DE2010029C3 - Vorrichtung zum Verdichten des Baugrundes od. dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verdichten des Baugrundes od. dgl. mit mindestens einem Paar mittels Schwingungserregern wechselweise auf- und abbewegbaren Verdichtungsgeräten, die durch mindestens zwei parallel übereinander angeordnete Wipphebel miteinander verbunden sind, wobei die Wipphebel mittig zwischen beiden Verdichtungsgeräten schwenkbewegüch und in Gleitführungen höhenverstellbar an einem Trägerfahrzeug gelagert sind. Aus den deutschen Patentschriften 864 263 und 926 308 sind Vorrichtungen mit jeweils zwei über Wipphebel miteinander verbundenen und schwingend bewegten Verdichtungsgeräten bekannt deren Wipphebel schwenkbewegüch in der Vorrichtung gelagert sind und die zugehörigen Verdichtungsgeräte zu einem Dreh !schwingsystem miteinander verbinden. Des weiteren ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 212 004 eine Verdichtungsvorrichtung bekannt, bei der die Schwenkachse der Wipphebel höhenverstellbar gelagert ist und die Verdichtungsgeräte somit angestellt werden können. Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 629 960 Cine Vorrichtung bekannt bei der die Wipphebel mit dem Verdichtungsgerät gelenkig verbunden sind

Die bekannten Vorrichtungen besitzen jedoch den Nachteil, daß sich beim Verdichten eines in starkem Maße unebenen Bodens und insbesondere beim horitontalen Auftreffen der Verdichtungsgeräte auf Bodenfcindernisse wie Steine und dergleichen Schwierigkeiten trgeben können. Diese Schwierigkeiten resultieren vor •Hem daraus, daß die Verdichtungsgeräte beim horitontalen Auftreffen auf Hindernisse nicht ausweichen können und demzufolge die Auftreffenergie voll in das Oerät eingeleitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorer

wähnten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen, die nicht nur ein Anstellen der Verdichtungsgeräte und deren lotrechtes Auftreffen auf den Boden, sondern auch ein Ausweichen der Verdkhtungsgeräte beim horizontalen Auftreffen auf Bodenhindernisse erlaubt Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art die Verdichtungsgeräte an den Wipphebeln gelenkig angeschlossen sind und die Verbindungs-ίο linien der beiden Anlenkstellen der Verdichtungsgeräte an jedem Wipphebel mit der zugehörigen Schwenkachse einen stumpfen, mit dem Scheitel nach unten weisenden Winkel bilden. Demzufolge liegen die zu den Wipphebeln gehörenden Schwenkachsen in der Stel is lung, in der die Arbeitsflächen der Verdichtungsgeräte in einer Ebene liegen, gegenüber den jeweils zugehörigen Anlenkstellen zwischen den Wipphebeln und der Verdichtungsgeräten um ein bestimmtes Maß tiefer Dieses Maß ist vorzugsweise größer als die größte Am ao plitude der Verdichtungsgeräte und gewährleistet da£ sich die Verdichtungsgeräte bei Bodenunebenheiter u.dgl. eine horizontale Belastung derselben verursachenden Hindernissen leicht über diese hinwegbewegea Dabei wird nach der Erfindung durch die auftre as tcnde Horizontalkraft in den Parallellenkern ein Moment um die zugehörigen Schwenkachsen erzeugt da; die Verdichtungsgeräte über die Hindernisse hebt

Gemäß den auftretenden Belastungen sind die Wipp hebel als besonders biege- und verwindungssteife Rah menkonstruktion ausgebildet Die Rahmenkonstruktior der Parallellenker weist dazu eine zumindest der halben Länge der Verdichtungsgeräte gleiche Breite auf.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dei Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ir schematicher Darstellung,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in F i g. 1,

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie HMI! ir Fig.l.

F i g. 4 den gleichen Schnitt wie in F i g. 3 mit in Be triebsstelking befindlichen Verdichtungsgeräten nacl Fig. t.

Fig.5 die Verdichtungsgeräte in einer schemati sehen Einzelansicht,

Fig.6 einen Antrieb für die Verdichtungsgeräu nach F i g. 5 in schemaüscher Darstellung,

F i g. 7 einen Antrieb nach F i g. 6 in einer weiterer schematischen Darstellung,

F i g. 8 einen weiteren Antrieb für die Verdichtungs geräte nach F i g. 5 in schematicher Darstellung und

F i g. 9 den Antrieb nach F i g. 8 in einer weiterer schematischen Darstellung.

Die Verdichtungsvorrichtung besteht im wesentli chen aus einem Trägerfahrzeug mit einem Chassis 1 und einem Fahrgestell mit zwei oder mehr Fahr achsen 3. Die Fahrachsen 3 sind zugleich als Antriebs achsen ausgebildet bzw. mit einem Einzelantrieb odei gemeinsamen Antrieb versehen, der zusätzlich stufen los verstellbar ist so daß das Trägerfahrzeug in beider Fahrtrichtungen, also vorwärts und rückwärts, zwi sehen der Geschwindigkeit Null und einer oberen Ge schwindigkeit für jede Fahrtrichtung mit jeder beliebi gen Zwischengeschwindigkeit gefahren werden kann.

Das Trägerfahrzeug wird dadurch gelenkt, daß eint

der Fahrachsen 3 in der Ausführungsform nach F i g. I

als übliche Lenkachse ausgebildet ist In der Ausfüh rungsform mit mehreren Fahrachsen sind dann mehre re Fahrachsen als Lenkachsen ausgebildet. Außerdem

kann das Trägerfahrzeug auch mit einfacher oder doppelter Knicklenkung verwendet werden.

Das Trägerfahrzeug läuft auf insgesamt fünf gummi- und luftbereiften Rädern 2, die nach F i g. 2 spurversetzt angeordnet sind, so daß sie eine erhebliche Druck- und Walkwirkung auf den Untergrund ausüben und den Untergrund dadurch entsprechend verdichten.

Die Antriebsaggregate und die zugehörigen Steuerungs- und Bedienungselemente des Trägerfahrzeuges sind in dessen Chassis 1 eingebaut

In das Chassis I bzw. in dessen Seitenwangen sind nach F i g. 2 bis 4 zwischen den Fahrachsen 3 Unrechte Gleitführiiiigen 4 in Form von Nuten eingearbeitet, in denen ein Rahmen 5 mittels bekannter, nicht dargestellter, hydraulisch oder mechanisch wirkender Antriebseinrichtungen, wie z.B. Gewindespindeln, heb- und senkbar angeordnet ist

Der Rahmen 5 ist dabei gleitbeweglich oder mittels Rollen in den Gleitführungen 4 gelagert und trägt an seiner Unterseite dynamische Verdichtungsgeräte 6. Als dynamische Verdichtungsgeräte können z. B. Rüttelplatten, Rüttelbalken oder vibrierende Walzbandagen dienen.

Nach F i g. 1 bis 9 bestehen die dynamischen Verdichtungsgeräte 6 aus zwei Rüttelplatten. Die Rüttelplatten sind nach F i g. 5, 6 und 8 in einem gemeinsamen Parallelogrammrahmen mit schwenkbeweglich in dem heb- und senkbaren Rahmen 5 angeordneten Wipphebeln 7 gehalten. Die Wipphebel 7 sind dabei jeweils zu zweit symmetrisch beiderseits der Mittelachse des Trägerfahrzeuges schwenkbeweglich und übereinander zwischen Laschen 8 des heb- und senkbaren Rahmens 5 derart gelagert, daß die Schwenkachsen 9 der jeweils oberen Wipphebel 7 und die Schwenkachsen 10 der jeweils unteren Wipphebel 7 jeweils miteinander fluchten. Darüber hinaus sind die oberen Wipphebel 7 über Traversen 11 und die unteren Wipphebel 7 über Traversen 12 starr miteinander verbunden, so daß die oberen WlDphebel 7 mit den Traversen 11 einen biege- und verwindungssteifen und schwenkbeweglich in dem heb- und senkbaren Rahmen 5 gelagerten oberen Rahmen mit der Schwenkachse 9 und die unteren Wipphebel 7 mit den Traversen 12 einen biege- und verwindungssteifen und schwenkbeweglich in dem heb- und senkbaren Rahmen 5 gelagerten unteren Rahmen mit der Schwenkachse 10 bilden. Die Lagerung des oberen und einen Wipphebel des Parallelogrammrahmens bildender Rahmens mit der Schwenkachse 9 und des unteren den anderen Wipphebel des Parallelogrammrahmens bildenden Rahmens mit der Schwenkachse 10 wird in nicht dargestellter Weise durch einfache Bolzen und wahlweise mit Wälzlagern bewirkt.

Zur gelenkigen Verbindung der Verdichtungsgeräte 6 mit den Wipphebeln 7 bzw. den oberen und unteren Rahmen sind die Verdichtungsgeräte 6 bei horizontal verlaufender Arbeitsfläche jeweils mit vier vertikal stehenden Laschen 13 versehen. Die Laschen 13 sind dabei nach F i g. 6 und 8 derart angeordnet, daß die Wipphebel 7 jeweils zwischen zwei Laschen 13 greifen und bei entsprechenden Bohrungen in den Wipphebeln 7 und den Laschen 13 durch einfache, nicht dargestellte Bolzen mit den Laschen 13 gelenkig verbunden sind.

In diesem Fall wird der Parallelogrammrahmen durch den oberen Rahmen mit der Schwenkachse 9 sowie den unteren Rahmen mit der Schwenkachse 10 und die Laschen 13 gebildet. Der Parallelogrammrahmen hat dabei als Gelenkpunkte die Anlenkstellen 14 zwischen den Laschen 13 und den Wipphebeln 7. Er hat außerdem annähernd eine indifferente Gleichgewichtslage; & h. bei einem oberen Rahmen mit der Schwenkachse 9 und einem unteren Rahmen mit der Schwenkachse 10, die zumindest hinsichtlich ihres Gewichtes

S symmetrisch ausgebildet sind, befinden sich die Schwenkachsen 9 und 10 genau auf der Mitte zwischen den Anlenkstellen 14 der zugehörigen WipphebeJ 7 mit den Laschen 13. Dadurch gleichen sich die Gewichte der Verdichtungsgeräte 6, die einander vorzugsweise

ίο genau gleich sind, vorteilhaftenveise gegenseitig aus, d.h. es befindet sich der Gesamtschwerpunkt der schwingend bewegten Massen vorteilhafterweise in der Vertikalebene, in der die Schwenkachsen 9 und 10 liegen, so daß sich eine wesentliche Einsparung für den

Antrieb der Verdichtungsgeräte β ergibt

Die Gleichgewichtslage des Parallelogrammrahmens ist nach F i g. 5 lediglich insoweit labil, als die Schwenkachsen 9 und 10 in der Stellung des Parallelogrammirahmens, in der die Arbeitsflächen der Verdichtungsgeräte 6 in einer Ebene liegen, gegenüber den Anlenkstellen 14 der zugehörigen Wipphebel 7 mit den Laschen 13 um ein bestimmtes Maß tiefer liegen, so daß die Verbindungslinien der beiden Anlenkstellen 14 an jedem Wipphebel mit der zugehörigen Schwenkachse 9 bzw.

as 10 einen stumpfen, mit dem Scheitel nach unten weisenden Winkel bilden. Das Maß, um das die Schwenkachsen 9,10 tiefer liegen, ist im vorliegenden Fall größer als eier Hub oder die Amplitude der Verdichtungsgeräte 6. Das hat zur Folge, daß der Parallelogramm-

rahmen dann, wenn die Arbeitsflächen der Verdichtungsgeräte 6 eine unterschiedliche Höhe haben, immer ein Übergewicht zu der jeweils tieferen Arbeitsfläche hin hat

Für die Verdichtungsgeräte 6 ist es wichtig, daß sie

genau senkrecht gegen den Untergrund bewegt werden. Das wird nach F i g. 5 dadurch bewirkt, daß die Schwenkachsen 9 und 10 genau auf einer Vertikalen liegen.
Jedes Verdichtungsgerät 6 besteht aus einer Rüttelplatte, auf der jeweils unmittelbar zwei Schwingungserreger 15 mit je einer Unwuchtwelle montiert sind. Die Unwuchtwellen werder durch einen angeflanschten Elektro- oder Ölmotor oder über Zahnräder oder, wie in F i g. 5 und 8 dargestellt, über einen Ketten- oder

Riementrieb angetrieben.

Die beiden Unwuchtgewichte der Schwingungserreger 15 einer jeden Rüttelplatte sind nach F i g. 6 so angeordnet daß sich, wie in F i g. 7 schematisch dargestellt bei einem bleibenden Phasenunterschied von 180° die horizontalen Komponenten 34 ihrer Erregerkräfte 32 gegenseitig aufheben. Daneben ist dargestellt daß die Unwuchtwellen mit einander entgegengesetzten Drehrichtungen 35 und 36 laufen. Dadurch wirken die vertikalen Komponenten 33 der Erregerkräfte 32 beider Schwingungserreger 15 einer Rüttelplatte immer in gleicher Richtung.

Außerdem ist in F i g. 7 dargestellt, daß die Unwuchtgewichte der einen Rüttelplatte mit einem solchen Phasenunterschied zu den Unwuchtgewichten der anderer Rüttelplatte laufen, daß die zu den Schwingungserre gern 15 der einen Rüttelplatte gehörigen vertikaler Komponenten 33 zu den vertikalen Komponenten 33 tlie zu der anderen Rüttelplatte gehören, immer dit entgegengesetzte Richtung haben. Der erforderlich« Phasenunterschied für diese Richtungsverschiedenheil ist dabei dann gegeben, wenn zumindest zwischer einem Unwuchtgewicht der einen Rüttelplatte unc einem Unwuchtgewicht der anderen Rüttelplatte eir

Phasenunterschied von 180° besteht

Somit werden die Rottelplatten schwingend und in vertikaler Richtung immer entgegengesetzt angetrieben und durch die bewegliche Lagerung in dem Parallelogrammrahmen auch entgegengesetzt schwingend bewegt

Nach Fig.5 und 8 sind die Schwingungserreger 15 einer jeden Rüttelplatte mit einer gemeinsamen Antriebswelle 16 versehen, die jeweils ein entsprechendes Ketten- oder Riemenrad 17 trägt Außerdem ist in weiteren Laschen 18 des heb- und senkbaren Rahmens 5 eirte Antriebswelle 19 drehbeweglich gelagert, die ihrerseits drei Ketten- oder Riemenräder 20 trägt Von diesen drei Ketten- oder Riemenrädern 20 wirken zwei über entsprechende Ketten oder Riemen 30 mit den Ketten- oder Riemenrädern 17 zusammen, während das dritte Ketten- oder Riemenrad 20 zum Antrieb der Antriebswelle 19 genutzt wird. Die zwei mit den Ketten- oder Riemenrädern 17 zusammenwirkenden Ketten- oder Riemenräder 20 sind dazu so auf der Antriebswelle 19 angeordnet, daß sie in einer Drehebene mit dem zugehörigen Ketten- oder Riemenrad 17 liegen. Der Bewegung des Parallelogrammrahmens wird dabei dadurch Rechnung getragen, daß die gemeinsamen Antriebswellen 16 der Schwingungserreger einerseits jeweils genau parallel zu den Verbindungslinien der Anlenkstellen 14 mit den Laschen 13 des zugehörigen Verdichtungsgerätes 6 angeordnet sind und mit diesen Verbindungslinien in einer Ebene liegen, und andererseits die Achse der Antriebswelle 19 in einer Ebene mit den Schwenkachsen 9 und 10 liegt und zusätzlich parallel und in dem genau gleichen Abstand zu den Schwenkachsen 9 und 10 bzw. zwischen den Schwenkachsen 9 und 10 angeordnet ist wie die gemeinsamen Antriebswellen 16 zwischen den Verbindungslinien der zugehörigen Anlenkstellen 14 angeordnet sind.

Eine Doppelvibration ist auch bei einer in F i g. 8 und 9 gezeigten Anordnung der Unwuchtgewichte gegeben. Nach Fig.8 sind die Unwuchtwellen mit zur Längsrichtung der Wipphebel 7 paralleler Drehebene auf den Rüttelplatten montiert Die Unwuchtwellen der einen Rüttelplatte laufen dabei, wie in F i g. 9 schematisch dargestellt mit gleicher Drehrichtung 37 und 180° Phasenunterschied zu den Unwuchtwellen der anderen Rüttelplatte. Dadurch Hegen hinsichtlich der zu den Schwingungserregern 15 gehörenden vertikalen Kom-■ ponenten 33 die gleichen Verhältnisse wie bei der Anordnung nach F i g. 6 und 7 vor, während sich die zu den Schwingungserregern 15 der einen Rüttelplatte gehörenden horizontalen Komponenten 34 und die zu den Schwingungserregern 15 der anderen Rüttelplatte gehörenden horizontalen Komponenten 34 einander über die Parallelogrammrahmen ausgleichen. Das infolgedessen an dem heb- und senkbaren Rahmen 5 auftretende Moment wird durch eine entsprechende Ausbildung der Gleitführungen 4, die den Rahmen 5 zugleich gegen ein unvorhergesehenes Verschieben oder Verdrehen sichern, in das Chassis 1 geleitet

Im Betrieb wird das Trägerfahrzeug in dem in F i g. 3 dargestellten Betriebszustand mit angehobenem Rahmen 5 und angehobenen Verdichtungsgeräten 6 zur Einsatzstelle gefahren. An der Einsatzstelle werden der Rahmen 5 und die Verdichtungsgeräte 6 in die in F i g. 4 dargestellte Lage abgesenkt Dabei werden die Verdichtungsgeräte 6 gegen den Baugrund gedrückt und über die Schwingungserreger 15 in Schwingungen versetzt Der heb- und senkbare Rahmen 5 bzw. dessen Antrieb ist mit einem einstellbaren und in dem Bereich, in dem die Verdichtungsgeräte 6 Berührung mit dem Baugrund haben, fein einstellbaren Hub versehen, und die Frequenz der Schwingung der Verdichtungsgeräte 6 ist durch Drehzahländerung an den Schwingungserregern 15 einstellbar, wobei sich die Amplitude der

Schwingung der Verdichtungsgeräte 6 aus ihrem An-

- druck am Baugrund und der Frequenz der Schwingung ergibt

Gleichzeitig mit oder nach dem Absenken der Ver-

dichtungsgeräte 6 wird das Trägerfahrzeug in Bewegung gesetzt und damit der Baugrund in der gewünschten Weise einerseits durch die Rüttelplatten dynamisch verdichtet und andererseits durch die bekannte Walkwirkung der gummibereiften Räder 2 verdichtet Das ist auch bei einem sehr schwierigen, beispielsweise unebenen. Untergrund der Fall, denn eine aus einer Unebenheit im Untergrund oder Hindernis resultierende, auf das in Fahrtrichtung vordere Verdichtungsgerät 6 wirkende und unvorhergesehen große Horizontalkraft kann nicht zu einer Betriebsstörung führen. Infolge der besonderen Anordnung der Schwenkachsen 9 und 10 zu den Anlenkstellen 14 zwischen den Wipphebeln 7 und den Laschen 13 entsteht aus der Horizontalkraft ein um die Schwenkachse des Parallelogrammrahmens wirkendes, rechtsdrehendes Moment das das vordere Verdichtungsgerät 6 leicht über die Unebenheit rutschen läßt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verdichten des Baugrundes od-dgL mit mindestens einem Paar mittels Schwingungserregern wechselweise auf- und abbewegbaren Verdichtungsgeräten, die durch mindestens zwei parallel übereinander angeordnete Wipphebel miteinander verbunden sind, wobei die Wipphebel mitü'g zwischen beiden Verdichtungsgeräten schwenkbewegüch und in Gleitführungen höhenverstellbar an einem Trägerfahrzeug gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsgeräte (6) an den Wipphebeln (7) gelenkig angeschlossen sind und daß die Verbindungslinien der beiden Anlenkstellen (14) der Verdichtungsgeräte (6) an jedem Wipphebel (7) mit der zugehörigen Schwenkachse (9 bzw. 10) einen stumpfen, mit dem Scheitel nach unten weisenden Winkel bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe zur Schwenkachse (9 bzw. 10) des durch die Schwenkachse (9 bzw. 10) und die beiden Anlenkstellen (14) jedes Wipphebels (7) gebildeten Dreiecks größer als die größte Schwingungsamplitude der Verdichtungsgeräte (6) ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wipphebel (7) als Rahmenkonstruktion mit zumindest einer der halben Breite der Verdichtungsgeräte (6) gleichen Breite ausgebildet sind