JP2004537662A

JP2004537662A - 振動の少ない操作案内ハンドルを備えた締固め機

Info

Publication number: JP2004537662A
Application number: JP2003517372A
Authority: JP
Inventors: ブルケルトディルク; グレップマイアーマーティン
Original assignee: Wacker Construction Equipment AG; Wacker Neuson SE
Current assignee: Wacker Construction Equipment AG; Wacker Neuson SE
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-12-16
Also published as: DE10137337A1; EP1412581A1; WO2003012205A1; US20040234337A1; WO2003012205B1

Abstract

地盤締固めのための締固め装置は上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とを有している。この上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とは、駆動装置と、ガイド装置と、組み込まれたばね系とを介して線形にかつ互いに逆方向に運動可能である。この場合、締固め装置はグリップハンドル（１４）によって手で作業範囲にわたって操作案内可能である。グリップハンドル（１４）に可能な限り僅かな振動を伝達するためには、グリップハンドル（１４）が、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とに、この上部質量体（１０）と下部質量体（１２）との間で延びる中間部材（２０）を介して結合されている。この中間部材（２０）の領域では、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とから出発した運動力もしくは慣性力が十分に補償される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤締固めのための締固め装置であって、上部質量体と下部質量体とが設けられており、上部質量体と下部質量体とが、駆動装置によって線形にかつ互いに逆方向に運動可能であり、グリップハンドルによって手で作業範囲にわたって操作案内可能である形式のものに関する。
【０００２】
上部質量体は一般的に原動機とクランク伝動装置とを有している。下部質量体は、締固めプレートと、駆動装置の作用を増幅させる組み込まれたばね・質量系とを有している。上部質量体と下部質量体との間の結合領域は一般的にベローズによって外部に対して閉鎖されている。
【０００３】
このような形式の装置では、把持領域に生ぜしめられる振動が重大な問題を成している。オペレータの手および腕に伝達される加速度は可能な限り少なく保たれなければならない。通常、グリップハンドルは締固め装置の上部質量体に結合されており、グリップハンドルにおける巧妙な質量分配、レバー長さの調和、減衰エレメントの種々異なる構成および重心に対する把持領域の選択された位置によって、手・腕・加速度が所望の限度内に保たれる。さらに、問題は、規定された作業時、たとえば管のタンピング時または土羽付け時にオペレータが、規定された把持領域を離れ、締固め装置に対して側方に立ち、これによって、グリップハンドルを、許容可能な加速値が上回られる箇所で把持する傾向にあることによって増大される。
【０００４】
本発明の課題は、グリップハンドルのどの箇所が把持されるかにかかわらず、グリップハンドルにおける加速度が完全に全般的に低減されるようにすることである。
【０００５】
この課題は、請求項１記載の締固め装置によって解決される。有利な改良形は従属請求項から知ることができる。
【０００６】
本発明によれば、グリップハンドルが、上部質量体と下部質量体とに、上部質量体と下部質量体との間で延びる中間部材を介して結合されており、該中間部材の領域で、上部質量体と下部質量体とから出発した運動もしくは慣性力が十分に補償されるようになっている。
【０００７】
本発明によって、グリップハンドルは、比較的高い振動振幅を有する上部質量体に接続されず、締固め装置の、最も少ない振動振幅を有する領域に接続される。なぜならば、上部質量体および下部質量体の、逆方向に作用する振動がそこで十分に相殺されるからである。
【０００８】
有利には、グリップハンドルが、当該締固め装置の両側で中間部材に結合されている。
【０００９】
４つの襞を有するベローズを備えた締固め装置における振動特性を観察して、地面に対して相対的にかつひいては締固め装置のグリップハンドルを操作案内する、地盤に立っているオペレータに対して相対的に、上から数えて２番目の襞が最も静粛な箇所を成していることが分かった。ここから出発して、本発明の第１の構成は、上部質量体と下部質量体との間で延びるベローズを中間部材として使用している。この場合、有利な構成によれば、グリップハンドルに結合された襞が、該襞の外径に適合されたクリップによって取り囲まれるようになっており、該クリップに、グリップハンドルの運動に関与する結合部材が接続されている。
【００１０】
本発明の極めて有利な別の構成では、中間部材が、主として、グリップハンドルに固く結合されており、上部質量体と下部質量体とが、それぞれロッカを介して可動に中間部材に結合されている。これによって、ベローズを場合により特にその役割のために中間部材として形成するかもしくは装備する必要性が省略される。
【００１１】
有利な構成では、ロッカが、上部質量体の両側に配置されており、下部質量体が、上部質量体の外側の領域にまで突出した延長部を有しており、該延長部にロッカが、下部質量体と中間部材との結合のために支承されている。延長部は、たとえばロッドの形で形成されていてもよいし、ベローズを保護するエプロンとして形成されていてもよい。
【００１２】
有利には、ロッカが、少なくとも一方の端部で減衰用のねじりエレメントを介して支承されている。
【００１３】
本発明による別の構成では、中間部材が、グリップハンドルに結合された、二重に作用するストラット型ショックアブソーバによって形成されるようになっており、該ストラット型ショックアブソーバのガイドハウジングが、上部質量体に取り付けられているのに対して、互いにかつガイドハウジングに対して相対的に可動の２つのガイドロッドが、互いにかつガイドハウジングに、直列に配置された、同時に引張り・圧縮ばねとして作用するばねによって結合されており、一方のガイドロッドが、グリップハンドルに結合されており、他方のガイドロッドが、下部質量体に結合されている。
【００１４】
別の有利な構成は従属請求項から得られる。
【００１５】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１６】
以下、それぞれ異なる図面に示した互いに相応のエレメントには同じ符号が付してある。
【００１７】
図示の締固め機は３つの主要な構成群：すなわち、公知の形式で駆動装置を有する上部質量体１０と、この上部質量体１０に対して相対的に可動にガイドされる、逆方向で上下に可動の下部質量体１２と、締固め装置を操作案内するために使用されるグリップハンドル１４とを有している。
【００１８】
このグリップハンドル１４は、上部質量体１０の構成要素を成す原動機にエネルギ供給するために燃料タンク１６を支持している。さらに、グリップハンドル１４は、カバー１８と、締固め装置を建設現場に搬送するためのクレーン用ブラケット（図示せず）とを備えていてよい。上部質量体１０と下部質量体１２との間の駆動結合は伝動装置によって行われる。
【００１９】
伝動装置および／または上部質量体１０と下部質量体１２との間のガイド手段はベローズ２０によって取り囲まれている。このベローズ２０はクリップ２２によって上部質量体１０に固定されていて、クリップ２４によって下部質量体１２に固定されている。図示の実施例では、ベローズ２０が４つの襞（ひだ）を有している。
【００２０】
締固め装置は作業の間、グリップハンドル１４を介して操作案内されて、地盤表面に対してほぼ平行に運動を実施することができる。この場合、運動方向は図平面に対して平行に延びている。
【００２１】
作業の間のこのような形式の締固め装置を観察して、上から数えて２番目の襞２６が、締固め装置の、この締固め装置が支持されており、かつ締固め装置をグリップハンドル１４を介して操作案内するオペレータが立っている地盤に対して相対的に最も僅かな運動を生ぜしめる領域であることが分かった。したがって、可能な限り僅かな振動をオペレータの手および腕に伝達することを努力して、図１および図２に示した締固め装置では、グリップハンドル１４が、ベローズ２０の、上から数えて２番目の襞２６の領域で、上部質量体１０と下部質量体１２とから成る締固め構成群に結合されている。
【００２２】
この目的のために、図示の実施例では、２番目の襞２６の領域に、ベローズ２０を外側から取り囲むクリップ２８が取り付けられている。地盤表面に対して平行な締固め装置の運動方向に対して、締固め装置の両側にはガイドロッド３０が配置されている。このガイドロッド３０は、オペレータからグリップハンドル１４に加えられた操作案内力を締固め装置全体に伝達するために働き、締固め運動の方向で上部質量体１０と下部質量体１２との間に延びていて、一方でクリップ２８にかつ他方で操作案内ハンドル１４に固定されている。ガイドロッド３０は締固め運動の方向に、上部質量体１０に取り付けられたガイド手段３２によってガイドされている。しかし、このガイド手段３２は、下部質量体１２に設けられていてもよいし、上部質量体１０と下部質量体１２とに設けられていてもよい。ガイド手段３２として、滑り軸受け、スラスト玉軸受けもしくはボールブシュまたは弾性的なロッドガイド手段も使用することができる。
【００２３】
上側の端部では、ガイドロッド３０が、微振動を減衰するために、弾性的な中間エレメント３６を備えた結合スリーブ３４を介してグリップハンドル１４に結合されている。
【００２４】
ベローズ２０を可能な限り少なく負荷するためには、グリップハンドル１４と、燃料タンク１６と、カバー１８と、ガイドロッド３０とから成る構成群が可能な限り軽量に形成される。
【００２５】
反発衝撃を回避するためには、ベローズ２０の２番目の襞２６と、この２番目の襞２６に隣り合った、全周にわたって延びる襞との間の間隔が、上から数えて３番目の襞と４番目の襞との間に見ることができるような通常の間隔の２倍の間隔に増加させられる。さらに、クリップ２８を取り付けるためにかつクリップ２８に支持された負荷を吸収するために規定された２番目の襞２６の剛性が、可動の別の襞よりも幾分安定的に規定される。
【００２６】
相応の作用は、滑り性の良いプラスチックから成る支持リングまたはガイドリングによって得ることもできる。この支持リングまたはガイドリングは２番目の襞２６の領域に内側から設けられる。このようなリングは襞２６の押潰れを阻止することができるものの、上部質量体１０と下部質量体１２との間のガイドシリンダに対する内側襞の摩耗も阻止することができる。このためには、図示していないリングがベローズ２０内に嵌め込まれる。
【００２７】
ガイドロッド３０をベローズ２０に固定するためには、１つの変化形（図示せず）によれば、襞２６が、適宜なアンダカットを備えた全周にわたって延びる隆起部から成っていてよい。アンダカットには、たとえば耐摩耗性のプラスチックから成る一種のベローズ保護装置と共に襞が緊締され、管から成るリンク機構またはばね帯鋼によってグリップハンドル１４の負荷が吸収される。
【００２８】
図２には、１つの変化形が示してある。この変化形では、ガイドロッド３０の、上部質量体１０に設けられた図１に示したガイド手段３２が、内部に支承されたねじりブシュ３８を備えた、ガイドロッド３０に達するロッカ４０によって置き換えられる。この場合、このロッカ４０の旋回時に生ぜしめられるねじり力が、ガイドロッド３０を介して伝達される振動を付加的に減衰する。
【００２９】
ベローズ２０でのガイドロッド３０の支持は、図３〜図５に示した実施例では回避される。
【００３０】
図３に示した構成では、グリップハンドル１４にすでに前述した形式で結合された、滑りガイド手段３２にガイドされたガイドロッド３０がベローズ２０に結合されず、２つのロッカ対４２，４４を介して一方で上部質量体１０にかつ他方で下部質量体１２に連結される。有利には、ロッカ対４２，４４は上部質量体１０の両側に配置されている。したがって、下部質量体１２が延長部６６を有している。この延長部６６は上部質量体１０の外側の領域にまで案内されている。延長部６６は、図示のように、ロッドであってよい。しかし、延長部６６は、たとえばベローズ２０を保護するようにカバーするエプロンによって形成されてもよい。
【００３１】
締固め機の運転の間、上部質量体１０の運動と下部質量体１２の運動とは、組み込まれたばね・質量系によってガイドロッド３０に対して相対的に相殺される。ロッカ対４２，４４の中間位置は破線で図示してある。
【００３２】
図示の例は、上部質量体１０に枢着されたロッカ対４２の鉛直運動が、下側のロッカ対４４に枢着された下部質量体１２のストロークの半分の大きさであることから出発している。ロッカ対４２，４４は、互いに異なるストロークを補償するために、互いに異なる硬さのねじりエレメント４６，４８で上部質量体１０もしくは下部質量体１２に支承されていてよい。択一的には、互いに異なる長さのロッカを使用することもできる。
【００３３】
ロッカ対４２，４４とガイドロッド３０との間の結合は、単純な回動点５０；５２を介して行われてもよいし、同じくねじりエレメントを介して行われてもよい。振動系が正確に設計されていると、下部質量体１２が上方にかつ上部質量体１０が下方に運動する場合の第１の運動段階でグリップハンドル１４はほとんど負荷されず、したがって、ほとんど運動させられない。下部質量体１２が地盤に衝突する場合の第２の運動段階では、上部質量体１０が強制的に上方に運動するので、力が再び相殺され、グリップハンドル１４は同じくほとんど負荷されないと共に運動させられない。
【００３４】
これに対して、図４および図５に１つの変化形が示してある。この場合、対応配置されたねじりエレメント４６，４８および場合によっては回動点５０；５２を備えた減衰用のロッカ対４２，４４の代わりに、二重に作用する一対のストラット型ショックアブソーバ５４が設けられている。
【００３５】
この場合、このストラット型ショックアブソーバ５４のガイドハウジング５６は２つのばね受け５８，６０を有している。ばね受け５８は、ハウジング５６の一方の端面を越えて上方に突出した第１のガイドロッド６２に結合されており、第２のばね受け６０は、下方に突出した第２のガイドロッド６４に結合されている。第１のばね受け５８とハウジング５６の上側の端部との間には、引張り・圧縮ばねとして作用する第１のばね６８が配置されているのに対して、このような形式の第２のばね７０は、第１のばね受け５８と第２のばね受け６０との間に配置されている。
【００３６】
ガイドハウジング５６は上部質量体１０に結合されており、第１のガイドロッド６２はグリップハンドル１４に結合されており、第２のガイドロッド６４は下部質量体１２に結合されているので、下部質量体１２と上部質量体１０との逆方向の運動時に逆方向に作用する力はストラット型ショックアブソーバ５４の領域で補償され、残存する振動はばね６８，７０の減衰作用によってグリップハンドル１４から遠ざけられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明により形成された締固め機の第１の構成の側面図である。
【００３８】
【図２】本発明により形成された締固め機の第２の構成の側面図である。
【００３９】
【図３】本発明により形成された締固め機の第３の構成の側面図である。
【００４０】
【図４】本発明により形成された締固め機の第４の構成の側面図である。
【００４１】
【図５】図４に示したストラット型ショックアブソーバの配置形式の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０上部質量体、１２下部質量体、１４グリップハンドル、１６燃料タンク、１８カバー、２０ベローズ、２２クリップ、２４クリップ、２６襞、２８クリップ、３０ガイドロッド、３２ガイド手段、３４結合スリーブ、３６中間エレメント、３８ねじりブシュ、４０ロッカ、４２ロッカ対、４４ロッカ対、４６ねじりエレメント、４８ねじりエレメント、５０回動点、５２回動点、５４ストラット型ショックアブソーバ、５６ガイドハウジング、５８ばね受け、６０ばね受け、６２ガイドロッド、６４ガイドロッド、６６延長部、６８ばね、７０ばね

Claims

地盤締固めのための締固め装置であって、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とが設けられており、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とが、駆動装置によって線形にかつ互いに逆方向に運動可能であり、ベローズ（２０）によって互いに結合されていて、グリップハンドル（１４）によって手で作業範囲にわたって操作案内可能である形式のものにおいて、グリップハンドル（１４）が、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とに、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）との間で延びる中間部材（２０，２８；３０，４０，４２，４４；５４）を介して結合されており、該中間部材（２０，２８；３０，４０，４２，４４；５４）の領域で、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とから出発した運動が十分に補償されるようになっていることを特徴とする、地盤締固めのための締固め装置。
グリップハンドル（１４）が、当該締固め装置の両側で中間部材（２０，２８；３０，４０，４２，４４；５４）に結合されている、請求項１記載の締固め装置。
グリップハンドル（１４）が、上部質量体（１０）に対して相対的に可動にガイドロッド（３０）によってガイドされており、該ガイドロッド（３０）の一方の端部が、グリップハンドル（１４）に結合されており、ガイドロッド（３０）の他方の端部が、中間部材（２０）に結合されており、ガイドロッド（３０）が、上部質量体（１０）に少なくともほぼ長手方向可動にガイドされている、請求項２記載の締固め装置。
中間部材が、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）との間で延びるベローズ（２０）である、請求項１から３までのいずれか１項記載の締固め装置。
ベローズ（２０）の、グリップハンドル（１４）に結合された部分が、当該締固め装置の運転中に十分に振動なしである襞である、請求項４記載の締固め装置。
ベローズ（２０）が、４つの襞を有しており、グリップハンドル（１４）が、上部質量体（１０）に続く２番目の襞（２６）に結合されている、請求項５記載の締固め装置。
グリップハンドル（１４）に結合された襞（２６）が、該襞（２６）の外径に適合されたクリップ（２８）によって取り囲まれるようになっており、該クリップ（２８）に、グリップハンドル（１４）の運動に関与する結合部材（３０）が接続されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の締固め装置。
ベローズ（２０）において、グリップハンドル（１４）に結合された襞（２６）が、該襞（２６）に隣り合った襞に対する増加させられた間隔を有している、請求項５から７までのいずれか１項記載の締固め装置。
ベローズ（２０）において、グリップハンドル（１４）に結合された襞（２６）が、高められた剛性を有している、請求項５から８までのいずれか１項記載の締固め装置。
グリップハンドル（１４）に結合された襞（２６）に支持リングおよび／またはガイドリングが対応配置されている、請求項５から９までのいずれか１項記載の締固め装置。
支持リングおよび／またはガイドリングが、襞（２６）の内部に嵌め込まれている、請求項１０記載の締固め装置。
支持リングおよび／またはガイドリングが、滑り性の良いプラスチックから成っている、請求項１１記載の締固め装置。
ガイドロッド（３０）が、ボールブシュによって上部質量体（１０）にガイドされている、請求項３から１２までのいずれか１項記載の締固め装置。
ガイドロッド（３０）が、ロッカ（４０）によって上部質量体（１０）にガイドされている、請求項３から１２までのいずれか１項記載の締固め装置。
ロッカ（４０）が、少なくとも一方の端部に回動ジョイントを有しており、該回動ジョイントが、減衰用のねじりエレメント（３８）として形成されている、請求項１４記載の締固め装置。
中間部材（３０）が、主として、グリップハンドル（１４）に固く結合されており、上部質量体（１０）と下部質量体（１２）とが、それぞれロッカ（４２，４４）を介して可動に中間部材（３０）に結合されている、請求項１または２記載の締固め装置。
中間部材が、グリップハンドル（１４）に結合されたガイドロッド（３０）によって形成されるようになっている、請求項１６記載の締固め装置。
ロッカ（４２，４４）が、上部質量体（１０）の両側に配置されており、下部質量体（１２）が、上部質量体（１０）の領域にまで突出した延長部（６６）を有しており、該延長部（６６）にロッカ（４４）が、下部質量体（１２）と中間部材（３０）との結合のために支承されている、請求項１６または１７記載の締固め装置。
ロッカ（４２，４４）が、少なくとも一方の端部で減衰用のねじりエレメント（４６，４８）を介して支承されている、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の締固め装置。
中間部材（３０）が、上部質量体（１０）に長手方向可動にガイドされている、請求項１６から１９までのいずれか１項記載の締固め装置。
中間部材が、グリップハンドル（１４）に結合された、二重に作用するストラット型ショックアブソーバ（５４）によって形成されるようになっており、該ストラット型ショックアブソーバ（５４）のガイドハウジング（５６）が、その都度上部質量体（１０）に取り付けられているのに対して、互いにかつガイドハウジング（５６）に対して相対的に可動の２つのガイドロッド（６２，６４）が、互いにかつガイドハウジング（５６）に、直列に配置された、同時に引張り・圧縮ばねとして作用するばね（６８，７０）によって結合されており、一方のガイドロッド（６２）が、グリップハンドル（１４）に結合されており、他方のガイドロッド（６４）が、下部質量体（１２）に結合されている、請求項１または２記載の締固め装置。
各ガイドロッド（６２，６４）が、ハウジング（５６）内で移動可能なばね受け（５８，６０）に結合されており、第１のばね（６８）が、一方のガイドロッド（６２）のばね受け（５８）と、ハウジング（５６）の、前記ガイドロッド（６２）によって横断された端面との間に配置されており、第２のばね（７０）が、両ばね受け（５８，６０）の間に配置されている、請求項２１記載の締固め装置。
グリップハンドル（１４）と中間部材（３０；５４）との間の結合部が、グリップハンドル（１４）に弾性的な中間エレメント（３６）を介して接続されている、請求項１から２２までのいずれか１項記載の締固め装置。