EP3901371B1 - Imbalance arrangement for a compactor roller of a soil compactor - Google Patents

Imbalance arrangement for a compactor roller of a soil compactor Download PDF

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EP3901371B1
EP3901371B1 EP21163305.2A EP21163305A EP3901371B1 EP 3901371 B1 EP3901371 B1 EP 3901371B1 EP 21163305 A EP21163305 A EP 21163305A EP 3901371 B1 EP3901371 B1 EP 3901371B1
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EP
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spur gear
unbalance
gear
rotation
transmission
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EP21163305.2A
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EP3901371A1 (en
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Gerhard Wolfrum
Peter Janner
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Hamm AG
Original Assignee
Hamm AG
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Publication date
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    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/286—Vibration or impact-imparting means; Arrangement, mounting or adjustment thereof; Construction or mounting of the rolling elements, transmission or drive thereto, e.g. to vibrator mounted inside the roll
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/074—Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
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    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/162—Making use of masses with adjustable amount of eccentricity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
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    • E02D3/026—Improving by compacting by rolling with rollers usable only for or specially adapted for soil compaction, e.g. sheepsfoot rollers

Definitions

  • the present invention relates to an unbalanced arrangement for a compactor roller of a soil compactor, comprising a first unbalanced mass unit which can be rotated about an unbalanced axis of rotation and has a first center of gravity which is eccentric with respect to the unbalanced axis of rotation, a second unbalanced mass unit which can be rotated about the unbalanced axis of rotation and has a center of gravity which is eccentric with respect to the unbalanced axis of rotation second center of mass, an unbalance drive for jointly driving the first unbalance mass unit and the second unbalance mass unit for rotation about the axis of rotation of the unbalance, and a phase position adjustment unit for adjusting a phase position of the first center of mass with respect to the second center of gravity about the axis of rotation of the unbalance.
  • Such an unbalance arrangement is from DE 102 35 976 A1 known.
  • one of the two unbalanced mass units is coupled to the drive shaft of an unbalanced drive and can be driven directly by this to rotate about an unbalanced axis of rotation.
  • the other of the two unbalanced mass units can be driven by the unbalanced drive to rotate about the unbalanced axis of rotation via a phase position adjustment unit designed as a planetary gear.
  • the phase position adjustment unit designed as a planetary gear has an input ring gear and an output ring gear.
  • a plurality of planetary gear units following one another in the circumferential direction each has an input planetary gear which meshes with the input ring gear and an input sun gear which can be driven to rotate by the unbalance drive, and has an output planetary gear which rotates together with the output ring gear and one with the other unbalanced mass unit coupled output sun gear is in meshing engagement.
  • An unbalance arrangement according to the preamble of claim 1 is known from DD-A-29601.
  • the spur gear arrangement provided in this unbalanced arrangement comprises a transmission input spur gear coupled to an unbalanced mass unit for common rotation and a transmission output spur gear coupled to another unbalanced mass unit for common rotation.
  • Torque is transmitted between the transmission input spur gear and the transmission output spur gear via two planetary gear assemblies, each including a ring gear and a plurality of planetary gears.
  • the planet gears of the two planetary gear assemblies are carried on a common planet carrier.
  • One of the two holder wheels can be rotated with respect to the other ring gear in order to adjust the phasing of the centers of mass of the two unbalanced mass units relative to one another.
  • the unbalanced arrangement according to the invention is characterized in that the phase position adjustment unit comprises a spur gear arrangement in the torque transmission path between the unbalanced drive and the first unbalanced mass unit or the second unbalanced mass unit.
  • phase position adjustment unit in the unbalance arrangement constructed according to the invention comprises a spur gear arrangement, i.e. a gear arrangement in which all gears that are drive-connected or meshing with one another are designed as spur gears
  • a structure can be implemented with standard components that can be used to transmit large torques suitable is.
  • spur gears are gears which have teeth on their outer circumference with teeth projecting radially outwards and which are drive-connected to other spur gears in that the teeth of these spur gears are in meshing engagement and are therefore in meshing engagement connected spur gears rotate in opposite directions, or that an endless transmission element, such as a toothed belt or a chain, engages with the toothing of these spur gears and thus spur gears that are drive-connected to one another in this way rotate in the same direction.
  • an endless transmission element such as a toothed belt or a chain
  • the spur gear arrangement comprises a gear input spur gear that can be driven by the unbalance drive to rotate about a gear rotation axis, a gear output spur gear that can rotate about the gear rotation axis, and a group of gear gears meshing with the gear input spur gear and the gear output spur gear.
  • Variable spur gears wherein the gear variable spur gears are rotatably supported on a variable spur gear carrier, and wherein the variable spur gear carrier is relative to the gear input spur gear and the Transmission output spur gear is rotatable about the transmission axis of rotation.
  • the adjusting spur gear carrier can be assigned an adjusting spur gear carrier drive for pivoting the adjusting spur gear carrier about the gear rotary axis.
  • a variable spur gear drive can include a drive motor which is on the variable spur gear carrier, for example via a crank drive, a Worm wheel drive, a rack and pinion drive or a gear drive, in particular a spur gear drive, acts.
  • the axis of rotation of the gear mechanism corresponds to the axis of rotation of the imbalance.
  • the group of adjusting spur gears can have a first adjusting spur gear that can rotate about a first adjusting spur gear rotation axis parallel to the gear rotation axis and mesh with the gear input spur gear, and a first adjusting spur gear about a second adjustment spur gear that is parallel to the gear rotation axis Variable spur gear axis of rotation rotatable and second variable spur gear meshing with the first variable spur gear and the transmission output spur gear.
  • the transmission output spur gear can be coupled to the second unbalanced mass unit for common rotation.
  • the transmission input spur gear can be driven to rotate with the unbalanced drive via the first unbalanced mass unit, and/or that the first unbalanced mass unit and the second unbalanced mass unit axially between the unbalanced drive and the phase position adjustment unit are arranged.
  • the first unbalanced mass unit can be coupled in a first axial end area to the unbalanced drive for driving the first unbalanced mass unit to rotate about the unbalanced axis of rotation, and the first unbalanced mass unit can be coupled in a second axial end area by means of a gear -Transmission unit with the gear input spur gear in drive connection.
  • the first transmission intermediate spur gear can be drivingly connected to the transmission drive spur gear by means of an endless transmission organ and/or at least one connecting spur gear .
  • a single connecting spur gear meshing with the first transfer spur gear and the transfer drive spur gear it is equally ensured that the first transfer spur gear and the transfer drive spur gear rotate in the same direction of rotation.
  • Several connecting spur gears forming a gear train can also be used to produce the drive connection.
  • the second transfer intermediate spur gear can mesh with the transmission input spur gear so that these two spur gears rotate in opposite directions to each other.
  • the endless transmission element can include a toothed belt or a drive chain for a slip-free transmission of the torque. Furthermore, it can be provided for this purpose that the first transmission intermediate spur gear and the second transmission intermediate spur gear are carried on the transmission shaft in a rotationally fixed manner.
  • the transmission input spur gear can be in drive connection with a motor drive spur gear for introducing a drive torque.
  • the transmission input spur gear mesh with the motor drive spur gear.
  • the motor drive spur gear can be provided on a drive shaft of the unbalance drive.
  • the first unbalanced mass unit can be drive-connected to the motor drive spur gear by means of a transmission transmission unit.
  • the first transmission intermediate spur gear mesh with the motor drive spur gear and/or that the second transmission intermediate spur gear mesh with the transfer output spur gear.
  • the first transmission intermediate spur gear and the second transmission intermediate spur gear can be carried on the transmission shaft in a rotationally fixed manner.
  • the unbalanced drive and the phase position adjustment unit can be arranged on the same axial side with respect to the first unbalanced mass unit and the second unbalanced mass unit.
  • the present invention also relates to a compactor roller for a soil compactor, comprising a roller shell surrounding a roller axis of rotation, with an unbalanced arrangement constructed according to the invention being provided in a roller interior.
  • the roller axis of rotation correspond to the unbalanced axis of rotation.
  • the present invention further relates to a soil compactor, comprising at least one compactor roller constructed according to the invention and rotatably supported on a compactor frame about a roller axis of rotation.
  • a soil compactor is generally denoted by 10 .
  • the soil compactor 10 comprises a cab 14 on a central machine frame 12, in which an operator can sit.
  • a front machine frame 16 and a rear machine frame 18 are pivotally supported on the central machine frame 12 .
  • On the front machine frame 16 and on the rear machine frame 18, a compactor roller 20, 22 is rotatably supported about a roller axis of rotation.
  • the front machine frame 16 and the rear machine frame 18 and the compactor rollers 20, 22 rotatably supported thereon can be mutually im Essentially be identical and are below with reference to 2 explained by way of example using the rear machine frame 18 or the compactor roller 22 rotatably carried thereon about a roller axis of rotation W.
  • the soil compactor 10 can be designed in many different ways and, for example, can also have only one such compactor roller, for example in the front area thereof, while in the rear region of the soil compactor 10 a plurality of rubber wheels can then be provided.
  • the structure of a compactor roller explained below can in principle be implemented independently of the design of the soil compactor 10 .
  • the compactor roller 22 comprises a roller shell 24 which surrounds the roller axis of rotation W and which surrounds an inner space 26 of the roller.
  • the compactor roller 22 is rotatably supported about the axis of rotation W of the roller on lateral frame parts 28 , 30 of the rear machine frame 18 .
  • the compactor roller 22 can be assigned a travel drive motor 23, for example a hydraulic motor.
  • An unbalanced arrangement is provided in the interior space 26 of the roll.
  • the unbalance arrangement 32 comprises two unbalance mass units 34, 36 rotatable about an unbalance axis of rotation U, each with a center of mass M 1 , M 2 eccentric to the unbalance axis of rotation U, which corresponds to the axis of rotation W of the roller.
  • the two unbalanced mass units 34 , 36 are arranged in relation to one another in such a way that their centers of mass M 1 , M 2 are positioned in the same axial area, in particular an axial center area of the compactor roller 22 .
  • the first unbalance mass unit 34 may be rotatably supported in the compactor drum 22 on hangers 38, 40 carried therein, and the second unbalance mass unit 36 may be received in the first unbalance mass unit 34 and rotatably supported thereon.
  • An unbalanced drive 42 is assigned to the unbalanced arrangement 32 .
  • This imbalance drive 42 designed as a hydraulic motor, for example, is coupled to a shaft section 44 extending from the first imbalance mass unit 34 for common rotation and thus drives the first imbalance mass unit 34 directly to rotate about the imbalance axis of rotation U or the roller axis of rotation W.
  • directly means that no gear arrangement or the like that transmits the torque is provided between a drive shaft of the unbalance drive 42 and the shaft section 44 or the first unbalance mass unit 34 .
  • the second unbalanced mass unit 36 is driven to rotate about the unbalanced axis of rotation U by the unbalanced drive 42 via the first unbalanced mass unit 34 and a phase position adjustment unit, generally designated 46 .
  • the phase position adjustment unit 46 is coupled on the drive side to a hollow shaft section 48 of the first unbalanced mass unit 34 and on the output side to a shaft section 50 of the second unbalanced mass unit 36 passing through the hollow shaft section 48 .
  • phase position adjustment unit 46 By means of the phase position adjustment unit 46, not only is the drive torque of the unbalance drive 42 transmitted to the second unbalance mass unit 36 via the first unbalance mass unit 34, but the phase position adjustment unit 46 can also be operated to adjust the phase position of the centers of mass M 1 , M 2 of the two unbalance mass units 34, 36 to adjust the unbalance axis of rotation U with respect to each other, which means that the angular distance between the two centers of mass M 1 , M 2 around the unbalance axis of rotation U can be adjusted with respect to one another.
  • the adjustment range is preferably 180°, so that, starting from the 2 shown state, in which the two centers of mass M 1 , M 2 have an angular distance of 180° to each other and thus the imbalances provided by the two unbalance mass units 34, 36 compensate each other, the angular distance can be reduced to zero, so that the two centers of mass M 1 , M 2 have the same phase relation to one another and the imbalance arrangement 32 provides a maximum imbalance.
  • the unbalance assembly 32 Since the unbalance assembly 32 is positioned such that the Unbalanced mass units 34, 36 are driven by the unbalanced drive 42 to rotate about the roller axis of rotation V, the rotating unbalanced mass units 34, 36 generate a force that is essentially orthogonal to the roller axis of rotation W, so that a vibration acceleration is generated for the compactor roller 42, by which this is correspondingly periodically accelerated towards or away from the subsoil to be compacted.
  • phase position adjustment unit 46 The structure of the phase position adjustment unit 46 is described below with reference to FIG Figures 3 to 5 described in detail.
  • the phase position adjustment unit 46 has a splined section 52 on the input side, which can be coupled to the hollow shaft section 48 of the first unbalanced mass unit 34 for common rotation about the unbalanced axis of rotation U.
  • a transmission drive spur gear 54 of a gear transmission unit, generally designated 56, is connected in a rotationally fixed manner to the splined section 52 .
  • the transmission transmission unit 56 also includes a first transmission intermediate spur gear 60 and a second transmission intermediate spur gear 62 on a transmission shaft 58.
  • the two transmission intermediate spur gears 60, 62 are each rotatably carried on the transmission shaft 58 and with it about a transmission axis of rotation Ue rotatable.
  • the two intermediate transmission spur gears 60, 62 are spaced axially from one another. Equally, these could be designed as respective gearwheel sections of an intermediate spur gear that is continuous in the direction of the transmission shaft 58 or provides it.
  • the first intermediate transmission spur gear 60 is in drive connection with the transmission drive spur gear 54 via an endless transmission element 64, here designed as a toothed belt. Gear arrangement of the phase position adjustment unit 46 and is thus in drive connection with it.
  • a transmission output spur gear 70 of the spur gear assembly 68 is non-rotatably connected to a further splined section 72, which in turn can be coupled to the shaft section 50 of the second unbalanced mass unit 36 for common rotation.
  • the phase position adjustment unit 46 can be coupled to the first unbalanced mass unit 34 or the second unbalanced mass unit 36 both on the input side and on the output side in a manner other than by the splined sections 52, 72.
  • the spur gear arrangement 68 comprises a group of gear adjusting spur gears 78, 80 on a cassette-like housing 74, which is supported in a housing 76 of the phase position adjustment unit 76 so as to be pivotable about a gear rotation axis G.
  • the gear rotation axis corresponds G of the unbalance axis of rotation U and thus also of the roller axis of rotation W.
  • an adjusting lever mechanism 84 actuated, for example, by a hydraulic cylinder, a rack and pinion drive, a worm wheel drive or the like can be used be whose pivoting about the transmission axis of rotation G leads to a corresponding pivoting of the adjusting spur gear carrier 82 about the transmission axis of rotation G.
  • the group of gear adjustment spur gears 78, 80 includes a first gear adjustment spur gear 78, which is rotatably supported on the adjustment spur gear carrier 82 about a first adjustment spur gear axis of rotation V1, and includes a second gear adjustment spur gear 80, which is rotatably supported on the adjustment spur gear carrier 82 about a second adjustment spur gear rotation axis V2
  • the two gear adjustment spur gears 78, 80 are axially offset from one another, so that the first gear adjustment spur gear 78 meshes with a toothing section of the same with the gear input spur gear 66 and with another gear section of the same meshes with the second gear adjustment spur gear 80 stands.
  • the second gear adjusting spur gear 80 in turn meshes with the gear output spur gear 70 with a further toothing section.
  • gear adjusting spur gears 78, 80 are designed as spur gears having these toothing sections throughout.
  • the gear adjusting spur gears 78, 80 could equally well be formed by gear wheel sections which are axially separated from one another and are carried on a respective shaft in a rotationally fixed manner.
  • the unbalance drive 42 drives the first unbalance mass unit 34 to rotate about the unbalance axis U.
  • the first unbalanced mass unit 34 rotating about the unbalanced axis of rotation U drives the second unbalanced mass unit 36 to rotate about the unbalanced axis of rotation U via the phase position adjustment unit.
  • the design of the transmission transmission unit 56 and the spur gear arrangement 68 ensures that the two unbalanced mass units 34, 36 coupled to one another via the phase position adjustment unit 46 rotate in the same direction of rotation and at the same speed relative to one another about the unbalanced axis of rotation U and thus also the roll axis of rotation W rotate.
  • the adjusting spur gear carrier 82 is held in place, the phase position of the centers of mass M 1 , M 2 does not change.
  • the adjusting lever mechanism 84 and with it the adjusting spur gear carrier 82 are pivoted about the axis of rotation G of the transmission. This forces a relative rotation between the transmission input spur gear 66 and the transmission output spur gear 70.
  • imbalance drive 42 is arranged on a first axial end area 86 of first imbalance mass unit 34
  • phase position adjustment unit 46 is arranged on a second axial end area 88 of first imbalance mass unit 34, so that the first imbalance mass unit 34 and thus also the second unbalanced mass unit 36 are arranged axially between the unbalanced drive 42 and the phase position adjustment unit 46 .
  • a second embodiment of the unbalanced arrangement or the phase position adjustment unit is described below, which is characterized in that all system areas of the unbalanced arrangement, which serve to drive or to transmit torque or also to adjust the phase position, are on the same axial side of the first unbalanced mass unit or both imbalance mass units are arranged. This leads to an axially compact structure.
  • the imbalance drive 42a which can comprise a hydraulic motor, for example, drives via a motor drive spur gear 90a, which can be supported in a torque-proof manner on a motor output shaft, on the one hand the first intermediate transmission gear 60a of the transmission transmission unit 56a to rotate about the transmission axis of rotation Ue and, in turn, drives the transmission input spur gear 66a of the spur gear assembly 68a to rotate about the transmission axis of rotation G .
  • the motor drive gear 90a meshes with both the first transfer intermediate spur gear 60a and the transmission input spur gear 66a.
  • the second transmission intermediate spur gear 62a is in meshing engagement and thus in driving connection with a transmission output spur gear 92a, which is coupled to the hollow shaft section 48a of the first unbalanced mass unit 34a for common rotation about the unbalanced axis of rotation U.
  • the unbalance drive 42 drives the first unbalance mass unit 34a to rotate about the unbalance axis of rotation U via the transmission transmission unit 56a.
  • the spur gear arrangement 68a comprises the first gear adjustment spur gear 78a and the second gear adjustment spur gear 80a on the adjusting spur gear carrier 82a designed as a cassette-like housing 74a.
  • each of the two transmission adjustment spur gears 78a, 80a is formed with two spur gear sections that are formed axially separately from one another.
  • One of these spur gear portions of the first transmission variable spur gear 78a meshes with the transmission input spur gear 66a.
  • the other spur gear portion of the first gear variable spur gear 78a meshes with one of the two spur gear portions of the second gear variable spur gear 80a.
  • the unbalance drive 42 in the embodiment of Figures 6 to 10 with its motor drive spur gear 90a directly in driving connection with the input area of the spur gear arrangement 68a, namely the gear input spur gear 66a, and does not drive the first imbalance mass unit 34a directly, but via the gear transmission unit 56a.
  • the arrangement and dimensioning of the various spur gears that are drive-connected to one another is selected in such a way that the two unbalanced mass units 34a, 36a can basically rotate about the unbalanced axis of rotation U, which can also be driven in the same direction of rotation and at the same speed, corresponding to the axis of rotation of the roller.
  • This adjustment of the Verstellstirnradlys 82a can at the in the Figures 6 to 10 shown structure can be achieved by a variable displacement motor 94a, such as electric motor, hydraulic motor or the like, and a spur gear mechanism 96a.
  • the spur gear mechanism 96a includes a first spur gear 98a non-rotatably supported on a motor shaft of the servo motor 94a, and includes a second spur gear 100a non-rotatably supported on the servo spur gear carrier 82a and thus revolving therewith upon energization of the servo motor 94a about the gear Axis of rotation G rotates.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unwuchtanordnung für eine Verdichterwalze eines Bodenverdichters, umfassend eine um eine Unwucht-Drehachse drehbare erste Unwuchtmasseneinheit mit einem bezüglich der Unwucht-Drehachse exzentrischen ersten Massenschwerpunkt, eine um die Unwucht-Drehachse drehbare zweite Unwuchtmasseneinheit mit einem bezüglich der Unwucht-Drehachse exzentrischen zweiten Massenschwerpunkt, einen Unwuchtantrieb zum gemeinsamen Antreiben der ersten Unwuchtmasseneinheit und der zweiten Unwuchtmasseneinheit zur Drehung um die Unwucht-Drehachse sowie eine Phasenlage-Verstelleinheit zum Verstellen einer Phasenlage des ersten Massenschwerpunkts bezüglich des zweiten Massenschwerpunkts um die Unwucht-Drehachse.The present invention relates to an unbalanced arrangement for a compactor roller of a soil compactor, comprising a first unbalanced mass unit which can be rotated about an unbalanced axis of rotation and has a first center of gravity which is eccentric with respect to the unbalanced axis of rotation, a second unbalanced mass unit which can be rotated about the unbalanced axis of rotation and has a center of gravity which is eccentric with respect to the unbalanced axis of rotation second center of mass, an unbalance drive for jointly driving the first unbalance mass unit and the second unbalance mass unit for rotation about the axis of rotation of the unbalance, and a phase position adjustment unit for adjusting a phase position of the first center of mass with respect to the second center of gravity about the axis of rotation of the unbalance.

Eine derartige Unwuchtanordnung ist aus der DE 102 35 976 A1 bekannt. Eine der beiden Unwuchtmasseneinheiten ist bei dieser bekannten Unwuchtanordnung mit der Antriebswelle eines Unwuchtantriebs gekoppelt und durch diesen direkt zur Drehung um eine Unwucht-Drehachse antreibbar. Die andere der beiden Unwuchtmasseneinheiten ist über eine als Planetengetriebe ausgebildete Phasenlage-Verstelleinheit durch den Unwuchtantrieb zur Drehung um die Unwucht-Drehachse antreibbar. Um die Phasenlage, also die Winkellage, der Massenschwerpunkte der beiden Unwuchtmasseneinheit um die Unwucht-Drehachse bezüglich einander verstellen zu können, weist die als Planetengetriebe ausgebildete Phasenlage-Verstelleinheit ein Eingangshohlrad sowie ein Ausgangshohlrad auf. Eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Planetenradeinheiten weist jeweils ein Eingangsplanetenrad auf, das mit dem Eingangshohlrad und einem durch den Unwuchtantrieb zur Drehung antreibbaren Eingangssonnenrad in Kämmeingriff steht, und weist ein Ausgangsplanetenrad auf, das mit dem Ausgangshohlrad und einem mit der anderen Unwuchtmasseneinheit zur gemeinsamen Drehung gekoppelten Ausgangssonnenrad in Kämmeingriff steht.Such an unbalance arrangement is from DE 102 35 976 A1 known. In this known unbalanced arrangement, one of the two unbalanced mass units is coupled to the drive shaft of an unbalanced drive and can be driven directly by this to rotate about an unbalanced axis of rotation. The other of the two unbalanced mass units can be driven by the unbalanced drive to rotate about the unbalanced axis of rotation via a phase position adjustment unit designed as a planetary gear. In order to be able to adjust the phase position, ie the angular position, of the centers of mass of the two unbalanced mass units about the unbalanced axis of rotation with respect to one another, the phase position adjustment unit designed as a planetary gear has an input ring gear and an output ring gear. A plurality of planetary gear units following one another in the circumferential direction each has an input planetary gear which meshes with the input ring gear and an input sun gear which can be driven to rotate by the unbalance drive, and has an output planetary gear which rotates together with the output ring gear and one with the other unbalanced mass unit coupled output sun gear is in meshing engagement.

Eine Unwuchtanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DD-A-29601 bekannt. Die bei dieser Unwuchtanordnung vorgesehene Stirnrad-Getriebeanordnung umfasst ein mit einer Unwuchtmasseneinheit zur gemeinsamen Drehung gekoppeltes Getriebe-Eingangsstirnrad und ein mit einer anderen Unwuchtmasseneinheit zur gemeinsamen Drehung gekoppeltes Getriebe-Ausgangsstirnrad. Zwischen dem Getriebe-Eingangsstirnrad und dem Getriebe Ausgangsstirnrad wird das Drehmoment über zwei Planetengetriebeanordnungen übertragen, von welchen jede ein Hohlrad und eine Mehrzahl von Planetenrädern umfasst. Die Planetenräder der beiden Planetengetriebeanordnungen sind an einem gemeinsamen Planetenradträger getragen. Eines der beiden Holderräder ist zur Einstellung der Phasenlage der Massenschwerpunkte der beiden Unwuchtmasseneinheiten zueinander bezüglich des anderen Hohlrads verdrehbar.An unbalance arrangement according to the preamble of claim 1 is known from DD-A-29601. The spur gear arrangement provided in this unbalanced arrangement comprises a transmission input spur gear coupled to an unbalanced mass unit for common rotation and a transmission output spur gear coupled to another unbalanced mass unit for common rotation. Torque is transmitted between the transmission input spur gear and the transmission output spur gear via two planetary gear assemblies, each including a ring gear and a plurality of planetary gears. The planet gears of the two planetary gear assemblies are carried on a common planet carrier. One of the two holder wheels can be rotated with respect to the other ring gear in order to adjust the phasing of the centers of mass of the two unbalanced mass units relative to one another.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unwuchtanordnung für eine Verdichterwalze eines Bodenverdichters vorzusehen, welche bei kompaktem und einfach zu realisierendem Aufbau große Drehmomente zuverlässig übertragen kann.It is the object of the present invention to provide an unbalanced arrangement for a compactor roller of a soil compactor, which can reliably transmit large torques with a compact design that is easy to implement.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Unwuchtanordnung für eine Verdichterwalze eines Bodenverdichters, umfassend:

  • eine um eine Unwucht-Drehachse drehbare erste Unwuchtmasseneinheit mit einem bezüglich der Unwucht-Drehachse exzentrischen ersten Massenschwerpunkt,
  • eine um die Unwucht-Drehachse drehbare zweite Unwuchtmasseneinheit mit einem bezüglich der Unwucht-Drehachse exzentrischen zweiten Massenschwerpunkt,
  • einen Unwuchtantrieb zum gemeinsamen Antreiben der ersten Unwuchtmasseneinheit und der zweiten Unwuchtmasseneinheit zur Drehung um die Unwucht-Drehachse,
  • eine Phasenlage-Verstelleinheit zum Verstellen einer Phasenlage des ersten Massenschwerpunkts bezüglich des zweiten Massenschwerpunkts um die Unwucht-Drehachse.
According to the invention, this object is achieved by an unbalance arrangement for a compactor roller of a soil compactor, comprising:
  • a first unbalanced mass unit that can be rotated about an unbalanced axis of rotation and has a first mass center of gravity that is eccentric with respect to the unbalanced axis of rotation,
  • a second unbalanced mass unit which can be rotated about the unbalanced axis of rotation and has a second center of mass which is eccentric with respect to the unbalanced axis of rotation,
  • an unbalanced drive for jointly driving the first unbalanced mass unit and the second unbalanced mass unit to rotate about the unbalanced axis of rotation,
  • a phase position adjustment unit for adjusting a phase position of the first center of mass with respect to the second center of mass about the unbalance axis of rotation.

Die erfindungsgemäße Unwuchtanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Phasenlage-Verstelleinheit eine Stirnrad-Getriebeanordnung im Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Unwuchtantrieb und der ersten Unwuchtmasseneinheit oder der zweiten Unwuchtmasseneinheit umfasst.The unbalanced arrangement according to the invention is characterized in that the phase position adjustment unit comprises a spur gear arrangement in the torque transmission path between the unbalanced drive and the first unbalanced mass unit or the second unbalanced mass unit.

Da bei der erfindungsgemäß aufgebauten Unwuchtanordnung die Phasenlage-Verstelleinheit eine Stirnrad-Getriebeanordnung umfasst, also eine Getriebeanordnung, bei welcher alle miteinander in Antriebsverbindung bzw. in Kämmeingriff stehenden Zahnräder als Stirnräder ausgebildet sind, kann ein Aufbau mit Standardbauteilen realisiert werden, der zur Übertragung großer Drehmomente geeignet ist. Der Einsatz von im Allgemeinen sehr aufwendig herzustellenden Hohlrädern, wie dies bei Planetengetrieben unabdingbar ist, ist nicht erforderlich. Auch das Vorsehen einer vergleichsweise großen Anzahl an Planetenrädern, die erforderlich sind, um die bei derartigen Unwuchtanordnungen auftretenden Drehmomente sicher übertragen zu können, ist nicht erforderlich.Since the phase position adjustment unit in the unbalance arrangement constructed according to the invention comprises a spur gear arrangement, i.e. a gear arrangement in which all gears that are drive-connected or meshing with one another are designed as spur gears, a structure can be implemented with standard components that can be used to transmit large torques suitable is. The use of ring gears, which are generally very expensive to produce, as is essential with planetary gears, is not necessary. It is also not necessary to provide a comparatively large number of planet gears, which are necessary in order to be able to reliably transmit the torques that occur in such unbalanced arrangements.

Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung Stirnräder Zahnräder sind, welche an ihrem Außenumfang eine Verzahnung mit nach radial außen vorstehenden Zähnen aufweisen und welche mit anderen Stirnrädern dadurch in Antriebsverbindung stehen, dass die Verzahnungen dieser Stirnräder in Kämmeingriff stehen und somit in Kämmeingriff miteinander stehende Stirnräder sich gegensinnig drehen, oder dass ein Endlos-Übertragungsorgan, wie zum Beispiel ein Zahnriemen oder eine Kette, mit den Verzahnungen dieser Stirnräder in Eingriff steht und somit auf diese Art und Weise in Antriebsverbindung miteinander stehende Stirnräder sich gleichsinnig drehen.It should be pointed out that, in the context of the present invention, spur gears are gears which have teeth on their outer circumference with teeth projecting radially outwards and which are drive-connected to other spur gears in that the teeth of these spur gears are in meshing engagement and are therefore in meshing engagement connected spur gears rotate in opposite directions, or that an endless transmission element, such as a toothed belt or a chain, engages with the toothing of these spur gears and thus spur gears that are drive-connected to one another in this way rotate in the same direction.

Die Stirnrad-Getriebeanordnung umfasst ein durch den Unwuchtantrieb zur Drehung um eine Getriebe-Drehachse antreibbares Getriebe-Eingangsstirnrad, ein um die Getriebe-Drehachse drehbares Getriebe-Ausgangsstirnrad und eine Gruppe von mit dem Getriebe-Eingangsstirnrad und dem Getriebe-Ausgangsstirnrad in Kämmeingriff stehenden Getriebe-Verstellstirnrädern, wobei die Getriebe-Verstellstirnräder an einem Verstellstirnradträger drehbar getragen sind, und wobei der Verstellstirnradträger bezüglich des Getriebe-Eingangsstirnrads und des Getriebe-Ausgangsstirnrads um die Getriebe-Drehachse drehbar ist. Durch die Verdrehung bzw. Verschwenkung des Verstellstirnradträgers um die Getriebe-Drehachse wird eine Relativdrehung zwischen dem Getriebe-Eingangsstirnrad und dem Getriebe-Ausgangsstirnrad und somit eine Änderung der Phasenlage der Massenschwerpunkte der beiden Unwuchtmasseneinheiten bezüglich einander erzwungen.The spur gear arrangement comprises a gear input spur gear that can be driven by the unbalance drive to rotate about a gear rotation axis, a gear output spur gear that can rotate about the gear rotation axis, and a group of gear gears meshing with the gear input spur gear and the gear output spur gear. Variable spur gears, wherein the gear variable spur gears are rotatably supported on a variable spur gear carrier, and wherein the variable spur gear carrier is relative to the gear input spur gear and the Transmission output spur gear is rotatable about the transmission axis of rotation. By twisting or pivoting the Verstellstirnradträgers about the transmission axis of rotation, a relative rotation between the transmission input spur gear and the transmission output spur gear and thus a change in the phase position of the centers of mass of the two unbalanced mass units relative to each other is enforced.

Um diese Verschwenkung des Verstellstirnradträgers um die Getriebe-Drehachse zu erreichen, kann dem Verstellstirnradträger ein Verstellstirnradträgerantrieb zum Verschwenken des Verstellstirnradträgers um die Getriebe-Drehachse zugeordnet sein. Ein derartiger Verstellstirnradträgerantrieb kann einen Antriebsmotor umfassen, welcher auf den Verstellstirnradträger zum Beispiel über einen Kurbelantrieb, einen Schneckenradantrieb, einen Zahnstangenantrieb oder einen Zahnradantrieb, insbesondere einen Stirnradantrieb, einwirkt.In order to achieve this pivoting of the adjusting spur gear carrier about the gear axis of rotation, the adjusting spur gear carrier can be assigned an adjusting spur gear carrier drive for pivoting the adjusting spur gear carrier about the gear rotary axis. Such a variable spur gear drive can include a drive motor which is on the variable spur gear carrier, for example via a crank drive, a Worm wheel drive, a rack and pinion drive or a gear drive, in particular a spur gear drive, acts.

Für eine baulich einfache Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Getriebe-Drehachse der Unwucht-Drehachse entspricht.For a structurally simple design, it is proposed that the axis of rotation of the gear mechanism corresponds to the axis of rotation of the imbalance.

Zur Drehmomentübertragungskopplung des Getriebe-Eingangsstirnrads mit dem Getriebe-Ausgangsstirnrad kann die Gruppe von Verstellsstirnrädern ein um eine zur Getriebe-Drehachse parallele erste Verstellstirnrad-Drehachse drehbares und mit dem Getriebe-Eingangsstirnrad in Kämmeingriff stehendes erstes Verstellstirnrad und ein um eine zur Getriebe-Drehachse parallele zweite Verstellstirnrad-Drehachse drehbares und mit dem ersten Verstellstirnrad und dem Getriebe-Ausgangsstirnrad in Kämmeingriff stehendes zweites Verstellstirnrad umfassen.For torque transmission coupling of the transmission input spur gear with the transmission output spur gear, the group of adjusting spur gears can have a first adjusting spur gear that can rotate about a first adjusting spur gear rotation axis parallel to the gear rotation axis and mesh with the gear input spur gear, and a first adjusting spur gear about a second adjustment spur gear that is parallel to the gear rotation axis Variable spur gear axis of rotation rotatable and second variable spur gear meshing with the first variable spur gear and the transmission output spur gear.

Bei einer Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Unwuchtanordnung kann das Getriebe-Ausgangsstirnrad mit der zweiten Unwuchtmasseneinheit zur gemeinsamen Drehung gekoppelt sein.In an embodiment variant of an unbalanced arrangement according to the invention, the transmission output spur gear can be coupled to the second unbalanced mass unit for common rotation.

Um eine gleichmäßige Gewichtsverteilung einer Verdichterwalze in Richtung einer Walzendrehachse derselben zu unterstützen, wird vorgeschlagen, dass das Getriebe-Eingangsstirnrad mit dem Unwuchtantrieb über die erste Unwuchtmasseneinheit zur Drehung antreibbar ist, oder/und dass die erste Unwuchtmasseneinheit und die zweite Unwuchtmasseneinheit axial zwischen dem Unwuchtantrieb und der Phasenlage-Verstelleinheit angeordnet sind.In order to support an even weight distribution of a compactor roller in the direction of a roller axis of rotation, it is proposed that the transmission input spur gear can be driven to rotate with the unbalanced drive via the first unbalanced mass unit, and/or that the first unbalanced mass unit and the second unbalanced mass unit axially between the unbalanced drive and the phase position adjustment unit are arranged.

Für eine derartige Verteilung des Gewichts in Richtung der Walzendrehachse kann die erste Unwuchtmasseneinheit in einem ersten axialen Endbereich mit dem Unwuchtantrieb zum Antreiben der ersten Unwuchtmasseneinheit zur Drehung um die Unwucht-Drehachse gekoppelt sein, und die erste Unwuchtmasseneinheit kann in einem zweiten axialen Endbereich vermittels einer Getriebe-Übertragungseinheit mit dem Getriebe-Eingangsstirnrad in Antriebsverbindung stehen.For such a distribution of the weight in the direction of the roll axis of rotation, the first unbalanced mass unit can be coupled in a first axial end area to the unbalanced drive for driving the first unbalanced mass unit to rotate about the unbalanced axis of rotation, and the first unbalanced mass unit can be coupled in a second axial end area by means of a gear -Transmission unit with the gear input spur gear in drive connection.

Dabei kann die Getriebe-Übertragungseinheit umfassen:

  • ein mit dem zweiten axialen Endbereich der ersten Unwuchtmasseneinheit zur gemeinsamen Drehung um die Unwucht-Drehachse gekoppeltes Übertragungs-Antriebsstirnrad,
  • ein erstes Übertragungs-Zwischenstirnrad an einer um eine zur Unwucht-Drehachse parallelen Übertragungs-Drehachse drehbaren Übertragungswelle, wobei das erste Übertragungs-Zwischenstirnrad in Antriebsverbindung mit dem Übertragungs-Antriebsstirnrad steht,
  • ein zweites Übertragungs-Zwischenstirnrad an der Übertragungswelle, wobei das zweite Übertragungs-Stirnrad in Antriebsverbindung mit dem Getriebe-Eingangsstirnrad steht.
The transmission transmission unit can include:
  • a transmission drive spur gear coupled to the second axial end region of the first unbalanced mass unit for common rotation about the unbalanced axis of rotation,
  • a first transmission intermediate spur gear on a transmission shaft rotatable about a transmission axis of rotation parallel to the unbalance rotational axis, the first transmission intermediate spur gear being in drive connection with the transmission drive spur gear,
  • a second intermediate transfer spur on the transfer shaft, the second transfer spur being drivingly connected to the transmission input spur.

Um dafür zu sorgen, dass das erste Übertragungs-Stirnrad und das Übertragungs-Antriebsstirnrad sich in der gleichen Drehrichtung drehen, kann das erste Übertragungs-Zwischenstirnrad mit dem Übertragungs-Antriebsstirnrad vermittels eines Endlos-Übertragungsorgans oder/und wenigstens eines Verbindungs-Stirnrads in Antriebsverbindung stehen. Bei Einsatz beispielsweise eines einzigen mit dem ersten Übertragungs-Stirnrad und dem Übertragungs-Antriebsstirnrad in Kämmeingriff stehenden Verbindungs-Stirnrads ist gleichermaßen gewährleistet, dass das erste Übertragungs-Stirnrad und das Übertragungs-Antriebsstirnrad in der gleichen Drehrichtung drehen. Auch mehrere einen Zahnradzug bildende Verbindungs-Stirnräder können zur Herstellung der Antriebsverbindung eingesetzt werden.In order to ensure that the first transmission spur gear and the transmission drive spur gear rotate in the same direction of rotation, the first transmission intermediate spur gear can be drivingly connected to the transmission drive spur gear by means of an endless transmission organ and/or at least one connecting spur gear . When using, for example, a single connecting spur gear meshing with the first transfer spur gear and the transfer drive spur gear, it is equally ensured that the first transfer spur gear and the transfer drive spur gear rotate in the same direction of rotation. Several connecting spur gears forming a gear train can also be used to produce the drive connection.

Das zweite Übertragungs-Zwischenstirnrad kann mit dem Getriebe-Eingangsstirnrad in Kämmeingriff stehen, so dass diese beiden Stirnräder sich gegensinnig zueinander drehen.The second transfer intermediate spur gear can mesh with the transmission input spur gear so that these two spur gears rotate in opposite directions to each other.

Das Endlos-Übertragungsorgan kann für eine schlupffreie Übertragung des Drehmoments einen Zahnriemen oder eine Antriebskette umfassen. Ferner kann hierfür vorgesehen sein, dass das erste Übertragungs-Zwischenstirnrad und das zweite Übertragungs-Zwischenstirnrad an der Übertragungswelle drehfest getragen sind.The endless transmission element can include a toothed belt or a drive chain for a slip-free transmission of the torque. Furthermore, it can be provided for this purpose that the first transmission intermediate spur gear and the second transmission intermediate spur gear are carried on the transmission shaft in a rotationally fixed manner.

Bei einer alternativen Ausgestaltungsart einer Unwuchtanordnung kann zum Einleiten eines Antriebsdrehmoments das Getriebe-Eingangsstirnrad in Antriebsverbindung mit einem Motor-Antriebsstirnrad stehen.In an alternative embodiment of an unbalance arrangement, the transmission input spur gear can be in drive connection with a motor drive spur gear for introducing a drive torque.

Um für das Getriebe-Eingangsstirnrad die erforderliche Drehrichtung vorzusehen, so dass die beiden Unwuchtmasseneinheiten sich in der gleichen Drehrichtung drehen, wird vorgeschlagen, dass das Getriebe-Eingangsstirnrad in Kämmeingriff mit dem Motor-Antriebsstirnrad steht. Das Motor-Antriebsstirnrad kann an einer Antriebswelle des Unwuchtantriebs vorgesehen sein.In order to provide the necessary direction of rotation for the transmission input spur gear, so that the two unbalance mass units rotate in the same direction of rotation, it is proposed that the transmission input spur gear mesh with the motor drive spur gear. The motor drive spur gear can be provided on a drive shaft of the unbalance drive.

Um bei dieser Ausgestaltung das Antriebsdrehmoment auch zur ersten Unwuchtmasseneinheit leiten zu können, kann die erste Unwuchtmasseneinheit vermittels einer Getriebe-Übertragungseinheit mit dem Motor-Antriebsstirnrad in Antriebsverbindung stehen.In order to also be able to conduct the drive torque to the first unbalanced mass unit in this embodiment, the first unbalanced mass unit can be drive-connected to the motor drive spur gear by means of a transmission transmission unit.

Dabei kann die Getriebe-Übertragungseinheit umfassen:

  • ein erstes Übertragungs-Zwischenstirnrad an einer um eine zur Unwucht-Drehachse parallelen Übertragungs-Drehachse drehbaren Übertragungswelle, wobei das erste Übertragungs-Zwischenstirnrad in Antriebsverbindung mit dem Motor-Stirnrad steht,
  • ein zweites Übertragungs-Zwischenstirnrad an der Übertragungswelle,
  • ein mit der ersten Unwuchtmasseneinheit zur gemeinsamen Drehung um die Unwucht-Drehachse gekoppeltes Übertragungs-Abtriebsstirnrad, wobei das Übertragungs-Abtriebsstirnrad in Antriebsverbindung mit dem zweiten Übertragungs-Zwischenstirnrad steht.
The transmission transmission unit can include:
  • a first transmission intermediate spur gear on a transmission shaft rotatable about a transmission rotational axis parallel to the unbalance rotational axis, the first transmission intermediate spur gear being in driving connection with the motor spur gear,
  • a second intermediate transmission spur gear on the transmission shaft,
  • a transfer output spur gear coupled to the first imbalance mass unit for common rotation about the imbalance axis of rotation, the transfer output spur gear being drivingly connected to the second transfer intermediate spur gear.

Zum Erreichen der erforderlichen Drehrichtung der ersten Unwuchtmasseneinheit wird vorgeschlagen, dass das erste Übertragungs-Zwischenstirnrad mit dem Motor-Antriebsstirnrad in Kämmeingriff steht, oder/und dass das zweite Übertragungs-Zwischenstirnrad mit dem Übertragungs-Abtriebsstirnrad in Kämmeingriff steht.To achieve the required direction of rotation of the first unbalanced mass unit, it is proposed that the first transmission intermediate spur gear mesh with the motor drive spur gear and/or that the second transmission intermediate spur gear mesh with the transfer output spur gear.

Für eine zuverlässige Drehmomentübertragung in der Getriebe-Übertragungseinheit können das erste Übertragungs-Zwischenstirnrad und das zweite Übertragungs-Zwischenstirnrad an der Übertragungswelle drehfest getragen sein.For reliable torque transmission in the gear transmission unit, the first transmission intermediate spur gear and the second transmission intermediate spur gear can be carried on the transmission shaft in a rotationally fixed manner.

Für eine axial kompakt bauende Ausgestaltung können der Unwuchtantrieb und die Phasenlage-Verstelleinheit an der selben axialen Seite bezüglich der ersten Unwuchtmasseneinheit und der zweiten Unwuchtmasseneinheit angeordnet sein.For an axially compact configuration, the unbalanced drive and the phase position adjustment unit can be arranged on the same axial side with respect to the first unbalanced mass unit and the second unbalanced mass unit.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Verdichterwalze für einen Bodenverdichter, umfassend einen eine Walzendrehachse umgebenden Walzenmantel, wobei in einem Walzeninnenraum eine erfindungsgemäß aufgebaute Unwuchtanordnung vorgesehen ist.The present invention also relates to a compactor roller for a soil compactor, comprising a roller shell surrounding a roller axis of rotation, with an unbalanced arrangement constructed according to the invention being provided in a roller interior.

Um die Verdichterwalze als Vibrationswalze betreiben zu können, bei welcher durch die Unwuchtanordnung eine zur Walzendrehachse im Wesentlichen orthogonal wirkende, periodische Kraft auf die Verdichterwalze ausgeübt wird, wird vorgeschlagen, dass die Walzendrehachse der Unwucht-Drehachse entspricht.In order to be able to operate the compactor roller as a vibrating roller, in which the unbalanced arrangement exerts a periodic force acting essentially orthogonally to the roller axis of rotation on the compactor roller, it is proposed that the roller axis of rotation correspond to the unbalanced axis of rotation.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Bodenverdichter, umfassend wenigstens eine an einem Verdichterrahmen um eine Walzendrehachse drehbar getragene, erfindungsgemäß aufgebaute Verdichterwalze.The present invention further relates to a soil compactor, comprising at least one compactor roller constructed according to the invention and rotatably supported on a compactor frame about a roller axis of rotation.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1
eine perspektivische Ansicht eines Bodenverdichters mit zwei Verdichterwalzen;
Fig. 2
eine Schnittansicht einer an einem Maschinenrahmen drehbar getragenen Verdichterwalze des Bodenverdichters der Fig. 1 mit einer in der Verdichterwalze angeordneten Unwuchtanordnung;
Fig. 3
eine teilweise im Schnitt dargestellte perspektivische Ansicht einer Phasenlage-Verstelleinheit der Unwuchtanordnung der Verdichterwalze der Fig. 2;
Fig. 4
die Phasenlage-Verstellanordnung der Fig. 3 mit weiteren entfernten Gehäuseteilen;
Fig. 5
die Phasenlage-Verstelleinheit der Fig. 4, betrachtet unter einem anderen Blickwinkel;
Fig. 6
eine perspektivische Ansicht einer Phasenlage-Verstelleinheit einer anderen Ausgestaltungsart;
Fig. 7
die Phasenlage-Verstelleinheit der Fig. 6, betrachtet unter einem anderen Blickwinkel;
Fig. 8
die Phasenlage-Verstelleinheit der Fig. 8 ohne diese teilweise aufnehmende Gehäuseteile;
Fig. 9
die Phasenlage-Verstelleinheit der Fig. 8, betrachtet unter einem anderen Blickwinkel;
Fig. 10
die Phasenlage-Verstelleinheit der Fig. 8 mit weiteren nicht dargestellten Gehäuseteilen.
The present invention is described in detail below with reference to the attached figures. It shows:
1
a perspective view of a soil compactor with two compactor rollers;
2
a sectional view of a compactor roller rotatably carried on a machine frame of the soil compactor of FIG 1 with an unbalance arrangement arranged in the compactor roller;
3
a partially sectional perspective view of a phase position adjustment unit of the unbalanced arrangement of the compactor roller 2 ;
4
the phasing arrangement of the 3 with other housing parts removed;
figure 5
the phase position adjustment unit 4 , viewed from a different angle;
6
a perspective view of a phase position adjustment unit of another embodiment;
7
the phase position adjustment unit 6 , viewed from a different angle;
8
the phase position adjustment unit 8 without these partially receiving housing parts;
9
the phase position adjustment unit 8 , viewed from a different angle;
10
the phase position adjustment unit 8 with other housing parts not shown.

In Fig. 1 ist ein Bodenverdichter allgemein mit 10 bezeichnet. Der Bodenverdichter 10 umfasst an einem zentralen Maschinenrahmen 12 eine Kabine 14, in welcher eine Bedienperson Platz nehmen kann. An dem zentralen Maschinenrahmen 12 sind schwenkbar ein vorderer Maschinenrahmen 16 und ein hinterer Maschinenrahmen 18 getragen. Am vorderen Maschinenrahmen 16 und am hinteren Maschinenrahmen 18 ist jeweils eine Verdichterwalze 20, 22 um eine Walzendrehachse drehbar getragen. Der vordere Maschinenrahmen 16 und der hintere Maschinenrahmen 18 sowie die daran drehbar getragenen Verdichterwalzen 20, 22 können zueinander im Wesentlichen baugleich sein und werden nachfolgend unter Bezug auf Fig. 2 beispielhaft anhand des hinteren Maschinenrahmens 18 bzw. der daran um eine Walzendrehachse W drehbar getragenen Verdichterwalze 22 erläutert.In 1 a soil compactor is generally denoted by 10 . The soil compactor 10 comprises a cab 14 on a central machine frame 12, in which an operator can sit. A front machine frame 16 and a rear machine frame 18 are pivotally supported on the central machine frame 12 . On the front machine frame 16 and on the rear machine frame 18, a compactor roller 20, 22 is rotatably supported about a roller axis of rotation. The front machine frame 16 and the rear machine frame 18 and the compactor rollers 20, 22 rotatably supported thereon can be mutually im Essentially be identical and are below with reference to 2 explained by way of example using the rear machine frame 18 or the compactor roller 22 rotatably carried thereon about a roller axis of rotation W.

Es ist darauf hinzuweisen, dass der Bodenverdichter 10 verschiedenst ausgeführt sein kann und beispielsweise auch nur eine derartige Verdichterwalze, beispielsweise im vorderen Bereich desselben aufweisen kann, während im hinteren Bereich des Bodenverdichters 10 dann eine Mehrzahl von Gummirädern vorgesehen sein kann. Der nachfolgend erläuterte Aufbau einer Verdichterwalze kann grundsätzlich unabhängig von der Ausgestaltung des Bodenverdichters 10 realisiert sein.It should be noted that the soil compactor 10 can be designed in many different ways and, for example, can also have only one such compactor roller, for example in the front area thereof, while in the rear region of the soil compactor 10 a plurality of rubber wheels can then be provided. The structure of a compactor roller explained below can in principle be implemented independently of the design of the soil compactor 10 .

Die Verdichterwalze 22 umfasst einen die Walzendrehachse W umgebenden Walzenmantel 24, der einen Walzeninnenraum 26 umgibt. An seitlichen Rahmenteilen 28, 30 des hinteren Maschinenrahmens 18 ist die Verdichterwalze 22 um die Walzendrehachse W drehbar getragen. Zum Antrieb des Bodenverdichters 10 kann der Verdichterwalze 22 ein Fahrantriebsmotor 23, beispielsweise Hydraulikmotor, zugeordnet sein.The compactor roller 22 comprises a roller shell 24 which surrounds the roller axis of rotation W and which surrounds an inner space 26 of the roller. The compactor roller 22 is rotatably supported about the axis of rotation W of the roller on lateral frame parts 28 , 30 of the rear machine frame 18 . To drive the soil compactor 10, the compactor roller 22 can be assigned a travel drive motor 23, for example a hydraulic motor.

Im Walzeninnenraum 26 ist eine allgemein mit 32 bezeichnete Unwuchtanordnung vorgesehen. Die Unwuchtanordnung 32 umfasst zwei um eine Unwucht-Drehachse U drehbare Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 jeweils mit einem zur Unwucht-Drehachse U, welche der Walzendrehachse W entspricht, exzentrischen Massenschwerpunkt M1, M2. Die beiden Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 sind so zueinander angeordnet, dass deren Massenschwerpunkte M1, M2 im gleichen axialen Bereich, insbesondere einem axialen Mittenbereich der Verdichterwalze 22 positioniert sind. Wie in Fig. 2 erkennbar, kann beispielsweise die erste Unwuchtmasseneinheit 34 in der Verdichterwalze 22 an darin getragenen Aufhängungen 38, 40 drehbar getragen sein, und die zweite Unwuchtmasseneinheit 36 kann in der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 aufgenommen und daran drehbar getragen sein.An unbalanced arrangement, generally designated 32, is provided in the interior space 26 of the roll. The unbalance arrangement 32 comprises two unbalance mass units 34, 36 rotatable about an unbalance axis of rotation U, each with a center of mass M 1 , M 2 eccentric to the unbalance axis of rotation U, which corresponds to the axis of rotation W of the roller. The two unbalanced mass units 34 , 36 are arranged in relation to one another in such a way that their centers of mass M 1 , M 2 are positioned in the same axial area, in particular an axial center area of the compactor roller 22 . As in 2 For example, as can be seen, the first unbalance mass unit 34 may be rotatably supported in the compactor drum 22 on hangers 38, 40 carried therein, and the second unbalance mass unit 36 may be received in the first unbalance mass unit 34 and rotatably supported thereon.

Der Unwuchtanordnung 32 ist ein Unwuchtantrieb 42 zugeordnet. Dieser beispielsweise als Hydraulikmotor ausgebildete Unwuchtantrieb 42 ist mit einem von der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 sich erstreckenden Wellenabschnitt 44 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt und treibt somit die erste Unwuchtmasseneinheit 34 direkt zur Drehung um die Unwucht-Drehachse U bzw. die Walzendrehachse W an. Direkt bedeutet in diesem Sinne, dass zwischen einer Antriebswelle des Unwuchtantriebs 42 und dem Wellenabschnitt 44 bzw. der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 keine das Drehmoment übertragende Getriebeanordnung oder dergleichen vorgesehen ist.An unbalanced drive 42 is assigned to the unbalanced arrangement 32 . This imbalance drive 42, designed as a hydraulic motor, for example, is coupled to a shaft section 44 extending from the first imbalance mass unit 34 for common rotation and thus drives the first imbalance mass unit 34 directly to rotate about the imbalance axis of rotation U or the roller axis of rotation W. In this sense, directly means that no gear arrangement or the like that transmits the torque is provided between a drive shaft of the unbalance drive 42 and the shaft section 44 or the first unbalance mass unit 34 .

Die zweite Unwuchtmasseneinheit 36 wird durch den Unwuchtantrieb 42 über die erste Unwuchtmasseneinheit 34 und eine allgemein mit 46 bezeichnete Phasenlage-Verstelleinheit zur Drehung um die Unwucht-Drehachse U angetrieben. Die Phasenlage-Verstelleinheit 46 ist antriebsseitig an einen Hohlwellenabschnitt 48 der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 und abtriebsseitig an einen den Hohlwellenabschnitt 48 durchsetzenden Wellenabschnitt 50 der zweiten Unwuchtmasseneinheit 36 angekoppelt.The second unbalanced mass unit 36 is driven to rotate about the unbalanced axis of rotation U by the unbalanced drive 42 via the first unbalanced mass unit 34 and a phase position adjustment unit, generally designated 46 . The phase position adjustment unit 46 is coupled on the drive side to a hollow shaft section 48 of the first unbalanced mass unit 34 and on the output side to a shaft section 50 of the second unbalanced mass unit 36 passing through the hollow shaft section 48 .

Vermittels der Phasenlage-Verstelleinheit 46 wird nicht nur das Antriebsdrehmoment des Unwuchtantriebs 42 über die erste Unwuchtmasseneinheit 34 auf die zweite Unwuchtmasseneinheit 36 übertragen, sondern die Phasenlage-Verstelleinheit 46 kann auch dazu betrieben werden, die Phasenlage der Massenschwerpunkte M1, M2 der beiden Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 um die Unwucht-Drehachse U bezüglich einander einzustellen, was bedeutet, dass der Winkelabstand der beiden Massenschwerpunkte M1, M2 um die Unwucht-Drehachse U bezüglich einander eingestellt werden kann. Der Verstellbereich beträgt vorzugsweise 180°, so dass, ausgehend von dem in Fig. 2 dargestellten Zustand, in welchem die beiden Massenschwerpunkte M1, M2 einen Winkelabstand von 180° zueinander aufweisen und somit die durch die beiden Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 bereitgestellten Unwuchten einander kompensieren, der Winkelabstand auf Null reduziert werden kann, so dass die beiden Massenschwerpunkte M1, M2 die gleiche Phasenlage zueinander aufweisen und die Unwuchtanordnung 32 eine maximale Unwucht bereitstellt. Da die Unwuchtanordnung 32 derart positioniert ist, dass die Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 durch den Unwuchtantrieb 42 zur Drehung um die Walzendrehachse V angetrieben wird, wird durch die rotierenden Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 grundsätzlich eine zur Walzendrehachse W im Wesentlichen orthogonale Kraft erzeugt, so dass für die Verdichterwalze 42 eine Vibrationsbeschleunigung generiert wird, durch welche diese entsprechend periodisch in Richtung auf den zu verdichtenden Untergrund zu bzw. davon weg beschleunigt wird.By means of the phase position adjustment unit 46, not only is the drive torque of the unbalance drive 42 transmitted to the second unbalance mass unit 36 via the first unbalance mass unit 34, but the phase position adjustment unit 46 can also be operated to adjust the phase position of the centers of mass M 1 , M 2 of the two unbalance mass units 34, 36 to adjust the unbalance axis of rotation U with respect to each other, which means that the angular distance between the two centers of mass M 1 , M 2 around the unbalance axis of rotation U can be adjusted with respect to one another. The adjustment range is preferably 180°, so that, starting from the 2 shown state, in which the two centers of mass M 1 , M 2 have an angular distance of 180° to each other and thus the imbalances provided by the two unbalance mass units 34, 36 compensate each other, the angular distance can be reduced to zero, so that the two centers of mass M 1 , M 2 have the same phase relation to one another and the imbalance arrangement 32 provides a maximum imbalance. Since the unbalance assembly 32 is positioned such that the Unbalanced mass units 34, 36 are driven by the unbalanced drive 42 to rotate about the roller axis of rotation V, the rotating unbalanced mass units 34, 36 generate a force that is essentially orthogonal to the roller axis of rotation W, so that a vibration acceleration is generated for the compactor roller 42, by which this is correspondingly periodically accelerated towards or away from the subsoil to be compacted.

Der Aufbau der Phasenlage-Verstelleinheit 46 wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 3 bis 5 detailliert beschrieben.The structure of the phase position adjustment unit 46 is described below with reference to FIG Figures 3 to 5 described in detail.

Die Phasenlage-Verstelleinheit 46 weist eingangsseitig einen Keilverzahnungsabschnitt 52 auf, welcher mit dem Hohlwellenabschnitt 48 der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 zur gemeinsamen Drehung um die Unwucht-Drehachse U gekoppelt werden kann. Drehfest mit dem Keilverzahnungsabschnitt 52 ist ein Übertragungs-Antriebsstirnrad 54 einer allgemein mit 56 bezeichneten Getriebe-Übertragungseinheit verbunden. Die Getriebe-Übertragungseinheit 56 umfasst ferner an einer Übertragungswelle 58 ein erstes Übertragungs-Zwischenstirnrad 60 und ein zweites Übertragungs-Zwischenstirnrad 62. Die beiden Übertragungs-Zwischenstirnräder 60, 62 sind an der Übertragungswelle 58 jeweils drehest getragen und mit dieser um eine Übertragungs-Drehachse Ue drehbar. Es ist darauf hinzuweisen, dass im dargestellten Beispiel die beiden Übertragungs-Zwischenstirnräder 60, 62 in axialem Abstand zueinander angeordnet sind. Gleichermaßen könnten diese als jeweilige Zahnradabschnitte eines in Richtung der Übertragungswelle 58 durchgehend ausgebildeten oder diese bereitstellenden Zwischenstirnrads ausgebildet sein.The phase position adjustment unit 46 has a splined section 52 on the input side, which can be coupled to the hollow shaft section 48 of the first unbalanced mass unit 34 for common rotation about the unbalanced axis of rotation U. A transmission drive spur gear 54 of a gear transmission unit, generally designated 56, is connected in a rotationally fixed manner to the splined section 52 . The transmission transmission unit 56 also includes a first transmission intermediate spur gear 60 and a second transmission intermediate spur gear 62 on a transmission shaft 58. The two transmission intermediate spur gears 60, 62 are each rotatably carried on the transmission shaft 58 and with it about a transmission axis of rotation Ue rotatable. It should be noted that in the example shown, the two intermediate transmission spur gears 60, 62 are spaced axially from one another. Equally, these could be designed as respective gearwheel sections of an intermediate spur gear that is continuous in the direction of the transmission shaft 58 or provides it.

Das erste Übertragungs-Zwischenstirnrad 60 ist über ein Endlos-Übertragungsorgan 64, hier ausgebildet als Zahnriemen, in Antriebsverbindung mit dem Übertragungs-Antriebsstirnrad 54. Das zweite Übertragungs-Zwischenstirnrad 62 steht in Kämmeingriff mit einem Getriebe-Eingangsstirnrad 66 einer allgemein mit 68 bezeichneten Stirnrad-Getriebeanordnung der Phasenlage-Verstelleinheit 46 und ist somit in Antriebsverbindung damit. Ein Getriebe-Ausgangsstirnrad 70 der Stirnrad-Getriebeanordnung 68 ist drehfest mit einem weiteren Keilverzahnungsabschnitt 72, der wiederum mit dem Wellenabschnitt 50 der zweiten Unwuchtmasseneinheit 36 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt werden kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass sowohl eingangsseitig, als auch ausgangsseitig die Phasenlage-Verstelleinheit 46 in anderer Art und Weise als durch die Keilverzahnungsabschnitte 52, 72 mit der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 bzw. der zweiten Unwuchtmasseneinheit 36 gekoppelt werden kann.The first intermediate transmission spur gear 60 is in drive connection with the transmission drive spur gear 54 via an endless transmission element 64, here designed as a toothed belt. Gear arrangement of the phase position adjustment unit 46 and is thus in drive connection with it. A transmission output spur gear 70 of the spur gear assembly 68 is non-rotatably connected to a further splined section 72, which in turn can be coupled to the shaft section 50 of the second unbalanced mass unit 36 for common rotation. It should be noted that the phase position adjustment unit 46 can be coupled to the first unbalanced mass unit 34 or the second unbalanced mass unit 36 both on the input side and on the output side in a manner other than by the splined sections 52, 72.

Die Stirnrad-Getriebeanordnung 68 umfasst an einem kassettenartigen Gehäuse 74, das in einem Gehäuse 76 der Phasenlage-Verstelleinheit 76 um eine Getriebe-Drehachse G schwenkbar getragen ist, eine Gruppe von Getriebe-Verstellstirnrädern 78, 80. Im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel entspricht die Getriebe-Drehachse G der Unwucht-Drehachse U und somit auch der Walzendrehachse W. Zur Verschwenkung des Gehäuses 74 des einen Verstellstirnradträger 82 bereitstellenden Gehäuses 74 kann, wie im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel gezeigt, ein beispielsweise durch einen Hydraulikzylinder, einen Zahnstangenantrieb, einen Schneckenradantrieb oder dergleichen betätigter Stellhebelmechanismus 84 genutzt werden, dessen Verschwenkung um die Getriebe-Drehachse G zu einer entsprechenden Verschwenkung des Verstellstirnradträgers 82 um die Getriebe-Drehachse G führt.The spur gear arrangement 68 comprises a group of gear adjusting spur gears 78, 80 on a cassette-like housing 74, which is supported in a housing 76 of the phase position adjustment unit 76 so as to be pivotable about a gear rotation axis G. In the exemplary embodiment shown, the gear rotation axis corresponds G of the unbalance axis of rotation U and thus also of the roller axis of rotation W. To pivot the housing 74 of the housing 74 that provides an adjusting spur gear carrier 82, as shown in the exemplary embodiment shown, an adjusting lever mechanism 84 actuated, for example, by a hydraulic cylinder, a rack and pinion drive, a worm wheel drive or the like can be used be whose pivoting about the transmission axis of rotation G leads to a corresponding pivoting of the adjusting spur gear carrier 82 about the transmission axis of rotation G.

Die Gruppe von Getriebe-Verstellstirnrädern 78, 80 umfasst ein um eine erste Verstellstirnrad-Drehachse V1 am Verstellstirnradträger 82 drehbar getragenes erstes Getriebe-Verstellstirnrad 78 und umfasst ein am Verstellstirnradträger 82 um eine zweite Verstellstirnrad-Drehachse V2 drehbar getragenes zweites Getriebe-Verstellstirnrad 80. Die beiden Getriebe-Verstellstirnräder 78, 80 liegen axial zueinander versetzt, so dass das erste Getriebe-Verstellstirnrad 78 mit einem Verzahnungsabschnitt desselben in Kämmeingriff mit dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66 steht und mit einem anderen Verzahnungsabschnitt desselben in Kämmeingriff mit dem zweiten Getriebe-Verstellstirnrad 80 steht. Das zweite Getriebe-Verstellstirnrad 80 wiederum steht mit einem weiteren Verzahnungsabschnitt in Kämmeingriff mit dem Getriebe-Ausgangsstirnrad 70. Es ist darauf hinzuweisen, dass in den dargestellten Ausgestaltungsbeispielen die beiden Getriebe-Verstellstirnräder 78, 80 als diese Verzahnungsabschnitte durchgehend aufweisende Stirnräder ausgebildet sind. Die Getriebe-Verstellstirnräder 78, 80 könnten gleichermaßen auch durch an einer jeweilige Welle drehfest getragene voneinander axial getrennte Zahnradabschnitte ausgebildet sein.The group of gear adjustment spur gears 78, 80 includes a first gear adjustment spur gear 78, which is rotatably supported on the adjustment spur gear carrier 82 about a first adjustment spur gear axis of rotation V1, and includes a second gear adjustment spur gear 80, which is rotatably supported on the adjustment spur gear carrier 82 about a second adjustment spur gear rotation axis V2 The two gear adjustment spur gears 78, 80 are axially offset from one another, so that the first gear adjustment spur gear 78 meshes with a toothing section of the same with the gear input spur gear 66 and with another gear section of the same meshes with the second gear adjustment spur gear 80 stands. The second gear adjusting spur gear 80 in turn meshes with the gear output spur gear 70 with a further toothing section. It should be pointed out that in the illustrated embodiment examples the two gear adjusting spur gears 78, 80 are designed as spur gears having these toothing sections throughout. The gear adjusting spur gears 78, 80 could equally well be formed by gear wheel sections which are axially separated from one another and are carried on a respective shaft in a rotationally fixed manner.

Soll im Betrieb die Unwuchtanordnung 32 erregt werden, um die Verdichterwalze 22 in Vibration zu versetzen, treibt der Unwuchtantrieb 42 die erste Unwuchtmasseneinheit 34 zur Drehung um die Unwuchtachse U an. Die um die Unwucht-Drehachse U rotierende erste Unwuchtmasseneinheit 34 treibt über die Phasenlage-Verstelleinheit die zweite Unwuchtmasseneinheit 36 zur Drehung um die Unwucht-Drehachse U an. Durch die Ausgestaltung der Getriebe-Übertragungseinheit 56 und der Stirnrad-Getriebeanordnung 68 ist dafür gesorgt, dass grundsätzlich die beiden über die Phasenlage-Verstelleinheit 46 miteinander gekoppelten Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 in der gleichen Drehrichtung und mit der gleichen Drehzahl zueinander um die Unwucht-Drehachse U und somit auch die Walzendrehachse W rotieren. Bei festgehaltenem Verstellstirnradträger 82 ändert sich dabei die Phasenlage der Massenschwerpunkte M1, M2 nicht.If the unbalance arrangement 32 is to be excited during operation in order to cause the compactor roller 22 to vibrate, the unbalance drive 42 drives the first unbalance mass unit 34 to rotate about the unbalance axis U. The first unbalanced mass unit 34 rotating about the unbalanced axis of rotation U drives the second unbalanced mass unit 36 to rotate about the unbalanced axis of rotation U via the phase position adjustment unit. The design of the transmission transmission unit 56 and the spur gear arrangement 68 ensures that the two unbalanced mass units 34, 36 coupled to one another via the phase position adjustment unit 46 rotate in the same direction of rotation and at the same speed relative to one another about the unbalanced axis of rotation U and thus also the roll axis of rotation W rotate. When the adjusting spur gear carrier 82 is held in place, the phase position of the centers of mass M 1 , M 2 does not change.

Soll die Phasenlage der beiden Massenschwerpunkte M1, M2 bezüglich einander verändert werden, wird der Stellhebelmechanismus 84 und mit diesem der Verstellstirnradträger 82 um die Getriebe-Drehachse G verschwenkt. Dies erzwingt eine Relativdrehung zwischen dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66 und dem Getriebe-Ausgangsstirnrad 70. Aufgrund der Dimensionierung der verschiedenen Stirnräder der Stirnrad-Getriebeanordnung 68 findet eine Bewegungsübersetzung statt, so dass eine Verschwenkung des Verstellstirnradträgers 82 um die Getriebe-Drehachse G in einem Winkel von 90° zu einer Relativdrehung zwischen dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66 und dem Getriebe-Ausgangsstirnrad 70 um 180° führt, so dass auch die Massenschwerpunkte M1, M2 der beiden Unwuchtmasseneinheiten 34, 36 bei einer Verschwenkung des Verstellstirnradträgers 82 in einem Winkelbereich von 90° eine Änderung in der Phasenlage bzw. der Winkellage zueinander in einem Winkelbereich von 180° erfahren, so dass zwischen maximaler Unwuchtwirkung und minimaler bzw. nicht vorhandener Unwuchtwirkung stufenlos verstellt werden kann. Diese Verstellung kann von der in der Kabine 14 Platz findenden Bedienperson abhängig von dem zu verdichtenden Untergrund oder/und dem Verdichtungsgrad des zu verdichtenden Untergrunds durch ein entsprechendes Betätigungsorgan ausgelöst werden.If the phasing of the two centers of gravity M 1 , M 2 relative to one another is to be changed, the adjusting lever mechanism 84 and with it the adjusting spur gear carrier 82 are pivoted about the axis of rotation G of the transmission. This forces a relative rotation between the transmission input spur gear 66 and the transmission output spur gear 70. Due to the dimensioning of the various spur gears of the spur gear arrangement 68, a translation of movement takes place so that the adjustment spur gear carrier 82 can be pivoted about the transmission axis of rotation G at an angle of 90° leads to a relative rotation of 180° between the transmission input spur gear 66 and the transmission output spur gear 70, so that the centers of mass M 1 , M 2 of the two unbalanced mass units 34, 36 when the adjusting spur gear carrier 82 pivots in an angular range of 90° experience a change in the phase position or the angular position relative to one another in an angular range of 180°, so that it is possible to continuously adjust between maximum imbalance effect and minimum or non-existent imbalance effect. This adjustment can be made by the operator in the cabin 14 be triggered by a corresponding actuator depending on the substrate to be compacted and/or the degree of compaction of the substrate to be compacted.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Ausgestaltungsart der Unwuchtanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der Unwuchtantrieb 42 an einem ersten axialen Endbereich 86 der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 angeordnet ist, während die Phasenlage-Verstelleinheit 46 an einem zweiten axialen Endbereich 88 der ersten Unwuchtmasseneinheit 34 angeordnet ist, so dass die erste Unwuchtmasseneinheit 34 und damit auch die zweite Unwuchtmasseneinheit 36 axial zwischen dem Unwuchtantrieb 42 und der Phasenlage-Verstelleinheit 46 angeordnet sind. Dies führt zu einer in Achsrichtung näherungsweise gleichen Masseverteilung der verschiedenen Systembereiche der Unwuchtanordnung 32 im Walzeninnenraum 26.The in the Figures 2 to 4 The embodiment of the imbalance arrangement illustrated is characterized in that imbalance drive 42 is arranged on a first axial end area 86 of first imbalance mass unit 34, while phase position adjustment unit 46 is arranged on a second axial end area 88 of first imbalance mass unit 34, so that the first imbalance mass unit 34 and thus also the second unbalanced mass unit 36 are arranged axially between the unbalanced drive 42 and the phase position adjustment unit 46 . This leads to an approximately equal mass distribution in the axial direction of the various system areas of the imbalance arrangement 32 in the interior of the roll 26.

Mit Bezug auf die Fig. 6 bis 10 wird nachfolgend eine zweite Ausgestaltungsart der Unwuchtanordnung bzw. der Phasenlage-Verstelleinheit beschrieben, die sich dadurch auszeichnet, dass alle Systembereiche der Unwuchtanordnung, welche zum Antrieb bzw. zur Drehmomentübertragung bzw. auch zur Verstellung der Phasenlage dienen, an der gleichen axialen Seite der ersten Unwuchtmasseneinheit bzw. beider Unwuchtmasseneinheiten angeordnet sind. Dies führt zu einem axial kompakten Aufbau.With reference to the Figures 6 to 10 a second embodiment of the unbalanced arrangement or the phase position adjustment unit is described below, which is characterized in that all system areas of the unbalanced arrangement, which serve to drive or to transmit torque or also to adjust the phase position, are on the same axial side of the first unbalanced mass unit or both imbalance mass units are arranged. This leads to an axially compact structure.

Komponenten bzw. Systembereiche, welche den vorangehend beschriebenen Komponenten bzw. Systembereichen entsprechen, sind in den Fig. 6 bis 10 mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs "a" bezeichnet.Components or system areas that correspond to the components or system areas described above are in the Figures 6 to 10 denoted by the same reference numerals with the addition of the suffix "a".

Bei der in den Fig. 6 bis 10 dargestellten Ausgestaltungsform treibt der Unwuchtantrieb 42a, welcher beispielsweise einen Hydraulikmotor umfassen kann, über ein Motor-Antriebsstirnrad 90a, das an einer Motorausgangswelle drehfest getragen sein kann, einerseits das erste Übertragungs-Zwischenrad 60a der Getriebe-Übertragungseinheit 56a zur Drehung um die Übertragungs-Drehachse Ue an, und treibt andererseits das Getriebe-Eingangsstirnrad 66a der Stirnrad-Getriebeanordnung 68a zur Drehung um die Getriebe-Drehachse G an. Dazu steht das Motor-Antriebstellrad 90a in Kämmeingriff sowohl mit dem ersten Übertragungs-Zwischenstirnrad 60a, als auch dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66a. Das zweite Übertragungs-Zwischenstirnrad 62a steht in Kämmeingriff und damit in Antriebsverbindung mit einem Übertragungs-Abtriebsstirnrad 92a, das mit dem Hohlwellenabschnitt 48a der ersten Unwuchtmasseneinheit 34a zur gemeinsamen Drehung um die Unwucht-Drehachse U gekoppelt ist. Somit treibt der Unwuchtantrieb 42 die erste Unwuchtmasseneinheit 34a über die Getriebe-Übertragungseinheit 56a zur Drehung um die Unwucht-Drehachse U an.At the in the Figures 6 to 10 In the illustrated embodiment, the imbalance drive 42a, which can comprise a hydraulic motor, for example, drives via a motor drive spur gear 90a, which can be supported in a torque-proof manner on a motor output shaft, on the one hand the first intermediate transmission gear 60a of the transmission transmission unit 56a to rotate about the transmission axis of rotation Ue and, in turn, drives the transmission input spur gear 66a of the spur gear assembly 68a to rotate about the transmission axis of rotation G . stands by it the motor drive gear 90a meshes with both the first transfer intermediate spur gear 60a and the transmission input spur gear 66a. The second transmission intermediate spur gear 62a is in meshing engagement and thus in driving connection with a transmission output spur gear 92a, which is coupled to the hollow shaft section 48a of the first unbalanced mass unit 34a for common rotation about the unbalanced axis of rotation U. Thus, the unbalance drive 42 drives the first unbalance mass unit 34a to rotate about the unbalance axis of rotation U via the transmission transmission unit 56a.

Die Stirnrad-Getriebeanordnung 68a umfasst an dem als kassenttenartiges Gehäuse 74a ausgebildeten Verstellstirnradträger 82a das erste Getriebe-Verstellstirnrad 78a und das zweite Getriebe-Verstellstirnrad 80a. In diesem Ausgestaltungsbeispiel ist jedes der beiden Getriebe-Verstellstirnräder 78a, 80a mit zwei axial voneinander getrennt ausgebildeten Stirnradabschnitten ausgebildet. Einer dieser Stirnradabschnitte des ersten Getriebe-Verstellstirnrads 78a ist in Kämmeingriff mit dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66a. Der andere Stirnradabschnitt des ersten Getriebe-Verstellstirnrads 78a ist in Kämmeingriff mit einem der beiden Stirnradabschnitte des zweiten Getriebe-Verstellstirnrads 80a. Dessen zweiter Stirnradabschnitt ist in Kämmeingriff mit dem Getriebe-Ausgangsstirnrad 70a, welches wiederum drehfest an den Wellenabschnitt 50a angekoppelt ist, an welchem auch die zweite Unwuchtmasseneinheit 36a drehfest getragen ist. Somit treibt der Unwuchtantrieb 42a die zweite Unwuchtmasseneinheit 36a auch bei dieser Ausgestaltungsform über die Stirnrad-Getriebeanordnung 68a zur Drehung an.The spur gear arrangement 68a comprises the first gear adjustment spur gear 78a and the second gear adjustment spur gear 80a on the adjusting spur gear carrier 82a designed as a cassette-like housing 74a. In this exemplary embodiment, each of the two transmission adjustment spur gears 78a, 80a is formed with two spur gear sections that are formed axially separately from one another. One of these spur gear portions of the first transmission variable spur gear 78a meshes with the transmission input spur gear 66a. The other spur gear portion of the first gear variable spur gear 78a meshes with one of the two spur gear portions of the second gear variable spur gear 80a. Its second spur gear section meshes with the transmission output spur gear 70a, which in turn is coupled in a rotationally fixed manner to the shaft section 50a, on which the second unbalanced mass unit 36a is also carried in a rotationally fixed manner. Thus, the unbalanced drive 42a drives the second unbalanced mass unit 36a to rotate in this embodiment as well via the spur gear arrangement 68a.

Anders als bei der Ausgestaltungsform der Fig. 2 bis 5 ist der Unwuchtantrieb 42 bei der Ausgestaltungsform der Fig. 6 bis 10 mit seinem Motor-Antriebsstirnrad 90a direkt in Antriebsverbindung mit dem Eingangsbereich der Stirnrad-Getriebeanordnung 68a, nämlich dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66a, und treibt die erste Unwuchtmasseneinheit 34a nicht direkt, sondern über die Getriebe-Übertragungseinheit 56a an. Auch bei dieser Ausgestaltung ist die Anordnung und Dimensionierung der verschiedenen in Antriebsverbindung miteinander stehenden Stirnräder so gewählt, dass die beiden Unwuchtmasseneinheiten 34a, 36a durch den Unwuchtantrieb 42a grundsätzlich zur Drehung um die Unwucht-Drehachse U, welche auch hier wieder der Walzendrehachse entsprechend kann, in der gleichen Drehrichtung und mit der gleichen Drehzahl angetrieben werden.Unlike the embodiment of the Figures 2 to 5 is the unbalance drive 42 in the embodiment of Figures 6 to 10 with its motor drive spur gear 90a directly in driving connection with the input area of the spur gear arrangement 68a, namely the gear input spur gear 66a, and does not drive the first imbalance mass unit 34a directly, but via the gear transmission unit 56a. In this embodiment, too, the arrangement and dimensioning of the various spur gears that are drive-connected to one another is selected in such a way that the two unbalanced mass units 34a, 36a can basically rotate about the unbalanced axis of rotation U, which can also be driven in the same direction of rotation and at the same speed, corresponding to the axis of rotation of the roller.

Durch eine Verschwenkung des Verstellstirnradträgers 82a um die Getriebe-Drehachse G wird auch bei dieser Ausgestaltung durch die Wirkung der miteinander in Kämmeingriff stehenden Getriebe-Verstellstirnräder 78a, 80a eine Relativdrehung zwischen dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66a und dem Getriebe-Ausgangsstirnrad 70a und dementsprechend auch eine Relativdrehung zwischen der ersten Unwuchtmasseneinheit 34a und der zweiten Unwuchtmasseneinheit 36a erzwungen, so dass diese, ausgehend von der in den Fig. 6 bis 10 dargestellten Relativlage bzw. Phasenlage, in welcher die beiden Massenschwerpunkte die gleiche Phasenlage, also keinen Winkelversatz zueinander aufweisen und somit das erzeugte Unwuchtmoment maximal ist, zu einer Relativdrehlage bzw. Phasenlage bezüglich einander verschwenkt werden können, in welcher die beiden Massenschwerpunkte einen Winkelversatz bzw. eine Phasenlage von 180° zueinander aufweisen, so dass die beiden Unwuchtmasseneinheiten bzw. die dadurch bereitgestellten Unwuchten einander kompensieren und daher keine Vibrationsbeschleunigung auf die die Unwuchtanordnung 10a aufnehmende Verdichterwalze ausüben.By pivoting the adjusting spur gear carrier 82a about the gear axis of rotation G, a relative rotation between the gear input spur gear 66a and the gear output spur gear 70a and, accordingly, also a relative rotation occurs in this embodiment due to the effect of the gear adjusting spur gears 78a, 80a meshing with one another enforced between the first unbalanced mass unit 34a and the second unbalanced mass unit 36a, so that these, starting from in the Figures 6 to 10 relative position or phase position shown, in which the two centers of mass have the same phase position, i.e. no angular offset to one another and the imbalance torque generated is therefore maximum, can be pivoted to a relative rotational position or phase position with respect to one another, in which the two centers of mass have an angular offset or a Have a phase angle of 180° to one another, so that the two imbalance mass units or the imbalances provided thereby compensate each other and therefore do not exert any vibration acceleration on the compressor roller receiving the imbalance arrangement 10a.

Diese Verstellung des Verstellstirnradträgers 82a kann bei dem in den Fig. 6 bis 10 dargestellten Aufbau durch einen Verstellmotor 94a, beispielsweise Elektromotor, Hydraulikmotor oder dergleichen, und einen Stirnradmechanismus 96a erreicht werden. Der Stirnradmechanismus 96a umfasst ein erstes Stirnrad 98a, das an einer Motorwelle des Verstellmotors 94a drehfest getragen ist, und umfasst ein zweites Stirnrad 100a, welches an dem Verstellstirnradträger 82a drehfest getragen ist und somit zusammen mit diesem bei Erregung des Verstellmotors 94a sich um die Getriebe-Drehachse G dreht. Auch bei dieser Ausgestaltung ist dafür gesorgt, dass eine Drehung bzw. eine Verschwenkung des Verstellstirnradträgers 82a um die Getriebe-Drehachse G um 90° zu einer Relativdrehung zwischen dem Getriebe-Eingangsstirnrad 66a und dem Getriebe-Ausgangsstirnrad 70a und somit auch einer Relativdrehung zwischen den beiden Unwuchtmasseneinheiten 34a, 36a von 180° führt, so dass auch hier eine stufenlose Verstellung zwischen maximaler Unwuchtwirkung und minimaler bzw. nicht vorhandener Unwuchtwirkung erreicht werden kann.This adjustment of the Verstellstirnradträgers 82a can at the in the Figures 6 to 10 shown structure can be achieved by a variable displacement motor 94a, such as electric motor, hydraulic motor or the like, and a spur gear mechanism 96a. The spur gear mechanism 96a includes a first spur gear 98a non-rotatably supported on a motor shaft of the servo motor 94a, and includes a second spur gear 100a non-rotatably supported on the servo spur gear carrier 82a and thus revolving therewith upon energization of the servo motor 94a about the gear Axis of rotation G rotates. In this configuration, too, it is ensured that a rotation or pivoting of the adjusting spur gear carrier 82a about the transmission axis of rotation G by 90° leads to a relative rotation between the transmission input spur gear 66a and the transmission output spur gear 70a and thus also to a relative rotation between the two Imbalance mass units 34a, 36a of 180 ° leads, so that here, too, a continuous adjustment between maximum Imbalance effect and minimal or non-existent imbalance effect can be achieved.

Da bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Unwuchtanordnung die Übertragung des Drehmoments zwischen einem einzigen Unwuchtantrieb und den beiden Unwuchtmasseneinheiten teilweise direkt, teilweise über eine Stirnrad-Getriebeanordnung bzw. eine Phasenlage-Verstelleinheit erfolgt, in welcher ein Drehmoment ausschließlich durch in Kämmeingriff stehende oder über Endlos-Übertragungsorgane miteinander gekoppelte Stirnräder übertragen wird, wird ein mit Standard-Bauteilen herstellbarer, kompakter, gleichwohl zur Übertragung sehr großer Drehmomente geeigneter Aufbau erreicht, welcher einerseits über eine lange Betriebslebensdauer hinweg zuverlässig arbeiten kann, andererseits eine stufenlose Verstellung der Unwuchtwirkung bzw. der dadurch hervorgerufenen Vibrationswirkung zwischen einer maximalen Wirkung bei nicht vorhandenem Phasenversatz der Massenschwerpunkte der beiden Unwuchtmasseneinheiten und einer minimalen Wirkung bei einem Phasenversatz bzw. einer Winkellage der beiden Unwuchtmasseneinheiten von 180° bezüglich einander ermöglicht.Since, in the configuration of an unbalance arrangement according to the invention, the transmission of the torque between a single unbalance drive and the two unbalance mass units takes place partly directly and partly via a spur gear arrangement or a phase position adjustment unit, in which a torque is transmitted exclusively by meshing engagement or via endless transmission elements coupled spur gears, a compact structure that can be produced with standard components and is nevertheless suitable for the transmission of very high torques is achieved, which on the one hand can work reliably over a long service life, and on the other hand a stepless adjustment of the unbalance effect or the vibration effect caused thereby between a maximum effect when there is no phase offset of the centers of mass of the two unbalanced mass units and a minimal effect when there is a phase offset or an angular position of the two unbalanced mass units of 180° with respect to one another.

Claims (16)

  1. An unbalance arrangement for a compactor roller of a soil compactor, comprising:
    - a first unbalance mass unit (34; 34a) rotatable around an unbalance axis of rotation (U) and having a first centre of mass (M1) eccentric with respect to the unbalance axis of rotation (U),
    - a second unbalance mass unit (36; 36a) rotatable around the unbalance axis of rotation (U) and having a second centre of mass (M2) eccentric with respect to the unbalance axis of rotation (U),
    - an unbalance drive (42; 42a) for jointly driving the first unbalance mass unit (34; 34a) and the second unbalance mass unit (36, 36a) to rotate around the unbalance axis of rotation (U),
    - a phase position adjustment unit (46; 46a) for adjusting a phase position of the first centre of mass (M1) with respect to the second centre of mass (M2) around the unbalance axis of rotation (U),
    wherein the phase position adjustment unit (46; 46a) comprises a spur gear arrangement (68; 68a) in the torque transmission path between the unbalance drive (42; 42a) and the first unbalance mass unit (34; 34a) or the second unbalance mass unit (36; 36a), wherein the spur gear arrangement (68; 68a) comprises a gear input spur gear (66; 66a) drivable by the unbalance drive (42; 42a) to rotate around a gear axis of rotation (G), a gear output spur gear (70; 70a) rotatable around the gear axis of rotation (G), characterized in that the spur gear arrangement (68; 68a) comprises a group of gear adjustment spur gears (78, 80; 78a, 80a) in meshing engagement with the gear input spur gear (66; 66a) and the gear output spur gear (70; 70a), wherein the gear adjustment spur gears (78, 80; 78a, 80a) are rotatably supported on an adjustment spur gear carrier (82; 82a), and wherein the adjustment spur gear carrier (82; 82a) is rotatable with respect to the gear input spur gear (66; 66a) and the gear output spur gear (70; 70a) around the gear axis of rotation (G).
  2. The unbalance arrangement according to claim 1,
    characterized in that the adjustment spur gear carrier (82; 82a) is assigned an adjustment spur gear carrier drive (84; 94a, 96a) for pivoting the adjustment spur gear carrier (82; 82a) around the gear axis of rotation (G).
  3. The unbalance arrangement according to claim 1 or 2,
    characterized in that the gear axis of rotation (G) corresponds to the unbalance axis of rotation (U).
  4. The unbalance arrangement according to any one of claims 1,2 or 3,
    characterized in that the group of adjustment spur gears (78, 80; 78a, 80a) comprises a first adjustment spur (78; 78a) that is rotatable around a first adjustment spur gear axis of rotation (V1) that is parallel to the gear axis of rotation (G) and is in meshing engagement with the gear input spur gear (66; 66a), and a second adjustment spur (80; 80a) that is rotatable around a second adjustment spur gear axis of rotation (V2) that is parallel to the gear axis of rotation (G) and is in meshing engagement with the first adjustment spur gear (78; 78a) and the gear output spur gear (70; 70a).
  5. The unbalance arrangement according to any one of the preceding claims,
    characterized in that the gear output spur gear (70; 70a) is coupled to the second unbalance mass unit (36; 36a) for joint rotation.
  6. The unbalance arrangement according to claim 5,
    characterized in that the gear input spur gear (66) is drivable to rotate with the unbalance drive (42) via the first unbalance mass unit (34), and/or in that the first unbalance mass unit (34) and the second unbalance mass unit (36) are arranged axially between the unbalance drive (42) and the phase position adjustment unit (46).
  7. The unbalance arrangement according to claim 6,
    characterized in that the first unbalance mass unit (34) is coupled in a first axial end region (86) to the unbalance drive (42) for driving the first unbalance mass unit (34) for rotation around the unbalance axis of rotation (U), and in that the first unbalance mass unit (34) has a drive connection in a second axial end region (88) by means of a gear transmission unit (56) to the gear input spur gear (66).
  8. The unbalance arrangement according to claim 7,
    characterized in that the gear transmission unit (56) comprises:
    - a transmission drive spur gear (54) coupled to the second axial end region (88) of the first unbalance mass unit (34) for joint rotation around the unbalance axis of rotation (U),
    - a first transmission idler spur gear (60) on a transmission shaft (58) rotatable around a gear axis of rotation (Ue) parallel to the unbalance axis of rotation (U), wherein the first transmission idler spur gear (60) has a drive connection to the transmission drive spur gear (54),
    - a second transmission idler spur gear (62) on the transmission shaft (58), wherein the second transmission spur gear (62) has a drive connection to the transmission input spur gear (66).
  9. The unbalance arrangement according to claim 8,
    characterized in that the first transmission idler spur gear (60) has a drive connection to the transmission drive spur gear (54) by means of an endless transmission element (64) and/or at least one connecting spur gear, and/or in that the second transmission idler spur gear (62) is in meshing engagement with the gear input spur gear (66),
    preferably wherein the endless transmission element (64) comprises a toothed belt or a drive chain.
  10. The unbalance arrangement according to claim 8 or 9,
    characterized in that the first transmission idler spur gear (60) and the second transmission idler spur gear (62) are supported in a rotationally fixed manner on the transmission shaft (58).
  11. The unbalance arrangement according to claim 5,
    characterized in that the gear input spur gear (66a) has a drive connection to a motor drive spur gear (90a),
    preferably wherein the gear input spur gear (66a) is in meshing engagement with the motor drive spur gear (90a), and/or in that the motor drive spur gear (90a) is provided on a drive shaft of the unbalance drive (42a).
  12. The unbalance arrangement according to claim 11,
    characterized in that the first unbalance mass unit (34a) has a drive connection to the motor drive spur gear (90a) by means of a gear transmission unit (58a).
  13. The unbalance arrangement according to claim 12,
    characterized in that the gear transmission unit (58a) comprises:
    - a first transmission idler spur gear (60a) on a transmission shaft (58a) rotatable around a gear axis of rotation (Ue) parallel to the unbalance axis of rotation (U), wherein the first transmission idler spur gear (60a) has a drive connection to the motor spur gear (90a),
    - a second transmission idler spur gear (62a) on the transmission shaft (58a),
    - a transmission output spur gear (92a) coupled to the first unbalance mass unit (34a) for joint rotation around the unbalance axis of rotation (U), wherein the transmission output spur gear (92a) has a drive connection to the second transmission idler spur gear (62a),
    preferably wherein the first transmission idler spur gear (60a) is in meshing engagement with the motor drive spur gear (90a), and/or in that the second transmission idler spur gear (62a) is in meshing engagement with the transmission output spur gear (92a), or/and the first transmission idler spur gear (60a) and the second transmission idler spur gear (62a) are supported in a rotationally-fixed manner on the transmission shaft (58a).
  14. The unbalance arrangement according to any one of claims 11-13,
    characterized in that the unbalance drive (42a) and the phase position adjustment unit (46a) are arranged on the same axial side with respect to the first unbalance mass unit (34a) and the second unbalance mass unit (36a).
  15. A compactor roller for a soil compactor, comprising a roller shell (24) surrounding a roller axis of rotation (W), wherein an unbalance arrangement (10; 10a) according to any one of the preceding claims is provided in a roller interior (26),
    preferably wherein the roller axis of rotation (W) corresponds to the unbalance axis of rotation (U).
  16. A soil compactor, comprising at least one compactor roller (20, 22) according to claim 15 which is rotatably supported on a compactor frame (16, 18) around a roller axis of rotation (W).
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