EP3832015A1 - Bodenbearbeitungswalze - Google Patents

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EP3832015A1
EP3832015A1 EP20205347.6A EP20205347A EP3832015A1 EP 3832015 A1 EP3832015 A1 EP 3832015A1 EP 20205347 A EP20205347 A EP 20205347A EP 3832015 A1 EP3832015 A1 EP 3832015A1
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EP
European Patent Office
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ballast
roller
soil cultivation
unbalance
respect
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EP20205347.6A
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Franz Meixner
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Hamm AG
Original Assignee
Hamm AG
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Publication date
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    • E02D3/074—Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses

Definitions

  • the present invention relates to a soil cultivation roller for a soil cultivation machine, in particular a soil compactor, comprising a roller shell elongated in the direction of a roller axis of rotation and delimiting a roller interior, as well as at least one ballast unit arranged in the roller interior.
  • Such a soil cultivation roller or a soil cultivation machine equipped with such a soil cultivation roller, for example a soil compactor, is from FIG WO 2017/091912 A1 known.
  • a ballast unit is provided in the roller interior formed in a compactor roller with a ring-like ballast element arranged centrally in the direction of a roller axis of rotation or two ring-like ballast elements each arranged in an axial end region of the roller jacket in the roller interior.
  • These ring-like ballast elements are supported radially with respect to the roller jacket by means of a polyurethane layer lining the latter on its inner circumferential surface and providing a spring-damper system.
  • the ring-like ballast elements have a smaller outer diameter than an inner diameter of an inner circumferential surface provided by the polyurethane layer and radially supporting the ballast elements.
  • the permanent coupling of a ballast element to the roll shell ensures on the one hand a decoupling of motion between the roll shell and a ballast element in every spatial direction in the event of the occurrence of unintentionally occurring or intentionally induced oscillation states of the roll shell.
  • the suspension arrangement provides a permanent suspension effect and thus a ballast element in a defined position with respect to the roll shell. Undefined movements of a ballast element inside the roll shell can thereby be excluded.
  • the arrangement of several ballast units following one another in the circumferential direction at defined points Circumferential positions with respect to the roll shell ensures that by specifying defined peripheral positions for such ballast units, correspondingly defined relative positions of the ballast elements of these ballast units with respect to the roll shell are specified, in which the ballast elements that are permanently coupled to the roll shell and thus move together with it in a defined manner around the roll axis of rotation are due to the elastic effectiveness of the suspension arrangements assigned to them can perform a relative movement with respect to the roll shell.
  • the at least one ballast element in at least one, preferably each ballast unit can be elongated in the direction of the roller axis of rotation and have a circular segment-like cross-sectional contour.
  • the suspension arrangement at each axial end of the ballast element comprises a suspension unit fixed with respect to the at least one ballast element and with respect to the roll shell.
  • a stable suspension can be ensured in that at least one, preferably both, suspension units comprises at least one suspension element fixed with respect to the at least one ballast element and the roller jacket.
  • ballast elements have comparatively large masses
  • suspension units comprises a plurality of suspension elements.
  • each suspension element is constructed with elastomer material, preferably rubber material, for example as an elastomer material block.
  • support elements are provided on the roller shell at an axial distance from one another, and that in at least one, preferably each ballast unit, each of the two suspension units is fixed on one of the carrier elements with respect to the roll shell.
  • carrier elements can be designed, for example, in the form of discs and connected as so-called round blanks to the inner circumferential surface of the roll shell, for example by welding.
  • an unbalance arrangement be provided with at least one unbalance mass unit which is arranged in the interior of the roller and rotatable about an unbalance axis.
  • the at least one unbalance mass unit can include an unbalance shaft rotatable about the unbalance axis and at least one unbalance mass carried on the unbalance shaft with an eccentric center of mass with respect to the unbalance axis, the unbalance shaft being rotatably supported on the carrier elements.
  • the unbalance axis can correspond to the longitudinal axis of the roller.
  • the unbalance arrangement can comprise an unbalance drive in association with the at least one unbalance mass unit.
  • the invention further relates to a soil cultivation machine, in particular a soil compactor, comprising at least one soil cultivation roller constructed according to the invention.
  • a soil cultivating machine 10 designed as a soil compactor is shown in a side view.
  • the soil cultivating machine 10 comprises a rear carriage 12 and a front carriage 14 which can be pivoted about an approximately vertical axis with respect to the rear carriage 12.
  • a cab 16 for the operator, a drive unit (not shown) and drive wheels 18 on both sides of the drive unit are provided on the rear carriage 12.
  • the front carriage 14 comprises a roller frame 20, on which a soil cultivation roller 22, in the case of the embodiment of the soil cultivation machine 10 as a soil compactor, a compactor roller, around one to the plane of the drawing Fig. 1 orthogonal roller axis of rotation is rotatable.
  • the tillage roller 22 is in Fig. 2 shown in longitudinal section, that is, sectioned along the roll axis of rotation D.
  • the soil cultivation roller 22 comprises a roller shell 24 which is elongated in the direction of the roller axis of rotation D and surrounds it in an essentially cylindrical manner.
  • These two disks which are also referred to as round blanks and provide support elements 30, 32, are arranged symmetrically with respect to a longitudinal center of the roll shell 24 and in their central area carry an unbalance shaft 34 of an unbalance arrangement, generally denoted by 36, rotatable about the roll axis D.
  • the roll axis of rotation D thus also forms an unbalance axis U.
  • the unbalance arrangement 36 further comprises an unbalance mass unit 38, for example non-rotatably connected to the unbalance shaft 34, i.e. for common rotation about the unbalance axis U or roll axis D, which in the example shown has two unbalanced masses 40, 42 arranged axially apart from one another.
  • the unbalanced masses 40, 42 in their entirety provide a center of gravity of the unbalanced mass unit 38 which is eccentric with respect to the unbalance axis U.
  • an unbalance drive 44 is provided, which can be designed as a hydraulic motor or an electric motor, for example.
  • an acceleration generally referred to as vibration and directed orthogonally to the roller axis of rotation D, is exerted on the compactor roller 22 or the roller shell 24.
  • ballast units 46, 48, 50, 52 are provided in the roller interior 26 of the soil cultivation roller 22.
  • the two ballast units 46, 48 and the two ballast units 50, 52 are diametrically opposite each other with respect to the roller axis of rotation D, so that the ballast units 46, 48, 50, 52 provide a center of mass lying on the roller axis of rotation D and in rotation mode imbalances generated by the ballast units 46, 48, 50, 52 are avoided.
  • Each of the ballast units 46, 48, 50, 52 comprises a ballast element 54, preferably cylindrically elongated in the direction of the roller axis of rotation D.
  • the ballast elements 54 of the ballast units 46, 48, 50, 52 each have a circular ring segment-like cross-sectional contour and in their entirety form a roller axis of rotation D. surrounding ring-like structure of ballast elements 54, an intermediate space 56 being formed in the circumferential direction between ballast elements 54 that are immediately adjacent to one another.
  • Each of the ballast units 46, 48, 50, 52 has an elastic suspension arrangement 58 in association with their ballast element 54.
  • the ballast elements 54 are carried or suspended on the carrier elements 30, 32 in their two axial end regions 60, 62 via these elastic suspension arrangements 58.
  • Each suspension arrangement 58 assigned to a ballast element 54 of a respective ballast unit 46, 48, 50, 52 comprises, in association with each of the two axial end regions 60, 62 of the ballast elements 54, a respective suspension unit 64, 66.
  • the ballast elements 54 are attached via the suspension units 64, 66 the carrier elements 30, 32 carried or suspended.
  • each of the suspension units 64, 66 comprises two suspension elements 68, 70 made of elastic material, for example rubber material, arranged at a circumferential distance from one another.
  • These suspension elements, designed as blocks of material, are firmly connected, for example, by screwing to the axial end areas 60, 62 of a respectively assigned ballast element 54 on the one hand and respective support parts 72, 74 on the other hand, which can also be firmly connected to the assigned carrier elements 30, 32, on the other hand, for example also by screwing.
  • the ballast elements 54 of the ballast units 46, 48, 50, 52 are basically non-rotatably supported in the interior 26 of the soil cultivation roller 22.
  • an essentially cylindrical inner housing 76 surrounding the roller axis of rotation D can be provided and connected to the carrier elements 30, 32, for example by welding radially outside of this inner housing 76 between this and the roll shell 24 a space 78 for receiving the ballast units 46, 48, 50, 52 and inside the inner housing 76 a space 80 for receiving the imbalance shaft 34 with the imbalance mass units 38 on it.
  • Each ballast unit 46, 48, 50, 52 forms with its ballast element 54 and the suspension units 64, 66 elastically supporting it with respect to the roller shell 24 via the carrier elements 30, a vibration system in which each ballast element 54 is fundamentally different due to the elastic deformability of the suspension elements 68, 70 can move with respect to the roll shell 24 in any spatial direction, that is, both in the direction of the roll axis of rotation D, as well as radially with respect to the roll axis of rotation D, as well as in the circumferential direction about the roll axis of rotation D.
  • ballast elements 54 are not visible from the outside, so that there are no requirements for the visual appearance per se and the field of vision of the operator seated in the cabin 16 is not impaired either.
  • the ballast elements 54 can be made of inexpensive material, such as. B. concrete and / or steel can be built.
  • suspension elements 68, 70 for example, suspension elements can be used which are also used in a similar manner in order to suspend such a soil cultivation roller 10 elastically with respect to the roller frame 22. It should be noted that such a suspension in the Figs. 1 to 3 is not shown, but can be provided axially on both sides of the carrier elements 30, 32 or can be coupled to these carrier elements 30, 32 via respective rotary decoupling bearings.
  • ballast elements 54 of the ballast units 46, 48, 50, 52 of the in Fig. 3 Since between the ballast elements 54 of the ballast units 46, 48, 50, 52 of the in Fig. 3 The intermediate space 56 shown is formed, there is no risk that when a relative movement of the ballast elements 54 with respect to the roller shell 24 occurs, ballast elements 54 that are immediately adjacent to one another hit one another.

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Abstract

Eine Bodenbearbeitungswalze für eine Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend einen in Richtung einer Walzendrehachse (D) langgestreckten und einen Walzeninnenraum (26) umgrenzenden Walzenmantel (44), wenigstens eine in dem Walzeninnenraum (26) angeordnete Ballasteinheit (46, 48), ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Ballasteinheit (46, 48) wenigstens ein vermittels einer elastischen Aufhängungsanordnung (58) bezüglich des Walzenmantels (24) getragenes Ballastelement (54) umfasst, wobei das wenigstens eine Ballastelement (54) durch die Aufhängungsanordnung (58) mit dem Walzenmantel (24) permanent und bezüglich diesem in Radialrichtung, Axialrichtung und Umfangsrichtung bewegbar gekoppelt ist, oder/und dass in dem Walzeninnenraum (26) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Ballasteinheiten (46, 48) vorgesehen ist, wobei jede Ballasteinheit (46, 48) wenigstens ein vermittels einer elastischen Aufhängungsanordnung (58) bezüglich des Walzenmantels (24) getragenes Ballastelement umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenbearbeitungswalze für eine Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend einen in Richtung einer Walzendrehachse langgestreckten und einen Walzeninnenraum umgrenzenden Walzenmantel sowie wenigstens eine in dem Walzeninnenraum angeordnete Ballasteinheit.
  • Eine derartige Bodenbearbeitungswalze bzw. eine mit einer derartigen Bodenbearbeitungswalze ausgestattete Bodenbearbeitungsmaschine, wie zum Beispiel Bodenverdichter, ist aus der WO 2017/091912 A1 bekannt.
  • Bei diesem bekannten Bodenverdichter ist in dem in einer Verdichterwalze gebildeten Walzeninnenraum eine Ballasteinheit mit einem in Richtung einer Walzendrehachse zentral angeordneten, ringartigen Ballastelement oder zwei jeweils in einem axialen Endbereich des Walzenmantels im Walzeninnenraum angeordneten, ringartigen Ballastelementen vorgesehen. Diese ringartigen Ballastelemente sind bezüglich des Walzenmantels über eine diesen an seiner Innenumfangsfläche auskleidende und ein Feder-Dämpfer-System bereitstellende Polyurethan-Lage radial abgestützt. Die ringartigen Ballastelemente weisen einen kleineren Außendurchmesser auf, als ein Innendurchmesser einer durch die Polyurethan-Lage bereitgestellten und die Ballastelemente radial stützenden Innenumfangsfläche. Dadurch sind die Ballastelemente radial bezüglich des Walzenmantels und der daran vorgesehenen Polyurethan-Lage bewegbar und können bei Auftreten von Schwingungen kurzzeitig von der Polyurethan-Lage abheben.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenbearbeitungswalze für eine Bodenbearbeitungsmaschine, wie zum Beispiel einen Bodenverdichter, bereitzustellen, welche bei Vermeidung undefinierter Bewegungszustände eine erhöhte Masse aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bodenbearbeitungswalze für eine Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend:
    • einen in Richtung einer Walzendrehachse langgestreckten und einen Walzeninnenraum umgrenzenden Walzenmantel,
    • wenigstens eine in dem Walzeninnenraum angeordnete Ballasteinheit.
  • Die erfindungsgemäße Bodenbearbeitungswalze zeichnet sich dadurch aus:
    • dass jede Ballasteinheit wenigstens ein vermittels einer elastischen Aufhängungsanordnung bezüglich des Walzenmantels getragenes Ballastelement umfasst, wobei das wenigstens eine Ballastelement durch die Aufhängungsanordnung mit dem Walzenmantel permanent und bezüglich diesem in Radialrichtung, Axialrichtung und Umfangsrichtung bewegbar gekoppelt ist,
      oder/und
    • dass in dem Walzeninnenraum eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Ballasteinheiten vorgesehen ist, wobei jede Ballasteinheit wenigstens ein vermittels einer elastischen Aufhängungsanordnung bezüglich des Walzenmantels getragenes Ballastelement umfasst.
  • Durch das permanente, jedoch eine Bewegung in jeder Raumrichtung zulassende Koppeln eines Ballastelements mit dem Walzenmantel wird bei Auftreten von im Betrieb ungewollt entstehenden oder absichtlich herbeigeführten Schwingungszuständen des Walzenmantels einerseits eine Bewegungsentkopplung zwischen dem Walzenmantel und einem Ballastelement in jeder Raumrichtung gewährleistet. Andererseits wird sichergestellt, dass durch die Aufhängungsanordnung eine permanente und somit ein Ballastelement in definierter Positionierung bezüglich des Walzenmantels haltende Aufhängungswirkung bereitgestellt ist. Undefinierte Bewegungen eines Ballastelements im Inneren des Walzenmantels können dadurch ausgeschlossen werden. Auch das Anordnen mehrerer in Umfangsrichtung aufeinander folgender Ballasteinheiten an definierten Umfangspositionen bezüglich des Walzenmantels stellt sicher, dass durch das Vorgeben definierter Umfangspositionen für derartige Ballasteinheiten entsprechend definierte Relativpositionierungen der Ballastelemente dieser Ballasteinheiten bezüglich des Walzenmantels vorgegeben sind, in welchen die an den Walzenmantel permanent angekoppelten und somit zusammen mit diesem sich definiert um die Walzendrehachse bewegenden Ballastelemente aufgrund der elastischen Wirksamkeit der diesen jeweils zugeordneten Aufhängungsanordnungen eine Relativbewegung bezüglich des Walzenmantels durchführen können.
  • Um das im Walzeninnenraum bereitgestellte Volumen möglichst effizient nutzen zu können, kann bei wenigstens einer, vorzugsweise jeder Ballasteinheit das wenigstens eine Ballastelement in Richtung der Walzendrehachse langgestreckt sein und eine kreisringsegmentartige Querschnittskontur aufweisen.
  • Für eine definierte Positionierung jeweiliger Ballastelemente wird vorgeschlagen, dass bei wenigstens einer, vorzugsweise jeder Ballasteinheit die Aufhängungsanordnung an jedem axialen Ende des Ballastelements eine bezüglich des wenigstens einen Ballastelements und bezüglich des Walzenmantels festgelegte Aufhängungseinheit umfasst.
  • Dabei kann eine stabile Aufhängung dadurch gewährleistet werden, dass wenigstens eine, vorzugsweise beide Aufhängungseinheiten wenigstens ein bezüglich des wenigstens einen Ballastelements und des Walzenmantels festgelegtes Aufhängungselement umfasst.
  • Insbesondere dann, wenn die Ballastelemente vergleichsweise große Massen aufweisen, ist es für eine stabile Aufhängung vorteilhaft, wenn wenigstens eine, vorzugsweise beide Aufhängungseinheiten eine Mehrzahl von Aufhängungselementen umfasst.
  • Eine insbesondere eine Bewegung in jeder Raumrichtung zulassende, einfache konstruktive Ausgestaltung kann dadurch erreicht werden, dass wenigstens ein, vorzugsweise jedes Aufhängungselement mit Elastomermaterial, vorzugsweise Gummimaterial, beispielsweise als Elastomermaterialblock aufgebaut ist.
  • Um bei stabilem Aufbau der Bodenbearbeitungswalze die Ankopplung einer oder mehrerer Ballasteinheiten an den Walzenmantel in einfacher Weise realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass an dem Walzenmantel in axialem Abstand zueinander Trägerelemente vorgesehen sind, und dass bei wenigstens einer, vorzugsweise jeder Ballasteinheit jede der beiden Aufhängungseinheiten über eines der Trägerelemente bezüglich des Walzenmantels festgelegt ist. Derartige Trägerelemente können beispielsweise scheibenartig ausgebildet sein und als sogenannte Ronden an die Innenumfangsfläche des Walzenmantels beispielsweise durch Verschweißung angebunden sein.
  • Um im Bodenbearbeitungsbetrieb definierte Schwingungszustände, beispielsweise einen definierten Vibrationszustand einer derartigen Bodenbearbeitungswalze, herbeiführen zu können, wird vorgeschlagen, dass eine Unwuchtanordnung mit wenigstens einer im Walzeninnenraum angeordneten, um eine Unwuchtachse drehbaren Unwuchtmasseneinheit vorgesehen ist.
  • Dabei kann die wenigstens eine Unwuchtmasseneinheit eine um die Unwuchtachse drehbare Unwuchtwelle und wenigstens eine an der Unwuchtwelle getragene Unwuchtmasse mit bezüglich der Unwuchtachse exzentrischem Massenschwerpunkt umfassen, wobei die Unwuchtwelle an den Trägerelementen drehbar getragen sein kann.
  • Insbesondere zur Erzeugung einer zur Walzendrehachse im Wesentlichen orthogonal orientierten, auf die Verdichterwalze einwirkenden Vibrationsbeschleunigung kann die Unwuchtachse der Walzenlängsachse entsprechen. Ferner kann zur definierten Herbeiführung des Schwingungszustands die Unwuchtanordnung in Zuordnung zu der wenigstens einen Unwuchtmasseneinheit einen Unwuchtantrieb umfassen.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend wenigstens eine erfindungsgemäß aufgebaute Bodenbearbeitungswalze.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines eine Bodenbearbeitungsmaschine bereitstellenden Bodenverdichters;
    Fig. 2
    eine Längsschnittansicht einer Bodenbearbeitungswalze, geschnitten entlang einer Walzendrehachse;
    Fig. 3
    eine Querschnittansicht der in Fig. 2 dargestellten Bodenbearbeitungswalze, geschnitten längs einer Linie III-III in Fig. 2.
  • In Fig. 1 ist eine als Bodenverdichter ausgebildete Bodenbearbeitungsmaschine 10 in Seitenansicht dargestellt. Die Bodenbearbeitungsmaschine 10 umfasst einen Hinterwagen 12 und einen bezüglich des Hinterwagens 12 um eine näherungsweise vertikale Achse schwenkbaren Vorderwagen 14. Am Hinterwagen 12 sind eine Kabine 16 für die Bedienperson, ein nicht dargestelltes Antriebsaggregat und beidseits des Antriebsaggregats Antriebsräder 18 vorgesehen. Der Vorderwagen 14 umfasst einen Walzenrahmen 20, an welchem eine Bodenbearbeitungswalze 22, im Falle der Ausgestaltung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 als Bodenverdichter eine Verdichterwalze, um eine zur Zeichenebene der Fig. 1 orthogonale Walzendrehachse drehbar ist.
  • Die Bodenbearbeitungswalze 22 ist in Fig. 2 im Längsschnitt, also geschnitten längs der Walzendrehachse D, dargestellt. Die Bodenbearbeitungswalze 22 umfasst einen Walzenmantel 24, welcher in Richtung der Walzendrehachse D langgestreckt ist und diese im Wesentlichen zylindrisch umgibt. Der im Allgemeinen aus Metallmaterial aufgebaute Walzenmantel 24 umgibt einen Walzeninnenraum 26. Im Walzeninnenraum 26 sind mit axialem Abstand zueinander an einer Innenumfangsfläche 28 des Walzenmantels 24 zwei scheibenartige Trägerelemente 30, 32 angeordnet und mit dem Walzenmantel 24 durch Verschweißen fest verbunden. Diese beiden auch als Ronden bezeichneten, Trägerelemente 30, 32 bereitstellenden Scheiben sind bezüglich einer Längsmitte des Walzenmantels 24 symmetrisch angeordnet und tragen in ihrem zentralen Bereich eine Unwuchtwelle 34 einer allgemein mit 36 bezeichneten Unwuchtanordnung um die Walzendrehachse D drehbar. Somit bildet die Walzendrehachse D auch eine Unwuchtachse U.
  • Die Unwuchtanordnung 36 umfasst ferner eine mit der Unwuchtwelle 34 beispielsweise drehfest, also zur gemeinsamen Drehung um die Unwuchtachse U bzw. Walzendrehachse D fest verbundene Unwuchtmasseneinheit 38, welche im dargestellten Beispiel zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Unwuchtmassen 40, 42 aufweist. Die Unwuchtmassen 40, 42 stellen in ihrer Gesamtheit einen bezüglich der Unwuchtachse U exzentrisch liegenden Massenschwerpunkt der Unwuchtmasseneinheit 38 bereit. Zur Erzeugung einer Rotation der Unwuchtwelle 34 um die Unwuchtachse U ist ein Unwuchtantrieb 44 vorgesehen, welcher beispielsweise als Hydraulikmotor oder als Elektromotor ausgebildet sein kann. Durch Drehen der Unwuchtwelle 34 um die Unwuchtachse U bzw. die Walzendrehachse D wird eine im Allgemeinen als Vibration bezeichnete, zur Walzendrehachse D orthogonal gerichtete Beschleunigung auf die Verdichterwalze 22 bzw. den Walzenmantel 24 ausgeübt.
  • Um das im Walzeninnenraum 26 zur Verfügung stehende Volumen effizient nutzen zu können, ist im Walzeninnenraum 26 der Bodenbearbeitungswalze 22 eine Mehrzahl von Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 vorgesehen. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, liegen dabei bezüglich der Walzendrehachse D die beiden Ballasteinheiten 46, 48 und die beiden Ballasteinheiten 50, 52 einander diametral gegenüber, so dass durch die Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 ein auf der Walzendrehachse D liegender Massenschwerpunkt bereitgestellt ist und im Rotationsbetrieb durch die Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 generierte Unwuchten vermieden werden.
  • Jede der Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 umfasst ein in Richtung der Walzendrehachse D vorzugsweise zylindrisch langgestrecktes Ballastelement 54. Die Ballastelemente 54 der Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 weisen jeweils eine kreisringsegmentartige Querschnittskontur auf und bilden in ihrer Gesamtheit eine die Walzendrehachse D umgebende ringartige Struktur von Ballastelementen 54, wobei in Umfangsrichtung zwischen einander unmittelbar benachbarten Ballastelementen 54 jeweils ein Zwischenraum 56 gebildet ist.
  • Jede der Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 weist in Zuordnung zu deren Ballastelement 54 eine elastische Aufhängungsanordnung 58 auf. Über diese elastischen Aufhängungsanordnungen 58 sind die Ballastelemente 54 in ihren beiden axialen Endbereichen 60, 62 an den Trägerelementen 30, 32 getragen bzw. aufgehängt. Jede einem Ballastelement 54 einer jeweiligen Ballasteinheit 46, 48, 50, 52 zugeordnete Aufhängungsanordnung 58 umfasst in Zuordnung zu jedem der beiden axialen Endbereiche 60, 62 der Ballastelemente 54 jeweils eine Aufhängungseinheit 64, 66. Über die Aufhängungseinheiten 64, 66 sind die Ballastelemente 54 an den Trägerelementen 30, 32 getragen bzw. aufgehängt. Jede der Aufhängungseinheiten 64, 66 umfasst im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel zwei mit Umfangsabstand zueinander angeordnete Aufhängungselemente 68, 70 aus elastischem Material, beispielsweise Gummimaterial. Diese als Materialblöcke ausgebildeten Aufhängungselemente sind beispielsweise durch Verschraubung mit den axialen Endbereichen 60, 62 eines jeweils zugeordneten Ballastelements 54 einerseits und jeweiligen Trägerteilen 72, 74 andererseits fest verbunden, welche mit den zugeordneten Trägerelementen 30, 32 andererseits beispielsweise ebenfalls durch Verschraubung fest verbunden sein können. Anders als beispielsweise die Unwuchtwelle 34 sind daher die Ballastelemente 54 der Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 grundsätzlich nicht drehbar im Innenraum 26 der Bodenbearbeitungswalze 22 getragen.
  • Radial innerhalb der Anbindung der Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 an die Trägerelemente 30, 32 kann ein im Wesentlichen zylindrisches und die Walzendrehachse D umgebendes inneres Gehäuse 76 vorgesehen und an die Trägerelemente 30, 32 beispielsweise durch Verschweißung angebunden sein, um radial außerhalb dieses inneren Gehäuses 76 zwischen diesem und dem Walzenmantel 24 einen Raumbereich 78 zur Aufnahme der Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 und im Inneren des inneren Gehäuses 76 einen Raumbereich 80 zur Aufnahme der Unwuchtwelle 34 mit den Unwuchtmasseneinheiten 38 daran zu begrenzen.
  • Jede Ballasteinheit 46, 48, 50, 52 bildet mit ihrem Ballastelement 54 und den dieses bezüglich des Walzenmantels 24 über die Trägerelemente 30 elastisch tragenden Aufhängungseinheiten 64, 66 ein Schwingungssystem, bei welchem aufgrund der elastischen Verformbarkeit der Aufhängungselemente 68, 70 jedes Ballastelement 54 sich grundsätzlich bezüglich des Walzenmantels 24 in jeder Raumrichtung, also sowohl in Richtung der Walzendrehachse D, als auch radial bezüglich der Walzendrehachse D, als auch in Umfangsrichtung um die Walzendrehachse D bewegen kann. Somit wird zwischen den Ballastelementen 54 und dem Walzenmantel 24 eine insbesondere auch hinsichtlich der durch die Unwuchtanordnung 36 generierten periodischen Bewegung, insbesondere Vibration des Walzenmantels 24, eine Entkopplung erreicht, so dass die Ballastelemente 54 nicht mit dem Walzenmantel 24 schwingen, gleichwohl aber die Gesamtmasse der Bodenbearbeitungswalze 22 unter Ausnutzung des im Walzeninnenraum 26 zur Verfügung stehenden Volumens bei Absenkung des Schwerpunkts einer eine derartige Bodenbearbeitungswalze 22 aufweisenden Bodenbearbeitungsmaschine vergrößern. Die Ballastelemente 54 sind von außen nicht sichtbar, so dass Anforderungen an das optische Erscheinungsbild an sich nicht bestehen und auch das Sichtfeld der in der Kabine 16 sitzenden Bedienperson nicht beeinträchtigt ist. Die Ballastelemente 54 können aus kostengünstigem Material, wie z. B. Beton oder/und Stahl, aufgebaut werden. Als Aufhängungselemente 68, 70 können beispielsweise Aufhängungselemente verwendet werden, welche in ähnlicher Weise auch eingesetzt werden, um eine derartige Bodenbearbeitungswalze 10 elastisch bezüglich des Walzenrahmens 22 aufzuhängen. Es ist darauf hinzuweisen, dass eine derartige Aufhängung in den Fig. 1 bis 3 nicht dargestellt ist, axial jedoch beidseits der Trägerelemente 30, 32 vorgesehen sein kann bzw. über jeweilige Drehentkopplungslager an diese Trägerelemente 30, 32 angekoppelt sein kann.
  • Da zwischen den Ballastelementen 54 der Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 der in Fig. 3 dargestellte Zwischenraum 56 gebildet ist, besteht nicht die Gefahr, dass bei Auftreten einer Relativbewegung der Ballastelemente 54 bezüglich des Walzenmantels 24 einander unmittelbar benachbarte Ballastelemente 54 gegeneinander schlagen. Um bei dieser Relativbewegung in jedem durch eine derartige Ballasteinheit 46, 48, 50, 52 bereitgestellten Schwingungssystem eine übermäßige Bewegung bzw. eine übermäßige Schwingungsanregung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Masse der Ballastelemente 54 einerseits sowie die Steifigkeit der Aufhängungseinheiten 64, 66 andererseits so auszuwählen, dass die Resonanzfrequenz der so aufgebauten Schwingungssysteme nicht in einem Frequenzbereich liegt, welcher der durch die Unwuchtanordnung 36 im Bodenbearbeitungsbetrieb zum Versetzen der Bodenbearbeitungswalze 22 in Schwingung, insbesondere Vibration, vorgesehenen Schwingungsfrequenz entspricht. Vorzugsweise kann dafür gesorgt sein, dass die Resonanzfrequenz dieser jeweilige Ballasteinheiten 46, 48, 50, 52 umfassenden Schwingungssysteme über oder unter der durch die Unwuchtanordnung 36 generierten Anregungsfrequenz oder einem dieser zugeordneten Anregungsfrequenzbereich liegt.

Claims (12)

  1. Bodenbearbeitungswalze für eine Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend:
    - einen in Richtung einer Walzendrehachse (D) langgestreckten und einen Walzeninnenraum (26) umgrenzenden Walzenmantel (44),
    - wenigstens eine in dem Walzeninnenraum (26) angeordnete Ballasteinheit (46, 48, 50, 52),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jede Ballasteinheit (46, 48, 50, 52) wenigstens ein vermittels einer elastischen Aufhängungsanordnung (58) bezüglich des Walzenmantels (24) getragenes Ballastelement (54) umfasst, wobei das wenigstens eine Ballastelement (54) durch die Aufhängungsanordnung (58) mit dem Walzenmantel (24) permanent und bezüglich diesem in Radialrichtung, Axialrichtung und Umfangsrichtung bewegbar gekoppelt ist,
    oder/und
    dass in dem Walzeninnenraum (26) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Ballasteinheiten (46, 48, 50, 52) vorgesehen ist, wobei jede Ballasteinheit (46, 48, 50, 52) wenigstens ein vermittels einer elastischen Aufhängungsanordnung (58) bezüglich des Walzenmantels (24) getragenes Ballastelement umfasst.
  2. Bodenbearbeitungswalze nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer, vorzugsweise jeder Ballasteinheit (46, 48, 50, 52) das wenigstens eine Ballastelement (54) in Richtung der Walzendrehachse (D) langgestreckt ist oder/und eine kreisringsegmentartige Querschnittskontur aufweist.
  3. Bodenbearbeitungswalze nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer, vorzugsweise jeder Ballasteinheit (46, 48, 50, 52) die Aufhängungsanordnung (58) an jedem axialen Ende (60, 62) des wenigstens einen Ballastelements (54) eine bezüglich des wenigstens einen Ballastelements (54) oder/und bezüglich des Walzenmantels (24) festgelegte Aufhängungseinheit (64, 66) umfasst.
  4. Bodenbearbeitungswalze nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, vorzugsweise beide Aufhängungseinheiten (64, 66) wenigstens ein bezüglich des wenigstens einen Ballastelements (54) und des Walzenmantels (24) festgelegtes Aufhängungselement (68, 70) umfasst.
  5. Bodenbearbeitungswalze nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, vorzugsweise beide Aufhängungseinheiten (64, 66) eine Mehrzahl von Aufhängungselementen (68, 70) umfasst.
  6. Bodenbearbeitungswalze nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein, vorzugsweise jedes Aufhängungselement (68, 70) mit Elastomermaterial, vorzugsweise Gummimaterial, aufgebaut ist.
  7. Bodenbearbeitungswalze nach einem der Ansprüche 3-6,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem Walzenmantel (24) in axialem Abstand zueinander Trägerelemente (30, 32) vorgesehen sind, und dass bei wenigstens einer, vorzugsweise jeder Ballasteinheit (46, 48, 50, 52) jede der beiden Aufhängungseinheiten (64, 66) über eines der Trägerelemente (30, 32) bezüglich des Walzenmantels (24) festgelegt ist.
  8. Bodenbearbeitungswalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Unwuchtanordnung (36) mit wenigstens einer im Walzeninnenraum (26) angeordneten, um eine Unwuchtachse (U) drehbaren Unwuchtmasseneinheit (38) vorgesehen ist.
  9. Bodenbearbeitungswalze nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Unwuchtmasseneinheit (38) eine um die Unwuchtachse (U) drehbare Unwuchtwelle (34) und wenigstens eine an der Unwuchtwelle (34) getragene Unwuchtmasse (40, 42) mit bezüglich der Unwuchtachse (U) exzentrischem Massenschwerpunkt umfasst.
  10. Bodenbearbeitungswalze nach Anspruch 7 und Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwelle (34) an den Trägerelementen (30, 32) drehbar getragen ist.
  11. Bodenbearbeitungswalze nach einem der Ansprüche 8-10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtachse (U) der Walzenlängsachse (D) entspricht, oder/und dass die Unwuchtanordnung (36) in Zuordnung zu der wenigstens einen Unwuchtmasseneinheit (38) einen Unwuchtantrieb (44) umfasst.
  12. Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend wenigstens eine Bodenbearbeitungswalze (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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