EP3067470A1 - Rüttler als anbaugerät für eine baumaschine - Google Patents

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EP3067470A1
EP3067470A1 EP16159103.7A EP16159103A EP3067470A1 EP 3067470 A1 EP3067470 A1 EP 3067470A1 EP 16159103 A EP16159103 A EP 16159103A EP 3067470 A1 EP3067470 A1 EP 3067470A1
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EP
European Patent Office
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cell
vibrator
sliding
vibrator according
exciter
Prior art date
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EP16159103.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3067470B1 (de
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Steffen Schweizer
Oliver Holland-Cunz
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Liebherr Werk Nenzing GmbH
Original Assignee
Liebherr Werk Nenzing GmbH
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Publication date
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Application filed by Liebherr Werk Nenzing GmbH filed Critical Liebherr Werk Nenzing GmbH
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18—Placing by vibrating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D11/00—Methods or apparatus specially adapted for both placing and removing sheet pile bulkheads, piles, or mould-pipes
    • 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
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    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction
    • E02D7/16—Scaffolds or supports for drivers

Definitions

  • the invention relates to a vibrator, in particular Hochkantrüttler, as an attachment for a construction machine consisting of a Ziehjoch for guided storage of the vibrator on a construction machine and an exciter cell mounted within the draw yoke to generate the necessary vibration for the pile work.
  • Such vibrators can be used in construction, especially in special civil engineering, for example, for piling equipment to produce directional vibrations, by means of which, for example, sheet piling rammed into the ground or Jottelstopfklalen be introduced into the ground.
  • the exciter cell for generating the necessary vibrations is attached to or in a Ziehjoch, which is connected to a suitable special foundation engineering, such as piling equipment, or rope excavators.
  • the vibrators are height adjustable mounted on a corresponding rail system of the machine.
  • a possible design of the generic vibrator is a Hochkantvibrator or Hochkantrüttler, which is characterized by a relatively compact design.
  • the Hochkantrüttler is used especially in hard to reach places.
  • the excitation cell is usually stored vibration-decoupled in a Ziehjoch.
  • the vibration decoupling is achieved by using suitable bearing components, which are mounted as bearings or suspension points between the yoke and the excitation cell and should absorb a large part of the vibrations.
  • the bearing components are usually distributed between the moving components arranged, a special system of the arrangement has not been studied.
  • the symmetrical arrangement ensures a uniform storage of the excitation cell within the draw yoke, so that the unwanted movements are largely avoided.
  • the number of bearing components for the front and back of the vibrator can be chosen the same. Further, the bearing components may be secured at corresponding locations on the front and rear sides.
  • the arrangement is, for example, symmetrical to the driving axis or central axis of the excitation cell or of the vibrating part.
  • the vibrator is ideally suited for the leader-guided operation on a construction machine, wherein the draw yoke in this case has one or more guide elements to guide the vibrator height adjustable at the broker.
  • the vibrator can be configured as Hochkantrüttler and designed for high or normal frequency operation.
  • the upper and lower area here refers to an area along the pile axis.
  • At least two, preferably at least four elastic bearing components are provided at the lower and upper regions of the excitation cell, which are mounted, for example, distributed over the circumference of the exciter cell.
  • two elastic bearing components are provided on the front and on the back of the upper and lower region of this.
  • the proposed embodiment does not exclude that additional bearing components, for example, are provided in the central region, but these are not absolutely necessary for a sufficient suppression of the relative movements transverse to the driving axis.
  • the elastic bearing components may for example consist of an elastomer or at least partially comprise this. Also suitable, however, are other elastic components which allow a sufficient damping of the relative movements and are nevertheless distinguished by a high durability.
  • one or more sliding guides are preferably arranged between the drawing yoke and the exciter cell. It is conceivable both a rigid attachment of the one or more sliding guides on the excitation cell and on the draw yoke. The assembly of the slide is done by screwing, bonding, riveting, etc.
  • all sliding guides are either fixed to the exciter cell or alternatively firmly connected to the yoke, in addition, it is conceivable to connect a part of the sliding guides firmly to the excitation cell while the remaining Part is firmly attached to the drawbar.
  • the one or more sliding guides are attached to the side surfaces between the drawing yoke and the excitation cell, for example, one sliding guide per side surface is seated in the driving direction upper and lower area of the side surface. It is particularly preferred if at least one, preferably all sliding guides lie on the center plane of the vibrating component of the excitation cell. As a result, the sliding guide is placed on the ram plane of the moving mass and it adjusts a uniform load on all sliding guides.
  • the occurring signs of wear are to be reduced to the one or more sliding guides.
  • This is achieved by a tribologically optimized geometry of the sliding guides used or a tribologically optimized geometry of the contact surface between the sliding partners of the sliding guide.
  • a convex contour of the contact surface of at least one sliding partner of the sliding guide By a convex contour of the contact surface of at least one sliding partner of the sliding guide, the contact and the associated frictional force can be noticeably reduced. This not only has a positive effect on the energy transfer, but also reduces contact-related wear on the sliding guides.
  • tribological optimized geometries of the sliding surfaces allow evenly distributed contact forces to be evenly distributed over all used bearings or guides.
  • the sliding guides used are at least partially made of technical ceramics.
  • at least one sliding partner comprises at least one sliding guide made of technical ceramics or comprises these.
  • Technical ceramics is a very hard wear resistant material, which effectively reduces operational wear of the slide guides and increases the durability of the vibrator.
  • the sliding part of the vibrator, for example, the yoke is usually made of steel, so that a very hard and wear-resistant sliding slides on the steel counter-body wear.
  • the invention also includes a construction machine with at least one vibrator according to the present invention or an advantageous embodiment of the invention. It is conceivable that the construction machine has at least one leader to the vibrator displaced in the driving direction take. Conceivable as a construction machine, a rope excavator with a corresponding broker.
  • FIG. 1 shows a side view of Hochkantrüttlers invention, as it finds particular use in civil engineering for the introduction of Jottelstopfklalen or sheetpiles.
  • the vibrator may be suitable for normal-frequency or high-frequency vibration for vibrating (shaking) the steel profiles.
  • the illustration shows the pull yoke 10, at the back of a guide rail 11 is formed.
  • the pull yoke 10 can be mounted vertically displaceable on a broker of a suitable construction machine as an attachment tool.
  • the excitation cell 20 protrudes. Not shown is usually mounted on the protruding underside of the exciter cell 20 Studttlerklemmzange for clamping receiving a einzvibrierenden steel profile.
  • connection points On the top 12 of the pull yoke 10 and the excitation cell 20 are connection points to provide a hydraulic power supply of the excitation cell 20 by the carrier device.
  • one or more, preferably aligned parallel exciter cell waves are mounted, which are each rotatably mounted and eccentrically mounted imbalance masses that generate the desired vibration movement by the rotation of the exciter waves.
  • an integrated drive preferably of a hydraulic nature, is provided.
  • it is particularly desirable to have a vibration in the direction of the driving axis which, for example, in the sectional views of FIG Figures 3,4 marked with the reference symbol A.
  • the piling axis A extends in the mounting and operating position of the vibrator parallel to the leader.
  • the undesired transverse accelerations and transverse forces transverse to the pile axis should thereby be reduced by supporting the excitation cell 20 within the draw yoke 10 via a symmetrical arrangement of elastomer bearings 30.
  • These bearings 30 serve as bearings and attachment points of the exciter cell 20 within the draw yoke 10.
  • these cuboid elastomeric bearings 30 are arranged symmetrically to the driving axis A, whereby the undesirable transverse forces and transverse movements can be optimally damped.
  • an almost optimal vibration decoupling of the excitation cell 20 within the pull yoke 10 is created.
  • Symmetrical mounting of the exciter cell 20 here explicitly means the double-symmetrical suspension of the exciter cell 20 in the pull yoke 10. This means that the excitation cell 20 is mounted so as to damp against vibration symmetrically with respect to two cutting planes along the driving axis. One of these cutting planes is the ramming plane and the other cutting plane is a plane rotated by 90 ° to the ramming plane around the driving axis.
  • the storage concept provides for a storage of the exciter cell 20 below and above the pull yoke 10.
  • This special arrangement of the bearing serves to reduce the vibrations that do not run along the driving axis. This is necessary in order to achieve as uniaxial movement of the exciter cell 20 along the ramming axis in the draw yoke 10 as possible.
  • FIG. 3 shows in detail that in each case four elastomeric bearings 30 are provided both in the upper and in the lower region of the excitation cell 20. Two of them are provided on the front 13 and two opposite on the back 14 of the vibrator. This is also clear from the sectional view of FIG. 4 , The excitation cell 20 is stored uniformly and symmetrically with respect to the draw yoke 10 both in its upper and in its lower region.
  • sliding guides 40 are available, wherein on each side surface of the excitation cell 20 each have two sliding guides 40 are fixedly connected to the excitation cell 20.
  • the sliding guides 40 are located on the center plane or ram plane. Since the pull yoke 10 is typically a steel construction and the slideways slide along this steel structure, a very hard and wear resistant material for the slideways 40 must be selected. For this reason, the sliding guides 40 are made of engineering ceramics.
  • the sliding guides 40 are provided with a tribologically optimized geometry, thereby to minimize the contact surface between the sliding guide 40 and the sliding sliding yoke 10 to a minimum.
  • the surface 41 represents the sliding partner of the guide, which slides along the pulling yoke 10.
  • FIG. 5a shows a plan view of the mounted on the exciter cell 20 sliding guide 40
  • FIG. 5b a sectional view through the sliding guide along the section axis BB reproduces.
  • the fixed mounting on the exciter cell 20 by means of screwing.
  • the core idea of the invention lies in the reduction of the occurring relative movements of the excitation cell 20 in the transverse direction to the driving axis A by means of symmetrical attachment of the elastomeric bearings 30. This allows lateral accelerations and transverse forces to be reduced, which reduces the load on the sliding guide 40 and the energy saved thereby for the provides regular, vertical movement.
  • the contact surface between the relatively moving bodies 10, 20 is reduced by an optimized geometric shape 41 of the sliding guide 40, which reduces the friction occurring and the energy dissipated thereby.
  • the sliding guides 40 are placed on the ramming plane. As a last measure to be reduced by the use of technical ceramics for a sliding partner of the sliding guide 40 of the wear. As a result, the service life of the sliding guides 40 can be significantly increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rüttler, insbesondere Hochkantrüttler, für eine Baumaschine mit einem Ziehjoch zur Lagerung des Rüttlers an einer Baumaschine und einer am Ziehjoch gelagerten Erregerzelle zur Erzeugung der Vibrationen. Erfindungsgemäß ist zur schwingungsentkoppelten Lagerung der Erregerzelle am Ziehjoch eine symmetrische Anordnung von elastischen Lagerkomponenten vorgesehen, um Relativbewegungen der Erregerzelle quer zur Rammachse zu verringern.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rüttler, insbesondere Hochkantrüttler, als Anbaugerät für eine Baumaschine bestehend aus einem Ziehjoch zur geführten Lagerung des Rüttlers an einer Baumaschine und einer innerhalb des Ziehjochs gelagerten Erregerzelle zur Erzeugung der notwendigen Vibrationen für die Rammarbeit.
  • Solche Rüttler können im Bauwesen, insbesondere im Spezialtiefbau, beispielsweise für Rammgeräte verwendet werden, um gerichtete Vibrationen zu erzeugen, mittels derer beispielsweise Spundwände in den Boden gerammt oder Rüttelstopfsäulen in den Boden eingebracht werden sollen. Die Erregerzelle zur Erzeugung der notwendigen Vibrationen ist dazu an bzw. in einem Ziehjoch befestigt, das mit einer passenden Spezialtiefbaumaschine, wie beispielsweise Rammgeräten, oder Seilbaggern, verbunden ist. Oftmals sind die Rüttler höhenverstellbar an einem entsprechenden Schienensystem der Maschine gelagert.
  • Eine mögliche Bauform des gattungsgemäßen Rüttlers ist ein Hochkantvibrator bzw. Hochkantrüttler, der sich durch eine vergleichsweise kompakte Bauform auszeichnet. Der Hochkantrüttler kommt insbesondere an schwer zugänglichen Stellen zum Einsatz.
  • Die Erregerzelle wird üblicherweise schwingungsentkoppelt in einem Ziehjoch gelagert. Die Schwingungsentkopplung wird durch Einsatz geeigneter Lagerkomponenten erreicht, die als Lager bzw. Aufhängepunkte zwischen dem Ziehjoch und der Erregerzelle angebracht sind und einen Großteil der Vibrationen aufnehmen sollen. Die Lagerkomponenten sind üblicherweise verteilt zwischen den beweglichen Bauteilen angeordnet, eine besondere Systematik der Anordnung wurde bisher jedoch nicht untersucht.
  • Da für den regulären Einsatz nur die Vibrationen in Z-Richtung, d.h. in Rammrichtung benötigt werden, sollen davon abweichende Bewegungen möglichst vermieden bzw. ab einem gewissen Punkt verhindert werden. Dazu werden konventionelle Kunststoffgleitführungen verwendet. Um die benötigte Bewegung in Rammrichtung nicht zu behindern, muss stets ein gewisses Spiel und damit eine geringe Bewegungsfreiheit auch in die übrigen Richtungen erhalten bleiben, da ansonsten durch den Kontakt mit der eingesetzten Kunststoffgleitführung die resultierende Reib- und Bremskraft zu hoch wird und Rammenergie verloren geht. Zudem treten an den eingesetzten Gleitlagern deutliche Verschleißerscheinungen über die Jahre auf, was die Haltbarkeit des Rüttlers spürbar beeinträchtigt
  • Gesucht wird daher nach einer optimierten Lagerung der Erregerzelle innerhalb des Ziehjochs, die die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden weiß.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Rüttler gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Rüttlers sind Gegenstand der sich an den unabhängigen Anspruch anschließenden abhängigen Ansprüche.
  • Ausgehend von dem gattungsgemäßen Rüttler mit einer innerhalb eines Ziehjochs schwingungsentkoppelt gelagerten Erregerzelle wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zur schwingungsentkoppelten Lagerung der Erregerzelle innerhalb des Ziehjochs eine symmetrische Anordnung von elastischen Lagerkomponenten vorzusehen. Die Lagerkomponenten bilden die Lager- bzw. Aufhängepunkte der Erregerzelle innerhalb des Ziehjochs. Dadurch lassen sich unerwünschte Relativbewegungen der Erregerzelle, d.h. Bewegungen quer zur Rammachse, auf ein Minimum reduzieren.
  • Bekannt aus dem Stand der Technik waren bisher lediglich unsymmetrische Anordnungen von etwaigen Lagerkomponenten. Diese konnten bisher die durch Vibrationen hervorgerufenen Querkräfte nicht ausreichend abfangen, weshalb zusätzlich zur Bewegung in Rammrichtung Bewegungen in andere Richtungen auftraten und zu erhöhtem Verschleiß und unerwünschten Energieverlusten der Vibrationsbewegung führten.
  • Die symmetrische Anordnung sorgt für eine gleichmäßige Lagerung der Erregerzelle innerhalb des Ziehjochs, sodass die unerwünschten Bewegungen weitestgehend vermieden werden. Vorzugsweise kann die Anzahl an Lagerkomponenten für die Vorder- und Rückseite des Rüttlers gleich gewählt sein. Ferner können die die Lagerkomponenten an entsprechenden Stellen an der Vorder- und Rückseite befestigt sein. Die Anordnung ist beispielsweise symmetrisch zur Rammachse bzw. Mittelachse der Erregerzelle bzw. des vibrierenden Teils.
  • Der Rüttler ist idealerweise für den mäklergeführten Betrieb an einer Baumaschine geeignet, wobei das Ziehjoch in diesem Fall über ein oder mehrere Führungselemente verfügt, um den Rüttler höhenverstellbar am Mäkler zu führen. Der Rüttler kann als Hochkantrüttler ausgestaltet sein und für den Hoch- oder Normalfrequenzbetrieb ausgelegt sein.
  • Denkbar ist beispielsweise eine Anordnung mit ein oder mehreren elastischen Lagerkomponenten am oberen sowie am unteren Bereich der Erregerzelle. Der obere und untere Bereich bezieht sich hierbei auf einen Bereich entlang der Rammachse.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind am unteren und oberen Bereich der Erregerzelle jeweils wenigstens zwei, vorzugsweise mindestens vier elastische Lagerkomponenten vorgesehen, die beispielsweise verteilt über den Umfang der Erregerzelle montiert sind. Bei einer rechteckigen bzw. kastenförmigen Ausgestaltung der Erregerzelle bietet es sich an, dass auf der Vorder- als auch auf der Rückseite jeweils zwei elastische Lagerkomponenten am oberen und unteren Bereich dieser vorgesehen sind.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform schließt nicht aus, dass weitere Lagerkomponenten, beispielsweise im Mittelbereich vorgesehen sind, diese sind jedoch für eine ausreichende Unterdrückung der Relativbewegungen quer zur Rammachse nicht zwingend notwendig.
  • Die elastischen Lagerkomponenten können beispielsweise aus einem Elastomer bestehen bzw. dieses zumindest teilweise umfassen. Geeignet sind jedoch auch andere elastische Komponenten, die eine ausreichende Dämpfung der Relativbewegungen ermöglichen und sich dennoch durch eine hohe Haltbarkeit auszeichnen.
  • Zur Führung der Relativbewegung der Erregerzelle in Rammrichtung sind vorzugsweise ein oder mehrerer Gleitführungen zwischen Ziehjoch und Erregerzelle angeordnet. Vorstellbar ist sowohl eine starre Befestigung der ein oder mehreren Gleitführungen an der Erregerzelle als auch am Ziehjoch. Die Montage der Gleitführung erfolgt durch Verschraubung, Verklebung, Vernietung, etc. Bevorzugt sind alle Gleitführungen entweder fest mit der Erregerzelle oder alternativ fest mit dem Ziehjoch verbunden, darüber hinaus ist es vorstellbar, einen Teil der Gleitführungen fest mit der Erregerzelle zu verbinden während der verbleibende Teil fest am Ziehjoch montiert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die ein oder mehreren Gleitführungen an den Seitenflächen zwischen Ziehjoch und Erregerzelle befestigt, beispielsweise sitzt pro Seitenfläche jeweils eine Gleitführung am in Rammrichtung gesehen oberen und unteren Bereich der Seitenfläche. Besonders bevorzugt ist es, wenn zumindest eine, vorzugsweise alle Gleitführungen auf der Mittelebene der vibrierenden Komponente der Erregerzelle liegen. Dadurch wird die Gleitführung auf die Rammebene der bewegten Masse gelegt und es stellt sich eine gleichmäßige Belastung aller Gleitführungen ein.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform sollen die auftretenden Verschleißerscheinungen auf die ein oder mehreren Gleitführungen reduziert werden. Geschafft wird dies durch eine tribologisch optimierte Geometrie der eingesetzten Gleitführungen bzw. eine tribologisch optimierte Geometrie der Kontaktfläche zwischen den Gleitpartnern der Gleitführung. Durch eine konvexe Kontur der Kontaktfläche wenigstens eines Gleitpartners der Gleitführung kann der Kontakt und die damit verbundene Reibkraft spürbar reduziert werden. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf die Energieübertragung aus, sondern verringert ebenfalls kontaktbedingte Verschleißerscheinungen an den Gleitführungen. Zudem lassen sich durch tribologisch optimierte Geometrien der Gleitflächen vorherrschende Kontaktkräfte gleichmäßig auf alle eingesetzten Lager bzw. Führungen verteilen.
  • Als eine zusätzliche Maßnahme kann vorgesehen sein, dass die eingesetzten Gleitführungen zumindest teilweise aus technischer Keramik gefertigt sind. Insbesondere besteht wenigstens ein Gleitpartner wenigstens einer Gleitführung aus technischer Keramik bzw. umfasst diese. Technische Keramik ist ein sehr harter verschleißbeständiger Werkstoff, wodurch der betriebsbedingte Verschleiß der Gleitführungen effektiv verringert und die Haltbarkeit des Rüttlers erhöht werden kann. Der gleitende Teil des Rüttlers, beispielsweise das Ziehjoch, ist in der Regel aus Stahl gefertigt, sodass ein sehr harter und verschleißbeständiger Gleitpartner auf dem Stahlgegenkörper verschleißarm gleitet.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Rüttler umfasst die Erfindung ebenfalls eine Baumaschine mit wenigstens einem Rüttler gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung. Denkbar ist es, dass die Baumaschine wenigstens einen Mäkler aufweist, um den Rüttler in Rammrichtung verschiebbar aufzunehmen. Denkbar ist als Baumaschine ein Seilbagger mit einem entsprechenden Mäkler.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Hochkantrüttlers;
    Figur 2:
    eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Hochkantrüttlers;
    Figur 3:
    eine Schnittdarstellung des Hochkantrüttlers;
    Figur 4:
    eine Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Rüttlers quer zur Rammachse und
    Figur 5:
    eine skizzierte Darstellung der erfindungsgemäßen Geometrie einer eingesetzten Gleitführung.
  • Figur 1 zeigt eine Seitendarstellung des erfindungsgemäßen Hochkantrüttlers, wie er insbesondere im Tiefbau zur Einbringung von Rüttelstopfsäulen oder Spundwänden Verwendung findet. Der Rüttler kann je nach Anwendung für die normalfrequente oder hochfrequente Vibration zum Einvibrieren (Einrütteln) der Stahlprofile geeignet sein.
  • Die Darstellung zeigt das Ziehjoch 10, an dessen Rückseite eine Führungsschiene 11 ausgebildet ist. Mithilfe der Führungsschiene 11 lässt sich das Ziehjoch 10 vertikal verschieblich an einem Mäkler einer geeigneten Baumaschine als Anbauwerkzeug anbringen. Am unteren Ende des Ziehjochs 10 ragt die Erregerzelle 20 hervor. Nicht dargestellt ist die üblicherweise an der herausragenden Unterseite der Erregerzelle 20 angebrachte Rüttlerklemmzange zur klemmenden Aufnahme eines einzuvibrierenden Stahlprofils. Auf der Oberseite 12 des Ziehjochs 10 bzw. der Erregerzelle 20 befinden sich Anschlussstellen, um eine hydraulische Energieversorgung der Erregerzelle 20 durch das Trägergerät bereitzustellen.
  • Im Innenraum der kastenförmigen Erregerzelle 20 sind ein oder mehrere, vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtete Erregerzellenwellen montiert, die jeweils drehbar gelagert sind und exzentrisch angebrachte Unwuchtmassen umfassen, die durch die Rotation der Erregerwellen die gewünschte Vibrationsbewegung erzeugen. Für die Rotationsbewegung ist ein integrierter Antrieb, vorzugsweise hydraulischer Art, vorgesehen. Wünschenswert ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vibration in Richtung der Rammachse, die beispielsweise in den Schnittdarstellungen der Figuren 3,4 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet ist.
  • Die Rammachse A erstreckt sich in der Montage- und Betriebsposition des Rüttlers parallel zum Mäkler. Die unerwünschten Querbeschleunigungen und Querkräfte quer zur Rammachse sollen dadurch reduziert werden, indem die Erregerzelle 20 innerhalb des Ziehjochs 10 über eine symmetrische Anordnung von Elastomerlagerungen 30 gelagert wird. Diese Lagerungen 30 dienen als Lagerstellen und Anhängepunkte der Erregerzelle 20 innerhalb des Ziehjochs 10. Wie dies der Schnittdarstellung der Figur 3 zu entnehmen ist, sind diese quaderförmigen Elastomerlager 30 symmetrisch zur Rammachse A angeordnet, wodurch die unerwünschten Querkräfte und Querbewegungen optimal gedämpft werden können. Es entsteht somit eine nahezu optimale Schwingungsentkopplung der Erregerzelle 20 innerhalb des Ziehjochs 10.
  • Unter symmetrischer Lagerung der Erregerzelle 20 ist hier explizit die doppelsymmetrische Aufhängung der Erregerzelle 20 im Ziehjoch 10 gemeint. Das bedeutet, die Erregerzelle 20 ist symmetrisch bezogen auf zwei Schnittebenen entlang der Rammachse schwingungsdämpfend gelagert. Dabei ist eine dieser Schnittebenen die Rammebene und die andere Schnittebene ist eine um 90° - Grad zur Rammebene um die Rammachse gedrehte Ebene.
  • Außerdem sieht das Lagerungskonzept eine Lagerung der Erregerzelle 20 unten und oben am Ziehjoch 10 vor. Diese spezielle Anordnung der Lagerung dient zur Reduzierung der Schwingungen, die nicht entlang der Rammachse verlaufen. Dies ist nötig, um eine möglichst einachsige Bewegung der Erregerzelle 20 entlang der Rammachse im Ziehjoch 10 zu erreichen.
  • Die Konstruktion der Figur 3 zeigt hierbei im Detail, dass sowohl im oberen als auch im unteren Bereich der Erregerzelle 20 jeweils vier Elastomerlagerungen 30 vorgesehen sind. Zwei davon sind auf der Vorderseite 13 und zwei gegenüberliegend auf der Rückseite 14 des Rüttlers vorgesehen. Deutlich wird dies auch aus der Schnittdarstellung der Figur 4. Die Erregerzelle 20 wird sowohl in ihrem oberen als auch in ihrem unteren Bereich gleichmäßig und symmetrisch gegenüber dem Ziehjoch 10 gelagert.
  • Für die Vibrationsbewegung der Erregerzelle 20 in Richtung der Rammachse A stehen mehrere Gleitführungen 40 zur Verfügung, wobei auf jeder Seitenfläche der Erregerzelle 20 jeweils zwei Gleitführungen 40 fest mit der Erregerzelle 20 verbunden sind. Zudem liegen die Gleitführungen 40 auf der Mittelebene bzw. Rammebene. Da das Ziehjoch 10 üblicherweise ein Stahlkonstrukt ist und die Gleitführungen auf dieser Stahlkonstruktion entlanggleiten, muss ein sehr harter und verschleißbeständiger Werkstoff für die Gleitführungen 40 gewählt werden. Aus diesem Grund sind die Gleitführungen 40 aus technischer Keramik gefertigt.
  • Weiterhin werden die Gleitführungen 40 mit einer tribologisch optimierten Geometrie versehen, um dadurch die Kontaktfläche zwischen Gleitführung 40 und dem entlanggleitenden Ziehjoch 10 auf ein Minimum zu reduzieren. Beispielhaft wird dazu eine Oberflächenkontur der Gleitführung 40 mit der in Figur 5b dargestellten konvexen Oberfläche 41 eingesetzt. Die Oberfläche 41 stellt den Gleitpartner der Führung dar, der entlang dem Ziehjoch 10 gleitet. Figur 5a zeigt eine Draufsicht auf die an der Erregerzelle 20 montierte Gleitführung 40, während Figur 5b eine Schnittdarstellung durch die Gleitführung entlang der Schnittachse B-B wiedergibt. Die feste Montage an der Erregerzelle 20 erfolgt mittels Verschraubung.
  • Zusammenfassend liegt der Kerngedanke der Erfindung in der Reduzierung der auftretenden Relativbewegungen der Erregerzelle 20 in Querrichtung zur Rammachse A mittels symmetrischer Anbringung der Elastomerlagerungen 30. Dadurch lassen sich Querbeschleunigungen und Querkräfte reduzieren, was die Belastung auf die Gleitführung 40 reduziert und die dadurch gesparte Energie für die reguläre, senkrechte Bewegung bereitstellt. In einem zweiten Schritt wird durch eine optimierte geometrische Form 41 der Gleitführung 40 die Kontaktfläche zwischen den zueinander relativ bewegten Körpern 10, 20 reduziert, was die auftretende Reibung und die dadurch dissipierte Energie senkt. Um die auftretenden Kontaktkräfte in der Gleitführung 40 zu reduzieren und um sie gleichmäßig auf alle vier Gleitführungen 40 zu verteilen, werden die Gleitführungen 40 auf die Rammebene gelegt. Als letzte Maßnahme soll durch die Verwendung von technischer Keramik für einen Gleitpartner der Gleitführung 40 der Verschleiß gesenkt werden. Dadurch lässt sich die Standzeit der Gleitführungen 40 deutlich erhöhen.

Claims (11)

  1. Rüttler, insbesondere Hochkantrüttler, für eine Baumaschine, umfassend ein Ziehjoch zur Lagerung des Rüttlers an einer Baumaschine und einer am Ziehjoch gelagerten Erregerzelle zur Erzeugung der Vibrationen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur schwingungsentkoppelten Lagerung der Erregerzelle am Ziehjoch eine symmetrische Anordnung von elastischen Lagerkomponenten vorgesehen ist, um Relativbewegungen der Erregerzelle quer zur Rammachse zu verringern.
  2. Rüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerzelle an ihrem in Rammrichtung gesehen unteren und oberen Ende durch mindestens eine Lagerkomponente gegenüber dem Ziehjoch gelagert ist.
  3. Rüttler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerzelle einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und jeweils zwei elastische Lagerkomponenten an der Vorder- und Rückseite des oberen und unteren Bereichs der Erregerzelle vorgesehen sind.
  4. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Lagerkomponenten aus einem Elastomer besteht bzw. ein Elastomer umfasst.
  5. Rüttler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Gleitführung zur gleitenden Führung der Erregerzelle in Vibrations- bzw. Rammrichtung vorgesehen ist.
  6. Rüttler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Gleitführungen pro Seitenfläche des Rüttlers, insbesondere jeweils eine Gleitführung am oberen und unteren Bereich zwischen Erregerzelle und Ziehjoch montiert ist.
  7. Rüttler nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere, bevorzugt alle Gleitführungen auf der Mittelebene der bewegten Masse der Erregerzelle liegen oder symmetrisch zur Mittelebene angeordnet sind.
  8. Rüttler nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Gleitführungen eine tribologisch optimierte Geometrie aufweisen.
  9. Rüttler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Gleitführungen wenigstens eine konvexe Kontaktfläche umfassen, die mit dem geführten Teil in Kontakt steht, d.h. mit dem Ziehjoch und/oder der Erregerzelle.
  10. Rüttler nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gleitpartner der ein oder mehreren Gleitführungen zumindest teilweise aus technischer Keramik besteht oder diese umfasst.
  11. Baumaschine mit einem Mäkler zur führbahren Aufnahme eines Rüttlers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
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