CH358260A - Vorrichtung zur Erzeugung gerichteter mechanischer Schwingungen mit Hilfe eines Schwingers mit zwei oder mehr rotierenden Unwichten für Verdichtungs- oder Stoss- bzw. Ziehzwecke - Google Patents

Description

      Vorrichtung    zur     Erzeugung    gerichteter     mechanischer        Schwingungen          mit        Hilfe        eines        Schwingers        mit    zwei oder mehr rotierenden     Unwuchten          für        Verdichtungs-    oder Stoss- bzw.     Ziehzwecke       Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Er  zeugung gerichteter mechanischer Schwingungen mit  Hilfe eines Schwingers mit zwei oder mehr rotieren  den Unwuchten für     Verdichtungs-    oder Stoss- bzw.

    Ziehzwecke, bei der eine mit     Vorspannung    ver  sehene Feder auf den Schwinger einwirkt.  



  Bei einem bekannten Verdichter der     angeführten     Art für Beton wirkt auf die     Verdichterplatte    eine  Feder ein, die sich gegen eine Platte abstützt, welche  als Gewichtsbelastung dient und elastisch federnd ge  lagert ist. Diese elastisch federnde Lagerung der Platte  wird durch eine Feder bewirkt, welche an der an  deren Plattenseite koaxial zu der auf die Verdichter  platte einwirkenden Feder angeordnet ist, wobei ein  an der     Verdichterplatte    befestigter und die Bela  stungsplatte durchsetzender Führungsstab für die  koaxiale Feder an seinem freien Ende eine Mutter  trägt, gegen die sich die die elastische Lagerung der  Platten bewirkende Feder abstützt.

   Der Schwinger  ist auf der     Verdichterplatte    gelagert, und es ist ein  mit dieser verbundener Handgriff vorgesehen, oder  es ist der Handgriff mit der Belastungsplatte ver  bunden. Eine Erhöhung der Schlagkraft wird auf  diese Weise nicht erreicht, weil die Belastungsplatte  elastisch gelagert ist, daher phasengleiche Schwin  gungen mit der     Verdichterplatte    ausführt, so dass eine  Relativbewegung     zwischen        Verdichterplatte    und Mut  ter und damit eine Energiespeicherung in der auf die       Verdichterplatte    einwirkenden Feder nicht eintreten  kann.  



  Es sind zur Verdichtung des Strassenschotters  auch Bodenverdichter bekannt, bei denen     eine    relativ  grosse     Verdichterplatte    durch einen     Unwuchterreger       in Schwingungen versetzt wird. Der Antriebsmotor  ruht hierbei über     Federn    auf der     Stampfplatte    mit  Schwinger auf. Durch das Gewicht der Motorplatte  samt Motor ist ein gewisser     Vorspanndruck    durch  die Federn gegeben, so     dass    energiereichere Schwing  schläge entstehen. Dieses System ist aber erst bei  einer bestimmten Drehzahl des Schwingers brauch  bar, da im Bereich der Eigenfrequenz die abge  federte Masse zu gefährlichen Resonanzschwingun  gen angeregt wird.

   Es muss daher die Betriebsfre  quenz mindestens viermal so gross wie die Eigen  frequenz der abgefederten Masse sein, damit die bei  der Betriebsfrequenz auftretenden erzwungenen  Schwingungen auf ein erträgliches Mass herabgesetzt  werden. Da der Stützpunkt der Feder ebenso wie bei  der oben     angeführten    elastischen Lagerung schwing  fähig ist, ist der auf den     Schwinger    einwirkende  Federdruck nicht konstant. Überdies dienen die Fe  dern in erster Linie dazu, den Motor vor den inten  siven     Vibrationsschwingungen    zu schützen. Es müs  sen daher vom schwingungstechnischen Standpunkt  relativ weiche Federn     gewählt    werden.

   Ausserdem  bildet die Auflast mit den Federn ein Schwingungs  system, das freie lotrechte Schwingungen     mit    sehr  niedriger Eigenfrequenz und entsprechend grosser  Schwingungsamplitude ausführt, denen sich die vom  Schwinger herrührenden     erzwungenen    Schwingungen  überlagern. Während die erzwungenen     Schwingungen     immer vorhanden sind, treten die Eigenschwingungen  vorwiegend bei Prall- und Pendelbewegungen der       Stampfplatte    auf. Der     Vorspanndruck,    der auf den  Schwinger einwirkt, ist infolge der während der  Schwingung sich verändernden Federlänge verschie-      den gross.

   Bei entsprechend grossen Schwingungs  amplituden, was in der Praxis nicht selten eintritt,  werden die     Druckkräfte    in bestimmten Schwingungs  phasen sogar zu     Zugkräften.     



  Ziel der Erfindung ist es, eine wirkungsvolle       Energiespeicherung    zu ermöglichen und eine Beein  flussung der kinetischen Energie des Schlages zu er  reichen. Die Erfindung besteht darin, dass die auf  den Schwinger mit ihrem einen Ende einwirkende,  mit     Vorspannung    versehene Feder mit ihrem anderen  Ende schwingungsfest abgestützt ist. Gemäss der Er  findung ist somit der     Abstützpunkt    der Feder nicht  schwingungsfähig; er bietet vielmehr stets den erforder  lichen     Widerhalt.    Das System hat daher keine aus  gesprochene Eigenfrequenz und ist somit bei jeder  Drehzahl des Schwingers gleich wirksam.  



  Die Feder kann eine Stahlfeder oder ein Gummi  puffer oder     ein    pneumatisch abgefederter Kolben  sein, wobei ihr     Abstützungspunkt        schwingungsfest     ist, so dass sie die kinetische Energie des Schwingers  aufnimmt und sie in umgekehrter Richtung an den  Schwinger abgibt, um gleichgerichtet mit der Energie  der Unwucht     zusätzlich    zu dieser zur Wirkung zu  kommen.  



  Anwendungsbeispiele einer erfindungsgemässen  Vorrichtung sind Verdichter zur Bodenverdichtung,  zur Verdichtung von Beton oder dgl., sowie     Stoss-          und    Ziehgeräte. Es wird eine     Energiespeicherung     durch die Feder ermöglicht, die besonders energie  reiche     Vibrationsschläge    ergibt. Durch die Kraftein  wirkung zufolge des Energiespeichers werden, im  Gegensatz zu einem Verdichter ohne diese Kraft  einwirkung, der nur harmonische Schwingungen er  gibt, verzerrte Schwingungen entstehen.  



  Durch Änderung des     Vorspanndruckes    der Feder  ist es     möglich,    mit der Verdichtung stets bis zur  Bruchgrenze des zu verdichtenden     Schottermaterials     zu gehen, was als besonderer Vorteil anzusehen ist.  



  Zur Regelung der     Federvorspannung    kann das  schwingungsfeste Ende der Feder     in    seiner Höhen  lage verstellbar angeordnet sein; vorzugsweise ist es  mit einem Hebel zur     Höhenverstellung    verbunden.  



  Zum Verdichten von Beton oder dergleichen mit  Hilfe eines Rütteltisches kann die     Druckplatte        des     Rütteltisches durch eine Stahlfeder in der Schwin  gungsrichtung gegen einen zweckmässig höhenverstell  baren Querbalken abgestützt sein.  



  Als Rohr- oder     Pfahlausziehvorrichtung    kann  der zum Befestigen am Kopfe des Rohres oder Pfahles  eingerichtete Schwinger unter Zwischenschaltung der  Feder mit einem Zugseil verbunden sein.  



       Ausführungsbeispiele    der erfindungsgemässen Vor  richtung sind in der Zeichnung schematisch darge  stellt.     Fig.    1 zeigt einen fahrbaren Verdichter in An  sicht,     Fig.2,    3 eine abgeänderte     Ausführungsform     eines     Verdichterstempels    in     Vorder-    und Seitenan  sicht,     Fig.    4 einen Rütteltisch und     Fig.    5 eine Rohr  ausziehvorrichtung.  



  Nach     Fig.l    sind auf einem Rahmen 1 der  Schwinger 2 und der Antriebsmotor 3 vorgesehen.    Der Antrieb des Schwingers erfolgt über den Riemen  trieb 11. Der Schwinger weist zwei gegenläufig rotie  rende Unwuchten auf, die mit verschiedenen Dreh  zahlen     antreibbar    sein können. Der Rahmen 1     ist    auf  Gummirädern 16 oder einer Walze abgestützt. Auch  der Antrieb zur Fortbewegung des Verdichters wird  vom Motor 3 abgeleitet.  



  Der Schwinger 2 und der     Verdichterstempel    6  sind starr miteinander verbunden, so dass die grossen  Schlagkräfte (1500-3000 kg bei 0-50 Hz regelbar)  vom Schwinger über den Stempel 6 direkt in das       Schotterbett    geleitet werden. Die Schwingungsampli  tuden selbst sind, bedingt durch den konstruktiven  Aufbau, auf der rechten Seite des Rahmens am gröss  ten und links oberhalb der Drehachse der Räder 16  theoretisch     Null.    Der über dieser Drehachse     gelagerte     Motor 3 ist daher weitestgehend von Schwingungen  verschont. An der Drehachse des Rades 16 ist ferner  ein gabelförmig ausgebildeter Hebel 7     angelenkt.    Der  Hebel 7 ist mit dem Rahmen 1 über die Feder 9  verbunden.

   Die Feder stützt sich mit einem Ende 9'  am Rahmen 1 und mit ihrem anderen Ende 9" an der  Mutter 10 eines am Hebel 7 verankerten Bolzens 12  ab. Die Abstützung der Feder an der Mutter 10  ist schwingungsfest. Da die Mutter 10 aber über den  Bolzen bei     Verschwenkung    des Hebels 7 höhenver  stellbar ist, wird dadurch auch eine Höhenverstel  lung der Abstützung und damit eine Änderung der       Vorspannung    der Feder 9     ermöglicht.    Durch Nieder  drücken des Hebels 7 wird die Druckkraft auf den       Verdichterstempel    6 übertragen und entsprechend  der Hebelwirkung um ein Mehrfaches des     ursprün-          lichen    Druckes gesteigert, wobei die Feder zur Wir  kung kommt.

   Die Grösse der     Vorspannung    der Feder  9 ist somit durch die auf den Hebel 7 ausgeübte  Druckkraft regelbar. ,  Die Feder 9 ist so dimensioniert, dass der Griff  des Hebels 7 beim Verdichten praktisch schwingungs  frei ist. Das Niederdrücken des Hebels 7 kann auch  mittels einer nicht dargestellten Fussraste, die am  Hebel befestigt ist, erfolgen oder auch dadurch, dass  sich der Bedienungsmann auf den Hebel setzt. Der  Hebel 7 wird auch zum Aus- und Einschalten des  Schwingers benutzt. Zu diesem Zweck kann ein  Schalter für den Antriebsmotor am Hebel vorgesehen  sein bzw. kann der Antrieb des Schwingers 2 durch  die Schwenkbewegung des Hebels 7 schaltbar sein.  



  Für Stoss- und Schlaggeräte kann der Flachstem  pel durch einen     Spitzmeissel    8 oder Meissel mit  Schneide nach den     Fig.    2 und 3 ersetzt sein.  



  Nach     Fig.    4 steht ein in Pfeilrichtung schwingen  der, den Schwinger enthaltender Rütteltisch 24 auf  einem     Fund'amentklotz    25, der mit zwei Stehern  26 und einem in Bohrlöchern der Steher höhenver  stellbar befestigten Querbalken 27 einen geschlos  senen Rahmen bildet. Im Querbalken ist durch eine       Führungsstange    28 eine Druckplatte 29 lotrecht ge  führt, die durch eine Feder 30 gegen die Oberfläche  des Betons 31 gepresst wird. Durch     Druck    über die  Feder 30 auf die Oberfläche des Betons lässt sich eine      höhere Verdichtung und damit grössere Festigkeit des  Betons erzielen.  



  Der Schwinger kann auch mit der Druckplatte 29  verbunden bzw. vereinigt sein, in welchem Falle  der Tisch feststeht oder aber auch mit einem Schwin  ger verbunden ist.  



  Eine weitere Anwendungsmöglichkeit zeigt die       Rohr-Ausziehvorrichtung    nach     Fig.5.    Das Auszie  hen in den Boden geschlagener Rohre 33 (oder  Pfähle) wird durch die grosse Reibung zwischen  Rohr und Erdreich erschwert. Setzt man auf den  Kopf des Rohres 33 einen Schwinger 34, der daran  festgeklemmt wird, und übt über eine am schwin  gungsfesten Seil aufgehängte Feder 35 und den  Schwinger einen Zug auf das Rohr aus, so wird das  Ausziehen sehr erleichtert. Der Schwinger setzt die  Reibung herab, und die Kraft zum Herausziehen  des Rohres wird nicht bedeutend grösser sein,- als  dem Rohrgewicht entspricht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Erzeugung gerichteter mechani scher Schwingungen mit Hilfe eines Schwingers mit zwei oder mehr rotierenden Unwuchten für Verdich- tungs- oder Stoss- bzw. Ziehzwecke, bei der eine mit Vorspannung versehene Feder auf den Schwinger einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Schwinger mit ihrem einen Ende einwirkende, mit Vorspannung versehene Feder (9, 30, 35) mit ihrem anderen Ende schwingungsfest abgestützt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vorspannung der Feder regel bar ist. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das schwingungsfeste Ende der Feder in seiner Höhenlage verstellbar ist. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das schwingungsfeste Ende der Feder mit einem Hebel (7) zur Höhenverstellung verbunden ist. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie einen Rahmen aufweist, der an einem Ende auf einem Rad fahrbar gelagert ist und am anderen Ende den Schwinger (2) und einen oder mehrere Stempel (6) trägt, wobei das Rad ge wichtsbelastet ist. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie einen Rahmen aufweist, der an einem Ende auf einer Walze fahrbar gelagert ist und am anderen Ende den Schwinger (2) und einen oder mehrere Stempel (6) trägt, wobei die Walze gewichts belastet ist. 6. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gabelförmiger Hebel (7) an der das Rahmenende abstützenden Achse des Ra des (16) angelenkt ist. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie einen Rütteltisch zum Ver dichten von Beton oder dgl. aufweist, wobei die Druckplatte des Rütteltisches durch eine Stahlfeder in Schwingungsrichtung gegen einen Querbalken ab gestützt ist. B. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken höhenverstellbar ist. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie als Rohr- oder Pfahlauszieh- vorrichtung ausgebildet ist, wobei der zum Befestigen am Kopf des Rohres oder Pfahles eingerichtete Schwinger unter Zwischenschaltung der Feder mit einem Zugseil verbunden ist (Fig. 5).