WO2006136446A1 - Vibrationsplatte mit winklig angeordneten unwuchtwellen - Google Patents

Vibrationsplatte mit winklig angeordneten unwuchtwellen Download PDF

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WO2006136446A1
WO2006136446A1 PCT/EP2006/006087 EP2006006087W WO2006136446A1 WO 2006136446 A1 WO2006136446 A1 WO 2006136446A1 EP 2006006087 W EP2006006087 W EP 2006006087W WO 2006136446 A1 WO2006136446 A1 WO 2006136446A1
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imbalance
masses
mass
plate according
unbalanced
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PCT/EP2006/006087
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Otto W. Stenzel
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Wacker Construction Equipment Ag
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Priority to EP06754536A priority patent/EP1893354A1/de
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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
    • E01C19/30—Tamping or vibrating apparatus other than rollers ; Devices for ramming individual paving elements
    • E01C19/34—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight
    • E01C19/38—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight with means specifically for generating vibrations, e.g. vibrating plate compactors, immersion vibrators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/074—Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses

Definitions

  • the invention relates to a vibrating plate according to the preamble of patent claim 1.
  • Vibration plates for soil compaction consist in principle of a bottom mass having a ground contact plate and a resiliently coupled to the lower mass, a drive (for example, a combustion or electric motor) having the upper mass.
  • the drive drives a belonging to the lower mass, the ground contact plate acting on vibration exciter device.
  • the vibrator induces directional vibration in the ground contact plate.
  • the vibrating ground contact plate acts in the ground to compact it. Furthermore, the resultant total force generated by the vibration exciter device can achieve a propulsion in the longitudinal direction and a steering of the vibrating plate. Since this structure has been known in principle for a long time, a more detailed description is unnecessary.
  • a so-called single-shaft exciter or towing oscillator in which the drive rotatably drives an imbalance shaft carrying an imbalance mass.
  • the imbalance shaft tears at its rotation, the ground contact plate upwards and forwards to achieve a forward movement. Thereafter, the ground contact plate is pressed by the action of the imbalance shaft down and strikes the soil to be compacted.
  • the vibration exciter device has two or three mechanically or positively coupled, parallel to each other unbalance shafts.
  • z. B. EP 0 358 744 Al two-wave exciter two each carrying an imbalance mass unbalanced shafts are positively coupled and arranged in opposite directions rotatable.
  • the phase position of the imbalance shafts relative to one another can be adjusted mechanically by means of a link mechanism or a differential gear. Hydraulic cylinders, Bowden cables or spindles are known as drives for the adjustment.
  • the phase position of the between shafts By adjusting the phase position of the between shafts, the direction of a resulting force vector can be changed, which leads to a change in the propulsive behavior. In particular, a forward and a reverse drive of the vibrating plate can be achieved in this way.
  • the imbalance mass is divided on one of the imbalance shafts into two or more part-imbalance masses which are adjustable relative to one another. If the partial imbalance masses on the imbalance shaft are adjusted asymmetrically with respect to each other, a yawing moment can be generated about the vertical axis of the vibration exciter, whereby the vibration plate can be steered.
  • a symmetrical adjustment in particular if, as in EP 0 358 744 A1, partial imbalance masses are fixedly mounted on the imbalance shaft concerned and other partial imbalance masses are movable relative thereto, the resulting imbalance effect can be adjusted, which results in an adjustment of the resulting Imbalance forces possible.
  • the imbalance shafts in known vibration exciter - devices are arranged parallel to each other. With modern vibration plates, it is thus possible to achieve a forward and a reverse drive and to turn the vibrating plate on the spot or to drive around a curve. In some applications, however, the user desires a transverse movement of the vibrating plate, e.g. B. to drive behind lateral projections. During soil compaction of laterally inclined surfaces, the vibrating plate often drifts down obliquely, requiring the operator to tilt the vibrating plate for compensation. However, the bottom is compacted at the top and bottom edge only by a corner of the ground contact plate, resulting in insufficient compaction results.
  • the invention has for its object to provide a vibrating plate which is movable with three degrees of freedom, ie in the longitudinal direction (main Direction of travel), in the transverse direction and rotating around the vertical axis, with at the same time a minimum number of unbalanced shafts.
  • a vibrating plate according to the invention has an upper mass, which generally comprises a drive, a lower mass, which is elastically coupled to the upper mass and has at least one ground contact plate, and a vibration exciter device acting on the ground contact plate.
  • the vibration exciter device has at least four imbalance masses that can each be driven in rotation about an axis of rotation, wherein the axes of rotation of at least two of the imbalance masses are at an angle to the axes of rotation of the other imbalance masses.
  • the imbalance masses are usually each supported by an imbalance shaft, so that the axis of rotation of an imbalance mass is also the axis of rotation of the imbalance shaft carrying it simultaneously.
  • Angled arrangement of the axes of rotation means an arrangement which is not parallel or coaxial. While hitherto, the axes of rotation of the imbalance masses were usually arranged parallel to each other, an angular arrangement for at least two of the imbalance masses is now proposed according to the invention.
  • the angular arrangement of the axes of rotation on the ground contact plate means that the imbalance masses not only generate force effects in the longitudinal direction (main direction of travel of the vibration plate), but also force components in the transverse direction. With suitable control of the rotation of the imbalance masses, it is thus possible to generate a transverse movement of the vibrating plate. Furthermore, a yaw moment can still be generated around the vertical axis of the vibrating plate in order to steer the vibrating plate.
  • the imbalance masses arranged thereon each generate a centrifugal force vector which rotates in a plane which is perpendicular to the axis of rotation of the imbalance shaft. If the axes of rotation of the imbalance shafts are arranged at an angle to one another on the ground contact plate, the force vectors of the imbalance masses likewise act correspondingly. sen in different levels. Depending on the control of the unbalanced shafts force effects can be generated in different directions, which cause a corresponding movement behavior of the ground contact plate.
  • unbalanced masses can be provided, whose axes of rotation are arranged coaxially or parallel to each other.
  • any hybrid forms of arrangements are conceivable in order to achieve a desired driving, directional and compression behavior of the vibrating plate.
  • imbalance masses with different amounts of mass.
  • Such an embodiment carries z. B. recognizes that the vibration plate is used in the predominant case in forward and reverse drive, while rotations and cornering and oblique movements represent the exception or require less force effects. Accordingly, the imbalance masses, which serve for the forward and reverse drive, should have higher mass amounts than the imbalance masses, which are only intended to effect a curve or cross travel.
  • the lower mass may also be configured such that it has a plurality of ground contact plates, which are acted upon by the vibration exciter device. In this way, the vibrating plate has the opportunity to adapt to a wavy ground.
  • individual floor contact plates can be used for forward movement or steering of the entire vibration plate, while other floor contact plates serve exclusively for soil compaction.
  • the axes of rotation of the imbalance masses are not at an angle of 90 ° to one another, so that the term "angle Hg" amounts to angles between 0 ° and 90 ° or 90 ° and 180 ° (0 ⁇ ⁇ 90 ; 90 ⁇ ⁇ 180). Then, the axes of rotation of the imbalance masses are inclined relative to one another such that at least some of the imbalance masses generate both force components in the forward direction (main direction of travel X) and in the transverse direction.
  • At least a portion of the imbalance masses each have a phase adjusting device assigned to the phase position of the associated Unbalance mass with respect to the phase positions of the other imbalance masses to be able to adjust.
  • the phase positions By adjusting the phase positions, the direction and magnitude of the resulting force vectors can be changed to achieve the desired force effect. This allows the required steerability and transverse mobility of the vibrating plate.
  • one of the imbalance masses is regarded as a reference imbalance mass, which is not assigned its own phase adjusting device, while the other imbalance masses are each assigned their own phase setting device. In this way, the phase angles of these imbalance masses with respect to the reference imbalance mass are individually adjustable.
  • the reference imbalance mass does not require its own phase adjustment device, it can be driven directly by a drive, which minimizes the mechanical outlay.
  • the axes of rotation of the imbalance masses are arranged in a star shape to each other, wherein the angle between the axes of rotation may have the same angular amounts or different angle amounts.
  • At least four imbalance masses or unbalanced shafts carrying them are provided on the lower mass, the phase positions of each other by means of at least three individual Phaseneinstell boots (the reference imbalance mass does not require Phaseneinstell essential) can be adjusted to each other.
  • the axes of rotation of the imbalance masses are arranged such that the force vectors generated by the imbalance masses during their rotation act in different planes. Only then is it possible to kompo ⁇ enten transversely to the longitudinal direction of the vibrating plate to achieve to move the vibrating plate in the transverse direction. At least part of the imbalance masses should have the force vectors generated during their rotation acting in planes which are not parallel to one another but at an angle to one another.
  • those imbalance masses which are adjacent to each other with respect to their centers of gravity, ie in relation to the other unbalanced masses comparatively small distances from one another, driven in opposite directions rotationally driven.
  • the resulting force vector can be adjusted in a conventional manner.
  • imbalance mass is used in a generalized manner and does not assume that the imbalance mass must be formed by a unitary mass element. Rather, an imbalance mass can also be formed by several partial imbalance masses. However, it is a prerequisite that the partial unbalance masses rotate on the same imbalance shaft with the same speed and phase relationship to each other. By contrast, different imbalance masses must be able to be rotated relative to one another in relation to their phase position or to be able to rotate in opposite directions.
  • a plurality of individual exciters are provided, each having at least one of the imbalance masses and an imbalance mass carrying the respective imbalance mass.
  • the individual exciters are individually controllable with regard to the rotational speed and / or the phase position of the imbalance mass.
  • small units are provided in the form of individual exciters, which in the simplest case have only a single imbalance wave.
  • the phase position and possibly the rotational speed of this imbalance shaft can be controlled individually, ie independently of the rotational speed or the phase position of further unbalanced shafts.
  • the entire vibration exciter device then has at least four of these individually controllable individual exciters, wherein at least two of the individual exciters are at an angle to the remaining individual exciters.
  • the phase of the imbalance shaft refers to their relative rotational position in relation to the other, with it cooperating unbalanced shafts.
  • the upper mass preferably has a drive for driving the vibration exciter device.
  • the drive can z. B. supply the hydraulic drive energy for hydraulic motors, each driving one or more unbalanced shafts on the lower mass.
  • each of the individual exciters have an imbalance shaft drivingly driving motor.
  • each of the individual exciters on a hydraulic motor which is arranged by the disposed on the upper mass drive, for. B. an internal combustion engine with hydraulic pump, can be driven.
  • the engine may also be an electric motor.
  • each of the imbalance shafts can be driven individually by the motor assigned to it, while on the other hand the actual position of the imbalance shaft is regularly or constantly monitored via the position transmitter.
  • the position sensor should determine the position of the imbalance shaft (or imbalance mass) at least in one position, ie. H. detect during a revolution of the imbalance shaft once, from which the speed of the imbalance shaft determined and intermediate positions can be interpolated.
  • the position transmitter can also be configured such that it permanently detects the rotational position of the imbalance shaft and thus its speed. The exact detection of the rotational position is important in order to derive the phase position of the unbalance shaft.
  • the individual exciters can be coordinated, so that each individual exciter reaches the setpoint speed and / or nominal phase position which it has specified individually.
  • the central controller evaluates one desired by an operator and / or predetermined by a work or driving program desire to achieve the desired behavior of the ground contact plate.
  • the unbalanced masses each carrying unbalanced shafts are coupled together by a gear and driven by a common drive.
  • the gear allows a positive coupling, so that the relative phase of the individual unbalanced shafts or imbalance masses to each other is always known and can be met.
  • the phase change devices then have to make only the required changes in the phase position with respect to a defined, known output phase position.
  • the imbalance shafts are arranged in a star shape around a center plate with respect to the vertical vertical axis such that intersect the axes of rotation of the imbalance masses with the central axis.
  • the transmission has two on the central axis coaxial superimposed, mutually directed and driven by the drive central bevel gears.
  • Each of the imbalance shafts carrying an imbalance mass is assigned a drive bevel gear which meshes with one of the central bevel gears in order to drive the respective imbalance shaft.
  • a central drive is provided, from which the imbalance shafts, which extend in a star shape away from the central axis, can obtain their drive energy.
  • a transmission can be realized, which distributes the drive energy from a single drive to the various unbalanced shafts.
  • the drive bevel gears meshes with one of the central bevel gears, while the next drive bevel gear seen in the circumferential direction of the central bevel gears with the other central bevel gears Bevel gear meshes.
  • the drive bevel gears should be arranged between the center bevel gears. Due to the change of sides on which the drive bevel gears mesh with the respective associated central bevel gear, it is possible to achieve an opposite, rotationally coupled rotational movement of the imbalance shafts adjacent to one another.
  • only one bevel gear is arranged as a central bevel gear on the vertical central axis.
  • the respective desired direction of rotation change from one shaft to the adjacent shaft is achieved by a reversing gear, which is assigned to each second shaft.
  • Particularly suitable for this planetary gear have proven. With them, the respective direction of rotation can be achieved by blocking the ring gear or the planet carrier carrying the planetary gears. The desired phase adjustment is then possible by rotating the blocked element (ring gear or planet carrier) in a known manner.
  • Fig. 1 in a schematic side view of an inventive
  • Fig. 2 is a plan view of a ground contact plate with a vibration exciter device in a vibration plate according to the invention according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a schematic section through a used in the vibration exciter device of Fig. 2
  • Fig. 4 is a plan view of a ground contact plate with a
  • FIG. 5 is a plan view of a ground contact plate with a
  • Vibration generator according to a third embodiment of the invention.
  • Fig. 7 is a schematic plan view of a ground contact plate in a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 8 shows a section through the plan view of Fig. 7.
  • Fig. 1 shows a schematic side view of a vibrating plate for soil compaction with a lower mass 1 and an upper mass 2.
  • the lower mass 1 is coupled to the upper mass 2 via a spring means 3 elastically movable.
  • the spring device 3 can, for. B. rubber elements, which are mounted between the lower mass 1 and the upper mass 2.
  • the lower mass 1 has a ground contact plate 4, which is in contact with the soil to be compacted and carries a vibration excitation device 5.
  • the vibration exciter device 5 generates vibrations that are introduced into the ground contact plate 4 and on the one hand serve for soil compaction and on the other hand for steering and propulsion of the vibrating plate.
  • a drawbar 6 is mounted for guidance by an operator.
  • the vibrating plate may also be remotely controlled, so that no drawbar 6 is required.
  • Part of the upper mass 2 may also be a drive, for.
  • a drive for.
  • the energy is transmitted mechanically (eg via a belt drive), hydraulically (with the help of a hydraulic pump) or electrically (with the aid of a generator driven by the drive) to the vibration exciter 5, where unbalanced shafts are rotationally driven in a known manner.
  • a mechanical transmission of the drive energy it is sufficient to couple the output side of the belt drive with at least one of the unbalanced shafts, which is connected via transmission with the other unbalanced shafts.
  • a drive motor with a vertical output shaft explained later on with reference to FIGS. 7 and 8 it is possible to mount between the vertical output shaft coming out of the motor and a drive shaft on which at least one central bevel wheel explained later is to provide a compensating coupling. In this way, the central bevel gear can be driven directly by the engine.
  • a hydraulic pressure is generated by means of the hydraulic pump on the upper mass, which sets the respective unbalanced shafts in rotation via one or more hydraulic motors on the lower mass.
  • the electrical energy generated by the generator is transmitted to electric motors, which set the unbalanced shafts coupled with them in rotation.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a plan view of the ground contact plate 4, on which four individual exciters 7 are arranged at an angle to each other and form the vibration exciter device 5.
  • front individual exciter 7 are arranged at an obtuse angle to each other, while the respective successive individual exciters 7 with respect to their axes of rotation 17 form acute angles to each other.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the schematic structure of an individual exciter 7.
  • an imbalance shaft 9 is rotatably mounted in a tubular housing 8 .
  • the imbalance shaft 9 carries an imbalance mass 10th
  • the imbalance shaft 9 is driven by a hydraulic motor 1 1 rotating.
  • Hydraulic fluid is supplied to the hydraulic motor 1 1 via a hydraulic line 12 from a hydraulic supply (not shown).
  • the hydraulic supply can be arranged at the vibrating plate substantially on the upper mass 2.
  • Part of the hydraulic supply is z.
  • the hydraulic pump generates a hydraulic pressure in a hydraulic fluid, which can be stored in a hydraulic accumulator.
  • a hydraulic storage tank must be provided for collecting and storing the hydraulic fluid. Due to the strong vibration effect in the lower mass 1, it is expedient for most of the components of the hydraulic supply to be arranged in the upper mass 2, which is decoupled vibrationally by the lower mass 1. As a result, it is only necessary to establish a connection from the hydraulic supply to the hydraulic motor 1 1 with the aid of the hydraulic line 12.
  • Downstream of the hydraulic motor 1 1 serving as an actuator hydraulic valve 13 is arranged, which controls the hydraulic flow to the hydraulic motor 11 and thus affects the speed of the hydraulic motor 11.
  • the hydraulic valve 13 can also be arranged upstream of the hydraulic motor 11.
  • a position sensor 14 On a hydraulic motor 1 1 opposite end of the imbalance shaft 9, a position sensor 14 is arranged.
  • the position sensor 14 - z. B. a rotation angle detecting device - is able to detect the position of the imbalance shaft 9 in at least one position.
  • This can be z. B. optical, magnetic, inductive or capacitive. From the possibility of detecting their position at least once during one revolution of the imbalance shaft 9, the rotational speed and the phase position of the imbalance shaft 9 can be determined. Furthermore, it is readily possible to determine by interpolation over time with sufficient accuracy, the position of the imbalance shaft 9 at any time.
  • the position of the imbalance shaft 9 is important because the unbalanced mass 10 carried by it generates a strong centrifugal force effect during rotation.
  • the centrifugal force of the unbalanced mass 10 interacts with the centrifugal forces of the further individual exciters 7 belonging to the vibration exciter device (FIG. 2) and thus produces a total resulting force effect which determines the movement behavior of the ground contact plate 4 acted upon by the individual exciters 7. Only if both the speed of the unbalanced shafts 9 and their phase positions are precisely coordinated with each other are, the ground contact plate 4 can move in the desired manner.
  • the vibration exciter device has at least four of these individual exciters 7, which are arranged in a suitable manner on the ground contact plate 4. Regarding the possible arrangement forms will be commented later.
  • the individual exciter 7 shown in FIG. 3 furthermore has a regulator 15, which evaluates a signal generated by the position sensor 14 and determines at least the rotational speed and / or the position of the unbalanced mass 10 with respect to a specific point in time (phase position).
  • the controller 15 receives beyond - as will be explained later - a setpoint signal 16, with which the required setpoint speed or target phase position is specified.
  • the controller 15 accordingly controls the hydraulic valve 13 in order to achieve the desired speed and phase position of the imbalance shaft 9 or imbalance mass 10 with the aid of the hydraulic motor 1 1.
  • the axes of rotation 17 of at least two of the unbalanced masses 10 and unbalanced shafts 9 must be at an angle to the axes of rotation 17 of the other unbalanced masses 10.
  • FIG. 2 it can be seen that in each case two individual exciters 7 are arranged such that the axes of rotation 17 of their respective unbalanced masses 10 are arranged parallel to one another and offset axially.
  • An angular arrangement requires that the axes of rotation 17 of two unbalanced shafts 9 are at an angle other than 0 ° or 180 ° to each other. This is the case for two pairs of individual exciters 7 in the embodiment of FIG. 2.
  • the arrangement shown in Fig. 2 is also regarded as "star-shaped", although the axes of rotation 17 of the individual exciter 7 do not intersect at one point.
  • the controller 15 of the individual exciter 7 can be coupled together via a central controller, not shown.
  • the central controller presets the setpoint signals 16 for the individual individual exciters 7.
  • Each regulator 15 then ensures, for the individual exciters 7 associated with it, that the unbalanced shaft 9 behaves in the desired manner.
  • the setpoint signals 16 predetermined by the central control can differ for each of the individual exciters 7.
  • Essential differentiation parameters are setpoint speed, setpoint phase position and setpoint direction of rotation.
  • the change in the direction of rotation is optional and requires additional construction costs in the realization of the hydraulic motor 1 1 and the hydraulic valve 13. Normally, a change in the direction of rotation will not be required.
  • an individual exciter may be provided which has no individually assigned controller 15. Then the signals of the position sender 14 of the various individual exciters 7 are fed to a central controller (not shown), which evaluates all signals from all individual exciters 7. The central controller then controls individually corresponding to each of the hydraulic valves 13 to individually achieve the desired behavior of the imbalance shaft 9 for each of the individual exciter 7.
  • the central controller or the central controller contain suitable working or driving programs with which the operator by means of control elements (remote control, operating lever, buttons) given wishes for the driving and vibration behavior of the vibrating plate can be converted into control specifications for the individual exciters. Wishes the operator z.
  • the central controller or the central controller causes an adjustment of the phase position in at least one of the individual exciter 7, whereby the resulting total force changes its direction of action.
  • Six individual exciters 7 are arranged in a star shape around a central axis (vertical axis) in such a way that the axes of rotation 17 of the individual unbalanced shafts intersect at a point 18 ,
  • further individual exciters 19 are arranged on the ground contact plate 4, which in each case generate force effects in the main direction of travel X or in the opposite direction with their imbalance shafts in order to support the travel movement of the vibration plate.
  • the star-shaped individual excitation 7 it is possible to steer the vibrating plate by generating a yawing moment about the vertical axis passing through the point 18 or to move in a direction transverse or oblique to the main direction of travel X. With appropriate control, it is thus possible to move the vibrating plate in any direction with any orientation on the ground.
  • Fig. 5 shows another embodiment of the invention, in which the individual exciters 7 are arranged on the ground contact plate 4, that the axes of rotation 17 of the respective unbalanced shafts are parallel, perpendicular or at an angle to the main direction of travel X.
  • similar driving characteristics as in the vibration plate shown in FIG. 4 can be achieved.
  • the person skilled in almost any options are available because he is not bound by the hydraulically driven and individually controllable individual exciter 7 to a mechanical coupling. Rather, he can arbitrarily arrange each a complete unit representing individual exciter 7 on the ground contact plate 4.
  • the control in the form of the central control or the central controller is then to be programmed in a suitable manner to take into account the arrangement of the individual exciters 7 and 19, respectively.
  • Fig. 6 shows a schematic plan view of further possibilities of the arrangement of the individual exciter 7 on the ground contact plate 4.
  • the individual exciters 7 are shown only as lines that coincide with the axes of rotation of unbalanced shafts or imbalance masses.
  • the reinforced individual exciters 20 can be used primarily to achieve an increased compression effect or a more rapid forward and reverse travel.
  • the normal individual exciters 7 or the individual exciters with lower imbalance masses are provided for the steering of the vibration plate.
  • unbalanced shafts with increased imbalance masses can be replaced by "normal" individual exciter 7, if z. B.
  • several individual exciters 7 are arranged one behind the other parallel to each other.
  • five individual exciters are arranged on the ground contact plate 4, namely four "normal" individual exciters 7 and one amplified individual exciter 20 whose unbalanced mass corresponds to twice the mass of an unbalanced mass of a single exciter 7.
  • the individual exciters 7, 20, whose axis of rotation are perpendicular to the main direction of travel X, are responsible for the propulsion and the reverse drive of the vibrating plate, while the two individual exciters 7, whose axis of rotation extends in the direction of travel X, cause a transverse movement or steering of the vibrating plate ,
  • Fig. 7 shows, similar to Fig. 2, a schematic plan view of the ground contact plate 4, are placed on the four individual exciters 7 in a star-shaped arrangement.
  • the individual exciters 7 are not hydraulically driven, but are mechanically coupled to one another in a positive-locking manner via a gear 21.
  • Fig. 8 shows a sectional view of the vibrating plate of Fig. 7 along the section line A-B.
  • a vertical central axis 22 about which a drive shaft 23 rotates.
  • a drive shaft 23 On the drive shaft 23 are two coaxially stacked, zueinan- the directed central bevel gears, namely an upper central bevel gear 24 and a lower central bevel gear 25 are mounted.
  • the drive shaft 23 with the two central bevel gears 24, 25 are driven by an overlying hydraulic motor 26, the pressurized hydraulic fluid is supplied from the located on the upper mass 2 drive.
  • an internal combustion engine may be provided, whose preferably vertical output shaft is coupled directly to the drive shaft 23 via an elastic coupling. In this way, it is possible that the motor drives the drive shaft 23 with the central bevel gears 24, 25 without the interposition of a transmission or a hydraulic system.
  • the imbalance shafts 9 of the individual drives 7 have at their end facing the housing 21 in each case a drive bevel gear 27.
  • the individual drives 7 can be alternately slightly increased with their unbalanced shafts 9 about the circumference of the central axis 22 and slightly lowered (each offset by the module of the toothing) on the ground contact plate 4, so that the drive bevel gears alternately with the upper central cone - Rad 24 and the lower central bevel gear 25 comb.
  • the imbalance shafts 9, which are each viewed on the circumference rotate in opposite directions.
  • phase position of the imbalance masses 10 of the remaining individual exciters 7 with respect to the phase position of the drive shaft 23 and thus with respect to the reference imbalance mass 28 by means of the respective Phaseneinstell be changed.
  • Each of the remaining individual exciters 7 thus has a phase adjustment device assigned to it individually.
  • phase adjustment z. B swirl sleeves, as known from the prior art (eg., EP 0 358 744 Al).
  • phase position of the imbalance shaft or unbalanced mass in question can be adjusted individually with respect to the phase position of the central drive shaft 23.
  • the phase adjustment can z. B. have an actuator 29, via the mechanical, electrical or hydraulic a change in the phase position of the imbalance mass inside the respective individual exciter 7 is made.
  • a phase adjusting device via the interposition of a planetary gear and targeted blocking or rotation of blocked elements (ring gear, planet carrier).
  • the coordination of the Phaseneinstell Steinen can be performed manually by the operator, but also by a central controller or a central controller already described above.

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Abstract

Eine Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung weist eine Obermasse (2), eine mit der Obermasse (2) elastisch gekoppelte, wenigstens eine Bodenkontaktplatte (4) aufweisende Untermasse ( 1 ) und eine die Bodenkontaktplatte (4) beaufschlagende Schwingungserregereinrichtung (5, 7) auf. Die Schwingungserregereinrichtung (5) umfasst wenigstens vier, jeweils um eine Drehachse ( 17) drehend antreibbare Unwuchtmassen ( 10) auf, wobei die Drehachse ( 17) von wenigstens zwei der Unwuchtmassen ( 10) winklig zu den Drehachsen ( 17) der anderen Umwuchtmassen stehen. Dabei stellt eine der Unwuchtmassen (28) eine Referenzunwuchtmasse dar, die keine eigene Phaseneinstelleinrichtung benötigt. Den anderen Unwuchtmassen ( 10) hingegen ist jeweils eine eigene Phaseneinstelleinrichtung zugeordnet, derart, dass die Phasenlage dieser Unwuchtmassen ( 10) bezüglich der Referenzunwuchtmase (28) individuell verstellbar ist.

Description

Vibrationsplatte mit winklig angeordneten Unwuchtwellen
Die Erfindung betrifft eine Vibrationsplatte nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Vibrationsplatten zur Bodenverdichtung sind bekannt und bestehen im Prinzip aus einer eine Bodenkontaktplatte aufweisenden Untermasse und einer mit der Untermasse federnd beweglich gekoppelten, einen Antrieb (z.B. einen Verbrennungs- oder Elektromotor) aufweisenden Obermasse. Der Antrieb treibt eine zu der Untermasse gehörende, die Bodenkontaktplatte beaufschlagende Schwingungserregereinrichtung an.
Die Schwingungserregereinrichtung leitet eine gerichtete Schwingung in die Bodenkontaktplatte ein. Die schwingende Bodenkontaktplatt wirkt in den Boden ein, um ihn zu verdichten. Weiterhin kann die von der Schwingungserregereinrichtung erzeugte resultierende Gesamtkraft einen Vortrieb in Längsrichtung sowie eine Lenkung der Vibrationsplatte erreichen. Da dieser Aufbau im Prinzip seit langem bekannt ist, erübrigt sich eine eingehendere Beschreibung.
Als Schwingungserregereinrichtung ist ein so genannter Ein-Wellen-Erreger bzw. Schleppschwinger bekannt, bei dem der Antrieb eine eine Unwuchtmasse tragende Unwuchtwelle drehend antreibt. Die Unwuchtwelle reißt bei ihrer Umdrehung die Bodenkontaktplatte nach oben und nach vorne, um eine Vorwärtsbewegung zu erreichen. Danach wird die Bodenkontaktplatte durch die Wirkung der Unwuchtwelle nach unten gedrückt und schlägt auf den zu verdichtenden Boden auf.
Bei größeren Vibrationsplatten weist die Schwingungserregereinrichtung zwei oder drei mechanisch bzw. formschlüssig gekoppelte, parallel zueinander angeordnete Unwuchtwellen auf. Bei dem so genannten, z. B. aus der EP 0 358 744 Al Zwei-Wellen-Erreger sind zwei jeweils eine Unwuchtmasse tragende Unwuchtwellen formschlüssig gekoppelt und gegenläufig drehbar angeordnet. Die Phasenlage der Unwuchtwellen zueinander kann mecha- nisch über eine Kulisseneinrichtung oder ein Differenzialgetriebe verstellt werden. Als Antriebe für die Verstellung sind Hydraulikzylinder, Bowdenzü- ge oder Spindeln bekannt. Durch die Verstellung der Phasenlage der Un- wuchtwellen zueinander kann die Richtung eines resultierenden Kraftvektors verändert werden, was zu einer Änderung des Vortriebsverhaltens führt. Insbesondere kann auf diese Weise eine Vorwärts- und eine Rückwärtsfahrt der Vibrationsplatte erreicht werden.
Bei einer Weiterentwicklung ist die Unwuchtmasse auf einer der Unwuchtwellen in zwei oder mehrere relativ zueinander verstellbare Teil-Unwuchtmassen aufgeteilt. Wenn die Teil-Unwuchtmassen auf der Unwuchtwelle asymmetrisch zueinander verstellt werden, lässt sich ein Giermoment um die Hochachse der Schwingungserregereinrichtung erzeugen, wodurch die Vibrationsplatte gelenkt werden kann. Bei einer symmetrischen Verstellung, insbesondere, wenn wie bei der EP 0 358 744 Al auf der betreffenden Unwuchtwelle Teil-Unwuchtmassen fest angebracht sind und andere Teil-Unwuchtmassen relativ dazu beweglich sind, lässt sich die resultierende Un- wuchtwirkung verstellen, was eine Einstellung der resultierenden Unwuchtkräfte ermöglicht.
Üblicherweise sind die Unwuchtwellen bei bekannten Schwingungserreger - einrichtungen parallel zueinander angeordnet. Mit modernen Vibrationsplat- ten ist es somit möglich, eine Vorwärts- und eine Rückwärtsfahrt zu erreichen sowie die Vibrationsplatte auf der Stelle zu drehen bzw. um eine Kurve zu fahren. Bei einigen Anwendungen wünscht der Benutzer jedoch eine Querbewegung der Vibrationsplatte, um z. B. hinter seitliche Vorsprünge fahren zu können. Bei der Bodenverdichtung von seitlich geneigten Flächen drifted die Vibrationsplatte oft schräg nach unten ab, so dass der Bediener die Vibrationsplatte zur Kompensation schrägstellen muss. Dabei wird der Boden jedoch am oberen und unteren Rand nur durch eine Ecke der Bodenkontaktplatte verdichtet, was zu ungenügenden Verdichtungsergebnissen führt.
Bei diesen Anwendungsfällen wäre es hilfreich, wenn die Vibrationsplatte eine Querbewegung vollführen könnte. Um eine derartige Querbewegung zu erreichen, müsste jedoch von der Schwingungserregereinrichtung eine entsprechende Kraftwirkung in Querrichtung erzielt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vibrationsplatte anzugeben, die mit drei Freiheitsgraden bewegbar ist, also in Längsrichtung (Haupt- Fahrtrichtung), in Querrichtung und drehend um die Hochachse, bei gleichzeitig minimaler Anzahl von Unwuchtwellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vibrationsplatte gemäß Pa- tentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Vibrationsplatte weist eine meist einen Antrieb umfassende Obermasse, eine mit der Obermasse elastisch gekoppelte, wenig- stens eine Bodenkontaktplatte aufweisende Untermasse, und eine die Bodenkontaktplatte beaufschlagende Schwingungserregereinrichtung auf. Die Schwingungserregereinrichtung weist wenigstens vier, jeweils um eine Drehachse drehend antreibbare Unwuchtmassen auf, wobei die Drehachsen von wenigstens zwei der Unwuchtmassen winklig zu den Drehachsen der ande- ren Unwuchtmassen stehen.
Die Unwuchtmassen werden üblicherweise jeweils von einer Unwuchtwelle getragen, so dass die Drehachse einer Unwuchtmasse auch gleichzeitig die Drehachse der sie tragenden Unwuchtwelle ist. Unter winkliger Anordnung der Drehachsen ist eine Anordnung zu verstehen, die nicht parallel oder koaxial ist. Während bisher die Drehachsen der Unwuchtmassen üblicherweise parallel zueinander angeordnet wurden, wird jetzt erfindungsgemäß eine winklige Anordnung für wenigstens zwei der Unwuchtmassen vorgeschlagen. Die winklige Anordnung der Drehachsen auf der Bodenkontakt- platte führt dazu, dass die Unwuchtmassen nicht nur Kraftwirkungen in Längsrichtung (Haupt-Fahrtrichtung der Vibrationsplatte) erzeugen, sondern auch Kraftkomponenten in Querrichtung. Bei geeigneter Ansteuerung der Drehung der Unwuchtmassen ist es somit möglich, eine Querbewegung der Vibrationsplatte zu erzeugen. Weiterhin kann nach wie vor auch ein Giermo- ment um die Hochachse der Vibrationsplatte generiert werden, um die Vibrationsplatte zu lenken.
Durch die Rotation der Unwuchtwellen erzeugen die darauf angeordneten Unwuchtmassen jeweils einen Fliehkraftvektor, der in einer Ebene rotiert, die zur Drehachse der Unwuchtwelle senkrecht steht. Wenn die Drehachsen der Unwuchtwellen auf der Bodenkontaktplatte winklig zueinander angeordnet sind, wirken dementsprechend auch die Kraftvektoren der Unwuchtmas- sen in unterschiedlichen Ebenen. Je nach Ansteuerung der Unwuchtwellen können Kraftwirkungen in unterschiedliche Richtungen erzeugt werden, die ein entsprechendes Bewegungsverhalten der Bodenkontaktplatte bewirken.
Selbstverständlich können auch Unwuchtmassen vorgesehen sein, deren Drehachsen koaxial oder parallel zueinander angeordnet sind. So sind jegliche Mischformen von Anordnungen denkbar, um ein gewünschtes Fahr-, Richtungs- und Verdichtungsverhalten der Vibrationsplatte zu erreichen.
Weiterhin ist es möglich, Unwuchtmassen mit unterschiedlich hohen Massenbeträgen vorzusehen. Eine derartige Ausführungsform trägt z. B. der Erkenntnis Rechnung, dass die Vibrationsplatte im überwiegenden Fall im Vorwärts- und Rückwärtsfahrbetrieb eingesetzt wird, während Drehungen sowie Kurven- und Schrägfahrten eher die Ausnahme darstellen bzw. gerin- gere Kraftwirkungen erfordern. Dementsprechend sollten die Unwuchtmassen, die für die Vorwärts- und Rückwärtsfahrt dienen, höhere Massenbeträge aufweisen, als die Unwuchtmassen, die lediglich eine Kurven- oder Querfahrt bewirken sollen.
Die Untermasse kann auch derart ausgestaltet sein, dass sie mehrere Bodenkontaktplatten aufweist, die von der Schwingungserregereinrichtung beaufschlagt werden. Auf diese Weise hat die Vibrationsplatte die Möglichkeit, sich an einen welligen Untergrund anzupassen. Zudem können einzelne Bodenkontaktplatten zur Vorwärtsbewegung bzw. Lenkung der gesamten Vi- brationsplatte genutzt werden, während andere Bodenkontaktplatten ausschließlich zur Bodenverdichtung dienen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehachsen der Unwuchtmassen auch nicht in einem Winkel von 90° zueinander stehen, so dass der Begriff "wink- Hg" Winkelbeträge zwischen 0° und 90° bzw. 90° und 180° (0<α<90; 90<α< 180) beträgt. Dann stehen die Drehachsen der Unwuchtmassen derart schräg zueinander, dass zumindest ein Teil der Unwuchtmassen sowohl Kraftkomponenten in Vorwärtsrichtung (Haupt-Fahrtrichtung X) als auch in Querrichtung erzeugen.
Vorteilhafterweise ist wenigstens einem Teil der Unwuchtmassen jeweils eine Phaseneinstelleinrichtung zugeordnet, um die Phasenlage der zugeordneten Unwuchtmasse bezüglich den Phasenlagen der anderen Unwuchtmassen verstellen zu können. Durch eine Verstellung der Phasenlagen können die Richtung und der Betrag der resultierenden Kraftvektoren verändert werden, um die gewünschte Kraftwirkung zu erzielen. Dies ermöglicht die geforderte Lenkbarkeit und Querbeweglichkeit der Vibrationsplatte.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine der Unwuchtmassen als Referenzunwuchtmasse angesehen wird, der keine eigene Phaseneinstelleinrichtung zugeordnet ist, während den anderen Unwuchtmassen jeweils eine eigene Pha- seneinstelleinrichtung zugeordnet ist. Auf diese Weise sind die Phasenlagen dieser Unwuchtmassen bezüglich der Referenzunwuchtmasse individuell verstellbar.
Da die Referenzunwuchtmasse keine eigene Phaseneinstelleinrichtung benö- tigt, kann sie direkt von einem Antrieb antrieben werden, was den mechanischen Aufwand gering hält.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Drehachsen der Unwuchtmassen sternförmig zueinander angeordnet, wobei die Winkel zwischen den Drehachsen gleiche Winkelbeträge oder auch unterschiedliche Winkelbeträgen haben können.
Somit werden wenigstens vier Unwuchtmassen bzw. sie tragende Unwuchtwellen an der Untermasse vorgesehen, deren Phasenlagen zueinander mit Hilfe von wenigstens drei einzelnen Phaseneinstelleinrichtungen (die Referenzunwuchtmasse benötigt keine Phaseneinstelleinrichtung) zueinander verstellt werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Drehachsen der Unwuchtmassen im Wesentlichen in einem Punkt schneiden. Dies ermöglicht - wie später noch dargelegt wird - einen besonders einfachen, rein mechanischen Antrieb, ist also - auch bei sternförmiger Anordnung der Drehachsen der Unwuchtmassen - nicht zwingend erforderlich.
Vorzugsweise sind die Drehachsen der Unwuchtmassen derart angeordnet, dass die von den Unwuchtmassen bei ihrer Drehung erzeugten Kraftvektoren in unterschiedlichen Ebenen wirken. Nur dann ist es möglich, auch Kraft- kompoπenten quer zur Längsrichtung der Vibrationsplatte zu erreichen, um die Vibrationsplatte auch in Querrichtung zu verfahren. Dabei sollten bei wenigstens einem Teil der Unwuchtmassen die bei deren Drehung erzeugten Kraftvektoren in Ebenen wirken, die nicht zueinander parallel, sondern winklig zueinander stehen.
Vorteilhafterweise sind diejenigen Unwuchtmassen, die bezüglich ihrer Schwerpunkte jeweils zueinander benachbart sind, also im Verhältnis zu den anderen Unwuchtmassen vergleichsweise geringe Abstände zueinander aufweisen, gegenläufig drehend angetrieben. Durch die gegenläufige Drehung der Unwuchtmassen, die zweckmäßigerweise gleiche Massenbeträge aufweisen, kann der daraus resultierende Kraftvektor in an sich bekannter Weise eingestellt werden.
Es ist selbstverständlich, dass der Begriff "Unwuchtmasse" verallgemeinert verwendet wird und nicht voraussetzt, dass die Unwuchtmasse durch ein einheitliches Masseelement gebildet werden muss. Vielmehr kann eine Unwuchtmasse auch durch mehrere Teil-Unwuchtmassen gebildet werden. Jedoch ist es Voraussetzung, dass die Teil-Unwuchtmassen auf der gleichen Unwuchtwelle mit gleicher Drehzahl und Phasenlage zueinander drehen. Unterschiedliche Unwuchtmassen hingegen müssen wenigstens hinsichtlich ihrer Phasenlage zueinander vestellbar bzw. gegenläufig drehbar sein können.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind meh- rere Einzelerreger vorgesehen, die jeweils wenigstens eine der Unwuchtmassen und eine die jeweilige Unwuchtmasse tragende Unwuchtwelle aufweisen. Die Einzelerreger sind hinsichtlich der Drehzahl und /oder der Phasenlage der Unwuchtmasse individuell ansteuerbar. Auf diese Weise werden kleine Einheiten in Form der Einzelerreger vorgesehen, die im einfachsten Fall nur eine einzelne Unwuchtwelle aufweisen. Die Phasenlage und gegebenenfalls die Drehzahl dieser Unwuchtwelle können individuell, also unabhängig von der Drehzahl oder der Phasenlage weiterer Unwuchtwellen angesteuert werden. Die gesamte Schwingungserregereinrichtung weist dann wenigstens vier dieser individuell ansteuerbaren Einzelerreger auf, wobei wenigstens zwei der Einzelerreger winklig zu den restlichen Einzelerregern stehen. Die Phasenlage der Unwuchtwelle bezieht sich auf ihre relative Drehstellung im Verhältnis zu den weiteren, mit ihr zusammenwirkenden Unwuchtwellen.
Vorzugsweise weist die Obermasse einen Antrieb zum Antreiben der Schwin- gungserregereinrichtung auf. Der Antrieb kann z. B. die hydraulische Antriebs-energie für Hydraulikmotoren liefern, die Jeweils eine oder mehrere Unwuchtwellen an der Untermasse antreiben.
So kann z. B. jeder der Einzelerreger einen die Unwuchtwelle drehend an- treibenden Motor aufweisen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist jeder der Einzelerreger einen Hydraulikmotor auf, der durch den an der Obermasse angeordneten Antrieb, z. B. ein Verbrennungsmotor mit Hydraulik - pumpe, antreibbar ist. Alternativ dazu kann der Motor auch ein Elektromotor sein.
Bei der soeben beschriebenen individuellen Antreibbarkeit der einzelnen Unwuchtwellen, bei denen die gegenseitige Relativstellung bzw. Phasenlage nicht durch eine formschlüssige Kopplung sichergestellt ist, ist es zweckmäßig, die Position jeder Unwuchtwelle in wenigstens einer Stellung durch einen Positionsgeber zu erfassen. Damit kann einerseits jede der Unwuchtwellen durch den ihr zugeordneten Motor individuell angetrieben werden, während andererseits über den Positionsgeber die tatsächliche Position der Un- wuchtwelle regelmäßig oder ständig überwacht wird. Der Positionsgeber sollte die Position der Unwuchtwelle (bzw. Unwuchtmasse) wenigstens in einer Stellung, d. h. während einer Umdrehung der Unwuchtwelle einmal erfassen, woraus die Drehzahl der Unwuchtwelle ermittelt und auch Zwischenstellungen interpoliert werden können. Selbstverständlich kann der Positi- onsgeber auch derart ausgestaltet sein, dass er die Drehstellung der Unwuchtwelle und damit deren Drehzahl permanent erfasst. Die genaue Erkennung der Drehstellung ist wichtig, um daraus die Phasenlage der Unwuchtwelle ableiten zu können.
Mit Hilfe einer Zentralsteuerung lassen sich die Einzelerreger koordinieren, so dass jeder Einzelerreger die ihm individuell vorgegebene Soll-Drehzahl und/oder Soll-Phasenlage erreicht. Die Zentralsteuerung wertet dabei einen von einem Bediener gewünschten und/oder von einem Arbeits- oder Fahrprogramm vorgegebenen Wunsch aus, um das gewünschte Verhalten der Bodenkontaktplatte zu erreichen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die die Unwuchtmassen jeweils tragenden Unwuchtwellen durch ein Getriebe miteinander gekoppelt und über einen gemeinsamen Antrieb antreibbar. Das Getriebe ermöglicht eine formschlüssige Kopplung, so dass die relative Phasenlage der einzelnen Unwuchtwellen bzw. Unwuchtmassen zueinander stets bekannt ist und eingehalten werden kann. Die Phasenänderungseinrichtungen müssen dann bezüglich einer definierten, bekannten Ausgangs-Phasenlage lediglich noch die geforderten Änderungen der Phasenlage vornehmen.
Vorteilhafterweise sind die Unwuchtwellen sternförmig um eine bezüglich der Bodenkontaktplatte vertikale Zentralachse derart angeordnet, dass sich die Drehachsen der Unwuchtmassen mit der Zentralachse schneiden. Das Getriebe weist zwei auf der Zentralachse koaxial übereinander angeordnete, zueinander gerichtete und von dem Antrieb angetriebene Zentral-Kegelräder auf. Jeder der eine Unwuchtmasse tragenden Unwuchtwellen ist ein An- triebs- Kegelrad zugeordnet, das mit einem der Zentral-Kegelräder kämmt, um die jeweilige Unwüchtwelle anzutreiben. Bis auf eine der Unwuchtwellen, die die Referenzunwuchtmasse trägt, sollte bei den anderen Unwuchtwellen im Drehmomentenfluss zwischen den Antriebs-Kegelrädern und der jeweiligen Unwuchtmasse eine Phaseneinstelleinrichtung vorgesehen sein, um die relative Drehstellung der Unwuchtmasse bzw. der sie tragenden Unwuchtwelle bezüglich der anderen Unwuchtmassen verändern zu können.
Mit Hilfe der Zentral-Kegelräder wird ein zentraler Antrieb zur Verfügung gestellt, von dem aus die sich sternförmig von der Zentralachse weg erstrek- kenden Unwuchtwellen ihre Antriebsenergie erhalten können. Auf diese Weise kann mit einer Minimalzahl von Zahnrädern ein Getriebe realisiert werden, das die Antriebsenergie von einem einzelnen Antrieb auf die diversen Unwuchtwellen verteilt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eines der Antriebs-Kegelräder mit einem der Zentral-Kegelräder kämmt, während das in Umfangsrichtung der Zentral-Kegelräder gesehen nächste Antriebs-Kegelrad mit dem anderen Zentral- Kegelrad kämmt. Die Antriebs-Kegelräder sollten dabei zwischen den Zen- tral-Kegelrädern angeordnet sein. Aufgrund des Wechsels der Seiten, an denen die Antriebs-Kegelräder mit dem jeweils zugeordneten Zentral-Kegelrad kämmen, ist es möglich, eine gegenläufige, formschlüssig gekoppelte Dreh- bewegung der zueinander benachbarten Unwuchtwellen zu erreichen.
In einer anderen Ausführungsform ist auf der vertikalen Zentralachse lediglich ein Kegelrad als Zentral-Kegelrad angeordnet. Die jeweils gewünschte Drehrichtungsänderung von einer Welle zur benachbarten Welle wird durch ein Umkehrgetriebe erreicht, das jeder zweiten Welle zugeordnet ist. Als besonders geeignet haben sich hierfür Planetengetriebe erwiesen. Bei ihnen kann der jeweilige Drehsinn durch ein Blockieren des Hohlrads oder des die Planetenräder tragenden Planetenträgers erreicht werden. Die gewünschte Phasenverstellung ist dann durch Verdrehen des blockierten Elements (Hohlrad oder Planetenträger) in bekannter Weise möglich.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Seitenansicht eine erfindungsgemäße
Vibrationsplatte ;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Bodenkontaktplatte mit einer Schwingungserregereinrichtung bei einer erfindungsgemäßen Vibrationsplatte gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch einen bei der Schwingungserregereinrichtung von Fig. 2 verwendeten
Einzelerreger;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Bodenkontaktplatte mit einer
Schwingungserregereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Bodenkontaktplatte mit einer
Schwingungserregereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 Beispiele für Anordnungen von Unwuchtwellen;
Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf eine Bodenkontaktplatte bei einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 einen Schnitt durch die Draufsicht von Fig. 7.
Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung mit einer Untermasse 1 und einer Obermasse 2. Die Untermasse 1 ist mit der Obermasse 2 über eine Federeinrichtung 3 elastisch beweglich gekoppelt. Die Federeinrichtung 3 kann z. B. Gummielemente umfassen, die zwischen der Untermasse 1 und der Obermasse 2 angebracht sind.
Die Untermasse 1 weist eine Bodenkontaktplatte 4 auf, die mit dem zu verdichtenden Boden in Berührung steht und eine Schwingungserregereinrich- tung 5 trägt. Die Schwingungserregereinrichtung 5 erzeugt Schwingungen, die in die Bodenkontaktplatte 4 eingeleitet werden und einerseits zur Bodenverdichtung sowie andererseits zur Lenkung und zum Vortrieb der Vibrationsplatte dienen.
An der Obermasse 2 ist eine Deichsel 6 zur Führung durch einen Bediener angebracht. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Vibrationsplatte auch ferngesteuert sein, so dass keine Deichsel 6 erforderlich ist.
Bestandteil der Obermasse 2 ist unter Umständen auch ein Antrieb, z. B. ein Verbrennungsmotor, der die erforderliche Energie für den Antrieb der Schwingungserregereinrichtung 5 erzeugt. Die Energie wird mechanisch (z. B. über einen Riementrieb), hydraulisch (mit Hilfe einer Hydraulikpumpe) oder elektrisch (mit Hilfe eines von dem Antrieb angetriebenen Generators) auf die Schwingungserreger einrich tung 5 übertragen, wo Unwuchtwellen in bekannter Weise drehend angetrieben werden. Im Falle einer mechanischen Übertragung der Antriebsenergie genügt es, die Abtriebsseite des Riementriebs mit wenigstens einer der Unwuchtwellen zu koppeln, die über Getriebe mit den weiteren Unwuchtwellen verbunden ist. Für den Fall einer später noch anhand der Figuren 7 und 8 erläuterten An- Ordnung eines Antriebsmotors mit vertikaler Abtriebswelle ist es möglich, zwischen der aus dem Motor kommenden vertikalen Abtriebswelle und einer Antriebswelle, auf der wenigstens ein später noch erläutertes Zentral-Kegel- rad angebracht ist, eine Ausgleichskupplung vorzusehen. Auf diese Weise kann das Zentral-Kegelrad direkt von dem Motor angetrieben werden.
Bei einer hydraulischen Energieübertragung wird mit Hilfe der Hydraulikpumpe an der Obermasse ein Hydraulikdruck erzeugt, der über einen oder mehrere Hydromotoren an der Untermasse die jeweiligen Unwuchtwellen in Drehung versetzt. Bei einer elektrischen Energieübertragung wird die vom Generator erzeugte elektrische Energie auf Elektromotoren übertragen, die die mit ihnen gekoppelten Unwuchtwellen in Drehung versetzt.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die Bodenkontaktplatte 4, auf der vier Einzelerreger 7 winklig zueinander angeordnet sind und die Schwingungserregereinrichtung 5 bilden.
Die beiden, in Fahrtrichtung X gesehen, vorderen Einzelerreger 7 sind mit einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet, während die jeweils hintereinander liegenden Einzelerreger 7 bezüglich ihrer Drehachsen 17 spitze Winkel zueinander bilden.
Fig. 3 zeigt in einer Schnittdarstellung den schematischen Aufbau eines Einzelerregers 7.
in einem röhrenförmigen Gehäuse 8 ist eine Unwuchtwelle 9 drehend gelagert. Die Unwuchtwelle 9 trägt eine Unwuchtmasse 10.
Die Unwuchtwelle 9 wird von einem Hydraulikmotor 1 1 drehend angetrieben. Dem Hydraulikmotor 1 1 wird Hydraulikflüssigkeit über eine Hydrau- likleitung 12 von einer nicht dargestellten Hydraulikversorgung zugeführt. Die Hydraulikversorgung kann bei der Vibrationsplatte im Wesentlichen an der Obermasse 2 angeordnet sein. Bestandteil der Hydraulikversorgung ist z. B. ein Diesel-, Benzin- oder Elektroaggregat, das eine Hydraulikpumpe antreibt. Die Hydraulikpumpe erzeugt einen Hydraulikdruck in einer Hy- draulikflüssigkeit, die in einem Hydraulikspeicher gespeichert werden kann. Weiterhin muss ein Hydraulikvorratsbehälter zum Sammeln und Aufbewah- ren der Hydraulikflüssigkeit vorgesehen sein. Aufgrund der starken Schwingungswirkung in der Untermasse 1 ist es zweckmäßig, wenn die meisten Komponenten der Hydraulikversorgung in der von der Untermasse 1 schwingungsmäßig entkoppelten Obermasse 2 angeordnet sind. Dadurch ist es nur noch erforderlich, eine Verbindung von der Hydraulikversorgung zu dem Hy- draulikmotor 1 1 mit Hilfe der Hydraulikleitung 12 herzustellen.
Stromab von dem Hydraulikmotor 1 1 ist ein als Stellglied dienendes Hydraulikventil 13 angeordnet, das den Hydraulikabfluss nach dem Hydraulikmotor 11 steuert und damit die Drehzahl des Hydraulikmotors 11 beeinflusst. Selbstverständlich kann das Hydraulikventil 13 auch stromauf von dem Hydraulikmotor 11 angeordnet werden.
An einem dem Hydraulikmotor 1 1 gegenüberliegenden Ende der Unwuchtwelle 9 ist ein Positionsgeber 14 angeordnet. Der Positionsgeber 14 - z. B. eine Drehwinkelerfassungseinrichtung - ist in der Lage, die Position der Unwuchtwelle 9 in wenigstens einer Stellung zu erfassen. Dies kann z. B. optisch, magnetisch, induktiv oder kapazitiv erfolgen. Aus der Möglichkeit, wenigstens einmal während einer Umdrehung der Unwuchtwelle 9 deren Stellung zu erfassen, lassen sich die Drehzahl und die Phasenlage der Unwucht- welle 9 ermitteln. Weiterhin ist es ohne weiteres möglich, durch Interpolation über die Zeit mit ausreichender Genauigkeit die Stellung der Unwuchtwelle 9 zu jedem beliebigen Zeitpunkt festzustellen.
Die Position der Unwuchtwelle 9 ist deshalb von Bedeutung, weil die von ihr getragene Unwuchtmasse 10 bei Rotation eine starke Fliehkraftwirkung erzeugt. Die Fliehkraft der Unwuchtmasse 10 wirkt mit den Fliehkräften der weiteren, zu der Schwingungserregereinrichtung gehörenden Einzelerregern 7 (Fig. 2) zusammen und erzeugt so eine gesamtresultierende Kraftwirkung, die das Bewegungsverhalten der von den Einzelerregern 7 beaufschlagten Bodenkontaktplatte 4 bestimmt. Nur dann, wenn sowohl die Drehzahl der Unwuchtwellen 9 als auch ihre Phasenlagen zueinander präzise abgestimmt sind, kann sich die Bodenkontaktplatte 4 in der gewünschten Weise bewegen.
Die erfindungsgemäße Schwingungserregereinrichtung weist wenigstens vier dieser Einzelerreger 7 auf, die in geeigneter Weise auf der Bodenkontaktplatte 4 angeordnet sind. Hinsichtlich der möglichen Anordnungsformen wird später noch Stellung genommen.
Der in Fig. 3 gezeigte Einzelerreger 7 weist darüber hinaus einen Regler 15 auf, der ein von dem Positionsgeber 14 erzeugtes Signal auswertet und wenigstens die Drehzahl und /oder die Lage der Unwuchtmasse 10 in Bezug auf einen bestimmten Zeitpunkt (Phasenlage) ermittelt.
Der Regler 15 erhält darüber hinaus - wie später noch erläutert wird - ein Sollwertsignal 16, mit dem die erforderliche Soll-Drehzahl oder Soll-Phasenlage vorgegeben wird. Der Regler 15 steuert dementsprechend das Hydraulikventil 13 an, um mit Hilfe des Hydraulikmotors 1 1 die gewünschte Drehzahl und Phasenlage der Unwuchtwelle 9 bzw. Unwuchtmasse 10 zu erreichen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind erfindungsgemäß wenigstens vier Einzelerreger 7, die jeweils eine Unwuchtwelle 9 und eine von dieser getragenen Unwuchtmasse 10 aufweisen, in geeigneter Weise anzuordnen. In geeigneter Weise bedeutet, dass die Drehachsen 17 von wenigstens zwei der Unwuchtmassen 10 bzw. Unwuchtwellen 9 winklig zu den Drehachsen 17 der anderen Unwuchtmassen 10 stehen müssen. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist erkennbar, dass jeweils zwei Einzelerreger 7 derart angeordnet sind, dass die Drehachsen 17 ihrer jeweiligen Unwuchtmassen 10 parallel zueinander und axial versetzt angeordnet sind. Unwuchtwellen 9 bzw. Unwuchtmassen 10, die parallel zueinander bzw. axial versetzt oder koaxial zueinander stehen, werden nicht als "winklig" zueinander angesehen. Eine winklige Anordnung setzt voraus, dass die Drehachsen 17 von zwei Unwuchtwellen 9 mit einem anderen Winkel als 0° oder 180° zueinander stehen. Dies ist für jeweils zwei Einzelerregerpaare 7 bei der Ausführungsform von Fig. 2 der Fall. Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung wird auch als "sternförmig" angesehen, obwohl sich die Drehachsen 17 der Einzelerreger 7 nicht in einem Punkt schneiden. Die Regler 15 der Einzelerreger 7 können über eine nicht gezeigte Zentralsteuerung miteinander gekoppelt werden. Die Zentralsteuerung gibt die Sollwertsignale 16 für die einzelnen Einzelerreger 7 vor. Jeder Regler 15 gewährleistet dann für die ihm zugeordneten Einzelerreger 7, dass sich die Un- wuchtwelle 9 in der gewünschten Weise verhält. Die von der Zentralsteuerung vorgegebenen Sollwertsignale 16 können sich für jeden der Einzelerreger 7 unterscheiden. Wesentliche Unterscheidungsparameter sind dabei Soll-Drehzahl, Soll-Phasenlage und Soll-Drehrichtung. Die Änderung der Drehrichtung ist optional und erfordert einen zusätzlichen Bauaufwand bei der Realisierung des Hydraulikmotors 1 1 bzw. des Hydraulikventils 13. Im Normalfall wird eine Änderung der Drehrichtung nicht erforderlich sein.
Alternativ dazu kann auch ein Einzelerreger vorgesehen sein, der keinen individuell zugeordneten Regler 15 aufweist. Dann werden die Signale der Po- sitionsgeber 14 der diversen Einzelerreger 7 an einen nicht dargestellten Zentralregler geführt, der sämtliche Signale von allen Einzelerregern 7 auswertet. Der Zentralregler steuert dann entsprechend individuell jedes der Hydraulikventile 13 an, um für jeden der Einzelerreger 7 individuell das gewünschte Verhalten der Unwuchtwelle 9 zu erreichen.
Die Zentralsteuerung bzw. der Zentralregler enthalten geeignete Arbeitsoder Fahrprogramme, mit denen die vom Bediener über Bedienelemente (Fernsteuerung, Bedienhebel, Tasten) vorgegebenen Wünsche für das Fahr- und Schwingungsverhalten der Vibrationsplatte in Steuervorgaben für die Einzelerreger umgesetzt werden können. Wünscht der Bediener z. B. einen Übergang aus der Standverdichtung der Vibrationsplatte in eine Vorwärtsfahrt, bewirkt die Zentralsteuerung bzw. der Zentralregler eine Verstellung der Phasenlage bei wenigstens einem der Einzelerreger 7, wodurch die resultierende Gesamtkraft ihre Wirkungsrichtung ändert.
Für einen zuverlässigen Normalbetrieb ist es anzustreben, dass sich die Unwuchtwellen 9, soweit möglich, exakt mit der gleichen Drehzahl drehen. Da jedoch zusätzlich auch ständig die Lage der Unwuchtwellen 9 überwacht wird, können Drehzahlabweichungen jederzeit korrigiert werden, damit die gewünschte Phasenlage zwischen den Unwuchtwellen 9 eingehalten wird. Ein fortschreitendes Abweichen der Drehzahl ist damit ausgeschlossen. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung in Form von unterschiedlich angeordneten Einzelerregern 7 auf der Bodenkontaktplatte 4. Im Zentrum sind sechs Einzelerreger 7 sternförmig um eine Zentralachse (Hochachse) derart angeordnet, dass sich die Drehachsen 17 der einzelnen Unwuchtwellen in einem Punkt 18 schneiden. Zusätzlich sind weitere Einzelerreger 19 auf der Bodenkontaktplatte 4 angeordnet, die jeweils mit ihren Unwuchtwellen Kraftwirkungen in die Haupt-Fahrtrichtung X bzw. in entgegengesetzte Richtung erzeugen, um die Fahrtbewegung der Vibrationsplatte zu unterstützen. Mit Hilfe der sternförmig angeordneten Einzelerreger 7 ist es möglich, die Vibrationsplatte durch Erzeugung eines Giermoments um die durch den Punkt 18 verlaufende Hochachse zu lenken oder in eine Richtung quer oder schräg zu der Hauptfahrtrichtung X zu bewegen. Bei entsprechender Ansteuerung ist es somit möglich, die Vibrationsplatte in beliebiger Richtung mit beliebiger Ausrichtung auf dem Untergrund zu verfahren.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Einzelerreger 7 derart auf der Bodenkontaktplatte 4 angeordnet sind, dass die Drehachsen 17 der jeweiligen Unwuchtwellen parallel, senkrecht oder winklig zu der Hauptfahrtrichtung X stehen. Im Ergebnis können damit ähnliche Fahreigenschaften wie bei der Vibrationsplatte gemäß Fig. 4 erreicht werden. Bei der Wahl der Anordnung stehen dem Fachmann nahezu beliebige Möglichkeiten zur Verfügung, da er mit Hilfe der hydraulisch angetriebenen und individuell ansteuerbaren Einzelerreger 7 nicht an eine mechanische Kopplung gebunden ist. Vielmehr kann er die jeweils eine komplette Einheit darstellenden Einzelerreger 7 beliebig auf der Bodenkontaktplatte 4 anordnen. Die Steuerung in Form der Zentralsteuerung oder des Zentralreglers ist dann in geeigneter Weise zu programmieren, um der Anordnung der Einzelerreger 7 bzw. 19 Rechnung zu tragen.
Fig. 6 zeigt in schematischer Draufsicht weitere Möglichkeiten der Anordnung der Einzelerreger 7 auf der Bodenkontaktplatte 4. Zur Vereinfachung sind die Einzelerreger 7 nur noch als Striche dargestellt, die mit den Drehachsen der Unwuchtwellen bzw. Unwuchtmassen zusammenfallen.
in Fig. 6a) sind dementsprechend die Unwuchtwellen der Einzelerreger 7 teilweise parallel, axial verschoben, koaxial und/oder teilweise winklig zueinander angeordnet. In Flg. 6b) sind zusätzlich zu den "normalen" Einzelerregern 7 verstärkte, vorzugsweise mit gleicher Drehzahl drehende Einzelerreger 20 vorgesehen, die eine Unwuchtwelle mit betragsmäßig größerer Unwuchtmasse aufweisen. Dementsprechend sind die verstärkten Einzelerreger 20 nicht als Striche, sondern als gestreckte Kästchen symbolhaft dargestellt.
Die verstärkten Einzelerreger 20 können vorwiegend dazu eingesetzt werden, eine verstärkte Verdichtungswirkung oder eine zügigere Vorwärts- und Rückwärtsfahrt zu erreichen. Dementsprechend sind die normalen Einzeler - reger 7 bzw. die Einzelerreger mit geringeren Unwuchtmassen für die Lenkung der Vibrationsplatte vorgesehen. Die bei den verstärkten Einzelerregern 20 vorgesehenen Unwuchtwellen mit vergrößerten Unwuchtmassen können jedoch durch "normale" Einzelerreger 7 ersetzt werden, wenn z. B. mehrere Einzelerreger 7 hintereinander parallel zueinander angeordnet wer- den.
In Fig. 6c) sind fünf Einzelerreger auf der Bodenkontaktplatte 4 angeordnet, nämlich vier "normale" Einzelerreger 7 und ein verstärkter Einzelerreger 20, dessen Unwuchtmasse der doppelten Masse einer Unwuchtmasse eines Ein- zelerregers 7 entspricht. Die Einzelerreger 7, 20, deren Drehachse senkrecht zur Haupt-Fahrtrichtung X stehen, sind für den Vortrieb bzw. die Rückwärtsfahrt der Vibrationsplatte zuständig, während die beiden Einzelerreger 7, deren Drehachse sich in Fahrtrichtung X erstreckt, eine Querfahrt oder eine Lenkung der Vibrationsplatte bewirken.
Fig. 7 zeigt, ähnlich wie Fig. 2, eine schematische Draufsicht auf die Bodenkontaktplatte 4, auf der vier Einzelerreger 7 in sternförmiger Anordnung platziert sind. Im Gegensatz zu der Ausführungsform von Fig. 2 sind die Einzelerreger 7 jedoch nicht hydraulisch angetrieben, sondern über ein Ge- triebe 21 miteinander formschlüssig mechanisch gekoppelt.
Fig. 8 zeigt eine Schnittdarstellung der Vibrationsplatte von Fig. 7 entlang der Schnittlinie A-B.
in der Mitte der sternförmigen Anordnung der Einzelerreger 7 erstreckt sich eine vertikale Zentralachse 22, um die sich eine Antriebswelle 23 dreht. Auf der Antriebswelle 23 sind zwei koaxial übereinander angeordnete, zueinan- der gerichtete Zentral-Kegelräder, nämlich ein oberes Zentral-Kegelrad 24 und ein unteres Zentral-Kegelrad 25 angebracht. Die Antriebswelle 23 mit den beiden Zentral-Kegelrädern 24, 25 werden über einen darüber liegenden Hydraulikmotor 26 angetrieben, dem unter Druck stehendes Hydraulikfluid von dem an der Obermasse 2 befindlichen Antrieb zugeführt wird.
Anstelle des Hydraulikmotors 26 kann auch ein Verbrennungsmotor vorgesehen sein, dessen vorzugsweise vertikale Abtriebswelle über eine elastische Kupplung direkt mit der Antriebswelle 23 gekoppelt ist. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Motor ohne Zwischenschaltung eines Getriebes oder eines Hydrauliksystems die Antriebswelle 23 mit den Zentral-Kegelrädern 24, 25 antreibt.
Die Unwuchtwellen 9 der Einzelantriebe 7 weisen an ihrem dem Gehäuse 21 zugewandten Ende jeweils ein Antriebs-Kegelrad 27 auf. Die Einzelantriebe 7 können mit ihren Unwuchtwellen 9 über den Umfang der Zentralachse 22 jeweils abwechselnd etwas erhöht und etwas abgesenkt (jeweils um den Modul der Verzahnung versetzt) auf der Bodenkontaktplatte 4 angeordnet werden, so dass die Antriebs-Kegelräder wechselweise mit dem oberen Zentral-Kegel- rad 24 und dem unteren Zentral-Kegelrad 25 kämmen. Das bedeutet, dass über den Umfang der Zentralachse 22 und damit entlang dem Umfang der Zentral-Kegelräder 24, 25 abwechselnd ein Antriebs-Kegelrad 27 mit dem oberen Zentral-Kegelrad 24 und das darauf folgende nächste Antriebs-Kegelrad 27 mit dem unteren Zentral-Kegelrad 25 kämmt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die jeweils am Umfang gesehen zueinander benachbarten Unwuchtwellen 9 gegenläufig drehen.
Aufgrund der formschlüssigen Kopplung der einzelnen Unwuchtwellen 9 über das Getriebe 21 wird stets eine präzise relative Phasenlage der einzel- nen Unwuchtmassen 10 zueinander erreicht.
Um eine Steuerung der Vibrationsplatten zu ermöglichen, ist es erforderlich, die Phasenlagen der einzelnen Unwuchtmassen bezüglich den Phasenlagen der anderen Unwuchtmassen zu verstellen. Für diesen Zweck weisen drei der Einzelerreger 7 eine Phaseneinstelleinrichtung auf. Der vierte Einzelerreger 7 benötigt dann keine Phaseneinstelleinrichtung, so dass seine Unwuchtmasse als Referenzunwuchtmasse 28 gezeichnet wird. Die Referenzun- wuchtmasse 28 ist direkt und unveränderlich über das Getriebe 21 mit dem Hydraulikmotor 26 gekoppelt (formschlüssig drehbar). Eine Änderung der Phasenlage der Referenzunwuchtmasse 28 zu der Motorwelle des Hydraulikmotors 26 bzw. der Antriebswelle 23 ist dementsprechend nicht möglich.
Im Gegensatz dazu kann die Phasenlage der Unwuchtmassen 10 der restlichen Einzelerreger 7 bezüglich der Phasenlage der Antriebswelle 23 und damit bezüglich der Referenzunwuchtmasse 28 mit Hilfe der jeweiligen Phaseneinstelleinrichtung verändert werden. Jeder der übrigen Einzelerreger 7 weist somit eine ihm individuell zugeordnete Phaseneinstelleinrichtung auf.
Als Phaseneinstelleinrichtung eignen sich z. B. Drallhülsen, wie sie aus dem Stand der Technik (z. B. EP 0 358 744 Al ) bekannt sind. Jedoch sind andere Bauformen für Phaseneinstelleinrichtungen denkbar. Es kommt nur dar- auf an, dass die Phasenlage der betreffenden Unwuchtwelle bzw. Unwuchtmasse bezüglich der Phasenlage der zentralen Antriebswelle 23 individuell eingestellt werden kann.
Die Phaseneinstelleinrichtung kann z. B. einen Stellantrieb 29 aufweisen, über den mechanisch, elektrisch oder hydraulisch eine Veränderung der Phasenlage der Unwuchtmasse im Inneren des jeweiligen Einzelerregers 7 vorgenommen wird. Hierbei ist es ebenfalls möglich, über Zwischenschaltung eines Planetengetriebes und gezieltes Blockieren oder Verdrehen blok- kierter Elemente (Hohlrad, Planetenradträger) eine Phaseneinstelleinrich- tung zu realisieren.
Die Koordination der Phaseneinstelleinrichtungen kann durch den Bediener manuell, aber auch durch eine bereits oben beschriebene Zentralsteuerung bzw. einen Zentralregler durchgeführt werden.
Durch das Zusammenwirken der verschiedenen Unwuchtmassen 10 in den Einzelerregern 7 wird die gewünschte Fahrbewegung der Vibrationsplatte erreicht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung, mit einer Obermasse (2); - einer mit der Obermasse (2) elastisch gekoppelten, wenigstens eine
Bodenkontaktplatte (4) aufweisenden Untermasse ( 1); und mit einer die Bodenkontaktplatte (4) beaufschlagenden Schwingungserregereinrichtung (5); wobei - die Schwingungserregereinrichtung (5) wenigstens vier, jeweils um eine Drehachse ( 17) drehend antreibbare Unwuchtmassen ( 10) aufweist; und wobei die Drehachsen ( 17) von wenigstens zwei der Unwuchtmassen (10) winklig zu den Drehachsen ( 17) der anderen Unwuchtmassen ( 10) stehen.
2. Vibrationsplatte nach Anspruch I 1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Teil der Unwuchtmassen ( 10) jeweils eine Phaseneinstelleinrichtung (29) zugeordnet ist, zum Verstellen der Phasenlage der zugeordneten Unwuchtmasse ( 10) bezüglich den Phasenlagen der anderen Unwucht- massen ( 10).
3. Vibrationsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Unwuchtmassen ( 10) eine Referenzunwuchtmasse (28) dar- stellt; und dass den anderen Unwuchtmassen ( 10) jeweils eine eigene Phaseneinstelleinrichtung (29) zugeordnet ist, derart, dass die Phasenlage dieser Unwuchtmassen ( 10) bezüglich der Referenzunwuchtmasse (28) individuell verstellbar ist.
4. Vibrationsplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzunwuchtmasse (28) keine eigene Phaseneinstelleinrichtung zugeordnet ist.
5. Vibrationsplatte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzunwuchtmasse (28) direkt von einem Antrieb (26) antreibbar ist, ohne Zwischenschaltung einer Phaseneinstelleinrichtung.
6. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen ( 17) der Unwuchtmassen ( 10) sternförmig zueinander angeordnet sind.
7. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen ( 17) der Unwuchtmassen ( 10) in Winkeln mit gleichen Winkelbeträgen zueinander stehen.
8. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Drehachsen der Unwuchtmassen in Winkeln mit wenigstens zwei unterschiedlichen Winkelbeträgen zueinander stehen.
9. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drehachsen ( 17) der Unwuchtmassen (10) im Wesentlichen in einem Punkt ( 18) schneiden.
10. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen ( 17) der Unwuchtmassen ( 10) derart angeordnet sind, die von den Unwuchtmassen ( 10) bei ihrer Drehung er- zeugten Kraftvektoren in unterschiedlichen, nicht zueinander parallelen Ebenen wirken.
1 1. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich ihrer Schwerpunkte jeweils benachbarte Un- wuchtmassen (10) gegenläufig drehend angetrieben sind.
12. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Einzelerreger (7) vorgesehen sind, die jeweils eine der Unwuchtmassen ( 10) und eine die jeweilige Unwuchtmasse ( 10) tragende Unwuchtwelle (9) aufweisen und die hinsichtlich der Drehzahl und /oder der Phasenlage der Unwuchtmasse ( 10) individuell ansteuerbar sind.
13. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Obermasse (2) einen Antrieb zum Antreiben der Schwingungserregereinrichtung aufweist.
14. Vibrationsplatte nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich- net, dass jeder der Einzelerreger (7) einen die Unwuchtwelle (9) drehend antreibenden Motor ( 1 1 ) aufweist.
15. Vibrationsplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor eine Hydraulikmotor ( 1 1) ist, der durch den an der Obermasse
(2) angeordneten Antrieb antreibbar ist.
16. Vibrationsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die die Unwuchtmassen ( 10) jeweils tragenden Un- wuchtwellen (9) durch ein Getriebe (21) mechanisch gekoppelt sind und über einen gemeinsamen Antrieb antreibbar sind.
17. Vibrationsplatte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwellen (9) sternförmig um eine bezüglich der Bodenkon- taktplatte (4) vertikale Zentralachse (22) angeordnet sind; das Getriebe (21 ) zwei auf der Zentralachse (22) koaxial übereinander angeordnete, zueinander gerichtete und von dem Antrieb angetriebene Zen- tral-Kegelräder (24, 25) aufweist; und dass jeder der Unwuchtwellen (9) ein Antriebs-Kegelrad (27) zugeordnet ist, das mit einem der Zentral -Kegelräder (24, 25) kämmt, um die jeweilige Unwuchtwelle (9) anzutreiben.
18. Vibrationsplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Antriebs-Kegelräder (27) mit einem der Zentral-Kegelräder (24) kämmt und dass das in Umfangsrichtung der Zentral-Kegelräder (24, 25) gesehen nächste Antriebs-Kegelrad (27) mit dem anderen Zentral -Kegelrad (25) kämmt.
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