(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面締め固めを行うためのタンパーであって、タンピング駆動される作業質量体を有しており、該作業質量体が、上部質量体に属する原動機からクランク伝動装置（３，４，５，７，１６）及びばねセット（１１）を介して直線的に往復駆動可能である形式のものにおいて、
クランク伝動装置が少なくとも１つの直線的な往復運動を行う構成部材（５，７，１６）を有していて、これらの構成部材が、鋼よりも密度の小さい材料より製造可能であって、直線的に往復運動する構成部材が、連接棒（５）とガイドピストン（７）とピストンガイド（１６）とのグループから成る構成部材であることを特徴とする、上部質量体の振動が低減された作業装置。
【請求項２】
前記構成部材の前記材料がアルミニウム合金である、請求項１記載の作業装置。
【請求項３】
前記構成部材の前記材料がプラスチック材料である、請求項１記載の作業装置。
【請求項４】
ピストンガイド（１６）が、少なくとも１つの減衰ブシュ（１８，１９）と共にプラスチックより一体的に製造可能である、請求項１記載のタンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載した作業装置に関する。特に本発明は地面締め固め（若しくは突き固め）のためのタンパー(Stampfgeraet；締め固め装置)又はハンマーに関する。
【０００２】
このような形式の公知のタンパーは原動機(Motor；エンジン、モータ）とクランク伝動装置とを収容する上部質量体が、主に作業プレート若しくは圧縮プレートを形成する作業質量体に接続されるように、構成されている。原動機によって生ぜしめられる回転運動は、クランク伝動装置によって軸方向の振動運動に変えられ、この軸方向の振動運動がばねセット（Federsatz;１組のばね）を介して地面締め固めのための作業プレートに伝達される。上部質量体は、タンパー全体の質量の約２／３であって、また打撃を行う作業質量体はタンパー全体の約１／３である。上部質量体の移動距離と、作業質量体の移動距離とは、それぞれ互いに逆の比を成している。この場合上部質量体は２５ｍｍ乃至３０ｍｍだけ移動する。
【０００３】
上部質量体の振動は、ガイドフォークを介して、作業装置を操作する作業員に伝達されるが、これは特に長時間作業において非常に不快である。この場合、作業員に特に負荷がかかるのは水平方向若しくは側方向での振動である。これに対して垂直方向の振動は、タンパーの効率の良い作業のために必要である。
【０００４】
図２にはこのような形式の公知のタンパーが示されている。
【０００５】
図２によれば、図示されていない原動機によってタンパーの駆動軸１が駆動される。この駆動軸１はピニオン２を介して、タンパーケーシング内で支承された、外歯列を備えているクランク円板３を駆動する。クランク円板３にはクランクピン４が取り付けられており、このクランクピン４に連接棒５が回転可能に被せ嵌められている。連接棒５は、その他方の端部でピストンピン６によって回転可能にガイドピストン７に接続されている。ガイドピストン７は、鋼円板によって形成され、かつナット８によって固定されたピストンガイド９を有している。ガイドピストン７は、下部質量体に所属するガイド管１０内でピストンガイド９と共に軸方向で往復運動せしめられる。この軸方向は装置使用時における装置の垂直方向若しくは作業方向に相当する。
【０００６】
ピストンガイド９の両側には、多数のばねより成るばねセット１１が配置されており、この場合ばねは、それぞれそのピストンガイド９とは反対側で、ガイド管１０に固定されたばねプレート１２に対して支持されている。ばねセット１１が密着するのを避けるために、ピストンガイド９の上側には、弾性的なプラスチック材料から成る減衰ブシュ１３がガイドピストン７上に載せられており、これに対してナット８の下側には、同様に弾性的なプラスチックより成る減衰パッド１４が取り付けられている。減衰ブシュ１３と減衰パッド１４とは、ばねセット１１が圧縮された時にそれぞれ、ピストンガイド９とは反対側が所属のばねプレート１２に突き当たるようになっている。こうして減衰ブシュ１３と減衰パッド１４とは、さらなる圧縮運動を減衰して、ばねセット１１が密着しひいては作業装置に強い衝突作用が働くことを避けるようになっている。
【０００７】
ばねプレート１２を備えたガイド管１０は、タンパーの作業質量体若しくは下部質量体に属している。下部質量体には、図１には示されていない、地面締め固めのために使用されるタンパー足部が取り付けられている。湿気及び汚れが侵入するのを避けるために、上部質量体と下部質量体とは、弾性的なバッグ１５によって結合されている。
【０００８】
図２に示されているように、原動機の回転運動は、クランク伝動装置によってクランク円板３、クランクピン４及び連接棒５を介して、ガイドピストン７の軸方向の振動運動に変えられる。この軸方向運動は、ばねセット１１を介してガイド管１０に及びひいては下部質量体に伝達され、地面締め固めのために使用することができる。
【０００９】
作業員に作用する振動を減衰するために、従来では、ガイドフォークを上部質量体に対してゴム部材によって機械的に連結解除することが公知である。この場合、組み付けられた作業原動機は、さらに高い振動負荷にさらされる。このような振動の減衰の改善は、高い構造的な費用をかけなければ達成することができない。
【００１０】
従って、上部質量体の振動の発生を前もって避けることが望まれている。
【００１１】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９２５８７０号明細書によれば、上部質量体に属する原動機から２重のクランク伝動装置を介して直線的に往復運動せしめられる作業質量体を有している、地面締め固めのためのタンパーが公知である。上部質量体における振動を減少させるために、互いに逆方向に移動する２つの重りが設けられていて、これらの重りは、クランク伝動装置によって生ぜしめられた振動に、逆方向の振動を重畳させる。タンパーは２重脚状に構成されていて、各タンパー脚は固有のクランク伝動装置を介して駆動される。それに応じて、タンパーは構造が非常に大きく、大きい力を使わなければ地面上で操作することができない。
【００１２】
ドイツ連邦共和国特許第７５３５０２号明細書によれば、振動システムを生ぜしめるための駆動装置が公知である。このために、クランク伝動装置には、ゴムばねを介して互いに連結されたアームとレバーとが設けられている。原動機及び軸受部に作用する、有害なダイナミックな質量作用を避けるために、アーム及びレバーの質量は、固有の小さい重りの材料を用いてできるだけ小さく維持するようになっている。
【００１３】
本発明の課題は、上部質量体の振動をその発生時に既に避けることができるような作業装置を提供することである。
【００１４】
この課題は本発明によれば、請求項１に記載した特徴を有する作業装置によって解決された。
【００１５】
以外なことに、鋼より軽量の、つまり鋼よりも小さい密度を有する金属材料を使用すれば、クランク伝動装置の直線的に往復運動する構成部材つまり特に連接棒、ピストンピン及びガイドピストン及びピストンガイドを製造する際に、上部質量体の振動を著しく減少させることができることが明らかになった。これは、上部質量体の質量が、可動な構成部分の小さい重りによって減少され、これによって小さい力が上部質量体に作用するようになっていることに起因する。
【００１６】
材料がアルミニウム合金又はプラスチック材料であれば、特に有利である。何故ならばこれによって特に大きい材料減少が可能だからである。
【００１７】
従来公知の作業装置特にタンパーにおいては、大抵の場合、装置のガイドフォークが装置自体に対して例えばゴム部材によって振動減衰されることによって、作業員に作用する振動を減衰しようとする試みがなされている。しかも、上部質量体の振動を、付加的な別個に生ぜしめられる振動と重畳させることによって減少させることが公知であった。しかしながら、軽量の構成部材を使用することによって、振動をその発生時に既に減少させることは公知ではない。
【００１８】
上部質量体の振動の減少の他に、可動な構成部材の材料を減少させることは、エネルギーの節約にもなる。何故ならば、クランクの各回転時に小さい質量を加速して、減速させるだけでよいからである。同様に、装置の全重量も減少させることができる。原動機の小さい加速負荷に基づいて、高い耐用年数が得られる。他方、同じ出力の原動機においては、同じ上部質量体運動若しくは加速においてやや広い若しくは重いタンパープレートを使用することが可能である。さらにまた、作業騒音を減少させることができる。また、相応の製造方法において、著しいコストの低減が期待できる。しかしながら、重要な利点は、作業員に作用するハンド・アーム振動の減少である。これによって快適な作業が可能である。
【００１９】
特に有利な実施例では、ピストンガイドは、減衰ブシュ有利には２つの減衰ブシュと共に、プラスチックから一体的に製造可能である。前記のような質量の減少の他に、製造方法の簡略化及びひいては同様にコストの低減が得られる。
【００２０】
本発明の以上の利点及びその他の利点は、以下に図面を用いて詳しく説明する。
【００２１】
図１に示した本発明によるタンパーの主要な構成部材は、図２に関連して記載された構成部材に相当するので、繰り返しの説明は省く。簡略化のために、図面では同一の部材には同一の符号を記した。
【００２２】
図２に示した公知のタンパーとは異なり、図１に示した本発明によるタンパーにおいては、クランク伝動装置の直線的な往復運動可能な構成部材のうちの幾つかは、鋼よりも小さい密度を有しひいては鋼より軽量な材料より製造されている。タンパーの構造的大きさ及び作業能力に応じて、個別のケースにおいて、どの構成部材が軽量な材料より製造されているかが重要である。しかしながら基本的には、上部質量体の振動を避けるために、できるだけ多くの構成部材を軽量構造で構成することが望まれている。
【００２３】
当該の構成部材は、連接棒５、ピストンピン６、ガイドピストン７及び本発明に従って構成されたピストンガイド１６である。クランク伝動装置自体は、クランク円板３とクランクピン４と連接棒５とピストンピン６とガイドピストン７とピストンガイド１６とから成っている。
【００２４】
連接棒５は、有利にはプラスチック例えば炭素繊維又はガラス繊維で強化されたポリアミドより製造される。ガイドピストン７のためには、アルミニウム・鍛造可能な合金又は同様にガラス繊維強化されたポリアミドが適している
プラスチックより成る連接棒５は、所定の弾性及びひいてはばね特性を有している。この弾性は、Ｏ脚状のつまりクランク円板３に設けられたクランクピン４とガイドピストン７に配置されたピストンピン６との間の連接棒５のアーチ状の形状によって促進される。従って連接棒５は楕円形のＯ字形を形成していて、このＯ字形の中央を通って駆動軸１が延びている。Ｏ字形の側方の脚は、連接棒５のばね特性若しくは減衰特性を改善し、それによって軸受、歯列並びに、連接棒５に接続された別の構成部材が保護される。
【００２５】
ピストンガイド１６は、従来技術により公知の、鋼より成るピストンガイドと、弾性的なプラスチック材料より成る伸張ブシュと伸張パッド(Dehnungsstopfen）とを１つの構成部にまとめている。ピストンガイド１６は、ほぼ中央で幅の広い縁部１７を有していて、この縁部１７の両側にばねセット１１が当接している。縁部１７から両方向にそれぞれ１つのスリーブが突き出しており、この上側の伸張スリーブ１８はガイドピストン７上に被せ嵌められていて、下側の伸張スリーブ１９は同様に下部質量体の方向に向かってスリーブ形状に延びている。ばねセット１１が密着するのを避けるために、強い振動時に伸張スリーブ１８，１９の両端部は、ばね巻条が互いに接触し合う前に、それぞれのばねプレート１２に当接する。これによって、装置が過剰に衝撃負荷を受けることは避けられる。相応の減衰性をピストンガイド１６によって保証するために、ピストンガイド１６はプリウレタンより一体的に製造される。特にばねセット１１が載ることによるピストンガイド１６の損傷を避けるために、縁部１７と所属のばね１１との間に薄い鋼円板を挿入することによって、縁部１７を補強することが可能である。
【００２６】
ピストンガイド１６は、アクメねじ２０を介してガイドピストン７上にねじ被せられる。アクメねじ２０は、ピストンガイド１６とガイドピストン７との間の大きい面積に亘っての接触を保証するので、局部的な面圧は小さく維持される。
【００２７】
回動防止のために、下側の伸張スリーブ１９内には６角孔２１が形成されており、この６角孔２１内に、外側６角形を有する鋼部材２２が挿入され、ねじ２３によってガイドピストン７に固定可能である。このような配置によって、ピストンガイド１６が装置の運転中に、ガイドピストン７から自然にねじ外れないように保証される。
【００２８】
本発明については、地面締め固めのための本発明によるタンパーを用いて上述されているが、本発明は、さらに、ハンマー例えば打撃ハンマーにおいて同様に非常に有利に使用することができる。何故ならば、ハンマーにおける打撃発生は、打撃装置における打撃発生と同じ原理に基づいているからである。ハンマーにおいては、ばねセット１１を形成する鋼ばねの代わりに、一般的に空気ばね式打撃機構(Luftfederschlagwerk）が使用されているという事実が、本発明の実施例の肯定的な作用に影響を与えることはない。
【００２９】
プラスチック材料を使用することによって、数キログラムの重量節約が得られる。しかしながら、この節約された重量は、上部質量体に加えることもできるので、上部質量体は従来技術により公知の装置に対して質量が増大する。これによって、上部質量体は運転中より安定し、ひいては作業員に伝達されるハンド・アーム振動(Hand-Arm-Schwingung）は少ない。タンパーの全質量は、当該の構成部分が鋼より製造されている場合に対して、一定に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるタンパーの一部の断面図である。
【図２】  公知のタンパーの断面図である。
【図１】
0003851084.tif 000002
【図２】
0003851084.tif 000003