DE112011104404T5

DE112011104404T5 - Oszillierendes Verdichtungsverfahren

Info

Publication number: DE112011104404T5
Application number: DE112011104404T
Authority: DE
Inventors: Mark L. Norton
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-09-19
Also published as: US20130223930A1; AU2011344069A1; CN103261522A; US8439598B2; US20120155961A1; WO2012082666A1

Abstract

Ein Verfahren zum Verdichten einer Oberfläche (37) aus granulatförmigen Materialien ist offenbart. Das Verfahren ist auf ein Radverdichtungsgerät wie Gummiradverdichter (10), Verdichtertypen (10) mit Walzenbandage (35) und Asphaltverdichter (10) anwendbar. Das Vortriebssystem weist eine Steuerung (65) auf, die zum Senden eines ersten Befehls, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um das Verdichtungsgerät in eine Vorwärtsrichtung anzutreiben, programmiert ist. Die Steuerung (65) verändert dann die Geschwindigkeit des Verdichtungsgeräts durch Bereitstellen eines zweiten Befehls, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren und die aus dem ersten Befehl resultierende Geschwindigkeit erhöhen oder verringern kann. Im Ergebnis oszilliert die Geschwindigkeit des Verdichtungsgeräts und der Verdichtungsprozess wird verbessert.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Verdichtung von Asphalt, Erde und granulatförmigen Materialien unter Verwendung von Verdichtertypen mit Walzenbandage und Gummiradverdichtern.
Hintergrund
Eine Straßenwalze, Walzenverdichter, Asphaltverdichter, Gummiradverdichter oder einfach eine „Walze” sind Verdichterfahrzeugtypen, die zum Verdichten von Erde, Kies, Beton oder Asphalt beim Bau von Straßen und Fundamenten verwendet werden. Hierin werden zwei Verdichtertypen besprochen: Gummiradverdichter und Walzenbandagenvibrationsverdichter, die aufgrund ihrer überwiegenden Verwendung auf Asphalt auch als Asphaltverdichter bekannt sind. Beide Verdichtertypen machen denselben Typ von Arbeit auf unterschiedliche Weisen.
Walzenbandagenvibrationsverdichter bieten Bauunternehmern eine hochproduktive Lösung zur Endbearbeitung des Asphalts. In dem Vibrationsmodus erhöhen die Walzenbandagenverdichter schnell die Dichte des frischen Asphalts und sind gewöhnlich die bevorzugten Maschinen für den ersten Walzdurchgang in den meisten Anwendungen. Nach dem Walzdurchgang wird zum Fortsetzen der Verdichtung entweder ein Walzenbandagen- oder ein Gummiradverdichter verwendet. Tandemstahlwalzenbandagenmaschinen mit ihrer Fähigkeit zum Vibrieren der Oberfläche können den benötigten Dichtegrad in ungefähr der Hälfte der Anzahl von Durchgängen wie eine Gummiradmaschine in den Zwischenwalzenanwendungen erreichen.
Ein Hauptunterschied ist, dass Stahlwalzenbandagen eine Oberfläche zurücklassen, die stärker durchlässig und offen strukturiert ist. Viele Lande sverkehrsabteilungen verwenden durchlässige Asphaltbeläge, die zum Ermöglichen, dass Regen durch die obere Asphaltschicht zu darunter liegenden Drainagekanälen durchtreten kann, aufgebaut sind. In Gebieten mit großen Regenmengen ist die offene Struktur häufig bestimmend, weil dieser Straßenoberflächentyp besser im Verringern von Standwasser und Sprühwasser von vorbeifahrenden Fahrzeugen ist. Asphaltbeläge mit offener Struktur geben Fahrzeugen auch eine Verbesserung der Traktion und des Gleitwiderstands.
Andererseits sind als allgemeine Regel Gummiradverdichter nur halb so produktiv wie Tandemwalzenbandagenvibrationsverdichter in den Zwischenanwendungen. Indes spielen Gummiradverdichter noch eine wichtige Rolle in der Asphaltverdichtung. Erstens erzeugen Gummiradverdichter eine gleichmäßige, undurchlässige Verschleißschicht. Während die strukturierten Verschleißschichten, die Stahlwalzenbandagen erzeugen, die Gunst in einigen Ländern gewinnen, sind nur ungefähr 15% der Straßen mit diesen strukturierten Verschleißschichten in den Spezifikationen aufgebaut. Gleichmäßige, undurchlässige Verschleißschichten leiten Wasser zu den Seiten ab und verhindern, dass das Wasser die untere Tragschicht schwächt.
Gummiradverdichter sind besonders bevorzugt bei der Verdichtung von natürlich gegebener Erde, zerkleinerten Steinen und Spanverdichtungsoberflächen, weil Stahlwalzenbandagen zum Brechen dieser Steintypen neigen. Ebenso ist die Arbeitsgeschwindigkeit der Gummiradverdichter, von denen viele von 4 bis 8 mph betrieben werden können, höher als die eines Walzenbandagenverdichters.
Da Straßenbelagszüge von Straßenbaumannschaften sich mit höheren Geschwindigkeiten bewegen, muss das Verdichtungsgerät, also sowohl die Walzenbandagen-(Asphalt)- und Gummiradverdichter, durch dessen Aufbau aus Effizienzgründen mit den Straßenbelagszügen mithalten. Während der vergangenen Dekade wurden signifikante Verbesserungen des Verdichtungsgeräts, insbesondere mit vibrierenden Walzenbandagen, welche gewöhnlich auf einem exzentrischen Gewichtssystem innerhalb der Walzenbandage beruhen, getätigt. Gummiradverdichter wurden ebenso durch Aufnahme von hydrostatischen Vortriebssystemen und verbesserten Rädern weiter entwickelt. Indes sind Verbesserungen in der Verdichtung von Erde und Straßenbelagsmaterial immer wünschenswert hinsichtlich sowohl der Verdichtungsqualität als auch der Verdichtungsgeschwindigkeit.
Zusammenfassung der Offenbarung
Für die Zwecke dieser Offenbarung schließt ein Radverdichtungsgerät sowohl Gummiradverdichter als auch Walzenbandagentyp- oder Asphaltverdichter mit ein.
Verschiedene Verfahren zum Verdichten von Oberflächen sind offenbart. Ein offenbartes Verfahren weist das Bereitstellen des Radverdichtungsgeräts und das Bereitstellen eines ersten Befehls, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um das Gerät in eine Vorwärtsrichtung anzutreiben, auf. Das Verfahren weist ferner das Bereitstellen eines zweiten Befehls, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren zum Verändern einer Geschwindigkeit des Geräts, die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde, auf. In einem solchen Verfahren behält das Gerät seine Bewegung in der Vorwärtsrichtung ungeachtet der variierenden Vorwärtsgeschwindigkeit des Geräts bei.
Ein hydraulisch angetriebener Verdichter, der mindestens zwei Räder zum Antreiben des Verdichters und zum Verdichten von sich unter den Rädern befindenden Materialien aufweist, ist ebenso offenbart. Die Räder stehen in Verbindung mit einem Hydraulikmotor. Der Hydraulikmotor steht in Verbindung mit einem Steuerventil. Das Steuerventil steht in Verbindung mit einer Hydraulikpumpe, die in Verbindung mit einem Hydraulikfluidreservoir steht. Der Verdichter weist auch eine Steuerung zum Steuern des Hydraulikfluidflusses durch das Steuerventil auf. Die Steuerung weist einen Speicher auf, der mit mindestens zwei Befehlen programmiert ist: einen ersten Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um den Verdichter in einer Vorwärtsrichtung anzutreiben, und einen zweiten Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren zum Verändern einer Geschwindigkeit des Verdichters, die durch den ersten Befehl, der den im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
Ein elektrisch angetriebener Verdichter ist ebenso offenbart. Der offenbarte elektrisch angetriebene Verdichter weist mindestens zwei Räder zum Antreiben des Verdichters und zum Verdichten von sich unter den Rädern befindenden Materialien auf. Die Räder sind mit einem Elektromotor verbunden. Der Elektromotor ist mit einer Leistungsquelle verbunden. Der elektrisch angetriebene Verdichter weist auch eine Steuerung zum Variieren des Stroms, der von der Leistungsquelle zu dem Elektromotor übertragen wird, auf. Die Steuerung weist einen Speicher auf, der mit mindestens zwei Befehlen programmiert ist, einschließlich eines ersten Befehls, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um den Verdichter in eine Vorwärtsrichtung anzutreiben, und eines zweiten Befehls, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren zum Verändern der Geschwindigkeit des Verdichters, die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
In jeder der oben besprochenen Ausführungsformen kann das Gerät oder der Verdichter ein Gummiradverdichter oder ein Verdichtertyp mit Walzenbandage sein. In jeder der oben besprochenen Ausführungsformen kann der erste Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, einen mindestens im Wesentlichen konstanten verdichteten Hydraulikfluidfluss zu einem Hydraulikmotor, der das Radverdichtungsgerät vorwärts antreibt, bewirken. Ferner kann der zweite Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren, einen variierenden Strom zu einem Steuerventil bewirken, das stromaufwärts von dem Hydraulikmotor angeordnet ist und den Hydraulikfluidfluss zu dem Hydraulikmotor variiert zum Verändern der Geschwindigkeit des Verdichtergeräts, die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde. In jeder der oben besprochenen Ausführungsformen kann das Steuerventil ein Proportionalsteuerventil sein.
Alternativ bewirkt der erste Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, einen mindestens im Wesentlichen konstanten Strom, um das Gerät oder den Verdichter vorwärts anzutreiben. Der zweite Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren, kann einen variierenden Strom zu dem Elektromotor des Geräts oder des Verdichters bewirken zum Verändern der Geschwindigkeit des Geräts oder des Verdichters, die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines Gummiradverdichters gemäß dieser Offenbarung,
2 ist eine Rückbereichsansicht des Gummiradverdichters, der in 1 gezeigt ist,
3 ist eine Seitenansicht eines Walzenbandagentyp- oder Asphaltverdichters,
4 ist eine schematische Schaltzeichnung einer vereinfachten Hydraulikschaltung gemäß dieser Offenbarung, und
5 ist eine vereinfachte schematische Schaltzeichnung einer vereinfachten Elektronikschaltung gemäß dieser Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass die Geschwindigkeitsvariation des Verdichtungsgeräts während des Beibehaltens einer fortwährenden Vorwärtsrichtung die Verdichtung verbessert, die Zeit, die es zum Erreichen einer zufriedenstellenden Verdichtung braucht, reduziert und dabei hilft, dass das Verdichtungsgerät oder der Verdichtungsprozess mit heutigen schnelleren Straßenbelagszügen von Straßenbaumannschaften mithält.
Zwei Typen von Verdichtungsgeräten werden hierin besprochen, aber ein Fachmann wird verstehen, dass die hier offenbarten Techniken und Verfahren auf andere Typen von Verdichtungsgeräten anwendbar sind.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Gummiradverdichter 10 gezeigt, der eine Mehrzahl von Vorderrädern 11 (siehe auch 2) und Hinterrädern 12 aufweist. Die Vorderräder 11 werden durch eine Vorderachse 13 getragen, während jedes Paar der Hinterräder 12 durch einen Achsplanetenantrieb 14, der mit dem Ende einer Vortriebsleitung 15 verbunden ist, die wiederum mit einem Hydraulikmotor 16 (2) verbunden ist, getragen werden. Während der in den 1 und 2 dargestellte Verdichter 10 Hydraulikmotoren 16 zum Zwecke des Antreibens der Vorderräder 11 aufweist, sind elektrische Vortriebssysteme verfügbar und als in dem Umfang dieser Offenbarung wie in 5 dargestellt mit berücksichtigt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 weist der Gummiradverdichter ein Kraftmaschinengehäuse 18, das auf einem Rahmen 21 angebracht ist, auf. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist der Rahmen 21 von einheitlichem Aufbau. Indes ist ein gegliederter Rahmen ebenso auf die hier offenbarten Konzepte anwendbar. Die Verbrennungskraftmaschine (nicht gezeigt), die in dem Gehäuse 18 aufgenommen ist, stellt das erforderliche verdichtete Hydraulikfluid zum Antreiben der Hydraulikmotoren 16, die in 2 gezeigt sind und welche durch das Gehäuse 22, das in 1 gezeigt ist, umschlossen sind, bereit. Der Verdichter 10 weist ferner einen Sitz 23 für einen Benutzer wie auch ein Lenkrad 24 auf. Ein Überschlagschutz ist bei 25 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Verdichtertyp mit Walzenbandage 30, auch bekannt als ein Asphaltverdichter, gezeigt. Der Verdichter 30 weist einen Hinterrahmen 31, der eine Kraftmaschine 32 trägt, und einen Vorderrahmen 33, der mit dem Hinterrahmen 31 durch eine Verbindung 34 zum Bereitstellen eines gegliederten Chassis verbunden ist, auf. Die Verbindung oder das Gelenk 34 ermöglicht Schwenkbewegungen zwischen den Rahmen 31, 33 zum Ermöglichen des Lenkens des Verdichters 30. Jeder Rahmen weist ein oder mehrere Räder 35, 36 auf, die in dieser Ausführungsform als Walzenbandagen klassifiziert werden können. Während sich diese Offenbarung auf die Walzenbandagen 35, 36 als Walzenbandagen und die Räder 11, 12 der 1 als Räder bezieht, ist anzumerken, dass die Offenbarung auf Räder und Radfahrzeuge in einem breiteren Verständnis anwendbar ist. Jede Walzenbandage 35, 36 berührt die tragende Oberfläche 37 und trägt den Verdichter 30 zum Ermöglichen, dass sich dieser entlang der Oberfläche 37 bewegt. Jede Walzenbandage oder Walze 35, 36 ist in der Lage, von einem Hydraulikmotor 41, 42 angetrieben zu werden. Die Hydraulikmotoren 41, 42 empfangen einen Hydraulikfluidfluss durch eine der Rohre 43, 44 oder 45 bzw. 46. Jeder Hydraulikmotor 41, 42 kann seine entsprechende Walzenbandage oder Walze 35, 36 in beide Richtungen in Abhängigkeit der Richtung des Flusses durch die Rohre 43, 44 oder 45, 46 betreiben.
Der Fluidfluss durch die Rohre 43, 44 oder 45, 46 wird durch eine oder mehrere Pumpen (nicht gezeigt in 3) angetrieben, welche durch die Kraftmaschine 32 betrieben werden. Die Kraftmaschine 32 und die Pumpe (nicht gezeigt in 3) treiben beide die Hydraulikmotoren 41, 42 in den in 3 gezeigten Ausführungsformen an. Demnach leiten Zwischenleitungen 47 Hydraulikfluid zwischen der Kraftmaschine 32 und der Pumpe (nicht gezeigt) und dem Vorderhydraulikmotor 42. Ein Beispiel einer Pumpe ist die in 4 gezeigte Verstellpumpe 48. Die Pumpe 48 (4) wird durch die Position des Hebels 49 (3) in dem Kabinenteil 51 des Verdichters 30, wie in 3 gezeigt, gesteuert.
Es wird erneut darauf hingewiesen, dass während 3 den Verdichter 30 mit hydraulisch angetriebenen Walzenbandagen 35, 36 darstellt, die Walzenbandagen 35, 36 durch einen Elektromotor 52 wie gezeigt und unten beschrieben in Verbindung mit 5 angetrieben werden können. Die Räder 12 des Verdichters 10 können auch durch einen solchen Elektromotor 52 angetrieben werden.
Zurückkehrend auf ein Hydraulikantriebssystem ist eine vereinfachte Schaltzeichnung für ein Hydrauliksystem 60 in 4 dargestellt. Das Hydrauliksystem 60 ist, wie gezeigt, vereinfacht zum Darstellen des Vortriebs von nur einer Walzenbandage oder eines Rads 35, 36, 12. Die Hydraulikkomponenten, die zum Antreiben der anderen Walzenbandagen, Räder, Vibratoren in jeder/jedem Walzenbandage oder Rad benötigt werden, sind aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigt. Ferner können ähnliche Hydraulikkomponenten in alternativ hydrostatisch angetriebenen Fahrzeugen zum Durchführen von Aufgaben wie Anheben oder Kippen von angebrachten Werkzeugen vorgesehen sein.
Das Hydrauliksystem 60 weist eine Verstellpumpe 48, die mit der Kraftmaschine 32, welche in diesem Fall auch als ein Vortriebsmotor bezeichnet werden kann, auf. Die Pumpe 48 hat eine Einlassstutzen 61, der in Verbindung mit einem Fluidreservoir oder Abfluss 62 steht. Wenn die Kraftmaschine 32 betrieben wird, zieht die Pumpe 48 einen Fluidstrom aus dem Reservoir 32 durch das Rohr 61 und erhöht dessen Druck, bevor es durch das Rohr 32 zu dem Proportionalrichtungssteuerventil 64 geleitet wird. Das Steuerventil 64 wird durch die Steuerung 65 gesteuert, welche ein Signal zu dem Aktuator 66 sendet. Der Aktuator 66 bewegt das Ventil zu einer von drei Positionen.
In 4 stellt das Ventil 64 die Verbindung von dem Rohrs 63 zu dem Rohr 67, das zu dem bidirektionalen Hydraulikmotor 68 führt, her. Verdichtetes Fluid treibt den Motor 68 an, welcher die Vortriebsverbindung oder Achse 69 rotiert, welche wiederum die Walzenbandage oder das Rad 35, 36, 12 antreibt. Die Steuerung 65 ist auch mit der Bremse 71 durch einen Aktuator 72 und die Kommunikationsleitung 73 verbunden. Die Steuerung 65 ist auch mit der Pumpe 48 über die Kommunikationsleitung 74 und mit der Kraftmaschine 32 über die Kommunikationsleitung 75 verbunden.
In der in 4 gezeigten Position zieht die Pumpe 48 Fluid aus dem Reservoir 62 und durch das Rohr 61, bevor sie Hochdruckfluid durch das Rohr 63 zu dem Steuerventil 64 fördert. In der in 4 gezeigten Position strömt das Fluid durch das Steuerventil 64 zu dem Rohr 67 und in den Hydraulikmotor 68, welcher die Achse oder Vortriebsverbindung 69 rotiert. Das Fluid wird durch das Rohr 77, durch das Ventil 64 und durch das Abflussrohr 78 zurück zu dem Reservoir 62 geführt. Ein Rückwärtsfluss kann durch Bewegung der Spule 79 den gesamten Weg nach unten in der Perspektive der 4 erreicht werden. Eine Zwischenposition des Ventils 64 führt zu keinem Fluss zwischen der Pumpe 48 und dem Motor 68, aber ermöglicht einen Abfluss durch das Rohr 81 zu dem Reservoir 62.
Da die Pumpe 48 eine Verstellpumpe ist, kann die Steuerung 65 ein Signal durch die Leitung 74 zum Erhöhen oder Verringern des Drucks des Fluids, das durch das Rohr 63 zu dem Steuerventil 64 strömt, senden. Demnach kann die Steuerung 65 Signale zu der Pumpe 48 zum plötzlichen Erhöhen oder Verringern des Drucks des Fluids, das durch das Rohr 63 fließt, senden, was letztendlich den Druck des zu dem Hydraulikmotor 68 geförderten Fluids steuert, was daher die Geschwindigkeit der/des Walzenbandage, Reifen oder Rads 35, 36, 12 steuert.
Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass das Variieren der Vorwärtsgeschwindigkeit eines Verdichters 10, 30 während eines Verdichtungsprozesses nicht nur die Qualität der Verdichtung, sondern auch die Geschwindigkeit der Verdichtung erhöht oder die Zeit, in welcher der Verdichtungsbetrieb abgeschlossen ist, verringert, da die Qualität verbessert wird.
Daher kann die Steuerung 65 während eines Verdichtungsbetriebs ein Signal durch die Leitung 74 zu der Pumpe 48 senden, was zu einem Vorwärtsrotieren mit einer ersten Geschwindigkeit der Walzenbandage, des Reifens oder des Rads 35, 36, 12 führt. Dann kann die Steuerung periodisch oder zufällig ein Signal über die Leitung 74 zu der Pumpe 48 senden, was die Geschwindigkeit der Walzenbandage, des Reifens oder des Rads 35, 36, 12 entweder verringert oder erhöht. Diese Veränderungen in der Rad- oder Walzenbandagengeschwindigkeit können häufig, selten, rhythmisch, zufällig oder für den größten Teil kontinuierlich sein in Abhängigkeit des zu verdichtenden Materials. Er wird darauf hingewiesen, dass überraschenderweise herausgefunden wurde, dass die Variation der Geschwindigkeit des Verdichters 10, 30 während des Verdichtungsprozesses unter Beibehaltung einer Vorwärts- oder positiven Geschwindigkeit den Verdichtungsprozess verbessert und die Gesamtzeit, die für den Verdichtungsprozess benötigt wird, verringert.
Wie in 4 gezeigt, kann die Variation oder Oszillation der Verdichtungsgeschwindigkeit hydraulisch erreicht werden. Wie in 5 gezeigt, kann die Variation oder Oszillation der Verdichtungsgeschwindigkeit auch elektrisch erreicht werden. Unter Bezugnahme auf 5 ist eine/ein Leistungsquelle, Vortriebsmotor oder Kraftmaschine 32 mit einem Generator 83 über eine Vortriebswelle 84 verbunden. Der Generator 83 ist mit einem Elektromotor 52 verbunden, welcher wiederum die Vortriebsverbindung oder Achse 69 rotiert, welche mit der Walzenbandage oder dem Rad 35, 36, 12 verbunden ist. Die Steuerung ist über die Leitung 85 mit der Kraftmaschine 32, über die Leitung 86 mit dem Generator 83, über die Leitung 87 mit dem Motor 52 und über die Leitung 89 mit dem Bremsaktuator 72 verbunden. Der Generator 83 ist über die Leitung 91 mit dem Motor 52 verbunden.
Die Steuerung 65 kann den dem Motor 52 zugeführten Strom variieren und damit die Geschwindigkeit des Motors 52 auf eine Vielzahl von Arten variieren. Die Steuerung kann ein Signal direkt über die Leitung 87 zu dem Motor 52 zum Erhöhen oder Verringern der Geschwindigkeit des Motors und damit der Achse oder Vortriebsverbindungen 69 senden. Die Steuerung 65 kann auch ein Signal über die Leitung 86 zu dem Generator 83 zum Bereitstellen von mehr oder weniger Strom über die Leitung 91 zu dem Motor 52 senden.
Daher kann die Steuerung 65 ein Signal für einen Befehl, der einen konstanten oder einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um die Walzenbandagen, Reifen oder Räder 35, 36, 12 in eine Vorwärtsrichtung anzutreiben, senden. Die Steuerung 65 kann dann einen zweiten Befehl oder einen zweiten Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren zum Verändern der Geschwindigkeit der Walzenbandagen, Reifen oder Räder 35, 36, 12 zum Bereitstellen einer Oszillation oder Variation der Geschwindigkeit der Verdichter 10, 30 vorgibt, senden. Die Verdichter 10, 30 müssen nicht vollständig anhalten; alles was benötigt wird, ist eine Oszillation, Variation oder Modifikation der Geschwindigkeit des Verdichters 10, 30 auf einer regelmäßigen, unregelmäßigen, periodischen oder zufälligen Basis.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Verdichter 10, 30 können zum Verdichten von Asphalt, Erde oder anderen granulatförmigen Materialien für den Straßenbau, Parkplatzbau, Gebäudebau oder anderer Projekte, die die Verdichtung des Bodens oder einer tragenden Oberfläche benötigen, verwendet werden. Da die Verdichter 10, 30 sich während des Verdichtungsprozesses vorwärts bewegen, kann die Steuerung 65 entweder eines Hydrauliksystems 60 (4) oder eines elektrischen Vortriebssystems 90 den Verdichtungsprozess durch Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit des Hinterrads 12 oder der Walzenbandagen 35, 36 verbessern. Die Oszillation oder Variation der Geschwindigkeit der Verdichter kann auf schnelle Weise über kurze Distanzen durchgeführt werden während sich allgemein in eine Richtung oder in eine Vorwärtsrichtung bewegt wird. Eine schnelle Erhöhung und Verringerung der Verdichtergeschwindigkeit kann zum Schaukeln der Verdichter um deren Bewegungsachse führen. Der Schaukelvorgang, der durch die Variation der Verdichtergeschwindigkeit bewirkt wird, kann ohne ein zusätzliches exzentrisches Gewichtssystem erreicht werden. Alles was gebraucht wird, ist eine Modifikation der Steuerung 65 der Vortriebssysteme 60 oder 90.
Nachdem ein erstes Signal durch die Steuerung 65 erzeugt und zu der Pumpe 48 (4) oder dem Generator 83 oder Motor 52 (5) gesendet wurde, kann ein zweiter Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren, den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, überlagern oder der zweite Vortriebsbefehl kann als ein Ersatz für den ersten Vortriebsbefehl gesendet werden. Ein wie hierin beschriebenes, variables oder oszillierendes Verdichtungsverfahren kann auf Gummiradverdichter 10, bei denen konventionelle Vibrationssysteme nicht funktionieren, und auch auf Walzenbandagenverdichter 30, die mit oder ohne Vibrationssysteme ausgestattet sein können, angewendet werden. Die Oszillation oder Variation der Verdichtergeschwindigkeit hat einen „Knet”-Effekt auf granulatförmige Materialien, der zu einem besseren Verfestigen der Partikel für eine verbesserte Verdichtung führt. Die hier offenbarten Verdichter und Verfahren sind auch anwendbar, wenn Vibrationssysteme aufgrund der großen vertikalen Kräfte, die durch solche Systeme eingebracht werden, nicht bevorzugt werden würden. Beispielsweise wäre die Verwendung der offenbarten Verfahren auf einer Brückenfahrbahn besonders geeignet, falls ein Vibrationssystem Vertikalkräfte einer ungewünschten Magnitude bewirkt.
Zusammenfassend weist ein offenbartes Verfahren zum Verdichten einer Oberfläche das Bereitstellen eines Radverdichtungsgeräts wie einen Gummiradverdichter oder einen Walzenbandagentyp- oder Asphaltverdichter auf. Das Vortriebssystem ist mit einer Steuerung ausgerüstet, die einen ersten Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um das Verdichtungsgerät in einer Vorwärtsrichtung anzutreiben, bereitstellt. Die Steuerung stellt dann einen zweiten Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren zum Verändern der Geschwindigkeit des Geräts, die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde, bereit. Im Ergebnis hält das Gerät seine Vorwärtsbewegung ungeachtet der Variationen in der Vorwärtsgeschwindigkeit des Geräts.

Claims

Verfahren zum Verdichten einer Oberfläche (37), wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Radverdichtungsgeräts (10), Bereitstellen eines ersten Befehls, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um das Gerät (10) in eine Vorwärtsrichtung anzutreiben, Bereitstellen eines zweiten Befehls, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren zum Verändern einer Geschwindigkeit des Geräts (10), die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde, wobei das Gerät (10) seine Bewegung in der Vorwärtsrichtung ungeachtet der sich verändernden Geschwindigkeit des Geräts (10) in der Vorwärtsrichtung beibehält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Radverdichtungsgerät (10) ein Gummiradverdichter (10) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Radverdichtungsgerät (10) ein Verdichtertyp mit Walzenbandage (30) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, einen mindestens im Wesentlichen konstanten verdichteten Hydraulikfluidfluss zu einem Hydraulikmotor (16) bewirkt, der das Radverdichtungsgerät (10) vorwärts antreibt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zweite Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren, einen variierenden Strom zu einem Steuerventil (64), das stromaufwärts des Hydraulikmotors (16) angeordnet ist, bewirkt und den Hydraulikfluidfluss zu dem Hydraulikmotor (16) zum Verändern der Geschwindigkeit des Geräts (10) variiert, die durch den ersten Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Steuerventil (64) ein Proportionalsteuerventil (64) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zweite Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren, einen variierenden Hydraulikfluidfluss zu einem Hydraulikmotor (16), der das Gerät (10) vorwärts antreibt, bewirkt zum Verändern der Geschwindigkeit des Geräts (10) in der Vorwärtsrichtung, die durch den ersten Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, einen mindestens im Wesentlichen konstanten Strom zu einem Elektromotor (52), der das Gerät (10) vorwärts antreibt, bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der zweite Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren, einen variierenden Strom zu dem Elektromotor (52) des Geräts (10) bewirkt zum Verändern der Geschwindigkeit des Geräts (10), die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der zweite Befehl, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren, einen variierenden Strom zu einem Elektromotor (52), der das Gerät (10) vorwärts antreibt, bewirkt zum Verändern der Geschwindigkeit des Geräts (10), die durch den ersten Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
Ein hydraulisch angetriebener Verdichter (10) mit: mindestens zwei Rädern (12) zum Antreiben des Verdichters (10) und zum Verdichten von Materialien, die sich unter den Rädern (12) befinden, wobei die Räder (12) in Verbindung mit einem Hydraulikmotor (16) stehen, dem Hydraulikmotor (16), der in Verbindung mit einem Steuerventil (64) steht, dem Steuerventil (64), das in Verbindung mit einer Pumpe (48) steht, die in Verbindung mit einem Hydraulikfluidreservoir (62) steht, einer Steuerung (65) zum Steuern des Flusses durch das Steuerventil (64), wobei die Steuerung (65) einen Speicher aufweist, der mit mindestens zwei Befehlen programmiert ist, einschließlich eines ersten Befehls, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, um den Verdichter (10) in eine Vorwärtsrichtung anzutreiben, und eines zweiten Befehls, der vorgibt, den Vortrieb zu variieren zum Verändern einer Geschwindigkeit des Verdichters (10), die durch den ersten Befehl, der den mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, festgelegt wurde.
Verdichter (10) nach Anspruch 11, wobei der Verdichter (10) ein Gummiradverdichter (10) ist.
Verdichter (10) nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Verdichter (10) ein Verdichtertyp mit Walzenbandage (30) ist.
Verdichter (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der erste Befehl, der einen mindestens im Wesentlichen konstanten Vortrieb vorgibt, einen mindestens im Wesentlichen konstanten verdichteten Hydraulikfluidfluss zu einem Hydraulikmotor (16), der das Radverdichtungsgerät (10) vorwärts antreibt, bewirkt.
Verdichter (10) nach Anspruch 14, wobei der zweite Befehl, der vorgibt, den variierenden Vortrieb zu variieren, einen variierenden Strom zu einem Steuerventil (64), das stromaufwärts des Hydraulikmotors (16) angeordnet ist, bewirkt zum Variieren des Hydraulikfluidflusses zu dem Hydraulikmotor (16) zum Verändern einer Geschwindigkeit des Verdichters (10) in der Vorwärtsrichtung.