Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine derartige Bodenverdichtungsvorrichtung ist z. B. eine Vibrationsplatte, bei der ein von einem Motor angetriebener Schwingungserreger eine im wesentlichen vertikal gerichtete Schwingung erzeugt, die eine Verdichtungsplatte beaufschlagt. Je nach Gestaltung des Schwingungserregers ist dieser dazu geeignet, die Verdichtungsplatte über dem zu verdichtenden Boden auch vorwärts oder rückwärts zu bewegen und die Platte lenkbar zu machen.
Eine derartige Bodenverdichtungsvorrichtung ist z. B. aus DE 198 40 453 A1 bekannt. Sie weist ein ausfahrbares Fahrwerk auf, damit kürzere Entfernungen auf einer Baustelle mit dem Gerät zurückgelegt werden können, ohne dass ein Transportfahrzeug benötigt wird.
Weiterhin sind Vibrationsplatten wie beispielsweise die AVP 2920 der Fa. AMMANN bekannt, bei denen ein Fahrwerk mit einem Schwenkmechanismus versehen ist, welcher Räder aus einer Ruhestellung in eine Fahrposition überführen kann. Der Schwenkmechanismus ist jedoch aufwändig konstruiert, um einen Verschleiß an den Schwenklagern durch die auftretenden Schwingungen zu vermeiden.
Der Schwenkmechanismus ist bei der genannten Vibrationsplatte an der Obermasse bzw. der Deichsel befestigt. Die Position der Räder in Fahrstellung liegt dagegen bei diesen Bauformen unter der Verdichtungsplatte. Durch die Deichselanordnung und einen sehr großen Schwerpunktabstand des Gesamtsystems von der Raddrehachse ist das Fahrverhalten wenig zufriedenstellend. Insbesondere bei größeren Verdichtungsplatten sind hohe Haltekräfte notwendig, um die Platte an einer Kippbewegung in Fahrtrichtung um die Raddrehachse zu hindern. Die Installation des Fahrwerks in seine Fahrposition stellt den Benutzer häufig vor Fragen, da meist eine ganze Reihe von Handgriffen auszuführen sind. Damit einher geht eine Verletzungsgefahr, der der Bediener bei falscher Installation ausgesetzt ist.
In der CH-A-321022 wird eine Vibrationsplatte beschrieben, bei der an der Obermasse ein Schwenkmechanismus angebracht ist, durch den ein Fahrwerk zwischen einer Ruhestellung und einer Fahrposition verschwenkt werden kann.
In der US-A-3,199,424 wird eine Vibrationsplatte gezeigt, bei der ein Fahrwerk starr an einer Führungsstange befestigt ist, die an der Obermasse der Vibrationsplatte befestigt und relativ zu dieser verschwenkbar ist.
Aus der DE-U-85 13 149 ist eine Vibrationsplatte bekannt, mit einer eine Verdichtungsplatte aufweisenden Untermasse, einer mit der Untermasse über eine Feder verbundenen Obermasse, einen die Verdichtungsplatte beaufschlagenden Schwingungserzeuger und einem Fahrwerk mit auf einer Fahrwerkachse drehbar angeordneten Rollkörpern zum Transport der Vorrichtung, wobei die Fahrwerksachse bezüglich der Vorrichtung ortsfest ist und wobei das Fahrwerk an der Untermasse angebracht ist.
Aus der US-B-6,394,697 ist eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer eine Verdichtungsplatte aufweisenden Untermasse, einer mit der Untermasse über eine Feder-Dämpfereinrichtung verbundenen Obermasse und einem die Verdichtungsplatte beaufschlagenden Schwingungserzeuger bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einem Fahrwerk anzugeben, bei der die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird in Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Eine erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer eine Verdichtungsplatte aufweisenden Untermasse, einer mit der Untermasse über eine Feder-Dämpfereinrichtung verbundenen Obermasse, einem die Verdichtungsplatte beaufschlagenden Schwingungserzeuger und einem Fahrwerk mit einem oder mehreren auf einer Fahrwerkachse drehbar angeordneten Rollkörpern zum Transport der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkachse bezüglich der Vorrichtung ortsfest ist.
Die ortsfeste Fahrwerksachse bezüglich der Vorrichtung bedeutet gegenüber herkömmlichen Geräten, dass die Rollkörper sich bereits während des Rüttelbetriebs in ihrer Fahrposition befinden. Somit ist ein Ausfahren oder Schwenken der Fahrwerkachse für den Transport nicht erforderlich und ein besonders verschleißanfälliges Teil, nämlich der Ausfahr- oder Schwenkmechanismus entfällt, was geringere Anschaffungskosten, weniger Ausfallzeit, geringere Wartungskosten und eine leichtere Bedienbarkeit der Bodenverdichtungsvorrichtung zur Folge hat.
Wenn das Fahrwerk gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung an der Untermasse befestigt ist, verringert sich dadurch der Schwerpunktabstand des Gesamtsystems von der Fahrwerkachse. Hierdurch verbessert sich das Fahrverhalten der Vorrichtung im Transportbetrieb.
Besonders vorteilhaft läßt sich die Bodenverdichtungsvorrichtung konstruieren, indem die Achsposition der Fahrwerkachse bei gegebenem Rollkörperdurchmesser derart gewählt ist, dass in einer Rüttelstellung die Verdichtungsplatte flächigen Bodenkontakt aufweist und die Rollkörper den Boden nicht berühren. In einer Transportstellung hingegen berührt die Verdichtungsplatte den Boden nicht, aber die Rollkörper berühren den Boden und tragen das Gewicht der Vorrichtung. Ein Wechsel zwischen Rüttel- und Transportstellung ist durch Kippen der gesamten Vorrichtung um eine Achse möglich, die im Wesentlichen der Fahrwerkachse entspricht.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch Einfügen einer beabsichtigten Unwucht an die Rollkörper. Diese bewirkt, dass die Rollkörper das Bestreben aufweisen, sich bei Vibration der Verdichtungsplatte von selbst zu drehen, so dass eine Belastung der die Rollkörper tragenden Lager nicht punktuell erfolgt und sogar eine Verwendung von Wälzlagern möglich ist.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Die Figuren 1 bis 4 zeigen im Wesentlichen die gleiche erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung jeweils aus unterschiedlichen Blickwinkeln und in unterschiedlichen Betriebszuständen. Da die Figuren den gleichen Gegenstand bezeichnen, werden sie auch zusammen beschrieben.
Auf einer zu einer Untermasse 1 gehörenden Verdichtungsplatte 2 ist, gekoppelt über eine Feder-Dämpfereinrichtung 3, ein zu einer Obermasse 4 gehörender, unter einer Abdeckung 5 verborgener Antrieb positioniert.
Der Antrieb, üblicherweise ein Benzin- oder Dieselmotor, treibt einen Schwingungserreger 6 an, der mit der Verdichtungsplatte 2 derart gekoppelt ist, daß die von dem Schwingungserreger 6 erzeugten Schwingungen direkt auf die Verdichtungsplatte 2 und somit in den zu verdichtenden Boden übertragen werden.
Das Fahrwerk 7 weist eine bezüglich der Bodenverdichtungsvorrichtung ortsfeste Fahrwerkachse 8 auf, um die ein oder mehrere Rollkörper 9 drehbar angeordnet sind. In der hier gezeigten besonders günstigen Ausführung ist das Fahrwerk 7 an der Untermasse 1, insbesondere an der Verdichtungsplatte 2, angebracht. Damit verringert sich der Schwerpunktabstand der Gesamtvorrichtung von der Fahrwerkachse 8, wodurch sich wiederum das Fahrverhalten der Vorrichtung im Transportbetrieb verbessert. Außerdem verringert sich die Neigung schwerer Verdichtungsplatten, beim Transport um die Fahrwerkachse in Fahrtrichtung zu kippen.
Die Fahrwerkachse kann aus einem tatsächlichen Bauelement bestehen, es kann sich aber auch um eine fiktive Drehachse handeln, die durch an der Verdichtungsplatte 2 befestigte Träger 8a, 8b gebildet wird, welche die Rollkörper 9 tragen (Fig. 2 and 4).
Die Achsposition der Fahrwerkachse 8 ist bei gegebenem Durchmesser der Rollkörper 9 derart gewählt, dass in einer Rüttelstellung (Fig. 3) die Verdichtungsplatte 2 flächigen Bodenkontakt aufweist und die Rollkörper 9 den Boden nicht berühren, hingegen in einer Transportstellung (Fig. 4) die Verdichtungsplatte 2 den Boden nicht berührt, aber die Rollkörper 9 den Boden berühren und das Gewicht der Vorrichtung tragen. Ein Wechsel zwischen den beiden Stellungen ist durch Kippen der gesamten Vorrichtung um eine Achse möglich, die im Wesentlichen der Fahrwerkachse 8 entspricht. Durch einfaches Wegkippen der Verdichtungsplatte 2 in Richtung einer Deichsel 10 ist hier beispielsweise der Wechsel von der Rüttel- in die Transportstellung möglich.
Weiterhin vorteilhaft ist es, die Achsposition der Fahrwerkachse 8 und die Größe der Rollkörper 9 derart zu wählen, dass ein Abstand a zwischen einer Bodenkontaktfläche der Verdichtungsplatte 2 und der untersten Stelle der Rollkörper 9 in Rüttelstellung sowie ein Abstand b, um den die Rollkörper 9 in Transportstellung vor der dann untersten Stelle der Verdichtungsplatte 2 vorstehen, erreicht werden. Bei ausreichend hohem Abstand b ist die Bodenverdichtungsvorrichtung auch bei Bodenunebenheiten problemlos fahrbar, wobei gleichzeitig der Abstand a so gewählt sein muss, dass gewährleistet ist, dass die Rollkörper 9 im Rüttelbetrieb den Boden nicht berühren.
Die Fahrwerkachse 8 ist oberhalb der Verdichtungsplatte 2 angeordnet, wodurch ein günstiger Zusammenhang zwischen der Wirkungslinie der Bedienerzugkraft an der Deichsel 10. dem Schwerpunkt der Gesamtvorrichtung und der Position der Fahrwerkachse 8 möglich ist, so dass ein sehr guter Fahrkomfort ohne Kippneigung in Fahrtrichtung erreicht wird.
Da durch das Anordnen des Fahrwerks 7 an der Untermasse 1, insbesondere auch an der Verdichtungsplatte 2, auch die Rollkörper 9 mit einer hohen Beschleunigung beaufschlagt werden, empfiehlt es sich, die Rollkörper 9 mit einer gezielten Unwucht 11 zu versehen, so dass sie bei Vibration das Bestreben entwickeln, sich von selbst um die Fahrwerkachse 8 zu drehen. Hierdurch wird einer punktuellen Abnutzung der Rollkörperlager entgegengesteuert. Damit ist insbesondere eine Verwendung von Wälzlagern für die Rollkörper 9 geeignet.
Weiterhin weist die hier gezeigte Ausführung eine Trittfläche 12 zur Abstützung des zum Wechsel der Stellungen erforderlichen Moments seitlich an der Obermasse 4 auf, so dass der Bediener beispielsweise durch Belasten der Trittfläche 12 mit dem Fuß und Nach-Hinten-Kippen der Deichsel 10 die Fahrposition bzw. Transportstellung erreichen kann. Diese Art des Wechsels von der Rüttel- in die Transportstellung und umgekehrt birgt gegenüber Bodenverdichtungsvorrichtungen mit schwenk- oder ausfahrbaren Fahrwerken eine deutlich geringere Verletzungsgefahr in sich und lässt sich sehr schnell vollziehen, weil kein Umbau des Fahrwerks erforderlich ist.