[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bodenverdichter, umfassend wenigstens eine
an einem Maschinenrahmen um eine Walzendrehachse drehbar getragene Verdichterwalze,
wobei wenigstens eine Verdichterwalze in ihren beiden axialen Endbereichen jeweils
über eine Aufhängungsanordnung an dem Maschinenrahmen bezüglich diesem bewegbar getragen
ist.
[0002] Bei Bodenverdichtern können zum Verbessern der Verdichtungseffizienz in Zuordnung
zu wenigstens einer Verdichterwalze derselben Vorrichtungen eingesetzt werden, welche
im Verdichtungsbetrieb bei auf einem zu verdichtenden Untergrund abrollender Verdichterwalze
eine periodisch auf die Verdichterwalze einwirkende Kraft erzeugen. Die Kraft kann
im Wesentlichen in Vertikalrichtung ausgeübt werden, so dass eine Vibrationsbeschleunigung
bzw. Vibrationsbewegung der Verdichterwalze hervorgerufen wird, oder kann in Umfangsrichtung
ausgeübt werden, so dass eine Oszillationsbeschleunigung bzw. Oszillationsbewegung
der Verdichterwalze hervorgerufen wird.
[0003] Um insbesondere bei mit derartigen Verdichterwalzen aufgebauten Bodenverdichtern
dafür zu sorgen, dass die auf eine Verdichterwalze periodisch einwirkende Kraft nicht
auf den die Verdichterwalze drehbar tragenden Maschinenrahmen übertragen wird, sind
die Verdichterwalzen an ihren beiden axialen Endbereichen über eine Relativbewegung
bezüglich des Maschinenrahmens zulassende Aufhängungen am Maschinenrahmen getragen.
Beispielsweise ist es aus der
EP 0 168 72 A2 bekannt, pneumatische Aufhängungen einzusetzen. Aus der
US 5,71 6,162 ist es bekannt, Aufhängungen mit aus Elastomermaterial aufgebauten, elastisch verformbaren
Aufhängungselementen einzusetzen.
[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bodenverdichter vorzusehen,
bei welchem wenigstens eine Verdichterwalze in einer die Verdichtungseffizienz im
Wesentlichen nicht beeinträchtigenden Art und Weise an einem Maschinenrahmen bezüglich
diesem bewegbar getragen ist.
[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Bodenverdichter, umfassend
wenigstens eine an einem Maschinenrahmen um eine Walzendrehachse drehbar getragene
Verdichterwalze, wobei wenigstens eine Verdichterwalze in ihren beiden axialen Endbereichen
jeweils über eine Aufhängungsanordnung an dem Maschinenrahmen bezüglich diesem bewegbar
getragen ist, wobei wenigstens eine, vorzugsweise jede Aufhängungsanordnung wenigstens
eine die Verdichterwalze bewegbar mit dem Maschinenrahmen koppelnde Schraubenfeder
umfasst.
[0006] Es ist hier darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung die durch
die Aufhängungsanordnung zugelassene Bewegung der Verdichterwalze bezüglich des Maschinenrahmens
eine Bewegung im Wesentlichen quer zur Walzendrehachse, gegebenenfalls auch in Richtung
der Walzendrehachse, also eine zusätzlich zu der grundsätzlich vorhandenen Drehbarkeit
der Verdichterwalze um die Walzendrehachse zugelassene Relativbewegung zwischen der
Verdichterwalze und dem Maschinenrahmen ist.
[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau werden zum Ermöglichen einer Relativbewegung zwischen
Verdichterwalze und Maschinenrahmen Schraubenfedern bzw. zumindest eine Schraubenfeder
eingesetzt. Es wurde erkannt, dass durch den Einsatz von Schraubenfedern einerseits
eine die Übertragung von periodisch wirksamen Kräften von der Verdichterwalze auf
den Maschinenrahmen im Wesentlichen unterbindende Aufhängung erreicht wird, wobei
andererseits die zum Bereitstellen dieser Aufhängung eingesetzten Elemente, also Schraubenfedern,
selbst im Wesentlichen keine Energie absorbieren, so dass die zum Verbessern der Verdichtungseffizienz
auf eine Verdichterwalze periodisch ausgeübte Kraft bzw. die dafür eingesetzte Energie
im Wesentlichen vollständig im Bereich der Verdichterwalze zur Beschleunigung bzw.
zur Erzeugung einer periodischen Bewegung derselben zur Verfügung steht. Ferner ermöglicht
der Einsatz von Schraubenfedern für die Aufhängung einer Verdichterwalze eine Relativbewegung
bezüglich des Maschinenrahmens in größerem Ausmaß, als dies beispielsweise bei Elastomerelementen,
wie zum Beispiel Gummipuffern, der Fall ist, welche gleichzeitig die Neigung haben,
geschwindigkeitsproportionale Dämpfungskräfte auf den Maschinenrahmen zu übertragen.
[0008] Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung als Schraubenfedern
vorzugsweise auf Zug und Druck in Richtung einer Federlängsachse belastbare, eine
oder mehrere Federwindungen aufweisende Federn betrachtet werden, insbesondere Federn,
welche eine Federlängsachse umgebende Federwindungen mit einer von null verschiedenen
Ganghöhe aufweisen. Dabei können derartige Schraubenfedern eine in Richtung der Federlängsachse
gleichbleibende radiale Abmessung, also einen im Wesentlichen konstanten Windungsradius
bezüglich der Federlängsachse bzw. einen im Wesentlichen konstantem Krümmungsradius
der Federwindungen aufweisen. Auch können derartige Schraubenfedern mit in Richtung
der Federlängsachse zumindest bereichsweise variierender Ganghöhe aufgebaut sein,
oder/und können zumindest bereichsweise einen variierenden Federradius bezüglich der
Federlängsachse und somit einen variierenden Krümmungsradius der Federwindungen aufweisen,
beispielsweise zum Bereitstellen einer im Wesentlichen konischen Gestalt einer derartigen
Schraubenfeder, bei welcher die Federwindungen sich nach radial außen spiralartig
erweitern.
[0009] Um unter Ermöglichung der Drehbewegung der Verdichterwalze um die Walzendrehachse
deren Aufhängung über wenigstens eine Schraubenfeder in einfacher Weise zu ermöglichen,
umfasst die wenigstens eine Aufhängungsanordnung eine Walzenträgereinheit, wobei die
Verdichterwalze an der Walzenträgereinheit um die Walzendrehachse drehbar getragen
ist, und wobei die Walzenträgereinheit über wenigstens eine Schraubenfeder mit dem
Maschinenrahmen gekoppelt ist.
[0010] Bei einer erfindungsgemäß ausgestalteten Aufhängungsanordnung ist ferner vorgesehen,
dass die Walzenträgereinheit ein die Verdichterwalze um die Walzendrehachse drehbar
tragendes Trägerelement umfasst, und dass das Trägerelement in einer Mehrzahl von
um die Walzendrehachse mit Umfangsabstand zueinander angeordneten ersten Kopplungsbereichen
jeweils über wenigstens eine Schraubenfeder mit dem Maschinenrahmen gekoppelt ist.
[0011] Um eine in mehreren Richtungen stabile Abstützwechselwirkung zwischen dem Trägerelement
und dem Maschinenrahmen erreichen zu können, ist an dem Trägerelement wenigstens ein
erster Kopplungsbereich, vorzugsweise eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die
Walzendrehachse aufeinanderfolgenden ersten Kopplungsbereichen, vorgesehen, und in
wenigstens einem, vorzugsweise jedem ersten Kopplungsbereich ist das Trägerelement
über wenigstens zwei erste Schraubenfedern mit dem Maschinenrahmen gekoppelt. Insbesondere
ist dabei vorgesehen, dass an dem Trägerelement wenigstens ein Paar von bezüglich
der Walzendrehachse einander diametral gegenüberliegenden ersten Kopplungsbereichen
vorgesehen ist.
[0012] Für eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen dem Trägerelement und dem Maschinenrahmen
erstrecken bei wenigstens einem Paar von ersten Kopplungsbereichen an jedem der beiden
ersten Kopplungsbereiche zwei erste Schraubenfedern sich ausgehend von einem jeweiligen
ersten Kopplungsbereich näherungsweise parallel zueinander und in entgegengesetzter
Richtung, oder/und erstrecken bei wenigstens einem Paar von ersten Kopplungsbereichen
an jedem der beiden ersten Kopplungsbereiche zwei erste Schraubenfedern sich ausgehend
von einem jeweiligen ersten Kopplungsbereich zueinander angewinkelt und in entgegengesetzter
Richtung.
[0013] Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausgestaltung, bei welcher an einem Trägerelement
ein Paar von ersten Kopplungsbereichen mit zueinander sich näherungsweise parallel
erstreckenden ersten Schraubenfedern und ein Paar von ersten Kopplungsbereichen mit
zueinander angewinkelten ersten Schraubenfedern vorgesehen sind, wobei vorzugsweise
die ersten Kopplungsbereiche des einen Paares von ersten Kopplungsbereichen und die
ersten Kopplungsbereiche des anderen Paares von ersten Kopplungsbereichen in Umfangsrichtung
alternierend aufeinanderfolgend angeordnet sind, oder/und wobei vorzugsweise die ersten
Kopplungsbereiche mit zueinander angewinkelten ersten Schraubenfedern in Vertikalrichtung
näherungsweise übereinander angeordnet sind und die ersten Kopplungsbereiche mit zueinander
sich näherungsweise parallel erstreckenden Schraubenfedern in Vertikalrichtung näherungsweise
auf gleicher Höhe liegen.
[0014] Um zu gewährleisten, dass die ersten Schraubenfedern im Wesentlichen keine in Richtung
der Walzendrehachse wirksamen Kräfte zu übertragen haben, wird vorgeschlagen, dass
wenigstens ein Teil der, vorzugsweise alle ersten Schraubenfedern mit in wenigstens
einer zur Walzendrehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene liegenden Federlängsachsen
angeordnet sind.
[0015] Um bei dieser Ausgestaltung eine axiale Zentrierung der Verdichterwalze zu gewährleisten,
kann vorgesehen sein, dass das Trägerelement in wenigstens einem zweiten Kopplungsbereich
über wenigstens eine zweite Schraubenfeder mit dem Maschinenrahmen gekoppelt ist,
und dass eine Federlängsachse der wenigstens einen zweiten Schraubenfeder nicht in
einer zur Walzendrehachse im Wesentlichen orthogonalen Ebene liegt, wobei vorzugsweise
die Federlängsachse wenigstens einer, vorzugsweise aller zweiten Schraubenfedern sich
im Wesentlichen in Richtung der Walzendrehachse erstreckt.
[0016] In der Verdichterwalze kann eine Vorrichtung zur Erzeugung einer im Wesentlichen
periodischen Beschleunigung, vorzugsweise Oszillationsbeschleunigung oder/und Vibrationsbeschleunigung,
vorgesehen sein.
[0017] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren
detailliert beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine an einem Maschinenrahmen vermittels einer nicht gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung aufgebauten Aufhängungsanordnung getragene Verdichterwalze;
- Fig. 2
- die Verdichterwalze der Fig. 1 mit einer nicht gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung aufgebauten Aufhängungsanordnung in Radialansicht;
- Fig. 3
- eine an einem Maschinenrahmen getragene Verdichterwalze mit einer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung aufgebauten Ausgestaltungsart einer Aufhängungsanordnung
für die Verdichterwalze;
- Fig. 4
- die Verdichterwalze der Fig. 3 mit einer gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung
aufgebauten zugeordneten Aufhängungsanordnung in Axialansicht;
- Fig. 5
- die Verdichterwalze der Fig. 3 mit einer zugeordneten Aufhängungsanordnung in Radialansicht;
- Fig. 6
- eine an einem Maschinenrahmen drehbar getragene Verdichterwalze mit einer nicht gemäß
den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Aufhängungsanordnung;
- Fig. 7
- die Verdichterwalze der Fig. 6 mit einer zugeordneten Aufhängungsanordnung in Axialansicht;
- Fig. 8
- die Verdichterwalze der Fig. 6 mit einer zugeordneten Aufhängungsanordnung in Radialansicht;
- Fig. 9
- einen Bodenverdichter mit einer an einem Maschinenrahmen getragenen Verdichterwalze
in Seitenansicht.
[0018] In Fig. 9 ist ein allgemein mit 10 bezeichneter Bodenverdichter dargestellt, welcher
an einem Hinterwagen 12 eine Führerkabine 14 und durch ein nicht dargestelltes Antriebsaggregat,
das ebenfalls am Hinterwagen 12 vorgesehen sein kann, zum Voranbewegen des Bodenverdichters
10 antreibbare Räder 16 aufweist. Ein zum Lenken des Bodenverdichters 10 mit dem Hinterwagen
12 um eine im Wesentlichen vertikale Achse schwenkbar verbundener Vorderwagen 18 umfasst
einen eine Verdichterwalze 20 umgreifenden Maschinenrahmen 22 mit im Wesentlichen
in einer Bewegungsrichtung des Bodenverdichters 10 sich erstreckenden und zwischen
sich die Verdichterwalze 20 aufnehmenden Rahmenlängsabschnitten 24. An diesen Rahmenlängsabschnitten
24 ist die Verdichterwalze 20 in ihren beiden axialen Endbereichen, axial hier bezogen
auf eine Walzendrehachse, um welche die Verdichterwalze 20 am Maschinenrahmen 22 drehbar
getragen ist, über nachfolgend detaillierter beschriebene Aufhängungsanordnungen derart
getragen bzw. aufgehängt, dass die Verdichterwalze 20 eine Relativbewegung bezüglich
des Maschinenrahmens 22 ausführen kann. Eine derartige Relativbewegbarkeit ermöglicht
eine Schwingungsentkopplung zwischen der Verdichterwalze 20 und dem Maschinenrahmen
22, was insbesondere dann von substantieller Bedeutung ist, wenn an bzw. in der Verdichterwalze
20 eine in Fig. 9 nur schematisch angedeutete Vorrichtung 26 vorgesehen ist, mit welcher
auf die Verdichterwalze 20 eine Kraft bzw. eine Beschleunigung ausgeübt werden kann,
um diese beispielsweise in Vertikalrichtung V oder in Umfangsrichtung um die Walzendrehachse
zu beschleunigen. Derartige zur Erzeugung einer Vibrationsbeschleunigung bzw. Vibrationsbewegung
oder/und einer Oszillationsbeschleunigung bzw. Oszillationsbewegung der Verdichterwalze
20 einzusetzende Vorrichtungen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und müssen
nicht detaillierter beschrieben werden.
[0019] Nachfolgend werden mit Bezug auf die Fig. 2 bis 8 verschiedene Ausgestaltungsformen
von Aufhängungsanordnungen beschrieben, mit welchen die Verdichterwalze 20 am Maschinenrahmen
22 getragen bzw. aufgehängt ist und welche aufgrund der zwischen der Verdichterwalze
20 und dem Maschinenrahmen 22 ermöglichten Relativbewegbarkeit eine Schwingungsentkopplung
zwischen der Verdichterwalze 20 und dem Maschinenrahmen 22 bereitstellen, so dass
im Bereich der Verdichterwalze 20 generierte Schwingungen im Wesentlichen nicht auf
den Maschinenrahmen 22 und somit den Vorderwagen 18 bzw. auch den Hinterwagen 22 übertragen
werden. Es ist hier darauf hinzuweisen, dass vorzugsweise die Verdichterwalze 20 in
ihren beiden axialen Endbereichen über zueinander im Wesentlichen identisch gestaltete
Aufhängungsanordnungen am Maschinenrahmen 20 getragen bzw. aufgehängt ist. Grundsätzlich
könnten jedoch an den beiden axialen Endbereichen der Verdichterwalze 20 auch zueinander
unterschiedlich gestaltete Aufhängungsanordnungen eingesetzt werden. Nachfolgend wird
die Ausgestaltung derartiger Aufhängungsanordnungen jeweils mit Bezug auf eine an
einem der beiden axialen Endbereiche einer Verdichterwalze 20 vorgesehene Aufhängungsanordnung
beschrieben.
[0020] Eine erste Ausgestaltungsform einer allgemein mit 28 bezeichneten Aufhängungsanordnung
für die Verdichterwalze 20 ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Man erkennt dabei
anhand des in Fig. 2 dargestellten axialen Endbereichs 30 der Verdichterwalze 20,
dass diese einen die Walzendrehachse A zylindrisch und mit kreisartiger Kontur umgebenden
Walzenmantel 32 aufweist. Im axialen Endbereich 30 kann im Walzenmantel 32 eine Walzenscheibe
34, allgemein auch als Ronde bezeichnet, vorgesehen sein. An dieser Walzenscheibe
34 kann ein Fahrmotor 36 getragen sein, durch welchen die Verdichterwalze 20 zur Drehung
um die Walzendrehachse A antreibbar ist. Dieser Aufbau kann insbesondere dann vorgesehen
sein, wenn, anders als in Fig. 9 dargestellt, der Bodenverdichter 10 am Hinterwagen
ebenfalls eine Verdichterwalze aufweist und zumindest eine der Verdichterwalzen zur
Drehung anzutreiben ist. Weist der Bodenverdichter 10 die in Fig. 9 dargestellten
Antriebsräder 16 auf, ist es nicht erforderlich, der Verdichterwalze 20 selbst einen
eigenen Fahrmotor zuzuordnen. Gleichwohl kann an bzw. in der Verdichterwalze 20 dann
der Antriebsmotor für die vorangehend beschriebene Vorrichtung 26 vorgesehen sein,
um Unwuchtmassen derselben zur Drehung um jeweilige Drehachsen anzutreiben.
[0021] Die Aufhängungsanordnung 28 umfasst eine allgemein mit 38 bezeichnete Walzenträgereinheit,
an welcher die Verdichterwalze 20, beispielsweise über den Fahrmotor 36 oder ein an
der Walzenscheibe 34 vorgesehenes Lagerungselement, um die Walzendrehachse A drehbar
getragen ist. Die Walzenträgereinheit 38 umfasst ein erstes Trägerelement 40, an welchem
die Verdichterwalze 20 um die Walzendrehachse A drehbar getragen ist.
[0022] Die Walzenträgereinheit 38 umfasst ferner ein zweites Trägerelement 42, das in einem
ersten Kopplungsbereich 44 am Maschinenrahmen 22 um eine zur Walzendrehachse A im
Wesentlichen parallele Achse schwenkbar getragen ist. Zu diesem Zwecke kann am Maschinenrahmen
22 eine Trägerplatte 46 vorgesehen oder getragen sein, an welcher das zweite Trägerelement
42 schwenkbar getragen ist.
[0023] In einem zweiten Kopplungsbereich 48 ist das zweite Trägerelement 42 über eine Schraubenfeder
50 an den Maschinenrahmen 22, beispielsweise die Trägerplatte 46, angekoppelt. Dazu
kann am Maschinenrahmen 22 bzw. der Trägerplatte 46 ein Abstützbereich 52 vorgesehen
sein, an welchem einer der beiden Endbereiche der Schraubenfeder 50 angreift, während
der andere der beiden Endbereiche der Schraubenfeder 50 am zweiten Kopplungsbereich
48 des zweiten Trägerelements 42 angreift. Man erkennt in der Darstellung der Fig.
1 und 2, dass das zweite Trägerelement 42 sich näherungsweise in Horizontalrichtung
H erstreckt, während die Schraubenfeder 50 sich näherungsweise in Vertikalrichtung
V erstreckt.
[0024] Das erste Trägerelement 40 ist in einem dritten Kopplungsbereich 54 mit dem zweiten
Trägerelement 42 schwenkbar verbunden. Der dritte Kopplungsbereich 54 liegt dabei
in einer Längserstreckungsrichtung des zweiten Trägerelements 42 zwischen dem ersten
Kopplungsbereich 44 und dem zweiten Kopplungsbereich 48, welche jeweils an Endbereichen
des zweiten Trägerelements 42 vorgesehen sind.
[0025] In einem bezüglich der Walzendrehachse A dem dritten Kopplungsbereich 44 im Wesentlichen
diametral gegenüberliegend angeordneten vierten Kopplungsbereich 56 greift eine Schraubenfeder
58 mit einem ihrer Endbereiche am ersten Trägerelement 40 an. Der andere Endbereich
der Schraubenfeder 48 greift an einem beispielsweise ebenfalls an der Trägerplatte
46 bzw. am Maschinenrahmen 42 vorgesehenen Abstützbereich 60 an, so dass über die
Schraubenfeder 58 das erste Trägerelement 40 und somit die Verdichterwalze 20 am Maschinenrahmen
22 abgestützt ist.
[0026] In Fig. 1 ist zu erkennen, dass das erste Trägerelement 40 sich näherungsweise in
Vertikalrichtung V erstreckt, so dass der vierte Kopplungsbereich 56 und auch die
Walzendrehachse in Vertikalrichtung V über dem dritten Kopplungsbereich 54 positioniert
sind. Dies bedeutet, dass auch unter Schwerkrafteinwirkung kein wesentliches für eine
Verschwenkung des ersten Trägerelements 40 bezüglich des zweiten Trägerelements 42
sorgendes Kippmoment entsteht. Vielmehr wird aufgrund des Umstandes, dass der Maschinenrahmen
22 an der Verdichterwalze 20 über die beiden miteinander gekoppelten Trägerelemente
40, 42 hängt, die Walzenträgereinheit 38 einen Zustand einnehmen, in welchem die beiden
Trägerelemente 40, 42 bezüglich einander in einer einem Zustand minimaler potentieller
Energie entsprechenden Relativschwenklage sind.
[0027] Vermittels der gelenkigen Ausgestaltung der Walzenträgereinheit 38 kann die Verdichterwalze
20 unter Kompression bzw. Dehnung der Schraubenfeder 50 eine Relativbewegung bezüglich
des Maschinenrahmens 22 im Wesentlichen in Vertikalrichtung V ausführen, während unter
Kompression bzw. Dehnung der Schraubenfeder 58 die Verdichterwalze 20 bezüglich des
Maschinenrahmens 22 im Wesentlichen eine Bewegung in Horizontalrichtung H ausführen
kann. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass als Horizontalrichtung
H eine Richtung verstanden werden kann, welche im Wesentlichen parallel zu dem zu
verdichtenden Untergrund U ist, während als Vertikalrichtung V eine Richtung verstanden
werden kann, welche im Wesentlichen orthogonal zu dem zu verdichtenden Untergrund
U ist.
[0028] Durch die Aufhängungsanordnung 38 wird somit unter Kompression bzw. Dehnung der beiden
Schraubenfedern 50, 58 eine Relativbewegung der Verdichterwalze 20 in jeder beliebigen
Richtung im Wesentlichen orthogonal zur Walzendrehachse A ermöglicht, während in Richtung
der Walzendrehachse A über die Walzenträgereinheit 38 die Verdichterwalze 20 definiert
bezüglich des Maschinenrahmens 22 abgestützt ist. Dies gewährleistet, dass auch Querkräfte,
also in Richtung der Walzendrehachse A wirkende Kräfte, zwischen der Verdichterwalze
20 und dem Maschinenrahmen 22 übertragen werden können, welche insbesondere beim Lenken
des Bodenverdichters 10 auftreten können.
[0029] Eine alternative Ausgestaltungsart einer Aufhängungsanordnung ist in den Fig. 3 bis
5 gezeigt. In den Fig. 3 bis 5 sind Komponenten bzw. Baugruppen, welche vorangehend
beschriebenen Komponenten bzw. Baugruppen hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen,
mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs "a" bezeichnet.
[0030] Die Aufhängungsanordnung 28a umfasst eine die Verdichterwalze 20a um die Walzendrehachse
A drehbar tragende Walzenträgereinheit 38a mit einem im Wesentlichen kreuzförmig ausgestalteten
Trägerelement 64a. Ausgehend von einem zentralen, die Verdichterwalze 20 drehbar lagernden
Körperabschnitt 66a erstrecken sich vier Kopplungsarme 68a, 70a, 72a, 74a mit einem
gegenseitigen Winkelabstand von etwa 90° zueinander, so dass die Kopplungsarme 68a
und 72a bezüglich der Walzendrehachse A einander diametral gegenüberliegend angeordnet
sind. Entsprechend sind die Kopplungsarme 70a, 74a einander bezüglich der Walzendrehachse
A diametral gegenüberliegend angeordnet. In jedem der von der Walzendrehachse A entfernten
Endbereiche der Kopplungsarme 68a, 70a, 72a, 74a ist jeweils ein erster Kopplungsbereich
76a, 78a, 80a, 82a gebildet. In jedem der ersten Kopplungsbereiche 76a, 78a, 80a,
82a ist das Trägerelement 64a vermittels zweier Schraubenfedern 84a, 86a mit dem Maschinenrahmen
22a bzw. der daran vorgesehenen Trägerplatte 46a gekoppelt. Dabei erkennt man anhand
der Fig. 4 und 5, dass die beiden Schraubenfedern 84a, 86a, über welche der in Vertikalrichtung
ganz oben positionierte erste Kopplungsbereich 76a mit dem Maschinenrahmen 22a gekoppelt
ist, mit zueinander angewinkelten Federlängsachsen F angeordnet sind, was gleichermaßen
auch zutrifft für die den in Vertikalrichtung am weitesten unten liegend positionierten
ersten Kopplungsbereich 80a an den Maschinenrahmen 22a ankoppelnden Schraubenfedern
84a, 86a.
[0031] Bei den beiden in Vertikalrichtung V mittig, also im Wesentlichen auf gleicher Höhe
wie die Walzendrehachse A angeordneten ersten Kopplungsbereiche 78a, 82a sind die
diese jeweils an den Maschinenrahmen 22a ankoppelnden Schraubenfedern 84a, 86a mit
zueinander im Wesentlichen parallelen Federlängsachsen F und somit einander im Wesentlichen
auch fortsetzend angeordnet. Die Positionierung der insbesondere mit den ersten Kopplungsbereichen
76a, 80a zusammenwirkenden Schraubenfedern 84a, 86a schräg bezüglich der Horizontalrichtung
H ermöglicht es, ein Antriebsmoment mit großem Hebel zwischen der Verdichterwalze
20a und dem Maschinenrahmen 22a zu übertragen. Über die im Wesentlichen in Vertikalrichtung
V orientierten Schraubenfedern 84a, 86a, über welche die ersten Kopplungsbereiche
70a bzw. 74a bezüglich des Maschinenrahmens 22a abgestützt sind, können in Vertikalrichtung
V wirkende Kräfte effizient übertragen werden.
[0032] Aus den Fig. 3 bis 5 ist erkennbar, dass alle die ersten Kopplungsbereiche 76a, 78a,
80a, 82a an den Maschinenrahmen 22a bzw. die Trägerplatte 46a ankoppelnden Schraubenfedern
84a, 86a, welche im Sinne der vorliegenden Erfindung als erste Schraubenfedern zu
interpretieren sind, mit ihren Federlängsachsen F in einer gemeinsamen zur Walzendrehachse
A orthogonalen Ebene angeordnet sind, welche beispielsweise der Zeichenebene in Fig.
4 entsprechen kann. Die Endbereiche dieser ersten Schraubenfedern 84a, 86a, mit welchen
diese an die ersten Kopplungsbereiche 76a, 78a, 80a, 82a angebunden sind, und die
Endbereiche dieser ersten Schraubenfedern 84a, 86a, mit welchen diese an jeweilige
Abstützbereiche 88a des Maschinenrahmens bzw. der Trägerplatte 46a angebunden sind,
weisen somit in Richtung der Walzendrehachse A im Wesentlichen keinen Versatz zueinander
auf.
[0033] Diese ersten Schraubenfedern 84a, 86a sind somit im Wesentlichen dazu vorgesehen
und geeignet, die Verdichterwalze 20a bezüglich des Maschinenrahmens 22a bei Auslenkungen
senkrecht zur Walzendrehachse A abzustützen. Um auch eine axiale Zentrierung vorzusehen,
sind am Trägerelement 64a beispielsweise am zentralen Körperbereich 66a desselben,
zweite Kopplungsbereiche 90a vorgesehen, in welchen das Trägerelement 64a über zweite
Schraubenfedern 92a mit dem Maschinenrahmen 22a, beispielsweise der Trägerplatte 46a,
gekoppelt ist und somit in axialer Richtung abgestützt ist. Dabei sind die zweiten
Schraubenfedern 92a vorzugsweise derart angeordnet, dass ihre Federlängsachsen F sich
im Wesentlichen parallel zur Walzendrehachse A erstrecken. Beispielsweise können vier
derartige zweite Schraubenfedern 92a mit gleichmäßigem Umfangsabstand zueinander vorgesehen
sein. Um diese in einer Ebene liegende Anordnung der ersten Schraubenfedern 84a, 86a
erreichen zu können, können beispielsweise am Trägerelement 64a bzw. den ersten Kopplungsbereichen
76a, 78a, 80a, 82a sowie an dem Maschinenrahmen 22a bzw. der Trägerplatte 46a jeweilige
einander in Richtung der Walzendrehachse A überlappende Abschnitte 87a bzw. 89a vorgesehen
sein.
[0034] Auch bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausgestaltungsart ist die Verdichterwalze
20a durch die ersten Schraubenfedern 84a, 86a im Wesentlichen für eine Bewegung senkrecht
zur Walzendrehachse A bezüglich des Maschinenrahmens 22a abgestützt und somit sowohl
in Vertikalrichtung V, als auch in Horizontalrichtung H bezüglich des Maschinenrahmens
22a bewegbar. Die definierte axiale Positionierung und insbesondere auch die Übertragung
axial wirkender Kräfte, also beispielsweise der Lenkkräfte, erfolgt im Wesentlichen
über die zweiten Schraubenfedern 92a. Bei einer alternativen Ausgestaltungsart können
an Stelle der zweiten Schraubenfedern eine oder mehrere beispielsweise im Wesentlichen
in Richtung der Walzendrehachse A sich erstreckende Koppelstangen vorgesehen sein,
welche an der Trägerplatte 46a einerseits und dem Trägerelement 64a andererseits abgestützt
sind, wobei in zumindest einem ihrer Endbereiche derartige Koppelstangen elastisch,
beispielsweise über ein Gummilager, abgestützt sind, um eine Bewegung der Verdichterwalze
20a in Richtung der Walzendrehachse A zuzulassen.
[0035] Eine Abwandlung der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausgestaltung einer Aufhängungsanordnung
ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. In diesen Figuren sind Komponenten, welche sich
hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion vorangehend beschriebenen Komponenten entsprechen,
mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "b" bezeichnet.
[0036] Bei der in den Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausgestaltungsform weist das Trägerelement
64b der Walzenträgereinheit 38b einer jeweiligen Aufhängungsanordnung 28b nur die
beiden im Wesentlichen in vertikaler Richtung sich erstreckenden Kopplungsarme 68b
und 72b mit den daran vorgesehenen ersten Kopplungsbereichen 76b, 80b auf. Jeder dieser
beiden ersten Kopplungsbereiche 76b, 80b ist wieder über zwei Schraubenfedern 84b,
86b mit dem Maschinenrahmen 22b bzw. einer daran vorgesehenen Trägerplatte 46b gekoppelt.
Anders als bei der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Ausgestaltungsart, liegen die ersten
Schraubenfedern 84b, 86b mit ihren jeweiligen Federlängsachsen F nicht in einer zur
Walzendrehachse A im Wesentlichen orthogonalen Ebene. Hier sind die ersten Kopplungsbereiche
76b, 80b und die Abstützbereiche 88a, in welchen die Schraubenfedern 84b, 86b an der
Trägerplatte 46b bzw. am Maschinenrahmen 22b angreifen, nicht nur in Umfangsrichtung
um die Walzendrehachse A, sondern auch in Richtung der Walzendrehachse A zueinander
versetzt.
[0037] Bei dieser Ausgestaltungsform ist die Verdichterwalze 20b über die ersten Schraubenfedern
84b, 86b nicht nur in einer Richtung senkrecht zur Walzendrehachse A am Maschinenrahmen
22b bewegbar getragen, sondern ist bezüglich diesem auch in Richtung der Walzendrehachse
A abgestützt bzw. zentriert gehalten, insbesondere wenn an beiden axialen Endbereichen
der Verdichterwalze 22b zueinander im Wesentlichen identisch aufgebaute Aufhängungsanordnungen
28b für die Aufhängung der Verdichterwalze 20b am Maschinenrahmen 22b eingesetzt werden.
Es kann bei dieser Ausgestaltungsform somit auf die bei der Ausgestaltungsform der
Fig. 3 bis 5 eingesetzten, im Wesentlichen in Richtung der Walzendrehachse A sich
erstreckenden zweiten Schraubenfedern verzichtet werden. Dies vereinfacht den Aufbau
einer jeweiligen Aufhängungsanordnung 28b substantiell, da bei jeder Aufhängungsanordnung
28b insgesamt nur vier erste Schraubenfedern 84b, 86b und keine zweiten Schraubenfedern
eingesetzt werden. Dazu ist es besonders vorteilhaft, dass die beiden ersten Kopplungsbereiche
76b, 80b in Vertikalrichtung V über bzw. unter der Walzendrehachse A angeordnet sind,
die beiden Kopplungsarme 68b, 72b sich also im Wesentlichen in Vertikalrichtung V
erstrecken. Über die mit diesen beiden ersten Kopplungsbereichen 76b, 80b zusammenwirkenden
Schraubenfedern 84b, 86b können somit insbesondere in Vertikalrichtung wirkende Kräfte
effizient übertragen werden, wobei zu unterstellen ist, dass aufgrund des Gewichts
des Bodenverdichters 10 diese in Vertikalrichtung wirkenden und abzustützenden Kräfte
deutlich größer sein werden, als die im Verdichtungsbetrieb in Horizontalrichtung
H wirkenden Kräfte. Gleichwohl ist auch bei dieser Ausgestaltung einer Aufhängungsanordnung
28b dafür gesorgt, dass über die die Verdichterwalze 20b mit dem Maschinenrahmen 22b
koppelnden ersten Schraubenfedern 84b, 86b eine effiziente Schwingungsentkopplung
erreicht wird, so dass im Bereich der Verdichterwalze 22b entstehende periodische
Bewegungen bzw. Beschleunigungen im Wesentlichen nicht auf den Maschinenrahmen 22b
übertragen werden.
[0038] Alle Ausgestaltungsformen einer Aufhängungsanordnung für eine Verdichterwalze nutzen
den Vorteil, dass durch den Einsatz von Schraubenfedern als die Aufhängungskräfte
übertragende elastische Elemente zwar eine hervorragende Schwingungsentkopplung zwischen
der Verdichterwalze und dem diese drehbar tragenden Maschinenrahmen erreicht wird,
dass jedoch eine wesentliche Dämpfungswirkung durch Absorption von Energie in den
elastisch verformbaren Elementen nicht auftritt. Die im Bereich der Verdichterwalze
bereitgestellte Energie, mit welcher diese in eine periodische Bewegung versetzt werden
soll, also beispielsweise eine im Wesentlichen in Vertikalrichtung V gerichtete Vibrationsbewegung
bzw. Vibrationsbeschleunigung oder eine im Wesentlichen in Umfangsichtung gerichtete
Oszillationsbewegung bzw. Oszillationsbeschleunigung, kann im Wesentlichen vollständig
für die Erzeugung dieser Bewegung genutzt werden.
[0039] Es sei abschließend darauf hingewiesen, dass selbstverständlich hinsichtlich der
Ausgestaltung bzw. der Anordnung der vorzugsweise sowohl auf Druck, als auch auf Zug
belastbaren Schraubenfedern verschiedenste Variationen vorgesehen sein können. So
könnten beispielsweise bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausgestaltungsform
die ersten Schraubenfedern oder zumindest ein Teil davon auch so angeordnet sein,
dass ihre Federlängsachsen nicht exakt in einer zur Walzendrehachse im Wesentlichen
orthogonalen Ebene liegen. Auf diese Art und Weise können auch diese ersten Schraubenfedern
zu einer axialen Zentrierung der Verdichterwalze beitragen.
1. Bodenverdichter, umfassend wenigstens eine an einem Maschinenrahmen um eine Walzendrehachse
(A) drehbar getragene Verdichterwalze (20a), wobei wenigstens eine Verdichterwalze
(20a) in ihren beiden axialen Endbereichen (30a) jeweils über eine Aufhängungsanordnung
(28a) an dem Maschinenrahmen (22a) bezüglich diesem bewegbar getragen ist, wobei wenigstens
eine Aufhängungsanordnung (22a) wenigstens eine die Verdichterwalze (20a) bewegbar
mit dem Maschinenrahmen koppelnde Schraubenfeder (84a, 86a, 92a) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die wenigstens eine Aufhängungsanordnung (28a) eine Walzenträgereinheit (38a) umfasst,
wobei die Verdichterwalze (20a) an der Walzenträgereinheit (38a) um die Walzendrehachse
(A) drehbar getragen ist,
- dass die Walzenträgereinheit (38a) über wenigstens eine Schraubenfeder (84a, 86a, 92a)
mit dem Maschinenrahmen (22a) gekoppelt ist,
- dass die Walzenträgereinheit (38a) ein die Verdichterwalze (20a) um die Walzendrehachse
(A) drehbar tragendes Trägerelement (64a) umfasst und das Trägerelement (64a) in einer
Mehrzahl von um die Walzendrehachse (A) mit Umfangsabstand zueinander angeordneten
ersten Kopplungsbereichen (76a, 78a, 80a, 82a) jeweils über wenigstens eine Schraubenfeder
(84a, 86a) mit dem Maschinenrahmen (22a) gekoppelt ist,
- dass an dem Trägerelement (64a) wenigstens ein Paar von bezüglich der Walzendrehachse
(A) einander diametral gegenüberliegenden ersten Kopplungsbereichen (76a, 78a, 80a,
82a) vorgesehen ist und in wenigstens einem ersten Kopplungsbereich (76a, 78a, 80a,
82a) das Trägerelement (64a) über wenigstens zwei erste Schraubenfedern (84a, 86a)
mit dem Maschinenrahmen (22a) gekoppelt ist,
- dass bei wenigstens einem Paar von ersten Kopplungsbereichen (78a, 82a) an jedem der beiden
ersten Kopplungsbereiche (78a, 80a) zwei erste Schraubenfedern (84a, 86a) sich ausgehend
von einem jeweiligen ersten Kopplungsbereich (78a, 82a) näherungsweise parallel zueinander
und in entgegengesetzter Richtung erstrecken, oder/und bei wenigstens einem Paar von
ersten Kopplungsbereichen (76a, 80a) an jedem der beiden ersten Kopplungsbereiche
(76a, 80a) zwei erste Schraubenfedern (84a, 86a) sich ausgehend von einem jeweiligen
ersten Kopplungsbereich (76a, 80a) zueinander angewinkelt und in entgegengesetzter
Richtung erstrecken.
2. Bodenverdichter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerelement (64a) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Walzendrehachse
(A) aufeinanderfolgenden ersten Kopplungsbereichen (76a, 78a, 80a, 82a) vorgesehen
ist, und dass in jedem ersten Kopplungsbereich (76a, 78a, 80a, 82a) das Trägerelement
(64a) über wenigstens zwei erste Schraubenfedern (84a, 86a) mit dem Maschinenrahmen
(22a) gekoppelt ist.
3. Bodenverdichter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass an einem Trägerelement (64a) ein Paar von ersten Kopplungsbereichen (78a, 82a) mit
zueinander sich näherungsweise parallel erstreckenden ersten Schraubenfedern (84a,
86a) und ein Paar von ersten Kopplungsbereichen (76a, 80a) mit zueinander angewinkelten
ersten Schraubenfedern (84a, 86a) vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die ersten Kopplungsbereiche
(78a, 82a) des einen Paares von ersten Kopplungsbereichen (78a, 82a) und die ersten
Kopplungsbereiche (76a, 80a) des anderen Paares von ersten Kopplungsbereichen (76a,
80a) in Umfangsrichtung alternierend aufeinanderfolgend angeordnet sind, oder/und
wobei vorzugsweise die ersten Kopplungsbereiche (76a, 80a) mit zueinander angewinkelten
ersten Schraubenfedern (84a, 86a) in Vertikalrichtung näherungsweise übereinander
angeordnet sind und die ersten Kopplungsbereiche (78a, 82a) mit zueinander sich näherungsweise
parallel erstreckenden Schraubenfedern (84a, 86a) in Vertikalrichtung (V) näherungsweise
auf gleicher Höhe liegen.
4. Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der, vorzugsweise alle ersten Schraubenfedern (84a, 86a) mit
in wenigstens einer zur Walzendrehachse (A) im Wesentlichen orthogonalen Ebene liegenden
Federlängsachsen (F) angeordnet sind, vorzugsweise wobei das Trägerelement in wenigstens
einem zweiten Kopplungsbereich (90a) über wenigstens eine zweite Schraubenfeder (92a)
mit dem Maschinenrahmen (22a) gekoppelt ist und eine Federlängsachse (F) der wenigstens
einen zweiten Schraubenfeder (92a) nicht in einer zur Walzendrehachse (A) im Wesentlichen
orthogonalen Ebene liegt, wobei vorzugsweise die Federlängsachse (F) wenigstens einer,
vorzugsweise aller zweiten Schraubenfedern (92a) sich im Wesentlichen in Richtung
der Walzendrehachse (A) erstreckt.
5. Bodenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Verdichterwalze (20a) eine Vorrichtung zur Erzeugung einer im Wesentlichen
periodischen Beschleunigung, vorzugsweise Oszillationsbeschleunigung oder/und Vibrationsbeschleunigung,
vorgesehen ist.