EP3092341A1 - Bodenverdichtungsbandage, walze mit einer solchen bodenverdichtungsbandage, schwingungserregungseinrichtung für eine bodenverdichtungsbandage und verfahren zur bodenverdichtung - Google Patents

Bodenverdichtungsbandage, walze mit einer solchen bodenverdichtungsbandage, schwingungserregungseinrichtung für eine bodenverdichtungsbandage und verfahren zur bodenverdichtung

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Publication number
EP3092341A1
EP3092341A1 EP14824367.8A EP14824367A EP3092341A1 EP 3092341 A1 EP3092341 A1 EP 3092341A1 EP 14824367 A EP14824367 A EP 14824367A EP 3092341 A1 EP3092341 A1 EP 3092341A1
Authority
EP
European Patent Office
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bandage
soil compaction
roller
vibration excitation
rotation
Prior art date
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Application number
EP14824367.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3092341B1 (de
Inventor
Hans Peter Ackermann
Gregor Feils
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Bomag GmbH and Co OHG
Original Assignee
Bomag GmbH and Co OHG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bomag GmbH and Co OHG filed Critical Bomag GmbH and Co OHG
Publication of EP3092341A1 publication Critical patent/EP3092341A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3092341B1 publication Critical patent/EP3092341B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/286—Vibration or impact-imparting means; Arrangement, mounting or adjustment thereof; Construction or mounting of the rolling elements, transmission or drive thereto, e.g. to vibrator mounted inside the roll

Definitions

  • the invention relates to a soil compacting bandage, a roller, in particular a tandem roller, with at least one such soil compaction bandage as well as a vibration-generating device for such a soil compacting bandage.
  • the invention further relates to a method for soil compaction with a roller having two soil compaction drums.
  • a generic soil compacting bandage is a substantially hollow cylindrical body, which is also referred to below as a bandage casing.
  • the bandage casing at least partially surrounds a bandage interior, which is thus the hollow cylinder interior, which is limited in the radial direction to the cylinder axis by the bandages coat and extending in the direction of the cylinder axis on both sides each to a plane which is transverse to the cylinder axis and in which lies the front side of the bandage mantle.
  • a vibration-generating device is arranged in the bandage interior, with the aid of which the soil compaction bandage can be set into vibration.
  • the vibration excitation device comprises at least one imbalance shaft guided circumferentially around a rotation axis with an imbalance, wherein the rotational movement of the imbalance shaft about its axis of rotation can be driven by a drive device.
  • the axis of rotation thus denotes the axis of rotation of the imbalance shaft with its imbalance.
  • the portion of the bandage interior, in which the vibration excitation device is located, is the rest of the bandage interior by two transverse to the cylinder axis of the bandage casing and separated along this cylinder axis spaced disc plates.
  • Bearing elements and parts of the drive train for the soil compacting bandage and / or the vibration excitation device can be guided through openings of the plate discs.
  • the cup wheels usually serve as a fastening device for the hydrostatic drive and for receiving the vibration excitation device and as a conclusion of the soil compacting bandage.
  • such soil compacting bandages are used, for example, in rollers for underground compaction, especially of asphalt and soil.
  • vibration excitation means vibrations, in particular in the vertical direction, can be generated, thus enabling an active compression process.
  • the imbalance shafts are horizontal in the vast majority of known devices, so that vibrations can be introduced at least partially in the vertical direction on the bandage in the ground.
  • US 2012/01 14416 A1 a soil compacting bandage is also known, in which the vibration excitation means comprises two juxtaposed unbalanced shafts whose axes of rotation extend in the vertical direction.
  • the object of the invention is therefore to provide a soil compaction bandage and a method for soil compaction, which allows a simple structure and at the same time a gentle soil subsurface compression.
  • An essential aspect of the invention is to provide a soil compacting bandage, the vibration excitation means is arranged in the manner in the bandage interior, that the axis of rotation runs exactly one unbalanced shaft vertically. According to the invention is thus exactly, in particular exclusively, provided a vertical exciter in the compression bandage. By aligning exactly one imbalance shaft in the vertical direction, the imbalance thus rotates in a horizontal plane, so that the vibration excitation device is designed to generate oscillations lying in the horizontal plane. At the same time, the structure of this basic arrangement is comparatively simple and therefore cost-effective, since only one and not more than one vertically extending imbalance shafts are present.
  • vibration excitation devices are also included according to the invention which, in addition to the exactly one unbalanced shaft extending in the vertical direction, comprise further unbalanced shafts extending in other spatial directions, in particular horizontally and further in particular transversely to the working direction of the soil compacting drum. It is crucial that in relation to the vertical exciter only one in the soil compaction bandage is provided. It has been found that a vibration spectrum of the soil compaction bandage can be realized with this arrangement, on the excellent soil compaction results, especially with regard to a gentle soil compaction and the soil density to be achieved, can be achieved. At the same time the design effort for the integration of only one vertical exciter in the interior of the bandage casing is comparatively low.
  • the vibration excitation device in the bandage interior can be used on a variety of different design alternatives.
  • a suitable bearing arrangement is ideally provided for this purpose, which enables reliable mounting of the vibration excitation device in the bandage interior with aligned in the vertical direction of rotation of the vertical exciter and at the same time a rotatability of the bandage jacket relative to the vertical exciter about a horizontal axis.
  • the vibration excitation means is arranged on the bearing assembly in the manner in the bandage interior, that the bandage casing is rotatable relative to the vibration excitation means and the vertical axis of rotation of an imbalance shaft in its rotation around a horizontal axis of rotation drum casing retains its orientation.
  • the bearing assembly is thus formed on the one hand in such a way that the bandage casing is relatively movable relative to the vibration excitation device.
  • the bearing assembly is preferably designed to allow continuous maintenance of the vertical orientation of the axis of rotation of the one imbalance shaft.
  • the bearing arrangement is also designed such that deviating orientations of the vibration excitation device depend on the orientation of the vertically extending axis of rotation of the one imbalance shaft, in particular in the assembled state of the ground shaft. compression bandage, are not possible, whereby the overall construction can be simplified again.
  • a vertically extending imbalance shaft of the vibration generating device is part of a circular exciter.
  • a circular exciter is understood as meaning a vibration exciter which triggers a vibration amplitude circulating about the axis of rotation.
  • Essential elements of such a circular exciter are an exciter or imbalance shaft with an imbalance and a drive device or a connection possibility to a drive device. Since the axis of rotation of an unbalanced shaft is vertical, the circular pathogen thus develops vibrations in the horizontal plane during operation.
  • Circular exciters in particular simple design, can be produced relatively inexpensively and are characterized by a high operational reliability.
  • Essential parameters which influence the oscillation amplitude of the oscillation excitation device are in particular the revolution frequency and the mass of the imbalance. Depending on the application, different speeds may be desired and / or different imbalance masses or mass distributions.
  • the imbalance of an imbalance shaft is formed in two parts, wherein the relative position of the two imbalance parts about the rotational axis of the imbalance shaft relative to each other, in particular two-stage or continuously, is adjustable.
  • the imbalance thus has a first imbalance part and a second imbalance part, wherein in particular the first imbalance part is fixedly connected to the imbalance shaft and the second imbalance part to relatively movable.
  • the imbalance distribution on the imbalance shaft in particular in the plane transverse to the rotation axis, can be varied, whereby an amplitude variability is achieved.
  • Two-stage adjustment options i. Such adjustment possibilities, in which the two imbalance parts can assume two end positions relative to one another, are obtained in particular by so-called envelope weights, as are known in the prior art.
  • a stepless adjustment means that the angular position of the two imbalance parts in the plane transverse to the axis of rotation in a certain angular range is continuously variable, for example via a suitable adjusting.
  • the vibration excitation device is arranged in the bandage interior. Basically, the entire circumference of the bandage interior can be used here. It has now proven to be ideal to arrange the vibration excitation device in the interior of the bandage in such a way that the axis of rotation of the one imbalance shaft perpendicularly intersects the axis of rotation of the soil compaction bandage. det.
  • the axis of rotation of the soil compaction bandage is that axis about which the soil compacting bandage rotates during the movement operation. In other words, the axis of rotation is the cylinder axis of the bandage casing.
  • the vibration device is arranged in such a way that the axis of rotation of the one imbalance shaft is equally spaced on both faces of the bandage sheath in the axial direction of the axis of rotation.
  • the axial direction denotes a direction that runs along the axis of rotation of the bandage casing or the soil compacting bandage.
  • the imbalance shaft of the vertical exciter is thus arranged in the middle.
  • the vibration excitation device is arranged in such a way that the axis of rotation of the one imbalance shaft passes through the center of gravity of the bandage.
  • the center of the bandage refers to the center of mass of the soil compaction bandage. It is furthermore particularly preferred if the center of gravity of the bandage lies on the axis of rotation of the soil compacting bandage. In this case, the center of gravity of the bandage therefore lies in particular at the point of intersection of the axis of rotation of the soil compaction bandage and the axis of rotation of the one imbalance shaft. In this embodiment, a particularly uniform and thus gentle vibration transmission is realized on the ground.
  • the vibration excitation means comprises a drive shaft which is arranged vertically and is connected at one end, in particular at its upper end, with the drive means.
  • the drive shaft of the vibration excitation device designates a shaft via which drive energy is introduced into the vibration excitation device.
  • the drive shaft may be the one unbalanced shaft itself.
  • the drive device is now arranged within the bandage interior, in which case a recourse can be made in particular to a hydraulic motor or electric motor connected directly to the drive shaft and in particular to the imbalance shaft. In this way, a very compact and in view of the small amount of space available preferred structure is obtained.
  • a drive gear may also be present, which is designed in such a way that it provides drive energy provided by the drive device into the drive shaft. le transfers.
  • a transmission is thus interposed between the drive device and the drive or imbalance shaft, so that the drive device and the drive shaft are indirectly in operative connection with each other.
  • the drive device is arranged at a distance from the drive shaft, for example outside the bandage interior or outside the portion of the bandage interior surrounded by the ring washers.
  • belt drives, chain transmissions or toothed gearing or comparable transmissions can be used here, for example, whereby in particular the use of transmissions arranged essentially in a horizontal plane is preferred.
  • the drive gear is formed as part of the soil compacting bandage for connection to a arranged outside the disc discs and / or outside of the soil compacting drum drive device.
  • This may be, for example, the drive motor of a superordinate construction machine, in particular a roller with such a soil compaction bandage.
  • This facilitates the change of soil compaction bandage, since in this way the drive gear does not necessarily have to be removed when replacing the soil compaction bandage from the respective soil compaction bandage. In this way a faster exchange is possible.
  • everything outside the disc discs is understood to mean anything that does not lie between the two disc discs of the soil compacting bandage. Outside of the plate discs is thus that portion of the bandage interior, which is located outside the axis of rotation of the soil compacting bandage or transversely to the working direction of the roller outside of the limited by the disc plates portion of the bandage interior.
  • this is preferably encapsulated and includes a capsule housing, in the interior of which at least the unbalance and imbalance wave is arranged.
  • the capsule housing thus encloses essential elements of the vibration excitation device.
  • areas to be lubricated during operation hereinafter also referred to as lubrication points, the vibration excitation means are arranged within the capsule housing.
  • a lubrication point refers to a point of the vibration excitation device in which a lubrication between two mutually movable parts is required, as is the case for example in bearings and / or with movable transmission elements. Typical lubrication points are therefore present in particular, for example, bearings, especially for rotating elements, such as the imbalance shaft.
  • a so-called oil circulation lubrication is preferably provided.
  • An oil circulation lubrication is present when a lubricating oil circuit can be maintained by circulating within the Schwingungserregungsein direction lubricating oil.
  • the oil circulation lubrication in particular a pump, especially centrifugal pump includes, which promotes in rotational operations of vibration excitation lubricant oil from an oil sump to lubrication points of the vibration excitation device, in particular to lubrication points of a Umwuchtwelle.
  • a centrifugal pump refers to a pump whose driving force is the centrifugal force.
  • the centrifugal pump is designed in particular in such a way that the centrifugal forces occurring in the rotational operation of the imbalance shaft drive the centrifugal pump or its conveying effect.
  • the oil sump refers to a type of reservoir in which lubricating oil draining from the lubrication points and the remaining region of the vibration excitation device is collected. It is ideal if the oil circulating lubrication comprises a supply line running at least partially within the one imbalance shaft of the vibration excitation device and conducting lubricating oil at least partially in the vertical direction.
  • the accommodation within the one unbalanced shaft, which is in particular at least partially a hollow shaft, is extremely space-saving and also allows in particular an implementation of the principle centrifugal pump.
  • the lubricating oil outlet of the supply line is designed to be directed outwards, in particular in the radial direction, and the riser part of the supply line is arranged more towards the axis of rotation.
  • the present soil compaction bandage makes it possible, by virtue of the inventive construction of the vibration excitation device, to act on the soil compaction bandage with vibrations acting in the horizontal plane.
  • the outer edges of the bandage casing are preferably rounded outwards in the direction of the axis of rotation of the soil compacting bandage.
  • the bandage coat on its front sides on a rounded, in section along the longitudinal axis convex, bandage profile and no sharp, right-angled outer edge.
  • the rounding extends in particular in a range related to the width of the soil compacting bandage of> 1%, in particular> 2%, and especially> 5% to the respective end face the soil compacting bandage.
  • the soil compaction bandage thus deviates from a course of the outer jacket surface with uniform and constant radial distance along the axis of rotation and rather has a decreasing in the direction of the end face outer circumference.
  • the rounding course does not necessarily have to run along a segment of a circular path, but can also be adapted, for example, to the course of an elliptical path or to a segmented path. It is essential that the rounding a kind of wedge to the ground surface is formed and the bandage does not end with a sharp edge to the ground.
  • the Bodenverdichtungsbandage invention may include a bandage coat, which is formed in one piece or two parts. The latter is particularly advantageous when cornering.
  • a two-part bandage jacket comprises two hollow cylindrical individual cylinders, which are arranged side by side in the direction of the cylinder axis.
  • a further vibration excitation device is arranged according to a preferred embodiment in the bandage interior, whose at least one imbalance shaft extends horizontally and in particular parallel to the axis of rotation of the compression bandage.
  • at least one further imbalance shaft is present, which, however, is arranged horizontally, so that vibration can be provided via this imbalance shaft, in particular in a plane transverse to the horizontal plane.
  • only a single vertical exciter is provided. In this way it is possible to achieve vibration excitations in all spatial directions with the aid of a single soil compacting bandage.
  • Another aspect of the invention is also in a, in particular self-propelled, roller for soil compaction with at least one soil compaction bandage, in particular a soil compaction bandage according to the preceding embodiments with a vertical exciter.
  • An essential feature of the roller according to the invention thus lies in the fact that it has a soil compacting bandage, in the bandage interior of which a vibration excitation device is arranged, in which exactly one imbalance shaft is arranged with its axis of rotation in the vertical direction.
  • the roller can exert horizontal vibrations on this soil compaction bandage and thereby exert a horizontal Verdichtungsrüttelung on the ground.
  • the roller according to the invention preferably comprises a machine frame, on which a drive device is arranged, wherein furthermore a drive gear is present, is transmitted via the drive energy from the drive means in the interior of the bandage casing for driving the vibration excitation device.
  • a drive gear is present, is transmitted via the drive energy from the drive means in the interior of the bandage casing for driving the vibration excitation device.
  • the roller preferably comprises a damping device, which is designed essentially for absorbing and damping horizontal forces between the soil compaction bandage and the machine frame.
  • the damping device is positioned on the roller so that it damps a vibration transmission from the soil compaction bandage to the machine frame.
  • the damping device may be arranged at at least one bearing point between the machine frame of the roller and the Bodenverdichtungsbandage, wherein the damping element is positioned in the vertical direction between the connection to the machine frame and the Bodenverdichtungsbandage.
  • the damping element in this embodiment is thus part of a sandwich-like overall structure, comprising the damping element, which is arranged upwardly and downwardly by a connection to the machine frame or a connection to the soil compacting bandage.
  • the damping element is in particular a rubber buffer. This arrangement requires that vibrations in the horizontal plane cause a shear stress of the damping element. In this way, the damping properties of the damping element can be optimally utilized.
  • the damping device is further preferably formed in such a way that in each case at least one damping element is present on both sides of the soil compacting bandage.
  • the damping device is further preferably formed in such a way that the bearing point of the machine frame are arranged on the top and the bearing point of the soil compacting bandage on the underside of the damping element.
  • form the machine frame thus loads on top of the damping element, so that the machine weight presses on the damping element.
  • This embodiment is also advantageous since the tensile load capacity of typical damping elements is significantly lower than the compressive load capacity.
  • the damping device is designed essentially for receiving and damping horizontal forces acting parallel to the axis of rotation of the soil compacting bandage.
  • the damping device is thus designed such that vibrations are damped particularly well transversely to the working direction of the roller. This can go so far that essentially only vibrations which are parallel to the axis of rotation of the compression bandage are damped by the damping device.
  • the damping elements designed to receive shear forces such that the direction in which damp the damping elements shear forces, is parallel to the axis of rotation of the compression bandage.
  • the damping device comprises a plurality of damping elements, wherein the damping elements are preferably arranged in a spoke shape or along a circle at equal angular intervals to each other about the axis of rotation of the soil compacting bandage.
  • Vibrations acting parallel to the axis of rotation are thus damped by the damping elements, while vibrations directed radially to the axis of rotation are barely damped or not damped.
  • a particularly good damping of the horizontal vibrations can be achieved parallel to the axis of rotation of the soil compacting bandage.
  • damping elements are mounted on bearings between the machine frame of the roller and the soil compactor. tungsbandage are arranged, and that the bearings are arranged so that they rotate with a rotation of the soil compacting bandage about the axis of rotation. In other words, the damping elements are not rotationally decoupled from the soil compaction bandage. As a result, they are more evenly stressed, resulting in increased service life.
  • damping device is formed like a sandwich according to the above embodiments and a damping device spoke-like according to the foregoing.
  • This system has proven to be particularly advantageous if the sandwiching damping device is located on that side of the soil compacting drum on which the drive motor of the vibration excitation device is located or via which the drive motor of the vibration excitation device is energized, and if the spoke-like damping device on that side of the Bodenverdichtungsbandage is located on the drive motor for the rotation of the soil compacting drum around the axis of rotation.
  • Bodenverdichtungsbandage invention is basically for types of rolls with one or more soil compaction drums into consideration, such as single drum compactors.
  • the roller comprises two soil compacting bandages, wherein at least one of the soil compacting bandages comprises a vibration excitation device whose at least one imbalance shaft extends horizontally and in particular parallel to the axis of rotation of the compaction bandage, so that one of the two compaction bandages forms a vibration excitation device essentially designed for horizontal vibration another of the two soil compacting bandages has a vibration-generating device designed substantially for vertical compression.
  • a conventional soil compaction bandage is combined with a vertical compaction soil compaction bandage according to the invention as described above.
  • a compaction system for a roller is provided in this way, which enables a soil compaction or the generation of corresponding vibrations in all spatial directions or three-dimensionally, based on the total roller.
  • a relevant point can thus first be subjected to horizontal vibrations and closing be subjected to vertical vibrations and vice versa, whereby particularly high soil compaction results can be obtained at the same time relatively gentle soil compaction.
  • the vibration excitation device in the other of the two soil compaction braces can be, for example, a circular exciter, a directional oscillator or an oscillation exciter with a horizontal axis of rotation. Such vibration excitation devices are known in the art.
  • one of the two soil compacting drums comprises a vibration generating device in which only one imbalance shaft is arranged vertically and at least one further imbalance shaft is arranged horizontally, in each case with respect to its axes of rotation.
  • This embodiment combines the advantages of soil compaction with horizontal vibration and vertical vibration in a single drum.
  • control the vibration excitation devices of the two soil compaction bandages individually and independently of one another, for example with a suitable control unit.
  • a control unit which controls the vibration excitation means of the two soil compaction bandages.
  • the control unit is thus designed in such a way that it controls the vibration excitation device of the two soil compaction bandages with respect to their operating state, for example the rotational frequency, the control position of the unbalanced parts of a multipart unbalance, the switching on and off, etc.
  • regulation of the two vibration excitation devices can also take place via the control unit, for example to achieve a defined soil density or the like.
  • the control unit can act on the respective drive means and / or transmission of the vibration excitation means and these taxes.
  • a hinged roller is characterized by an at least two-part machine frame, wherein the two frame parts of the machine frame are connected to each other via an articulated joint. To steer the roller, the relative position of the two machine frame parts is changed via the articulated joint.
  • a speed-steered tandem roller has a machine frame and above each a turntable on this arranged soil compacting bandages.
  • the vibration excitation device according to the invention comprises exactly one vertically arranged imbalance shaft when the vibration excitation device has assumed its intended position. Such vibration excitation devices are usually traded as structural units.
  • the vibration excitation device is preferably formed in such a way that the one imbalance shaft whose axis of rotation extends in the vertical direction, in a vertically upper region for the introduction of drive energy, in particular for connection to a drive device or a drive gear is formed.
  • Essential for this embodiment is that the connection of the imbalance shaft to the drive train in the vertical direction seen in the region of the upper end of the imbalance shaft or coming from above.
  • a preferred development of the vibration excitation devices further provides that it comprises a top and a bottom, and that a lubricating oil line is present, the lubricating oil coming from the bottom toward the top to at least one lubricating oil outlet directs.
  • the lubricating oil line is preferably at least partially in the interior of the imbalance shaft, which can be designed as a hollow shaft, arranged.
  • the invention also extends to a method for soil compaction with a two soil compaction drums having roller, in particular a roller according to the above.
  • the method for soil compaction is characterized by the excitation of horizontal vibrations, in particular exclusively horizontal vibrations, in one of the two soil compaction drums and the excitation of vertical vibrations, in particular exclusively vertical vibrations, in the other of the two soil compaction drums.
  • soil compaction braces are used for the inserts, which are subjected to vibrations or vibrations only in one direction, horizontally or vertically. To this Way must be present in the respective bandages only vibration exciters that can generate vibrations in the appropriate direction, whereby the system is simplified and cheaper overall.
  • Fig. 1 is a side view of a tandem roller
  • FIG. 2 shows a perspective oblique view of a bandage casing
  • 3a and 3b show a side view and a plan view of an imbalance shaft
  • FIG. 4 is a sectional view through a soil compaction bandage in the vertical direction and along its axis of rotation.
  • 5a to 5c are schematic side views of two soil compaction bandages one
  • Fig. 6 is a schematic plan view of a soil compaction bandage with an alternative vibration excitation device
  • FIG. 7 shows a schematic side view of the soil compacting drums of a tandem roller with control unit
  • Fig. 8 exploded view of a damping device
  • Fig. 9 is a side view of a sandwich-type damper
  • FIG. 10 is a sectional view of the sandwich type damper shown in FIG. 9; FIG.
  • Fig. 1 1 is a side view of a spoke-like damping device
  • FIG. 12 is a sectional view of the spoke-like damping device according to FIG.
  • FIG. 1 shows a roller 1, which is in concrete terms a tandem roller.
  • Essential elements of the roller 1 are a machine frame 2 with a front frame 3 and a rear frame 4, which are connected to each other via an articulated joint 5, a drive motor 6, a cab 7 and a front and rear soil compaction bandage 8.
  • the roller 1 moves in or contrary to the direction of work a over the ground subsurface U to be compacted and thereby rolls over the ground with the two soil compaction drums 8.
  • the Bodenverdichtungsbandagen 8 have a substantially hollow cylindrical bandage casing 9, as shown schematically in Figure 2.
  • the soil compaction bandage 8 rotates about its axis of rotation D, which extends horizontally and transversely to the working direction a.
  • the soil compaction bandage 8 and the bandage casing 9 have a width B along the axis D and a radius R.
  • the bandage casing 9 may be formed integrally or in two parts with two bandage segments, as indicated in Figure 2 by the dashed line 10.
  • the bandage casing 9 surrounds a bandage interior 11, which is bounded in the radial direction by the bandage casing 9. In the direction of the axis of rotation D of the bandage interior extends on both sides in each case to the end sides or in the radial direction to the outer edges 12 of the bandage casing.
  • the soil compacting bandage 8 has a vibration-generating device 12, the basic structure of which is roughly indicated in FIGS. 3 a and 3 b.
  • FIG. 3a is a side view
  • FIG. 3b is a plan view from above.
  • An essential element of the vibration excitation device 12 is an imbalance shaft 1 3, comprising an axle element 14 and an imbalance weight 1 5.
  • the imbalance shaft 13 rotates during operation of the roller 1 about a vertical axis of rotation R v , which is indicated by dashed lines in Figure 3a. In the state of the vibration excitation device 12 inserted in the bandage interior 1 1, this rotational axis Rv thus extends vertically. By rotating in working mode unbalanced shaft 13 vibrations are generated in the horizontal plane XZ.
  • the imbalance 15 is designed in several parts, as indicated in Figure 3b by the imbalance parts 15a and 15b, which together form the imbalance 15 indicates.
  • the imbalance part 15b is concretely a so-called envelope weight which, depending on the direction of rotation of the imbalance shaft 1 3 relative to the balancing part 1 5a, can assume two different positions.
  • vibration excitation devices which in the way are formed such that the relative position of the imbalance parts 15a and 15b, at least within a predetermined range, in particular angle range, is continuous to each other.
  • FIG. 4 illustrates further details of the construction of the vibration excitation device 12 and its arrangement within the bandage interior 1 1.
  • the Schwingungserregungsein device 12 is located along the axis of rotation D between the two panes 40.
  • the imbalance shaft 1 3 is arranged in the manner in the bandage interior 1 1, that their axis of rotation Rv is vertical or vertical and perpendicular to the ground.
  • the axis of rotation D of the soil compacting bandage 8 intersects the axis of rotation Rv in the bandage center of gravity 41.
  • a drive motor 16 adjoins above, which may be, for example, a hydraulic or electric motor.
  • the imbalance shaft 1 3 is thus at the same time the drive shaft in this case.
  • the imbalance shaft 13 is rotatably mounted in two storage facilities 1 7 above and below the area of the imbalance weight 1 5.
  • this total bearing device is led out on both sides of the front side of the bandage casing 9 from the bandage interior 1 1 and is there connected to the machine frame 2 below in more detail described manner.
  • the bandage casing 9 is rotatably supported via pivot bearings 20, so as to ensure that the vibration excitation means 12 maintains the orientation of the imbalance shaft 13 in the vertical direction even when the bandage casing 9 is rotating.
  • a drive gear 21, which is represented in dashed lines in FIG. 4, may also be introduced from an end face of the bandage casing 9 into the bandage interior 1 1.
  • Drive energy can be transmitted to the imbalance shaft 13 via the drive gear 21 by a drive device outside the drum interior 1 1 or outside the portion of the drum interior 1 1 limited by the sheaves 40, whereby this is preferably done in such a way that the transmission connection of the vibration generating device tion 12 via one end of the imbalance shaft 1 3, in particular the upper portion of the imbalance shaft 1 3, takes place.
  • FIG 4 also illustrates that the vibration excitation means 12 comprises a housing 22, via which a shielding of the vibration excitation means 12 takes place to the outside.
  • the elements imbalance shaft 13 and pivot bearing 23 (via which the imbalance shaft is rotatably mounted in the bearing device 1 7) are arranged in the interior of the housing 22.
  • a device for oil lubrication is present in the interior of the housing 22, comprising an oil sump 24, a delivery line 25 and a lubricating oil outlet opening 26. Via the delivery line 25, lubricating oil can be conveyed from the lubricating oil sump 24 in the vertical direction upwards to the lubricating oil outlet opening 26.
  • a corresponding pump 27 may be provided.
  • the elements conveying line 25, lubricating oil outlet opening 26 and pump 27 are arranged in one embodiment in the interior of the housing 22 but outside the imbalance shaft 1 3.
  • FIG. 5a is, for example, a soil compaction bandage with an internal circular exciter with a horizontal axis of rotation R H running transversely to the working direction a.
  • R H horizontal axis of rotation
  • a so-called directional oscillator comprising the two imbalance shafts 28a and 28b, so that two unbalance masses arranged in opposite directions are present for generating in particular vertically directed vibrations.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5c likewise comprises two imbalance shafts 28a and 28b with rotation axes R H extending horizontally and transversely to the working direction, wherein in this embodiment the imbalance masses of the imbalance shafts 28a and 28b are designed to rotate in the same direction. All three embodiments according to FIGS.
  • FIG. 5a to 5c have in common that they combine a vibration excitation device, via which vibrations are generated in the horizontal plane (right), with a vibration generating device in a further bandage, which is essentially used for generating vibrations, in particular in the Vertical plane are formed.
  • a vibration excitation device via which vibrations are generated in the horizontal plane (right)
  • a vibration generating device in a further bandage, which is essentially used for generating vibrations, in particular in the Vertical plane are formed.
  • Figure 6 relates to an alternative embodiment of the soil compacting bandage 8 and is a cross-sectional view through the soil compaction bandage 8 along its axis of rotation D and in the vertical direction.
  • the vibration excitation device 12 next to an imbalance shaft 1 3 with vertical axis of rotation Rv comprises two further unbalanced shafts 28a and 28b, which are aligned with their axes of rotation along the axis of rotation D, ie horizontally, so that the soil compaction bandage 8 according to the figure 6 in one and the same bandage comprises an overall system over which horizontal vibrations and at the same time vertical vibrations can be generated and used for soil compaction.
  • the bandage casing 9 is formed over the width range ⁇ of constant diameter. However, to its end faces across the width B2, it is rounded on both sides with the inner diameter of the bandage reducing to the outside, so that the bandage casing here has a convex cutting profile. In this way, a kind of wedge is formed between the bandage casing 9 and the ground surface U in this area, which is a gentle soil subsurface working in particular in the presence of horizontal and laterally parallel to the direction of the rotation axis D acting vibrations possible.
  • the rounding-off can also be substantially flatter, as indicated by way of example in FIG. 6 with the dotted line AB.
  • Bodenverdichtungsbandage 8 according to Figure 6 on one of its end faces a damping system or a damping device according to Figures 9 and 10 and on the other end a damping system or a damping device according to Figures 11 and 12. These will be described in more detail below.
  • the embodiment of Figure 7 takes up the basic idea of the embodiments of Figures 5a to 5c again.
  • a control device 29 is provided, via which a simultaneous control of the vibration excitation means 12 and 12 'in the two bandages, i. a control of the vibrations generating in the horizontal plane and the vibrations generating in a vertical plane is possible.
  • the operation of the vibration excitation means 12 and 12 ' for example, with respect to the rotational frequency, the angular position of any existing adjustment weights, etc., optimized to each other and adapted for example to the respective soil conditions.
  • FIG. 8 schematically illustrates the structure of a preferred damping system for combination with the bandage 8 according to the invention. It is essential that a damping element ment 30 is provided, which is arranged between a machine frame 2 connected to the bearing part 31 and connected to the soil compacting drum 8 bearing member 32 in the vertical direction. Overall, thus, a sandwich structure is obtained, wherein the elements 32, 30, 31 are arranged vertically stacked from bottom to top. In Fig. 8, these elements are shown spaced apart for further clarity in the vertical direction, wherein they are arranged one above the other in the installed state. The weight of the machine frame and the elements mounted thereon is thus introduced into the damping element 30 coming from above and discharged via the lower damping element via the soil compacting bandage 8 in the ground.
  • the machine frame 2 rests thus coming from above on the upper side 30a of the damping element 30 so that it is loaded by the weight of the machine frame to pressure. If vibrations in the horizontal plane are generated in the soil compacting drum 8, they can be damped by shearing movements of the damping element 30 in the horizontal plane XZ. As a result, the optimum damping potential of the damping element 30 can be utilized.
  • FIG. 9 shows the front side of a soil compacting bandage 8, on which the damping system is mounted via a plate 46, which may be connected, for example, with the disk disk 40 or which is the disk disk 40.
  • the damping system is arranged around an opening 44, through which, for example, the drive motor 16 of the vibration excitation device 12 or a drive train or a hydraulic line or a power cable for the drive motor 16 is guided.
  • the bearing part 32 connected to the soil compacting bandage 8 is mounted on the plate 46 via a swivel joint 45.
  • the swivel joint 45 is used for rotational decoupling of the soil compacting drum 8 relative to the damping system or the machine frame 2.
  • the bearing part 32 is connected to the bearing part 31 connected to the machine frame 2 via a damping element 30.
  • the weight of the roller 1 is thus transmitted via the machine frame 2 to the bearing part 31 and the damping element 30, and from there to the bearing part 32 and the soil compacting bandage 8.
  • the damping system shown in Figures 9 and 10 is thus a sandwich-like arrangement , which is rotationally decoupled from the soil compacting drum 8 and which does not rotate about the axis of rotation D when the soil compacting drum 8 is rotated.
  • the damping system thus comprises four damping elements 30. Vibrations in the XZ plane are reliably damped by this system.
  • Figures 1 1 and 12 An alternative embodiment of a damping system is shown in Figures 1 1 and 12, wherein Figure 12 is a sectional view taken along the line II-II of Figure 1 1 shows.
  • Figure 1 1 shows a plan view of the end face of the soil compacting bandage 8 and illustrates that the damping elements 30 are arranged like a spike or star around the axis of rotation D.
  • the individual damping elements 30 are also rotated according to their respective position about the axis of rotation D, wherein the direction in which they dampen shear forces, always parallel to the axis of rotation D.
  • eight damping elements 30 are arranged around the axis of rotation D.
  • the individual damping elements 30 are arranged symmetrically at regular intervals and about the axis of rotation D.
  • the bearing part 32 connected to the soil compacting bandage 8 is fastened to the soil compacting bandage 8 via a plate 46.
  • the plate 46 may for example be attached to a dish washer 40 or even form the dish washer 40.
  • About damping elements 30 of the bearing part 32 is connected to the bearing part 31, which in turn is connected via a rotary joint 43 and the traction motor 42 with the machine frame 2 in connection.
  • the traction motor 42 is a hydraulic motor that is used to rotate the soil compaction bandage 8 about the rotation axis D, and thus the roller 1 in motion.
  • the damping system including the bearing parts 31, 32 and the damping elements 30, thus rotates a rotation of the soil compaction bandage 8 about the axis of rotation D with.
  • the damping device according to Figures 1 1 and 12 dampens vibrations along the axis of rotation D, while vibrations in other directions are not damped, since the damping elements 30 are not elastic in the radial direction from the axis of rotation D. Overall, a particularly good damping of the vibrations along the axis of rotation D is achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsbandage (8), umfassen einen im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Bandagenmantel (9), eine zumindest teilweise vom Bandagenmantel umgebenden Bandageninnenraum (11), eine im Bandageninnenraum angeordnete Schwingungserregungseinrichtung (12) mit wenigstens einer um eine Rotationsachse umlaufend geführten Unwuchtwelle (13) mit einer Unwucht (15), wobei die Rotationsbewegung der Unwuchtwelle in der Rotationsachse von einer Antriebseinrichtung (16) antreibbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Walze (1) mit einer solchen Bodenverdichtungsbandage (8) sowie eine Schwingungserregungseinrichtung (12) für eine solche Bodenverdichtungsbandage. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt nun darin, dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) in der Weise im Bandageninnenraum (11) angeordnet ist, dass die Rotationsachse genau einer Unwuchtwelle (13) vertikal verläuft, dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) über eine Lageranordnung in der Weise im Bandageninnenraum angeordnet ist, dass der Bandagenmantel (9) gegenüber der Schwingungserregungseinrichtung (12) drehbar ist und die vertikal verlaufende Rotationsachse der einen Unwuchtwelle (13) bei sich um eine horizontale Drehachse drehendem Bandagenmantel ihre Ausrichtung beibehält, und dass die eine vertikal verlaufende Unwuchtwelle Teil eines Kreiserregers ist.

Description

BODENVERDICHTUNGSBANDAGE, WALZE MIT EINER SOLCHEN BODENVERDICHTUNGS- BANDAGE, SCHWINGUNGSERREGUNGSEINRICHTUNG FÜR EINE BODENVERDICHTUNGS- BANDAGE UND VERFAHREN ZUR BODENVERDICHTUNG
[0001 ] Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsbandage, eine Walze, insbesondere Tandemwalze, mit wenigstens einer solchen Bodenverdichtungsbandage sowie eine Schwingungser- regungseinrichtung für eine solche Bodenverdichtungsbandage. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bodenverdichtung mit einer zwei Bodenverdichtungsbandagen aufweisenden Walze.
[0002] Bei einer gattungsgemäßen Bodenverdichtungsbandage handelt es sich um einen im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Grundkörper, der nachstehend auch als Bandagenmantel bezeichnet wird. Der Bandagenmantel umgibt zumindest teilweise einen Bandageninnenraum, bei dem es sich somit um den Hohlzylinderinnenraum handelt, der in Radialrichtung zur Zylinderachse durch den Bandagen mantel begrenzt wird und sich in Richtung der Zylinderachse zu beiden Seiten jeweils bis zu einer Ebene erstreckt, die quer zur Zylinderachse verläuft und in der die Stirnseite des Bandagenmantels liegt. Ferner ist im Bandageninnenraum eine Schwingungser- regungseinrichtung angeordnet, mit deren Hilfe die Bodenverdichtungsbandage in Schwingungen versetzbar ist. Die Schwingungserregungseinrichtung umfasst wenigstens eine um eine Rotationsachse umlaufend geführte Unwuchtwelle mit einer Unwucht, wobei die Rotationsbewegung der Unwuchtwelle um ihre Rotationsachse von einer Antriebseinrichtung antreibbar ist. Die Rotationsachse bezeichnet somit die Drehachse der Unwuchtwelle mit ihrer Unwucht. Derjenige Anteil des Bandageninnenraumes, in dem die Schwingungserregungseinrichtung liegt, wird vom restlichen Bandageninnenraum durch zwei quer zur Zylinderachse des Bandagenmantels liegenden und entlang dieser Zylinderachse voneinander beabstandeten Tellerscheiben abgetrennt. Lagerelemente und Anteile des Antriebsstranges für die Bodenverdichtungsbandage und/oder die Schwingungserregungseinrichtung können durch Öffnungen der Tellerscheiben hindurch geführt werden. Die Tellerscheiben dienen üblicherweise als Befestigungsvorrichtung für den hydrostatischen Fahrantrieb und zur Aufnahme der Schwingungserregungseinrichtung sowie als Abschluss der Bodenverdichtungsbandage.
[0003] Im Stand der Technik werden solche Bodenverdichtungsbandagen beispielsweise bei Walzen zur Untergrundverdichtung, insbesondere von Asphalt und Erdreich, eingesetzt. Mit solchen Schwingungserregungseinrichtungen können Schwingungen, insbesondere in Vertikalrichtung, erzeugt werden, um somit einen aktiven Verdichtungsprozess zu ermöglichen. Bei solchen Schwingungserregungseinrichtungen liegen die Unwuchtwellen in der weit überwiegenden Anzahl bekannter Vorrichtungen horizontal, so dass Schwingungen zumindest anteilig in Vertikalrichtung über die Bandage in den Bodenuntergrund eingeleitet werden können. Aus der US 2012/01 14416 A1 ist ferner eine Bodenverdichtungsbandage bekannt, bei der die Schwin- gungserregungseinrichtung zwei nebeneinander angeordnete Unwuchtwellen umfasst, deren Rotationsachsen in Vertikalrichtung verlaufen. Bei einer solchen nachstehend auch als Vertikalerreger bezeichneten Einrichtung ist es möglich, die Bodenverdichtungsbandage mit in einer Horizontalebene liegenden Schwingungen zu beaufschlagen. Dies kann beispielsweise dann gewünscht werden, wenn eine schonende Bodenuntergrundverdichtung gefordert ist. Der Nachteil dieser konkreten Ausführungsform liegt allerdings darin, dass die Gesamtkonstruktion verhältnismäßig kompliziert und damit kostenintensiv ist. Weitere Ausführungsformen sind ferner aus der DE 34 1 3 091 A1 und der DE 697 31 267 T2 bekannt.
[0004] Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, eine Bodenverdichtungsbandage und ein Verfahren zur Bodenverdichtung anzugeben, die einen einfachen Aufbau und gleichzeitig eine schonende Bodenuntergrundverdichtung ermöglicht.
[0005] Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Bodenverdichtungsbandage, einer Walze, einer Schwingungserregungseinrichtung sowie einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0006] Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, eine Bodenverdichtungsbandage vorzusehen, deren Schwingungserregungseinrichtung in der Weise im Bandageninnenraum angeordnet ist, dass die Rotationsachse genau einer Unwuchtwelle vertikal verläuft. Erfindungsgemäß ist somit genau, insbesondere ausschließlich, ein Vertikalerreger in der Verdichtungsbandage vorgesehen. Durch die Ausrichtung genau einer Unwuchtwelle in Vertikalrichtung dreht die Unwucht somit in einer horizontalen Ebene, so dass die Schwingungserregungseinrichtung zur Erzeugung von in der Horizontalebene liegenden Schwingungen ausgebildet ist. Gleichzeitig ist der Aufbau dieser Grundanordnung vergleichsweise einfach und damit kostengünstig, da nur und ausschließlich eine und gerade nicht mehrere in Vertikalrichtung verlaufende Unwuchtwellen vorhanden sind. Erfindungsgemäß mit umfasst sind selbstverständlich auch Schwingungserregungseinrichtungen, die neben der genau einen in Vertikalrichtung verlaufenden Unwuchtwelle weitere in andere Raumrichtungen verlaufende Unwuchtwellen, insbesondere horizontal und weiter insbesondere quer zur Arbeitsrichtung der Bodenverdichtungsbandage, umfassen. Entscheidend ist, dass in Bezug auf den Vertikalerreger jeweils nur einer in der Bodenverdichtungsbandage vorgesehen ist. Es hat sich gezeigt, dass mit dieser Anordnung bereits ein Schwingungsspektrum der Bodenverdichtungsbandage realisierbar ist, über das hervorragende Bodenverdichtungsergebnisse, insbesondere im Hinblick auf eine schonende Bodenverdichtung und die zu erreichende Bodendichte, erreicht werden können. Gleichzeitig ist der konstruktive Aufwand zur Integration des nur einen Vertikalerregers in den Innenraum des Bandagenmantels vergleichsweise gering.
[0007] Zur konkreten Anordnung der Schwingungserregungseinrichtung im Bandageninnenraum kann auf eine Vielzahl verschiedener Ausführungsalternativen zurückgegriffen werden. Grundsätzlich ist hierzu idealerweise eine geeignete Lageranordnung vorgesehen, die eine zuverlässige Lagerung der Schwingungserregungseinrichtung im Bandageninnenraum mit in Vertikalrichtung ausgerichteter Rotationsachse des Vertikalerregers und gleichzeitig eine Drehbarkeit des Bandagenmantels gegenüber dem Vertikalerreger um eine horizontale Achse ermöglicht. Es ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schwingungserregungseinrichtung über die Lageranordnung in der Weise im Bandageninnenraum angeordnet ist, dass der Bandagenmantel gegenüber der Schwingungserregungseinrichtung drehbar ist und die vertikal verlaufende Rotationsachse der einen Unwuchtwelle bei sich um eine horizontale Drehachse drehenden Bandagenmantel ihre Ausrichtung beibehält. Die Lageranordnung ist somit einerseits in der Weise ausgebildet, dass der Bandagenmantel relativ beweglich gegenüber der Schwingungserregungseinrichtung ist. Gleichzeitig ist die Lageranordnung vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine kontinuierliche Aufrechterhaltung der Vertikalausrichtung der Rotationsachse der einen Unwuchtwelle ermöglicht. So ist die Lageranordnung beispielsweise insbesondere auch in der Weise ausgebildet, dass abweichende Ausrichtungen der Schwingungserregungseinrichtung von der Ausrichtung der vertikal verlaufenden Rotationsachse der einen Unwuchtwelle, insbesondere im montierten Zustand der Boden- verdichtungsbandage, nicht möglich sind, wodurch die Gesamtkonstruktion abermals vereinfacht werden kann.
[0008] Erfindungsgemäß ist die eine vertikal verlaufende Unwuchtwelle der Schwingungserre- gungseinrichtung Teil eines Kreiserregers. Unter einem Kreiserreger wird vorliegend ein Schwingungserreger verstanden, der eine um die Rotationsachse kreisende Schwingungsamplitude auslöst. Wesentliche Elemente eines solchen Kreiserregers sind eine Erreger- bzw. Unwuchtwelle mit einer Unwucht und eine Antriebseinrichtung bzw. eine Anschlussmöglichkeit an eine Antriebseinrichtung. Da die Rotationsachse der einen Unwuchtwelle vertikal verläuft, entwickelt der Kreiserreger im Betrieb somit Schwingungen in der Horizontalebene. Kreiserreger, insbesondere einfacher Bauart, können vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden und zeichnen sich durch eine hohe Betriebszuverlässigkeit aus.
[0009] Wesentliche Parameter, die die Schwingungsamplitude der Schwingungserregungseinrich- tung beeinflussen, sind insbesondere die Umdrehungsfrequenz und die Masse der Unwucht. Je nach Anwendungsfall können unterschiedliche Drehzahlen gewünscht sein und/oder unterschiedliche Unwuchtmassen bzw. Masseverteilungen. Insofern ist es bevorzugt, wenn die Unwucht der einen Unwuchtwelle zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Relativposition der beiden Unwuchtteile um die Rotationsachse der Unwuchtwelle relativ zueinander, insbesondere zweistufig oder stufenlos, verstellbar ist. Die Unwucht weist somit einen ersten Unwuchtteil und einen zweiten Unwuchtteil auf, wobei insbesondere der erste Unwuchtteil ortsfest mit der Unwuchtwelle verbunden ist und der zweite Unwuchtteil dazu relativ beweglich. Auf diese Weise kann die Unwuchtverteilung an der Unwuchtwelle, insbesondere in der Ebene quer zur Rotationsachse, variiert werden, wodurch eine Amplitudenvariabilität erreicht wird. Zweistufige Verstellmöglichkeiten, d.h. solche Verstellmöglichkeiten, bei denen die beiden Unwuchtteile zwei Endpositionen zueinander einnehmen können, werden insbesondere durch sogenannte Umschlaggewichte erhalten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Eine stufenlose Verstellung bedeutet dagegen, dass die Winkelstellung der beiden Unwuchtteile in der Ebene quer zur Rotationsachse in einem bestimmten Winkelbereich stufenlos variierbar ist, beispielsweise über ein geeignetes Verstellgetriebe.
[0010] Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Schwingungserregungseinrich- tung im Bandageninnenraum angeordnet ist. Hier kann grundsätzlich auf den gesamten Umfang des Bandageninnenraums zurückgegriffen werden. Als ideal hat es sich nun erwiesen, die Schwin- gungserregungseinrichtung im Bandageninnenraum in der Weise anzuordnen, dass die Rotationsachse der einen Unwuchtwelle die Drehachse der Bodenverdichtungsbandage senkrecht schnei- det. Die Drehachse der Bodenverdichtungsbandage ist dabei diejenige Achse, um die sich die Bodenverdichtungsbandage im Bewegungsbetrieb dreht. Die Drehachse ist mit anderen Worten die Zylinderachse des Bandagenmantels.
[001 1 ] Um eine möglichst gleichmäßige Schwingungsübertragung auf den Bodenuntergrund zu erreichen, ist es weiter bevorzugt, wenn die Schwingungseinrichtung in der Weise angeordnet ist, dass die Rotationsachse der einen Unwuchtwelle zu beiden Stirnseiten des Bandagenmantels in Axialrichtung der Drehachse gleichmäßig beabstandet ist. Die Axialrichtung bezeichnet eine Richtung, die entlang der Drehachse des Bandagenmantels bzw. der Bodenverdichtungsbandage verläuft. In Bezug auf die Erstreckung der Bodenverdichtungsbandage in Axialrichtung ist die Unwuchtwelle des Vertikalerregers somit in der Mitte angeordnet. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Schwingungserregungseinrichtung in der Weise angeordnet ist, dass die Rotationsachse der einen Unwuchtwelle durch den Bandagenschwerpunkt verläuft. Der Bandagenschwerpunkt bezeichnet dabei den Massenmittelpunkt der Bodenverdichtungsbandage. Es ist weiterhin besonders bevorzugt, wenn der Bandagenschwerpunkt auf der Drehachse der Bodenverdichtungsbandage liegt. In diesem Fall liegt der Bandagenschwerpunkt also insbesondere auf dem Schnittpunkt der Drehachse der Bodenverdichtungsbandage und der Rotationsachse der einen Unwuchtwelle. In dieser Ausführungsform ist eine besonders gleichmäßige und damit schonende Schwingungsübertragung auf den Bodenuntergrund realisiert.
[0012] Zum Antrieb der Schwingungserregungseinrichtung kann grundsätzlich auf ein breites Spektrum alternativer Möglichkeiten zurückgegriffen werden. Im praktischen Einsatz hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schwingungserregungseinrichtung eine Antriebswelle umfasst, die vertikal angeordnet ist und an einem Ende, insbesondere an ihrem oberen Ende, mit der Antriebseinrichtung verbunden ist. Die Antriebswelle der Schwingungserregungseinrichtung bezeichnet dabei eine Welle, über die Antriebsenergie in die Schwingungserregungseinrichtung eingebracht wird. Im einfachsten Fall kann die Antriebswelle die eine Unwuchtwelle selbst sein. Idealerweise ist die Antriebseinrichtung nun innerhalb des Bandageninnenraums angeordnet, wobei hier insbesondere auf einen direkt mit der Antriebswelle und im Speziellen mit der Unwuchtwelle verbundenen Hydraulikmotor oder Elektromotor zurückgegriffen werden kann. Auf diese Weise wird ein äußerst kompakter und in Anbetracht des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums bevorzugter Aufbau erhalten.
[001 3] Alternativ kann auch ein Antriebsgetriebe vorhanden sein, das in der Weise ausgebildet ist, dass es von der Antriebseinrichtung zur Verfügung gestellte Antriebsenergie in die Antriebswel- le überträgt. In diesem Fall ist zwischen der Antriebseinrichtung und der Antriebs- bzw. Unwuchtwelle somit ein Getriebe zwischengeschaltet, so dass die Antriebseinrichtung und die Antriebswelle mittelbar miteinander in Wirkverbindung stehen. Dies kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Antriebseinrichtung örtlich beabstandet zur Antriebswelle, beispielsweise außerhalb des Bandageninnenraums beziehungsweise außerhalb des von den Tellerscheiben umgebenen Anteils des Bandageninnenraums, angeordnet ist. Konkret kann hier beispielsweise auf Riemengetriebe, Kettengetriebe oder Zahnradgetriebe oder vergleichbare Getriebe zurückgegriffen werden, wobei hier insbesondere der Einsatz im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordneter Getriebe bevorzugt ist.
[0014] Ideal ist es dabei, wenn das Antriebsgetriebe als Teil der Bodenverdichtungsbandage zum Anschluss an eine außerhalb der Tellerscheiben und/oder außerhalb der Bodenverdichtungsbandage angeordnete Antriebseinrichtung ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise der Antriebsmotor einer übergeordneten Baumaschine, insbesondere einer Walze mit einer solchen Bodenverdichtungsbandage, sein. Dies erleichtert den Wechsel der Bodenverdichtungsbandage, da auf diese Weise das Antriebsgetriebe nicht zwangsläufig beim Austausch der Bodenverdichtungsbandage aus der jeweiligen Bodenverdichtungsbandage ausgebaut werden muss. Auf diese Weise ist ein schnellerer Austausch möglich. Als außerhalb der Tellerscheiben wird vorliegend alles verstanden, was nicht zwischen den beiden Tellerscheiben der Bodenverdichtungsbandage liegt. Außerhalb der Tellerscheiben liegt also auch derjenigen Anteil des Bandageninnenraumes, der entlang der Drehachse der Bodenverdichtungsbandage beziehungsweise quer zur Arbeitsrichtung der Walze äußerhalb des von den Tellerscheiben begrenzten Anteils des Bandageninnenraumes liegt.
[0015] Um die Schwingungserregungseinrichtung möglichst vor äußeren Einflüssen zu schützen, ist diese bevorzugt gekapselt ausgebildet und umfasst dazu ein Kapselgehäuse, in dessen Innenraum wenigstens die Unwucht und die Unwuchtwelle angeordnet ist. Das Kapselgehäuse umschließt somit wesentliche Elemente der Schwingungserregungseinrichtung. Insbesondere sind im Betrieb zu schmierende Bereiche, nachfolgend auch als Schmierstellen bezeichnet, der Schwin- gungserregungseinrichtung innerhalb des Kapselgehäuses angeordnet. Eine Schmierstelle bezeichnet dabei eine Stelle der Schwingungserregungseinrichtung, in der eine Schmierung zwischen zwei zueinander beweglichen Teilen erforderlich ist, wie es beispielsweise in Lagern und/oder bei aneinander bewegbaren Getriebeelementen der Fall ist. Typische Schmierstellen sind daher vorliegend insbesondere beispielsweise Lager, speziell für rotierende Elemente, wie beispielsweise die Unwuchtwelle. [001 6] Um einen zuverlässigen und effizienten Betrieb der Schwingungserregungseinrichtung vorzusehen, ist vorzugsweise eine sogenannte Ölumlaufschmierung vorgesehen. Eine Ölumlauf- schmierung liegt dann vor, wenn ein Schmierölkreislauf durch innerhalb der Schwingungserregungsein richtung zirkulierendes Schmieröl aufrechterhalten werden kann. Auch hier kann auf eine Vielzahl verschiedener Ausführungsformen zurückgegriffen werden, wobei die Ölumlaufschmierung insbesondere eine Pumpe, speziell Fliehkraftpumpe, umfasst, die im Rotationsbetriebe der Schwingungserregungseinrichtung Schmieröl aus einem Ölsumpf zu Schmierstellen der Schwingungserregungseinrichtung, insbesondere zu Schmierstellen der einen Umwuchtwelle, fördert. Eine Fliehkraftpumpe bezeichnet vorliegend eine Pumpe, deren treibende Kraft die Fliehkraft ist. Die Fliehkraftpumpe ist dabei insbesondere in der Weise ausgebildet, dass die im Rotationsbetrieb der Unwuchtwelle auftretenden Fliehkräfte die Fliehkraftpumpe bzw. deren Förderwirkung antreiben. Der Ölsumpf bezeichnet eine Art Sammelbecken, in dem aus den Schmierstellen und dem übrigen Bereich der Schwingungserregungseinrichtung abfließendes Schmieröl gesammelt wird. Ideal ist es, wenn die Ölumlaufschmierung eine zumindest teilweise innerhalb der einen Unwuchtwelle der Schwingungserregungseinrichtung verlaufende und Schmieröl zumindest teilweise in Vertikalrichtung leitende Versorgungsleitung umfasst. Die Unterbringung innerhalb der einen Unwuchtwelle, bei der es sich insbesondere um wenigstens teilweise eine Hohlwelle handelt, ist äußerst platzsparend und ermöglicht zudem insbesondere eine Umsetzung des Prinzips Fliehkraftpumpe. Dazu ist der Schmierölauslass der Versorgungsleitung insbesondere in Radialrichtung nach außen gerichtet ausgebildet und der Steigteil der Versorgungsleitung eher zur Rotationsachse hin angeordnet.
[001 7] Die vorliegende Bodenverdichtungsbandage ermöglicht durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schwingungserregungseinrichtung die Beaufschlagung der Bodenverdichtungsbandage mit in der Horizontalebene wirkenden Schwingungen. Um im praktischen Arbeitseinsatz insbesondere das Auftreten von Bearbeitungskanten zu verhindern, sind die Außenkanten des Bandagenmantels vorzugsweise nach außen in Richtung zur Drehachse der Bodenverdichtungsbandage abgerundet ausgebildet. Damit weist der Bandagenmantel zu seinen Stirnseiten hin ein abgerundetes, im Schnitt entlang der Längsachse konvexes, Bandagenprofil auf und keine scharfe, rechtwinklige Außenkante. Damit der durch die Abrundung erreichte Schutzeffekt des Untergrundbelages auch bei wirkenden Horizontalschwingungen zuverlässig erreicht wird, erstreckt sich die Abrundung insbesondere in einem Bereich bezogen auf die Breite der Bodenverdichtungsbandage von > 1 %, insbesondere > 2 %, und ganz besonders > 5 % zur jeweiligen Stirnseite der Bodenverdichtungsbandage. In diesem Bereich weicht die Bodenverdichtungsbandage somit von einem Verlauf der Außenmanteloberfläche mit gleichmäßigen und konstanten Radialabstand entlang der Drehachse ab und weist vielmehr einen sich in Richtung zur Stirnseite hin verkleinernden Außenumfang auf. Der Rundungsverlauf muss ferner nicht unbedingt entlang eines Segments einer Kreisbahn verlaufen, sondern kann beispielsweise auch an den Verlauf einer ellipsenförmigen Bahn oder an eine segmentiert ausgebildete Bahn angepasst ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass durch die Abrundung eine Art Keil zum Bodenuntergrund gebildet wird und die Bandage nicht mit einer scharfen Kante zum Bodenuntergrund endet.
[0018] Die erfindungsgemäße Bodenverdichtungsbandage kann einen Bandagenmantel umfassen, der einstückig oder zweigeteilt ausgebildet ist. Letzteres ist insbesondere bei Kurvenfahrten von Vorteil. Ein zweiteiliger Bandagemantel umfasst zwei hohlzylinderförmige Einzelzylinder, die in Richtung der Zylinderachse nebeneinander angeordnet sind.
[0019] Um die Einsatzvariabilität der erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsbandage weiter zu erhöhen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im Bandageninnenraum eine weitere Schwingungserregungseinrichtung angeordnet, deren wenigstens eine Unwuchtwelle horizontal und insbesondere parallel zur Drehachse der Verdichtungsbandage verläuft. Bei dieser Ausführungsform ist somit neben der einen vertikalen Unwuchtwelle wenigstens eine weitere Unwuchtwelle vorhanden, die jedoch horizontal angeordnet ist, so dass über diese Unwuchtwelle insbesondere in einer Ebene quer zur Horizontalebene verlaufende Schwingungen bereitgestellt werden können. Nach wie vor ist nur ein einziger Vertikalerreger vorgesehen. Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe einer einzelnen Bodenverdichtungsbandage Schwingungserregungen in sämtliche Raumrichtungen zu erreichen.
[0020] Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt auch in einer, insbesondere selbstfahrenden, Walze zur Bodenverdichtung mit wenigstens einer Bodenverdichtungsbandage, insbesondere einer Bodenverdichtungsbandage gemäß den vorhergehenden Ausführungen mit einem Vertikalerreger. Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Walze liegt somit darin, dass sie einen Bodenverdichtungsbandage aufweist, in deren Bandageninnenraum eine Schwingungserregungseinrich- tung angeordnet ist, bei der genau eine Unwuchtwelle mit ihrer Rotationsachse in Vertikalrichtung angeordnet ist. Damit kann die Walze über diese Bodenverdichtungsbandage Horizontalschwingungen ausüben und dabei eine horizontale Verdichtungsrüttelung auf den Bodenuntergrund ausüben. [0021 ] Die erfindungsgemäße Walze umfasst vorzugsweise einen Maschinenrahmen, an dem eine Antriebseinrichtung angeordnet ist, wobei ferner ein Antriebsgetriebe vorhanden ist, über das Antriebsenergie von der Antriebseinrichtung in den Innenraum des Bandagenmantels zum Antrieb der Schwingungserregungseinrichtung übertragen wird. Wesentliches Merkmal dieser Ausführungsform ist somit, dass die Schwingungserregungseinrichtung und die Antriebseinrichtung örtlich getrennt sind, konkret in der Weise, dass die Antriebseinrichtung am Maschinenrahmen und die Schwingungserregungseinrichtung im Bandageninnenraum angeordnet ist. Das Antriebsgetriebe ist derart ausgebildet, dass es die Antriebsenergie zwischen diesen beiden Komponenten, dass heißt von der Antriebseinrichtung zur Schwingungserregungseinrichtung überträgt. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Antriebsgetriebe über ausschließlich eine Stirnseite der beiden Stirnseiten der Bodenverdichtungsbandage in den Innenraum der Bodenverdichtungsbandage geführt ist bzw. verläuft. Auf diese Weise wird ein vereinfachter Aufbau des Antriebsstrangs erhalten.
[0022] Um eine Schwingungsübertragung von der Bodenverdichtungsbandage zum Maschinenrahmen der Walze hin zu verhindern bzw. zumindest zu vermindern, umfasst die Walze vorzugsweise eine Dämpfungseinrichtung, die im Wesentlichen zur Aufnahme und Dämpfung von Horizontalkräften zwischen der Bodenverdichtungsbandage und dem Maschinenrahmen ausgebildet ist. Konkret ist die Dämpfungseinrichtung dabei so an der Walze positioniert, dass sie eine Schwingungsübertragung von der Bodenverdichtungsbandage zum Maschinenrahmen hin dämpft. Vorzugsweise kann die Dämpfungseinrichtung dazu an wenigstens einer Lagerstelle zwischen dem Maschinenrahmen der Walze und der Bodenverdichtungsbandage angeordnet sein, wobei das Dämpfungselement in Vertikalrichtung zwischen der Anbindung zum Maschinenrahmen und der Bodenverdichtungsbandage positioniert ist. Das Dämpfungselement ist bei dieser Ausführungsform somit Teil einer sandwichartigen Gesamtstruktur, umfassend das Dämpfungselement, das nach oben und nach unten durch eine Anbindung zum Maschinenrahmen bzw. eine Anbindung zur Bodenverdichtungsbandage angeordnet ist. Bei dem Dämpfungselement handelt es sich insbesondere um einen Gummipuffer. Diese Anordnung bedingt, dass Schwingungen in der Horizontalebene eine Scherbeanspruchung des Dämpfungselementes hervorrufen. Auf diese Weise können die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungselementes optimal ausgenutzt werden. Die Dämpfungseinrichtung ist ferner vorzugsweise in der Weise ausgebildet, dass auf beiden Seiten der Bodenverdichtungsbandage jeweils wenigstens ein Dämpfungselement vorhanden ist.
[0023] Die Dämpfungseinrichtung ist ferner vorzugsweise in der Weise ausgebildet, dass die Lagerstelle des Maschinenrahmens auf der Oberseite und die Lagerstelle der Bodenverdichtungsbandage auf der Unterseite des Dämpfungselementes angeordnet sind. Bei dieser Ausführungs- form lastet der Maschinenrahmen somit auf der Oberseite des Dämpfungselementes, so dass das Maschinengewicht auf das Dämpfungselement drückt. Auch diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die Zugbelastungsfähigkeit typischer Dämpfungselemente gegenüber der Druckbelastungsfähigkeit erheblich zurücksteht.
[0024] Um die Belastungsfähigkeit der Dämpfungseinrichtung weiter zu erhöhen, ist es möglich, vorzusehen, dass Schwingungen in einer bestimmten Richtung besonders gut gedämpft werden. Es ist daher bevorzugt, dass die Dämpfungseinrichtung im Wesentlichen zur Aufnahme und Dämpfung von Horizontalkräften ausgebildet ist, die parallel zur Drehachse der Bodenverdichtungsbandage wirken. Die Dämpfungseinrichtung ist also derart ausgebildet, dass Schwingungen quer zur Arbeitsrichtung der Walze besonders gut gedämpft werden. Dies kann so weit gehen, dass im Wesentlichen nur Schwingungen, die parallel zur Drehachse der Verdichtungsbandage verlaufen, von der Dämpfungseinrichtung gedämpft werden.
[0025] Dazu ist es beispielsweise möglich, die zur Aufnahme von Scherkräften ausgebildeten Dämpfungselemente derart anzuordnen, dass die Richtung, in denen die Dämpfungselemente Scherkräfte dämpfen, parallel zur Drehachse der Verdichtungsbandage liegt. Durch die Anordnung mehrerer solcher Dämpfungselemente, wobei die Dämpfungselemente jeweils in einem anderen Winkel um die Drehachse rotiert sind, wird erreicht, dass zwar alle Dämpfungselemente Scherkräfte parallel zur Drehachse dämpfen, aber keine Dämpfung von Kräften in anderen Richtungen stattfindet, beispielsweise radial zur Rotationsachse der Bandage. Konkret bedeutet dies, dass die Dämpfungseinrichtung mehrere Dämpfungselemente umfasst, wobei die Dämpfungselemente vorzugsweise speichenförmig bzw. entlang eines Kreises mit gleichen Winkelabständen zueinander um die Drehachse der Bodenverdichtungsbandage angeordnet sind. Parallel zur Drehachse wirkende Schwingungen werden so von den Dämpfungselementen gedämpft, während radial zur Drehachse gerichtete Schwingungen kaum bis nicht gedämpft werden. Durch diese Anordnung der Dämpfungselemente lässt sich eine besonders gute Dämpfung der horizontalen Schwingungen parallel zur Drehachse der Bodenverdichtungsbandage erreichen.
[0026] Derartige, um die Drehachse angeordnete Dämpfungselemente verhindern die Dämpfung von Kräften in Radialrichtung von der Drehachse aus. Da bei der Anordnung von mehreren Dämpfungselementen diese an unterschiedlichen Positionen um die Drehachse angeordnet sind, kommt es bei einer relativ zum Maschinenrahmen statischen Anordnung der Dämpfungselemente zu einem ungleichen Verschleiß. Um dies zu verhindern, ist es bevorzugt, dass die Dämpfungselemente auf Lagerstellen zwischen dem Maschinenrahmen der Walze und der Bodenverdich- tungsbandage angeordnet sind, und dass die Lagerstellen derart angeordnet sind, dass sie sich bei einer Drehung der Bodenverdichtungsbandage um die Drehachse mitdrehen. Die Dämpfungselemente sind mit anderen Worten also gegenüber der Bodenverdichtungsbandage nicht rotati- onsentkoppelt. Dadurch werden sie gleichmäßiger beansprucht, was zu erhöhten Standzeiten führt.
[0027] Um nach Möglichkeit verschiedene Schwingungen zu dämpfen, ist es besonders bevorzugt, wenn gleichzeitig zweiverschiedenartige Dämpfungseinrichtungen vorhanden sind, insbesondere an einer Bodenverdichtungsbandage, wobei eine Dämpfungseinrichtung sandwichartig gemäß den vorstehenden Ausführungen und eine Dämpfungseinrichtung speichenartig gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft hat sich dieses System dann erwiesen, wenn die sandwichartig ausgebildete Dämpfungseinrichtung auf derjenigen Seite der Bodenverdichtungsbandage liegt, auf der der Antriebsmotor der Schwingungserregungseinrichtung liegt oder über die der Antriebsmotor der Schwingungserregungseinrichtung mit Energie versorgt wird, und wenn die speichenartig ausgebildete Dämpfungseinrichtung auf derjenigen Seite der Bodenverdichtungsbandage liegt, auf der der Fahrmotor für die Drehung der Bodenverdichtungsbandage um die Drehachse liegt. Durch die Kombination der beiden Dämpfungseinrichtungen wird eine besonders gute Dämpfung erreicht.
[0028] Die Integration der erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsbandage kommt grundsätzlich für Walzentypen mit einer oder mehrerer Bodenverdichtungsbandagen in Betracht, wie beispielsweise auch Walzenzüge. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Walze allerdings zwei Bodenverdichtungsbandagen, wobei wenigstens eine der Bodenverdichtungsbandagen eine Schwingungserregungseinrichtung aufweist, deren wenigstens eine Unwuchtwelle horizontal und insbesondere parallel zur Drehachse der Verdichtungsbandage verläuft, so dass eine der beiden Verdichtungsbandagen eine im Wesentlichen zur Horizontalschwingung ausgebildete Schwingungserregungseinrichtung und die andere der beiden Bodenverdichtungsbandagen eine im Wesentlichen zur Vertikalverdichtung ausgebildete Schwingungserre- gungseinrichtung aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird somit mit anderen Worten eine herkömmliche Bodenverdichtungsbandage mit einer erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsbandage mit Vertikalerreger, wie sie vorstehend beschrieben wurde, kombiniert. Im Gesamtergebnis wird auf diese Weise ein Verdichtungssystem für eine Walze zur Verfügung gestellt, das eine Bodenverdichtung bzw. die Erzeugung von entsprechenden Schwingungen in sämtliche Raumrichtungen bzw. dreidimensional ermöglicht, bezogen auf die Gesamtwalze. Bei einer Verdichtungsüberfahrt der Walze kann somit eine betreffende Stelle zunächst mit Horizontalschwingungen und an- schließend mit Vertikalschwingungen und umgekehrt beaufschlagt werden, wodurch besonders hohe Bodenverdichtungsergebnisse bei gleichzeitig verhältnismäßig schonender Bodenverdichtung erhalten werden können.
[0029] Bei der Schwingungserregungseinrichtung in der anderen der beiden Bodenverdichtungsbandagen kann es sich beispielsweise um einen Kreiserreger, einen Richtschwinger oder einen Oszillationserreger mit horizontaler Rotationsachse handeln. Derartige Schwingungserregungsein- richtungen sind im Stand der Technik bekannt.
[0030] Ideal ist es, wenn eine der beiden Bodenverdichtungsbandagen eine Schwingungserre- gungseinrichtung umfasst, bei der nur eine Unwuchtwelle vertikal und zumindest eine weitere Unwuchtwelle horizontal angeordnet ist, jeweils bezogen auf ihre Rotationsachsen. Diese Ausführungsform vereint die Vorteile zur Bodenverdichtung mit horizontalen Schwingungen und vertikalen Schwingungen in einer einzelnen Bandage.
[0031 ] Grundsätzlich ist es möglich, die Schwingungserregungseinrichtungen der beiden Bodenverdichtungsbandagen einzeln und unabhängig voneinander, beispielsweise mit einer geeigneten Steuereinheit, zu steuern. Bevorzugt ist es jedoch, wenn eine Steuereinheit vorhanden ist, die die Schwingungserregungseinrichtungen der beiden Bodenverdichtungsbandagen steuert. Die Steuereinheit ist somit in der Weise ausgebildet, dass sie die Schwingungserregungseinrichtung der beiden Bodenverdichtungsbandagen bezüglich ihres Betriebszustandes, beispielsweise der Umdrehungsfrequenz, der Stellposition der Unwuchtteile einer mehrteiligen Unwucht, dem An- und Abschalten etc., steuert. Über die Steuereinheit kann insbesondere auch eine Regelung der beiden Schwingungserregungseinrichtungen erfolgen, beispielsweise zur Erreichung einer festgelegten Bodendichte oder ähnlichem. Die Steuereinheit kann dazu auf die jeweiligen Antriebseinrichtungen und/oder Getriebe der Schwingungserregungseinrichtungen einwirken und diese Steuern.
[0032] Von der Vielzahl bekannter Walzen hat sich insbesondere die Ausbildung der Walze in Form eine knickgelenkten oder drehschemelgelenkte Tandemwalze, insbesondere zur Erd- oder Asphaltverdichtung, als bevorzugt erwiesen. Eine knickgelenkte Walze zeichnet sich durch einen wenigstens zweiteiligen Maschinenrahmen aus, wobei die beiden Rahmenteilen des Maschinenrahmens über ein Knickgelenk miteinander verbunden sind. Zur Lenkung der Walze wird die Relativposition der beiden Maschinenrahmenteile über das Knickgelenk geändert. Eine drehschemelgelenkte Tandemwalze weist einen Maschinenrahmen und über jeweils einen Drehschemel an diesem angeordnete Bodenverdichtungsbandagen auf. [0033] Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt schließlich auch in einer Schwingungserregungsein- richtung für eine Bodenverdichtungsbandage gemäß den vorstehenden Ausführungen, insbesondere in Verbindung mit einer Walze, wie sie vorstehend offenbart worden ist.
[0034] Die Schwingungserregungseinrichtung umfasst erfindungsgemäß genau eine vertikal angeordnete Unwuchtwelle, wenn die Schwingungserregungseinrichtung ihre bestimmungsgemäße Lage eingenommen hat. Solche Schwingungserregungseinrichtungen werden üblicherweise als Baueinheiten gehandelt.
[0035] Die Schwingungserregungseinrichtung ist vorzugsweise in der Weise ausgebildet, dass die eine Unwuchtwelle, deren Rotationsachse in Vertikalrichtung verläuft, in einem in Vertikalrichtung oberen Bereich zur Einleitung von Antriebsenergie, insbesondere zur Anbindung an eine Antriebseinrichtung oder ein Antriebsgetriebe, ausgebildet ist. Wesentlich für diese Ausführungsform ist, dass die Anbindung der Unwuchtwelle an den Antriebsstrang in Vertikalrichtung gesehen im Bereich des oberen Endes der Unwuchtwelle oder von oben kommend erfolgt. Diese aus platztechnischer Sicht zunächst nachteilige Lösung hat sich für den konkreten Arbeitsbetrieb der Schwingungserregungseinrichtung als vorteilhaft erwiesen, da beispielsweise eine verhältnismäßig einfache und insbesondere auch unmittelbare Antriebsenergieübertragung zwischen der Antriebseinrichtung und der einen vertikalen Unwuchtwelle möglich ist.
[0036] Eine bevorzugte Weiterbildung der Schwingungserregungseinrichtungen sieht ferner vor, dass sie eine Oberseite und eine Unterseite umfasst, und dass eine Schmierölleitung vorhanden ist, die Schmieröl von der Unterseite kommend in Richtung zur Oberseite zu wenigstens einem Schmierölauslass leitet. Die Schmierölleitung ist dabei vorzugsweise zumindest teilweise im Inneren der Unwuchtwelle, die dazu als Hohlwelle ausgebildet sein kann, angeordnet.
[0037] Die Erfindung erstreckt sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Bodenverdichtung mit einer zwei Bodenverdichtungsbandagen aufweisenden Walze, insbesondere einer Walze gemäß den vorstehenden Ausführungen. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren zur Bodenverdichtung durch das Erregen von horizontalen Schwingungen, insbesondere ausschließlich horizontalen Schwingungen, in einer der beiden Bodenverdichtungsbandagen und das Erregen von vertikalen Schwingungen, insbesondere ausschließlich vertikalen Schwingungen, in der anderen der beiden Bodenverdichtungsbandagen aus. Mit anderen Worten kommen im erfindungsgemäßen Verfahren also Bodenverdichtungsbandagen zum Einsätz, die jeweils nur in eine Richtung, horizontal oder vertikal, mit Schwingungen beziehungsweise Vibrationen beaufschlagt werden. Auf diese Weise müssen in den jeweiligen Bandagen auch nur Schwingungserreger vorhanden sein, die Schwingungen in der entsprechenden Richtung erzeugen können, wodurch das System insgesamt vereinfacht und kostengünstiger wird.
[0038] Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Tandemwalze;
Fig. 2 eine perspektivische Schrägansicht auf einen Bandagenmantel;
Fig. 3a und 3b eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine Unwuchtwelle;
Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine Bodenverdichtungsbandage in Vertikalrichtung und entlang ihrer Rotationsachse;
Fig. 5a bis 5c schematische Seitenansichten zweier Bodenverdichtungsbandagen einer
Tandemwalze;
Fig. 6 schematische Draufsicht auf eine Bodenverdichtungsbandage mit einer alternativen Schwingungserregungseinrichtung;
Fig. 7 schematische Seitenansicht auf die Bodenverdichtungsbandagen einer Tandemwalze mit Steuereinheit;
Fig. 8 Explosionsansicht einer Dämpfungseinrichtung;
Fig. 9 eine Seitenansicht einer sandwichartigen Dämpfungseinrichtung;
Fig. 10 eine Schnittansicht der sandwichartigen Dämpfungseinrichtung gemäß Figur 9;
Fig. 1 1 eine Seitenansicht einer speichenartigen Dämpfungseinrichtung; und
Fig. 12 eine Schnittansicht der speichenartigen Dämpfungseinrichtung gemäß Figur 1 1 .
[0039] Gleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen angegeben, wobei nicht jedes sich in den Figuren wiederholende Bauteil durchgehend separat bezeichnet sein muss. [0040] Figur 1 zeigt eine Walze 1 , bei der es sich konkret um eine Tandemwalze handelt. Wesentliche Elemente der Walze 1 sind ein Maschinenrahmen 2 mit einem Vorderrahmen 3 und einem Hinterrahmen 4, die über ein Knickgelenk 5 miteinander verbunden sind, ein Antriebsmotor 6, eine Fahrerkabine 7 sowie eine vordere und hintere Bodenverdichtungsbandage 8. Im Arbeitsbetrieb fährt die Walze 1 in oder entgegen der Arbeitsrichtung a über den zu verdichtenden Bodenuntergrund U und überrollt dabei mit den beiden Bodenverdichtungsbandagen 8 den Boden.
[0041 ] Die Bodenverdichtungsbandagen 8 weisen einen im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Bandagenmantel 9 auf, wie er in Figur 2 schematisch wiedergegeben ist. Im Arbeitsbetrieb dreht die Bodenverdichtungsbandage 8 um ihre Drehachse D, die horizontal und quer zur Arbeitsrichtung a verläuft. Die Bodenverdichtungsbandage 8 bzw. der Bandagenmantel 9 weisen eine Breite B entlang der Achse D auf sowie einen Radius R. Der Bandagenmantel 9 kann einstückig oder zweiteilig mit zwei Bandagensegmenten ausgebildet sein, wie es in Figur 2 durch die gestrichelte Linie 10 angedeutet ist. Der Bandagenmantel 9 umgibt einen Bandageninnenraum 11 , der in Radialrichtung durch den Bandagenmantel 9 begrenzt ist. In Richtung der Drehachse D erstreckt sich der Bandageninnenraum zu beiden Seiten jeweils bis zu den Stirnseiten bzw. in Radialrichtung zu den Außenkanten 12 des Bandagenmantels.
[0042] Im Bandageninnenraum 1 1 weist die Bodenverdichtungsbandage 8 eine Schwingungser- regungseinrichtung 12 auf, deren prinzipieller Aufbau grob vereinfacht in den Figuren 3a und 3b angegeben ist. Figur 3a ist dabei eine Seitenansicht und Figur 3b eine Draufsicht von oben. Wesentliches Element der Schwingungserregungseinrichtung 12 ist eine Unwuchtwelle 1 3, umfassend ein Achselement 14 sowie ein Unwuchtgewicht 1 5. Die Unwuchtwelle 13 dreht im Arbeitsbetrieb der Walze 1 um eine vertikale Rotationsachse Rv, die in Figur 3a gestrichelt angegeben ist. Im in dem Bandageninnenraum 1 1 eingesetzten Zustand der Schwingungserregungseinrichtung 12 verläuft diese Rotationsachse Rv somit vertikal. Durch die im Arbeitsbetrieb rotierende Unwuchtwelle 13 werden Schwingungen in der Horizontalebene X-Z erzeugt. Gemäß einer Weiterbildung kann es ferner vorgesehen sein, dass die Unwucht 15 mehrteilig ausgebildet ist, wie in Figur 3b durch die Unwuchtteile 15a und 15b, die zusammen die Unwucht 15 bilden, andeutet. Bei dem Unwuchtteil 15b handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel konkret um ein sogenanntes Umschlaggewicht, das, in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Unwuchtwelle 1 3 gegenüber dem Umwuchtteil 1 5a, zwei verschiedene Positionen einnehmen kann. Denkbar und von der Erfindung mit umfasst sind allerdings auch Schwingungserregungseinrichtungen, die in der Weise ausgebildet sind, dass die Relativposition der Unwuchtteile 15a und 15b, zumindest innerhalb eines festgelegten Bereiches, insbesondere Winkelbereiches, stufenlos zueinander erfolgt.
[0043] Figur 4 veranschaulicht weitere Einzelheiten zum Aufbau der Schwingungserregungsein- richtung 12 und deren Anordnung innerhalb des Bandageninnenraums 1 1 . Die Schwingungserregungsein richtung 12 befindet sich entlang der Drehachse D zwischen den beiden Tellerscheiben 40. Die Unwuchtwelle 1 3 ist in der Weise im Bandageninnenraum 1 1 angeordnet, dass ihre Rotationsachse Rv stehend bzw. in Vertikal richtung und senkrecht zum Bodenuntergrund verläuft. Die Drehachse D der Bodenverdichtungsbandage 8 schneidet die Rotationsachse Rv im Bandagenschwerpunkt 41 . Am oberen Ende der Unwuchtwelle 13 schließt sich oberhalb ein Antriebsmotor 16 an, bei dem es sich beispielsweise um ein Hydraulik oder Elektromotor handeln kann. Dieser treibt die Rotationsbewegung der Unwuchtwelle 13 der Schwingungserregungseinrichtung 12 um die Rotationsachse Rv unmittelbar an. Die Unwuchtwelle 1 3 ist in diesem Fall somit gleichzeitig die Antriebswelle. Die Unwuchtwelle 13 ist dabei in zwei Lagereinrichtungen 1 7 ober- und unterhalb des Bereichs des Unwuchtgewichts 1 5 drehbar gelagert. Über weitere Lagerelemente 18 und 19 wird diese Gesamtlagereinrichtung zu beiden Seiten stirnseitig des Bandagenmantels 9 aus dem Bandageninnenraum 1 1 herausgeführt und ist dort mit dem Maschinenrahmen 2 nachstehend in noch näher beschriebener Weise verbunden. Gegenüber den Lagereinrichtungen 19 ist der Bandagenmantel 9 über Drehlager 20 drehbar gelagert, so dass sichergestellt ist, dass die Schwingungserregungseinrichtung 12 auch bei drehendem Bandagenmantel 9 die Ausrichtung der Unwuchtwelle 13 in Vertikal richtung aufrechterhält. Alternativ zum Antriebsmotor 16 kann ferner ein Antriebsgetriebe 21 , welches in Figur 4 gestrichelt wiedergegeben ist, von einer Stirnseite des Bandagenmantels 9 kommend in den Bandageninnenraum 1 1 eingeführt sein. Über das Antriebsgetriebe 21 kann Antriebsenergie von einer Antriebseinrichtung außerhalb des Bandageninnenraums 1 1 beziehungsweise außerhalb des von den Tellerscheiben 40 begrenzten Anteils des Bandageninnenraums 1 1 auf die Unwuchtwelle 13 übertragen werden, wobei auch dann dies vorzugsweise in der Weise erfolgt, dass die Getriebeanbindung der Schwingungserzeugungseinrich- tung 12 über ein Ende der Unwuchtwelle 1 3, insbesondere den oberen Bereich der Unwuchtwelle 1 3, erfolgt.
[0044] Figur 4 verdeutlicht ferner, dass die Schwingungserregungseinrichtung 12 ein Gehäuse 22 umfasst, über welches eine Abschirmung der Schwingungserregungseinrichtung 12 nach außen hin erfolgt. Insbesondere die Elemente Unwuchtwelle 13 und Drehlager 23 (über das die Unwuchtwelle drehbar in der Lagereinrichtung 1 7 gelagert ist) sind im Innenraum des Gehäuses 22 angeordnet. [0045] Ferner ist im Innenraum des Gehäuses 22 eine Einrichtung zur Ölschmierung vorhanden, umfassend einen Ölsumpf 24, eine Förderleitung 25 sowie eine Schmierölaustrittsöffnung 26. Über die Förderleitung 25 kann Schmieröl aus dem Schmierölsumpf 24 in Vertikalrichtung nach oben zur Schmierölaustrittsöffnung 26 gefördert werden. Dazu kann beispielsweise eine entsprechende Pumpe 27 vorgesehen sein. Die Elemente Förderleitung 25, Schmierölaustrittsöffnung 26 und Pumpe 27 sind in einer Ausführungsform im Inneren des Gehäuses 22 aber außerhalb der Unwuchtwelle 1 3 angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, die Förderleitung 25 im Inneren der dann zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Unwuchtwelle 1 3 anzuordnen und den Schmierölaustritt beispielsweise auf Höhe der oberen Lagereinrichtung 1 7, insbesondere in Radialrichtung zur Rotationsachse Rv nach außen beabstandet vorzusehen, um auf diese Weise eine Fördereinrichtung nach dem Prinzip einer Fliehkraftpumpe zu erreichen.
[0046] Grundsätzlich ist es möglich, eine Walze in der Weise auszubilden, dass sie eine Bodenverdichtungsbandage gemäß den vorstehenden Ausführungen in Kombination mit einer herkömmlichen Bodenverdichtungsbandage aufweist. Dies ist grob vereinfacht in den Figuren 5a bis 5c veranschaulicht. Rechts ist jeweils eine erfindungsgemäße Bodenverdichtungsbandage 8 angegeben, die jeweils mit einer herkömmlichen Bodenverdichtungsbandage 8' kombiniert ist. Bei der herkömmlichen Bodenverdichtungsbandage gemäß Figur 5a handelt es sich beispielsweise um eine Bodenverdichtungsbandage mit einem innenliegender) Kreiserreger mit horizontaler und quer zur Arbeitsrichtung a verlaufender Rotationsachse RH. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5b ist ein sogenannter Richtschwinger vorhanden, umfassend die zwei Unwuchtwellen 28a und 28b, so dass zwei gegenläufig angeordnete Unwuchtmassen zur Erzeugung insbesondere vertikal gerichteter Schwingungen vorhanden sind. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5c schließlich umfasst ebenfalls zwei Unwuchtwellen 28a und 28b mit horizontal und quer zur Arbeitsrichtung verlaufenden Rotationsachsen RH, wobei bei dieser Ausführungsform die Unwuchtmassen der Unwuchtwellen 28a und 28b gleichsinnig drehend ausgebildet sind. Allen drei Ausführungsformen gemäß der Figuren 5a bis 5c ist gemein, dass sie eine Schwingungserregungseinrichtung, über die Schwingungen in der Horizontalebene erzeugt werden (rechts), mit einer Schwingungs- erzeugungseinrichtung in einer weiteren Bandage kombinieren, die im Wesentlichen zur Erzeugung von Schwingungen insbesondere in der Vertikalebene ausgebildet sind. Damit kann mit diesen Walzen kombiniert eine dreidimensionale Verdichtungswirkung auf den Bodenuntergrund aufgelegt werden, wodurch besonders schonende und gleichzeitig vergleichsweise hohe Bodendichtigkeiten erhalten werden. [0047] Figur 6 betrifft eine alternative Ausführungsform der Bodenverdichtungsbandage 8 und ist eine Querschnittsansicht durch die Bodenverdichtungsbandage 8 entlang ihrer Drehachse D und in Vertikalrichtung. Wesentlich ist zunächst, dass die Schwingungserregungseinrichtung 12 neben einer Unwuchtwelle 1 3 mit vertikaler Rotationsachse Rv zwei weitere Unwuchtwellen 28a und 28b umfasst, die mit ihren Rotationsachsen entlang der Drehachse D, d.h. horizontal, ausgerichtet sind, so dass die Bodenverdichtungsbandage 8 gemäß der Figur 6 in ein und derselben Bandage ein Gesamtsystem umfasst, über das horizontale Schwingungen und gleichzeitig vertikale Schwingungen erzeugt und zur Bodenverdichtung genutzt werden können.
[0048] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 wird ferner ein weiteres Ausführungsmerkmal der Erfindung verdeutlicht. So ist der Bandagenmantel 9 über den Breitenbereich ΒΊ mit konstantem Durchmesser ausgebildet. Zu seinen Stirnseiten hin über die Breite B2 ist er jedoch zu beiden Seiten mit sich nach außen verringernden Bandageninnendurchmesser abgerundet ausgebildet, so dass der Bandagenmantel hier ein konvexes Schnittprofil aufweist. Auf diese Weise wird zwischen dem Bandagenmantel 9 und dem Bodenuntergrund U in diesem Bereich eine Art Keil gebildet, der eine schonende Bodenuntergrundbearbeitung insbesondere beim Vorliegen horizontaler und seitlich parallel zur Richtung der Drehachse D wirkender Schwingungen möglich ist. Die Abrun- dung kann dabei auch wesentlich flacher ausgebildet sein, wie in Figur 6 beispielhaft mit der gepunkteten Linie AB angegeben. Es ist ferner vorgesehen, dass die Bodenverdichtungsbandage 8 gemäß Figur 6 auf einer ihrer Stirnseiten ein Dämpfungssystem beziehungsweise eine Dämpfungseinrichtung gemäß den Figuren 9 und 10 und auf der anderen Stirnseite ein Dämpfungssystem beziehungsweise eine Dämpfungseinrichtung gemäß den Figuren 11 und 12 aufweist. Diese werden nachstehend noch näher beschrieben.
[0049] Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 greift den Grundgedanken der Ausführungsformen der Figuren 5a bis 5c nochmals auf. Ergänzend ist hier eine Steuereinrichtung 29 vorhanden, über die eine gleichzeitige Steuerung der Schwingungserregungseinrichtungen 12 und 12' in den beiden Bandagen, d.h. eine Steuerung der in der Horizontalebene erzeugende Schwingungen und der in einer Vertikalebene erzeugende Schwingungen möglich ist. Auf diese Weise können die Arbeitsweise der Schwingungserregungseinrichtungen 12 und 12', beispielsweise hinsichtlich der Umlauffrequenz, der Winkelstellung gegebenenfalls vorhandener Verstellgewichte etc., zueinander optimiert und beispielsweise an die jeweiligen Bodengegebenheiten angepasst werden.
[0050] Figur 8 verdeutlicht schematisch den Aufbau eines bevorzugten Dämpfungssystems zur Kombination mit der erfindungsgemäßen Bandage 8. Wesentlich ist, dass ein Dämpfungsele- ment 30 vorhanden ist, welches zwischen einem mit dem Maschinenrahmen 2 verbundenen Lagerteil 31 und einem mit der Bodenverdichtungsbandage 8 verbundenen Lagerteil 32 in Vertikalrichtung angeordnet ist. Insgesamt wird somit eine Sandwichstruktur erhalten, wobei die Elemente 32, 30, 31 in Vertikalrichtung von unten nach oben gestapelt angeordnet sind. In Fig. 8 sind diese Element zur weiteren Verdeutlichung in Vertikalrichtung zueinander beabstandet gezeigt, wobei sie im installierten Zustand aufeinander liegend angeordnet sind. Die Gewichtskraft des Maschinenrahmens und der auf ihm gelagerten Elemente wird somit in das Dämpfungselement 30 von oben kommend eingeleitet und über das untere Dämpfungselement über die Bodenverdichtungsbandage 8 in den Bodenuntergrund abgeleitet. Damit ruht der Maschinenrahmen 2 somit von oben kommend auf der Oberseite 30a des Dämpfungselementes 30, so dass dieses vom Gewicht des Maschinenrahmens auf Druck belastet wird. Werden nun in der Bodenverdichtungsbandage 8 Schwingungen in der Horizontalebene erzeugt, können diese über Scherbewegungen des Dämpfungselementes 30 in der Horizontalebene XZ gedämpft werden. Dadurch kann das optimale Dämpfungspotential des Dämpfungselementes 30 ausgenutzt werden.
[0051 ] Der konkrete Einsatz eines Dämpfungssystems gemäß Figur 8 wird beispielsweise in den Figuren 9 und 10 dargestellt, wobei Figur 10 eine Schnittansicht entlang der Linie l-l aus Figur 9 zeigt. Figur 9 zeigt die Stirnseite einer Bodenverdichtungsbandage 8, an der über eine Platte 46, die beispielsweise mit der Tellerscheibe 40 verbunden sein kann oder die die Tellerscheibe 40 ist, das Dämpfungssystem gelagert wird. Das Dämpfungssystem ist um eine Öffnung 44 herum angeordnet, durch die beispielsweise der Antriebsmotor 16 der Schwingungserregungseinrichtung 12 oder ein Antriebsstrang beziehungsweise eine Hydraulikleitung oder ein Stromkabel für den Antriebsmotor 16 geführt ist. Wie insbesondere aus Figur 10 ersichtlich ist, wird der mit der Bodenverdichtungsbandage 8 verbundene Lagerteil 32 über ein Drehgelenk 45 an der Platte 46 gelagert. Das Drehgelenk 45 dient der Rotationsentkopplung der Bodenverdichtungsbandage 8 gegenüber dem Dämpfungssystem beziehungsweise dem Maschinenrahmen 2. Über ein Dämpfungselement 30 wird der Lagerteil 32 mit dem mit dem Maschinenrahmen 2 verbundenen Lagerteil 31 verbunden. Das Gewicht der Walze 1 wird also über den Maschinenrahmen 2 auf den Lagerteil 31 und das Dämpfungselement 30 übertragen, und von diesem auf den Lagerteil 32 und die Bodenverdichtungsbandage 8. Beim in den Figuren 9 und 10 gezeigten Dämpfungssystem handelt es sich also um eine sandwichartige Anordnung, die gegenüber der Bodenverdichtungsbandage 8 rotationsentkoppelt ist und die bei einer Drehung der Bodenverdichtungsbandage 8 um die Drehachse D nicht mitdreht. Insgesamt umfasst das Dämpfungssystem also vier Dämp- fungselemente 30. Schwingungen in der Ebene XZ werden von diesem System verlässlich abgedämpft.
[0052] Eine alternative Ausführungsform eines Dämpfungssystems wird in den Figuren 1 1 und 12 dargestellt, wobei Figur 12 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Figur 1 1 zeigt. Figur 1 1 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnseite der Bodenverdichtungsbandage 8 und verdeutlicht, dass die Dämpfungselemente 30 speichenartig beziehungsweise sternförmig um die Drehachse D angeordnet sind. Die einzelnen Dämpfungselemente 30 sind dabei ebenfalls entsprechend ihrer jeweiligen Lage um die Drehachse D rotiert, wobei die Richtung, in der sie Scherkräfte dämpfen, stets parallel zur Drehachse D verläuft. Im gezeigten Beispiel sind acht Dämpfungselemente 30 um die Drehachse D angeordnet. Die einzelnen Dämpfungselemente 30 sind in regelmäßigen Abständen und um die Drehachse D symmetrisch angeordnet. Wie aus der Zusammenschau der Figuren hervorgeht, ist der mit der Bodenverdichtungsbandage 8 verbundene Lagerteil 32 über eine Platte 46 an der Bodenverdichtungsbandage 8 befestigt. Die Platte 46 kann beispielsweise an einer Tellerscheibe 40 befestigt sein oder selbst die Tellerscheibe 40 bilden. Über Dämpfungselemente 30 ist der Lagerteil 32 mit dem Lagerteil 31 verbunden, der wiederum über ein Drehgelenk 43 und den Fahrmotor 42 mit dem Maschinenrahmen 2 in Verbindung steht. Der Fahrmotor 42 ist ein Hydraulikmotor, der zur Drehung der Bodenverdichtungsbandage 8 um die Drehachse D eingesetzt wird, und der damit die Walze 1 in Fahrt versetzt. Das Drehgelenk 43 dient der Rotationsentkopplung des Fahrmotors 42 beziehungsweise des Maschinenrahmens 2 gegenüber des Dämpfungssystems und der Bodenverdichtungsbandage 8. Im Ausführungsbeispiel des Dämpfungssystems gemäß den Figuren 1 1 und 12 dreht sich das Dämpfungssystem, einschließlich der Lagerteile 31 , 32 und der Dämpfungselemente 30, also bei einer Drehung der Bodenverdichtungsbandage 8 um die Drehachse D mit. Insgesamt dämpft die Dämpfungseinrichtung gemäß den Figuren 1 1 und 12 Schwingungen entlang der Drehachse D, während Schwingungen in anderen Richtungen nicht gedämpft werden, da die Dämpfungselemente 30 in Radialrichtung von der Drehachse D aus nicht elastisch sind. Es wird so insgesamt eine besonders gute Dämpfung der Schwingungen entlang der Drehachse D erreicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Bodenverdichtungsbandage (8) umfassend
einen im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Bandagenmantel (9),
einen zumindest teilweise vom Bandagenmantel (9) umgebenen Bandageninnenraum (1 1 ),
eine im Bandageninnenraum (1 1 ) angeordnete Schwingungserregungseinrichtung (1 2) mit wenigstens einer um eine Rotationsachse (Rv) umlaufend geführten Unwuchtwelle (13) mit einer Unwucht (1 5), wobei die Rotationsbewegung der Unwuchtwelle (13) um ihre Rotationsachse (Rv) von einer Antriebseinrichtung (16) antreibbar ist,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) in der Weise im Bandageninnenraum (1 1 ) angeordnet ist, dass die Rotationsachse (Rv) genau einer Unwuchtwelle (13) vertikal verläuft,
dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) über eine Lageranordnung (1 7) in der Weise im Bandageninnenraum (1 1 ) angeordnet ist, dass der Bandagen mantel (9) gegenüber der Schwingungserregungseinrichtung (12) drehbar ist und die vertikal verlaufende Rotationsachse (Rv) der einen Unwuchtwelle (13) bei sich um eine horizontale Drehachse (D) drehendem Bandagenmantel (9) ihre Ausrichtung beibehält, und
dass die eine vertikal verlaufende Unwuchtwelle (1 3) Teil eines Kreiserregers ist.
Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unwucht (15) der einen Unwuchtwelle (13) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Relativposition der beiden Unwuchtteile um die Rotationsachse (Rv) der Unwuchtwelle (13) relativ zueinander, insbesondere zweistufig oder stufenlos, verstellbar ist.
Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) in der Weise angeordnet ist, dass die Rotationsachse (Rv) dereinen Unwuchtwelle (13) durch den Bandagenschwerpunkt (41) verläuft.
Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) eine Antriebswelle (13) umfasst, die vertikal angeordnet ist und an einem Ende mit der Antriebseinrichtung (16) verbunden ist.
Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinrichtung (16) innerhalb des Bandageninnenraums (11) angeordnet ist und insbesondere ein direkt mit der Antriebswelle (13) verbundener Hydraulikmotor oder Elektromotor ist.
Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Antriebsgetriebe (21), insbesondere ein Riemengetriebe, ein Kettengetriebe oder ein Zahnradgetriebe, vorhanden ist, das in der Weise ausgebildet ist, dass es von der Antriebseinrichtung (16) zur Verfügung gestellte Antriebsenergie an die Antriebswelle (13) überträgt.
Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebsgetriebe (21) zum Anschluss an eine außerhalb der Tellerscheiben (40) angeordnete Antriebseinrichtung (16) ausgebildet ist.
8. Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ke n nze ich net,
dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) ein Kapselgehäuse (22) umfasst, in dessen Innenraum die Unwucht (15) angeordnet ist.
9. Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch ge ke n nze ich net,
dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) eine Ölumlaufschmierung umfasst, insbesondere eine Pumpe (27), speziell eine Fliehkraftpumpe, die im Rotationsbetrieb der Schwin- gungserregungseinrichtung (12) Schmieröl aus einem Ölsumpf (24) zu Schmierstellen der Schwingungserregungseinrichtung (12), insbesondere zu Schmierstellen der einen Unwuchtwelle (13), fördert.
10. Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß Anspruch 9,
dadurch ge ke n nze ich net,
dass die Ölumlaufschmierung eine zumindest teilweise innerhalb der wenigstens einen Unwuchtwelle (13) der Schwingungserregungseinrichtung (12) verlaufende und Schmieröl in Vertikalrichtung leitende Versorgungsleitung (25) umfasst.
11. Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch ge ken nze ich net,
dass die Außenkanten des Bandagenmantels (9) nach außen in Richtung zur Drehachse (D) der Bodenverdichtungsbandage (8) abgerundet ausgebildet sind, insbesondere in einem Bereich bezogen auf die Breite (B) der Bodenverdichtungsbandage (8) von größer 1%, insbesondere größer 2% und ganz besonders größer 5%.
12. Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass im Bandageninnenraum (11) eine weitere Schwingungserregungseinrichtung (12) angeordnet ist, deren wenigstens eine Unwuchtwelle (13) horizontal und insbesondere parallel zur Drehachse (D) der Verdichtungsbandage (8) verläuft.
13. Walze (1) zur Bodenverdichtung mit wenigstens einer Bodenverdichtungsbandage (8),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
14. Walze (1 ) gemäß Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Dämpfungseinrichtung vorhanden ist, die im Wesentlichen zur Aufnahme und Dämpfung von Horizontal kräften ausgebildet ist.
15. Walze (1 ) gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dämpfungseinrichtung an wenigstens einer Lagerstelle (31, 32) zwischen dem Maschinenrahmen (2) der Walze (1) und der Bodenverdichtungsbandage (8) angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement (30) in Vertikalrichtung zwischen der Anbindung zum Maschinenrahmen (2) und der Bodenverdichtungsbandage (8) positioniert ist.
16. Walze (1 ) gemäß Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerstelle (31) des Maschinenrahmens (2) auf der Oberseite (30a) und die Lagerstelle (32) der Bodenverdichtungsbandage (8) auf der Unterseite (30b) des Dämpfungselementes (30) angeordnet sind.
17. Walze (1 ) gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dämpfungseinrichtung im Wesentlichen zur Aufnahme und Dämpfung von Horizontalkräften ausgebildet ist, die parallel zur Drehachse (D) der Bodenverdichtungsbandage (8) wirken.
18. Walze (1 ) gemäß Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dämpfungseinrichtung mehrere Dämpfungselemente (30) umfasst, wobei die Dämpfungselemente (30) speichenförmig um die Drehachse (D) der Bodenverdichtungsbandage (8) angeordnet sind.
19. Walze (1 ) gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dämpfungselemente (30) auf Lagerstellen (31, 32) zwischen dem Maschinenrahmen (2) der Walze (1) und der Bodenverdichtungsbandage (8) angeordnet sind, und dass die Lagerstellen (31, 32) derart angeordnet sind, dass sie sich bei einer Drehung der Bodenverdichtungsbandage (8) um die Drehachse (D) mitdrehen.
20. Walze (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei Dämpfungseinrichtungen vorhanden sind, insbesondere an einer Bodenverdichtungsbandage (8), wobei eine Dämpfungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16 und eine Dämpfungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19 ausgebildet ist.
21. Walze (1 ) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeich net,
dass die Walze (1) zwei Bodenverdichtungsbandagen (8) aufweist, wobei wenigstens eine der Bodenverdichtungsbandagen (8) eine Schwingungserregungseinrichtung (12) aufweist, deren wenigstens eine Unwuchtwelle (13) horizontal und insbesondere parallel zur Drehachse (D) der Verdichtungsbandage (8) verläuft, so dass eine der beiden Bodenverdichtungsbandagen (8) eine im Wesentlichen zur Horizontalschwingung ausgebildete Schwingungserregungs- einrichtung (12) und die andere der beiden Bodenverdichtungsbandagen (8) eine im Wesentlichen zur Vertikalverdichtung ausgebildete Schwingungserregungseinrichtung (12) aufweist.
22. Walze (1 ) gemäß Anspruch 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingungserregungseinrichtung (12) in der anderen der beiden Bodenverdichtungsbandagen (8) ein Kreiserreger, ein Richtschwinger oder ein Oszillationserreger ist.
23. Walze (1 ) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass in wenigstens einer der beiden Bodenverdichtungsbandagen (8) sowohl eine Schwin- gungserregungseinrichtung (12) mit vertikaler Unwuchtwelle (13) als auch eine weitere Schwingungserregungseinrichtung (12') mit horizontaler Unwuchtwelle angeordnet ist.
24. Walze (1 ) gemäß Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuereinheit (29) vorhanden ist, die die Schwingungserregungseinrichtungen (12, 12') der beiden Bodenverdichtungsbandagen (8) zueinander steuert.
25. Walze (1 ) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walze (1) eine knickgelenkte oder drehschemelgelenkte Tandemwalze ist, insbesondere zur Erd- oder Asphaltverdichtung.
26. Schwingungserregungseinrichtung (12) für eine Bodenverdichtungsbandage (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere für eine Walze (1) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 25.
27. Verfahren zur Bodenverdichtung mit einer zwei Bodenverdichtungsbandagen aufweisenden Walze (1), insbesondere einer Walze (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 25,
gekennzeichnet durch,
das Erregen von horizontalen Schwingungen, insbesondere ausschließlich horizontalen Schwingungen, in einer der beiden Bodenverdichtungsbandagen und das Erregen von vertikalen Schwingungen, insbesondere ausschließlich vertikalen Schwingungen, in der anderen der beiden Bodenverdichtungsbandagen.
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