EP4671448A1 - Unwuchterreger für eine bodenverdichtungsmaschine, walzbandage und bodenverdichtungsmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Unwuchterreger für eine Bodenverdichtungsmaschine, eine Walzbandage sowie eine Bodenverdichtungsmaschine.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Unwuchterreger für eine Bodenverdichtungsmaschine, eine Walzbandage sowie eine Bodenverdichtungsmaschine.
• Bodenverdichtungsmaschinen, wie beispielsweise Walzen und Rüttelplatten, umfassen häufig eine Schwingungserregungseinrichtung in Form eines Unwuchterregers, um ein Bodenkontaktelement, wie beispielsweise eine Walzbandage oder eine Grundplatte, aktiv mit Schwingungen beaufschlagen und auf diese Weise einen dynamischen Verdichtungsprozess führen zu können. Derartige Unwuchterreger können eine um eine Rotationsachse rotierende Antriebswelle aufweisen, an der eine zu dieser Rotationsachse exzentrisch gelagerte und im Rotationsbetrieb um die Rotationsachse von der Antriebswelle mitgeführte Unwuchtmasse angeordnet ist. Die Antriebswelle ist üblicherweise in Lagern einer Tragstruktur gelagert. Bei derartigen Unwuchterregern können aufgrund der im Rotationsbetrieb umlaufend mitgeführten Unwuchtmasse an der Antriebswelle erhebliche Biegekräfte auftreten, die nicht nur eine vergleichsweise massive Ausbildung der Antriebswelle bedingen, sondern gleichzeitig auch zu verhältnismäßig hohen Lagerbelastungen führen können. Insbesondere die Lager der Antriebswelle solcher Unwuchterreger unterliegen daher regelmäßig einem erhöhten Verschleiß.
• Aus der DE1041283B ist ein Unwuchterreger mit vier kugelförmigen Wälzkörpern und exzentrisch angeordneten Laufbahnen bekannt. Auch wenn die Biegekraftbelastung der Antriebswelle bei dieser Ausführungsform reduziert werden konnte, treten hier vergleichsweise hohe Reibkräfte zwischen den Wälzkörpern und den von der Antriebswelle getragenen Mitnehmern auf. DE1691830U offenbart einen Unwuchterreger mit zwei kugel- oder walzenförmige Wälzkörpern und von der Antriebswelle getragenen Mitnehmern. Die Laufbahn der Wälzkörper verläuft ebenfalls exzentrisch zur Rotationsachse der Antriebswelle. Diesen beiden Anordnungen ist gemein, dass die Lagerung der Wälzköper undefiniert ist und diese beispielsweise beim Ausschalten des Antriebs der Antriebswelle umschlagen können. Überdies kann der Mitnehmer der DE1691830 U selbst einen signifikanten Unwuchtbeitrag leisten, welcher zur Durchbiegung der Antriebswelle führen kann. DE1198555B betrifft eine Vorrichtung zum Eintreiben oder Ziehen von Pfählen mit zwei walzenförmigen Wälzkörpern, die, koaxial zueinander, in einer exzentrisch oder oval verlaufenden Laufbahn geführt sind. Mit dem Vibrationsgerät gemäß der DE2706667A1 wird die Verwendung mehrerer auf einer wenigstens teilweise ellipsenförmigen Laufbahn abwälzender und radial verschieblicher Unwuchtelemente offenbart.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gegenüber den bekannten Unwuchterregern verbesserten Unwuchterreger anzugeben, bei dem insbesondere die in den Drehlagern der Antriebswelle auftretenden radialen Lagerbelastungen vergleichsweise gering sind.
• Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Unwuchterreger, einer Walzbandage und einer Bodenverdichtungsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• In einem ersten Aspekt gelingt die Lösung der Aufgabe mit einem erfindungsgemäßen Unwuchterreger, insbesondere einem Unwuchterreger für eine Bodenverdichtungsmaschine. Der Unwuchterreger umfasst eine Tragstruktur sowie eine um eine Schwingungserregungsrotationsachse gegenüber der Tragstruktur rotierbare Antriebswelle. Bei der Tragstruktur kann es sich insbesondere um eine, ganz besonders gehäuseartige, Stützstruktur, handeln, an der insbesondere die Antriebswelle des Unwuchterreger rotierbar gelagert ist. Diese kann in Form einer weitgehend zur Außenumgebung hin geschlossen ausgebildeten gehäuseartigen Stützstruktur ausgebildet sein. Die Tragstruktur kann somit insbesondere als Tragrahmen bzw. rahmenartige Grundstruktur des Unwuchterregers ausgebildet sein. Die Schwingungserregungsrotationsachse bezeichnet diejenige Achse, um die sich die Antriebswelle des Unwuchterregers im Rotations- bzw. Schwingungserregungsbetrieb des Unwuchterregers relativ zur Stützstruktur dreht. Die Lagerung der Antriebswelle an der Stützstruktur kann über geeignete Lager, insbesondere Drehlager, ganz besonders Wälzlager, erfolgen.
• Der erfindungsgemäße Unwuchterreger weist ferner eine mit der Antriebswelle um die Schwingungserregungsrotationsachse rotierende Mitnehmereinrichtung auf. Die Aufgabe der Mitnehmereinrichtung besteht darin, ein oder mehrere der nachstehend noch näher beschriebenen Unwuchtmasseelemente im Rotationsbetrieb der Antriebswelle um die Schwingungserregungsrotationsachse mitzunehmen, insbesondere in Umdrehungsrichtung der Antriebswelle mitzuschleppen. Dazu kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Mitnehmereinrichtung ortsfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Dies kann über eine oder mehrere, lösbare oder unlösbare, Verbindungen, wie beispielsweise Schraub- und/oder Schweißverbindungen, erfolgen. Es ist auch möglich, dass die Antriebswelle und die Mitnehmereinrichtung einstückig und/oder materialeinheitlich, beispielsweise auch aus einem gemeinsamen Guss, ausgebildet sind. Die Mitnehmereinrichtung kann insbesondere von der, vorzugsweise entlang der Schwingungserregungsrotationsachse oder zumindest parallel hierzu längsertreckt verlaufenden, Antriebswelle in Radialrichtung nach außen ab- bzw. vorstehen. Es kann somit vorgesehen sein, dass die Mitnehmereinrichtung selbst im Zusammenwirken mit der Antriebswelle eine exzentrische Masse bildet. Es ist jedoch bevorzugt, wenn diese potentiell von der Mitnehmereinrichtung erzeugte Exzentrizität signifikant kleiner ist als die von der oder den nachstehend noch näher erläuterten Unwuchtmassen gebildeten Exzentrizität. Es ist aber auch möglich, dass die Gesamtheit aus Antriebswelle und Mitnehmereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie für sich keine Exzentrizität bei einer Rotationsbewegung um die Schwingungserregungsrotationsachse bildet bzw. der Massenschwerpunk dieser Gesamtheit auf der Schwingungserregungsrotationsachse liegt. Ideal kann es somit sein, wenn die Gesamtheit aus Antriebswelle und Mitnehmereinrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse ausgewuchtet bzw. drehneutral ist. Konkret kann die Mitnehmereinrichtung beispielsweise als in Radialrichtung längserstreckter Lagerarm oder beispielsweise auch als Lagergabel mit zwei oder mehreren in Radialrichtung längserstreckten Lagerarmen ausgebildet sein.
• Teil des Unwuchterregers ist wenigstens ein Unwuchtmasseelement, das gegenüber der Mitnehmereinrichtung und damit auch gegenüber der Antriebswelle um eine, insbesondere parallel zur Schwingungserregungsrotationsachse verlaufende, Rollrotationsachse umlaufend rotierbar ist, wobei das Unwuchtmasseelement über eine Lagereinrichtung mit der Mitnehmereinrichtung verbunden ist, so dass die Mitnehmereinrichtung zusammen mit dem um die Rollrotationsachse umlaufenden Unwuchtmasseelement um die Schwingungserregungsrotationsachse rotiert. Bei dem Unwuchtmasseelement handelt es sich somit um einer Masseeinheit, die mit ihrem Massenschwerpunkt in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse versetzt angeordnet ist. Es ist nun vorgesehen, dass das Unwuchtmasseelement nicht statisch ortsfest direkt mit der Mitnehmereinrichtung verbunden ist, sondern über die Lagereinrichtung. Die Lagereinrichtung kann insbesondere als Drehlager ausgebildet sein. Mithilfe der Lagereinrichtung wird erreicht, dass das Unwuchtmasseelement um die Rollrotationsachse, d.h. wenigstens und insbesondere ausschließlich mit einem Bewegungsfreiheitsgrad, gegenüber der Mitnehmereinrichtung und damit auch gegenüber der Antriebswelle bewegbar ist. Gleichzeitig führt bzw. nimmt die Mitnehmereinrichtung aber das Unwuchtmasseelement bei einer Drehbewegung um die Schwingungserregungsrotationsachse mit, so dass dieses zusammen mit der Mitnehmereinrichtung auch um die Schwingungserregungsrotationsachse rotierbar ist.
• Der erfindungsgemäße Unwuchterreger umfasst ferner eine, zumindest im Wesentlichen, kreisförmig um die Schwingungserregungsrotationsachse verlaufende, insbesondere zur Tragstruktur ortsfest ausgebildete, Abstützfläche, an der das Unwuchtmasseelement in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse nach außen anliegt bzw. im Rotationsbetrieb der Antriebswelle anliegen kann, und auf der das Unwuchtmasseelement in dem Rotationsbetrieb der Antriebswelle um die Schwingungserregungsrotationsachse abrollt und sich dabei um die Rollrotationsachse dreht. Die Abstützfläche umläuft das Unwuchtmasseelement bzw. dessen Bewegungskreisbahn somit in Radialrichtung außenliegend, so dass die im Rotationsbetrieb von dem um die Schwingungserregungsrotationsachse rotierenden Unwuchtmasseelement ausgehenden Fliehkräfte das Unwuchtmasseelement in Radialrichtung nach außen auf die Abstützfläche drücken und insbesondere nicht an der Antriebswelle und/oder der Mitnehmereinrichtung ziehen. Die Abstützfläche stellt somit eine, zumindest im Wesentlichen, kreisförmig um die Schwingungserregungsrotationsachse verlaufende Abrollstrecke für das Unwuchtmasseelement dar. Im Rotationsbetrieb des Unwuchterregers rollt das Unwuchtmasseelement somit um die Rollrotationsachse rollend auf der Abrollstrecke ab, wobei es dabei gleichzeitig als Ganzes zusätzlich aufgrund der Verbindung über die Lagereinrichtung zur Mitnehmereinrichtung um die Schwingungserregungsrotationsachse rotiert und dadurch beispielsweise die für den eingangs erwähnten Verdichtungsvorgang gewünschte Schwingung zur dynamischen Bodenverdichtung erzeugt. Der Rotationsbetrieb des Unwuchterregers zeichnet sich somit insbesondere auch dadurch aus, dass während dieses Betriebes die Antriebswelle und mit ihr die Mitnehmereinrichtung und das Unwuchtmasseelement um die Schwingungserregungsrotationsachse rotieren, wobei gleichzeitig das Unwuchtmasseelement um die Rollrotationsachse rotiert. Relativ zur Tragstruktur setzt sich die Gesamtbewegung des wenigstens einen Unwuchtmasseelementes somit aus einer Überlagerung dieser beiden einzelnen Rotationsbewegungen zusammen.
• Um nun, beispielsweise zum Ausgleich herstellungsbedingter Toleranzen und/oder aufgrund von im Betrieb des Unwuchterregers eintretender Verschleißerscheinungen, eine über die vollständige Umlaufbewegung des Unwuchtmasseelementes sowohl um sich selbst, d.h. um die Rollrotationsachse, als auch mit der Gesamtheit aus Antriebswelle und Mitnehmereinrichtung um die Schwingungserregungsrotationsachse zuverlässige und über die gesamten Umlaufbewegungen möglichst durchgängige Anlage des Unwuchtmasseelementes an der Abstützfläche sicherzustellen, ist es erfindungsgemäß schließlich vorgesehen, dass die Lagereinrichtung zwischen der Mitnehmereinrichtung und der Unwuchtmasseeinheit bzw. dem Unwuchtmasseelement eine Exzenterlagereinrichtung mit einer Exzenterdrehachse aufweist, die derart ausgebildet ist, dass der radiale Abstand der Abrollrotationsachse zur Schwingungserregungsrotationsachse innerhalb eines durch die Exzenterlagereinrichtung, insbesondere ein Exzenterlager, definierten Bereiches, insbesondere zum Ausgleich von Toleranzen, verstellbar ist. Mithilfe des Exzenterlagers kann somit der radiale Abstand der Abrollrotationsachse und damit beispielsweise auch der radiale Abstand eines in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse außenliegenden Kontaktbereiches des Unwuchtmasseelementes zur Abstützfläche durch eine Aus- und/oder Eindrehbewegung und gerade nicht durch eine in Radialrichtung verlaufende lineare Verstellbewegung geändert bzw. angepasst werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Verstellbereich ausschließlich durch die Exzenterlagereinrichtung definiert wird. Es ist aber auch möglich, dass zur Festlegung der Grenzen des Verstellbereich weitere Mittel, wie beispielsweise ein oder mehrere Anschläge, vorhanden sind, die im Zusammenwirken mit der Exzenterlagereinrichtung den Verstellbereich definieren. Der Antrieb dieser Verstellbewegung erfolgt in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse nach außen durch an der Unwuchtmasse angreifende Fliehkräfte. In Radialrichtung nach innen erfolgt die Verstellbewegung dagegen dadurch, dass die Abstützfläche das Unwuchtmasseelement in Richtung zur Schwingungserregungsrotationsachse drückt. Auch wenn das maximale Ausmaß der Verstellbewegung in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse nach außen durch die theoretisch auch durch die Ausbildung der Exzenterlagereinrichtung limitiert ist, wird dies vorzugsweise durch die Abstützfläche begrenzt, so dass sichergestellt ist, dass das Unwuchtmasseelement im Schwingungserregungsrotationsbetrieb stets an der Abstützfläche anliegt. In Radialrichtung nach innen d.h. in Richtung zur Schwingungsrotationsachse kann das maximale Ausmaß der Verstellbewegung durch die Exzenterlagereinrichtung selbst gebildet werden.
• Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Ausbildung des Unwuchterregers gewährleistet nicht nur, dass die Abstützung der Unwuchtmasse nicht mehr an der Antriebswelle und/oder der Mitnehmereinrichtung erfolgt, sondern an der, beispielsweise als Gehäuse ausgebildeten, Stützstruktur. Dadurch kann nicht nur die erforderliche Biegesteifigkeit der Antriebswelle deutlich verringert werden, da die an der Antriebswelle im Schwingungserregungsrotationsbetrieb auftretende Fliehkraftbelastung deutlich vermindert oder gar eliminiert wird. Gleichzeitig wird erst mithilfe der Exzenterlagereinrichtung ausreichend sichergestellt, dass die zur Abstützung gewünschte durchgehende Anlage des Unwuchtmasseelementes an der Abstützfläche trotz naturgemäß auftretender Fertigungstoleranzen und/oder sich verschleiß- und/oder betriebsbedingt entwickelnder Toleranzen im radialen Abstand der Abstützfläche und/oder des außenliegenden Kontaktbereiches des Unwuchtmasseelementes relativ zur Schwingungserregungsrotationsachse zuverlässig und reibungsarm ausgeglichen werden können.
• Es kann vorgesehen sein, dass die Schwingungserregungsrotationsachse, die Rollrotationsachse und die Exzenterdrehachse parallel zueinander verlaufen., wobei es insbesondere besonders bevorzugt ist, wenn sowohl die Rollrotationsachse als auch die Exzenterdrehachse radial zur Schwingungserregungsrotationsachse beabstandet sind. Ideal ist es ferner, wenn der radiale Abstand der Exzenterdrehachse zur Schwingungserregungsrotationsachse konstant bzw. fest definiert ist und der radiale Abstand der Rollrotationsachse zur Schwingungserregungsrotationsachse durch eine Verstellung der Exzenterlagereinrichtung um die Exzenterdrehachse innerhalb eines Bereiches variabel ist, wobei der radiale Abstand der Exzenterdrehachse zur Schwingungserregungsrotationsachse idealerweise von seinem Betrag her im Bereich desjenigen radialen Abstandsbereiches liegt, innerhalb dessen der Betrag des radialen Abstandes der Rollrotationsachse zur Schwingungserregungsrotationsachse variabel ist. Ergänzend oder alternativ ist es bevorzugt, wenn der, insbesondere fest definierte, radiale Abstand der Exzenterdrehachse zur Rollrotationsachse kleiner ist als der radiale Abstand der Exzenterdrehachse zur Schwingungserregungsrotationsachse, insbesondere maximal ein Fünftel so groß ist, ganz besonders maximal ein Zehntel so groß ist. Diese beiden Abstände können als Hebearmlängen betrachtet werden, die vorzugsweise bezüglich ihrer Länge in den angegebenen Dimensionen ausgelegt sein können.
• Die Exzenterlagereinrichtung kann auf verschiedene Arten und Weisen ausgebildet sein. Auch die Nutzung einer Kulissenführung oder weiterer alternativer konstruktiver Ausführungsformen ist möglich. Bevorzugt ist die Exzenterlagereinrichtung allerdings als Exzenterdrehlagereinrichtung ausgebildet. Die Verstellung der Exzentrizität verläuft somit vorzugsweise durch eine Drehbewegung. Auch wenn zur konkreten Ausbildung der Exzenterlagereinrichtung grundsätzlich auf verschiedene geeignete konstruktive Drehlagertypen zurückgegriffen werden kann, wie beispielsweise Wälzlager oder Kugelgelenklager, ist es vorteilhaft, wenn die Exzenterlagereinrichtung ein Radialgleitlager ist bzw. als ein solches ausgebildet ist. Ein Gleitlager kann sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass ein rotierender Teil auf einem nichtrotierenden Teil entlanggleitet. Es können zur konkreten Ausgestaltung dieses Gleitlagers zusätzliche reibungsreduzierende Maßnahmen ergriffen werden, so dass das Gleitlager beispielsweise aus reibungsarmen Materialien bestehen kann, einen Schmierfilm umfassen und/oder beispielsweise eine oder mehrere Kunststofflagerbuchsen und/oder -hülsen, beispielsweise aus Polyfluortetraethylen, und/oder eine oder mehrere reibungsreduzierende Beschichtungen im Gleitlagerbereich aufweisen kann. Die Exzenterlagereinrichtung kann als Axiallager oder auch als Radial-Axial-Lager ausgebildet sein. Ideal ist es, wenn die Exzenterlagereinrichtung derart ausgebildet ist, dass es lediglich einen einzigen Bewegungsfreiheitsgrad, konkret eine Drehbewegung um die Exzenterdrehachse, ermöglicht.
• Die Exzenterlagereinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass eine vollständige Drehung um die Exzenterdrehachse möglich ist. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Exzenterlagereinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Verdrehung nur innerhalb eines definierten Winkelbereiches, beispielsweise <180°, insbesondere <160°, möglich ist, wozu beispielsweise ein oder mehrere Drehanschläge oder ähnliches vorhanden sein können.
• Auch die Ausgestaltung des oder der Lager, über das/die die Antriebswelle gegenüber der Tragstruktur um die Schwingungserregungsrotationsachse und/oder das Unwuchtmasseelement gegenüber der Antriebswelle und/oder der Mitnehmereinrichtung um die Rollrotationsachse drehbar ist, kann variieren. Für diese Lager ist es allerdings aufgrund der im Schwingungserregungsbetrieb um die jeweiligen Drehachsen umlaufenden Rotationsbewegungen bevorzugt, wenn das oder die die Antriebswelle gegenüber der Tragstruktur und/oder die das Unwuchtmasseelement gegenüber der Antriebswelle bzw. der Mitnehmereinrichtung lagernden Lager als Wälzlager, insbesondere als Rillenkugellager, ausgebildet sind.
• Weitere vorteilhafte Weiterbildungsmöglichkeiten der Erfindung können die konkrete Ausbildung der Lagereinrichtung betreffen, über die das Unwuchtmasseelement um die Rollrotationsachse rotierbar gelagert ist. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass diese Lagereinrichtung ein sich in Richtung der Rollrotationsachse längserstreckendes Lagerachselement umfasst, und dass wenigstens eine Exzenterscheibe der Exzenterlagereinrichtung drehfest mit dem Lagerachselement verbunden ist. Die Exzenterscheibe bezeichnet ein, insbesondere scheibenförmiges, Element, das einen kreisförmig ausgebildeten radialen Rand umfasst. Der Mittelpunkt des kreisförmigen Randes, insbesondere in einer Projektion der Exzenterscheibe in eine radial zur Rollrotationsachse und/oder Exzenterdrehachse verlaufende virtuelle Projektionsebene, liegt dabei idealerweise in der Exzenterdrehachse und neben der Rollrotationsachse. Der Rand der Exzenterscheibe kann zylinderförmig oder auch konvex oder konkav gerundet, eine oder mehrere Ringnuten umfassend oder ähnlich ausgebildet sein. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwei zu beiden Stirnseiten der Exzenterscheibe sich in Richtung der Rollrotationsachse erstreckende Achsstummel vorhanden sind. Alternativ ist es auch möglich, dass ein Lagerachselement vorhanden ist, an dessen einander gegenüberliegenden Enden jeweils eine Exzenterscheibe ausgebildet ist, wobei die beiden Exzenterscheiben ganz besonders in Axialrichtung des Lagerachselementes bzw. in Axialrichtung der Exzenterdrehachse deckungsgleich ausgebildet und angeordnet sind. Das Unwuchtmasseelement kann drehbar an dem oder den Lagerachselementen gelagert sein, insbesondere derart, dass die Rollrotationsachse koaxial zur Längserstreckungsachse des oder der Lagerachselemente ausgebildet ist. Alternativ ist es aber auch beispielsweise möglich, dass das Lagerachselement, insbesondere zusammen mit dem Unwuchtmasseelement, drehbar in der oder den Exzenterscheiben gelagert ist. Insbesondere ist es auch möglich, dass das Lagerachselement drehfest mit dem Unwuchtmasseelement verbunden ist und mit diesem zusammen über ein Drehlager um die Rollrotationsachse in der Exzenterscheibe rotiert.
• Auch hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung der Mitnehmereinrichtung bestehen verschiedene besonders vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten. So ist es beispielsweise möglich, die Mitnehmereinrichtung als Mitnehmergabel mit zwei in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse beabstandeten und in Radialrichtung vorstehenden Lagervorsprüngen auszubilden. Für diese Variante kann das Unwuchtmasseelement in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse insbesondere zwischen den beiden Lagervorsprüngen an den Lagervorsprüngen gelagert sein. Zu beiden Stirnseiten des Unwuchtmasseelementes in Rollrotationsrichtung verläuft damit jeweils ein Lagervorsprung. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Mitnehmereinrichtung als Mitnehmerzunge bzw. -steg mit einem in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse beabstandeten und in Radialrichtung vorstehenden Lagervorsprung ausgebildet ist. Das Unwuchtmasseelement kann in diesem Fall zwei in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse hintereinander positionierte Teilunwuchtmasseelemente aufweisen, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Lagervorsprungs an diesem gelagert sind, In Axialrichtung der Rollrotationsachse gesehen befindet sich dann entsprechend vor und nach dem Lagervorsprung jeweils eines der beiden Teilunwuchtmasseelemente.
• Weitere vorteilhafte Variationsmöglichkeiten der Erfindung können die Ausbildung des Unwuchtmasseelementes an sich betreffen. So kann es beispielsweise bevorzugt sein, wenn es eine insgesamt ballige Form aufweist, insbesondere beispielsweise eine wenigstens teilweise zylindrische Außenumfangsfläche bzw. eine zylindrische Außenmantelfläche, d.h. die Form eines geraden Kreiszylinders, aufweist. Auf diese Weise kann vergleichsweise einfach ein zumindest linienförmiger Anlagebereich zur Abstützfläche hin erhalten werden, wodurch vermieden wird, dass sich vom Unwuchtmasseelement auf die Abstützfläche übertragene Anpresskräfte in einem Punkt konzentrieren.
• Auch hinsichtlich der Ausgestaltung der Abstützfläche bestehen Variationsmöglichkeiten. Die Abstützfläche bildet die Laufbahn bzw. Gegenfläche zum auf ihr abrollenden Unwuchtmasseelement. Die Abstützfläche ist daher auch vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie, wenigstens teilweise, komplementär zur in Radialrichtung außenliegenden Bahnkurvenfläche des sich im Schwingungserregungsbetrieb sowohl um die Schwingungserregungsrotationsachse als auch um die Rollrotationsachse rotierenden Unwuchtmasseelementes ausgebildet ist. Insbesondere für den Fall, dass das Unwuchtmasseelement somit beispielsweise einen zylinderförmigen Außenmantelbereich umfasst, kann es bevorzugt sein, wenn die Abstützfläche insgesamt hohlzylindrisch, insbesondere in Form eines hohlen, ganz besonders geraden, Kreishohlzylinders, ausgebildet ist. Ergänzend oder alternativ kann die Abstützfläche auch eine Beschichtung und/oder einen oder mehrere gehärtete Laufringe aufweisen, um eine erhöhte Laufruhe und einen verminderten Verschleiß zu ermöglichen. Diese können in die Tragstruktur bzw. sofern die Tragstruktur gleichzeitig von einem Gehäuse gebildet wird in das Gehäuse eingepresst und/oder eingeklebt oder auf andere geeignete Weise befestigt sein.
• Das Unwuchtmasseelement ist über die Lagereinrichtung relativ zur Mitnehmereinrichtung und relativ zur Antriebswelle um die Rollrotationsachse umlaufend rotierbar, wie vorstehend bereits erwähnt. Das Unwuchtmasseelement kann daher idealerweise auch derart ausgebildet sein, dass es sich ausgehend von der Antriebswelle gesehen vollständig auf einer Seite der Antriebswelle erstreckt bzw. sich vollständig auf einer Seite befindet. In einer Schnittansicht entlang der Schwingungserregungsrotationsachse und in einer Relativposition, in der die Rollrotationsachse ebenfalls in dieser Schnittebene verläuft, befindet sich das Unwuchtmasseelement somit idealerweise vollständig auf einer Seite der Antriebswelle neben der Antriebswelle. Es kann allerdings vorteilhaft sein, das Unwuchtmasseelement verhältnismäßig groß auszubilden, insbesondere hinsichtlich des Radius bzw. Durchmessers des Unwuchtmasselementes um die Rollrotationsachse, um die Abroll- bzw. Umdrehungsgeschwindigkeit des Unwuchtmasseelementes beim Abrollen auf der Abstützfläche möglichst gering zu halten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es daher vorgesehen, dass ein maximaler radialer Außendurchmesser des Unwuchtmasseelementes bzw. der Durchmesser des Unwuchtmasseelementes in Radialrichtung zur Rollrotationsachse größer ist als die Hälfte eines maximalen Innendurchmessers der kreisförmigen Abstützfläche bzw. der Durchmesser der kreisförmigen Abstützfläche in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse. Die Verhältnisangaben beziehen sich dabei auf einen Bereich des Unwuchtmasseelementes und der Abstützfläche in einer gemeinsamen Schnittebene senkrecht zur Schwingungserregungsrotationsachse und/oder Rollrotationsachse. In diesem Fall überragt bzw. schneidet das Unwuchtmasseelement somit die Schwingungserregungsrotationsachse in der gemeinsamen Schnittebene. Unter anderem auf diese Weise kann ein vergleichsweise kompakter Unwuchterreger bereitgestellt werden.
• Es kann, insbesondere dann, wenn der maximale Außendurchmesser des Unwuchtmasseelementes größer ist als die Hälfte des maximalen Innendurchmessers der kreisförmigen Abstützfläche, ergänzend oder alternativ bevorzugt sein, wenn die Antriebswelle eine sich in Radialrichtung und in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse verlaufende Aussparung zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Unwuchtmasseelementes aufweist. Die Aussparung bezieht sich dabei insbesondere auf einen Bereich, in dem sich in axialer Verlängerung parallel zur Schwingungserregungsrotationsachse des an die Aussparung angrenzenden Bereiches der Antriebswelle zumindest übergangsweise kein Material der Antriebswelle befindet. Dieser Bereich kann wenigstens teilweise von wenigstens Teilen der Mitnehmereinrichtung und/oder des Unwuchtmasseelementes gefüllt sein. Diese Aussparung kann derart ausgebildet sein, dass sie sich wenigstens teilweise über den axialen Verlauf der Schwingungserregungsrotationsachse erstreckt. Die Aussparung kann ferner in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse einseitig verlaufen. Es kann ergänzend oder alternativ vorgesehen sein, dass die Mitnehmereinrichtung von der Antriebswelle in Richtung der Aussparung von der Antriebswelle vorsteht und/oder durch die Aussparung hindurch ausgehend von der Antriebswelle verläuft. Es kann vorgesehen sein, dass das Ausmaß der Aussparung nicht allein so gewählt wird, dass ausreichend Platz für beispielsweise das, insbesondere die Schwingungserregungsrotationsachse in der vorstehend beschriebenen Weise überlappende, Unwuchtmasseelement und/oder Teile der Mitnehmereinrichtung geschaffen wird, sondern eine bezüglich der Schwingungserregungsrotationsachse ausgewuchtete Gesamtheit aus Antriebswelle und Mitnehmereinrichtung erhalten wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Aussparung auch so dimensioniert werden kann, dass der Massenschwerpunkt der Gesamtheit aus Antriebswelle und Mitnehmereinrichtung auf der Schwingungserregungsrotationsachse liegt. Auf diese Weise können in Radialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse verlaufende Belastungen eines oder mehrerer die Antriebswelle lagernden Drehlager im Schwingungserregungsbetrieb auf ein Minimum reduziert, im Idealfall vollständig eliminiert werden. Auch diese Weiterbildungen können im Übrigen einen Beitrag für eine besonders kompakte Ausbildung des Unwuchterregers leisten.
• Es kann vorgesehen sein, dass der Bereich der Abstützfläche und des von der Antriebswelle inklusive Mitnehmereinrichtung und Unwuchtmasseelement im Schwingungserregungsbetrieb eingenommenen Raumes zur Außenumgebung des Unwuchterregers hin gekapselt ausgebildet ist, um diesen beispielsweise vor dem Eintrag von Fremdkörpern effektiv zu schützen. Dazu kann der Unwuchterreger ein Gehäuse umfassen, welches diesen Bereich umgibt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Unwuchterreger ein die Tragstruktur bildendes Gehäuse bzw. ein von der Tragstruktur gebildetes Gehäuse umfasst. Gehäuse und Tragstruktur haben in diesem Fall eine Doppelfunktion inne, konkret den Schutz des vorstehend beschriebenen Innenraums und die Tragfunktion für die rotierenden Komponenten, insbesondere die Abstützfunktion für das im Schwingungserregungsrotationsbetrieb auf der Abstützfläche abrollende Unwuchtmasseelement und die Antriebswelle.
• Mithilfe des Gehäuses kann der Unwuchterreger insgesamt als vergleichsweise kompakt und leicht verbaubares Modul ausgebildet werden. Das Gehäuse kann daher vorzugsweise auch einen Lagerflansch zur Befestigung des Unwuchterregers an einer übergeordneten Lagerstruktur aufweisen. Eine solche übergeordnete Lagerstruktur kann beispielsweise eine Grundplatte einer Rüttelplatte oder eine Walzbandage, insbesondere eine Tellerscheibe einer Walzbandage, sein. Auf diese Weise kann der Unwuchterreger unmittelbar und direkt mit einer Tragstruktur einer Bodenkontakteinrichtung einer Bodenverdichtungsmaschine verbunden werden. Ergänzend oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass das Gehäuse ein Deckelelement und ein Topfelement umfasst, wobei besonders bevorzugt im Boden des Deckelelementes und im Boden des Topfelementes jeweils ein Wellendrehlager, insbesondere in Form eines Wälzlagers, vorgesehen sein kann. Es können auch zwei in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse gesehen axial beabstandete und einander gegenüberliegende Deckelelemente und/oder Gehäusehälften vorgesehen sein. Weiter ergänzend oder alternativ ist es auch möglich, wenn das Gehäuse einen zur Außenumgebung hin, wie vorstehend bereits erwähnt insbesondere gekapselt oder dicht ausgebildeten, Innenraum aufweist, dessen Wandfläche wenigstens teilweise die Abstützfläche bildet. Auch dies kann einen Beitrag für eine vergleichsweise kompakte Ausbildung des Unwuchterregers liefern.
• Der konkrete Antrieb der Antriebswelle kann variieren und beispielsweise mithilfe eines geeigneten Antriebsmotors, beispielsweise Hydromotors, eines Antriebsgetriebes und/oder ähnlichem erfolgen. Besonders eignet sich allerdings eine Ausführungsform, bei der die Antriebswelle direkt an einen Elektromotor angeschlossen ist und/oder, insbesondere, drehfest mit einem Rotor eines Elektromotors verbunden ist. Es kann somit sogar auf einen elektrischen Direktantrieb zurückgegriffen werden, was insbesondere darauf zurückzuführen ist, dass durch die erfindungsgemäße Anordnung im Schwingungserregungsrotationsbetrieb an der Antriebswelle auftretende Biegekräfte, beispielsweise aufgrund von unmittelbar an der Antriebswelle angreifenden Fliehkräften, praktisch eliminiert werden können und die Gesamtheit aus Antriebswelle und Mitnehmereinrichtung somit nahezu zur Schwingungserregungsrotationsachse ausgewuchtet sein kann. Auch dies kann ergänzend oder für sich die vergleichsweise kompakte Ausbildung des Unwuchterreger sogar inklusive Antriebsmotor, ganz besonders als zusammenhängendes und für sich handhabbares Modul, ermöglichen. Die Antriebswelle kann auch als ein gemeinsames Bauteil mit dem Rotor eines Elektromotors ausgebildet sein. Sofern die Antriebswelle als ein zum Rotor separates Bauteil ausgebildet ist, kann es vorgesehen sein, dass die Verbindung dieser beiden Elemente miteinander über ein Dämpfungselement erfolgt, beispielsweise über eine geeignete Kupplung, wie insbesondere beispielsweise eine Elastomerkupplung. Ergänzend oder alternativ kann auch eine schwingungsgedämpfte Lagerung des Elektromotors an sich gegenüber einer diesen tragenden Tragstruktur vorgesehen sein.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Walzbandage mit einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Bandagenmantel und mit wenigstens einem, insbesondere mehreren, im Innenraum des Bandagenmantels angeordneten Unwuchterreger. Die einzelnen Unwuchterreger können insbesondere wie vorstehend beschrieben ausgeführt sein. Einer oder mehrere der Unwuchterreger können somit jeweils eine Tragstruktur, eine um eine Schwingungserregungsrotationsachse gegenüber der Tragstruktur rotierbare Antriebswelle, eine, insbesondere ortsfest mit der Antriebswelle verbundene, mit der Antriebswelle um die Schwingungserregungsrotationsachse rotierende Mitnehmereinrichtung, ein Unwuchtmasseelement, das um eine, insbesondere parallel zur Schwingungserregungsrotationsachse verlaufende, Rollrotationsachse gegenüber der Mitnehmereinrichtung umlaufend rotierbar ist, umfassen. Das jeweilige Unwuchtmasseelement kann über eine Lagereinrichtung mit der jeweiligen Mitnehmereinrichtung verbunden sein, so dass die Mitnehmereinrichtung zusammen mit dem um die jeweilige Rollrotationsachse umlaufenden Unwuchtmasseelement um die Schwingungserregungsrotationsachse rotiert. Für jeden der Unwuchterreger kann es ferner vorgesehen sein, dass sie eine kreisförmig um die Schwingungserregungsrotationsachse verlaufende, insbesondere zur Tragstruktur ortsfest ausgebildete, Abstützfläche aufweisen, an der das jeweilige Unwuchtmasseelement in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse nach außen anliegt und auf der das Unwuchtmasseelement in einem Rotationsbetrieb der Antriebswelle um die Schwingungserregungsrotationsachse abrollt und sich dabei um die Abrollrotationsachse dreht. Hinsichtlich einzelner bevorzugter Weiterbildungsmöglichkeiten der einzelnen zu diesem Aspekt der Erfindung angeführten Merkmale des oder der Unwuchterreger wird auf die diesbezüglichen vorhergehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Unwuchterreger Bezug genommen.
• Ganz besonders kann der Unwuchterreger in einer dem erfindungsgemäßen Unwuchterreger entsprechenden Weise ausgebildet sind.
• Es kann vorgesehen sein, dass die Walzbandage zwei oder mehr der Unwuchterreger, insbesondere zwei oder mehr baugleiche Unwuchterreger, ganz besonders zwei oder mehrere der erfindungsgemäßen Unwuchterreger umfasst. Diese zwei oder mehr Unwuchterreger können derart im Innenraum der Walzbandage angeordnet sein, dass die Schwingungserregungsrotationsachsen der wenigstens zwei Unwuchterreger parallel zueinander verlaufen, insbesondere die Schwingungserregungsrotationsachsen aller von der Walzbandage umfassten Unwuchterreger parallel zueinander verlaufen. Die zwei oder mehr Unwuchterreger können über einen gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben werden oder über jeweils einen individuellen Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor.
• Durch die mögliche kompakte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Unwuchterreger ist es möglich und auch bevorzugt, wenn die Walzbandage, insbesondere genau und ausschließlich, vier Unwuchterreger aufweist. Diese können beispielsweise paarweise auf zwei zueinander verschiedenen Ebenen angeordnet sein, insbesondere derart, dass die Schwingungserregungsrotationsachsen eines Paares von Unwuchterregern einer Ebene mit den Schwingungserregungsrotationsachse eines Paares von Unwuchterregern einer anderen Ebene koaxial zueinander verlaufen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die mehreren, insbesondere vier, Unwuchterreger auf bzw. in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die vier Unwuchterreger in Richtung eine Rollachse der Walzbandage gesehen auf gleicher Höhe, insbesondere zumindest hinsichtlich ihrer Abstützflächen und/oder Unwuchtmasseelemente, angeordnet sind. Ideal ist es dann, wenn die vier Unwuchterreger über eine gemeinsame Tragstruktur mit einem Bandagenmantel der Walzbandage verbunden sind, beispielsweise mithilfe einer gemeinsamen Tellerscheibe. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Walzbandage zwei oder mehr Tellerscheiben aufweist, an denen jeweils zwei oder mehr der Unwuchterreger angeordnet sind. Unabhängig von einer konkreten räumlichen Ausgestaltung der einen oder der mehreren Tellerscheiben mit jeweils zwei oder mehr Unwuchterregern sind diese besonders bevorzugt wenigstens paarweise in einer gemeinsamen virtuellen Referenzebene senkrecht zur Schwingungserregungsrotationsachse und in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse wenigstens paarweise auf einer Höhe angeordnet.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsmaschine mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Unwuchterregern und/oder einer oder mehreren erfindungsgemäßen Walzbandagen. Bei der Bodenverdichtungsmaschine kann es sich insbesondere um eine Rüttelplatte oder eine, insbesondere selbstfahrende, Walze, wie insbesondere eine handgeführte Walze, eine, insbesondere ferngesteuerte, Grabenwalze, eine Tandemwalze oder einen Walzenzug, handeln. Insbesondere für die Tandemwalze und den Walzenzug kann es vorgesehen sein, dass diese einen Fahrstand umfassen, aus dem heraus die Bedienung der Bodenverdichtungsmaschine erfolgt.
• Eine bevorzugte Weiterbildung der Bodenverdichtungsmaschine umfasst eine Steuereinheit, die derart ausgebildet ist, dass sie die Drehrichtung und/oder die Umdrehungsfrequenz der Antriebswellen des Unwuchterregers, insbesondere der wenigstens zwei Unwuchterreger und ganz besonders der wenigstens vier Unwuchterreger, um ihre jeweilige Schwingungserregungsrotationsachse, insbesondere individuell, steuert. Auf diese Weise können unter Rückgriff auf zwei oder mehr Unwuchterreger verschiedenste Schwingungsbilder erhalten werden, wie beispielsweise der Betrieb der vorhandenen Unwuchterreger gemeinsam als Kreiserreger, Richtschwinger etc. Durch Integration in eine Walzbandage kann zudem beispielsweise eine Oszillationsbandage erhalten werden. Rüttelplatten können vorwärtslaufend und/oder reversierbar betrieben werden oder auch mithilfe der Steuerung der Unwuchterreger lenkbar sein.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele, insbesondere aufbauend auf den vorhergehenden Ausführungen, näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1

eine Seitenansicht auf eine Bodenverdichtungsmaschine vom Typ schemelgelenkte Tandemwalze;

Fig. 2

eine Seitenansicht auf eine Bodenverdichtungsmaschine vom Typ Walzenzug;

Fig. 3

eine Seitenansicht auf eine Bodenverdichtungsmaschine vom Typ knickgelenkte Tandemwalze;

Fig. 4

eine Seitenansicht auf eine Bodenverdichtungsmaschine vom Typ Grabenwalze;

Fig. 5

eine Seitenansicht auf eine Bodenverdichtungsmaschine vom Typ Rüttelplatte;

Fig. 6

eine perspektivische Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Unwuchterregers;

Fig. 7

eine Detailansicht des ersten Ausführungsbeispiels bei minimalem Radialabstand;

Fig. 8

die Detailansicht aus Fig. 7 bei maximalem Radialabstand;

Fig. 9

die Detailansicht aus Fig. 6 mit angeflanschtem Antriebsmotor;

Fig. 10

eine Querschnittsansicht des ersten Ausführungsbeispiel mit mittlerem Radialabstand;

Fig. 11

eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Unwuchterregers;

Fig. 12

eine perspektivische Schnittansicht durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Unwuchterregers ohne Abdeckglocke;

Fig. 13

eine perspektivische Schnittansicht durch das dritte Ausführungsbeispiel eines Unwuchterregers mit Abdeckglocke

Fig. 14

eine Querschnittsansicht des dritten Ausführungsbeispiel mit mittlerem Radialabstand;

Fig. 15

eine Seitensicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel eines Unwuchterregers mit kleinem Radialabstand;

Fig. 16

eine Seitensicht auf das vierte Ausführungsbeispiel mit mittlerem Radialabstand;

Fig. 17

eine Seitensicht auf das vierte Ausführungsbeispiel mit großem Radialabstand;

Fig. 18

eine Seitenansicht auf eine Walzbandage mit mehreren Unwuchterregern;

Fig. 19

eine Querschnittsansicht auf die Walzbandage aus Fig. 18;

Fig. 20

eine Seitenansicht auf eine Walzbandage mit mehreren Unwuchterregern; und

Fig. 21

eine Querschnittsansicht auf die Walzbandage aus Fig. 20.

• Gleiche beziehungsweise gleich wirkende Bauteile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Sich wiederholende Bauteile sind nicht notwendigerweise in jeder Figur gesondert bezeichnet.
• Die Figuren 1 bis 5 zeigen verschiedene Bodenverdichtungsmaschinen 1 jeweils in einer Seitenansicht.
• Gemeinsam kann den in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Bodenverdichtungsmaschinen 1 sein, dass sie einen Maschinenrahmen 2, eine Antriebseinheit 3, eine Bodenkontakteinrichtung 4 und/oder ein oder mehrere Unwuchterreger 5 aufweisen können. Konkret handelt es sich bei der Bodenverdichtungsmaschine 1 gemäß Fig. 1 um eine schemelgelenkte Tandemwalze, gemäß Fig. 2 um einen Walzenzug, gemäß Fig. 3 um eine knickgelenkte Tandemwalze, gemäß Fig. 4 um eine Grabenwalze und gemäß Fig. 5 um eine Rüttel- bzw. Vibrationsplatte. Der Maschinenrahmen 2 kann insbesondere eine Tragstruktur der Bodenverdichtungsmaschine 1 sein, die beispielweise die Antriebseinheit 3, die Bodenkontakteinrichtung 4 und/oder einen Fahrstand 6 etc. trägt bzw. lagert. Die Bodenverdichtungsmaschinen 1 können auch zur Steuerung mittels einer Fernbedienung, wie beispielsweise im Fall der Bodenverdichtungsmaschine 1 gemäß Fig. 4, oder zur handgeführten Bedienung, wie beispielswiese im Fall der Bodenverdichtungsmaschine 1 gemäß Fig. 5, ausgebildet sein. Die Bodenverdichtungsmaschine 1 kann ergänzend oder alternativ insbesondere selbstfahrend bzw. sich aus eigenem Antrieb über den Bodenuntergrund bewegend ausgebildet sein. Teil der Bodenverdichtungsmaschine 1 kann ferner eine Antriebseinheit 3 sein. Diese kann zum Antrieb einer oder mehrerer Fahrmotoren und/oder zum Antrieb eines oder mehrerer Unwuchterreger 5 ausgebildet sein. Die Antriebseinheit 3 kann neben einem Antriebsmotor, beispielsweise einem Verbrennungs- und/oder Elektromotor, ein oder mehrere, insbesondere mechanische und/oder hydraulische und/oder elektrische, Antriebsstränge umfassen. Auch der Direktantrieb eines oder mehrerer der Unwuchterreger 5 und/oder einer oder mehrerer Fahreinrichtungen 7 mithilfe eines Antriebsmotors, insbesondere mithilfe eines Elektro- oder Hydromotors, ist möglich. Bei den Fahreinrichtungen 7 kann es sich beispielsweise um Räder und/oder die Bodenkontakteinrichtungen 4 handeln, insbesondere um Walzbandagen, wie in den Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 bis 4 gezeigt.
• Der oder die Unwuchterreger 5 können dazu dienen, die Bodenkontakteinrichtung 4 in einem Verdichtungsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschine 1 mit Schwingungen zu beaufschlagen und auf diese Weise einen dynamischen Verdichtungsbetrieb zu ermöglichen. Ergänzend können die durch den oder die Unwuchterreger 5 erzeugten Schwingungen auch zum Vortrieb in eine Arbeits-/Bewegungsrichtung A und/oder zur Durchführung für Lenkbewegungen der Bodenverdichtungsmaschine 1 genutzt werden, wie es insbesondere bei der in Fig. 5 dargestellten Bodenverdichtungsmaschine 1 in Form einer Rüttelplatte der Fall sein kann.
• In den Figuren 6 bis 19 werden verschiedene Möglichkeiten zum Aufbau sowie verschiedene Betriebsweisen eines solchen Unwuchterregers 5 anhand verschiedener Ausführungsbeispiele exemplarisch näher erläutert.
• Eine erste mögliche Ausführungsform eines Unwuchterregers 5 ist in der Fig. 6 anhand einer perspektivischen Schnittansicht gezeigt. Die Schnittebene verläuft entlang einer Schwingungserregungsrotationsachse 8 durch den Unwuchterreger 5.
• Elemente des Unwuchterregers 5 können eine Tragstruktur 9, eine Antriebswelle 10, eine Mitnehmereinrichtung 11, ein Unwuchtmasseelement 12, eine Lagereinrichtung 13, eine Abstützfläche 31, ein Wellendrehlager 20 und/oder eine Exzenterlagereinrichtung 15 sein.
• Die Tragstruktur 9 bezeichnet eine Lagerstruktur, an der die Antriebswelle 10 rotierbar gelagert ist. Die Tragstruktur 9 kann dazu beispielsweise insgesamt als ein Käfig oder ein Gehäuse 16 ausgebildet sein. Das Gehäuse 16 kann derart ausgebildet sein, dass es einen Innenraum 21 vollständig umgibt bzw. umkapselt. Das Gehäuse kann ein Deckelelement 17 und ein Topfelement 18 umfassen, die zusammen den Innenraum 21 umschließen und dazu beispielsweise miteinander, insbesondere lösbar, verbunden sind. Das Gehäuse 16 kann einen oder mehrere Böden 19 umfassen, die beispielsweise von dem Deckelement 17 und/oder dem Topfelement 18 gebildet werden können.
• Die Antriebswelle 10 kann um die Schwingungserregungsrotationsachse 8 gegenüber der Tragstruktur 9 rotierbar sein. Dazu kann der Unwuchterreger 5 die Wellendrehlager 20 aufweisen. Diese können beispielsweise als Gleit- oder Wälzlager, wie im Ausführungsbeispiel exemplarisch gezeigt, ausgebildet sein. So kann es vorgesehen sein, dass sich die Antriebswelle 10, vorzugsweise wenigstens teilweise, entlang der Schwingungserregungsrotationsachse 8 von einem ersten, beispielsweise im Boden 19 des Deckelelementes 17 ausgebildeten, Wellendrehlager 20 durch den Innenraum 21 bis hin zu einem zweiten, beispielsweise im Boden 19 des Topfelementes 18 ausgebildeten, Wellendrehlager 20 erstreckt.
• Die Antriebswelle 10 kann ferner eine Anschlussgeometrie, beispielsweise einen Anschlussflansch 22, umfassen, beispielsweise in Form eines über die Außenseite des Gehäuses 13 vorstehenden Wellenendes. An die Anschlussgeometrie, beispielsweise den Anschlussflansch 22, kann der Abtrieb eines in der Fig. 6 nicht näher gezeigten Antriebsgetriebes oder direkt ein Antriebsmotor, insbesondere ein Elektromotor, angeschlossen werden.
• An der Antriebswelle 10 kann die Mitnehmereinrichtung 11, insbesondere ortsfest, angeordnet sein. Es ist möglich, die Mitnehmereinrichtung 11 als separates Bauteil zur Antriebswelle 10 auszubilden oder als ein einstückig mit der Antriebswelle 10 ausgebildetes Bauteil. Die Mitnehmereinrichtung 11 rotiert somit insbesondere zusammen mit der Antriebswelle 10 im Rotationsbetrieb des Unwuchterregers 5 um die Schwingungserregungsrotationsachse 8.
• Die Mitnehmereinrichtung 11 kann derart an der Antriebswelle 10 angeordnet sein, dass sie wenigstens teilweise in Radialrichtung R zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 von der Antriebswelle 10 absteht. Dazu kann die Mitnehmereinrichtung 11 beispielsweise einen oder mehrere in Form eines Materialsteges ausgebildete Elemente umfassen. Bei dem in der Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Mitnehmereinrichtung 11 beispielsweise zwei derartige Materialstege, die zusammen eine Mitnehmergabel 23 bilden.
• Teil des Unwuchterregers 5 kann ferner das Unwuchtmasseelement 12 sein, das vorliegend beispielsweise in Axialrichtung B der Schwingungserregungsrotationsachse 8 zwischen den beiden Materialstegen der Mitnehmergabel 23 der Mitnehmereinrichtung 11 und in Radialrichtung R zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 gesehen neben der Antriebswelle 10 angeordnet ist. Die Lagerung des Unwuchtmasseelementes 12 an der Mitnehmereinrichtung 11 kann über die Lagereinrichtung 13 erfolgen.
• Das Unwuchtmasseelement 12 kann einen rotationssymmetrischen Bereich umfassen und insbesondere insgesamt rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Ganz besonders kann das Unwuchtmasseelement 12 wenigstens teilweise und insbesondere als Ganzes zylindrisch ausgebildet sein bzw. eine zylindrisch verlaufende Außenmantelfläche aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann das Unwuchtmasseelement 12 an seinen in Axialrichtung seiner Rotationsachse an seinen stirnseitigen Außenkanten gerundet ausgebildet sein. Es kann ergänzend oder alternativ über die gesamte Rotationsfläche hinweg eine ballige Kontur aufweisen.
• Die Lagereinrichtung 13 kann die Exzenterdrehlagereinrichtung 15 und ein Rollrotationslager 24 umfassen. Das Rollrotationslager 24 weist eine Rollrotationsachse 25 und die Exzenterdrehlagereinrichtung 15 eine Exzenterdrehachse 26 auf. Die Rollrotationsachse 25 und die Exzenterdrehlagereinrichtung 15 können parallel zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 verlaufen. Die Exzenterdrehachse 26 und die Rollrotationsachse 25 können insbesondere ebenfalls parallel zueinander verlaufen, insbesondere aber nicht koaxial zueinander. Auch wenn diese beiden Achsen 25 und 26 in der Darstellung gemäß Fig. 6 auf einer Linie liegen, ist dies darauf zurückzuführen, dass die beiden Achsen bei den in der Fig. 6 gezeigten Relativlagen in der Bildebene hintereinander liegen. Auch beim in der Fig. 6 gezeigten Beispiel verlaufen die Achsen 25 und 26 somit nicht koaxial. Insbesondere die nachstehend noch weiter erläuterten Figuren 7 und 8 verdeutlichen die Relativlage der Exzenterdrehachse 26 und die Rollrotationsachse 25 weiter.
• Das Rollrotationslager 24 kann beispielsweise ebenfalls als Gleit- oder, wie in der Fig. 6 gezeigt, als Wälzlager ausgebildet sein.
• Zwischen den beiden Materialstegen der Mitnehmereinrichtung 11 kann ein Lagerachselement 27 verlaufen. Um dieses Lagerachselement 27 kann das Unwuchtmasseelement 12 um die Rollrotationsachse 25 rotierbar sein. Das Lagerachselement 27 kann ergänzend oder alternativ auch zusammen mit dem Unwuchtmasseelement 12 um die Rollrotationsachse 25 rotierbar sein und dazu beispielsweise in einer nachstehend noch näher beschriebenen Exzenterscheibe über beispielsweise ein Drehlager rotierbar gelagert sein. In Axialrichtung der Rollrotationsachse 25 nach außen kann das Lagerachselement 27 jeweils eine Exzenterscheibe 28 umfassen. Diese können drehfest mit dem Lagerachselement 27 ausgebildet sein. Die beiden Exzenterscheiben 28 können eine in Radialrichtung zur Rollrationsachse 25 und/oder Exzenterdrehachse 26 außenliegende, insbesondere zylinderförmige, Außenmantelfläche 29 aufweisen, die als Gleitlagerfläche der Exzenterlagereinrichtung 15 dient. In den Lagerstegen der Mitnehmereinrichtung 11 können Aufnahmebuchsen zur Aufnahme und Lagerung der Exzenterscheiben 28 vorgesehen sein. Um die über die Exzenterlagereinrichtung gebildeten Exzenterlager kann die Gesamtheit aus Lagerachselement 27 und Unwuchtmasseelement 12 um die Exzenterdrehachse 26 schwenken, wodurch der radiale Abstand R1 zwischen der Schwingungserregungsrotationsachse 8 und dem aktuell maximal außenliegenden Punkt des Unwuchtmasseelementes 12 innerhalb eines durch die Exzenterlagereinrichtung 15 definierten Abstandsbereiches veränderbar ist.
• Das Unwuchtmasseelement 12 kann insbesondere zur Rollrotationsachse 25 rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Dazu kann es beispielsweise im Wesentlichen ballig oder zylindrisch oder kugelförmig ausgebildet sein. Das Unwuchtmasseelement 12 weist eine Außenmantelfläche 30 auf. Diese kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass ihre Außenkontur im Schnitt senkrecht zur Rollrationsachse 25 kreisförmig ist.
• Teil der Tragstruktur 9 kann eine, insbesondere beispielsweise vom Gehäuse 16 gebildete, Abstützfläche 31 sein, auf der das Unwuchtmasseelement 12 im Rotationsbetrieb des Unwuchterregers 5 um die Rollrotationsachse 25 rotierend mit seiner Außenmantelfläche 30 abrollt und in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 nach außen hin abgestützt wird. Die Abstützfläche 31 kann somit als eine, insbesondere hohlzylinderförmige, Innenmantelfläche 35, insbesondere des Gehäuses 16, ausgebildet sein. Aufgrund der im Rotationsbetrieb auf das Unwuchtmasseelement 12 wirkenden Fliehkräfte wird dieses im Rotationsbetrieb des Unwuchterregers 5 bzw. bei einer Rotationsbewegung um die Antriebswelle 10 um die Schwingungserregungsachse 8 in Radialrichtung R zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 nach außen in Richtung gegen die Abstützfläche 31 gedrückt.
• Durch die bereits beschriebene Exzenterlagereinrichtung 15 und eine Verstellung der Exzenterlagereinrichtung 15 um die Exzenterdrehachse 26, die in Radialrichtung nach außen durch die wirkenden Fliehkräfte und in Radialrichtung nach innen durch den Abrollkontakt des Unwuchtmasseelementes 12 gedrückt wird, ist eine über die Umdrehungsbewegung des Unwuchtmasseelementes 12 um die Schwingungserregungsrotationsachse 8 hinweg durchgehende Anlage des Unwuchtmasseelementes 12 an der Abstützfläche 31 sichergestellt. Fertigungsbedingte und/oder aufgrund von Verschleiß auftretende Toleranzen können dadurch zuverlässig ausgeglichen werden. Gleichzeitig lasten praktisch keine in Radialrichtung nach außen zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 an der Antriebswelle 10 aufgrund des exzentrisch zur Antriebswelle 10 gelagerten Unwuchtmasseelementes 12 auftretenden Zugkräfte an der Antriebswelle, so dass beispielsweise potentielle Biegebelastungen der Antriebswelle 10 gegenüber konventionellen Schwingungserregern erheblich reduziert werden.
• Die Figuren 7 und 8 sind Ausschnittsdarstellungen der Bereichs I aus Fig. 6, wobei das Topfelement 18 in diesen Darstellungen nicht dargestellt ist. Neben dem radialen Abstand R1 zwischen der Schwingungserregungsrotationsachse 8 und dem bei aktueller Drehlage in Radialrichtung zu dieser Achse maximal außenliegenden Punkt des Unwuchtmasseelementes 12 sind in den Figuren noch der aktuelle radiale Abstand R2 zwischen der Schwingungserregungsrotationsachse 8 und der Exzenterdrehachse 26 sowie der radiale Abstand R3 zwischen der Schwingungserregungsrotationsachse 8 und der Rollrotationsachse 25 angegeben. In der Fig. 7 ist die Exzenterlagereinrichtung 15 derart um die Exzenterdrehachse 26 verdreht, dass der radiale Abstand R1 nahezu minimal ist und in der Fig. 8 der radiale Abstand R1 nahezu maximal ist. Der radiale Abstand R2 zwischen der Schwingungserregungsrotationsachse 8 und der Exzenterdrehachse 26 ist in beiden Relativlagen konstant. Der Abstand R3 und damit auch der Abstand R1 unterscheiden sich allerdings um den Betrag ΔR1. Im Vergleich zueinander zwischen den Figuren 7 und 8 sind die Abstände von R1 und R3 somit gegenüber der Fig. 7 in Fig. 8 um den Betrag ΔR1 größer. ΔR1 definiert auf diese Weise einen mithilfe der vorstehend beschriebenen Exzenterlagereinrichtung 15 in Radialrichtung R zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 verfügbaren Ausgleichsbereich, mit dem insbesondere eine über den Rotationsbetrieb um die Schwingungserregungsrotationsachse 8 bestehende zuverlässige Abrollanlage des Unwuchtmasseelementes 12 an der Abstützfläche 31 sichergestellt wird.
• Grundsätzlich ist es möglich, die Antriebswelle 10, insbesondere im Bereich ihrer Anschlussgeometrieb, ganz besonders ihres Anschlussflansches 22, an ein Abtriebselement eines Antriebsgetriebes anzuschließen, beispielsweise ein Zahnrad- oder Zugmittelgetriebe. Es kann aber insbesondere auch vorgesehen sein, dass die Antriebswelle 10 direkt mit einem Antriebsmotor, insbesondere einem Hydraulik- oder Elektromotor 32, wie beispielsweise in der Fig. 9 näher veranschaulicht, verbunden ist, beispielsweise unmittelbar an den Rotor des Elektromotors 32 angeschlossen ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Antriebswelle 10 direkt vom Rotor des Elektromotors 32 gebildet wird.
• In der Fig. 9 ist ferner erkennbar, dass das Gehäuse 16 einen Lagerflansch 33 umfassen kann, über den der Unwuchterreger 5 beispielsweise an einer übergeordneten Lagerstruktur einer Bodenverdichtungsmaschine 1, wie insbesondere einer Tellerscheibe einer Walzbandage oder einer Grundplatte einer Rüttelplatte, angeordnet bzw. an dieser befestigt werden kann. Ergänzend oder alternativ kann an dem Gehäuse 16 ein Lagerflansch 34 vorhanden bzw. ausgebildet sein, über den der Antriebsmotor, insbesondere der Elektromotor 32, ganz besonders direkt, an dem Unwuchterreger 5, insbesondere einem Gehäuse 16 des Unwuchterregers 5, befestigt werden kann.
• Die Figuren 10 und 11 veranschaulichen, insbesondere im Vergleich zueinander, eine weitere Variationsmöglichkeit in der Auslegung der einzelnen Komponenten des Unwuchterregers 5. Die in der Fig. 10 gezeigte Querschnittsansicht entlang der Schwingungsrotationsachse 8 geht dabei auf die in den Figuren 6 bis 9 diskutierte Ausführungsform des Unwuchterregers 5 zurück. In den Figuren 10 und 11 ist ein Innendurchmesser D1 der Innenmantelfläche 35 des Innenraums 21 sowie ein Außendurchmesser D2 der Außenmantelfläche 30 des Unwuchtmasseelementes 12 angegeben. Der Unterschied der beiden Ausführungsformen besteht darin, dass in der Fig. 10 D2 > ½ D1 ist und bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 11 D2 < ½ D1 ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei der Ausführungsform und der Relativlage der Exzenterlagereinrichtung 15, wie in der Fig. 10 angegeben, das Unwuchtmasseelement 12 von seiner der Antriebswelle 10 gegenüberliegenden Außenseite in Richtung zur Antriebswelle 10 gesehen die Schwingungserregungsrotationsachse 8 überlappt bzw. D2 > R1 ist, wohingegen beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 11 diese Überlappung nicht gegeben ist bzw. D2 < R1 ist. Eine Ausführungsform gemäß D2 = ½ D1 ist selbstverständlich ebenfalls von der Erfindung mit umfasst.
• Insbesondere auch die Ansichten der Figuren 10 und 11 zeigen eine Aussparung 36 der Antriebswelle 10, die zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Unwuchtmasseelementes 12 vorgesehen sein kann. Gegenüber den im Wellendrehlager 20 liegenden Teilen der Antriebswelle 10 weist die Antriebswelle 10 im Bereich der Aussparung 36 in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse 8 somit einen Bereich auf, in dem Material ausgespart ist, insbesondere im Vergleich zu den in Axialrichtung D der Schwingungserregungsrotationsachse 8 auf Höhe der in den Wellendrehlagern 20 positionierten Wellenteilen der Antriebswelle 10. Die Antriebswelle 10 weist in diesem Bereich somit, insbesondere wenigstens teilweise, eine geringere und/oder gegenüber der Schwingungserregungsrotationsachse 8 in Radialrichtung R versetzte radiale Stärke als im Bereich auf Höhe der Wellendrehlager 20 gesehen auf.
• Es kann bevorzugt sein, wenn die Antriebswelle 10, insbesondere zusammen mit der Mitnehmereinrichtung 11, an sich insgesamt ausgewuchtet ist und somit keine Exzentrizität zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 aufweist. Dazu kann die Antriebswelle 10 auf der Seite, die der Mitnehmereinrichtung 11 radial zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 gegenüberliegt, eine oder mehrere Materialaufdickungen 37 (Fig. 10) aufweisen, die einer durch die in Radialrichtung vorstehende Mitnehmereinrichtung 11 bewirkten Exzentrizität entgegenwirkt. Insbesondere kann hierzu ergänzend oder alternativ auch in Axialrichtung D der Schwingungserregungsrotationsachse 8 gesehen auf Höhe der Aussparung 36 ein radial nach außen verlagerter Materialbereich 37 (Fig. 10) vorgesehen sein.
• Die Figuren 12 bis 14 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Unwuchterregers 5, wobei nachstehend im Wesentlichen auf die Unterschiede dieser Ausführungsform im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsformen eingegangen und im Übrigen auf die vorhergehenden Angaben zu möglichen Ausführungsformen des Unwuchterregers 5 Bezug genommen wird. Bei der perspektivischen Schnittdarstellung gemäß Fig. 12 ist das Topfelement 18 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
• Ein wesentlicher Unterschied dieser Ausführungsform zu den vorhergehenden Ausführungsformen besteht darin, dass das Unwuchtmasseelement 12 insgesamt nicht von einer einzigen, zusammenhängenden Unwuchtmasse gebildet wird, sondern aus zwei, idealerweise baugleich zueinander ausgebildeten, Teilunwuchtmasseelementen 38a und 38b. Diese können jeweils über wenigstens ein oder mehrere Rollrotationslager 24 an dem Lagerachselement 27 um die Rollrotationsachse 25 rotierbar gelagert sein. Die Mitnehmereinrichtung 11 kann als, insbesondere stegartige, Mitnehmerzunge 39 ausgebildet sein, die in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 in Richtung der beiden Teilunwuchtmasseelemente 38a und 38b vorsteht und in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse 8 zwischen den beiden Teilunwuchtmasseelementen 38a und 38b positioniert ist. Das in diesem Fall beispielsweise beide Teilunwuchtmasseelemente 38a und 38b lagernde Lagerachselement 27 kann daher auch über ein einziges Exzentergelenk bzw. über eine einzige Exzenterlagereinrichtung 15 zentral beide Teilunwuchtmasseelemente 38a und 38b mit den vorstehend bereits zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Möglichkeiten der Exzenterverstellung bzw. der damit möglichen Verstellung innerhalb des Ausgleichsbereiches ΔR1 lagern.
• Auch für diese Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass ein Gehäuse 16 mit einem Deckelelement 17 und einem Topfelement 18 vorhanden ist, wie in den Figuren 13 und 14 gezeigt, so dass der Innenraum 21 gekapselt ausgebildet sein kann.
• Die Figuren 15, 16 und 17 verdeutlichen die vorstehend beschriebene Funktionsweise der Lagereinrichtung 13 und insbesondere der Exzentereinrichtung 15 weiter, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen nur einzelne Teile der Lagereinrichtung, wie vorstehend bereits erläutert, bezeichnet sind und im Übrigen auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird. Die Figuren 15, 16 und 17 sind Draufsichten auf Elemente eines Unwuchterregers 5 in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse 8.
• Die in den Figuren 15, 16 und 17 angegebenen radialen Abstände R1, R2 und R3 sind aus Übersichtlichkeitsgründen zur Vereinfachung als in Vertikalrichtung verlaufende Abstände angegeben. Die Schwingungserregungsrotationsachse 8, die Rollrotationsachse 25 und die Exzenterdrehachse 26 können parallel, insbesondere aber nicht koaxial, zueinander verlaufen.
• In der Fig. 15 ist der Abstand R1 vergleichsweise klein, in der Fig. 16 in einer Mittellage und in der Fig. 17 vergleichsweise groß. Der Abstand R2, d.h. der radiale Abstand der Exzenterdrehachse 26 zur Schwingungserregungsrotationsachse 8, ist in allen drei Verstellpositionen gleich. Allerdings ändert sich durch Drehung der Exzenterscheibe 28 um die Exzenterdrehachse 26 die Relativlage des Lagerachselementes 27 bezüglich ihres radialen Abstandes R3 zur Schwingungserregungsrotationsachse 8. In der Relativlage gemäß Fig. 15 ist R2 > R3, gemäß Fig. 16 ist R2 = R3 (W = 0°) und gemäß Fig. 17 ist R2 < R3. Dadurch, dass der radiale Abstand R3 konstant bleibt, variiert der durch R2 gegebene maximale radiale Abstand des Radial zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 außenliegenden Punktes des Unwuchtmasseelementes 12 somit in Abhängigkeit von der Drehlage der Exzenterscheibe 28 bzw. damit der Exzenterlagereinrichtung 15.
• Die Drehlage der Exzenterscheibe bezogen auf eine virtuelle Verbindungsgerade H der Rollrotationsachse 25 mit der Exzenterdrehachse 26 in einer virtuellen Referenzebene senkrecht zu diesen Achsen ist in den Figuren bezogen auf eine virtuelle horizontale Referenzlinie mit dem Winkel W angegeben. Der Winkel W beträgt in der Mittellage gemäß der Fig. 16 0°. Wird die Exzenterdreheinrichtung derart verstellt, dass sich der Radialabstand R3 verkleinert, nimmt der Winkelbetrag von W um einen Drehwinkel zu, vorliegend beispielsweise ca. 50°, wie beispielsweise in der Fig. 15 gezeigt. Wird die Exzenterdreheinrichtung derart verstellt, dass sich der Radialabstand R3 vergrößert, nimmt der Winkelbetrag von W ausgehend von der Relativlage in Fig. 16 um einen Drehwinkel ab, vorliegend beispielsweise ebenfalls um ca. 50°, wie beispielsweise in der Fig. 17 dargestellt.
• Die Einstellung der aktuellen Drehlage der Exzentereinrichtung 15 kann dabei insbesondere davon abhängen, wie groß der aktuelle Radialabstand der Abstützfläche 31 zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 ist. Treten hierbei beispielsweise aufgrund potentiell bestehender Fertigungs- und/oder Verschleißtoleranzen Änderungen bei einem Umlauf auf die Schwingungserregungsrotationsachse 8 auf, können diese unter Aufrechterhaltung einer Anlage des Unwuchtmasseelementes 12 durch eine Drehbewegung innerhalb des Ausgleichsbereiches ΔR1 durch eine Drehbewegung der Exzenterlagereinrichtung 15, konkret beispielsweise der Exzenterscheibe 28, wie in den Figuren 15, 16 und 17 gezeigt, ausgeglichen werden.
• Insbesondere auch die Figuren 15, 16 und 17 veranschaulichen ferner, dass sich das Unwuchtmasseelement 12 an der Abstützfläche 31 in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 nach außen hin abstützen kann, so dass praktisch keine fliehkraftbedingten Zugkräfte von dem Unwuchtmasseelement 12 auf die Mitnehmereinrichtung 11 und die Antriebswelle 10 übertragen werden.
• In den Figuren 15, 16 und 17 ist der Verlauf der Abstützfläche 31 aus Übersichtlichkeitsgründen teilweise schematisch angedeutet. Die Umlaufrichtung bzw. die Drehrichtung der Antriebswelle 10 um die Schwingungserregungsrotationsachse 8, ist in den Figuren 15, 16 und 17 mit dem die Abstützfläche 31 symbolisierenden Pfeil angegeben und erfolgt in dieser Ansicht somit entgegen dem Uhrzeigersinn. Gegenüber einer von der Schwingungserregungsrotationsachse 8 ausgehenden radialen Verbindungsgeraden G zur Exzenterdrehachse 26 liegt die Rollrotationsachse 25 in Umdrehungsrichtung gesehen stets hinter dieser Linie G. Dies bedeutet, dass die Mitnehmereinrichtung 11 das Unwuchtmasseelement 12 im Umdrehungsbetrieb mitschleppt bzw. zieht und nicht schiebt, wobei auch eine schiebende Anordnung möglich und von der Erfindung mit umfasst ist, unabhängig vom konkreten Ausführungsbeispiel.
• Fig. 18 zeigt eine Seitenansicht auf eine Walzbandage 40. Diese umfasst einen Bandagenmantel 41 sowie beispielsweise eine im Innenmantel der Walzbandage 40 angeordnete Lagereinrichtung, beispielsweise in Form einer Tellerscheibe 42. Die Lagereinrichtung kann mehrere, beispielsweise vier, Aufnahmeeinrichtung, beispielsweise Lagerflansche 43, aufweisen, an die jeweils eine Unwuchterregereinheit 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 angeordnet ist. Jede der Unwuchterregereinheiten 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 kann einen eigenen Antriebsmotor aufweisen. Diese einzelnen Antriebsmotoren können von einer Steuereinheit 44 individuell, insbesondere aber koordiniert zueinander, gesteuert werden, um im Zusammenwirken der mehreren Unwuchterregereinheiten 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 im Rotationsbetrieb verschiedene Schwingungseigenschaften der Walzbandage 40, wie beispielsweise eine Kreiserregung, eine Richtschwingung oder eine Oszillationsschwingung, einstellen und variieren zu können.
• Fig. 19 veranschaulicht die Walzbandage aus der Fig. 18 in einer Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus der Fig. 18. Aufgrund der möglichen, vergleichswese kompakten Ausbildung der einzelnen Unwuchterreger 5 können nicht nur mehrere der Unwuchterreger 5 auf beispielsweise einer Tellerscheibe 42 angeordnet werden, sondern auch mehrere dieser Tellerscheiben mit jeweils mehreren dieser Unwuchterreger 5 gleichzeitig in einer Walzbandage 40 angeordnet werden. Es ist dann jedoch zumindest bevorzugt, wenn die einzelnen Unwuchterreger 5 in Richtung einer Drehachse C der Walzbandage 40 gesehen hintereinander und in Richtung der Drehachse C gesehen zu dieser Drehachse in gleicher Winkellage und/oder gleichem Radialabstand positioniert sind.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 20 und 21 sind, ähnlich zum Ausführungsbeispiel der Figuren 18 und 19, mehrere Unwuchterregereinheiten 5 pro Tellerscheibe 42 in einer Walzbandage angeordnet. Allerdings sind in diesem Fall genau zwei Unwuchterregereinheiten 5.1 und 5.3 pro Tellerscheibe 42 vorhanden. Die jeweiligen Unwuchterregereinheiten 5.1 und 5.3 der jeweiligen Tellerscheiben 42 sind zudem derart in der Walzbandage 40 angeordnet, dass jeweils eine Schwingungserregungsrotationsachse 8 einer Unwuchterregereinheit 5 einer Tellerscheibe 42 koaxial zur Schwingungserregungsrotationsachse 8 einer Unwuchterregereinheit 5 der anderen Tellerscheibe 42 verläuft.
• Sämtliche der Unwuchterregereinheiten 5 können zur Drehachse C der Walzbandage 42 mit ihren jeweiligen Schwingungserregungsrotationsachsen 8 denselben radialen Abstand aufweisen.
• Sämtliche der Unwuchterregereinheiten 5 einer Walzbandage 42 können untereinander baugleich ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

1

Bodenverdichtungsmaschine

2

Maschinenrahmen

3

Antriebseinheit

4

Bodenkontakteinrichtung

5

Unwuchterreger

6

Fahrstand

7

Fahreinrichtung

8

Schwingungserregungsrotationsachse

9

Tragstruktur

10

Antriebswelle

11

Mitnehmereinrichtung

12

Unwuchtmasseelement

13

Lagereinrichtung

15

Exzenterlagereinrichtung

16

Gehäuse

17

Deckelelement

18

Topfelement

19

Boden

20

Wellendrehlager

21

Innenraum

22

Anschlussflansch

23

Mitnehmergabel

24

Rollrotationslager

25

Rollrotationsachse

26

Exzenterdrehachse

27

Lagerachselement

28

Exzenterscheibe

29

Außenmantelfläche Exzenterscheibe

30

Außenmantelfläche Unwuchtmasseelement

31

Abstützfläche

32

Elektromotor

33

Lagerflansch

34

Lagerflansch

35

Innenmantelfläche

36

Aussparung

37

Materialaufdickung

38a, 38b

Teilunwuchtmasseelemente

39

Mitnehmerzunge

40

Walzbandage

41

Bandagenmantel

42

Tellerscheibe

43

Lagerflansch

44

Steuereinheit

A

Arbeits-/Bewegungsrichtung

B

Axialrichtung

C

Drehachse Walzbandage

G

Verbindungsgerade

H

Verbindungsgerade

R

Radialrichtung

R1

radialer Abstand zwischen Schwingungserregungsrotationsachse und maximal außenliegendem Punkt des Unwuchtmasseelementes

R2

radialer Abstand zwischen der Schwingungserregungsrotationsachse und der Exzenterdrehachse

R3

radialer Abstand zwischen der Schwingungserregungsrotationsachse und der Rollrotationsachse

ΔR1

Ausgleichsbereich

D1

Innendurchmesser Innenraum 21

D2

Außendurchmesser Unwuchtmasseelement

W

Winkel

Claims (16)

1. Unwuchterreger (5) für eine Bodenverdichtungsmaschine (1), umfassend

   - eine Tragstruktur (9),

   - eine um eine Schwingungserregungsrotationsachse (8) gegenüber der Tragstruktur (9) rotierbare Antriebswelle (10);

   - eine mit der Antriebswelle (10) um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) rotierende Mitnehmereinrichtung (11),

   - ein Unwuchtmasseelement (12), das gegenüber der Mitnehmereinrichtung (11) um eine Rollrotationsachse (25) umlaufend rotierbar ist, wobei das Unwuchtmasseelement (12) über eine Lagereinrichtung (13) mit der Mitnehmereinrichtung (11) verbunden ist, so dass die Mitnehmereinrichtung (11) zusammen mit dem um die Rollrotationsachse (25) umlaufenden Unwuchtmasseelement (12) um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) rotiert,

   - eine im Wesentlichen kreisförmig um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) verlaufende Abstützfläche (31), an der das Unwuchtmasseelement (12) in Radialrichtung (R) zur Schwingungserregungsrotationsachse (8) nach außen anliegt und auf der das Unwuchtmasseelement (12) in einem Rotationsbetrieb der Antriebswelle (10) um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) abrollt und sich dabei um die Rollrotationsachse (25) dreht,

   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Lagereinrichtung (13) zwischen der Mitnehmereinrichtung (11) und dem Unwuchtmasseelement (12) eine Exzenterlagereinrichtung (15) mit einer Exzenterdrehachse (26) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass der radiale Abstand (R) der Rollrotationsachse (25) zur Schwingungserregungsrotationsachse (8) innerhalb eines durch die Exzenterlagereinrichtung (15) definierten Ausgleichsbereiches (ΔR1) verstellbar ist.
2. Unwuchterreger (5) gemäß Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Schwingungserregungsrotationsachse (8), die Rollrotationsachse (25) und die Exzenterdrehachse (26) parallel zueinander verlaufen.
3. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Antriebswelle (10) gegenüber der Tragstruktur (9) und/oder das Unwuchtmasseelement (12) gegenüber der Antriebswelle (10) über ein Wälzlager, insbesondere ein Rillenkugellager, gelagert ist.
4. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Lagereinrichtung (13) ein sich in Richtung der Rollrotationsachse (25) längserstreckendes Lagerachselement (27) umfasst, und dass eine Exzenterscheibe (28) der Exzenterlagereinrichtung (15) drehfest mit dem Lagerachselement (27) verbunden ist.
5. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Mitnehmereinrichtung (11) als Mitnehmergabel (23) mit zwei in Axialrichtung (D) der Schwingungserregungsrotationsachse (8) beabstandeten und in Radialrichtung (R) vorstehenden Lagervorsprüngen ausgebildet ist, und dass das Unwuchtmasseelement (12) in Axialrichtung (D) der Schwingungserregungsrotationsachse (8) zwischen den beiden Lagervorsprüngen an den Lagervorsprüngen gelagert ist und/oder dass die Mitnehmereinrichtung (11) als Mitnehmerzunge (39) mit einem in Axialrichtung (D) der Schwingungserregungsrotationsachse (8) beabstandeten und in Radialrichtung (R) vorstehenden Lagervorsprung ausgebildet ist, und dass das Unwuchtmasseelement (12) zwei in Axialrichtung der Schwingungserregungsrotationsachse (8) hintereinander positionierte Teilunwuchtmasseelemente (38a, 38b) aufweist, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Lagervorsprungs an diesem gelagert sind.
6. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass das Unwuchtmasseelement (12) eine wenigstens teilweise zylindrische Außenumfangsfläche (30) aufweist und/oder dass die Abstützfläche (31) einen oder mehrere gehärtete Laufringe aufweist.
7. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass ein maximaler radialer Außendurchmesser (D2) des Unwuchtmasseelementes (12) größer ist als die Hälfte eines maximalen Innendurchmessers (D1) der kreisförmigen Abstützfläche (31).
8. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Antriebswelle (10) eine sich in Radialrichtung (R) und in Axialrichtung (D) der Schwingungserregungsrotationsachse (8) verlaufende Aussparung (36) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Unwuchtmasseelementes (12) aufweist.
9. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der Unwuchterreger (5) ein die Tragstruktur (9) bildendes Gehäuse (16) umfasst, wobei das Gehäuse (16) insbesondere wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:

   - Es weist einen Lagerflansch (33) zur Befestigung des Unwuchterreger (5)s an einer übergeordneten Lagerstruktur auf;

   - es umfasst ein Deckelelement (17) und ein Topfelement (18), wobei im Boden (19) des Deckelelementes (17) und im Boden (19) des Topfelementes (18) jeweils ein Wellendrehlager (20), insbesondere in Form eines Wälzlagers, vorhanden ist;

   - es weist einen zur Außenumgebung hin dichten Innenraum (21) auf, dessen Wandfläche wenigstens teilweise die Abstützfläche (31) bildet.
10. Unwuchterreger (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Antriebswelle (10) direkt an einen Elektromotor (32) angeschlossen ist und/oder, insbesondere drehfest, mit einem Rotor eines Elektromotors (32) verbunden ist.
11. Walzbandage (40) mit einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Bandagenmantel (41) und mit wenigstens einem in einem Innenraum des Bandagenmantels (41) angeordnetem Unwuchterreger (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Unwuchterreger (5) umfasst:

    - Eine Tragstruktur (9),

    - eine um eine Schwingungserregungsrotationsachse (8) gegenüber der Tragstruktur (9) rotierbare Antriebswelle (10);

    - eine mit der Antriebswelle (10) um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) rotierende Mitnehmereinrichtung (11),

    - ein Unwuchtmasseelement (12), das um eine, insbesondere parallel zur Schwingungserregungsrotationsachse (8) verlaufende, Rollrotationsachse (25) gegenüber der Mitnehmereinrichtung (11) umlaufend rotierbar ist, wobei das Unwuchtmasseelement (12) über eine Lagereinrichtung (13) mit der Mitnehmereinrichtung (11) verbunden ist, so dass die Mitnehmereinrichtung (11) zusammen mit dem um die Rollrotationsachse (25) umlaufenden Unwuchtmasseelement (12) um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) rotiert, und

    - eine im Wesentlichen kreisförmig um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) verlaufende Abstützfläche (31), an der das Unwuchtmasseelement (12) in Radialrichtung zur Schwingungserregungsrotationsachse (8) nach außen anliegt und auf der das Unwuchtmasseelement (12) in einem Rotationsbetrieb der Antriebswelle (10) um die Schwingungserregungsrotationsachse (8) abrollt und sich dabei um die Rollrotationsachse (25) dreht.
12. Walzbandage (40) gemäß Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie (40) wenigstens zwei der Unwuchterreger (5) umfasst, wobei die wenigstens zwei Unwuchterreger (5) insbesondere derart im Innenraum der Walzbandage (40) angeordnet sind, dass die Schwingungserregungsrotationsachsen (8) der wenigstens zwei Unwuchterreger (5) parallel zueinander verlaufen
13. Walzbandage (40) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie (40) vier in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Unwuchterreger (5) aufweist.
14. Bodenverdichtungsmaschine (1) mit einem oder mehreren Unwuchterregern (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder mit einer oder mehreren Walzbandagen (40) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13.
15. Bodenverdichtungsmaschine (1) gemäß Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuereinheit vorhanden ist, die derart ausgebildet ist, dass sie die Drehrichtung und/oder die Umdrehungsfrequenz der Antriebswellen (10) der wenigstens zwei Unwuchterreger (5) um ihre jeweilige Schwingungserregungsrotationsachse (8), insbesondere individuell, steuert.
16. Bodenverdichtungsmaschine (1) gemäß einem der Ansprühe 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie eine, insbesondere knick- oder schemelgelenkte, Tandemwalze, ein Walzenzug, eine Grabenwalze oder eine Rüttelplatte ist.