DE3906392A1 - Ruettelwalze zur bodenverdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rüttelwalze zur Boden­ verdichtung, bestehend aus einem Unterbau mit zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten, gege­ benenfalls als Paare ausgebildeten Walzentrommeln und mit den Walzentrommeln zugeordneten vorderen und hinteren Unwuchterregern in Form rotierender, um 180° phasenverschoben umlaufender Gewichte, die die Walzentrommeln und den Unterbau einer Schwin­ gungsbewegung unterziehen, einerseits und aus einem Oberbau, der zumindest einen Antriebsmotor, Steue­ rungselemente und das übliche Zubehör enthält, an­ dererseits, wobei der Oberbau über elastische Däm­ pfungspuffer von dem Unterbau getragen wird.

Derartige Rüttelwalzen sind in zahlreichen Ausfüh­ rungsformen bekannt. Durch die Phasenverschiebung der Unwuchterzeuger um 180° ist sichergestellt, daß die nach vorn bzw. hinten wirkenden Kraftkomponen­ ten sich gegenseitig aufheben und daß beim Wirksam­ werden der für die Bodenverdichtung maßgeblichen vertikalen Kraftkomponente immer eine Walzentrommel gegen den Boden gedrückt wird. Dadurch ergeben sich zum einen bessere Verdichtungsergebnisse, zum an­ deren weist die Rüttelwalze gute Steifigkeit und Lenkbarkeit auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, die Schwingungsübertragung auf den Oberbau mit den dadurch bedingten Beschädigungen der eingebau­ ten Teile weitgehend zu reduzieren unter Beibehal­ tung der oben genannten positiven Eigenschaften. Diese Ziele sollen insbesondere bei Walzen mit fliegend gelagerten Walzentrommeln realisiert wer­ den, weil dort keine elastische Lagerung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Dämpfungspuffer zwischen Unter- und Oberbau in der Nähe des Schwingungsminimums des Unterbaues positioniert ist und dieser bzw. diese Dämpfungspuffer das Hauptgewicht des Oberbaues trägt bzw. tragen.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei Rüttelwalzen mit zwei um 180° phasenverschobenen Unwuchterregern eine Zone existiert, wo die Schwin­ gungsamplitude nahe Null geht. Diese Zone liegt je nach den Schwingungsamplituden an vorderer und hin­ terer Walzentrommel in der Mitte zwischen beiden Walzentrommeln oder mehr in Richtung zur einen oder anderen Walzentrommel hin verschoben. Hinsichtlich der Höhe dieser Zone haben Untersuchungen der Anmel­ derin überraschend ergeben, daß sie nicht in Höhe der Walzentrommel-Achsen, sondern etwas darüber liegt.

Indem durch konstruktive Ausgestaltung von Unterbau und Oberbau dafür gesorgt wird, daß beide genannten Teile in diese Zone des Schwingungsminimums hinein­ laufen und dort durch Dämpfungspuffer miteinander verbunden sind, erhält man eine ideale schwingungs­ technische Entkopplung zwischen Unterbau und Ober­ bau.

Hinsichtlich der Ausbildung der Dämpfungspuffer em­ pfiehlt es sich, Gummidämpfer mit quer zur Fahrt­ richtung verlaufender Achse zu verwenden. Damit las­ sen sich die Restschwingungen, die bei Unebenheiten und sonstigen Unregelmäßigkeiten auch in der Zone des Schwingungsminimums auftreten können, leicht kom­ pensieren.

Durch die erfindungsgemäße zentrale Aufhängung des Oberbaues und durch den in Relation dazu höher liegenden Schwerpunkt des Oberbaues kann es im Betrieb zu Nick- oder Kippschwingungen des Ober­ baues, das heißt zu Schwenkbewegungen um seine zen­ trale Aufhängung herum kommen. Zur Beseitigung die­ ser Schwingungen wird in Weiterbildung des Erfin­ dungsgedankens empfohlen, den Oberbau über zumin­ dest ein nach vorn oder hinten auskragendes Teil elastisch am Unterbau gegenüber den genannten Kipp­ bewegungen abzustützen. Je weiter diese Abstützung von der vorgenannten zentralen Aufhängung entfernt ist, desto geringer sind die von der Abstützung aufzunehmenden Kräfte.

Für die Abstützung kommen an sich bekannte Däm­ pfungselemente in Betracht. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Abstützung durch zumindest einen Schwenkhebel erfolgt, der von seinem Anlenkpunkt am Unterbau etwa senkrecht zu der bei Kippbewegungen sich ergebenden Bewegungs­ kurve dieses Anlenkpunktes verläuft und wenn der Anlenkpunkt am Unter- und/oder Oberbau elastisch, insbesondere als Torsionsdämpfer, ausgebildet ist. Durch diese Ausrichtung des Schwenkhebels verlau­ fen die Schwingungsbewegungen des Anlenkpunktes am Unterbau etwa längs der gleichen Bahn, die sich bei einer Schwenkbewegung des Hebels um seinen An­ lenkpunkt am Oberbau einstellt. Daher haben Schwin­ gungsbewegungen des Unterbaues im wesentlichen nur Schwenkbewegungen des genannten Schwenkhebels zur Folge, ohne daß dabei dessen Anlenkpunkt am Oberbau deutlich verschoben wird. Man erhält also eine Abstützung ge­ gen Kippbewegungen, die ihrerseits keine Schwingun­ gen auf den Oberbau überträgt.

Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung im Sinne einer Schwingungsdämpfung besteht darin, den Motor nicht im Oberbau, und auch nicht direkt im Unterbau, sondern über separate Dämpfungspuffer am Unterbau zu lagern. Im Sinne einer kostengünsti­ gen Konstruktion empfiehlt es sich dabei, daß die Dämpfungspuffer des Motors koaxial zu denen des Oberbaues angeordnet sind.

Für die Positionierung der Unwuchterreger bieten sich die bekannten Möglichkeiten. Es hat sich je­ doch in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung als besonders günstig erwiesen, wenn die Unwuchter­ reger außerhalb der Walzentrommeln, und zwar etwa mittig über ihnen angeordnet sind.

Die Erfindung eignet sich auch sehr gut für soge­ nannte Grabenwalzen, bei denen der Unterbau einen in Längsmitte verlaufenden Lagersteg aufweist, an dem beidseits die Walzentrommeln gelagert sind.

In diesem Fall empfiehlt es sich, daß der Lager­ steg zwichen vorderer und hinterer Walzentrommel je einen seitlichen Ausleger aufweist, an dem die Dämpfungspuffer für den Oberbau und gegebenenfalls für den Motor montiert sind. Die Abstützung gegen Kippbewegungen erfolgt im oberen Bereich des La­ gersteges, ebenfalls über seitliche Ausleger.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispieles anhand der Zeichnung; dabei zeigt:

Fig. 1 eine Rüttelwalze in der Seitenansicht und

Fig. 2 die gleiche Rüttelwalze in Frontalansicht.

Die als Grabenwalze ausgebildete Rüttelwalze besteht aus einem Unterbau 1, die in ihrem unteren Bereich einen vertikalen, in der Längsmitte verlaufenden La­ gersteg 2 aufweist. An diesem Lagersteg 2 sind beid­ seits Paare von in Fahrtrichtung hintereinander ange­ ordneten Walzentrommeln 3 und 4 gelagert. Wie man in Fig. 2 erkennt, besteht das vordere Walzenpaar aus einer linken Walze 3 a und einer rechten Walze 3 b. Die Lagerung und der hydraulische Antrieb der Wal­ zentrommeln erfolgt in an sich bekannter Weise, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird.

Im Bereich zwischen den vorderen und hinteren Walzen weist der Lagersteg 2 einen beidseits vorstehenden, wannenförmigen Ausleger 5 auf, dessen äußere Enden durch vertikale Seitenwände 5 a und 5 b gebildet wer­ den. Diese Seitenwände sind so positioniert, daß sie zumindest in der Nähe des Schwingungsminimums des Unterbaues 1 liegen. Diese Zone erstreckt sich zwischen den Walzentrommeln 3 und 4 quer zur Fahrt­ richtung, und zwar etwa in Höhe der Walzentrommel- Achsen, vorzugsweise etwa 5 bis 20 cm oberhalb de­ ren Niveau. Dies hängt selbstverständlich vom Durch­ messer der Walzentrommeln und von ihrem Abstand ab.

An diesen Seitenwänden 5 a und 5 b sind beidseits gum­ mielastische Elemente 6 a und 6 b für die Halterung des Oberbaues 7 und 8 a und 8 b für die Halterung des Motors 9 angebracht. Diese gummielastischen Elemen­ te können die verbleibenden mehrachsigen Schwingun­ gen gut isolieren.

Wie man insbesondere in Fig. 1 sieht, ist der Ober­ bau 7 mit seinen Seitenwänden 10 a und 10 b zwischen den Walzen­ trommeln so weit heruntergezogen, daß er an den Dämpfungselementen 6 a und 6 b befestigt werden kann. Auf diese Weise wird das Gewicht des Oberbaues 7 ganz oder zumindest weit überwiegend in demjenigen Bereich des Unterbaues getragen, wo dieser sein Schwingungsminimum hat.

Um Kippschwingungen zu vermeiden, ist der Oberbau 7 an seinem vorderen und hinteren Ende über seinen Rahmen 10 zusätzlich elastisch am Unterbau abge­ stützt. Dies geschieht über Schwenkhebel 11 und 12, die einerseits am Rahmen 10, andererseits an gegen­ überliegenden Stellen des Unterbaues 1 angelenkt sind. Sie laufen etwa in Fahrtrichtung, sind je­ doch annähernd auf die Achse der elastischen Ele­ mente 6 a und 6 b gerichtet, damit sie Kippbewegun­ gen des Unterbaues um diese Achse optimal ausglei­ chen können.

Zur schwingungstechnischen Entkopplung sind die He­ bel 11 und 12 an ihren Enden jeweils mit Gummikissen oder dergleichen versehen, so daß kein direkter me­ tallischer Kontakt zwischen Unterbau und Oberbau entsteht.

Schließlich zeigt Fig. 1 noch die Unwuchterreger 13 und 14 mit ihren um 180° versetzten Gewichten. Sie sind jeweils in einem vorderen bzw. hinteren Rohr 15 bzw. 16 am oberen Ende des Lagersteges 2 untergebracht, und zwar ziemlich genau über der Drehachse der vorderen bzw. hinteren Walzentrom­ meln. Ihr Antrieb erfolgt in an sich bekannter Wei­ se durch eine Riemenscheibe 17 eines nicht näher dargestellten Motors 9 und über entsprechende Keil­ riemen. Ebenso treibt dieser Motor wie üblich ei­ ne Doppelpumpe 18, die ihrerseits die nicht näher dargestellten Hydraulikmotoren in den Walzentrom­ meln mit Drucköl beaufschlagt und somit für die Fahrbewegung der Rüttelwalze sorgt.

Claims (11)

1. Rüttelwalze zur Bodenverdichtung, bestehend aus einem Unterbau mit zwei in Fahrtrichtung hinterein­ ander angeordneten, gegebenenfalls als Paare ausge­ bildeten Walzentrommeln und mit den Walzentrommeln zugeordneten vorderen und hinteren Unwuchterregern in Form rotierender, um 180° phasenverschoben um­ laufender Gewichte, die die Walzentrommeln und den Unterbau einer Schwingungsbewegung unterziehen, ei­ nerseits und aus einem Oberbau, der zumindest einen Antriebsmotor, Steuerungselemente und das übliche Zubehör enthält, andererseits, wobei der Oberbau über elastische Dämpfungspuffer von dem Unterbau getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Dämpfungspuffer (6 a, 6 b) in der Nähe des Schwingungsminimums des Unterbaus (1) po­ sitioniert ist und daß diese(r) Dämpfungspuffer das Hauptgewicht des Oberbaues (7) trägt bzw. tra­ gen.

2. Rüttelwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberbau (7) zwischen der vorderen und hin­ teren Walzentrommel (3 bzw. 4) nach unten in den Be­ reich des Schwingungsminimums verlängert ist.

3. Rüttelwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Schwingungsminimum angeordnete Dämpfungs­ puffer (6 a, 6 b ) als Gummipuffer mit quer zur Fahrtrichtung verlaufender Achse ausgebildet ist.

4. Rüttelwalze nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberbau (7) - insbesondere über zumindest ein sich nach vorn oder hinten erstreckendes Teil (10) - ela­ stisch am Unterbau (1) gegenüber Kippbewegungen, ins­ besondere in Fahrtrichtung, abgestützt ist.

5. Rüttelwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung gegen Kippbewegung durch zumin­ dest einen Schwenkhebel (11, 12) erfolgt, der von seinem Anlenkpunkt am Oberbau (7) etwa in Richtung einer gedachten Linie zum Schwingungsminimum des Unterbaues (1) verläuft und daß der Anlenkpunkt am Unter- und/oder am Oberbau elastisch, insbesondere als Torsionsdämpfer ausgebildet ist.

6. Rüttelwalze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung gegen Kippbewegungen des Ober­ baues (7) vorn und/oder hinten an gegenüber einer gedachten vertikalen Mittellängsebene beidseitig versetzten Punkten erfolgt.

7. Rüttelwalze nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) über zumindest einen separaten Dämpfungspuffer (8 a, 8 b) am Unterbau (1) gelagert ist.

8. Rüttelwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungspuffer (8 a, 8 b) des Motors (9) ko­ axial zu den Dämpfungspuffern (6 a, 6 b) des Ober­ baues (7) im Schwingungsminimum angeordnet sind.

9. Rüttelwalze nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchterreger (13, 14) oberhalb der Walzen­ trommeln (3, 4) angeordnet sind.

10. Rüttelwalze nach einem der vorhergehenden An­ sprüche in der Ausbildung als Grabenwalze, deren Unterbau einen in Längsmitte verlaufenden Lager­ steg (2) für die Walzentrommeln (3, 4) aufweißt, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersteg (2) zwischen vorderer und hin­ terer Walzentrommel (3, 4) je einen seitlichen Aus­ leger (5) aufweißt, an dem die Dämpfungspuffer (6 a, 6 b, 8 a, 8 b) für den Oberbau (7) und gegebenenfalls für den Motor (9) montiert sind.

11. Rüttelwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) gegenüber Kippbewegungen durch zu­ mindest einen zusätzlichen Dämpfungspuffer (19) am Unterbau (1) insbesondere an dessen Rohr (16) abge­ stützt ist.