WO2016102432A1 - Tiefenrüttler - Google Patents

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Publication number
WO2016102432A1
WO2016102432A1 PCT/EP2015/080731 EP2015080731W WO2016102432A1 WO 2016102432 A1 WO2016102432 A1 WO 2016102432A1 EP 2015080731 W EP2015080731 W EP 2015080731W WO 2016102432 A1 WO2016102432 A1 WO 2016102432A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
imbalance
weight
imbalance weight
deep vibrator
longitudinal axis
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/080731
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albert Schneider
Original Assignee
Rsm Grundbau Gmbh + Willi Meyer Bauunternehmen Gmbh In Gbr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rsm Grundbau Gmbh + Willi Meyer Bauunternehmen Gmbh In Gbr filed Critical Rsm Grundbau Gmbh + Willi Meyer Bauunternehmen Gmbh In Gbr
Publication of WO2016102432A1 publication Critical patent/WO2016102432A1/de

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • 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
    • E02D3/054—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil involving penetration of the soil, e.g. vibroflotation

Definitions

  • the invention relates to a deep vibrator for compacting a soil according to the
  • a deep vibrator is a horizontally vibration generating device for soil stabilization of unsustainable soil. Deep vibrators are used to carry out various
  • Vibration method used to improve the subsoil if this for the proposed project does not have sufficient capacity.
  • vibrations are introduced into the soil by the deep vibrator.
  • Coarse-grained and mobile soils such as e.g. Sand or gravel can be consolidated by these vibrations, i. are compacted by being brought into a denser storage (Rütteldruck compost).
  • the deep vibrator is doing by air flushing in
  • Dry method or wet flushing introduced into the ground and the consolidation made when pulling the deep vibrator from the ground.
  • the housing is at its upper end via a Rüttler coupling with an extension tube Verbindba r to be suspended or fixed by means of this with a suspension on an excavator or a leader-guided carrying device.
  • the striking mechanism has an imbalance weight which can rotate about the longitudinal axis of the deep vibrator within the striking mechanism housing by means of the drive.
  • the rotating imbalance weight can put the striking mechanism housing together with the housing tip in a swinging, tumbling rotational movement about the longitudinal axis, so that the surrounding liquefied soil material can be radially displaced and / or relocated.
  • the imbalance or its oscillation amplitude depends on u.a. from the mass of the
  • a main imbalance weight i. Gen. fixed, ie not destructively removable, provided on the corresponding shaft or a portion of the shaft as To train main imbalance weight.
  • additional replaceable additional imbalance weights can be removably mounted on the main imbalance weight or its shaft in a non-destructive manner, in order to reduce the total mass of the unbalance-generating mass
  • the additional imbalance weights can not change their position and thus also the position of their center of gravity during operation of the deep vibrator and are to be mounted or dismounted outside the company. From a manufacturer of deep vibrators is known to arrange additional imbalance weights below and / or above the main imbalance weight at the shaft, thereby increasing the vibration amplitude of the imbalance.
  • Main unbalance weight in longitudinal axis extending holes which to increase the vibration amplitude of the imbalance with additional imbalance weights such.
  • Lead bodies can be filled.
  • the disadvantage here is that the possibilities for varying the oscillation amplitude of the imbalance by the use of additional imbalance weights, e.g. are limited by the limited space within the percussion gear housing.
  • the imbalance or its oscillation amplitude can be varied only in a certain range by the use of additional imbalance weights, ranging from the use of no additional weight to the use of maximum predictable additional weights.
  • This unbalance range represents the achievable power spectrum of the deep vibrator for soil stabilization.
  • An object of the present invention is to increase the power spectrum of a deep vibrator, in particular the possibilities for varying the imbalance or their
  • the present invention relates to a deep vibrator for compacting a floor according to the preamble of claim 1.
  • the two imbalance weights may be formed, for example, as a solid body such as metal, stone, concrete or the like.
  • the first imbalance weight may also be integrally formed with a shaft which serves to drive the first imbalance weight.
  • the two imbalance weights can be fixedly positioned relative to one another and to the longitudinal axis of the deep vibrator during its operation, so that the center of mass of the two imbalance weights are immutable during their rotation both relative to one another and to the longitudinal axis and do not shift during operation.
  • the second imbalance weight is provided replaceably by means of the first fastening element. Both imbalance weights can be rotated, preferably together, via a drive.
  • the drive is preferably an electric drive.
  • Imbalance weight can be arranged below or above the first imbalance weight.
  • the fastener may allow a screw or clamp connection or the second imbalance weight may be plugged or pushed onto the fastener, preferably a backup of this type of connection can be provided.
  • Fastening element is arranged such that by the recorded second
  • Imbalance weight the imbalance of the deep vibrator can be reduced.
  • the present invention is based on the idea that the first
  • Fastening element is arranged on the deep vibrator, that the imbalance of
  • Deep vibrator which can be generated by the rotating first imbalance weight, can be reduced by a second imbalance weight received by means of the first fastening element and mitrot Schlierendes with the first imbalance weight.
  • the imbalance of the first imbalance weight by the additional second imbalance weight can be partially compensated.
  • the possibility of attaching an additional second imbalance weight of the balancing of the existing first imbalance weight to reduce the vibration amplitude of the vibrator produced thereby serves.
  • imbalance is understood to mean the dynamic unbalance during rotation of the imbalance weights.
  • the second imbalance weight can be modular, ie interchangeable provided by means of the first fastener to provide the possibility of Unwuchtreduztechnik for corresponding applications of soil compaction. It should be noted that the imbalance of the deep vibrator not only by the
  • Unbalance weight is determined, but also by the radial distance of the resulting center of mass of the two imbalance weights to the longitudinal axis of the deep vibrator as a common axis of rotation.
  • the total mass of the imbalance weights is increased regardless of the arrangement of the fastener in each case.
  • the resulting unbalance of the first imbalance weight and the imbalanced second imbalance weight relative to the imbalance of the single first imbalance weight can be reduced by having the resulting center of mass of the two imbalance weights less radial distance from the longitudinal axis of the depth shaker than the center of gravity of the sole first imbalance weight.
  • This can according to the invention by the corresponding arrangement of the second imbalance weight or its
  • Fastening element relative to the first imbalance weight as the main imbalance weight created the possibility to arrange a second imbalance weight as additional imbalance weight relative to the main imbalance weight, that although the total mass of
  • Main imbalance weight can be achieved.
  • the differences in mass between the additional imbalance weights can be chosen so that a sufficient gradation of the imbalance or the vibration amplitude can be achieved in order to use the vibrator as varied and optimal as possible to the particular application.
  • the first fastening element is arranged such that the center of gravity of the second imbalance weight is the
  • the longitudinal axis substantially radially opposite, preferably directly radially opposite, can be arranged.
  • only the arrangement of the center of gravity relative to each other is considered radially to the longitudinal axis, regardless of a possible offset of the center of gravity in the longitudinal axis, because this offset has no influence on the unbalance generated by the rotation of the imbalance weights around the longitudinal axis of the deep vibrator.
  • this aspect of the present invention based on the finding that the imbalance of a rotating body by the distance of its center of mass to the axis of rotation can be influenced.
  • the invention for the reduction of only caused by the main imbalance imbalance of the deep vibrator is the first
  • Rotation axis can be arranged opposite to such that the resulting center of gravity of the imbalance weights a smaller radial distance to
  • the axis of rotation has as the center of mass of the main imbalance weight per se. This can be achieved by arranging in the sectional plane perpendicular to the axis of rotation the center of gravity of the main imbalance weight on one side or in one half of the section plane and the center of gravity of the additional imbalance weight on the other side or in the other half of the section plane can be arranged by the arrangement of the fastening element, so that the previously described radius reduction of the resulting center of gravity of the
  • the dividing line of the two halves of the cutting plane is perpendicular to the radial direction of the center of gravity of the
  • Main imbalance weight Preferably, the two center of mass of the main imbalance weight and the additional imbalance weight are directly radially with respect to the longitudinal axis as a common
  • a directly radially opposite arrangement means that a straight and direct connection line between the two center of gravity the longitudinal axis of
  • the depth vibrator has a second fastening element for receiving the second imbalance weight, so that the second imbalance weight is also rotatable about the longitudinal axis of the depth vibrator, wherein the second fastening element is arranged such that the imbalance of the deep vibrator can be increased by the recorded second imbalance weight.
  • the second fastening element is preferably designed such that the second
  • Fastening element in the same way can accommodate a third imbalance weight as the second additional imbalance weight.
  • the advantage here is that in this way the power spectrum of the deep vibrator can be approximately doubled by the two fasteners can be arranged so that the second imbalance weight can be used both to increase and to reduce the imbalance of the deep vibrator.
  • the second unbalance weight can be used to reduce the imbalance of the deep vibrator and a third unbalance weight to increase the imbalance of the deep vibrator.
  • the two additional imbalance weights can be used simultaneously, which then may have different masses to influence the imbalance of the deep vibrator, or may have the same masses to increase its overall mass with constant imbalance of the deep vibrator. Both additional unbalance weights can also be used both to reduce and to increase the imbalance.
  • the imbalance of the main imbalance weight can not only be reduced but also increased. In this case, both the reduction and the increase of the imbalance by the second or third imbalance weight can also take place in stages in that different gravity second or third imbalance weights can be used. It is also advantageous that the main imbalance weight is approximately at the middle of the
  • Power spectrum can be designed and by the or
  • Additional imbalance weight (e) a variation in both directions, i. can be done to larger and smaller imbalances. Will be the same number of
  • the second is
  • Attachment arranged such that the center of gravity of the recorded second imbalance weight and the center of gravity of the first imbalance weight substantially in the radial direction, preferably directly in the radial direction, can be arranged aligned with each other.
  • Main imbalance weight and the additional imbalance weight are arranged so that their center of gravity are on the same radial extent, i. to each other purely radially but not offset in the circumferential direction or even congruent.
  • the advantage here is that the arrangement of the second imbalance weight only a purely radial displacement of the resulting center of mass is effected, but no shift in the circumferential direction. In this way, the imbalance is only increased without changing their center of mass or substantially.
  • the first one is
  • This plugging can be done both from below, ie from the direction of the housing tip, as well as from above, ie towards the housing tip.
  • an additional backup of the second imbalance weight for example, by a screw, clamp or the like.
  • the advantage here is that the assembly and disassembly of the second imbalance weight on deep vibrator can be done easily and quickly. In this way, a conversion of the deep vibrator can be done on a modified imbalance directly on the site and also with resources available there.
  • the second imbalance weight can be lowered or raised by means of a crane or excavator along the longitudinal axis of the deep vibrator, so that it can be plugged on and then possibly secured.
  • the first imbalance weight is disposed on an imbalance weight shaft which is aligned coaxially with the longitudinal axis of the depth shaker, wherein the first attachment member and / or the second
  • Fastening element is formed by the imbalance weight shaft or are.
  • Unbalance weight shaft can be rotatably driven together, e.g. via a preferably electric motor.
  • a further advantage is that by the formation of the fastener or the
  • the first one is
  • Fastening element and or or the second fastening element as a recess (s) formed in the imbalance weight shaft.
  • the formation of the recess (s) may e.g. by milling, drilling, pressing, pulling or the like done.
  • the recess may e.g. be formed as a groove for receiving a corresponding spring or as a threaded hole for receiving a screw or the like.
  • the fastening element or the fastening elements can be formed in the material of the imbalance weight shaft, whereby attachment parts, which are e.g. be welded or screwed, can be dispensed with. This makes the creation of the fastener or the
  • the fastener or fasteners are formed integrally with the material of the imbalance weight shaft, increasing the durability and stability of the fastener (s).
  • the first one is
  • imbalance weight shaft attachments can be forged or turned. On the surface of the imbalance weight shaft attachments can then, for example. be welded or a n screwed, which can then a usrelien the fastener or the fasteners. This simplifies or changes the manufacturing process of the imbalance weight shaft as little as possible, e.g. only by the introduction of holes and threads in the
  • the first one is
  • the fastener or the fasteners may be formed eg a ls groove for receiving a corresponding spring of the second imbalance weight or as a spring for receiving a corresponding groove of the second U nwuchtmay.
  • the recess (s) and the projection or the projections may be T-shaped, wedge-shaped, circular, etc., so that they each have an undercut or the like, which allows a positive connection.
  • za preferably also embodiments of the recess (s) and the projection or the projections, which allow a dovetail connection. It is advantageous here that this connection allows a secure hold in the radial direction and at the same time can be easily and quickly made in the longitudinal axis and also canceled again. This ensures safe operation at the same time easy and quick assembly or disassembly of the second imbalance weight.
  • the present invention also relates to a deep shaker for compacting a floor with a first imbalance weight, which is rotatable about the longitudinal axis of the depth shaker, and a second imbalance weight, which is also about the longitudinal axis of the
  • Deep vibrator is rotatable.
  • the deep vibrator is characterized in that the second imbalance weight is arranged such that the second imbalance weight reduces the imbalance of the deep vibrator.
  • the second imbalance weight i. the additional imbalance
  • the second imbalance weight is provided in the previously described deep vibrator as on the first fastener receivable.
  • the center of gravity of the second imbalance weight is the center of mass of the first imbalance weight with respect to
  • Imbalance weight to the longitudinal axis is less than the radial distance of the first
  • the first imbalance weight a is arranged on an imbalance weight shaft which is aligned coaxially with the longitudinal axis of the depth shaker, wherein a first attachment element is formed by the imbalance weight shaft, onto which the second imbalance weight is inserted in the longitudinal axis a.
  • the second imbalance weight by means of a positive connection, in particular by means of a
  • the second imbalance weight is arranged aus grillba r.
  • Figure 1 is a schematic representation of a longitudinal section through a deep vibrator according to the invention with arranged second imbalance weight.
  • Fig. 2a is a schematic representation of a cross section through an inventive
  • Fig. 3a is a schematic representation of a cross section through a
  • 3b is a schematic representation of a cross section through a
  • Fig. 3c is a schematic representation of a cross section through a
  • Fig. 4a is a schematic representation of a cross section through a
  • Fig. 4b is a schematic representation of a cross section through a
  • Fig. 4c is a schematic representation of a cross section through a
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a longitudinal section through a
  • Deep vibrator 1 according to the invention with arranged second imbalance weight 31.
  • the deep vibrator 1 is shown in FIG. 1 in the orientation as it would penetrate down into a soil. This direction also corresponds to a direction of the longitudinal axis L of the deep vibrator 1, to which the radial direction R or the radius R extends perpendicularly. In this sense, the terms "top” and “bottom” are to be understood in the following.
  • the deep vibrator 1 has a vibrator housing 10, which in the upper region has a cylindrical housing part 11, the impact mechanism housing 11, to which the housing tip 12 or Rüttlerspitze 12 extends down to the bottom.
  • a drive unit 2 is arranged in the upper part of the hammer mechanism housing 11.
  • the drive unit 2 has an electric motor 20 with an external stator 21 and an internal rotor 22.
  • the rotor 22 is disposed about a drive shaft 23 to which it transmits its rotation.
  • the drive shaft 23 is mounted above the electric motor 20 by means of an upper drive shaft bearing 24 and below the electric motor 20 by means of a lower drive shaft bearing 25. At its lower end, the drive shaft 23 has a shaft coupling 26.
  • an unbalance vibration generator 3 which has an imbalance weight shaft 32 which is mounted in its upper region by an upper imbalance weight bearing 33 and in its lower region by a lower imbalance weight bearing 34. At its upper end, the imbalance weight shaft 32 is coupled via the shaft coupling 26 to the drive shaft 23, so that thereby the rotation of the electric motor 20 can be transmitted to the imbalance weight shaft 32.
  • a first imbalance weight 30 is fixed, i. not destructively removable, arranged, which has a center of mass 30a, which has a radial distance R0 to the longitudinal axis L.
  • a second unbalance weight 31 is interchangeable, i. non-destructively removable, arranged on the imbalance weight shaft 32, which has a center of mass 31a, which has a radial distance Rl to the longitudinal axis L.
  • the fixed unbalanced weight 30 represents the main imbalance weight 30 and the interchangeable second imbalance weight 31 is an additional imbalance weight 31
  • FIG. 2 a shows a schematic illustration of a cross-section A through a depth vibrator 1 according to the invention without a second imbalance weight 31 arranged
  • FIG. 2 b shows the corresponding schematic illustration with a second one arranged thereon
  • the sectional plane A or the cross section A of Fig. 2a, 2b is divided into a first half B, in which the main imbalance weight 30 is located, and in a second half C, in which the additional weight 31 is located, see. Fig. 2b. If the deep vibrator 1 is operated without additional unbalanced weight 31, cf. Fig. 2a, the imbalance of the deep vibrator 1 is only by the first half B, in which the main imbalance weight 30 is located, and in a second half C, in which the additional weight 31 is located, see. Fig. 2b. If the deep vibrator 1 is operated without additional unbalanced weight 31, cf. Fig. 2a, the imbalance of the deep vibrator 1 is only by the
  • the deep vibrator 1 is operated with the additional unbalanced weight 31 to reduce the resulting imbalance, this is so the main imbalance weight 30 with respect to the longitudinal axis L of the deep vibrator 1 as a common axis of rotation L arranged radially directly opposite, so that the center of gravity 31 a of
  • Additional unbalance weight 31 is the center of mass 30a of the main imbalance weight 30 directly radially opposite. This will cause the resulting imbalance
  • the center of mass 38 of the imbalance weights 30, 31 correspondingly has a smaller radial distance Rm to the longitudinal axis L than the center of mass 30a of the
  • the imbalance generated by the additional imbalance weight 31 partially compensates for the unbalance generated by the main imbalance weight 30, ie the resulting imbalance is less than that caused by the main imbalance weight 30 sole generated imbalance. This way you can According to the invention, the imbalance of the deep vibrator 1 is reduced and thus varied or varied in a wider power spectrum than in known deep vibrators. 1
  • FIGS. 2a, 2b also show a first fastening element 35 for interchangeably receiving the additional imbalance weight 31, which is formed on the imbalance weight shaft 32, cf. Fig. 3a.
  • the additional imbalance weight 31 has a corresponding fastening element 37 in turn.
  • the first fastening element 35 is arranged correspondingly in the second half C of the cutting plane A, so that the additional imbalance weight 31 received there can bring about the reduction of the resulting imbalance described above.
  • the first fastener 35 directly radially opposite a second fastener 36 is further formed in the same configuration on the imbalance weight shaft 32, see. Fig. 3a.
  • This also serves to accommodate the additional imbalance weight 31 or another additional imbalance weight, which in this case, however, increases the resulting imbalance.
  • the additional imbalance weight 31 can be used both to increase and to reduce the resulting imbalance, which further increases the possibilities for varying the imbalance and the
  • Range of performance of the deep vibrator 1 widened accordingly.
  • 3a, 3b, 3c each show a schematic representation of a cross section A through an imbalance weight shaft 32 of a deep vibrator 1 according to the invention in a first, second or third embodiment. All three embodiments represent different
  • Projection 37 (not shown) is formed. The assembly and disassembly of the
  • Additional imbalance weight 31 takes place in longitudinal axis L.
  • the recesses 35, 36 are formed in pairs. 4a, 4b, 4c each show a schematic representation of a cross section A through an imbalance weight shaft 32 of a deep vibrator 1 according to the invention in a fourth, fifth or sixth embodiment.
  • These embodiments correspond to those of FIGS. 3a, 3b, 3c, in which case the fastening elements 35, 36 of the imbalance weight shaft 32 are formed on the surface thereof as projections 35, 36 which can engage in corresponding recesses 37 of the auxiliary imbalance weight 31 (not shown).
  • Imbalance weight shaft 32 and the additional imbalance weight 31 allow easy and quick assembly and disassembly of Rajunwuchtitess 31 on Tiefenrüttler 1 and at the same time ensure a secure fit.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tiefenrüttler (1) zum Verdichten eines Bodens mit einem ersten Unwuchtgewicht (30), welches um die Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) rotierbar ist und einem ersten Befestigungselement (35) zur auswechselbaren Aufnahme eines zweiten Unwuchtgewichts (31), so dass das zweite Unwuchtgewicht (31) ebenfalls um die Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) rotierbar ist. Der Tiefenrüttler (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungselement (35) derart angeordnet ist, dass durch das aufgenommene zweite Unwuchtgewicht (31) die Unwucht des Tiefenrüttlers (1) reduziert werden kann.

Description

TITEL
TIEFENRÜTTLER
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Tiefenrüttler zum Verdichten eines Bodens gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Ein Tiefenrüttler ist ein horizontal Schwingungserzeugendes Gerät zur Bodenstabilisierung nicht tragfähiger Böden. Tiefenrüttler werden zur Durchführung von verschiedenen
Rüttelverfahren eingesetzt, um den Bauuntergrund zu verbessern, falls dieser für das geplante Vorhaben keine ausreichende Tragfähigkeit aufweist. Hierzu werden durch den Tiefenrüttler Schwingungen in den Boden eingebracht.
Grobkörnige und rollige Böden wie z.B. Sand oder Kies können durch diese Schwingungen konsolidiert, d.h. in sich verdichtet, werden, indem sie in eine dichtere Lagerung gebracht werden (Rütteldruckverfahren). Der Tiefenrüttler wird dabei durch Luftspülung im
Trockenverfahren oder durch Wasserspülung im Nassverfahren in den Boden eingebracht und die Konsolidierung beim Herausziehen des Tiefenrüttlers aus dem Boden vorgenommen.
Bei gemischt- oder feinkörnigen sowie bindigen Böden wie z.B. Feinsande oder Schluffe, bei denen keine ausreichende Verdichtung des Bodenmaterials erreicht werden kann, wird grobkörniges Zugabematerial wie z.B. Kies in den durch Spülung und Schwingungen verflüssigten Boden eingebracht, so dass eine sog. Rüttelstopfsäule geschaffen werden kann (Rüttel-Stopfverfahren). Der Tiefenrüttler kann hierzu auch als Schleusenrüttler ausgebildet werden, um das Zugabematerial durch eine Schleuse über ein Transportrohr zur Rüttlerspitze und dort in den durch Heben und Senken des Tiefenrüttlers entstehenden Hohlraum einbringen zu können. Tiefenrüttler weisen ein zylindrisches Meta llrohr als Gehäuse auf, dessen unteres Ende die Gehä usespitze oder Rüttlerspitze da rstellt, mit der sie in den U ntergrund eindringen können. I nnerhalb des Gehäuses und oberha lb der Gehäusespitze ist das Schlagwerk angeordnet. Weiter oberhalb ist ein im AI Ig. elektrischer Antrieb angeordnet, welcher mit dem
Schlagwerk verbunden ist und dieses antreiben kann, wobei auch ein hydraulischer Antrieb möglich ist. Dieser gesamte Bereich des Gehäuses mit Antrieb und Schlagwerk kann als Schlagwerkgehäuse bezeichnet werden. Das Gehäuse ist an ihrem oberen Ende über eine Rüttlerkupplung mit einem Verlängerungsrohr verbindba r, um mittels diesem mit einer Aufhängung an einem Bagger oder einem mäklergeführten Tragegerät aufgehängt bzw. befestigt werden zu können.
Das Schlagwerk weist ein Unwuchtgewicht auf, welche mittels des Antriebs innerhalb des Schlagwerkgehäuses um die Längsachse des Tiefenrüttlers rotieren kann. Das rotierende U nwuchtgewicht kann das Schlagwerkgehäuse samt Gehäusespitze in eine schwingende, taumelnde Rotationsbewegung um die Längsachse versetzen, so dass das umgebende verflüssigte Bodenmaterial radial verdrängt und bzw. oder umgelagert werden kann.
Die Unwucht bzw. deren Schwingungsamplitude hängt da bei u.a. von der Masse des
U nwuchtgewichts ab, d.h. je schwerer das Unwuchtgewicht, desto größer die radiale Schwingungsamplitude (Unwucht) bei entsprechender Leistung des Antriebs. Auf diese Weise können u.a. durch die Wahl der Masse des Unwuchtgewichts die Ausprägung der
U nwucht und damit die Wirkung der Rüttelverfahren beeinflusst werden, die damit auch die Einsatzmöglichkeiten des Tiefenrüttlers mitbestimmen.
U m einen Tiefen rüttle r, welcher eine teure I nvestition da rstellt, möglichst flexibel, d.h. für möglichst viele verschiedene Bodenstabilisierungsanwendungen, verwenden zu können, ist es bekannt, ein Hauptunwuchtgewicht i. Allg. fest, d.h. nicht zerstörungsfrei entfernbar, an der entsprechenden Welle vorzusehen bzw. einen Teilbereich der Welle als Hauptunwuchtgewicht auszubilden. Zusätzlich können weitere auswechselbare Zusatzunwuchtgewichte an dem Hauptunwuchtgewicht bzw. dessen Welle zerstörungsfrei entfernbar montiert werden, um die Gesamtmasse der die Unwucht erzeugenden
Unwuchtgewichte gegenüber dem Hauptunwuchtgewicht zu erhöhen und hierdurch die Schwingungsamplitude der Unwucht für entsprechende Anwendungen einfach und flexibel vergrößern zu können. Die Zusatzunwuchtgewichte können während des Betriebs des Tiefenrüttlers ihre Position und damit auch die Lage ihres Masseschwerpunkts nicht verändern und sind außerhalb des Betriebs zu montieren bzw. zu demontieren. Von einer Herstellerfirma von Tiefenrüttlern ist bekannt, Zusatzunwuchtgewichte unterhalb und bzw. oder oberhalb des Hauptunwuchtgewichts an dessen Welle anzuordnen, um hierdurch die Schwingungsamplitude der Unwucht zu erhöhen.
Von einer anderen Herstellerfirma von Tiefenrüttlern ist es bekannt, in dem
Hauptunwuchtgewicht in Längsachse verlaufende Löcher vorzusehen, welche zur Erhöhung der Schwingungsamplitude der Unwucht mit Zusatzunwuchtgewichten wie z.B. Bleikörpern gefüllt werden können.
Nachteilig ist hierbei, dass die Möglichkeiten zur Variation der Schwingungsamplitude der Unwucht durch den Einsatz von Zusatzunwuchtgewichten z.B. durch den begrenzten Raum innerhalb des Schlagwerkgehäuses eingeschränkt sind. Damit kann durch den Einsatz von Zusatzunwuchtgewichten die Unwucht bzw. deren Schwingungsamplitude nur in einem bestimmten Bereich variiert werden, der vom Einsatz keines Zusatzgewichts bis zum Einsatz der maximal vorsehbaren Zusatzgewichte reicht. Dieser Unwuchtbereich stellt das erreichbare Leistungsspektrum des Tiefenrüttlers zur Bodenstabilisierung dar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Leistungsspektrum eines Tiefenrüttlers zu erhöhen, insbesondere die Möglichkeiten zur Variation der Unwucht bzw. deren
Schwingungsamplitude des Tiefenrüttlers zu erhöhen. Dies soll insbesondere möglichst einfach, sicher, robust, flexibel und bzw. oder schnell erfolgen können. Wenigstens soll eine Alternative zu bekannten Möglichkeiten geschaffen werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Tiefenrüttler zum Verdichten eines Bodens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die beiden Unwuchtgewichte können z.B. als massive Körper z.B. aus Metall, Stein, Beton oder dergleichen ausgebildet sein. Das erste Unwuchtgewicht kann auch einteilig mit einer Welle ausgebildet sein, die dem Antrieb des ersten Unwuchtgewichts dient. Die beiden Unwuchtgewichte können zueinander und zur Längsachse des Tiefenrüttlers während dessen Betrieb fest positioniert sein, so dass die Masseschwerpunkte der beiden Unwuchtgewichte während ihrer Rotation sowohl zueinander als auch zur Längsachse unveränderlich sind und sich im Betrieb nicht verlagern.
Das zweite Unwuchtgewicht ist mittels des ersten Befestigungselements auswechselbar vorgesehen. Beide Unwuchtgewichte können, vorzugsweise gemeinsam, über einen Antrieb rotiert werden. Der Antrieb ist vorzugsweise ein elektrischer Antrieb. Das zweite
Unwuchtgewicht kann unterhalb oder oberhalb des ersten Unwuchtgewichts angeordnet werden können. Das Befestigungselement kann eine Schraub- oder Klemmverbindung ermöglichen oder das zweite Unwuchtgewicht kann auf das Befestigungselement aufgesteckt oder aufgeschoben werden, wobei vorzugsweise eine Sicherung dieser Art der Verbindung vorgesehen werden kann.
Der erfindungsgemäße Tiefenrüttler ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Befestigungselement derart angeordnet ist, dass durch das aufgenommene zweite
Unwuchtgewicht die Unwucht des Tiefenrüttlers reduziert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, dass das erste
Befestigungselement derart am Tiefenrüttler angeordnet ist, dass die Unwucht des
Tiefenrüttlers, welche durch das rotierende erste Unwuchtgewicht erzeugt werden kann, durch ein mittels des ersten Befestigungselements aufgenommenes und mit dem ersten Unwuchtgewicht mitrotierendes zweites Unwuchtgewicht reduziert werden kann. Mit anderen Worten kann die Unwucht des ersten Unwuchtgewichts durch das zusätzliche zweite Unwuchtgewicht teilweise kompensiert werden. Anders ausgedrückt dient die Möglichkeit der Befestigung eines zusätzlichen zweiten Unwuchtgewichts der Auswuchtung des vorhandenen ersten Unwuchtgewichts zur Reduzierung der hierdurch erzeugten Schwingungsamplitude des Tiefenrüttlers. Dabei wird unter Unwucht die dynamische Unwucht bei Rotation der Unwuchtgewichte verstanden. Das zweite Unwuchtgewicht kann dabei mittels des ersten Befestigungselements modular, d.h. auswechselbar, vorgesehen werden, um die Möglichkeit der Unwuchtreduzierung für entsprechende Anwendungen der Bodenverdichtung vorzusehen. Zu beachten ist dabei, dass die Unwucht des Tiefenrüttlers nicht alleinig durch die
Gesamtmasse des ersten Unwuchtgewichts und des aufgenommenen zweiten
Unwuchtgewichts bestimmt wird, sondern auch durch den radialen Abstand des resultierenden Masseschwerpunkts der beiden Unwuchtgewichte zur Längsachse des Tiefenrüttlers als gemeinsame Rotationsachse. Somit wird zwar durch die Befestigung des zweiten Unwuchtgewichts die Gesamtmasse der Unwuchtgewichte unabhängig von der Anordnung des Befestigungselements in jedem Fall erhöht. Jedoch kann gleichzeitig die resultierende Unwucht des ersten Unwuchtgewichts und des aufgenommenen zweiten Unwuchtgewichts gegenüber der Unwucht des alleinigen ersten Unwuchtgewichts dadurch reduziert werden, dass der resultierende Masseschwerpunkt der beiden Unwuchtgewichte einen geringeren radialen Abstand zur Längsachse des Tiefenrüttlers aufweist als der Masseschwerpunkt des alleinigen ersten Unwuchtgewichts. Dies kann erfindungsgemäß durch die entsprechende Anordnung des zweiten Unwuchtgewichts bzw. dessen
Befestigungselements realisiert werden. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß durch die Anordnung des ersten
Befestigungselements relativ zum ersten Unwuchtgewicht als Hauptunwuchtgewicht die Möglichkeit geschaffen, ein zweites Unwuchtgewicht als Zusatzunwuchtgewicht derart relativ zum Hauptunwuchtgewicht anzuordnen, dass zwar die Gesamtmasse der
Unwuchtgewichte erhöht, jedoch gleichzeitig die resultierende Unwucht der beiden Unwuchtgewichte reduziert werden kann. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein derartiger Tiefenrüttler durch die Beschaffenheit seines Hauptunwuchtgewichts auf seine üblichen Bearbeitungsanwendungen ausgelegt und dennoch für Anwendungen mit geringeren Schwingungsamplituden (Unwuchten) dadurch eingesetzt werden kann, dass in diesen Fällen seine wirksame Unwucht erfindungsgemäß durch das modulare Zusatzunwuchtgewicht reduziert werden kann. Hierdurch ist auch die Bearbeitung sensitiver Böden möglich, für die bisher gar keine Bearbeitung durch
Tiefenrüttler erfolgen konnte bzw. für die entsprechende Tiefenrüttler mit
konstruktionsbedingt reduzierter Unwucht bereitgestellt werden mussten, deren
Leistungsspektrum nach oben jedoch durch die beschränkten Möglichkeiten zur
Unwuchterhöhung wiederum begrenzt waren. Dies verschlechtert die Rentabilität derartiger Tiefenrüttler mit geringen Unwuchten. Somit kann erfindungsgemäß das Leistungsspektrum eines Tiefenrüttlers und insbesondere die Möglichkeiten zur Variation der Unwucht bzw. der Schwingungsamplitude erhöht werden. Vorteilhaft ist dabei auch, dass durch verschiedene Zusatzunwuchtgewichte mit
unterschiedlichen Massen unterschiedlich starke Verringerungen der Unwucht des
Hauptunwuchtgewichts erreicht werden können. Die Masseunterschiede zwischen den Zusatzunwuchtgewichten können so gewählt werden, dass eine ausreichende Abstufung der Unwucht bzw. der Schwingungsamplitude erreicht werden kann, um den Tiefenrüttler möglichst vielfältig und optimal auf den jeweiligen Anwendungsfall einsetzen zu können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Befestigungselement derart angeordnet, dass der Masseschwerpunkt des zweiten Unwuchtgewichts dem
Masseschwerpunkt des ersten Unwuchtgewichts bzgl. der Längsachse im Wesentlichen radial gegenüberliegend, vorzugsweise direkt radial gegenüberliegend, angeordnet werden kann. Hierbei wird lediglich die Anordnung der Masseschwerpunkte relativ zueinander radial zur Längsachse betrachtet, unabhängig von einem möglichen Versatz der Masseschwerpunkte in Längsachse, weil dieser Versatz auf die durch die Rotation der Unwuchtgewichte um die Längsachse des Tiefenrüttlers erzeugte Unwucht keinen Einfluss hat.
Dabei beruht dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung auf der Erkenntnis, dass die Unwucht eines rotierenden Körpers durch den Abstand seines Masseschwerpunkts zur Rotationachse beeinflusst werden kann. Somit ist zur erfindungsgemäßen Reduzierung der alleinig durch das Hauptunwuchtgewicht bewirkten Unwucht des Tiefenrüttlers das erste
Befestigungselement für das modulare Zusatzunwuchtgewicht derart vorzusehen, dass der Masseschwerpunkt des Zusatzunwuchtgewichts dem Masseschwerpunkt des
Hauptunwuchtgewichts bzgl. der Längsachse des Tiefenrüttlers als gemeinsame
Rotationsachse derart gegenüberliegend angeordnet werden kann, dass der resultierende Masseschwerpunkt der Unwuchtgewichte einen geringeren radialen Abstand zur
Rotationsachse hat als der Masseschwerpunkt des Hauptunwuchtgewichts an sich. Dies kann dadurch erreicht werden, dass in der Schnittebene senkrecht zur Rotationachse der Masseschwerpunkt des Hauptunwuchtgewichts auf der einen Seite bzw. in der einen Hälfte der Schnittebene und der Masseschwerpunkt des Zusatzunwuchtgewichts auf der anderen Seite bzw. in der anderen Hälfte der Schnittebene derart angeordnet ist bzw. durch die Anordnung des Befestigungselements angeordnet werden kann, sodass die zuvor beschriebene Radiusreduzierung des resultierenden Masseschwerpunkts der
Unwuchtgewichte erreicht werden kann. Die Trennlinie der beiden Hälften der Schnittebene ist dabei senkrecht zur radialen Richtung des Masseschwerpunkts des
Hauptunwuchtgewichts ausgerichtet. Vorzugsweise liegen sich die beiden Masseschwerpunkte des Hauptunwuchtgewichts und des Zusatzunwuchtgewichts direkt radial bzgl. der Längsachse als gemeinsame
Rotationsachse gegenüber, weil hierdurch der maximale Effekt der Unwuchtreduzierung für eine vorbestimmte Masse des Zusatzunwuchtgewichts erreicht werden kann. Dabei ist unter einer direkt radial gegenüberliegenden Anordnung eine quasi diametrale Anordnung der Masseschwerpunkte zueinander zu verstehen, wobei die Masseschwerpunkte
unterschiedliche Radien zur gemeinsamen Rotationsachse aufweisen. Mit anderen Worten bedeutet eine direkt radial gegenüberliegende Anordnung, dass eine gerade und direkte Verbindunglinie zwischen den beiden Masseschwerpunkten die Längsachse des
Tiefenrüttlers schneidet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Tiefenrüttler ein zweites Befestigungselement zur Aufnahme des zweiten Unwuchtgewichts auf, so dass das zweite Unwuchtgewicht ebenfalls um die Längsachse des Tiefenrüttlers rotierbar ist, wobei das zweite Befestigungselement derart angeordnet ist, dass durch das aufgenommene zweite Unwuchtgewicht die Unwucht des Tiefenrüttlers vergrößert werden kann. Dabei ist das zweite Befestigungselement vorzugsweise derart ausgebildet, dass das zweite
Befestigungselement auf gleiche Art und Weise ein drittes Unwuchtgewicht als zweites Zusatzunwuchtgewicht aufnehmen kann.
Vorteilhaft ist hierbei, dass auf diese Weise das Leistungsspektrum des Tiefenrüttlers etwa verdoppelt werden kann, indem die beiden Befestigungselemente derart angeordnet werden können, dass das zweite Unwuchtgewicht sowohl zur Vergrößerung als auch zur Verringerung der Unwucht des Tiefenrüttlers eingesetzt werden kann. Alternativ kann auch das zweite Unwuchtgewicht zur Verringerung der Unwucht des Tiefenrüttlers und ein drittes Unwuchtgewicht zur Vergrößerung der Unwucht des Tiefenrüttlers eingesetzt werden. Auch können die beiden Zusatzunwuchtgewichte gleichzeitig eingesetzt werden, wobei diese dann unterschiedliche Massen aufweisen können, um die Unwucht des Tiefenrüttlers zu beeinflussen, oder gleiche Massen aufweisen können, um bei gleichbleibender Unwucht des Tiefenrüttlers dessen Gesamtmasse zu erhöhen. Auch können beide Zusatzunwuchtgewichte sowohl zur Verringerung als auch zur Erhöhung der Unwucht eingesetzt werden. Somit kann die Unwucht des Hauptunwuchtgewichts nicht nur verringert sondern auch erhöht werden. Dabei kann sowohl die Verringerung als auch die Vergrößerung der Unwucht durch das zweite bzw. dritte Unwuchtgewicht ebenfalls in Stufen dadurch erfolgen, dass unterschiedlich schwere zweite bzw. dritte Unwuchtgewichte eingesetzt werden können. Vorteilhaft ist auch, dass das Hauptunwuchtgewicht etwa auf die Mitte des
Leistungsspektrums ausgelegt werden kann und durch das bzw. die
Zusatzunwuchtgewicht(e) eine Variation in beide Richtungen, d.h. zu größeren und kleineren Unwuchten hin, erfolgen kann. Werden damit die gleiche Anzahl von
Zusatzunwuchtgewichten wie bisher bekannt zur Variation der Unwucht eingesetzt, so kann hiermit etwa das doppelte Leistungsspektrum erreicht werden. Andererseits kann die Breite des bisherigen Leistungsspektrums mit etwa der Hälfte der Zusatzunwuchtgewichte abgedeckt werden, weil diese erfindungsgemäß nun sowohl zur Verringerung als auch zur Vergrößerung der Unwucht eingesetzt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das zweite
Befestigungselement derart angeordnet, dass der Masseschwerpunkt des aufgenommenen zweiten Unwuchtgewichts und der Masseschwerpunkt des ersten Unwuchtgewichts im Wesentlichen in radialer Richtung, vorzugsweise direkt in radialer Richtung, zueinander ausgerichtet angeordnet werden können. Mit anderen Worten können das
Hauptunwuchtgewicht und das Zusatzunwuchtgewicht derart angeordnet werden, dass ihre Masseschwerpunkte auf derselben radialen Erstreckung liegen, d.h. zueinander rein radial aber nicht in Umfangsrichtung versetzt oder sogar deckungsgleich liegen.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Anordnung des zweiten Unwuchtgewichts lediglich eine rein radiale Verschiebung des resultierenden Masseschwerpunkts bewirkt wird, jedoch keine Verschiebung in Umfangsrichtung. Auf diese Weise wird die Unwucht lediglich vergrößert, ohne ihren Masseschwerpunkt überhaupt bzw. wesentlich zu verändern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind das erste
Befestigungselement und bzw. oder das zweite Befestigungselement derart ausgebildet, so dass das zweite Unwuchtgewicht in Längsachse aufgesteckt werden kann. Dieses Aufstecken kann sowohl von unten, d.h. aus Richtung der Gehäusespitze, als auch von oben, d.h. zur Gehäusespitze hin, erfolgen. In beiden Fällen kann eine zusätzliche Sicherung des zweiten Unwuchtgewichts z.B. durch eine Verschraubung, Klemmung oder dergleichen erfolgen. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Montage sowie Demontage des zweiten Unwuchtgewichts am Tiefenrüttler einfach und schnell erfolgen kann. Auf diese Weise kann eine Umrüstung des Tiefenrüttlers auf eine veränderte Unwucht direkt auf der Baustelle und auch mit dort verfügbaren Mitteln erfolgen. Beispielsweise kann das zweite Unwuchtgewicht mittels eines Krans oder Baggers entlang der Längsachse des Tiefenrüttlers abgesenkt oder angehoben werden, so dass dieses aufgesteckt und dann ggfs. gesichert werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Unwuchtgewicht an einer Unwuchtgewichtswelle angeordnet, welche koaxial zur Längsachse des Tiefenrüttlers ausgerichtet ist, wobei das erste Befestigungselement und bzw. oder das zweite
Befestigungselement durch die Unwuchtgewichtswelle ausgebildet ist bzw. sind.
Vorteilhaft ist hierbei, dass beide Unwuchtgewichte über die gemeinsame
Unwuchtgewichtswelle gemeinsam rotatorisch angetrieben werden können, z.B. über einen vorzugsweise elektrischen Motor. Vorteilhaft ist ferner, dass durch die Ausbildung des Befestigungselements bzw. der
Befestigungselemente durch die Unwuchtgewichtswelle selbst eine möglichst platzsparende, einfache und haltbare Befestigungsmöglichkeit für das Zusatzunwuchtgewicht bzw. die Zusatzunwuchtgewichte geschaffen werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind das erste
Befestigungselement und bzw. oder das zweite Befestigungselement als Aussparung(en) in der Unwuchtgewichtswelle ausgebildet. Die Ausbildung der Aussparung(en) kann z.B. durch Fräsen, Bohren, Pressen, Ziehen oder dergleichen erfolgen. Die Aussparung kann z.B. als Nut zur Aufnahme einer korrespondierenden Feder oder als Bohrung mit Gewinde zur Aufnahme einer Schraube oder dergleichen ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist hierbei, dass das Befestigungselement bzw. die Befestigungselemente im Material der Unwuchtgewichtswelle ausgebildet werden kann bzw. können, wodurch auf Anbauteile, welche z.B. aufgeschweißt oder angeschraubt werden müssten, verzichtet werden kann. Dies macht die Schaffung des Befestigungselements bzw. der
Befestigungselemente einfacher und kostengünstiger, weil auf Montageschritte verzichtet werden kann. Auch wird das Befestigungselement bzw. werden die Befestigungselemente einstückig mit dem Material der Unwuchtgewichtswelle ausgebildet, was die Haltbarkeit und Stabilität der Befestigung(en) erhöht. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind das erste
Befestigungselement und bzw. oder das zweite Befestigungselement als Vorsprung bzw. Vorsprünge auf der U nwuchtgewichtswelle ausgebildet. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Unwuchtgewichtswelle unverändert hergestellt, z.B.
geschmiedet oder gedreht, werden kann. Auf die Oberfläche der Unwuchtgewichtswelle können dann Anbauteile z.B. angeschweißt bzw. a ngeschraubt werden, die dann das Befestigungselement bzw. die Befestigungselemente a usbilden können. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess der Unwuchtgewichtswelle an sich bzw. verändert diese möglichst wenig, z.B. lediglich durch das Einbringen von Bohrungen und Gewinden in die
U nwuchtgewichtswelle zur Aufnahme von Schrauben.
Vorteilhaft ist ferner, dass bei der Gesta ltung des von außen anbringbaren
Befestigungselements bzw. der von außen anbringbaren Befestigungselemente größere Gesta ltungsmöglichkeiten gegeben sein können als bei durch die Unwuchtgewichtswelle ausgebildeten Befestigungselementen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind das erste
Befestigungselement und bzw. oder das zweite Befestigungselement ausgebildet, mit dem zweiten U nwuchtgewicht eine formschlüssige Verbindung, insbesondere eine
Schwalbenschwanzverbindung, herstellen zu können.
Hierzu kann das Befestigungselement bzw. können die Befestigungselemente z.B. a ls Nut zur Aufnahme einer korrespondierenden Feder des zweiten Unwuchtgewichts oder als Feder zur Aufnahme einer korrespondierenden Nut des zweiten U nwuchtgewichts ausgebildet sein. Auch können die Aussparung(en) und der Vorsprung bzw. die Vorsprünge T-förmig, keilförmig, kreisförmig etc. ausgebildet sein, so dass diese jeweils einen Hinterschnitt oder dergleichen aufweisen, welcher eine formschlüssige Verbindung ermöglicht. Hierzu zä hlen vorzugsweise auch Ausgestaltungen der Aussparung(en) und des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge, welche eine Schwalbenschwanzverbindung ermöglichen. Vorteilhaft ist hierbei, dass diese Verbindung einen sicheren Halt in radiale Richtung ermöglicht und gleichzeitig einfach und schnell in Längsachse hergestellt bzw. auch wieder aufgehoben werden kann. Dies sorgt für einen sicheren Betrieb bei gleichzeitig einfacher und schneller Montage bzw. Demontage des zweiten Unwuchtgewichts.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Tiefenrüttler zum Verdichten eines Bodens mit einem ersten Unwuchtgewicht, welches um die Längsachse des Tiefenrüttlers rotierbar ist, und mit einem zweiten Unwuchtgewicht, welches ebenfalls um die Längsachse des
Tiefenrüttlers rotierbar ist. Der Tiefenrüttler ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Unwuchtgewicht derart angeordnet ist, dass das zweite Unwuchtgewicht die Unwucht des Tiefenrüttlers reduziert.
Bei diesem Tiefenrüttler ist das zweite Unwuchtgewicht, d.h. die Zusatzunwucht, aufgenommen, d.h. an diesem montiert, wohingegen das zweite Unwuchtgewicht bei dem zuvor beschriebenen Tiefenrüttler als an dessen erstem Befestigungselement aufnehmbar vorgesehen ist. Die sich durch das zweite Unwuchtgewicht ergebenden Vorteile und Merkmale wurden bereits zuvor beschrieben und sind entsprechend auch auf diesen Tiefenrüttler anwendbar, weshalb sie nicht wiederholt werden sollen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt der Masseschwerpunkt des zweiten Unwuchtgewichts dem Masseschwerpunkt des ersten Unwuchtgewichts bzgl. der
Längsachse im Wesentlichen radial, vorzugsweise direkt radial, gegenüber. Die sich hierdurch ergebenden Vorteile und Merkmale wurden bereits zuvor beschrieben und sind entsprechend auch auf diesen Tiefenrüttler anwendbar, weshalb sie nicht wiederholt werden sollen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der der radiale Abstand des resultierenden Masseschwerpunkts des ersten Unwuchtgewichts und des zweiten
Unwuchtgewichts zur Längsachse geringer ist als der radiale Abstand des ersten
Unwuchtgewichts zur Längsachse. Auf diese Weise erfolgt eine Reduzierung der
resultierenden Unwucht, ohne diese vollständig auszugleichen. Dabei ist das zweite
Unwuchtgewicht derart hinsichtlich seiner Masse und seiner Maße auszugestalten, dass die durch das zweite Unwuchtgewicht erzeugte Unwucht der Unwucht des ersten U nwuchtgewichts entsprechend entgegenwirkt, d.h. diese auswuchtet, was sich in der Abstandverringerung des resultierenden Masseschwerpunkts wiederspiegeln kann. Die sich hierdurch ergebenden weiteren Vorteile und Merkmale wurden bereits zuvor beschrieben und sind entsprechend auch auf diesen Tiefenrüttler anwendbar, weshalb sie nicht wiederholt werden sollen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Unwuchtgewicht a n einer Unwuchtgewichtswelle a ngeordnet, welche koaxial zur Längsachse des Tiefenrüttlers ausgerichtet ist, wobei durch die Unwuchtgewichtswelle ein erstes Befestigungselement ausgebildet ist, auf weiche das zweite Unwuchtgewicht in Längsachse a ufgesteckt ist. Die sich hierdurch ergebenden Vorteile und Merkmale wurden bereits zuvor beschrieben und sind entsprechend auch auf diesen Tiefenrüttler anwendba r, weshalb sie nicht wiederholt werden sollen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das zweite Unwuchtgewicht mittels einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer
Schwalbenschwanzverbindung, am Tiefenrüttler, insbesondere an einer
U nwuchtgewichtswelle des Tiefenrüttlers, angeordnet. Die sich hierdurch ergebenden Vorteile und Merkmale wurden bereits zuvor beschrieben und sind entsprechend auch auf diesen Tiefenrüttler a nwendba r, weshalb sie nicht wiederholt werden sollen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das zweite Unwuchtgewicht auswechselba r angeordnet. Die sich hierdurch ergebenden Vorteile und Merkmale wurden bereits zuvor beschrieben und sind entsprechend auch auf diesen Tiefenrüttler anwendbar, wesha lb sie nicht wiederholt werden sollen.
Einige Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch einen erfindungsgemäßen Tiefenrüttler mit angeordnetem zweiten Unwuchtgewicht; Fig. 2a eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen erfindungsgemäßen
Tiefenrüttler ohne angeordnetes zweites Unwuchtgewicht,
Fig. 2b eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen erfindungsgemäßen
Tiefenrüttler mit angeordnetem zweiten Unwuchtgewicht,
Fig. 3a eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine
Unwuchtgewichtswelle eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers in einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 3b eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine
Unwuchtgewichtswelle eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3c eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine
Unwuchtgewichtswelle eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers in einer dritten
Ausführungsform,
Fig. 4a eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine
Unwuchtgewichtswelle eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers in einer vierten
Ausführungsform,
Fig. 4b eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine
Unwuchtgewichtswelle eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers in einer fünften
Ausführungsform, und
Fig. 4c eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine
Unwuchtgewichtswelle eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers in einer sechsten
Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch einen
erfindungsgemäßen Tiefenrüttler 1 mit angeordnetem zweiten Unwuchtgewicht 31. Der Tiefenrüttler 1 ist in der Fig. 1 in der Orientierung dargestellt, wie er nach unten in einen Boden eindringen würde. Diese Richtung entspricht auch einer Richtung der Längsachse L des Tiefenrüttlers 1, zu der sich senkrecht die radiale Richtung R bzw. der Radius R erstreckt. In diesem Sinne sind im Folgenden die Bezeichnungen„oben" und„unten" zu verstehen. Der Tiefenrüttler 1 weist ein Rüttlergehäuse 10 auf, welches im oberen Bereich einen zylindrischen Gehäuseteil 11, das Schlagwerkgehäuse 11, aufweist, an welches sich nach unten zum Boden hin die Gehäusespitze 12 bzw. Rüttlerspitze 12 erstreckt. Im oberen Bereich des Schlagwerkgehäuses 11 ist eine Antriebseinheit 2 angeordnet. Die Antriebseinheit 2 weist einen elektrischen Motor 20 mit einem außenliegenden Stator 21 und einem innenliegenden Rotor 22 auf. Der Rotor 22 ist um eine Antriebswelle 23 angeordnet, auf weiche er seine Rotation überträgt. Die Antriebswelle 23 ist oberhalb des elektrischen Motors 20 mittels eines oberen Antriebswellenlagers 24 und unterhalb des elektrischen Motors 20 mittels eines unteren Antriebswellenlagers 25 gelagert. An ihrem unteren Ende weist die Antriebswelle 23 eine Wellenkupplung 26 auf.
Im unteren Bereich des Schlagwerkgehäuses 11 befindet sich ein Unwucht- Schwingungserzeuger 3, welcher eine Unwuchtgewichtswelle 32 aufweist, die in ihrem oberen Bereich durch ein oberes Unwuchtgewichtslager 33 und in ihrem unteren Bereich durch ein unteres Unwuchtgewichtslager 34 gelagert ist. An ihrem oberen Ende ist die Unwuchtgewichtswelle 32 über die Wellenkupplung 26 mit der Antriebswelle 23 gekoppelt, so dass hierdurch die Rotation des elektrischen Motors 20 auf die Unwuchtgewichtswelle 32 übertragen werden kann.
An der Unwuchtgewichtswelle 32 ist in der Darstellung der Fig. 1 links der Längsachse L ein erstes Unwuchtgewicht 30 fest, d.h. nicht zerstörungsfrei entfernbar, angeordnet, welches einen Masseschwerpunkt 30a aufweist, welcher einen radialen Abstand R0 zur Längsachse L besitzt. Rechts gegenüberliegend ist ein zweites Unwuchtgewicht 31 auswechselbar, d.h. zerstörungsfrei entfernbar, an der Unwuchtgewichtswelle 32 angeordnet, welches einen Masseschwerpunkt 31a aufweist, welcher einen radialen Abstand Rl zur Längsachse L besitzt. Das fest montierte Unwuchtgewicht 30 stellt das Hauptunwuchtgewicht 30 und das auswechselbare zweite Unwuchtgewicht 31 ein Zusatzunwuchtgewicht 31 dar. Die
Auswechselbarkeit des Zusatzunwuchtgewichts 31 wird über zwei Befestigungselemente 35, 36 ermöglicht, vgl. Fig. 2a bis 4c. Die Wirkungsweise des Zusatzunwuchtgewichts 31 wird im Folgenden im Detail betrachtet. Fig. 2a zeigt dabei eine schematische Darstellung eines Querschnitts A durch einen erfindungsgemäßen Tiefenrüttler 1 ohne angeordnetes zweites Unwuchtgewicht 31 und Fig. 2b die entsprechende schematische Darstellung mit angeordnetem zweiten
Unwuchtgewicht 31.
Die Schnittebene A bzw. der Querschnitt A der Fig. 2a, 2b ist in eine erste Hälfte B, in welcher das Hauptunwuchtgewicht 30 liegt, und in eine zweite Hälfte C geteilt, in welcher das Zusatzgewicht 31 liegt, vgl. Fig. 2b. Wird der Tiefenrüttler 1 ohne Zusatzunwuchtgewicht 31 betrieben, vgl. Fig. 2a, so wird die Unwucht des Tiefenrüttlers 1 auch nur durch die
Unwucht des Hauptunwuchtgewichts 30 bewirkt. Dann entspricht der radiale Abstand R0 des ersten Masseschwerpunkts 30a des ersten Unwuchtgewichts 30 zur Längsachse L dem radialen Abstand Rm des resultierenden Masseschwerpunkts 38 der Unwuchtgewichte 30 zur Längsachse L.
Wird nun der Tiefenrüttler 1 mit dem Zusatzunwuchtgewicht 31 zur Reduzierung der resultierenden Unwucht betrieben, wird dieses derart dem Hauptunwuchtgewicht 30 bzgl. der Längsachse L des Tiefenrüttlers 1 als gemeinsame Rotationsachse L radial direkt gegenüberliegend angeordnet, so dass der Masseschwerpunkt 31a des
Zusatzunwuchtgewichts 31 dem Masseschwerpunkt 30a des Hauptunwuchtgewichts 30 direkt radial gegenüber liegt. Hierdurch wird die resultierende Unwucht aus
Hauptunwuchtgewicht 30 und Zusatzunwuchtgewicht 31 gegenüber der alleinig durch das Hauptunwuchtgewicht 30 bewirkten Unwucht verringert. Der resultierende
Masseschwerpunkt 38 der Unwuchtgewichte 30, 31 weist entsprechend einen geringeren radialen Abstand Rm zur Längsachse L auf als der Masseschwerpunkt 30a des
Hauptunwuchtgewichts 30.
Dadurch, dass das Zusatzunwuchtgewicht 31 zum Hauptunwuchtgewicht 30 radial gegenüberliegend angeordnet ist bzw. angeordnet werden kann, gleicht die durch das Zusatzunwuchtgewicht 31 erzeugte Unwucht die durch das Hauptunwuchtgewicht 30 erzeugte Unwucht teilweise wieder aus, d.h. die resultierende Unwucht ist geringer als die durch das Hauptunwuchtgewicht 30 alleinig erzeugte Unwucht. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß die Unwucht des Tiefenrüttler 1 reduziert und damit anders bzw. in einem breiteren Leistungsspektrum variiert werden als bei bekannten Tiefenrüttlern 1.
Die Fig. 2a, 2b zeigen ferner ein erstes Befestigungselement 35 zur auswechselbaren Aufnahme des Zusatzunwuchtgewichts 31, welche an der Unwuchtgewichtswelle 32 ausgebildet ist, vgl. Fig. 3a. Das Zusatzunwuchtgewicht 31 weist ein korrespondierendes Befestigungselement 37 seinerseits auf. Das erste Befestigungselement 35 ist entsprechend in der zweiten Hälfte C der Schnittebene A angeordnet, damit das dort aufgenommene Zusatzunwuchtgewicht 31 die zuvor beschriebene Reduzierung der resultierenden Unwucht bewirken kann.
Dem ersten Befestigungselement 35 direkt radial gegenüberliegend ist ferner ein zweites Befestigungselement 36 in der gleichen Ausgestaltung an der Unwuchtgewichtswelle 32 ausgebildet, vgl. Fig. 3a. Diese dient ebenfalls der Aufnahme des Zusatzunwuchtgewichts 31 oder eines weiteren Zusatzunwuchtgewichts, welches in diesem Fall jedoch die resultierende Unwucht vergrößert. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß das Zusatzunwuchtgewicht 31 sowohl zur Vergrößerung als auch zur Reduzierung der resultierenden Unwucht verwendet werden, was die Möglichkeiten zur Variation der Unwucht weiter erhöht und das
Leistungsspektrum des Tiefenrüttlers 1 entsprechend verbreitert.
Fig. 3a, 3b, 3c zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Querschnitts A durch eine Unwuchtgewichtswelle 32 eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers 1 in einer ersten, zweiten bzw. dritten Ausführungsform. Alle drei Ausführungsformen stellen verschiedene
Möglichkeiten dar, eine formschlüssige Verbindung zwischen der Unwuchtgewichtswelle 32 und dem Zusatzunwuchtgewicht 31 oder einem weiteren Zusatzunwuchtgewicht mittels der beiden Befestigungselemente 35, 36 herzustellen, wobei diese hier jeweils als in Längsachse L verlaufende Aussparungen 35, 36 im Material der Unwuchtgewichtswelle 32 ausgebildet sind. Das Befestigungselement des Zusatzunwuchtgewichts 31 ist entsprechend als
Vorsprung 37 (nicht dargestellt) ausgebildet. Die Montage bzw. Demontage des
Zusatzunwuchtgewichts 31 erfolgt in Längsachse L. Bei der dritten Ausführungsform der Fig. 3c sind die Aussparungen 35, 36 paarweise ausgebildet. Fig. 4a, 4b, 4c zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Querschnitts A durch eine Unwuchtgewichtswelle 32 eines erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers 1 in einer vierten, fünften bzw. sechsten Ausführungsform. Diese Ausführungsformen entsprechen denen der Fig. 3a, 3b, 3c, wobei hier die Befestigungselemente 35, 36 der Unwuchtgewichtswelle 32 auf dessen Oberfläche als Vorsprünge 35, 36 ausgebildet sind, welche in korrespondierende Aussparungen 37 des Zusatzunwuchtgewichts 31 (nicht dargestellt) eingreifen können.
Alle diese Ausführungsformen der Befestigungselemente 35, 36, 37 an der
Unwuchtgewichtswelle 32 bzw. dem Zusatzunwuchtgewicht 31 ermöglichen eine einfache und schnelle Montage bzw. Demontage des Zusatzunwuchtgewichts 31 am Tiefenrüttler 1 und gewährleisten gleichzeitig einen sicheren Halt.
BEZUGSZEICHENLISTE (Teil der Beschreibung)
A Schnittebene, Querschnitt
B erste Hälfte der Schnittebene A
C zweite Hälfte der Schnittebene A
L Längsachse, Exzenterachse bzw. Rotationsachse des Tiefenrüttlers 1
R Radius bzw. radiale Richtung senkrecht zur Längsachse L
R0 Radius des Masseschwerpunkts 30a des ersten Unwuchtgewichts 30, radialer Abstand des Masseschwerpunkts 30a des ersten Unwuchtgewichts 30 zur Längsachse L
Rl Radius des Masseschwerpunkts 30a des zweiten Unwuchtgewichts 31, radialer
Abstand des Masseschwerpunkts 30a des zweiten Unwuchtgewichts 31 zur Längsachse L
Rm Radius des resultierenden Masseschwerpunkts 38 der Unwuchtgewichte 30, 31,
radialer Abstand des resultierenden Masseschwerpunkts 38 der Unwuchtgewichte 30, 31 zur Längsachse L
1 (rohrförmiger, zylindrischer) Tiefenrüttler
10 Rüttlergehäuse
11 zylindrischer Gehäuseteil, Schlagwerkgehäuse
12 Gehäusespitze, Rüttlerspitze
2 Antriebseinheit
20 (elektrischer) Motor
21 Stator bzw. Ständer des Motors 20
22 Rotor bzw. Läufer des Motors 20
23 Antriebswelle
24 oberes Antriebswellenlager
25 unteres Antriebswellenlager
26 Wellenkupplung Unwucht-Schwingungserzeuger
erstes Unwuchtgewicht, erstes exzentrisches Schwunggewicht, erstes Exzentergewicht, Hauptunwuchtgewicht
a Masseschwerpunkt des ersten Unwuchtgewichts 30
zweites Unwuchtgewicht, zweites exzentrisches Schwunggewicht, zweites
Exzentergewicht, Zusatzunwuchtgewicht
a Masseschwerpunkt des zweiten Unwuchtgewichts 31
Unwuchtgewichtswelle, Schwunggewichtswelle, Exzenterwelle
oberes Unwuchtgewichtslager, oberes Schwunggewichtslager, oberes Exzenterlager unteres Unwuchtgewichtslager, unteres Schwunggewichtslager, unteres Exzenterlager erstes Befestigungselement der Unwuchtgewichtswelle 32, erste Aussparung bzw. erster Vorsprung der Unwuchtgewichtswelle 32
zweites Befestigungselement der Unwuchtgewichtswelle 32, zweite Aussparung bzw. zweiter Vorsprung der Unwuchtgewichtswelle 32
Befestigungselement des zweiten Unwuchtgewichts 31, Vorsprung bzw. Aussparung des zweiten Unwuchtgewichts 31
resultierender Masseschwerpunkt der Unwuchtgewichte 30, 31

Claims

Tiefenrüttler (1) zum Verdichten eines Bodens, mit
einem ersten Unwuchtgewicht (30), welches um die Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) rotierbar ist, und
einem ersten Befestigungselement (35) zur auswechselbaren Aufnahme eines zweiten Unwuchtgewichts (31), so dass das zweite Unwuchtgewicht (31) ebenfalls um die Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) rotierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Befestigungselement (35) derart angeordnet ist, dass durch das
aufgenommene zweite Unwuchtgewicht (31) die Unwucht des Tiefenrüttlers (1) reduziert werden kann.
Tiefenrüttler (1) gemäß Anspruch 1,
wobei das erste Befestigungselement (35) derart angeordnet ist, dass der
Masseschwerpunkt (31a) des zweiten Unwuchtgewichts (31) dem Masseschwerpunkt (30a) des ersten Unwuchtgewichts (30) bzgl. der Längsachse (L) im Wesentlichen radial gegenüberliegend, vorzugsweise direkt radial gegenüberliegend, angeordnet werden kann.
Tiefenrüttler (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner mit
einem zweiten Befestigungselement (36) zur Aufnahme des zweiten Unwuchtgewichts (31), so dass das zweite Unwuchtgewicht (31) ebenfalls um die Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) rotierbar ist,
wobei das zweite Befestigungselement (36) derart angeordnet ist, dass durch das aufgenommene zweite Unwuchtgewicht (31) die Unwucht des Tiefenrüttlers (1) vergrößert werden kann.
Tiefenrüttler (1) gemäß Anspruch 3,
wobei das zweite Befestigungselement (36) derart angeordnet ist, dass der
Masseschwerpunkt (31a) des aufgenommenen zweiten Unwuchtgewichts (31) Masseschwerpunkt (30a) des ersten Unwuchtgewichts (30) im Wesentlichen in radialer Richtung (R), vorzugsweise direkt in radialer Richtung (R), zueinander ausgerichtet angeordnet werden können.
Tiefenrüttler (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das erste Befestigungselement (35) und/oder das zweite Befestigungselement (36) derart ausgebildet ist/sind, so dass das zweite Unwuchtgewicht (31) in Längsachse (L) aufgesteckt werden kann.
Tiefenrüttler (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das erste Unwuchtgewicht (30) an einer Unwuchtgewichtswelle (32) angeordnet ist, welche koaxial zur Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) ausgerichtet ist,
wobei das erste Befestigungselement (35) und/oder das zweite Befestigungselement (36) durch die Unwuchtgewichtswelle (32) ausgebildet ist/sind.
Tiefenrüttler (1) gemäß Anspruch 6,
wobei das erste Befestigungselement (35) und/oder das zweite Befestigungselement (36) als Aussparung(en) (35, 36) in der Unwuchtgewichtswelle (32) ausgebildet ist/sind. Tiefenrüttler (1) gemäß Anspruch 6,
wobei das erste Befestigungselement (35) und/oder das zweite Befestigungselement (36) als Vorsprung/Vorsprünge (35, 36) auf der Unwuchtgewichtswelle (32)
ausgebildet ist/sind.
Tiefenrüttler (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8,
wobei das erste Befestigungselement (35) und/oder das zweite Befestigungselement (36) ausgebildet ist/sind, mit dem zweiten Unwuchtgewicht (31) eine formschlüssige Verbindung, insbesondere eine Schwalbenschwanzverbindung, herstellen zu können.
Tiefenrüttler (1) zum Verdichten eines Bodens, mit
einem ersten Unwuchtgewicht (30), welches um die Längsachse (L) des Tiefenrüttle (1) rotierbar ist, und einem zweiten Unwuchtgewicht (31), welches ebenfalls um die Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) rotierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Unwuchtgewicht (31) derart angeordnet ist, dass das zweite
Unwuchtgewicht (31) die Unwucht des Tiefenrüttlers (1) reduziert.
11. Tiefenrüttler (1) gemäß Anspruch 10,
wobei der Masseschwerpunkt (31a) des zweiten Unwuchtgewichts (31) dem
Masseschwerpunkt (30a) des ersten Unwuchtgewichts (30) bzgl. der Längsachse (L) im Wesentlichen radial, vorzugsweise direkt radial, gegenüberliegt.
12. Tiefenrüttler (1) gemäß Anspruch 10 oder 11,
wobei der radiale Abstand (Rm) des resultierenden Masseschwerpunkts (38) des ersten Unwuchtgewichts (30) und des zweiten Unwuchtgewichts (31) zur Längsachse (L) geringer ist als der radiale Abstand (R0) des ersten Unwuchtgewichts (30) zur Längsachse (L).
13. Tiefenrüttler (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei das erste Unwuchtgewicht (30) an einer Unwuchtgewichtswelle (32) angeordnet ist, welche koaxial zur Längsachse (L) des Tiefenrüttlers (1) ausgerichtet ist,
wobei durch die Unwuchtgewichtswelle (32) ein erstes Befestigungselement (35) ausgebildet ist, auf weiche das zweite Unwuchtgewicht (31) in Längsachse (L) aufgesteckt ist.
14. Tiefenrüttler (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13,
wobei das zweite Unwuchtgewicht (31) mittels einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Schwalbenschwanzverbindung, am Tiefenrüttler (1), insbesondere an einer Unwuchtgewichtswelle (32) des Tiefenrüttlers (1), angeordnet ist.
15. Tiefenrüttler (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14,
wobei das zweite Unwuchtgewicht (31) auswechselbar angeordnet ist.
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