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