(57)【要約】【課題】土締固め機であって、起振装置によって比較的単純な技術手段を使用して多くの起振機能が可能とされるものを提供する。【解決手段】本発明は、土締固め機、特に、互いに平行に配置された第１インバランス軸（１０）と第２インバランス軸（１０’）とを有して様々な起振装置振動を作り出す起振装置を含む振動締固め機に関する。各インバランス軸（１０，１０’）は、これら各インバランス軸（１０，１０’）の回転速度、回転方向および位相関係が別々に変更可能となるように、別々のモータ（２）によって駆動される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土締固め機、特に、互いに隣接して配置された二本の平行なインバランス軸（１０，１０’）と、当該インバランス軸（１０，１０’）のための駆動装置とを備え、様々な起振装置振動を作り出す起振装置を含む振動締固め機、であって、
前記駆動装置が、前記第１インバランス軸（１０）に作動連結された第１のモータ（１２）と、前記第２インバランス軸（１０’）に作動連結された第２のモータ（１２’）とからなる二つのモータ（１２，１２’）を有することを特徴とする土締固め機。
【請求項２】
前記第１および第２のモータ（１２，１２’）は、それぞれ、前記第１又は第２インバランス軸（１０，１０’）に、ギア部材（３０，３０’）を介して作動連結、特に、噛合する、第１および第２の駆動軸（１４，１４’）を有する請求項１に記載の土締固め機。
【請求項３】
前記第１および第２駆動軸（１４，１４’）は、互いに同軸に配置されている請求項１又は２に記載の土締固め機。
【請求項４】
前記第１および第２インバランス軸（１０，１０’）は、前記二本のインバランス軸（１０，１０’）から得られる遠心力（Ｆ１，Ｆ２）が少なくともおおよそ共有平面（Ｅ）に位置するように、それらの回転軸心（ＡＲ１，ＡＲ２）の方向において互いに対して配置されている請求項１〜３のいずれかに記載の土締固め機。
【請求項５】
その回転軸心（ＡＲ１）回りで回転可能な少なくとも１つの第１副インバランスマス（１６）が前記第１インバランス軸（１０）上に配置され、および／又は、その回転軸心（ＡＲ２）回りで回転可能な少なくとも１つの第２副インバランスマス（１６’）が前記第２インバランス軸（１０’）上に配置され、前記第１副インバランスマス（１６）は少なくとも１つの第１接続部材（１８）を介して前記第２インバランス軸（１０’）に回転可能に接続され、前記第２副インバランスマス（１６’）は少なくとも１つの第２接続部材（１８’）を介して前記第１インバランス軸（１０）に回転可能に接続されている請求項１〜４のいずれかに記載の土締固め機。
【請求項６】
少なくとも１つのインバランス軸（１０，１０’）とその上に配置された前記副インバランスマス（１６，１６’）とは、前記インバランス軸（１０，１０’）の少なくとも１つのインバランスマス（１１，１１’）によって形成されるインバランス（Ｕ１，Ｕ２）と、前記副インバランスマスによって形成される副インバランス（ＵＺ１，ＵＺ２）とが同じ大きさになるように構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の土締固め機。
【請求項７】
前記第１および第２副インバランスマス（１６，１６’）は、前記各インバランス軸（１０，１０’）上にそれらによって形成される前記副インバランス（ＵＺ１，ＵＺ２）が同じ大きさになるように、同様に構成されている請求項１〜６のいずれかに記載の土締固め機。
【請求項８】
前記第１接続部材（１８）は、互いに作動連結、特に、噛合する、少なくとも二つの歯車（１７，１９）、即ち、前記第１インバランス軸（１０）に作動連結された第１駆動歯車（１７）と、前記第２副インバランスマス（１６’）に作動連結された少なくとも１つの第２出力歯車（１９）と、を備える少なくとも１つのギア部材を有し、および／又は、
前記第２接続部材（１８’）は、互いに作動連結、特に、噛合する、少なくとも二つの歯車（１７’，１９’）、即ち、前記第２インバランス軸（１０’）に作動連結された第２駆動歯車（１７’）と、前記第１副インバランスマス（１６）に作動連結された少なくとも１つの第１出力歯車（１９’）と、を備える少なくとも１つのギア部材を有する請求項１〜７のいずれかに記載の土締固め機。
【請求項９】
前記第１および／又は第２副インバランスマス（１６，１６’）は、前記対応のインバランス軸（１０，１０’）上に配置されて、その上に配置されたインバランスマス（１１，１１’）を少なくとも部分的に取り囲む、少なくとも１つの中空筒状シェル、を含む請求項１〜８のいずれかに記載の土締固め機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土締固め機、詳しくは、互いに隣接して配設された二本の平行なインバランス軸と、当該インバランス軸のための駆動ユニットとを備える振動式締固め機、に関する。
【背景技術】
【０００２】
土締固め用の建設機械、又は、土締固め機、は、土壌の密度の増加が望まれるところで使用される。これは、特に、アスファルト、土、小石、砂、等の締固めに関係する。これは、一般的には、たとえば、道路、小道および通路の建設に当てはまるが、このリストは限定的なものと解釈されてはならない。土締固め機は、多くの場合、この目的のために振動手段を有し、この手段によって、土を締固める荷重パルスを土壌の表面に与えることができる。そのような振動手段は、通常、起振装置と土接触ユニットとを含む。特に、土接触ユニットとしてのプレートと、土接触ユニットとしての中空円筒ドラムを備える振動ローラとを有する振動プレートをそのような振動式締固め機の具体例として挙げることができ、これらは本発明の特に好適な態様である。これらの振動ローラは自走式又は手動案内式に構成することができる。具体的には、これは、特に、たとえば、所謂単一ドラム締固め機又はタンデムローラに関する。この場合に使用される起振装置が、「地面の締固め」用として特に開発されており、これらは必要に応じて土締固め用の建設機械の設計条件と意図される用途とのために最適化される。これは、特に、それらの運転変数、たとえば、振動周波数、振幅、等に関する起振装置の設計に関する。
【０００３】
そのような土締固め機に使用されている起振装置は、土を締固めるための交互の荷重パルスを発生するために使用されるものであって、これらのパルスは各土壌接触を介して土壌に対して与えられる。特許文献１から振動ローラが知られており、そのローラドラムには、互いに反対方向に動く二本の平行なインバランス軸を備える起振装置が設けられている。これらは、ローラドラム内において、当該ローラドラムの中央軸心に対して互いに反対側に配置され、ギア駆動装置として構成された機械式接続構造を介して互いに接続されている。二本のインバランス軸の駆動は、これらのインバランス軸の一方に対して作用するモータによって行われ、他方のインバランス軸はギア駆動装置を介して回転される。振動プレートと手動案内式土締固めローラは、たとえば、特許文献２から知られている。
【０００４】
二本のインバランス軸の平行配置により、調節装置によってこれら二本のインバランス軸の相互の位相関係を変えることによって、指向性振動を発生することができる。位相関係の変更は、一方のインバランス軸の他方のインバランス軸に対する角度位置の調節によって行われる。この目的のために、たとえば、関連のインバランス軸に、油圧式の軸心方向に変位可能な調節コイルが設けられ、これを使用して軸心方向の制御移動が回転運動に変換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第０７０４５７５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２７４３４０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述したタイプの土締固め機であって、起振装置によって比較的単純な技術手段を使用して多くの起振機能が可能とされるものを提供するという課題に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、起振装置の駆動装置が二つのモータを備え、その内の第１のモータが第１のインバランス軸に作動連結され、第２のモータが第２のインバランス軸に作動連結された構成によって達成される。
【０００８】
本発明は、二本のインバランス軸の間に機械式又は油圧式の接続構造が存在せず、その代わりに、各インバランス軸をそれに関連付けられたモータによって独立して作動することが可能であるという利点を有する。従って、各インバランス軸の回転速度と位相関係の両方を独立して変えることができる。ポジティブ又はネガティブな位相シフトを設定することに加えて、二本のインバランス軸の回転方向も互いに独立して変えることができる。その他方のインバランス軸が回転している間に、二本のインバランス軸の一方のインバランス軸を停止することも可能である。このようにして多様な起振装置機能が可能となる。
【０００９】
本発明の好適態様が従属請求項に記載されている。
【００１０】
電気式又は油圧式モータが、起振装置用の特に好適なモータである。
【００１１】
本発明による土締固め機の起振装置を使用して、振幅、振動方向および振動タイプに関して多様な運転モードが基本的に可能である。たとえば、本発明による土締固め機の起振装置を使用して、下記の運転モードを実行することができる。
【００１２】
運転モード１：運転モード１においては、第１インバランス軸が一定の速度で作動している間、第２インバランス軸は静止しているか、又は、第１インバランス軸のほぼ半分の速度で作動する。これにより、遠心力振幅が起こることで、起振装置を円状に回転させる。第２インバランス軸の速度が遥かに低いことにより、その遠心力はあまりにも小さいので、起振装置全体の移動、特に、その起振振動、に対して目立った影響を与えない。遠心力は、回転速度の二乗に比例するので、第２インバランス軸又はそれに取り付けられたインバランスマスによって引き起こされる遠心力は、最大でも、第１インバランス軸の遠心力の１／４に対応するものとなる。第２インバランス軸の低速回転は、インバランス軸が通常取り付けられる振動ベアリングによって潤滑膜を形成することが可能となり、従って、静止中において第１インバランス軸の振動によって損傷されなくなるという利点を有する。
【００１３】
運転モード２：運転モード２では、第１インバランス軸が一定速度で回転している間、第２インバランス軸は、それと同期位相で、かつ、同じ方向の実質的に同じ速度で、即ち、同じ符号の回転速度で、追動する。これによって、円状に回転する遠心力振幅が作り出される。この場合、その振幅は、運転モード１の二倍である。
【００１４】
運転モード３：運転モード３では、第１インバランス軸が一定の速度で作動している間、第２インバランス軸はこの第１インバランス軸に同期して、同じ回転方向で、即ち、同じ回転速度符号で、但し、１８０度の位相角度によってオフセットされた状態で、追動する。その結果、二つのインバランス軸の遠心力は全作動時間中、正確に反対になる。従って、振動運動は起こらない。二つのインバランス軸が同軸に配設されず、互いに対して平行にオフセットされている場合には、変化する揺動トルクが生じる。この振動トルクによって起振装置の回転振動が生じる。
【００１５】
運転モード４：運転モード４では、第１インバランス軸が一定の速度で作動している間、第２インバランス軸はこの第１インバランス軸の速度で同期位相で、但し、その反対方向に追動する。これにより、運転モード２と同じ最大振幅を有する（両インバランス軸の延出平面に対して垂直な）指向性振動を有する振動が生じる。
【００１６】
運転モード５：運転モード５では、第１インバランス軸が一定の速度で作動している間、第２インバランス軸はこの第１インバランス軸と同期して、但し、反対方向に、かつ、１８０度回転した位相で、追動する。運転モード４と同じ最大振幅の指向性振動が生じるが、その回転方向、特に、振動ベクトルは、９０度回転している。
【００１７】
本発明に依れば、二つのインバランス軸に作動連結された起振装置の駆動装置は、第１インバランス軸の回転速度および／又は第２インバランス軸の回転速度が正と負の回転速度の間で変化可能となるように構成される。この正の回転速度と負の回転速度との間での切り替え（ここでは、ゼロに等しい値を有する回転速度を設定することももちろん可能である）によって、各インバランス軸の回転を反転させることが可能となり、それによって、これら二つのインバランス軸を、同じ方向にのみならず、反対方向にも作動するように設定することが可能となる。
【００１８】
本発明に依れば、運転モード４と運転モード５との間の任意の中間設定も可能である。この場合、地面に対して垂直に指向された振動によって、最大の締固め効果が可能となり、この締固め効果は振動方向が水平方向へと回転する間に、漸次減少する。
【００１９】
上述した他の運転モードの間にも任意の中間位相関係を設定することが可能である。これによって有効な締固め力を、要求に適合させることが可能となる。その結果得られる振動は、このケースにおいては、円形（いわゆる無指向性）振動と揺動との組み合わせとなる。
【００２０】
特に好適な構成において、起振装置の第１モータと第２モータとは、ギア機構、特に、ギア駆動装置、を介して、第１インバランス軸と第２インバランス軸とに互いに作動連結された、第１駆動軸と第２駆動軸を有している。この構成により、二本のインバランス軸の位置を各モータとの関係において非常に容易に設定することが可能となり、それと同時に、全体の構造が省スペースなものとなる。
【００２１】
第１および第２駆動軸は、好ましくは、互いに対して同軸状に配置される。特別な実施例において、二つのモータは、更に、共通の軸心上にアラインメントされ、それらは、好ましくは、それぞれ、平行に延出する二本のインバランス軸に対して側方に配置されている。従って、両駆動軸は、共通の対称軸上に位置し、これに対して、第１および第２インバランス軸は、一平面において、左右にオフセットして配置されている。このように構成することで、駆動軸から各対向のインバランス軸への力伝達を、歯車対又はそれに類似のギア機構によって非常に簡単に構成することができ、これらの歯車は駆動軸と各インバランス軸上に取り付けられ、互いに噛合する。
【００２２】
第１および第２インバランス軸は、好ましくは、これら二つのインバランス軸によって得られる遠心力が、少なくともおおよそ共有の平面に位置するように、それらの回転軸心の方向に於いて互いに配置させる。この点に関して、「少なくともおおよそ共有の平面に位置する」とは、二つの平面の偏差が１００ミリメートル以下、又は、特にドラムの全幅の最大５％、として理解される。このように構成することにより、起振装置に対して作用する荷重を非常に単純に、特に、起振装置ハウジングにおいて、伝達することが可能となる。
【００２３】
本発明による土締固め機の起振装置は、好ましくは、少なくとも１つのセンサ装置を有し、この装置は、第１および／又は第２インバランス軸の角度位置の検出用に構成される。角度位置から、現在のインバランス荷重、特に、その方向、に関する結論を導くことが可能となり、これらセンサデータは、好ましくは、位置決め手段に伝送され、これがそれらデータから各運転モードの設定のための適切な工程を開始することができ、特に、各モータを特定の態様で作動させることが可能となる。このように、個々のインバランス軸の角度位置の検出後、たとえば、位相関係を非常に簡単に判断することができ、更に、必要な場合、位相調節を行うことができる。また、対応の速度センタを設けることも可能であり、これら速度センサは、直接的に、又は、角度位置を介して、両インバランス軸の速度と、その変化を検出し、これによって、各運転モードに関する推定を行うことが可能となる。
【００２４】
土締固め機の別実施例において、その回転軸心回りで回転可能な少なくとも１つの副インバランスマスが、起振装置の第１インバランス軸上に配設され、および／又は、その回転軸心回りで回転可能な少なくとも１つの第２の副インバランスマスが、起振装置の第２インバランス軸上に配設され、第１副インバランスマスは少なくとも１つの第１接続部材を介して第２インバランス軸に回転可能に接続され、第２副インバランスマスは少なくとも１つの第２接続部材を介して第１インバランス軸に、回転可能に接続されている。これは、第１インバランス軸の回転中に、たとえ第２インバランス軸が静止していても、第２インバランス軸上に取り付けられた第２副インバランスマスが第１インバランス軸に依存して、同様に回転するということを意味する。反対に、勿論、第１インバランス軸上に取り付けられた第１副インバランスマスが第２インバランス軸の回転に依存して回転する。
【００２５】
各第１および第２インバランス軸に割り当てられた駆動装置、具体的には、各第１および第２モータが適当な接続部材を介して平行軸上にそれぞれ配設された別の副インバランスマスを駆動させる。この構成によって振動方向の容易な設定が可能となる。
【００２６】
この点に関して、好ましくは、少なくとも１つのインバランス軸と、その上に取り付けられた副インバランスマスとは、インバランス軸の少なくとも１つのインバランス部材によって形成されるインバランスと、副インバランスマスによって形成されるインバランスとが同じ大きさとなるように構成される。そのような実施例において、一方のインバランス軸を駆動するだけでも指向性振動を発生するのに十分である。このようにして、単一のインバランス軸によって指向性を有する振動を作り出すことが可能である。
【００２７】
第１および第２副インバランスマスは、好ましくは、これらによって各インバランス軸上に形成される副インバランスが同じ大きさのものとなるように、同様に構成される。特に、同じであるか、又は同じインバランスを備えるインバランス軸に関連して、これによって良好な広い設定範囲と運転モードを有する起振装置が得られる。
【００２８】
第１接続部材は、好ましくは、互いに作動連結された、特に噛合する、少なくとも二つの歯車、即ち、第１インバランス軸に作動連結された第１駆動歯車と、第２副インバランスマスに作動連結された少なくとも１つの第２出力歯車と、を備える少なくとも１つのギア部材を有し、および／又は、第２接続部材は、好ましくは、互いに作動連結された、特に噛合する、少なくとも二つの歯車、即ち、第２インバランス軸に作動連結された第２駆動歯車と、第１副インバランスマスに作動連結された少なくとも１つの第１出力歯車と、を備える少なくとも１つのギア部材を有する。これにより、非常に単純かつ省スペースな構成を達成することができる。
【００２９】
勿論、二つの歯車間の直接噛合の代わりに、対応の伝動比を提供する、適当な類似の、又は類似作用のギア部材を設けることも可能である。
【００３０】
特別な実施例において、第１および／又は第２副インバランスマスは、少なくとも１つの中空の円筒状シェルを有し、これは、対応のインバランス軸上に、その上に取り付けられたインバランス部材を少なくとも部分的に取り囲むように配設される。これにより、中空円筒シェルは、その二つのＵ脚部を使用してインバランス軸上に、たとえば、回転中にインバランス軸のインバランス部材回りで回転するように、取り付けることが可能となる。勿論、そのような中空円筒シェルの代わりに、第１および／又は第２副インバランスマスを互いに幾何的に異なるものとして構成することも可能であり、その場合には、常に、それが各インバランス軸上に取り付けられたインバランス部材を取り囲むように、あるいは、それがこのインバランス部材回りで回転するようにインバランス軸上に配置するように構成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
以下、図面に示された三つの実施例に基づいて本発明について更に詳細に説明する。
【図１ａ】振動ローラ式の土締固め機の側面図を示す。
【図１ｂ】振動プレート式の土締固め機の側面図を示す。
【図１ｃ】手動案内式の土締固め機の側面図を示す。
【図２】図２は、第１実施例の起振装置の図１ａのＩＩ−ＩＩ線に沿った水平断面を示す。
【図３】図２の起振装置の様々な運転モードを示す。
【図４】図２の起振装置の様々な運転モードを示す。
【図５】図２の起振装置の様々な運転モードを示す。
【図６】図２の起振装置の様々な運転モードを示す。
【図７】図２の起振装置の様々な運転モードを示す。
【図８】第２実施例の起振装置の図１ａのＩＩ−ＩＩ線に沿った水平断面を示す。
【図９】第３実施例の起振装置の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、同じ部材および同じ作用の部材については、区別のためにアポストロフィを付与した状態で、同じ参照番号が使用される場合がある。
【００３３】
図１ａは、自走式振動ローラ１として示す土締固め機の側面図を示している。振動ローラ１は、作業者台４２を備える前方キャリッジ８と、ディーゼルエンジンを備える後方キャリッジ３とを有し、これら両キャリッジは関節ジョイント４１を介して互いに接続されている。ローラドラム４（土接触装置）が、ローラドラム支持体２を介して、前方キャリッジ８と後方キャリッジ３とにそれぞれ配設されている。両ローラドラム４のうちの少なくとも一方は、走行駆動装置を備える。更に、各ローラドラム４の内部には、起振装置６（図２，３，８）が設けられ、これらを使用して、ローラドラム４は振動され、それが振動締固めのために土壌に伝えられる。図１ｂは、振動プレート式の土締固め機の基本構造の一例を図示している。ここで重要な要素は、駆動モータ、起振装置（図示せず）を備える締固めプレート５０（土接触装置）、そして案内ブラケット５１である。最後に、図１ｃは、本実施例においては、起振装置（図示せず）を備える二つのローラドラム４を有する、手動案内式振動ローラタイプの土締固め機の基本構造を図示している。更に、ここでは、駆動モータと案内ブラケット５１とが設けられ、これらを使用して、作業者は、手動案内式振動ローラを作業運転状態にすることができる。
【００３４】
図１ａ〜１ｃに図示の土締固め機の一つのための本発明による第１実施例の起振装置６が図２に図示されている。起振装置６は、その構造設計とそれに対して可能な運転パラメータとに関して、特に、一般的な土締固め機、特に図１ａ〜１ｃのもの、用に、構成される。ローラドラム４は、各端部に、中空シリンダ５と円筒ブランク７とを備え、これらを使用して、ローラドラム４は、二つの車軸スタブ９，９’上に、ベアリング３３によって回転可能にとりつけられている。車軸スタブ９，９’は、両側のローラドラム支持体２（図示せず）に取り付けられている。更に、起振装置６のハウジング３２が、ローラドラム４の中空内部空間において車軸スタブ９，９’上に配設されている。起振装置６は、二つの同じ構造の偏心装置１３，１３’と、第１の偏心装置１３と第２の偏心装置１３’とのそれぞれのための第１モータ１２と第２モータ１２’とからなる駆動装置、とを有する。第１および第２モータ１２，１２’は、互いに独立しており、これらは、別々に作動、制御することができる。このようにして、第１および第２偏心装置１３，１３’も、又、互いに対して独立して制御、作動することができる。第１および第２モータ１２，１２’は、油圧式モータとして構成されている。
【００３５】
二つの偏心装置１３，１３’のそれぞれは、それぞれ第１又は第２モータ１２，１２’によって駆動される第１又は第２駆動軸１４，１４’と、それぞれ、互いに対して、かつ、ローラドラム４の回転軸心ＡＲＷに対して、平行に延出する第１又は第２インバランスマス１１、１１’、を備える第１又は第２インバランス軸１０，１０’、とを有している。二本のインバランス軸１０，１０’は、ローラドラム４の回転軸心ＡＲＷに対して互いに対向し、かつ、それから等距離で、配設されている。
【００３６】
まず、第１偏心装置１３について以下に記載する。第１駆動軸１４は、第１モータ１２に接続され、ローラドラムの第１端部側において当該ローラドラム４の中空内部空間の外側に配置され、ローラドラム支持体２の一つに取り付けられている。第１車軸スタブ９内において、第１駆動軸１４は、それに対して同軸回転可能に取り付けられ、ハウジング３２の外側から内部へと案内されている。第１駆動軸１４は、第１歯車対３４，３６からなる第１ギア機構を介して、第１インバランス軸１０に接続され、かつ、ベアリング１５を介してハウジング３２に取り付けられている。第１インバランス軸１０は、第１モータ１２によって、その回転軸心ＡＲ１回りで回転させることができる。
【００３７】
第２偏心装置１３’の第２モータ１２’は、第２駆動軸１４’に接続され、ローラドラム４の第２端部の前方において、第１モータ１２に対して、鏡面反転状態で、対応のローラドラム支持体２（図示せず）上に配設されている。対応の第２軸芯スタブ９’の内部において、第２駆動軸１４’は、同軸回転可能に取り付けられ、ハウジング３２の外側から内部へと案内されている。第２駆動軸１４’は、第２歯車対３４’，３６’からなる第２ギア機構を介して、第２インバランス軸１０’に接続され、かつ、ベアリング１５’を介してハウジング３２に取り付けられている。第２インバランス軸１０’は、第２モータ１２’によって、その回転軸心ＡＲ２回りで回転させることができる。
【００３８】
第１および第２モータ１２，１２’は、各対応のインバランス軸１０，１０’の回転速度、それらの回転方向および位相関係を設定することを可能にする。
【００３９】
ここで図示されている実施例において、インバランス軸１０，１０’のインバランスマス１１，１１’は同じ大きさであり、それにより同じ回転速度において生じる遠心力Ｆ１およびＦ２は同じ大きさとなる。２本のインバランス軸１０，１０’は、得られる遠心力Ｆ１およびＦ２が、少なくとも、図２に図示の線に沿って延出する平面Ｅにおいておおよそ作用するように、それらの回転軸心ＡＲ１およびＡＲ２に沿って互いに対して配設されている。
【００４０】
そのそれぞれの対応のモータ１２，１２’を介した二本のインバランス軸１０，１０’の回転中に、前に詳述した運転モード１〜４を、起振装置６の技術構造が非常に単純なものであるにも関わらず、非常に簡単に設定することができる。
【００４１】
たとえば、各他方のインバランス軸を停止した状態で、第１インバランス軸１０のみを第１モータ１２によって駆動したり、あるいは第２インバランス軸１０’のみを第２モータ１２’によって駆動することができる。たとえば、第２モータ１２’が静止状態であるか、もしくは、第１モータモータ１２の速度のせいぜい半分で回転している状態で第１モータ１２が起動されて第１インバランス軸１０が一定速度で回転すると、第１インバランスマス１１とその回転速度に比例する遠心力Ｆ１が回転起振装置振幅中に生じる。インバランス軸１０，１０’の回転速度は起振装置振幅に対して急激な影響（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ）を及ぼすので、そのような運転モードにおいて、第２インバランス軸１０’の遅い回転は無視できる。しかしながら、この遅い回転によってベアリング３３の潤滑が起こり、これによって起振装置６の寿命が大幅に伸びる。ここに記載した運転モードは上述した運転モード１に対応する。
【００４２】
運転モード１による起振装置６から得られるインバランス力の方向とトルクが図３に図示されている。第２インバランス軸１０’がゆっくりと回転する運転モード１に関して、図８において、第１および第２インバランス軸１０，１０’から生じるインバランストルクとトルクがそれぞれ４５度異なる８つの連続する位相回転ａ）〜ｈ）において対で図示されている。各位相関係において生じるインバランストルクの方向が矢印２２によって示され、第１および第２インバランス軸１０，１０’上のインバランス力の様々な大きさが、それぞれ点２３および２３’によって示されている。第１および第２インバランス軸１０，１０’の回転方向は、それぞれ、曲線矢印２４および２４’で示され、異なる速度が曲線矢印２４，２４’の異なるサイズによって示されている。図示を理解しやすくするために、参照符号は第１位相関係ａ）の図示においてのみ示されている。
【００４３】
これに対して、運転モード２においては、両モータ１２，１２’は同じ速度で、かつ、同期した位相で作動し、それにより、両インバランス軸１０，１０’の同じ回転速度、特に、同じ符号を有する回転速度、での同期回転が起こる。これにより、その振幅が上述した運転モード１の二倍である回転運動が生じる。ここでは、生じる遠心力Ｆ１およびＦ２が合計される。運転モード２は図４に図示され、同じ変数に対して同じ参照符号が使用されている。
【００４４】
これに対して、もしも第１又は第２モータ１２，１２’の位相が第１および第２インバランス軸１０，１０’と同じ速度において１８０度回転される場合には、二つのインバランス軸１０，１０’から得られる遠心力Ｆ１およびＦ２は、回転運転中に互いに反対の方向に延出する。それによりインバランスの干渉が生じて、その結果、振幅は生じない。しなしながら、二つのインバランス軸の互いからの距離により、交互の揺動トルクが発生して、これが起振装置を回転振動させる。この運転モードが運転モード３であって、これは図５に図示されている。図５において、発生するトルクは、異なる位相関係におけるトルクの量に応じた異なるサイズである別の曲線矢印２５によって示されている。
【００４５】
運転モード４においては、同様に上述したように、両インバランス軸１０，１０’が互いに反対方向に回転するように、第１モータ１２が一定速度で作動する間、第２モータ１２’は同期位相で回転速度で作動する。これにより、ここに図示の実施例において、運転モード２において既に生じたものと同じ最大振幅を有する垂直指向の振動が生じる。図６がこの運転モード４を図示している。
【００４６】
両モータ１２，１２’の位相の１８０度の回転によって、運転モード４が運転モード５に変化し、運転モード４と同じ最大振幅を有する指向性振動が発生する。
【００４７】
このように、本発明に依れば、起振装置振動のベクトル調節と振幅調節との両方を二つのモータ１２，１２’を適切に駆動することによって行うことができる。
【００４８】
図８は、第２実施例の起振装置６’を、図１に図示の断面図で示している。図２の第１実施例と比較して、ここに図示の起振装置６’は、いくつかの追加のコンポーネントと設定能力とを備えている。同じパーツは同じ参照符号で示されている。以下の説明において図２を参照する。
【００４９】
更に、具体的には、第１副インバランスマス１６と第２副インバランスマス１６’とである副インバランスマス１６，１６’が、インバランス軸１０，１０’上に配設されている。これらの副インバランスマス１６，１６’は、各インバランス軸１０，１０’上に脚部３８を使用して回転可能に取り付けられた中空円筒シェルのセクタ形状の中空体として構成されている。副インバランス軸１６，１６’の形状と配置は、それらが、それぞれ第１又は第２のインバランスマス１１，１１’の回転を邪魔することなく、第１又は第２インバランスマス１１，１１’回りを回転することが可能なように構成されている。
【００５０】
副インバランスマス１６，１６’は、インバランス軸１０，１０’に対して交差して（ｃｒｏｓｓｗｉｓｅ）回転可能に接続されている。これは、第１インバランス軸１０上に配設された第１副インバランスマス１６が第２インバランス軸１０’に接続さていることを意味する。第２インバランス軸１０’に取り付けれた第２副インバランスマス１６’は、第１インバランス軸１０に接続されている。第１インバランス軸１０の回転中に、第１インバランス要素１１に加えて、第２副インバランスマス１６’も回転する。第２インバランス軸１０’の回転中に、第１副インバランスマス１６が第２インバランスマス１１’と共に回転する。
【００５１】
この目的のために、それぞれの回転力を伝達する、対応の第１又は第２機械接続要素１８，１８’が設けられている。従って、第１接続要素１８が第１インバランス軸１０を第２副インバランスマス１６’に接続し、第２接続要素１８’が第２インバランス軸１０’を第１副インバランスマス１６に接続する。これら各接続部材１８，１８’も、ここでは、互いに噛合う、駆動歯車１７，１７’と出力歯車１９，１９’の組み合わせとして構成されている。
【００５２】
ここに図示の実施例において、モータ１２，１２’によって駆動されるインバランス軸１０，１０’が、追加の接続要素１８，１８’を介して、それぞれ他方のインバランス軸１０，１０’上に取り付けられた各副インバランスマス１６，１６’を駆動する。各インバランス軸１０，１０’上に取り付けられたインバランスマス１１，１１’と副インバランスマス１６，１６’はこの実施例においては同じ大きさのものであり、それにより、各インバランス軸１０，１０’上においてそれらから各ケースにおいて生じる総インバランスは同じ大きさのものとなる。このように、同じ回転速度で、第１インバランス軸１０上のインバランスマス１１が、第１副インバランスマス１６（インバランスＵｚ１）と同じインバランスＵ１（絶対値において）を作り出す。従って、単一のモータ１２，１２’又は単一のインバランス軸１０，１０’を駆動することで指向性振動を発生させるのに十分である。
【００５３】
両インバランス軸１０，１０’が互いに反対方向に回転するように両方のモータ１２，１２’を同じ速度で駆動することが特に有利である。従って、副インバランスマス１６も、インバランス軸１０，１０’上に固定取付されたインバランスマス１１，１１’と同じ速度で回転する。従って、第２副インバランスマス１６’は第２インバランスマス１１’に同期して回転する。又、第１副インバランスマス１６は、第１インバランスマス１１と同じように回転する。トータルインバランスは、位相関係（ここでは、第１副インバランスマス１６と第１インバランスマス１１、又は、第２副インバランスマス１６’と第２インバランスマス１１’、の間の角度）の変化によって変えることができる。特に高い速度の場合には、たとえば、振動ベアリングに対する負荷を減らすべくトータルインバランスを減少させることができる。
【００５４】
図８において、第１インバランスマス１１と第１副インバランスマス１６とは第１モータ１２によって駆動される。第２インバランスマス１１’と第２副インバランスマス１６’とは第２モータ１２’によって駆動される。両インバランスの位相関係に依って、もしも両方のモータ１２，１２’が同じ速度で駆動されるならば、より大きな又はより小さな指向性振動を達成することができる。最大振幅は、以下の比によって定義される。
｛（Ｕ１＋Ｕｚ１）＋（Ｕ２＋Ｕｚ２）｝    
そして、最小振幅は次の比によって定義される。
｛（Ｕ１−Ｕｚ１）＋（Ｕ２−Ｕｚ２）｝
【００５５】
もしもＵとＵｚとが互い等しいものとして選択されるならば、振動の振幅は、第１モータ１２と第２モータ１２’との間の相対角度を変化させることによってゼロにまで減少させることしかできなくなる。
【００５６】
従って、その相対位置を互いに対して変化させることが可能な二つのインバランス１１，１６又は１１’，１６’が各インバランス軸１０，１０’上に配置される。インバランスを最大値からゼロにまで連続的に設定することができる。インバランスが減少する場合、インバランス軸１０，１０’のベアリングが開放され、それによってこれらインバランス軸１０，１０’をより高速にすることが可能となる。これは、個々のインバランスＵ２およびＵｚ２又はＵ１およびＵｚ１は対応の支持点に対してそれらのベクトル合計によってのみ作用するからである。インバランス軸１０又は１０’のそれぞれに対する副インバランスマス１６，１６’の取り付けは問題ではない。というのは、ここでは調節移動が伝達されるからである。振動速度とは独立に、位相関係の変化中は、低い相対速度のみが起こる。
【００５７】
更に、第２実施例の起振装置６’を使用した別の運転モードも可能である。この場合、モータ１２，１２’は、インバランス軸１０，１０’が同じ回転方向で、かつ、同じ符号の各回転速度で回転するように駆動される。従って、第１インバランスマス１１は第１副インバランスマス１６の反対の方向に回転し、第２インバランスマス１１’は第２副インバランスマス１６’の反対の方向に回転する。両モータ１２，１２’の同じ駆動速度において、一定の振幅を有する指向性振動が発生する。振動の方向は、両モータ１２，１２’間の位相関係を変化させることによって自由に設定可能である。
【００５８】
図９の第３実施例の起振装置６”においては、各ケースにおいて、第３又は第４のインバランス軸３９又は３９’が、第１および第２インバランス軸１０，１０’に対して平行に配設されている。第１および第３インバランス軸（１０，３９）は、第１インバランス軸１０上の歯車３６と噛合する歯車４０として構成された機械式ギア機構を介して接続されている。同様に、第２インバランス軸１０’は、当該第２インバランス軸１０’上の歯車３６’と噛合する歯車４０’を介して第１インバランス軸３９’に接続されている。図１の第１実施例と異なり、二つの独立したインバランス軸の代わりに、ここでは、二対の独立したインバランス軸が設けられ、これらはそれぞれ別々のモータ１２，１２’によって駆動される。
【００５９】
各インバランス軸対のインバランス軸１０，３９又は１０’，３９’は、一対のインバランス軸が同位相で回転するようにアラインメントされている。更に、第３及び第４インバランス軸３９，３９’は、ローラドラム４の回転軸心ＡＲＷから等距離で、かつ、当該ローラドラム４の回転軸心ＡＲＷに対して径方向に互いに対向して配置されている。各インバランス軸対の回転軸心によって規定される平面は互いに対して平行に延出している。従って、第１インバランス軸１０の回転軸心ＡＲ１と第３インバランス軸１０の回転軸心ＡＲ３とが第１平面を形成し、これは、第２インバランス軸１０’の回転軸心ＡＲ２と第４インバランス軸３９’の回転軸心ＡＲ４とによって形成される平面に対して平行に延出している。
【図１ａ】
2015110898.tif 000003
【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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