SE524084C2 - Fram- och bakgående vibratorplatta - Google Patents

Description

: t: :- - - - “I _: - '.: ; r - - - - ' ' ° H - I. f'f " ” ' u . a - .. .. .a k.. - a a 3 Excenteraxeln, som roterar i plattans íardriktning, ger en cirkulär rörelse av den vibrerande delen av plattan under ett varvs rotation av excenteraxeln. Genom samverkan med underlaget förflytta sig plattan framåt samtidigt som den alstrar tryckstötar mot markytan.

De kända fram- och backgående plattorna har ett excenterelement med två excenteraxlar så nära den vibrerande delens tyngdpunkt som möjligt excenteraxlarna är motroterande och roterar synkront. Genom motrotationen erhålls, under ett varvs rotation, en linjär resulterande rörelse av den vibrerande delen och genom samverkan med underlaget erhålls en förflyttning av plattan samt tryckstötar mot underlaget. För att plattan skall förflytta sig på önskat sätt skall den linjära rörelseresultanten ha en vinkel mot markytan på cirka 30 grader. För att åstadkomma fram- och backgången hos plattorna kan den relativa vinkeln mellan excenteraxlarna förändras, under drift, innebärande att den vibrerande delens linjära rörelseriktning kan varieras antingen steglöst eller mellan två fasta vinklar.

Vid steglös reglering kan den vibrerande delens rörelseriktrring vara tex. även vinkelrätt mot underlaget, men plattan förflytta sig då inte.

Det finns även utförande med motroterande excentrar roterande kring en axel.

Excenteraxlarna kan vara drivna med kilremmar från en drivmotor eller var hydrauldrivrra.

Nackdelen med dessa utförande av fram- och backgående vibratorplattor ar att packningsförmågan och framkomligheten inte år speciellt bra och att både packningsfönnågan och framkomligheten minskar med att fyllnadsmaterialet blir finkornigare.

I vissa länder med ringa tillgång på utpräglat fiiktionsmaterial, som tyllnadsmaterial används därför fram- och backgående vibratorplattor nästan inte alls utan endast framåtgående plattor.

Orsaken till den relativt låga packningsverkan med kända fram- och backplattor är den flacka linjärrörelsen hos den vibrerande delen, som medför att den vertikala rörelsekomposanten blir relativt liten. - t .. . . , '_ '_ _' _10. n" a. . a a . f . , , , _' ' * ß . . .i , U z - u. .. . , _ _ _ _ _, _ . . .. - . . . . - . v . a. n 4 Att den vertikala rörelsekomposantcn blir liten medför att stöttrycket mot underlaget blir lågt, vilket medför låg packningsverkan speciellt på finkomiga fyllnadsmaterial.

Den vertikala rörelsekomposanten har också betydelse för fram- och backgående plattomas framkomlighet då det år den vertikala rörelsekomposanten som lyfter den vibrerande delen ur den fördjupning i fyllnadsmaterialet som plattan sjalv skapar, med ñnkomigare material och med material med lägre elasticitet minskar framkomligheten med en låg vertikal rörelsekomposant.

En annan nackdel hos dessa fram- och backgående vibratorplattor med två motroterande excenteraxlar är att dessa bildar ett kraftpar, vid fram- och back- positionema av excenteraxlama, som ger upphov till ett moment som vrider den vibrerande delen kring en symmettiaxel mellan excenteraxlarna. Momentet varierar med relativvinkel mellan excenteraxlama och resultantens inställda vinkelläge och år noll då viktema är i läge för fiam- eller backgång och relativvinkeln mellan excentervikterna år noll samt max vid 90 graders relativvinkel mellan excentervikterna.

Denna uppkomna tiltrörelse hos plattan medför att den får sämre framkomlighet då plattan gräver ner sig i underlaget.

En annan nackdel med dessa kända fram- och backgående vibratorplattor är att excenterelementen med kugghjul för synkrona varvtal mellan excenteraxlama samt mekanism för omställning av excenteraxlarnas relativa vinkel under drifi är komplicerade och därmed dyrbara. Ändamålet med uppfinningen är att lösa ovanstående nackdelar hos kända fram- och backgående vibratorplattor.

Uppfinningen utgör en lösning på dessa problem genom att vibrationsrörelsen hos den vibrerande delen av plattan inte utgörs av en linjär rörelse, med en flack vinkel mot underlaget, utan har formen av en cirkulär rörelse under ett varvs rotation av excenteraxeln. Detta åstadkommes genom att endast en excenteraxel åt gången år 524 084 ' 5 driven. Vidare varierar amplituden i bottenplåtens längdriktning med störst amplitud i änden mot rörelseriktningen där den vertikala amplituden är väsentligt större med denna uppfinning än hos kända fram- och backplattor. Även den horisontella amplituden hos bottenplåten är större med denna uppfinning än de kända fram- och backplattorna. Jämförelsema görs naturligtvis med motsvarande storlekar och vibrationsdata mellan kända fram- och backgående plattor och uppfinningen.

Vidare alstras det inte något krafipar som tiltar bottenplattan under excenteraxelns rotation då endast en axel är satt i rotation.

Uppfrnningen ger också en mer kostnadseffektiv lösning av omställningsíörfarandet mellan fram- och backgång av vibratorplattan än kända utföranden då ingen synkronisering mellan excenteraxlarna erfordras och att ingen mekanism erfordras kring excenteraxlarna för att åstadkomma en ändring av rörelseriktningen.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas, med hänvisning till bifogade ritningar Fig.A, FigB, Fig.C, Fig.D, Fig.E, Fig.F och FígG.

Vibratorplattan enligt uppfinningen, sedd från sidan i F ig.A, består av en vibrerande del (1) en avisolerad del (2) och handtag (3) den vibrerande delens huvudkomponenter, som framgår av Fig.B och Fig.C där FigC visar ett snitt genom centrum av excenteraxlarna, där en bottenplatta (33) med två excenterelement (34) är anslutna till bottenplattan. Varje excenterelementen består av hus och lagring av varsin roterbar excenteraxel (4,5) med rotationscentrurn vinkelrätt mot plattans längdriktning. Plattans längdriktning är riktningen i plattans rörelseriktningar och plattans bredd är vinkelrätt mot längdriktningen. Excenteraxlarna (4,5) består av en axel med en till axeln fast förbunden excentriskt placerad vikt.

Vibratorplattan består också av en avisolerad del förbunden med den vibrerande delen genom ett antal vibrationsisolatorer. Den avisolerade delen utgör i princip en bädd för förbrännings- eller elmotor med hydraulpurnp samt att den uppbär hydraultank, batteri och övrig utrustning samt utgör infästning av handtag för styrning av plattan. Excenterelernenten med de roterbara excenteraxlarna (4,5) utan 524 084 6 synkroniserade varvtalsförhållanden är placerade symmetriskt, i plattans längdriktning, kring den vibrerande delens tyngdpunkt (6) med axlarnas rotationscentrum vinkelrätt mot plattans längdriktning.

Bägge excenteraxlarna är anslutna till varsin hydraulisk drivmotor (7,8) vilka altemativt driver den ena eller den andra av excenteraxlarna. Rotationsriktningen hos excenteraxlama är i plattans fàrdriktning, vilket menas att excentem, under ett varvs rotation, i följd passera lägena: Vertíkalt neråt, horisontellt mot vibrationsdelens symmetri linje, vertikalt uppåt, horisontellt i färdriktningen, vertikalt nedåt.

Genom detta utförande varierar den vertikala amplituden längs bottenplattan och är störst i den drivande delens ände där rörelsen under ett varvs rotation beskriver en cirkelliknande form. Detta ger, i jämförelse med nu kända fram- och backplattor, en betydligt större vertikal amplitud och horisontell amplitud i den drivande delens ände, vilket ger hög packningsverkan även i finkorniga fyllnadsmaterial och bra framkomlighet i material med låg elasticitet, vidare uppstår det inget krafipar som tiltar den vibrerande delen.

För att öka det dynamiska trycket mot underlaget och därmed ytterliggare förbättra packningsverkan är vid en utformning av uppfinningen, som framgår av F ig.F och Fig. G, bottenplattans (33) anliggningsyta mot underlaget utformad med en inbuktning (45) tvärs över bottenplattans hela bredd men bara över en del av dess längd. Bottenplattans anliggningsyta mot underlaget i dess främre och bakre områden har lika nivå Vid ändring av rörelseríktning av vibratorplattan från fram till back och tvärt om sker detta genom ändring av hydraulvätskans riktning från den ena till den andra hydraulmotorn. Plattan förflyttar sig i den riktning där en excenteraxel roterar dvs. om den främre excenteraxeln roterar så förflytta sig plattan framåt och om den bakre excenteraxeln roterar så förflytta sig plattan bakåt. 0 o an. . v q . . . f a". "~: _.. v .- :n- . . . a . . . _ : ': n ¿_ , "' ' 0 ø u a a . r. , _ ; : -- a . . . . _ ' ' vn on »- I 7 Uppfinningens hydraulsystem för drivning av excenteraxlarna framgår av Fig.D. Hydraulsystemet är uppbyggt med en hydraulpump (28) som drives av en förbrärmingsmotor eller elmotor vilken normalt roterar med konstantvarvtal, varvtalet kan dock varieras av operatören av plattan till tex. tomgångsvarvtal av förbränningsmotom. Hydrauliska drivmotorer (7,8) en till vardera excenteraxlarna driver dessa. Hydraulsystemet är ett konstantflödessystem, varvid en riktningsventil (9) styr hydraulvätskan till den ena eller andra av hydraulmotorema(7,8)som driver excenteraxlarna. Riktningsventilen har ett neutralläge där hydraulvätskan återföres till en tankledning (10) som pumpens sugledning (12) är ansluten till. Riktningsventilen kan vara elektriskt, mekaniskt eller hydrauliskt manövrerad, riktningsventilen har fiåderrettir till neutrallåget vilket innebär att vid start av törbränningsmotom eller elmotorn roterar ingen av hydraulmotorema, vidare är plattans operatörshandtag (3) försett med sk. dödmansgrepp vilket innebär att om operatören släpper greppet bryts strömmen, alternativt styrtryck eller mekanisk kraft, till riktningsventilen och demia går till neutralläge och plattan stannar snabbt.

Hydraulsystemet har också en hydraultank(l1), samt ett ledningssystem och övriga nödvändiga standarddetaljer i hydraulsystemet såsom filter, tanklufining öppen eller sluten, överströmningsventil, standarddetaljema visas ej i Fig.D.

Vid ändring av rörelseriktriingen av plattan ändras alltså hydraulvätskeflödet från den ena hydraulmotom till den andra hydraulmotorn, som skall accelerera upp den stillastående excenteraxeln till plattans drififrekvens på mycket kort tid, samtidigt skall den excenteraxeln och hydraulrnotorn som tidigare vari drift stoppa att rotera.

Detta förlopp skall ske så snabbt att det inte har någon praktisk betydelse på packningsarbetet.

För att slippa att använda en förbränningsmotor eller elmotor med större effekt än den kontinuerliga driften fordrar samt att säkerställa att förbrânningsmotorris varvtal inte sjunker nämnvärt vid växling av plattans rörelseriktning så används rotationsenergin i den excenteraxel som stängts av för att hjälpa till att driva hydraulpumpen. Detta sker genom att hydraulmotorernas utloppsledningar (l3,14) är 524 084 8 kopplade till en sluten tankledning (10) som även pumpens sugledning (12) är ansluten till. Den slutna tankledningen kan vara utfonnad med två anslutningar till tank eller vara utformad som en slinga med en anslutning mot tank, som visas i Fig.D. Hydraulmotoremas utloppsledningar anslutes till den slutna tankledningen på vardera sidan om pumpens suglednings anslutning till tankledningen. I den slutna tankledningen emellan pumpens sugledning och hydraulmotoremas utloppsledningar är två backventiler (15, 16) installerade med backriktning mot hydraultank (1 1). Vidare är det i tankledningen på motsatt sida mot' backventilema om hydraulmotoremas utloppsledningar installerat två tryckstyrda backventiler (17 , 1 8) med backriktning mot hydraultank och med styrtrycksledningama (l9,20) för öppning i backriktningama anslutna till tankledningen på motsatt sida om pumpens sugledning i ledningsdelama mellan backventil och tryckstyrd backventil.

I hydraulmotoremas tilloppsledningar(21,22) mellan riktningsventilen och hydraulmotorernas inloppsportar är ledningar (23,24) till hydraultanken anslutna, i dessa ledningar är det installerat varsin backventil (25,26) med backfimlction mot hydraultank.

Vid start, av hydraulsystemet, är riktningsventilen i mittläge varvid hydraulpumpen suger hydraulvätska från tank och via riktningsventilen går hydraulvätskan i retur till tankledningen.

Vid kontinuerlig drifi, av en hydraulmotor, cirkulera hydraulvätskan genom pump till en av hydraulmotorema och tillbaks till tankledningen och pmnpens sugsida.

Omsättningen av hydraulvätskan i systemet utgörs av den läckvätskemängd som läcker från motorerna och pumpen, denna läckvätska gå direkt till tank via ledningama (42,43 ,44). Pumpen suger motsvarande mängd hydraulvätska från tanken genom backventilerna och de tryckstyrda backventilerna, denna mängd hydraulvätska är tillräcklig omsättning av hydraulvätskan.

Vid skifte av rotation från en excenteraxel till den andra excenteraxeln sker detta som tidigare angivits genom att riktningsventilen ändrar hydraulvätskeflödet från den ena hydraulmotom till den andra hydraulmotom.

Den excenteraxel som blir utan drivning fortsätter en kort stund att roterar genom sin ackumulerade rotationsenergi. I fallet att hydraulmotor (7) stängs av och att . _ '_ :'00 2 'c Ja. nu: N _ u - .- - a , , , . 4 0 ß .n ... _ _. _ _ _ _ _: - ; ~ - ~ - . . . . .I .. .. . i. n ._ 9 hydraulmotor (8) blir inkopplad och skall accelereras upp i varvtal så kommer hydraulmotor (7) att kortvarigt fungera som pump och suga hydraulvåtska från tank via ledning (23). Via hydraulmotoms utloppsledning (13) byggs ett tryck upp mellan den tryckstyrda backventilen ( 17) och backventilen (16). Detta medför att tryckdifferensen mellan pumpens (28) sugsida och trycksida minskar och pumpen lär ett effekttillskott, detta sker då pumpens varvtal sjunker så mycket att sugflödet från pumpen är mindre än det flöde som den utrullande hydraulmotom (7) alstrar.

Returflödet från den drivna hydraulmotom ( 8) går till tank via den tryckstyrda backventilen (18) så länge trycket som alstras från den utrullande hydraulmotom (7) överstiger returtrycket från drivna hydraulmotom (8).

Motsvarande förlopp sker om istället hydraulmotor ( 8) stängs av och blir utrullande och hydraulmotor (7 ) blir driven och skall accelereras upp i varvtal, förloppet och beteckningar framgår av Fig.D.

Systemet kan istället för ledningar emellan ventilema vara försett med ett eller flera hydraulblock där ledningarna ersätts med kanaler och ventilema är integrerade i hydraulblocket.

En annan utföringsform av uppfinningens hydraulsystem framgår av F i g.E. Systemet är ett konstantflödessystem med en pump (28) som suger hydraulvätska från tank och via en riktningsventil (9) fördela hydraulvâtskan till den ena eller andra hydraulmotom (7,8). Till varje hydraulmotors inloppsledning (36,37) och utloppsledning (38,39) är anslutet en förbiledning (29,30) och att i dessa förbiledningar är backventiler (3 1,32) installerade med backriktning mot tank.

Utförandet innebar att när man skiftar drift från den ena hydraulmotom till den andra hydraulmotom så roterar den avstängda hydraulmotorn tills den ackumulerade rotationsenergin hos excenteraxeln har tagit slut genom att hydraulmotom under denna period suger hydraulvåtska från hydraulmotorns utloppsledning, vilken år förbunden med tank, och någon inbromsning utöver strömnings- och friktionsmotstånd uppstår inte. 524 084 10 Detta har effekten att vid mycket täta återkommande fram- och backrnanövrar av plattan så behöver inte excenteraxlarrias rotationshastighet accelereras upp lika mycket som om den avstängda hydraulmotom hade bromsats in genom att hydraulvätskeflödet hade strypts eller stängts av helt. Detta medför att sänkningen av vibrationsfrekvensen vid tätt återkommande fram-och back manövrar begränsas, vilket kan ske om förbränningsmotorn överbelastas och att dess varvtal därvid sjunker.

Utförandet innebar också minskade påkänningar på komponentema.

Förfarandet med mycket täta fram och baclcmanövrar är inget man normalt gör med en fram- och backplatta men plattans utförande tillåter att det görs.

Till vibratorplattan enligt uppfinningen, med utförandet av hydraulsystemet enligt Fi gD, ingår ett så kallat dödmarisgrepp, vilket innebär att om operatören släpper greppet om operatörshandtaget stannar vibratorplattan sin rörelse fram eller back Om operatören släpper greppet om styrhandtaget bryts strömmen, altemativt styrtryck eller mekanisk kraft, till riktningsventilen (9) denna ställer sig då i neutralläge varvid plattan stannar snabbt genom att konstantflödet av hydraulvätskan från pumpen (28) återcirlculeras till tankledningen (10) eller direkt till purnpens sugledning (12) det tryck och flöde av hydraulvätska, som i fallet att den avstängda hydraulmotom är (8), och som alstras på grund av rotationsenergin från dess excenteraxel blir instängd mellan backventil ( 15) och den tryckstyrda backventilen (18) detta innebar att den för drifi avstängda hydraulmotom (8) bromsas upp hastigt och plattan stannar snabbt.

Claims (5)

524 084 :.._,.._= . I..'Z.'Z 222 Ü. . . 1 1 Patentkrav.

1. Fram och backgående vibratorplatta, k ä n n e t e c k n a d därav att den vibrerande delen (1) år försedd med två separata roterbara cxcenteraxlar (4, 5) utan synkroniserade rotationsförhållanden mellan dem med rotatíonscentrurnen placerade på var sin sida i plattans langdriktning om den vibrerande delens tyngdpunkt (6) med axlarnas rotationscentrurn vinkelrätt mot plattans längdrikming samt att bägge excenteraxlarna är anslutna till separata hydrauliska drivmotorer (7, 8) vilka åstadkommer rotation av den ena eller den andra av excenteraxlarna genom en riktningsventils (9) styrning av hydraulvätskan.

2. Fram och baokgående vibratorplatta enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att bottenplattans (33) bottenyta har en inbuktning över hela bottenplattans bredd och över en del av bottenplattans längd.

3. Fram och backgående vibratorplatta enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att hydraulsystemet har en tankledriing (10) med sluten dragning till hydraultanken (11) och att till tankledningen är anslutet sugledning (12) till pumpen samt att på vardera sidan om denna pumpsugledning är utloppsledningama ( 13,14) från hydraulmotorerna anslutna och att i tankledningen i utrymmena mellan pumpens sugledning och hydraulmotoremas utloppsledningar är två backventiler (l5,l6) installerade med back funktion mot hydraultank samt att i tankledningen på motsatt sida mot backventilerna relativt hydraulmotoremas utloppsledningar är två tryckstyrda backventiler (17,18) installerade med backfunktion mot hydraultank och med styrtrycksledriingarna ( 19,20) för öppning i backriktningen anslutna till tankledningen på motsatt sida om pumpens sugledning i varsin ledningsdel mellan backventil och tryckstyrd backventil samt att i tilloppsledningarna (2l,22)till hydraulmotorema är ledningar (23,24) till hydraultank anslutna och att i dessa ledningar är varsin backventil (25,26) installerad med backfunktion mot hydraultank. 524 084 :;';"=:.;':;°:- 12

4. Fram och backgående vibratorplatta enligt krav 1 , k ä n n e t e c k n a d av att hydraulmotorernas tilloppsledningar (36,37) och utloppsledningar (38,39) år ihopkopplade med varsin ledning (29,30) samt att i dessa ledningar är varsin backventil (31,32), installerade med backfunktion mot utloppsledningarna.

5. Fram och backgående vibratorplatta enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att hydraulsystemets riktningsventil (9) i neutrallåge har en kanal som förbinder pumpens (28) utloppsledning med returledningen (27) samt att riktningsventilens utloppskanaler till hydraulmotorerna (7,8) år stängda.