Vibrationsflasche für die Betonverdichtung Vibration bottle for concrete compaction
Die Erfindung betrifft eine Vibrationsflasc e für die Betonverdichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, mit einem an einem Ende ge- schlossenen rohrförmigen Gehäuse, in dem eine antreibbare Unwuchtwelle durch Wälzlager geführt und gelagert ist.The invention relates to a vibration bottle for concrete compaction according to the preamble of claim 1, with a tubular housing closed at one end, in which a drivable unbalanced shaft is guided and supported by roller bearings.
Bekannte Vibrationsflaschen, die in so genannten Innenrüttlern eingesetzt werden, weisen ein Stahlgehäuse auf, das entweder an einem Ende durch ei- nen angeformten Boden flaschenartig geschlossen ist oder das aus einem Rohrstück mit eingesetztem Bodenteil besteht. An der Vibrationsflasche ist ein üblicherweise biegsames, schlauchartiges Element als Führungselement befestigt. Im Inneren der Vibrationsflasche ist eine eine Unwucht tragende Unwuchtwelle angeordnet, die durch einen ebenfalls in der Vibrationsflasche angeordneten Motor antreibbar ist.Known vibration bottles, which are used in so-called internal vibrators, have a steel housing that is either closed at one end by a molded-on bottom or that consists of a tube piece with an inserted bottom part. A usually flexible, hose-like element is attached to the vibration bottle as a guide element. An unbalance shaft carrying an unbalance is arranged in the interior of the vibration bottle and can be driven by a motor likewise arranged in the vibration bottle.
Wegen der hohen Belastung der Lagerstellen durch die Fliehkraft der Unwucht erfolgt die radiale Führung der die Welle lagernden Wälzlager normalerweise direkt im rohrförmigen Gehäusebereich. In axialer Richtung liegt zumindest ein Wälzlager der Unwuchtwelle direkt an einer Schulter an, die am Gehäuserohr ausgebildet ist oder durch das eingesetzte Bodenteil gebildet wird. Im normalen Betrieb ist diese Lagerschulter axial nur durch die Gewichtskraft der Unwuchtwelle und gegebenenfalls noch durch die Vorspannung einer Längenausgleichsfeder statisch belastet.Due to the high load on the bearing points due to the centrifugal force of the unbalance, the roller bearings that support the shaft are usually guided radially directly in the tubular housing area. In the axial direction, at least one roller bearing of the unbalanced shaft lies directly against a shoulder which is formed on the housing tube or is formed by the base part used. In normal operation, this bearing shoulder is axially stressed only by the weight of the unbalanced shaft and possibly by the preload of a length compensation spring.
Im rauen Baustellenbetrieb kommt es häufig vor, dass Vibrationsflaschen nach Beendigung der Verdichtungsarbeit aus groJ3er Höhe vom Gerüst geworfen werden. Trifft die Vibrationsflasche dabei einigermaßen senkrecht, also in Axialrichtung der Unwuchtwelle, auf einer harten Fläche, z. B. einer Betonplatte, auf, ergeben sich aufgrund der Massenkräfte extreme Stoß- und Schlagbelastungen zumindest der zur axialen Lagerung dienenden Wälzlager. Ähnliche Belastungen können auch bei Verdichtungsarbeiten auftreten, wenn lagenweise betoniert wird und das Gehäuse der Vibrationsflasche aus mehreren Metern Höhe auf die bereits ausgehärtete Fläche oder auf Armie- rungseisen trifft.In rough construction site operation, it often happens that vibrating bottles are thrown off the scaffolding from a great height after the compaction work has been completed. If the vibrating bottle hits somewhat vertically, i.e. in the axial direction of the unbalanced shaft, on a hard surface, e.g. B. a concrete slab, there are extreme shock and impact loads due to the inertial forces at least for the axial bearing roller bearings. Similar loads can also occur during compaction work if concreting is carried out in layers and the housing of the vibrating bottle hits the already hardened surface or reinforcing iron from a height of several meters.
Diese starken Stoß- und Schlagbelastungen sind die Ursache von Schäden
an den Borden von Wälzlagerinnen- und -auJ3enringen, an den Wälzkörpern und deren Laufbahnen. Dadurch wird nicht nur die Lebensdauer verringert, es treten häufig auch Zerstörungen von Lagerteilen und in deren Folge ein Totalausfall der Vibrationsflasche auf.These strong shock and impact loads are the cause of damage on the rims of the inner and outer rings of the rolling bearings, on the rolling elements and their raceways. This not only reduces the lifespan, it often also destroys bearing parts and as a result there is a total failure of the vibration bottle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese starken Belastungen zu berücksichtigen und ihre Auswirkungen zu verringern oder zu vermeiden.The object of the invention is to take these heavy loads into account and to reduce or avoid their effects.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach dem kennzeichnenden Teil des Pa- tentanspruchs 1 darin, dass ein der axialen Lagerung der Unwuchtwelle dienendes Wälzlager in wenigstens einer axialen Richtung durch ein zur Aufnahme einer groJ3en Formänderungsarbeit geeignetes Dämpfungselement am Gehäuse abgestützt ist.According to the characterizing part of patent claim 1, this object is achieved in that a rolling bearing serving to axially support the unbalanced shaft is supported on the housing in at least one axial direction by a damping element suitable for absorbing a large amount of deformation work.
Das Dämpfungselement ist zweckmäßigerweise als Federelement ausgebildet und nimmt durch seine Verformung bei einem axialen Schlag auf die Vibrationsflasche zumindest einen Teil der Massenkräfte auf, reduziert dadurch die Stoßbelastung auf die Lagerung und verhütet somit eine Beschädigung von Lagerteilen.The damping element is expediently designed as a spring element and, due to its deformation, absorbs at least part of the inertial forces on the vibrating bottle, thereby reducing the impact load on the bearing and thus preventing damage to bearing parts.
Für das Dämpfungselement kommen mannigfaltige Ausführungsformen in- frage, die alle eine gute Verformbarkeit auszeichnet, wie beispielsweise ein grqßvolumiges Formelement aus einem Elastomer, Formelemente aus Kunststoff, wobei die Formelemente etwa als Kissen oder als Ring gestaltet sein können. Als Dämpfungselement können auch Federn wie Schraubenfedern, Tellerfederpakete oder Ringfedern verwendet werden.For the damping element, various embodiments come into question, all of which are characterized by good deformability, such as, for example, a large-volume molded element made of an elastomer, molded elements made of plastic, the molded elements being able to be designed, for example, as a cushion or as a ring. Springs such as coil springs, disc spring assemblies or ring springs can also be used as damping elements.
Anhand der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung wird diese näher erläutert.The following description of exemplary embodiments of the invention explains this in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vibrationsflasche mit einem Ring als dämpfendem Formkörper,1 shows a section through a vibration bottle according to the invention with a ring as a damping molded body,
Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einem kissenartigen Formkörper,
Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einer Schraubenfeder als Dämpfungselement,2 a section similar to FIG. 1 with a pillow-like shaped body, 3 shows a section similar to FIG. 1 with a helical spring as a damping element,
Fig. 4 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einem dämpfenden Tellerfe- derpaket und4 shows a section similar to FIG. 1 with a damping plate spring assembly and
Fig. 5 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einer Ringfeder als Dämpfungselement.Fig. 5 is a section similar to FIG. 1 with an annular spring as a damping element.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen unterscheiden sich nur durch das jeweils verwendete Dämpfungselement (Federelement) und stimmen in den übrigen konstruktiven Elementen überein.The embodiments shown in the figures differ only in the damping element (spring element) used in each case and correspond in the other structural elements.
An ein nicht dargestelltes schlauchartiges Führungs element ist eine Vibrati- onsflasche 12 angesetzt, die ein am unteren Ende geschlossenes Gehäuse 14 sowie ein daran anschließendes, einen Antriebsmotor umgebendes Gehäuserohr 10 aufweist. Alternativ finden sich auch Vibratonsflaschen mit einem rohrförmigen Gehäuse, das am freien Ende durch eine Verschlußkappe verschlossen sind. Die nachfolgenden Konstruktionsbeispiele sind bei solchen Vibrationsflaschen gleichermaßen anwendbar.A vibration bottle 12 is attached to a hose-like guide element (not shown), which has a housing 14 closed at the lower end and a housing tube 10 connected to it and surrounding a drive motor. Alternatively, there are vibrating bottles with a tubular housing, which are closed at the free end by a cap. The following design examples are equally applicable to such vibrating bottles.
Im Gehäuse 14 ist eine drehantreibbare Unwuchtwelle 16 durch ein oberes Wälzlager 18 und ein unteres Wälzlager 20 gelagert, wobei zwischen diesen beiden Lagern 18 und 20 eine Unwucht 22 mit der Welle 16 durch Schrau- ben 24 und 26 verbunden ist. Die Unwuchtwelle 16 und die Unwucht 22 können auch auf andere an sich bekannte Weise miteinander verbunden werden. Auch eine einstückige Herstellung oder eine lose Verbindung ist möglich. Zwischen der Welle 16 und dem Wälzlager 20 ist eine Längenausgleichsfeder 28 eingespannt.In the housing 14, a rotationally drivable unbalanced shaft 16 is supported by an upper roller bearing 18 and a lower roller bearing 20, an unbalance 22 being connected to the shaft 16 by screws 24 and 26 between these two bearings 18 and 20. The unbalance shaft 16 and the unbalance 22 can also be connected to one another in other known ways. A one-piece production or a loose connection is also possible. A length compensation spring 28 is clamped between the shaft 16 and the roller bearing 20.
Zwischen einer am unteren Ende des Gehäuses 14 im Gehäuseinneren ausgebildeten Schulter 30 und dem Außenring des unteren Wälzlagers 20 ist ein Dämpfungselement 32 angeordnet, das in Fig. 1 als Ring ausgebildet ist und aus einem Elastomer oder einem Kunststoff besteht.A damping element 32, which is designed as a ring in FIG. 1 and consists of an elastomer or a plastic, is arranged between a shoulder 30 formed in the housing interior in the housing interior and the outer ring of the lower roller bearing 20.
In Fig. 2 ist das Dämpfungselement 32 ein Elastomerkissen, in Fig. 3 eine Schraubenfeder, in Fig. 4 ein Tellerfederpaket und in Fig. 5 eine Ringfeder.
Das Elastomerkissen 32 gemäß Fig. 2 kann im Falle eines Schlages außer dem Wälzlager 20 auch noch die Stirnseite der Unwuchtwelle 16 abfedern, wenn diese in Kontakt mit dem Elastomerkissen 32 gelangt.
In FIG. 2 the damping element 32 is an elastomer cushion, in FIG. 3 a coil spring, in FIG. 4 a plate spring assembly and in FIG. 5 an annular spring. In the event of a shock, the elastomer cushion 32 according to FIG. 2 can also cushion the end face of the unbalanced shaft 16 in addition to the roller bearing 20 when it comes into contact with the elastomer cushion 32.