DE102011119937A1 - Method and apparatus for amplitude adjustment of a tamping bar of a road paver - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampfleiste eines Straßenfertigers beschrieben, bei welchen die Stampfleiste durch Antriebselemente in oszillierende vertikale Schwingungen mit einem oberen und einem unteren Totpunkt versetzt wird. Erfindungsgemäß wird der obere Totpunkt verschoben und der untere Totpunkt konstant gehalten. Die in Richtung auf den unteren Totpunkt wirkenden Antriebselemente werden dazu von den in Richtung zum oberen Totpunkt wirkenden Antriebselemententen entkoppelt, wobei der Hub der Nockenwelle konstant gehalten wird.The invention relates to a method and a device for adjusting the amplitude of a tamping strip of a paver, in which the tamping strip is offset by drive elements into oscillating vertical oscillations with an upper and a lower dead center. According to the invention, the top dead center is shifted and the bottom dead center is kept constant. For this purpose, the drive elements acting in the direction of the bottom dead center are decoupled from the drive elements acting in the direction of top dead center, wherein the lift of the camshaft is kept constant.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampfleiste eines Straßenfertigers mit einem rotierenden Antrieb für die Stampfleiste, wobei die Stampfleiste in eine oszillierende vertikale Bewegung mit einem oberen und einem unteren Totpunkt versetzt wird.The invention relates to methods and apparatus for adjusting the amplitude of a ram of a paver with a rotating drive for the tamping bar, wherein the tamping bar is placed in an oscillating vertical movement with an upper and a lower dead center.
Straßenfertiger dienen bekanntlich zur Herstellung von Verkehrsflächen auf einem Planum. Das Einbaumaterial, zum Beispiel Asphalt, wird dabei über die gewünschte Einbaubreite vor einer Einbaubohle verteilt, welche das Einbaumaterial in der gewünschten Einbaudicke auszieht und die Oberfläche glättet. Vor der Einbaubohle kann eine Stampfleiste, die auch Tamper genannt wird, angeordnet sein, welche das Einbaumaterial durch eine stampfende vertikale Bewegung verdichtet und den Fluss des einzubauenden Materials unter die Einbaubohle unterstützt. Dazu ist die Stampfleiste über Schubstangen mit einem rotierenden Antrieb in der Weise verbunden, dass bei jeder Umdrehung des Antriebs eine oszillierende vertikale Bewegung erzeugt wird, die als Amplitude oder Hub der Stampfleiste bezeichnet wird. Der Antrieb besteht bei bekannten Stampfleisten zum Beispiel aus einer Kurbelwelle.Road pavers are known to be used for the production of traffic areas on a planum. The paving material, for example, asphalt, is distributed over the desired paving width in front of a screed, which extends the paving material in the desired installation thickness and smooths the surface. In front of the screed, a tamping strip, also called tamper, can be arranged, which compresses the paving material by a pounding vertical movement and supports the flow of the material to be incorporated under the screed. For this purpose, the tamping bar is connected via push rods with a rotating drive in such a way that with each revolution of the drive an oscillating vertical movement is generated, which is referred to as the amplitude or stroke of the tamping bar. The drive consists in known ramming strips, for example, a crankshaft.
Die Verdichtung durch eine Stampfleiste eines Straßenfertigers ersetzt in der Regel nicht eine anschließende Verdichtung durch eine Walze, weshalb bei der Verdichtung durch eine Stampfleiste auch von einer Vorverdichtung gesprochen wird. Eine hohe Vorerdichtung durch eine Stampfleiste ist jedoch vorteilhaft, weil eine bessere Ebenheit der eingebauten Oberfläche erreicht wird. Sie ist auch besonders effizient, da sie bei einer höchstmöglichen Temperatur des Einbaumaterials erfolgt und das Risiko von Materialschieben beim nachfolgenden Walzenverdichten minimiert wird. Außerdem kann die Verdichtungsleistung der Walzen reduziert werden.The compaction by a tamping bar of a paver usually does not replace a subsequent compaction by a roller, which is why in the compression by a tamping strip is also spoken of a pre-compaction. However, a high pre-seal by a tamping bar is advantageous because a better flatness of the built-in surface is achieved. It is also particularly efficient as it is done at the highest possible temperature of the paving material and minimizes the risk of material shedding during subsequent roll compaction. In addition, the compaction performance of the rolls can be reduced.
Die bekannten Stampfleisten haben eine ebene Grundfläche mit einer Breite Von ca. 2 bis 3 cm und eine Schräge an ihrer Vorderseite von ca. 60°. Diese Geometrie wurde gewählt, dass alle verwendeten Einbaumaterialien und üblichen Schichtdicken eingebaut werden können, ohne das Schäden am Einbaumaterial oder am Einbaugerät auftreten. Es handelt sich um einen Kompromiss, der sich nicht bei allen Schichtdicken und Materialien gleich günstig auswirkt. So wird zum Beispiel bei hohen Schichtstärken und schmaler Grundfläche der Stampfleiste das Material nur geringfügig in vertikaler Richtung komprimiert (verdichtet), sondern überwiegend nach vorne geschoben. Dabei stützt es sich an dem Material, welches sich bereits unter der Einbaubohle befindet, ab, was den weiteren Materialfluss unter die Einbaubohle etwas unterstützt. Mit einer breiteren Grundfläche der Stampfleiste kann man zwar eine Erhöhung der vertikalen Kompression (Verdichtung) bei dicken Schichten erzielen, aber bei dünnen Schichten im Bereich von ca. 2 cm besteht die Gefahr von Kornzertrümmerung, da das Material nicht mehr nach vorne wegfließt. Die vertikalen Reaktionskräfte einer breiteren Stampfleiste heben die damit verbundene Einbaubohle bei jedem Hub so weit an, daß Wellen an der Oberfläche des eingebauten Materials entstehen.The known tamping strips have a flat base with a width of about 2 to 3 cm and a slope at its front of about 60 °. This geometry has been chosen so that all installation materials used and the usual layer thicknesses can be installed without damaging the installation material or the built-in unit. It is a compromise that does not affect all thicknesses and materials equally well. Thus, for example, at high layer thicknesses and narrow base area of the tamping bar, the material is compressed only slightly in the vertical direction (compressed), but mainly pushed forward. It is based on the material that is already under the screed, which supports the further flow of material under the screed something. With a wider footprint of the ram, you can increase vertical compression (compression) in thick layers, but with thin layers in the range of about 2 cm there is a risk of grain fragmentation, as the material no longer flows away to the front. The vertical reaction forces of a wider tamping bar raise the associated screed at each stroke so far that waves are formed on the surface of the built-in material.
Es ist zwar bekannt, die Schwingamplitude einer Stampfleiste manuell zu verstellen. Allerdings erfordert dies einen hohen Montageaufwand, da zu diesem Zweck erst ein Zugang für den Bediener zur Verstelleinrichtung geschaffen werden muss. In der Regel muss auch zumindest ein Teil der Maschinenverkleidung entfernt werden. Das bedeutet, dass der Betrieb des Straßenfertigers unterbrochen werden muss, was sich ungünstig auf die Qualität der einzubauenden Materialschicht auswirkt.Although it is known to manually adjust the vibration amplitude of a tamping bar. However, this requires a high installation effort, since for this purpose only an access for the operator to the adjustment must be created. As a rule, at least part of the machine panel must be removed. This means that the operation of the paver must be interrupted, which adversely affects the quality of the material layer to be incorporated.
Antriebe für Stampfleisten mittels einer Nockenwelle sind aus
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher eine einfache Amplitudenverstellung ohne Unterbrechung des Betriebs vorgenommen werden kann.The invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which a simple amplitude adjustment without interrupting the operation can be made.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der obere Totpunkt verschoben und der untere Totpunkt konstant gehalten wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die in Richtung auf den unteren Totpunkt wirkenden Antriebselemente von den in Richtung zum oberen Totpunkt wirkenden Antriebselemententen entkoppelt, und zur Verstellung der Amplitude wird der obere Totpunkt wahlweise verstellt wird und der untere Totpunkt unverändert gehalten.This object is achieved in that the top dead center moved and the bottom dead center is kept constant. According to an advantageous development, the drive elements acting in the direction of the bottom dead center are decoupled from the drive elements acting in the direction of top dead center, and the amplitude of the top dead center is selectively adjusted and the bottom dead center is kept unchanged.
Es ist besonders vorteilhaft, dass der Antrieb als Nockenantrieb oder Exzenterwelle mit konstanter Amplitude ausgebildet ist, mit welchem die Stampfleiste zur Auslenkung zum unteren Totpunkt in Wirkverbindung steht, dass ein Rückholer vorhanden ist, mit welchem die Stampfleiste zur Auslenkung zum oberen Totpunkt in Wirkverbindung steht, und welcher von der Amplitude des Nockenantriebs unabhängig ist, und dass ein wahlweise vertikal verstellbarer Anschlag vorhanden ist, welcher den oberen Totpunkt festlegt.It is particularly advantageous that the drive is designed as a cam drive or eccentric shaft with a constant amplitude, with which the ram is in operative connection for deflection to the bottom dead center, that a return is present, with which the ram is in operative connection for deflection to top dead center, and which is independent of the amplitude of the cam drive, and that there is an optional vertically adjustable stop which defines top dead center.
Andere bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Other preferred developments are described in the dependent claims.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Grundfläche der Stampfleiste im unteren Totpunkt bei einer Änderung der Amplitude unabhängig von der eingestellten Amplitude in einer Ebene mit der Grundfläche der Einbaubohle bleibt. Dadurch wird es möglich, dass die Breite der Grundfläche der Stampfleiste im Vergleich zu herkömmlichen Stampfleisten so weit vergrößert werden kann, dass auch hohe Schichtstärken gut vertikal verdichtet werden können. Wenn dünnere Schichten verdichtet werden sollen, kann ohne weiteres eine geeignete Amplitude eingestellt werden. Eine Nachjustierung nach einer Amplitudenänderung ist daher nicht erforderlich. Zur Amplitudenänderung muss nur ein einziges Bauteil verstellt werden, was konstruktiv mit relativ einfachen Mitteln vorgenommen werden kann, wobei der Hub der Nockenwelle konstant bleibt, so dass eine Amplitudenänderung schnell durchgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Amplitude grundsätzlich klein gehalten werden kann, was Verschleiß und Arbeitsgeräusche verringert.The invention has the advantage that the base of the ram at bottom dead center with a change in amplitude regardless of the set amplitude in a plane with the Base surface of the screed remains. This makes it possible that the width of the base of the tamping bar can be increased so far in comparison to conventional tamping that even high layer thicknesses can be compacted well vertically. When thinner layers are to be densified, an appropriate amplitude can be readily adjusted. A readjustment after a change in amplitude is therefore not required. To change the amplitude, only a single component must be adjusted, which can be done constructively with relatively simple means, wherein the stroke of the camshaft remains constant, so that a change in amplitude can be performed quickly. Another advantage is that the amplitude can always be kept small, which reduces wear and working noise.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Frequenz der oszillierenden Schwingungen in Abhängigkeit vom oberen Totpunkt eingestellt wird. Das hat den Vorteil, dass sich die Frequenz abhängig von der Amplitude der Stampfleiste ändert und auch die Frequenz an die Schichtdicke des einzuarbeitenden Materials angepasst ist.A preferred development of the invention consists in that the frequency of the oscillating oscillations is set as a function of top dead center. This has the advantage that the frequency changes depending on the amplitude of the pitch bar and the frequency is adapted to the layer thickness of the material to be incorporated.
Es ist ferner vorteilhaft, die Schlagweite der Stampfleiste konstant zu halten, d. h. die Frequenz proportional zur Einbaugeschwindigkeit ansteigen zu lassen. Unter Schlagweite wird der Abstand zwischen zwei Totpunkten bei einer Vorwärtsfahrt des Straßenfertigers verstanden.It is also advantageous to keep the stroke width of the ram strip constant, d. H. to increase the frequency in proportion to the installation speed. Under impact distance is the distance between two dead points in a forward drive of the paver understood.
Grundsätzlich ist es möglich, eine stufenweise Verstellung des Anschlags vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine stufenlose Verstellung des Anschlags, so dass auch die Amplitude stufenlos verändert werden kann. Damit kann für jede Schichtdicke und für jedes Material die optimale Verdichtung ohne Folgeschäden am Belag oder an der Maschine genau eingestellt werden.In principle, it is possible to provide a stepwise adjustment of the stop. However, a stepless adjustment of the stop is particularly advantageous, so that the amplitude can be changed continuously. Thus, for each layer thickness and for each material, the optimum compaction can be precisely adjusted without damage to the covering or to the machine.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Anschlag mit der Schubstange in Wirkverbindung steht. Das hat den Vorteil, dass eine Verstellung des Anschlags parallel oder koaxial zur Schubstange angeordnet werden kann.A preferred embodiment of the invention is that the stop is in operative connection with the push rod. This has the advantage that an adjustment of the stop can be arranged parallel or coaxial with the push rod.
Eine Amplitudenverstellung ohne Unterbrechung des Betriebs ist besonders dadurch gewährleistet, dass eine Verstellvorrichtung für den Anschlag vorhanden ist, welche von einem Führerstand des Straßenfertigers aus bedienbar ist.An amplitude adjustment without interrupting the operation is particularly ensured by the fact that an adjusting device for the stop is present, which is operable from a cab of the paver.
Zur Verstellung kann ein Antrieb, bevorzugt ein mechanischer, elektrischer oder hydraulischer Antrieb eingesetzt werden. Zweckmäßig ist eine mechanische Verstellvorrichtung, bei welcher der Anschlag bevorzugt als eine linear verschiebbare Buchse ausgebildet ist, die mit einer Schubstange oder Kette geführt ist, und die mit einem verschiebefesten Gegenstück auf der Schubstange zusammenwirkt. Die Buchse kann vorteilhafterweise auch als geräteseitige Linearführung für die Schubstange dienen.For adjustment, a drive, preferably a mechanical, electrical or hydraulic drive can be used. It is expedient to use a mechanical adjusting device, in which the stop is preferably designed as a linearly displaceable bush, which is guided by a push rod or chain, and which cooperates with a non-displaceable counterpart on the push rod. The socket can advantageously also serve as a device-side linear guide for the push rod.
Die Verstellung der Buchse kann besonders einfach dadurch erfolgen, dass die Buchse ein Außengewinde aufweist, welches gehäuseseitig in einem Innengewinde geführt ist, wobei das Innen- und Außengewinde im einfachsten Fall aus einem Steuerstift und einer Steuerkurve für den Steuerstift besteht. Bevorzugt sind der Steuerstift buchsenseitig und die Steuerkurve gehäuseseitig angeordnet. Das hat den Vorteil, dass durch einfaches Verdrehen der Buchse um ihre Achse eine Verstellung des Anschlags herbeigeführt werden kann.The adjustment of the socket can be particularly simple in that the socket has an external thread, which is guided on the housing side in an internal thread, wherein the inner and outer thread consists of a control pin and a control cam for the control pin in the simplest case. Preferably, the control pin socket side and the cam are arranged on the housing side. This has the advantage that an adjustment of the stop can be brought about by simply turning the sleeve about its axis.
Eine bevorzugte Alternative der Verstellvorrichtung weist einen Spindelantrieb auf, mit welchem der Anschlag parallel zur Schubstange verschiebbar ist.A preferred alternative of the adjusting device has a spindle drive, with which the stop is displaceable parallel to the push rod.
Zwar kann die Amplitudenverstellung als Ergebnis manuell durch den Bediener mit guten Arbeitsergebnissen durchgeführt werden, wobei der Bediener nach Beobachtung und Sichtkontrolle oder nach Vorgaben bezüglich des Einbaumaterials und der geforderten Schichtdicken vorgeht. Die Erfindung eignet sich aber besonders vorteilhaft für eine automatische Amplitudenversteltung, weil eine Verstellung eines Anschlags relativ einfach mittels eines gesteuerten oder geregelten Antriebs, beispielsweise mit einem Motor und einer Motorsteuerung, erfolgen kann.Although the amplitude adjustment can be performed as a result manually by the operator with good work results, the operator proceeds after observation and visual inspection or according to specifications regarding the installation material and the required layer thicknesses. However, the invention is particularly advantageous for an automatic Amplitudenversteltung, because an adjustment of a stop can be done relatively easily by means of a controlled or regulated drive, for example with a motor and a motor controller.
Eine optimierte geregelte Amplitudenverstellung wird dadurch erhalten, dass mindestens einer der folgenden Regelgrößen Verwendung findet, die mit Sensoren ermittelt werden:
- – der hydraulische Druck im Stampfleistenantrieb
- – die Druckkraft der Stampfleiste
- – die Druckspannung in der Schubstange der Stampfleiste
- – die vertikale Bewegung der Einbaubohlenstruktur
- – die vertikale Beschleunigung der Einbaubohlenstruktur
- – der Dichte und/oder Bodensteifigkeit, insbesondere als Vibrationsmodul EVIB [MN/m2] hinter der Einbaubohle.
- - The hydraulic pressure in the ram drive
- - The pressure of the ram
- - The compressive stress in the push rod of the tamping bar
- The vertical movement of the screed structure
- - the vertical acceleration of the screed structure
- - The density and / or soil stiffness, in particular as vibration module EVIB [MN / m 2 ] behind the screed.
Diese Regelgrößen können vorteilhafterweise auch mit weiteren Parametern wie der Vibrationsfrequenz der Stampfleiste, dem Einbaubohlenvorschub und der Einbauschichtstärke kombiniert werden.These control variables can advantageously also be combined with other parameters such as the vibration frequency of the tamping bar, the screed feed and the installation layer thickness.
Nachfolgend wir die Erfindung anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter beschreiben. Es zeigen schematisch:Below we describe the invention with reference to four embodiments illustrated in the drawings. They show schematically:
In den
Die Stampfleiste
Der Nockenantrieb
Der Antrieb zum oberen Totpunkt erfolgt mit der Druckfeder
Der obere Totpunkt wird wahlweise durch eine Verstellvorrichtung verstellt, die hier von einem vertikal verstellbaren Anschlag
Die Stampfleiste führt somit eine oszillierende Bewegung zwischen dem unteren Totpunkt, der durch die Amplitude A1 des Nockenantriebs
Zur Verstellung des Anschlags
Die Stampfleiste
Die Grundfläche der Stampfleiste
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß
Die beiden Schubstangen
Die Schubstange
Die Verstellung des Anschlags
Die Drehung der Gewindespindel
Am stampfleistenseitigen Ende der Schubstange
Mit der Verstellung des Anschlags
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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