JP3914919B2 - 地面突固め装置のための励振器 - Google Patents

Description

本発明は地面突固め装置のための励振器に関する。

地面を突固めするためには特に「けん引振動機」と呼ばれる振動板が公知である。けん引振動機の場合には励振器が偏心的に地面接触板の上に位置している。励振器とは通常、回転する不釣合軸である。不釣合軸により生ぜしめられる不釣合力もしくは遠心力は−偏心的に配置されているため−地面接触板を片側で上方へかつ前方へ移動させ、次いで地面接触板を再び下方へ押す。これにより突固めエネルギが地面に導入される。したがって極めて簡単に構成された励振器は地面突固め装置に必要な振動を発生させるだけではなく、地面接触板を前方へ移動させることもできる。

このようなけん引式振動板は粘土質の割合の高い、水含有量の多い特に困難な地面の上ですぐれた走行特性を有している。このような粘着性の強い地面の上では他の構造形式の振動板では前進移動が困難である。けん引式振動板の有利な動作の原因は、励振器の比較的に大きな振幅と、不釣合軸の適当な回転方向で、励振器に向き合った地面接触板の端部に所定の摩擦を常時発生させる恒常的な反対作用モーメントの存在とに帰因する。

しかし、この構造形式の欠点としては、点突固めの可能性を有する無段階の可逆性、つまり振動板の往復移動、すなわち振動板を前進させない１個所での目的に適った突固めが、代替可能な手段で可能ではないことが証明されている。

地面接触板の両方の対向する端部に不釣合軸を配置し、前進もしくは後退のために両方の不釣合軸の一方だけを駆動する可能性はないことはないが、この場合にはもちろん、点突固めのための停止作業のために並びに前進から後退へ移行する場合には２倍の所要出力でかつ正確な回転数で同期的に運転されなければならず、著しい所要エネルギと制御費用が必要である。

本発明の課題は地面突固め装置のための励振器であって、一方ではいわゆるけん引式振動器の有利な原理を維持し、他方では地面突固め装置の前進及び後退並びに停止状態での突固めを可能にする形式のものを提供することである。

本発明の課題は請求項１の特徴を有する励振器によって解決された。本発明の有利な実施例は従属請求項に開示してある。

地面突固め装置のための本発明による励振器は、互いに形状接続で回転可能に連結された２つの不釣合軸を有している。これらの不釣合軸はそれぞれ１つの第１の不釣合質量体を固定的に保持し、不釣合軸の上で少なくとも２つの極端位置の間で回動可能である１つの第２の不釣合質量体を有している。したがって各不釣合軸のために、該不釣合軸によって保持された第２の不釣合質量体を調節し、不釣合質量体の不釣合作用が、固定的に配置された第１の不釣合質量体の不釣合作用と重なり、ひいてはこれを増強するか又は第１の不釣合質量体の作用に抗して作用し、ひいては第１の不釣合質量体の作用をほぼ又は完全に相殺する。

本発明によれば、第１の不釣合軸と第２の不釣合軸との上の第２の不釣合質量体を形状接続的にかつ逆向きに回転可能に連結する不釣合調節装置が設けられている。この不釣合調整装置によっては第１と第２の不釣合軸の不釣合作用を調節し、極端な場合、一方の不釣合軸だけが当該不釣合軸により保持された不釣合質量体で不釣合作用を生ぜしめる。一方、他方の不釣合軸の上の不釣合質量体の不釣合作用が相殺され、そこでは不釣合が発生しないようにすることができる。したがって平行に配置された不釣合軸の上に装備された不釣合質量体のいわゆるｍｒ値、不釣合質量体と不釣合半径との積を変化させ、一方の不釣合軸のその都度の最大不釣合値で、他の不釣合軸が理想的には零であることすらできる最小のｍｒ値を有するようにすることができる。

この各極端位置で、１つの個々の不釣合軸を備えた唯一の励振器しか有していない公知のけん引式振動板においても発生するような純然たるけん引振動効果が達成される。この作用は両方の不釣合軸が回転していても達成される。これは、軸受けが打撃により片側で静的に負荷されることがなくなるので、軸受の寿命にとって大きな意義を持っている。

両方の極端位置の間では任意の別の中間位置が両方の第２の不釣合質量体のために調節可能であることもできる。これにより本発明による励振器を保持する地面突固め装置は簡便に往復移動させることができる。

両方の不釣合軸の不釣合作用が同じであると、地面突固め装置で点状の停止作業が可能である。この場合には突固めに特に有効である傾動振動効果は最大限発揮される。その際、地面接触板は交互に前と後ろとで地面を叩くので特に有効な地面突固めが可能である。

本発明の有利な実施例では上記励振システムが軸方向で並べて２重に設けられている。このためには各不釣合軸は軸方向にずらされた２つの第１の不釣合質量体とこれに所属する回転可能な２つの第２の不釣合質量体とを保持している。第１と第２の不釣合軸の上の両方の付加的な（別の）第２の不釣合装置は、両方の元の第２の不釣合質量体と同じ形式で互いに形状接続的に連結されている。

両方の不釣合調節装置が互いに別々に制御可能であると、励振器の高軸を中心として、ひいては地面突固め装置の高軸を中心としてヨーイングモーメントを生ぜしめることが可能である。これは地面突固め装置の操縦性を可能にする。

有利には両方の不釣合調節装置を制御する操縦装置が設けられる。

本発明の別の特に有利な実施例においては両方の不釣合軸の間の間隔をできるだけ大きく保つことが試みられている。このためには両方の不釣合軸の間に、形状接続的に回転可能に連結された２つの中間軸が配置されている。これらの中間軸は駆動された第１の不釣合軸の回転運動を第２の不釣合軸に伝達する。両方の不釣合軸の間の大きな間隔によってけん引及び突固め作用が増強される。

もちろん別の中間軸対を配置して両方の不釣合軸の間の軸間隔をさらに拡大することができる。

本発明の前記利点及び別の利点及び特徴については以後、複数の実施例に基づき、添付図面を用いて説明する。

実施例
図１には第１の不釣合軸１と第２の不釣合軸２とを有する本発明による励振器の第１実施例が示されている。

第１の不釣合軸１は公知の形式で、詳細には示されていない駆動装置３、例えばハイドロモータ又は図示されていない燃焼モータとの連結装置によって回転駆動される。２つの歯車４，５を介して第１の不釣合軸１は第２の不釣合軸２と形状接続により逆向きに回転可能に連結されている。つまり、第１と第２の不釣合軸１，２は相互に回転する。

第１の不釣合軸１の上には第１の不釣合質量体６が配置されているのに対し、第２の不釣合軸２は第１の不釣合質量体７を保持している。第１の不釣合質量体６，７はそれらを保持する不釣合軸１，２と一体に結合されていることができる。さらに第１の不釣合質量体６，７を例えばねじで不釣合軸１，２に固定することもできる。

さらに第１と第２の不釣合軸１，２はそれぞれ１つの第２の不釣合質量体８，９を保持しているが、これらの不釣合質量体８，９はそれらを保持する不釣合軸と固定的に結合されておらず、当該不釣合軸により回転可能に保持されている。第２の不釣合質量体８，９はそれぞれ自由回転可能に第１もしくは第２の不釣合軸１，２の上に配置されている。又、少なくとも１８０°の領域に亘る限られた回転の可能性だけを実現することもできる。

両方の第２の不釣合質量体８，９は不釣合調節装置１０により形状接続的に逆向きに回転可能に互いに連結されている。

不釣合調節装置１０は２つの歯車１１と１２を有している。この場合、歯車１１は第１の不釣合軸１の第２の不釣合質量体８と固定的に結合されている一方、歯車１１と噛合う歯車１２は第２の不釣合軸２の上の不釣合質量体９に固定的に結合されている。

歯車１１は第２の不釣合質量体８と共に第１の不釣合軸１の上で自由に回転可能である。これに対し、不釣合調節装置１０の構成部分として第２の不釣合軸２の上には回動装置１３が設けられ、これにより第２の不釣合質量体９もしくは歯車１２と第２の不釣合軸２との間の相対位置が正確に調節することができる。

回動装置１３の構造とその作用形式自体は公知である。回動装置１３は液圧式又は空気力式に負荷可能なピストンシリンダユニット１４を有し、これにより調節部材１５が第２の不釣合軸２の内部で軸方向に往復運動可能である。

調節部材１５はピン１６を有し、このピン１６は第２の不釣合軸２における溝１７を貫通し、第２の不釣合質量体９を保持するボスの内部に構成された螺旋溝１８に係合する。

この構成の結果、調節部材１５がピストンシリンダユニット１４によって軸方向に移動させられた場合には、第２の不釣合質量体２に対して相対的に第２の不釣合質量体９はピン１６で回動させられることになる。この回動は歯車１２と１１とにより逆向きに第１の不釣合軸１の上の第２の不釣合質量体８に伝達される。

したがって不釣合調節装置１０を用いて両方の第２の不釣合質量体８，９はこれらの不釣合質量体８，９が第１の不釣合質量体６，７に抗して作用するか（図１の下半分に不釣合質量体６，８で示す）又は第１の不釣合質量体の作用を増強する（図１の上半分に不釣合質量体７，９で図示）。

しかし調節は、図１に示されているように、常に一方の不釣合軸の上の不釣合質量体だけが最大の不釣合作用に達するのに対し、同時には、他方の不釣合軸の上の不釣合質量体はその作用を補償するように行われる。これにより、けん引振動原理が維持される。不釣合作用を達成しない不釣合軸は単に一緒に回転し、本来の振動を発生する不釣合軸の作用を妨げることはない。いわゆる無効力な不釣合軸が一緒に回転することで軸受けに片寄った負荷がかかることは回避される。

図２には不釣合軸１，２もしくは不釣合質量体６から９までの種々異なる位置が示されている。

図２の（ａ）においては、図１の平面図で既に示した状態が示されている。第２の不釣合軸の上の不釣合質量体７，９はその作用を完全に発揮しているのに対し、第２の不釣合軸２の上の不釣合質量体６，８の作用は相殺されている。励振器を保持する地面接触板１９はその結果、左へ進行させられる。不釣合質量体７，９は偏心的な配置に基づき、地面接触板１９は片側で持上がるので、地面突固め装置は図２ａにて左へ移動する。

図２の（ｂ）においては中間位置が示されている。不釣合質量体１，２と該不釣合軸１，２に不動に保持された第１の不釣合質量体６，７は図２の（ａ）と対して変わっていないが、不釣合調節装置１０を用いて第２の不釣合質量体８，９は不釣合質量体１，２に対し相対的に回動させられている。今や両方の不釣合軸１，２はほぼ同じ大きさの不釣合作用を発揮するが、この不釣合作用は交互に上と下へ向けられる。これにより停止状態で突固めるためにきわめて有効な傾動振動効果を発揮させる。この場合には地面接触板１９もしくは地面突固め装置全体の前進運動は行われない。

図２の（ｃ）は図２の（ａ）の反対の状態を示している。この場合には第１の不釣合軸１の不釣合質量体６と８はその作用が重畳されるように調節されているが、第２の不釣合軸２の不釣合質量体７，９の作用は相殺されている。この結果、移動は反対方向へ（図２の（ｃ）において右へ）行われる。

図３では平面図で本発明の第２実施例が概略的な実施例で示されている。

原理的には第２実施例は第１実施例の複式化である。つまり図１の実施形態が横に並べられて配置されている。したがって簡易化を計って図１から明らかである構成部材には同じ符号が用いられている。

この実施例では第１の不釣合軸１は第１の不釣合質量体６の他に別の第１の不釣合質量体２０を保持している。これに対し第２の不釣合軸２は第１の不釣合質量体７の他に別の第１の不釣合質量体２１を保持している。同様に第１の不釣合軸１は第２の不釣合質量体８の他に別の第２の不釣合質量体２２を保持しかつ第２の不釣合軸は第２の不釣合質量体９の他に別の第２の不釣合質量体２３を保持している。

第２の不釣合質量体８，９が不釣合調節装置１０により互いに形状接続で逆向きに回転可能に連結されているように、別の第２の不釣合質量体２２，２３も第２の不釣合調節装置２４によって互いに形状接続で回転可能に連結されている。第２の不釣合調節装置２４の機能形式は第１の不釣合調節装置１０の機能形式に相応している。したがって詳細な記述については省略する。

両方の不釣合軸１と２との回転連結は図１の場合のように歯車４，５で行われる。

両方の不釣合調節装置１０と２４が別個に制御可能であることにより、それぞれ協働する不釣合のために異なる合成力を発生させることが可能になる。これにより励振器の高軸（図３の図平面に対して垂直である軸）を中心として、ひいては地面突固め装置の高軸をも中心としてヨーイングモーメントが発生させられ、このヨーイングモーメントで地面突固め装置が操縦可能になる。

有利には両方の不釣合調節装置１０と２４は操作員により容易に操作される図示されていない操縦装置によってコード化されることができる。

図４には第３実施例が示されている。この実施例では両方の不釣合軸１と２との間の軸間隔は拡大されている。両方の不釣合軸１と２並びに不釣合軸１，２によって保持された不釣合質量体６から９までは原理的には図１の第１実施例に相応しているので、記述の繰返しは回避する。

不釣合軸１と２の歯車４，５の間には２つの中間軸２５，２６が配置されている。これらの中間軸２５，２６は歯車２７，２８を保持し、ひいては第１の不釣合軸１を第２の不釣合軸２に伝達する。同じ形式で不釣合調節装置１０の歯車１１と１２との間には歯車２９と３０とが配置されている。これらの歯車２９，３０は中間軸２５，２６により保持されているが、この中間軸２５，２６の上で自由に回転可能である。

この配置により両方の不釣合軸１と２との間の軸間隔を著しく拡大することが可能になり、中心からの不釣合軸１，２の間隔を同様に拡大することができるようになる。この結果、けん引作用が改善される。

もちろん大型のけん引振動機のためには図３と図４に示した本発明による第２実施例と第３実施例を組合わせることもできる。

本発明による励振器を断面した概略的な平面図。

個々の不釣合質量体によって生ぜしめられた力ベクトルとそれに基づき与えられる運動方向を示す概略図。

地面突固め装置の操縦性のために励振器を有する本発明の第２実施例を示した図。

両方の不釣合軸の間の軸間隔が拡大されている励振器を有する第３実施例を示した図。

符号の説明

１，２ 不釣合軸、 ３ 駆動装置、 ４，５ 歯車、 ６，７，８，９ 不釣合質量体、 １０ 不釣合調節装置、 １１，１２ 歯車、 １３ 回動装置、 １４ ピストンシリンダユニット、 １５ 調節部材、 １８ 螺旋溝、 １９ 地面接触板、 ２０，２１，２２，２３ 不釣合質量体、 ２４ 不釣合調節装置、 ２５，２６ 中間軸、 ２７，２８ 歯車、 ２９，３０ 歯車

Claims (7)

1. （イ）回転駆動可能な第１の不釣合軸（１）を有し、該不釣合軸（１）に第１の不釣合質量体（６）が固定的に結合されておりかつ該不釣合軸（１）の上に第２の不釣合質量体（８）が該不釣合軸（１）に対し相対的に回動可能に保持され、少なくとも、前記第１の不釣合質量体（６）の不釣合作用を増大するかもしくは減少させる２つの極端位置の間で前記第２の不釣合質量体（８）が回動可能であり、
   （ロ）前記第１の不釣合軸（１）と形状接続により逆向きに回転可能に連結された第２の不釣合軸（２）を有し、該第２の不釣合軸（２）に別の第２の不釣合質量体（７）が固定的に結合され、該第２の不釣合軸（２）に別の第１の不釣合質量体（９）が該第２の不釣合軸（２）に対し相対的に回動可能に保持され、少なくとも、前記別の第２の不釣合質量体（９）の不釣合作用が前記別の第１の不釣合質量体（７）の不釣合作用を増大させるかもしくは減少させる２つの極端位置の間で、前記別の第２の不釣合質量体（９）が回動可能であり、
   （ハ）前記第１の不釣合軸（１）の前記第２の不釣合質量体（８）と前記第２の不釣合軸（２）の前記別の第２の不釣合質量体（９）とを逆向きに回転可能に連結する不釣合調節装置（１０）を有しており、前記第１の不釣合軸（１）の上の前記第１の不釣合質量体（６）と前記第２の不釣合質量体（８）との不釣合作用が最小の不釣合値に補償されると、前記第２の不釣合軸（２）の上の前記別の第１の不釣合質量体（７）と前記別の第２の不釣合質量体（９）との不釣合作用が最大の不釣合値に加算されかつその反対に前記第２の不釣合軸（２）の上の前記別の第１の不釣合質量体（７）と前記別の第２の不釣合質量体（９）との不釣合作用が最小の不釣合値に補償されると、前記第１の不釣合軸（１）の上の前記第１の不釣合質量体（６）と前記第２の不釣合質量体（８）との不釣合作用が最大の不釣合値に加算されることを特徴とする、地面突固め装置のための励振器。
2. 不釣合調節装置（１０）によって、請求項１に規定された極端位置の間で、任意の中間位置が前記両方の第２の不釣合質量体（８，９）のために調節可能である、請求項１記載の励振器。
3. 不釣合調節装置（１０）が液圧式又は空気力式に作動可能なピストンシリンダユニット（１４）を有している、請求項１又は２記載の励振器。
4. 最小の不釣合値に調節した場合は該当する不釣合軸（１，２）からは不釣合作用はほぼ発生しない、請求項１から３までのいずれか１項記載の励振器。
5. （イ）前記第１の不釣合軸（１）が軸方向で前記第１の不釣合質量体（６）の横に配置された別の第１の不釣合質量体（２０）と別の回動可能な第２の不釣合質量体（２２）を保持しており、
   （ロ）前記第２の不釣合軸（２）が軸方向で前記別の第１の不釣合質量体（７）の横に配置された別の第１の不釣合質量体（２１）と別の回動可能な第２の不釣合質量体（２３）とを保持しており、
   （ハ）該別の第２の不釣合質量体（２２，２３）を形状接続的に逆向きに回転可能に連結する第２の不釣合調節装置（２４）設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の励振器。
6. 両方の不釣合調節装置（１０，２４）を制御する操縦装置が設けられている、請求項５記載の励振器。
7. 前記第１の不釣合軸（１）と前記第２の不釣合軸（２）との間の形状接続による回転連結並びに一方の不釣合調節装置（１０）又は両方の不釣合調節装置（１０，２４）が前記第１の不釣合軸（１）と前記第２の不釣合軸（２）との間の軸間隔を拡大するために、形状接続で回転可能に連結された２つの中間軸（２５，２６）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の励振器。

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