DE102008008802A1

DE102008008802A1 - vibration exciter

Info

Publication number: DE102008008802A1
Application number: DE102008008802A
Authority: DE
Inventors: Jochen Hörster
Original assignee: AMMANN VERDICHTUNG GmbH
Current assignee: AMMANN VERDICHTUNG GmbH
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: EP2242590B1; WO2009100543A1; DE102008008802B4; EP2242590A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger (1) mit mindestens einer Drehachse (3), um die herum mindestens eine Unwuchtmasse (2) rotierbar ist. Der Schwingungserreger (1) soll dabei im Vergleich zum Stand der Technik ein geringeres Gewicht sowie ein kleineres Bauvolumen bei gleichzeitig hoher Verdichtungsleistung besitzen und so eine leichtere Bedienbarkeit gewährleisten. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Unwuchtmasse (2) des Schwingungserregers (1) während ihres Umlaufs um die erste Drehachse (3) eine Drehbewegung um eine zweite Drehachse (4) ausführt, die um die erste Drehachse (3) rotiert.The invention relates to a vibration exciter (1) with at least one axis of rotation (3) around which at least one imbalance mass (2) is rotatable. In comparison with the prior art, the vibration exciter (1) should have a lower weight as well as a smaller structural volume with at the same time high compaction performance and thus ensure easier operability. This is achieved in that an imbalance mass (2) of the vibration exciter (1) during its rotation about the first axis of rotation (3) performs a rotational movement about a second axis of rotation (4) which rotates about the first axis of rotation (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger mit mindestens einer Drehachse, um die herum mindestens eine Unwuchtmasse rotierbar ist.The The invention relates to a vibration exciter with at least one Rotary axis, around which at least one imbalance mass is rotatable.

Schwingungserreger werden in der Regel in Bodenverdichtungsgeräten wie zum Beispiel Walzen oder Vibrationsplatten eingesetzt. Dazu werden auf Wellen Unwuchtmassen, insbesondere in Form von Ringsegmentscheiben angebracht, durch die der Schwingungserreger und damit das mit ihm fest verbundene Bodenverdichtungsgerät bei Rotation der Wellen in Schwingungen versetzt wird, was über den senkrecht zum Boden eingebrachten Anteil der kinetischen Energie zur Verfestigung des überfahrenen Untergrundes führt. Insbesondere bei Vibrationsplatten werden dazu in der Regel eine oder mehrere dieser Unwuchtwellen eingesetzt, die zum Beispiel im Falle zweier parallel gelagerter Unwuchtwellen bei gleicher Aufteilung der Unwuchtmassen auf die beiden Wellen gegenläufig rotieren, um zum einen je nach Phasenlage der Unwuchten zueinander die Stärke der Schwingungsenergie in Bodenrichtung einstellen zu können, zum anderen aber auch eine Steuerung der Fahrtrichtung des Bodenverdichtungsgerätes zu erlauben.vibration exciter are usually used in soil compaction equipment such as Example rollers or vibratory plates used. This will be on waves Imbalance masses, in particular in the form of ring segment discs, through which the vibration exciter and thus with him firmly connected Ground compacting device when the shafts rotate is offset, what about the introduced perpendicular to the ground Proportion of kinetic energy for solidification of the run over subsoil leads. Especially with vibrating plates are in usually one or more of these unbalanced shafts used, the For example, in the case of two parallel mounted unbalanced shafts at the same Distribution of the imbalance masses on the two waves in opposite directions rotate, on the one hand depending on the phase position of the imbalances to each other adjust the strength of the vibration energy in the ground direction on the other hand, but also a control of the direction of travel of the soil compaction device.

In der Druckschrift DE 297 23 617 U1 wird ein Schwingungserreger mit drei parallel gelagerten Unwuchtwellen offenbart, wobei die Unwuchtmassen so verteilt sind, dass die beiden äußeren Wellen zusammen und die mittlere Welle jeweils die Hälfte der gesamten Unwuchtmasse „M" tragen. Dadurch entsteht eine Unwuchtmassenverteilung von M/4:M/2:M/4. Durch Verstellen der Phasenlage der Unwuchtmassen an den einzelnen Wellen lässt sich auf diese Weise im Vergleich zu Schwingungserregern mit nur zwei Erregerwellen eine bessere Steuerung des Bodenverdichtungsgerätes erreichen.In the publication DE 297 23 617 U1 a vibrator with three parallel mounted unbalanced shafts is disclosed, wherein the imbalance masses are distributed so that the two outer shafts together and the middle shaft each carry half of the total imbalance mass "M." This results in an imbalance mass distribution of M / 4: M / 2 By adjusting the phase position of the imbalance masses on the individual shafts, a better control of the soil compaction device can be achieved in this way in comparison to vibration exciters with only two exciter shafts.

Für einen besonders starken Vortrieb beziehungsweise eine besonders sensible Lenkung können, wie in Druckschrift DE 20 2006 004 706 U1 vorgeschlagen, die Massen der Unwuchtkörper asymmetrisch auf die einzelnen Wellen verteilt werden. Das heißt, die mittlere Welle trägt mehr beziehungsweise weniger als 50% der gesamten Unwuchtmasse, womit auf die äußeren Wellen der komplementäre Massenanteil entfällt, der zudem auch noch zu ungleichen Teilen auf die beiden äußeren Wellen verteilt sein kann.For a particularly strong propulsion or a particularly sensitive steering can, as in publication DE 20 2006 004 706 U1 proposed that the masses of the imbalance body be distributed asymmetrically to the individual waves. That is, the middle wave carries more or less than 50% of the total imbalance mass, which accounts for the outer waves of the complementary mass fraction, which may also be distributed to uneven portions on the two outer waves.

Eine weitergehende Ausführungsform dieser Schwingungserreger ist in Druckschrift DE 20 2006 004 707 U1 beschrieben. Durch den resultierenden Drehimpuls der rotierenden Unwuchtmassen sind zum einen Bewegungen senkrecht zur Rotationsachse, wie sie zum Beispiel bei Richtungsänderungen auftreten, mit einem erhöhten Kraftaufwand seitens der das Bodenverdichtungsgerät bedienenden Person verbunden, zum anderen treten dabei unerwünschte Taumel- und Kippbewegungen (Präzessions- bzw. Nutationsbewegungen) auf, die das Bedienen des Bodenverdichtungsgerätes zusätzlich erschweren können. Dies kann teilweise dadurch vermieden werden, dass die eine Unwuchtmasse der mittleren Welle koaxial in zwei Teilmassen aufgeteilt wird, die entweder zueinander in eine unterschiedliche Phasenlage gebracht werden können, oder deren Abstand zur Wellenachse jeweils separat variiert werden kann. Bei beiden Möglichkeiten wird ein Drehmoment im oder gegen den Uhrzeigersinn um die durch den Schwerpunkt des Bodenverdichtungsgerätes gehende vertikale Achse erzeugt und so die durch das Bedienpersonal durchgeführten Drehbewegungen des Bodenverdichtungsgerätes unterstützt. Auch erlaubt diese Aufteilung der mittleren Unwuchtmasse in zwei Teilmassen ein einfacheres Steuern des Bodenverdichtungsgerätes per Fernbedienung.A further embodiment of this vibration exciter is in publication DE 20 2006 004 707 U1 described. By the resulting angular momentum of the rotating imbalance masses for a movements perpendicular to the axis of rotation, as they occur, for example, changes in direction, associated with an increased effort on the part of the soil compaction device operator, on the other hand occur unwanted wobbling and tilting movements (precession or Nutationsbewegungen ), which can complicate the operation of the soil compacting device in addition. This can be partially avoided by the fact that the one imbalance mass of the central shaft is divided coaxially into two sub-masses, which can be brought either to each other in a different phase position, or their distance to the shaft axis can be varied separately. In either of these ways, a clockwise or counterclockwise torque is generated about the vertical axis passing through the center of gravity of the soil compaction device, thus assisting the rotational movements of the soil compaction device by the operator. Also, this division of the average imbalance mass in two sub-masses allows easier control of the soil compaction device by remote control.

Der Nachteil solcher Bodenverdichtungsgeräte ist jedoch, dass sie, um eine ausreichend gute Bodenverdichtung zu erzeugen, relativ große Unwuchtmassen benötigen. Dadurch steigen die Anforderungen an den Antriebsmotor, der die Unwuchtmassen bewegen muss, sowie an die Stellmechanik des Bodenverdichtungsgerätes. Die damit verbundenen höheren Qualitätsanforderungen an das Material steigern folglich auch die Herstellungskosten für die Maschine. Durch das höhere Gewicht des Bodenverdichtungsgerätes wird zudem die Steuerung des Gerätes erschwert, womit die die Steuerung unterstützende Technik verkompliziert und verteuert wird.Of the Disadvantage of such soil compaction equipment, however, is that They relatively, in order to produce a sufficiently good soil compaction need large imbalance masses. Thereby rise the requirements of the drive motor that move the imbalance masses must, as well as to the adjusting mechanism of the soil compaction device. The associated higher quality requirements Consequently, the production costs for the material also increase the machine. Due to the higher weight of the soil compactor In addition, the control of the device is made more difficult, bringing the the controller complicates and supports assistive technology becomes more expensive.

Aufgabetask

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik, einen Schwingungserreger so zu gestalten, dass er bei guten Verdichtungsleistungen eine geringere Masse und einen einfacheren Aufbau aufweist, wodurch die Bedienung erleichtert und die Herstellungskosten reduziert werden.task The present invention is therefore, starting from the state of Technique to design a vibration exciter so that it works well Compacting a lower mass and a simpler Has structure, which facilitates the operation and the manufacturing cost be reduced.

Lösungsolution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Unwuchtmasse während ihres Umlaufs um die erste Drehachse eine Drehbewegung um eine weitere Drehachse ausführt, die ihrerseits wiederum um die erste Drehachse rotiert. Durch die Rotation der Unwuchtmasse um eine zweite Drehachse, die sich mit einem Abstand und parallel zur ersten Drehachse befindet, können zusätzliche Kräfte erzeugt werden, die die Amplituden der bei der Rotation um die erste Drehachse erzeugten Schwingungen vergrößern können. Je nach Verhältnis der Umdrehungen der Unwuchtmasse um die erste Achse zu den Umdrehungen um die zweite Achse kann zudem das Frequenzspektrum der Schwingungen derart moduliert werden, dass zusätzliche Maxima und Minima erzeugt werden.This object is achieved in that the imbalance mass during its rotation around the first axis of rotation performs a rotational movement about a further axis of rotation, which in turn rotates about the first axis of rotation. By the rotation of the imbalance mass about a second axis of rotation, which is at a distance and parallel to the first axis of rotation, additional forces can be generated, which can increase the amplitudes of the vibrations generated in the rotation about the first axis of rotation. Depending on the ratio of the revolutions of the imbalance mass around the first Ach In addition to the revolutions around the second axis, the frequency spectrum of the oscillations can be modulated in such a way that additional maxima and minima are generated.

Insbesondere soll die Unwuchtmasse während eines Umlaufs um die erste Drehachse N Umdrehungen um die zweite Drehachse ausführen, wobei N eine natürliche ungerade Zahl größer als 1, vorzugsweise jedoch 3 ist. Ist die Frequenz der Umdrehungen der Unwuchtmasse um die zweite Drehachse ein Vielfaches der Frequenz der Umdrehungen um die erste Drehachse, so erhält man je nach Ausgangslage der Unwuchtmasse nicht nur zusätzliche Minima und Maxima, sondern die bestehenden Minima und Maxima können vergrößert oder verkleinert werden. Dadurch kann je nach Erfordernis mehr oder weniger Energie in den Boden eingebracht werden, wodurch dieser stärker oder schwacher verdichtet wird.Especially should the imbalance mass during a revolution around the first Rotation axis perform N turns around the second axis of rotation, where N is a natural odd number greater is 1, but preferably 3. Is the frequency of the revolutions the imbalance mass around the second axis of rotation is a multiple of the frequency the revolutions around the first axis of rotation, so you get ever according to the starting position of the imbalance mass not only additional minima and maxima, but the existing minima and maxima can be enlarged or reduced. This can more or less energy is introduced into the soil as required which makes it stronger or weaker.

Weiterhin ist vorgesehen, dass eine die zweite Drehachse verkörpernde Welle, an der die Unwuchtmasse befestigt ist, eine Verzahnung besitzt, die mit einer Verzahnung zusammenwirkt, die sich an einem Zahnrad befindet, das koaxial zur ersten Drehachse angeordnet ist. Bei der Rotation der zweiten Drehachse um die erste Drehachse bewirkt das Eingreifen der Verzahnung der die zweite Drehachse verkörpernden Welle in die Verzahnung des koaxial zur ersten Drehachse liegenden Zahnrades, dass die Unwuchtmasse um die zweite Drehachse herum rotiert. Durch die Wahl der Übersetzung, das heißt durch die Wahl des Verhältnisses der Anzahl der Zähne zueinander, wird das Verhältnis N der Drehzahlen der Unwuchtmasse um die erste und die zweite Drehachse gebildet.Farther is provided that a the second axis of rotation embodying Shaft to which the imbalance mass is attached, has a toothing, the cooperates with a toothing, which is located on a gear, which is arranged coaxially with the first axis of rotation. At the rotation the second axis of rotation about the first axis of rotation causes the intervention the toothing of the second axis of rotation embodying shaft in the toothing of the coaxial with the first axis of rotation gear, that the imbalance mass rotates about the second axis of rotation. By the choice of translation, that is through the Choice of the ratio of the number of teeth to each other, the ratio N of the rotational speeds of the imbalance mass changes formed the first and the second axis of rotation.

Die die zweite Drehachse verkörpernde Welle kann in zwei Scheibenkörpern gelagert sein, die synchron um die erste Drehachse rotieren. Die Scheibenkörper sind dazu jeweils mit einer Lagerbuchse für je ein Wälzlager versehen, das speziell als Zylinderrollenlager ausgeformt sein kann. Damit soll sichergestellt werden, dass bei geringer Reibung ausreichend hohe Kräfte bei gleichzeitig langer Lebensdauer übertragen werden können.The the second axis of rotation embodying shaft can be in two disk bodies be stored, which rotate synchronously about the first axis of rotation. The disk body are each with a bearing bush for each rolling bearing provided, which may be specially designed as a cylindrical roller bearing. This is to ensure that sufficient at low friction transmit high forces with a long service life can be.

Die Scheibenkörper sollen dabei von einem Antrieb rotierbar sein, durch den dann gleichzeitig auch die Rotation der Unwuchtmasse um die zweite Drehachse verursacht wird. Somit kann mit geringem Aufwand über einen einzigen Antrieb der gesamte komplexe Bewegungsablauf ausgeführt werden.The Wheel body should be rotatable by a drive be through the then also the rotation of the imbalance mass caused by the second axis of rotation. Thus, with little effort over a single drive executed the entire complex motion sequence become.

Der Radius der Kreisbahn der zweiten Drehachse um die erste Drehachse soll größer oder kleiner sein als der Radius der Bahnkurve des Schwerpunktes der Unwuchtmasse um die zweite Drehachse. Ist der Bahnradius der zweiten Drehachse um die erste Drehachse kleiner als der Bahnradius des Schwerpunktes der Unwuchtmasse um die zweite Drehachse, so bewegt sich die Unwuchtmasse bei ihrem Umlauf um die zweite Drehachse durch die erste Drehachse hindurch. Eine solche Vergrößerung des Bahnradius des Unwuchtmassenschwerpunktes führt zu einer Erhöhung der in den Boden eingebrachten Kräfte.Of the Radius of the circular path of the second axis of rotation about the first axis of rotation should be larger or smaller than the radius of the Trajectory of the center of gravity of the imbalance mass about the second axis of rotation. Is the path radius of the second axis of rotation about the first axis of rotation smaller than the orbit radius of the center of gravity of the imbalance mass the second axis of rotation, so moves the imbalance mass at her Circulation about the second axis of rotation through the first axis of rotation. Such an enlargement of the path radius of the unbalance mass center leads to an increase in the forces introduced into the soil.

Die Unwuchtmasse soll vorteilhafter Weise die Form eines Teilzylinders, insbesondere die eines Halbzylinders oder eines Drittelzylinders besitzen. Damit wird die größtmögliche Masse in die für eine Unwucht günstigste Form mit dem kleinstmöglichen Volumen gepackt.The Imbalance mass should advantageously take the form of a partial cylinder, in particular that of a half-cylinder or a third-cylinder have. This will be the largest possible Mass in the most favorable form for an imbalance packed with the smallest possible volume.

Der Schwingungserreger ist vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet und die Bahnkurve der Unwuchtmasse ist, relativ zum Gehäuse gesehen, um die erste Drehachse herum verdrehbar. Wird die Unwuchtmasse in der Startposition in oder gegen die Rotationsrichtung verdreht, wird eine resultierende Kraft in die entsprechende Richtung erzeugt, die zur Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt des Bodenverdichtungsgerätes genutzt werden kann.Of the Vibration generator is preferably arranged in a housing and the trajectory of the imbalance mass is relative to the housing seen to be rotatable about the first axis of rotation. Will the imbalance mass twisted in the starting position in or against the direction of rotation, a resultant force is generated in the appropriate direction, for forward or reverse travel the soil compaction device can be used.

Die Relativverdrehung der Bahnkurve der Unwuchtmasse bzgl. des Gehäuses ist zum Beispiel mittels einer Zahnstange-Zahnrad-Paarung oder einer Schnecke-Zahnrad-Paarung einstellbar, wobei die Zahnstange bzw. die Schnecke gehäusefest angeordnet ist. Eine solche Zahnstange-Zahnrad-Paarung beziehungsweise Schnecke-Zahnrad-Paarung stellt eine technisch mit geringem Aufwand herstellbare, aber dennoch robuste Einstellmöglichkeit für die Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt des Bodenverdichtungsgerätes dar.The Relative rotation of the trajectory of the imbalance mass with respect to the housing is for example by means of a rack-gear pairing or a Worm gear pairing adjustable, the rack or the screw is fixed to the housing. Such a rack-gear pairing or snail gear pairing provides a technically with low cost producible, but still robust adjustment for forward or reverse travel of the soil compaction device.

Zwei gleich große Unwuchtmassen sollen eine gegenphasige Bewegung auf einer hinsichtlich ihrer Form übereinstimmenden Bahnkurve um zwei zueinander parallele erste Drehachsen ausführen. Durch den Einsatz zweier gegenläufig in Phase rotierender Schwingungserreger mit jeweils zwei Drehachsen werden die senkrecht in den Boden eingebrachten Kräfte verstärkt, die parallel zum Untergrund auftretenden Schwingungen jedoch unterdrückt. Dies wirkt sich positiv auf das Komfortverhalten des Bodenverdichtungsgerätes aus.Two Equally large imbalance masses should be in antiphase motion on a trajectory consistent with its shape to execute two mutually parallel first axes of rotation. By the use of two counter-rotating in phase vibrating exciters each with two axes of rotation are introduced vertically into the ground Forces reinforced parallel to the ground However, vibrations occurring suppressed. This works positively to the comfort behavior of the soil compaction device out.

Vorzugsweise sind die Bahnkurven der Unwuchtmassen beider Schwingungserreger relativ zum Gehäuse verdrehbar, um im Falle von Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt resultierende Drehmomente um eine Achse, die mittig zwischen und parallel zu den beiden ersten Drehachsen der Schwingungserreger angeordnet ist, zu vermeiden. Wird nur die Bahnkurve der Unwuchtmasse eines Schwingungserregers verdreht, so sind die in den Boden eingebrachten Energiebeträge von beiden Schwingungserregern unterschiedlich, was zu einem ungleichmäßigen Springen des Bodenverdichtungsgerätes führen kann. Daher erhöht eine synchrone Verdrehung der Bahnkurven der Unwuchtmassen beider Schwingungserreger den Bedienkomfort des Bodenverdichtungsgerätes beträchtlich.Preferably, the trajectories of the imbalance masses of both vibrators are rotatable relative to the housing to avoid in the case of forward or reverse driving resulting torques about an axis which is centrally located between and parallel to the two first axes of rotation of the vibration exciter. If only the trajectory of the imbalance mass of a vibration exciter twisted, so are the introduced into the soil energy amounts of both vibrators un different, which can lead to uneven jumping of the soil compaction device. Therefore, a synchronous rotation of the trajectories of the imbalance masses of both vibrators considerably increases the operating comfort of the soil compacting device.

Ausführungsbeispielembodiment

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen für einen Schwingungserreger näher erläutert.in the Following is the invention with reference to two shown in the figures Embodiments for a vibration exciter explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1: eine 3-D-Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Schwingungserregers, 1 FIG. 3 is a 3D illustration of a first embodiment of a vibration exciter. FIG.

2: eine Draufsicht auf den Schwingungserreger gemäß 1 in bzw. entgegen der Rotationsrichtung, 2 : A plan view of the vibration generator according to 1 in or against the direction of rotation,

3: eine Seitenansicht des Schwingungserregers gemäß 1, 3 a side view of the vibration generator according to 1 .

4: einen Schnitt durch einen Schwingungserreger in einer zweiten Ausführungsform mit Bodenkontaktelement in Draufsicht, 4 FIG. 4: a section through a vibration exciter in a second embodiment with a ground contact element in plan view, FIG.

5: eine schematische Seitenansicht des Schwingungserregers mit Bodenkontaktelement gemäß 4, 5 : A schematic side view of the vibration exciter with ground contact element according to 4 .

6a: eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufs ohne Phasenverdrehung der Unwuchtmasse, 6a : a schematic representation of the sequence of movements without phase rotation of the imbalance mass,

6b: eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufs mit Phasenverdrehung der Unwuchtmasse, 6b : a schematic representation of the sequence of movements with phase rotation of the imbalance mass,

7a: Kurvenverlauf der Bewegung des Unwuchtmassenschwerpunkts in vertikaler Richtung gemäß 6a, 7a : Curve course of the movement of the unbalance mass center in the vertical direction according to 6a .

7b: Kurvenverlauf der Bewegung des Unwuchtmassenschwerpunkts in vertikaler Richtung gemäß 6b. 7b : Curve course of the movement of the unbalance mass center in the vertical direction according to 6b ,

In 1 ist ein Schwingungserreger 1 perspektivisch dargestellt, eine Draufsicht senkrecht zu den Drehachsen des Schwingungserregers 1 zeigt 2. Zwischen zwei rotationssymmetrischen Scheibenkörpern 9 befindet sich azentrisch und parallel zu einer zentralen ersten Drehachse 3 der Scheibenkörper 9 eine Welle 5, die in an den Scheibenkörpern 9 befestigten Wälzlagern 11 rotierbar gelagert ist. Diese Wälzlager 11, die speziell als Zylinderrollenlager 12 ausgeformt sein sollen, befinden sich in Lagerbuchsen 10, die an den Scheibenkörpern 9 fest angebracht sind. Um genau berechenbare Schwingungen des Orbitalschwingungserregers 1 zu erzeugen, wird die Masse der Lagerbuchsen 10 und der Welle 5 auf der entgegengesetzten Seite der Scheibenkörper 9 durch ringsegmentartige Gegengewichte 16 ausgeglichen.In 1 is a vibration generator 1 shown in perspective, a plan view perpendicular to the axes of rotation of the vibration exciter 1 shows 2 , Between two rotationally symmetrical disk bodies 9 is located acentric and parallel to a central first axis of rotation 3 the disk body 9 a wave 5 that in on the disk bodies 9 attached rolling bearings 11 rotatably mounted. These bearings 11 , especially as a cylindrical roller bearing 12 are formed, are in bushings 10 attached to the disk bodies 9 are firmly attached. Precisely calculable vibrations of the orbital vibrator 1 to produce, the mass of the bearing bushes 10 and the wave 5 on the opposite side of the disk body 9 by ring segment-like counterweights 16 balanced.

Durch die Welle 5 wird eine zweite Drehachse 4 definiert, die mit einem Abstand versehen parallel zur ersten Drehachse 3 verläuft. An der Welle 5 ist eine Unwuchtmasse 2 befestigt, die die Form eines Halbzylinders besitzt und die um die zweite Drehachse 4 herum rotierbar ist. Durch die azentrische Lage der Welle 5 vollführt die Unwuchtmasse 2 bei Rotation der Scheibenkörper 9 eine überlagerte Rotationsbewegung aus, die sich aus einer Rotation um die erste Drehachse 3 und einer weiteren Rotation um die zweite Drehachse 4 zusammensetzt.By the wave 5 becomes a second axis of rotation 4 defined, spaced at a distance parallel to the first axis of rotation 3 runs. At the wave 5 is an imbalance mass 2 attached, which has the shape of a half-cylinder and the around the second axis of rotation 4 is rotatable around. Due to the acentric position of the shaft 5 performs the imbalance mass 2 during rotation of the disk body 9 a superimposed rotational movement resulting from a rotation about the first axis of rotation 3 and another rotation about the second axis of rotation 4 composed.

Um diese überlagerte Drehbewegung der Unwuchtmasse 2 umzusetzen, befindet sich zum einen außerhalb der Scheibenkörper 9 koaxial zur ersten Drehachse 3 ein Zahnrad 14 mit einer Verzahnung 7, das jedoch nicht an der Rotation der Scheibenkörper 9 teilnimmt, sondern sich während des Bewegungsablaufs zu einem Gehäuse 13, wie in 4 gezeigt, relativ in Ruhe befindet. Des weiteren ist auf der Welle 5 in deren Verlängerung ebenfalls außerhalb der Scheibenkörper 9 ein weiteres Zahnrad 8 mit einer Verzahnung 6 befestigt, die in die Verzahnung 7 des Zahnrades 14 eingreift (siehe 3). Rotieren nun die Scheibenkörper 9 um die erste Drehachse 3, so rotiert mit ihnen auch die Welle 5, das mit ihr fest verbundene Zahnrad 8 sowie die mit der Welle 5 verbundene Unwuchtmasse 2 um diese erste Drehachse 3. Das Eingreifen der Verzahnung 6 des Zahnrades 8 in die Verzahnung 7 des feststehenden Zahnrades 14 bewirkt nun, dass das Zahnrad 8 auf dem Zahnrad 14 abrollt und dadurch eine Eigenrotation vollführt, die direkt auf die Welle 5 übertragen wird, wodurch die zusätzliche Rotationsbewegung der Unwuchtmasse 2 um die durch die Welle 5 definierte zweite Drehachse 4 erzeugt wird.To this superimposed rotary motion of the imbalance mass 2 implement, is located on the one hand outside the disk body 9 coaxial to the first axis of rotation 3 a gear 14 with a toothing 7 However, this is not due to the rotation of the disk body 9 participates, but during the movement to a housing 13 , as in 4 shown, relatively quiet. Furthermore, on the shaft 5 in its extension also outside the disk body 9 another gear 8th with a toothing 6 attached to the teeth 7 of the gear 14 engages (see 3 ). Now rotate the disk body 9 around the first axis of rotation 3 so the wave also rotates with them 5 , the gearwheel firmly connected to it 8th as well as with the wave 5 connected imbalance mass 2 around this first axis of rotation 3 , The intervention of the gearing 6 of the gear 8th into the gearing 7 of the fixed gear 14 now causes the gear 8th on the gear 14 unwinds and thereby performs a self-rotation, directly on the shaft 5 is transmitted, whereby the additional rotational movement of the imbalance mass 2 around the shaft 5 defined second axis of rotation 4 is produced.

Um eine Vorwärts- beziehungsweise eine Rückwärtsfahrt des Bodenverdichtungsgerätes zu ermöglichen, kann durch Drehen am Zahnrad 14 die Lage der Unwuchtmasse 2 in oder entgegen der Rotationsrichtung um die erste Drehachse 3 verändert werden. Dadurch wird ein Teil der Energie, die sonst zur Bodenverdichtung verwendet wird, in Bewegungsenergie für die Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt umgewandelt. der resultierende Unwuchtvektor weist in diesen Fällen nicht in vertikale Richtung, sondern schräg nach vorn beziehungsweise nach hinten.To enable a forward or a reverse drive of the soil compaction device, by turning the gear 14 the location of the imbalance mass 2 in or against the direction of rotation about the first axis of rotation 3 to be changed. This converts some of the energy that would otherwise be used for soil compaction into kinetic energy for forward or reverse travel. the resulting unbalance vector in these cases does not point in the vertical direction, but obliquely forward or backward.

In 4 ist eine Bodenplatte 18 eines im übrigen nicht weiter dargestellten, aber aus dem Stand der Technik hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus her bekannten Bodenverdichtungsgerätes mit einem Schnitt durch zwei darauf angebrachte Schwingungserreger 1 gezeigt. Die Schwingungserreger 1, die von einem auf der Bodenplatte befestigten oder einstückig mit der Bodenplatte ausgebildeten Gehäuse 13 umgeben sind, liegen derart nebeneinander, dass ihre Drehachsen 3 und 4 koaxial zueinander angeordnet sind. Auf der einen Seite dieses Gehäuses 13 befindet sich eine Stellvorrichtung 19 für die Lagepositionierung der Unwuchtmassen 2, wobei die Einstellung der Lage der Unwuchtmassen 2 mittels einer Zahnstange 15 über eine im Betrieb stillstehende Welle 20 und weiter über die zwischen den Schwingungserregern positionierten Zahnräder 8 und 14 erfolgt. Wird nun die Zahnstange 15 in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeils bewegt, so wird das Zahnrad 14 und damit das Zahnrad 8 um die entsprechende Anzahl an Zähnen bewegt und die Unwuchtmassen 2 um einen entsprechenden Winkel verdreht.In 4 is a floor plate 18 one of the rest not shown, but from the prior art in terms of its fundamental Auf Construction ago known soil compaction device with a section through two mounted vibration exciters 1 shown. The vibration exciters 1 that of a mounted on the bottom plate or formed integrally with the bottom plate housing 13 are surrounded so juxtaposed that their axes of rotation 3 and 4 are arranged coaxially with each other. On one side of this case 13 there is an adjusting device 19 for the positional positioning of the imbalance masses 2 , wherein the adjustment of the position of the imbalance masses 2 by means of a rack 15 over a stationary shaft during operation 20 and further on the gears positioned between the vibrators 8th and 14 he follows. Will now be the rack 15 moves in the direction of the double arrow, so the gear is 14 and with it the gear 8th moved by the appropriate number of teeth and the imbalance masses 2 rotated by a corresponding angle.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 13 befindet sich eine Antriebsscheibe 17 für einen vom Motor kommenden, hier nicht gezeigten Riemenantrieb, die über einen Arm 21 mit den Wellen 5 gekoppelt ist, und somit die vom Motor kommende Energie auf die Unwuchtmassen 2 der beiden Schwingungserreger überträgt. Die im ersten Ausführungsbeispiel offenbarten Scheibenkörper 9 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils durch einen Arm 21 ersetzt. 5 zeigt schließlich eine schematische Seitenansicht des Bodenverdichtungsgerätes mit der relativen Position der Schwingungserreger 1 zur Bodenplatte.On the opposite side of the case 13 there is a drive pulley 17 for a coming from the engine, not shown here belt drive, the one arm 21 with the waves 5 is coupled, and thus the energy coming from the engine to the imbalance masses 2 the two oscillators transmits. The disc body disclosed in the first embodiment 9 are each in this embodiment by an arm 21 replaced. 5 Finally, shows a schematic side view of the soil compaction device with the relative position of the vibration exciter 1 to the bottom plate.

Anhand der 6a und 6b soll der oben umrissene Bewegungsablauf des Schwerpunkts der Unwuchtmasse 2 beschrieben werden. Dargestellt ist jeweils eine durch die Zahnräder 8 und 14 vorgegebene Einstellung, bei der die Unwuchtmasse 2 während eines Umlaufs um die erste Drehachse 3 drei Umläufe um die zweite Drehachse 4 ausführt. Dies entspricht einem Übersetzungsverhältnis von 1:2, wobei das rotierende Zahnrad 8 gegenüber dem stehenden Zahnrad 14 die halbe Zähnezahl aufweist. In 6a ist die Anfangsposition der Unwuchtmasse 2 für einen maximalen Energieeintrag in den Boden eingestellt, das heißt, am höchsten und am tiefsten Bahnpunkt liegen der Schwerpunkt der Unwuchtmasse 2 und die beiden Drehachsen 3 und 4 auf einer Linie, die senkrecht zu einer von dem zu verfestigenden Untergrund aufgespannten Ebene ausgerichtet ist. Gleichzeitig befindet sich der Schwerpunkt der Unwuchtmasse 2 außerhalb des Bahnradius der zweiten Drehachse 4, das heißt am unteren Totpunkt der Anordnung. Hierbei wird keine resultierende Kraft in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung ausgeübt. Ein Kurvenverlauf des Schwerpunktes der Unwuchtmasse 2 zu dieser Konfiguration bezüglich der Normalenrichtung der Bodenplatte 18 und in Abhängigkeit von der Zeit ist in 7a wiedergegeben. Es ergibt sich eine im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik her bekannten Schwingungserreger vergrößerte Amplitude in positiver und negativer Normalenrichtung, die jeweils von zwei kleinen Minima beziehungsweise Maxima begleitet werden.Based on 6a and 6b should the above outlined movement of the center of gravity of the imbalance mass 2 to be discribed. One is represented by the gears 8th and 14 default setting at which the imbalance mass 2 during one revolution around the first axis of rotation 3 three revolutions around the second axis of rotation 4 performs. This corresponds to a gear ratio of 1: 2, with the rotating gear 8th opposite the stationary gear 14 has half the number of teeth. In 6a is the initial position of the imbalance mass 2 set for maximum energy input into the ground, that is, at the highest and lowest point of the web are the focus of the imbalance mass 2 and the two axes of rotation 3 and 4 on a line perpendicular to a plane spanned by the ground to be consolidated. At the same time, the center of gravity of the imbalance mass is located 2 outside the orbit radius of the second axis of rotation 4 that is, at the bottom dead center of the arrangement. In this case, no resultant force is exerted in the forward or reverse direction. A curve of the center of gravity of the imbalance mass 2 to this configuration with respect to the normal direction of the bottom plate 18 and depending on the time is in 7a played. This results in an increased amplitude in the positive and negative normal direction, which are accompanied by two small minima or maxima in comparison with a known from the prior art forth vibration exciter.

In 6b ist die Unwuchtmasse 2 in der Anfangsposition, in der die beiden Drehachsen 3 und 4 direkt übereinander, das heißt senkrecht über der durch den Untergrund aufgespannten Ebene liegen, mittels der Zahnstange 15 um einen Winkel αα in Vorwärtsrichtung des Bodenverdichtungsgerätes verdreht. Damit ergibt sich keine gerade Verbindungslinie zwischen den Drehachsen 3 und 4 und dem Schwerpunkt der Unwuchtmasse 2. Als Folge davon wird ein Teil der kinetischen Energie, die im ersten Beispiel vollständig für die Bodenverdichtung aufgebracht wurde, in Bewegungsenergie für die Vorwärtsbewegung verwendet. 7b stellt einen Kurvenverlauf für dieses Beispiel, wieder auf die Normalenrichtung der Bodenplatte 18 bezogen, dar. Der Startpunkt der Bewegung in 7b ist allerdings der obere Totpunkt der zweiten Drehachse 4, im Gegensatz zu der linken Abbildung in 6b, bei der sich die zweite Drehachse 4 schon aus diesem oberen Totpunkt herausbewegt hat. Hier erkennt man eine Verzerrung der Bewegungskurve, die aus der Phasenverschiebung der Unwuchtmasse herrührt.In 6b is the imbalance mass 2 in the initial position, in which the two axes of rotation 3 and 4 directly above one another, that is perpendicular to lie above the plane spanned by the ground, by means of the rack 15 rotated by an angle αα in the forward direction of the soil compaction device. This results in no straight line connecting the axes of rotation 3 and 4 and the center of gravity of the imbalance mass 2 , As a result, a portion of the kinetic energy that was fully applied to the soil compaction in the first example is used in kinetic energy for advancement. 7b represents a curve for this example, back to the normal direction of the bottom plate 18 The starting point of the movement in 7b However, is the top dead center of the second axis of rotation 4 , unlike the left figure in 6b in which the second axis of rotation 4 already moved out of this top dead center. Here you can see a distortion of the motion curve, which results from the phase shift of the imbalance mass.

11: Schwingungserregervibration exciter
22: Unwuchtmasseunbalanced mass
33: Drehachseaxis of rotation
44: Drehachseaxis of rotation
55: Wellewave
66: Verzahnunggearing
77: Verzahnunggearing
88th: Zahnradgear
99: Scheibenkörperwasher body
1010: Lagerbuchsebearing bush
1111: Wälzlagerroller bearing
1212: ZylinderrollenlagerCylindrical roller bearings
1313: Gehäusecasing
1414: Zahnradgear
1515: Zahnstangerack
1616: Gegenmasseto ground
1717: Antriebsscheibesheave
1818: Bodenplattebaseplate
1919: Stellvorrichtunglocking device
2020: Wellewave
2121: Armpoor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 29723617 U1 [0003]
- DE 202006004706 U1 [0004]
- DE 202006004707 U1 [0005]

Claims

Vibration generator ( 1 ) with at least one axis of rotation ( 3 ) around which at least one imbalance mass ( 2 ) is rotatable, characterized in that the imbalance mass ( 2 ) during its rotation about the first axis of rotation ( 3 ) a rotational movement about a further axis of rotation ( 4 ), in turn around the first axis of rotation ( 3 ) rotates.

Vibration generator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the imbalance mass ( 2 ) during a revolution about the first axis of rotation ( 3 ) N turns around the second axis of rotation ( 4 ), where N is a natural even number, preferably 2.

Vibration generator ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a second axis of rotation ( 4 ) embodying shaft ( 5 ), at which the imbalance mass ( 2 ), a toothing ( 6 ), which with a toothing ( 7 ) interacting with a gear ( 14 ) which is coaxial with the first axis of rotation ( 3 ) is arranged.

Vibration generator ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the second axis of rotation ( 4 ) embodying shaft ( 5 ) in two disk bodies ( 9 ) is mounted synchronously about the first axis of rotation ( 3 rotate).

Vibration generator ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the disk body ( 9 ) are rotatable by a drive.

Vibration generator ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the disk body ( 9 ) each with a bearing bush ( 10 ) for each rolling bearing ( 11 ), in particular a cylindrical roller bearing ( 12 ) are provided.

Vibration generator ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the radius of the circular path of the second axis of rotation ( 4 ) about the first axis of rotation ( 3 ) greater or smaller than the radius of the trajectory of the center of mass of the imbalance mass ( 2 ) about the second axis of rotation ( 4 ).

Vibration generator ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the imbalance mass ( 2 ) is a partial cylinder, preferably a half cylinder or a third cylinder.

Vibration generator ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is housed in a housing ( 13 ) and the trajectory of the imbalance mass ( 2 ) relative to the housing ( 13 ) about the first axis of rotation ( 3 ) is rotatable around.

Vibration generator ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the relative rotation of the trajectory by means of a rack ( 15 ) - gear ( 14 ) - mating or a worm gear ( 14 ) - pairing is adjustable, the rack ( 15 ) or the screw is fixed to the housing.

Vibration generator ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that two equal imbalance masses ( 2 ) an in-phase movement on a matching in terms of their shape trajectory about two mutually parallel first axes of rotation ( 3 ) To run.

Vibration generator ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the trajectories of the imbalance masses of both vibration exciters are rotatable relative to the housing in order, in the case of forward or reverse, resulting torques about an axis which is arranged centrally between and parallel to the two first axes of rotation of the vibration exciter, to avoid