei der Anordnung des Pleuellagers im Pleuel möglich, also bei einer im Pleuel ausgebildeten Lagerstelle.
  • Um die Anordnung der Stampfachse entsprechend der oben genannten Bedingung technisch einfach und darüber hinaus betriebssicher zu erzielen, ist die Stampfachse vorzugsweise in Richtung des Motors versetzt ausgebildet. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, dass das Pleuel in Richtung des Motors gekröpft ausgebildet ist. Ein wesentlicher Punkt ist dabei, dass bei einer derart verschobenen Stampfachse auf einen Großteil der Ausgleichsmassen verzichtet werden kann. Darüber hinaus reduzieren sich die in die unterschiedlichen Lager und Antriebsstränge eingetragenen Spannungen.
  • Vorzugsweise ist das Pleuel in Richtung der Achse der Abtriebswelle gekröpft. Auf diese Weise kann gezielt Einfluss auf die Balance der relativ zur resultierenden Stampfachse versetzt angeordneten Massen genommen werden.
  • Das Pleuel leitet die mechanische Arbeit des Motors vorzugsweise mittels eines Kreuzkopfes in den Unterbau weiter. Auf diese Weise entstehen entscheidende Freiheiten bei der Ausbildung der Vorrichtungsgeometrie im Unter- und Oberbau.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform ist die Exzenterscheibe in der Stampfachse angeordnet. Im Zusammenspiel mit einer Ausführung, bei der die Lagerung des Pleuels in der Exzenterscheibe über einen Lagerzapfen am Pleuel angelenkt ist, ergibt sich so eine Massebalance im Vibrationsstampfer, die durch sehr geringe Biegemomente gekennzeichnet ist.
  • Um die schwingenden Massen möglichst zu reduzieren, ist das Pleuel aus Metall oder Leichtmetall oder einer Legierung von beiden hergestellt.
  • Eine besonders vibrationsarme Ausführungsform ergibt sich dann, wenn die Abtriebswelle senkrecht zur Stampfachse orientiert ist. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist dann vorzugsweise die Stampfachse so ausgebildet, dass sie die Abtriebswelle schneidet.
  • Im Sinne einer möglichst schwingungsarmen Ausbildung des Vibrationsstampfers ist eine Ausführungsform, bei der das Verhältnis der Massen von Ober- und Unterbau im Bezug zur Stampfachse ausgeglichen sind.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Hierbei zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Vibrationsstampfers;
    Fig. 2
    eine isometrische Detaildarstellung der Ausführungsform aus Fig. 1 in teilgeschnittenem Zustand;
    Fig. 3
    einen Seitenschnitt durch die Detaildarstellung gemäß Fig. 2; und
    Fig. 4
    teilweise eine zweite Ausführungsform eines Vibrationsstampfers in einer Darstellungsart gemäß Fig. 3.
  • Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkenden Bauteile die selben Bezugsziffern verwendet.
  • Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Vibrationsstampfers 1. Er umfasst einen Oberbau 2 und einen daran anschließenden Unterbau 3. Der Oberbau 2 beinhaltet einen Motor 5 sowie ein Getriebegehäuse 4 mit einer Erregervorrichtung 12 (Fig. 2) . Der Unterbau 3 umfasst einen Stampffuß 25 mit einem Stampffußgehäuse 10, einer Stampfplatte 13, einem Federsystem 26 (Fig. 2) von welchem eine Feder teilweise dargestellt ist, und einem teilweise dargestellten Führungszylinder 27 (Fig. 2) für das Federsystem 26). Zum Oberbau 2 gehört ferner ein Führungsbügel 22 für eine Bedienperson. Wird die Stampfplatte 13 in Vibration versetzt, kann mit dem Vibrationsstampfer 1 ein Untergrund 21 verdichtet werden.
  • Der Vibrationsstampfer 1 ist so ausgebildet, dass er im Ruhezustand zur Orthogonalen des Untergrundes 21 nach vorne geneigt ist. Die Neigung ist durch eine virtuelle Stampfachse 9 gegeben, welche im Wesentlichen die Richtung einer in den Untergrund abgegebenen Resultierenden R einer Verdichtungskraft festlegt, und welche der Mittenachse des Stampffußgehäuses 10 entspricht. Diese Bauart des Vibrationsstampfers 1 bewirkt im Betrieb eine Vormarschbewegung in einer Vormarschrichtung F in Arbeitsrichtung des Vibrationsstampfers 1. Die bearbeitete Oberfläche ist daher nicht punktförmig und nicht ortsgebunden. Die Bauteile des Vibrationsstampfers 1 und insbesondere die durch den Motor 5 angetriebenen Massen sind so ausgebildet, dass die auf die jeweiligen Lager, Antriebs, und Getriebeelemente resultierenden Spannungen bei gleichzeitiger Minimierung des Gesamtgewichts der Vorrichtung reduziert werden.
  • In Fig. 2 sind das Getriebegehäuse 4 sowie das rohrförmige Stampffußgehäuse 10 des Vibrationsstampfers 1 gemäß Fig. 1 in einer teilgeschnittenen, isometrischen Darstellung wiedergegeben. Das Stampffußgehäuse 10 ist am Getriebegehäuse 4 des Oberbaus 2 befestigt. Die Erregervorrichtung 12 weist eine mit einer Außenverzahnung versehene Exzenterscheibe 7 auf, welche mit einem Ritzel 23 kämmt, das auf einer Abtriebswelle 6 des Motors 5 angeordnet ist. Die Exzenterscheibe 7 dient zum Antrieb eines Pleuels 8, das die vom Motor 5 zur Verfügung gestellte rotierende Bewegung als Schwingbewegung an das Federsystem 26 und den Führungszylinder 27 für das Federsystem 26 weiterleitet., die mit der Stampfplatte 13 wirkverbunden sind. Der Führungszylinder 27 ist im Stampffußgehäuse 10 längsverschieblich gelagert und trägt an seinem Ende die Stampfplatte 13.
  • Das Pleuel 8 ist mit einer Kröpfung 15 versehen, welche die Exzenterscheibe 7 und das Ritzel 23 umgeht und entgegen der Vormarschrichtung F verläuft. Ein der Stampferplatte 13 zugeordneter zweiter Abschnitt 9b ist dadurch bezüglich eines ersten exzenterseitigen Abschnitts 9a entgegen der Vormarschrichtung F in Richtung auf den Motor 5 zurück versetzt. Im dargestellten Beispiel liegt die Kröpfung 15 innerhalb des Getriebegehäuses 4 und der exzenterseitige Abschnitt 9a ist so kurz wie möglich und nur so lang, dass die Kröpfung 15 bei einer Rotation der Exzenterscheibe 7 eine Bewegung des Pleuels 8 nicht behindert.
  • Der Motor 5 steht über die Abtriebswelle 6 und das Ritzel 23 mit der Exzenterscheibe 7 in Wirkeingriff, so dass die Wellenrotation über die Abtriebswelle 6 auf die Exzenterscheibe 7 übertragen wird. An der Exzenterscheibe 7 ist bei dieser ersten Ausführungsform ein Hubzapfen 11 für das Pleuel 8 exzentrisch zur Rotationsachse der Exzenterscheibe 7 angeordnet, der in ein Pleuellager 18 bzw. ein Lagerauge am Pleuel 8 eingreift. Das andere, freie Ende des Pleuels 8 ist auf bekannte Weise innerhalb des Führungszylinders 27 gelenkig an einem Führungskolben (nicht dargestellt) gelagert, der mit dem Federsystem 26 wirkverbunden ist. Bei einer Rotation der Exzenterscheibe 7 führt das freie Ende des Pleuels 8 entlang der Stampfachse 9 eine oszillierende Linearbewegung aus. Diese Axialbewegung wird über das Federsystem 26 und den Führungszylinder 27 auf die Stampfplatte 13 übertragen, so dass die Stapfplatte 13 eine Stampfbewegung entlang der Stampfachse 9 ausübt.
  • Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 dargestellte isometrische Teil-Darstellung des Vibrationsstampfers 1 in einem Längsschnitt. Dargestellt sind im wesentlichen die Bauteile des Oberbaus 2, ein oberer Abschnitt des Unterbaus 3 sowie die Stampfplatte 13.
  • Die Exzenterscheibe 7 weist motorseitig einen zentrischen Lagerzapfen 24 auf, der parallel zur Abtriebswelle 6 des Motors 5 in einer motorseitigen wand des Getriebegehäuse 4 gelagert ist Dazu sind im Getriebegehäuse 4 zwei voneinander beabstandete Exzenterlager 17, 19 vorhanden. Das erste Exzenterlager 17 befindet sich im Bereich des Fußpunktes des Lagerzapfens 24 und das zweite Exzenterlager 19 befindet sich im Bereich des freien Endes des Lagerzapfens 24 näher am Motor 5. Diese Drehlagerung im Getriebegehäuse 4 stellt eine zuverlässige Kraftableitung zwischen Getriebegehäuse 4 und Exzenterscheibe 7 sicher.
  • Über den an der Exzenterscheibe 7 angeordneten exzentrischen Hubzapfen 11 greift das Pleuellager 18 des Pleuels 8 derart an der Exzenterscheibe 7 an, dass die rotatorische Bewegung der Exzenterscheibe 7 in eine Linearbewegung des freien Endes des Pleuels 8 entlang der Stampfachse 9 umgesetzt wird.
  • Die Vormarschbewegung des Vibrationsstampfers 1 steht in direktem Zusammenhang mit der Anordnung der Masse des Oberbaus 2 einerseits, insbesondere der schwingenden Masse der Erregervorrichtung 12, bezogen auf die Stampfachse 9 und die Masse des Unterbaus 3 andererseits, insbesondere der schwingenden Masse der Stampfplatte 13, des Federsystems 26 und des Führungszylinders 27 im Stampffußgehäuse 10. Außerdem wird auch die unerwünschte Schwingungsanregung des Führungsbügels 22 durch die schwingenden Massen beeinflusst. Die quantitative Ausrichtung der schwingenden Massen zur Stampfachse 9 hat somit einen hohen Einfluss auf das Bewegungsverhalten des gesamten Vibrationsstampfers 1, auf die Verdichtungsleistung und auf den Bedienungskomfort.
  • Das Pleuellager 18 und der exzenterseitige erste Abschnitt 8a des Pleuels 8 kommen in einer vertikalen ersten Ebene 14 zu liegen, die senkrecht zur Abtriebswelle 6 und zum Lagerzapfen 24 liegt. Die erste Ebene 14 liegt bezüglich der Vormarschrichtung F vor einer parallelen vertikalen zweiten Ebene 28, die von der Exzenterscheibe 7 aufgespannt wird, und vor einer parallelen vertikalen dritten Ebene 16, die vom zweiten Erregerlager 19 aufgespannt wird. Der zweite Abschnitt 8b des Pleuels 8 kann grundsätzlich in der zweiten oder dritten Ebene 28, 16 oder einer zwischen diesen beiden Ebenen liegenden parallelen Ebene liegen. Diejenige Ebene, in welcher sich der zweite Abschnitt 8b des Pleuels 8 befindet, bestimmt die Lage der schwingenden Massen des Unterbaus 3, mit welchen das freie Ende des Pleuels 8 wirkverbunden ist, und damit die Lage der Stampfachse 9.
  • Dadurch, dass die schwingende Masse des Unterbaus 3 durch die Kröpfung 15 gegenüber der schwingenden Masse des Oberbaus 2 entgegen der Vormarschrichtung nach hinten versetzt angeordnet sind, verbessert die Kröpfung 15 die Orientierung der schwingenden Massen des Oberbaus 2 und des Unterbaus 3 relativ zur Stampfachse 9 und verbessert das Vormarschverhalten, die Verdichtungsleisfung und die Handarmvibration der Bedienperson dadurch, dass die schwingende Masse des Unterbaus entgegen der Vormarschrichtung des Vibrationsstampfers nach hinten versetzt ist.
  • Im dargestellten Beispiel ist der zweite Abschnitt 8b des Pleuels 8 in der zweiten Ebene angeordnet. Entsprechend liegt die Stampfachse 9 im dargestellten Beispiel in der zweiten Ebene 28. Damit liegt die Exzenterscheibe 7 im dargestellten Beispiel auf der Stampfachse 9, was die Biegespannung im Bereich des Exzenterbolzens 11 und des Pleuellagers 18 vergleichsweise gering hält.
  • Wird die Kröpfung 15 vergrößert, kann die schwingende Masse des Unterbaus 3 weiter nach hinten versetzt angeordnet werden. Auf diese Weise können das Vormarschverhalten, die Verdichtungsleistung und der Bedienerkomfort optimiert werden. Es bedarf außerdem keiner oder nur geringer zusätzlicher Ausgleichsmassen, um einen vibrationsarmen Betrieb des Vibrationsstampfers sicherzustellen. Außerdem können die auf die Exzenterlager 17, 19 der Exzenterscheibe 7 wirkenden Biegekräfte minimiert werden, wenn die Exzenterlager 17, 19 auf der Stampfachse 9 oder bezüglich der Stampfachse 9 einander gegenüberliegend zu liegen kommen.
  • Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Vibrationsstampfers 1 in einer Darstellungsform entsprechend Fig. 3. Auch hier sind der Oberbau 2 und der Unterbau 3 dargestellt. Über den Motor 5 und die Abtriebswelle 6 wird eine rotatorische Bewegung über einen Exzenterantrieb, gebildet durch die Exzenterscheibe 7 und das Pleuel 8, in eine Axialbewegung entlang der Stampfachse 9 umgesetzt.
  • Erfindungsgemäß ist bei dieser Ausführungsform das Pleuellager 18 zum drehgelenkigen Exzenteranschluss des Pleuels 8 an die Exzenterscheibe 7 unmittelbar in der Exzenterscheibe 7 angeordnet. Die Exzenterscheibe 7 weist also im Gegensatz zur ersten Ausführungsform gemäß Fig. 3 das Pleuellager 18 in der Exzenterscheibe 7 auf. Dadurch verläuft die Stampfachse 9 durch das Pleuellager 18 bzw. sie liegt in der durch das Pleuellager 18 aufgespannten Ebene 14. Das Pleuel 8 ist mit einem Bolzen 30 versehen, der in das Pleuellager 18 eingreift. Die Exzenterscheibe 7 ist wie bei der ersten Ausführungsform über die Exzenterlager 17, 19 gelagert, die in einer entsprechend ausgebildeten Lagernut 20 am Gehäuse 4 des Oberbaus 2 angeordnet.
  • Bei dieser Ausführungsform werden durch die beidseitig der Stampfachse 9 angeordneten Massen die auf das Pleuellager 18 wirkenden Biegespannungen im Wesentlichen vollständig eliminiert, wobei trotzdem durch die Anordnung des gekröpften Pleuels 8 auch die auf die Lagerstellen der Erregerscheibe 7 wirkenden Biegebelastungen minimiert werden.

Claims (5)

  1. Vibrationsstampfer zur Verdichtung eines Untergrunds, mit einem Oberbau (2) und einem Unterbau (3), wobei der Oberbau (2) einen Motor (5), eine Exzenterscheibe (7) und ein Lager (17, 19) für die Exzenterscheibe (7) aufweist, wobei ein Pleuel (8) über ein Pleuellager (18) exzentrisch an der Exzenterscheibe (7) angeordnet ist, und wobei der Unterbau (3) eine Stampfplatte (13) aufweist, die mit dem freien Ende des Pleuels (8) wirkverbunden ist, und welche dadurch zu einer linearen Stampfbewegung entlang einer Stampfachse (9) angetrieben wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Pleuel eine Kröpfung (15) aufweist, welche die Exzenterscheibe (7) entgegen einer Vormarschrichtung des Vibrationsstampfers (1) umgeht, so dass die Stampfachse (9) in Richtung des Motors (5) zurück versetzt ist.
  2. Vibrationsstampfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Pleuellager (18) in der Exzenterscheibe (7) angeordnet ist.
  3. Vibrationsstampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kröpfung (15) des Pleuels (8) so ausgebildet ist, dass die Stampfachse (9) in einer zweiten Ebene (28) zu liegen kommt, die zu einer vom exzenterseitigen Abschnitt (8a) des Pleuels (8) aufgespannten ersten Ebene (14) entgegen der Vormarschrichtung F des Vibrationsstampfers parallel versetzt ist, wobei die zweite Ebene (28) zwischen der ersten Ebene (14) und einer vom Lager (17, 19) der Exzenterscheibe (7) aufgespannten dritten Ebene (16) liegt.
  4. Vibrationsstampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stampfachse (9) in einer von der Exzenterscheibe (7) aufgespannten Ebene angeordnet ist.
  5. Vibrationsstampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verhältnis der Massen von Oberbau (2) und Unterbau (3) in Bezug zur Stampfachse (9) ausgeglichen ist.
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