DE2001988A1 - Strassenwalze - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR-ING. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

16. 1. 1970

Sch/ek

Benno Kaltenegger, 52o2 Hennef, Kurhausstraße 77-79

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Straßenwalze

DiErfindung bezieht sich auf eine Straßenwalze mit mindestens zwei in Fahrtrichtung hintereinanderliegenden, angetriebenen und in einem starren Rahmen " gelagerten Walzentromrneln.

'■j Es ist bekannt, Straßenwalzen der genannten kep mit einer Vibrationsvorrichtung auszurüsten, was vielfach in der V/eise geschieht, daß jede Walzentrommel mit einer Unwuchtwelle versehen ist, auf der exzentrisch gelagerte Gewichte, sogenannte Unwuchtgewichte, angeordnet sind. Die Unwuchtgewichte der Vibrationswellen können im gleichen oder umgekehrten Drehsinn umlaufen und um l8o° oder auch um 9°° zueinander versetzt sein. Die gesamte Anordnung der Vibrationsvorrichtung ist hierbei so getroffen, daß alle an den Walzentrommeln einer Straßenwalze vorgesehenen Unwuchtgewichte so angetrieben werden, daß sie dieselbe Drehzahl haben, d.h. die Vibrationswellen selbst laufen untereinander mit derselben Drehzahl um. Bei einer solchen Ausbildung

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eier Straßenwalze wirkt jede Trommel mit der gleichen Virbrationsfrequenz auf den zu verdichtenden Boden. Dies gilt auch für aen Fall, daß die Unwuchtgewi^hcu der einen Vibrationsv/elle zu dan Unwuchtgewichten der anderen Vibrationswelle um weniger als l8o°, beispielsweise um yo , zueinander versetze sin-',. Die Frequenz, die von jeder "Vibrationswelle ausgeht, ist wegen der gleichen Umdrehungszahl der V/ellen dieselbe, es tritt nur eine zeitliche Verschiebung; der Auswirkung der Unwuchtgewichte bzv/. Vibrationswellen von der einen Tx-ommel zu der anderen auf. Damit wird auf den zu verdichtenden Boden mit ein und derselben Frequenz mittels der Straßenwalze eingewirkt, was bei Böden unterschiedliche?Konsistenz nicht den gleichen Effekt zur Folge zu haben braucht.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zu verdichtende Böden verschiedener Konsistenz mit unterschiedlichen Vibracionswirkungen zu bearbeiten sind, um ein Optimum an Verdichtungsarbeit gewährleisten zu können. Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine mit einer Vibrationsvorrichtung versehene Straßenwalze zu schaffen, bei der dieser Forderung auf einfache V/eise entsprochen werden kann. Die Erfindung zeichnet sich bei einer Straßenwalze mit mindestens zwei in einem starren Rahmen gelagerten Walzentrommeln, die einzeln je mit einer Vibrationsvorrichtung versehen sinct, dadurch aus, daß die auf die eine Walzentrommel wirkende Vibrationsvorrichtung, z.B. eine Vibrationswelle, mit einem anderen Vibrationstakt, z.B. einer anderen Umdrehungszahl der Welle, als die aif die andere Walzentrommel einwirkende Vibrationsvorrichtung, z.B. die Vibrationswelle, angetrieben wird.

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Durch eine solche Ausbildung der Straßenwalze wird erreicht, daß bei ein und derselben Straßenwalze die einzelnen Trommeln einer unterschiedlichen Vibrationsfrequenz unterliegen, gleichgültig, in welcher zeitlichen Eeilienfolge der Vibrationsvorrichtungen zueinander die Vibrationsstöße über die Walzen trommeln auf den Boden wirken. Wenn beispielsweise die eine Vibrationsvorrichtung der einen Walzentrommel eine bestimmte Schwingungszahl, z.B. 6o Hz, aufweist und die andere Vibrationsvorrichtung der anderen Walzentrommel nur beispielsweise mit der halben.Umdrehungszahl angetrieben | wird, also z.B. 3o Hz, so ergibt sich für die gesamte Straßenwalze, bei der alle Walzentrommeln in einem starren Rahmen gelagert sind, daß eine Trommel ständig mit der höheren Schwingungszahl und die andere Trommel mit der niedrigeren Schwingungszahl auf den Boden einwirkt. Das Antreiben der verschiedenen Vibrationsvorrichtungen mit einem ungleichen Vibrationstakt, z.B. mit jeweils einer anderen Umdrehungszahl der Vibrationswelle, hat zugleich die Folge, daß sich die von den Vibrationsvorrichtungen ergebenden Vibrationsstöße im Boden zeitlich zueinander verlagern, auch wenn die , Unwuchtgewichte um l8o° zueinander versetzt sind. Eine noch stärkere Verlagerung der zeitlichen Wirkung der Vibrationsstöße ergibt sich, wenn zusätzlich zu dem anderen Vibrätionstakt die die Vibration verursachenden Gewichte in einem kleineren Winkel als. l8o° zueinander angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, daß jeder Konsistenz des zu bearbeitenden Bodens eine Sohwingungszahl zuzuordnen ist, die für die Verdichtung dieser Art des Bodens am günstigsten ist, beispielsweise wird ein aus Schotter bestehender Boden zweckmäßig'mit

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einer anderen Vibrationsschwingungszahl bearbeitet als ein weicher, z.B. lehmiger Boden, für dessen Verdichtung eine wesentlich andere Vibrationsschwingungszahl angemessen 1st. Um das Optimum zu erreichen, müßte man also eine Vielzahl von Straßenwalzen mit unterschiedlichen Vibrationsschwingungszahlen zur Verfügung haben. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Straßenwalze 1st dies nicht notwendig. Bei dieser Straßenwalze entsteht ständig ein verhältnismäßig breites Band von Schwingungszahlen innerhalb vorbestimmter Grenzen in stetiger Wiederholung in dem Boden. Die von den beiden Trommeln ausgehenden verschiedenen Frequenzen der Vibratijxsschläge überlagern sich mehr oder weniger im Boden, so daß, da unterschiedliche Korngrößen auf verschiedene Schwingungszahlen ansprechen, alle Korngrößen des Bodens gleich wirksam gerüttelt und verdichtet werden. Jede Konsistenz des zu verdichtenden Bodens wird gleichsam selbsttätig mit einer dieser zukommenden Frequenz bearbeitet. Dies bedeutet, daß ein und dieselbe Straßenwalze für die verschiedenen Konsistenzen des zu verdichtenden Bodens unter einer optimalen Bearbeitungswirkung mittels der Vibration geeignet ist. Man erhält eine Straßenwalze mit einer universal wirkenden Vibrationseinrichtung für jede Beschaffenheit des zu verdichtenden Bodens.

Eine noch ausgeprägtere Wirkung für das Wirksamwerden des Frequenzbereiches ergibt sich noch dadurch, daß die eine Vibrationsvorrichtung eilt einem zu der anderen Vibrationsvorrichtung unterschiedlichen Gewicht ausgerüstet wird. Beispielsweise kann die mit geringerer Frequenz arbeitende Vlbrationsvorrichtung

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mit einem größeren Vibrationsgewicht ausgerüstet sein als die mit der höheren Freqzenz arbeitende Vibrationsvorrichtung. Außerdem kann der das größere Vibrationsgewicht aufweisenden-Vibrationsvorrichtung |3 eine schwerere, vorzugsweise im Verhältnis schwerer gehaltene Walzentromrnel, zugeordnet sein. Durch die Wahl der unterschiedlichen Größe der Vibrationsgewichte, und/oder der Gewichte der Walzentrommeln hat man es in der Hand, die bei der Straßenwalze zur Auswirkung kommende Wuchtkraft- mehr zu dem- Antrieb . mit der höheren Frequenz oder zu dem Antrieb mit der niedrigeren Frequenz zu verlagern, so daß auch in |

der Art des Wirksamwerdens der Frequenzen innerhalb des auf den zu verdichtenden Boden sich auswirkenden Frequenzbereiches eine geziel-te Verschiebung der Intensität der auszuübenden Schwingschläge zu der hohen oder zu der niedrigen Frequenz möglich ist. Durch die Kombination der unterschiedlichen Frequenzen mit der Zuordnung unterschiedlicher Vibrationsgewichte und/oder unterschiedlich schwerer Walzehiromrneln erhält man die Möglichkeit, die Schwingungsausstrahlung der Straßenwalze auf den zu verdichtenden Boden in einer weiten Variation wirksam werden

lassen zu können. . ■

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Die Erfindung wird anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste. Ausführungsform- der Straßenwalze gemäß der Erfindung in Seltenansicht, zum Teil im Schnitt und im Schema.

Flg. 2 und 5 stellen eine zweite und dritte Ausführungsform der Straßenwalze gemäß der Erfindung schematisch in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, dar.

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BAD ORIGINAL

In Pig. 4 1st ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 im Schema veranschaulicht.

5-8 zeigen die jeweiligen und wesentlichen Stellungen der Unwuchten der beiden Trommeln bei verschiedenen Phasen.

Die Straßenwalze 1 der Fig. 1 ist mit zwei Walzentrommeln 2 und 3 versehen, die in Fahrtrichtung hintereinanderliegen und in einem starren Rahmen gelagert sind. Der Rahmen setzt sich aus den Seitenwangen 4 und 5 und der die beiden Wangen verbindenden oberen Deckplatte 6 zusammen. Beide Walzentrommeln sind mit ihren Achsteilen 7 in den Lagern 8 der Rahmenwangen 4 und 5 gelagert. Die Straßenwalze ist vorteilhaft als Selbstfahrerwalze ausgebildet. Hierzu erfolgt der Antrieb zweckmäßig nur über Zahnräder, und zwar über ein mittleres Zahnrad 9 und die weiteren Zahnräder Io und 11 zu jeder Trommel. Beide Walzentrommeln sind mit Vibrationswellen 12 ausgerüstet, die exzentrisch angeordnete Gewichte 13 und 14 tragen. Die Vibrationswellen 12 sind in den Lagern I5 der Achsteile 7 drehbar gelagert und ragen mit den Wellenenden 12a und 13a an einer Seite der Straßenwalze heraus, wobei an den Wellenenden je eine Riemenscheibe 17 und 18 vorgesehen ist. W Der Zahnradantrieb 9 bis 11 befindet sich in dem

Gehäuse I9, während die Antriebsvorrichtung für die Vibratäonswellen im Gehäuse 2o untergebracht ist. Die Straßenwalze kann mit einer einsteckbaren Deichsel 21 ausgerüstet sein. M^t dem Hebel 22 kann auf Leerlauf, Vorwärts- oder Rückwärtsgang des Fahrantriebes der Straßenwalze geschaltet werden. Man kann für den Antrieb der Vibrationswellen auch einen von dem Fahrantrieb unabhängigen Motor vorsehen. In dem vorliegenden Beispiel dient der Motor 23 zugleich zum Antrieb der Straßenwalze und der Vibrationsvorrichtungen.

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Bei der Straßenwalze der Fig. 1 sind die Unwuchtgewichte 15 und 1# der Vibrationswellen 12 und I3 gleich groß gehalten und auch die Walzentrommeln " ' 2 und 3 haben dasselbe Gewicht, wobei unabhängig davon die eine Walzentrommel sich im Durchmesser von der anderen Walzentrommel unterscheiden kann. Der Antrieb für die Vibrationswellen 12 und I3 erfolgt von einer Riemenscheibe 24 über einen Riemen 25 zu der Scheibe I7. Ton'dieser Scheibe I7 führt ein Riemen 26 zu der !Riemenscheibe 18, die die Vibrationswelle I^ antreibt. Die Riemenscheibe l8 weist einen größeren Durchmesser als die Riemen- |

scheibe I7 auf, wodurch die Vibratinnswelle I3 eine geringere Umdrehungszahl als die Vibrationswelle 12

IS ausführt. Das Verhältnis der Durchmesser, der Riemenscheiben. 17 zu 18 kann verschieden gewählt werden, je nachdem, welche unterschiedliche Frequenz die ' Vibrätionswellen 12 und I3 aufweisen sollen. Beispielsweise kann das Verhältnis der Durchmesser der Riemenscheiben I7 und 18 so gewählt werden* daß die Vlbrationswelle I3 nur mit der halben ÜmdBehungszahl gegenüber der Vibrationswelle 12 umläuft» Demnach wirken die an' den Vibrationswellen 12 und I3 befindlichen Unwuchtgewichte I5 und 14 mit unterschiedli-

chen Frequenzen. Während beispielsweise bei der {

Vibrationswelle 12 eine Frequenz von 60 Hzvorhanden ist, wirkt die Vibrationswelle I3 bei doppeltem Durchmesser der Antriebsscheibe 18 zu der Antriebsscheibe 17 nur mit der halben Frequenz von Jo Hz.

3-0 Dadurch ergibt sieb, automatisch, daß die Uhwuchtgewichte 14 und I5 nie direkt gegeneinander gerichtet umlaufen, denn wenn die Unwuchtgewichte I5 eine Drehung von l8o° vollführt haben, haben die ITnwuchtgewiehte Ik nur eine Drehung von 90⁰ ausgeführt.

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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist bei der Straßenwalze 27 die Anordnung so getroffen, daß die Vibrationsvorrichtung der Vibrationswelle 12 unverändert geblieben ist, Auch sind' die Walzentrommeln 2 und 3 von gleichem Gewicht,- jedoch sind die auf eier Vibrationswelle 13 sitzenden Unwuchtgewichte 14a von einem größeren Gewicht als die Unwuchtgewichte 15 der Vibratinnswelle 12. Die mit der geringen Frequenz wirkende Vibrationsvorrichtung IJ), 14a ist hierbei schlagkräftiger als die

andere Vibrationsvorrichtung, so daß di^Verteilung der Frequenzen in der Auswirkung der Vibration in der gesamten Straßenwalze eine andere ist als bei dem Beigp iel der Fig. 1.

Die Ausführungpform der Fig. 3 zeigt eine Straßenwalze 28, die hinsichtlich der unterschiedlichen Massen der Unwuchtgewichte I5 und 14a dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 entsprechen kann, jedoch ist dem schwereren Unwuchtgewicht 14a auch eine schwerere Walzentrommel J5a niit einer mehr oder

weniger dickeren Bandage gegenüber der Wa.i.zentrommel 2 zugeordnet. Die beiden Vibrationsvorrichtungen 12, 15 und 13, 14a laufen mit !.-unterschiedlichen fc Frequenzen, wobei die höhere Frequenz bei der

Vibrationsvorrichtung 12, I5 liegt.

Je nach dem hauptsächlichen Verwendungszweck der Straßenwalze kann man das Verhältnis der Durchmesser der Antriebsscheiben 17 und 18 in jeder beliebigen Größenordnung halten, wie. es auch möglich 1st, das Verhältnis der Gewichte der Unwuchtmassen 14 und

15 und der Walzentrommeln 2 und 3a unterschiedlich zu wählen. Bei Straßenwalzen mit mehr als zwei

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Walzentrommeln kann man die Drehzahlen der Vibrationswellen in einem vorbestimmten Verhältnis wählen*. Das gleiche gilt für die Schwere der Unwuchtgewichte ' ' und der Walzentrommeln.

In den Figuren 5-8 ist ein vorteilhaftes Beispiel der Zuordnung der verschieden schweren Unwuchtgewichte der beiden Trommeln bei den verschiedenen Schwingungszahlen erläutert.

Ausgehend von einer Stellung gemäß Fig. 8, bei der sich die beiden verschieden großen Unwuchtgewichte 14 und 15 in der oberen Stellung befinden, ist bei einer Drehung des kleineren Unwuchtgewichtes I5 um I8o° das größere Unwuchtgewicht 14 nur um 9°° gedreht (Fig. 5)· Wenn das größere Unwuchtgewicht . die unterste Stellung erreicht hat , ist das kleinere Unwuchtgewicht wieder in die oberste Stellung zurückgekehrt (Fig. 6). Danach macht das kleinere Unwuchtgewicht I5 wieder eine Drehung von I8o°, . während das größere Unwuchtgewicht eine Drehung von 9o° ausgeführt hat (Fig. 7)· Bei einer weiteren Drehung- von l8o° des kleineren Unwuchtgewichtes hat sodann das größere Unwuchtgewicht 14 wieder die obere Stellung erreicht (Fig. 8). Dies bedeutet, daß j bei einer Umdrehung des^rößeren Unwuchtgewichtes das kleinere Unwuchtgewicht zwei Umdrehungen ausgeführt hat, wenn die Radien der Antriebsscheiben 1 : 2 bemessen sind. IJs ergibt sich hierbei, daß in keiner Position beide Unwuchtgewichte gleichzeitig in Fahrtrichtung der Straßenwalze oder entgegengesetzt zu dieser nach außen wirken. Dadurch werden die Lager und der die Unwuchtwellen aufnehmende starre Rahmen der Straßenwalze geschont und geringer beansprucht. Weiterhin ergibt sich bei der Stellung

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der Unwuchtgewichte, bei der bfiide Unwuchtgewichte nach oberygerlchtet sind, der Vorteil, daß in dieser Stellung die Straßenwalze sich leicht lenken läßt, da die auf den Boden gerichteten Schlagmomente
verringert sind. Dies ist insbesondere für schwere und große Straßenwalzen von Bedeutung.

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Claims (1)

1. An s ρ rl eh e

   Straßenwalze mit mindestens zwei in Fahrtrichtung hintereinanderliegenden, angetriebenen und in einem starren Rahmen gelagerten Walzentrommeln, bei.der die Walzentrommelnmit Vibrationsvörriehtungen, vornehmlich mit auf angetriebenen Wellen angeordneten Unwuchtgewichten ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Vibrationsvorrichtung, z.B. dierVibratäonsweHe der einen Trommel, mit einem anderen Vibrationstakt (Frequenz), z.B. einer anderen Umdrehungszahl als die andere Vibrationsvorriehtung, z.B. die Vibrationswelle der anderen Walzentrommel, antreibbar ist.

   Straßenwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der niedrigen Frequenz arbeitende VibratiOnsvorrichtung (Ij5) mit einem größeren Vibrationsgewicht (14a) als die mit der hohen Frequenz arbeitende Vibrationsvorrichtung (12, 15) ausgerüstet ist. · λ

   Straßenwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ein größeres Vibrationsgewicht (14a). aufweisenden Vibrationsvorrichtung (15) eine schwerere Walzentrommel (3a) als der anderen mit einem kleineren Vibrationsgewicht versehenen und mit höherer Frequenz arbeitenden Vibrationsvorrichtung (12, I5) zugeordnet ist.

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   4. Straßenwalze nach einem der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die eine Walzentrommel (j>, 3>a) wirkende Vibrationsvorrichtung (IJ>t 14, 14a) die halbe Frequenz gegenüber der anderen Vibrationsvorrichtung (12, I5) aufweist.

   5. Straßenwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verhältniswert der Frequenzen der Vibrationsvorrichtungen zu dem Verhältniswert der Schwere der Vibrationsgewichte und der Walζentrommeln im umgekehrten Verhältnis gehalten ist, d.h. wenn die Frequenz bei einer Walzentrommel um die Hälfte kleiner ist, die Schwere der Vibrationsgewichte und der WalzentrommeJ-n der doppelten Betrag bei der anderen Walzentrommel aufweist.

   6. Straßenwalze nach einem der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der einen Vibrationsvorrichtung von dem Antrieb der anderen Vibrationsvorrichtung abgeleitet ist.

   7. Straßenwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtgewichte (14,15) der beiden Trommeln (2,5) hinsichtlich ihrer Lage so aufeinander abgestimmt sind, daß innerhalb einer Taktzeit die Unwuchtgewichte (14,15) beider Trommeln sich gleichzeitig in der oberen Stellung befinden (Fig. 5).

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