EP3252232A1 - Soil compactor and method for operating same - Google Patents
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- EP3252232A1 EP3252232A1 EP17172417.2A EP17172417A EP3252232A1 EP 3252232 A1 EP3252232 A1 EP 3252232A1 EP 17172417 A EP17172417 A EP 17172417A EP 3252232 A1 EP3252232 A1 EP 3252232A1
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Definitions
- the present invention relates to a soil compactor, which can be used, for example in road construction, to compact a prepared substrate or to compact the asphalt applied to the prepared and compacted substrate.
- the CN 103603258 B discloses a method by which it is to be ensured that in a soil compactor which has two compressor rollers which can be excited to carry out a vibrational movement, no beats caused by superposition of the oscillatory movements occur.
- the oscillation frequencies of the two compactor rollers excited for oscillation are detected and set in such a way that the occurrence of beats is largely avoided by a difference existing between these oscillation frequencies.
- the compressor rollers of the soil compactor operated in this way are thus excited to carry out oscillatory movements with mutually different oscillation frequencies.
- each flywheel mass drive comprises a drive motor, preferably a hydraulic motor, and that each flywheel mass arrangement comprises at least one flywheel driven by the associated drive motor for rotation about a flywheel rotation axis ,
- the drive arrangement 52 can be formed separately from the drive arrangement 36, but linked to it for information exchange in order to be able to operate the two oscillation excitation arrangements 22, 24 in a coordinated manner.
- the two drive arrangement 36, 52 can in principle also be combined in one and the same drive arrangement and designed to control both imbalance drives 30, 46.
- the Fig. 3 shows in a schematic representation of the two vibrating compressor rolls 14, 16 with their associated flywheel assemblies 26 and 42.
- the two rotating about the respective compressor roller axes A 1 and A 2 in rotation flywheels 28, 44 are shown so that they have an angular offset ⁇ to each other, but basically rotate in the same direction.
- 16 detecting acceleration sensors 40, 56 acceleration signals B 1 , B 2 are generated, the course in Fig. 4 is shown.
- the two vibration excitation assemblies 22, 24 are substantially identical to each other and basically the same, ie In particular, at the same speed of their flywheels 28, 44 are operated, the two acceleration signals B 1 and B 2 , which represent the time course of the accelerations of the vibrating compressor rollers 14, 16, the same frequency and substantially the same amplitude of acceleration , It can be seen, however, that, caused by the offset ⁇ of the two flywheel masses 28, 44, for example, reference can be made here to the angular position of the centers of mass of the respective flywheel masses 28, 44, a phase offset P is present.
- the flywheel assemblies 26, 42 can be acted upon to influence the phase displacement P of the oscillatory movements caused by them in the two vibrating compressor rollers 14, 16 and thus to counteract such an undesired interference.
- a phase offset with the value zero ie an in-phase vibration excitation of the two vibrating compressor rolls, unfavorable, so setting any non-zero phase offset can be interpreted as providing a predetermined phase offset in the context of the present invention.
- a predetermined phase offset in the sense of the present invention can also be defined by a value range of the phase offset. It is important in the present invention in principle that at least one of the vibration excitation arrangements can be acted upon in order to be able to actively effect a change in the phase offset.
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Abstract
Ein Bodenverdichter, umfasst:
- wenigstens zwei um eine jeweilige Walzendrehachse drehbare Schwingungs-Verdichterwalzen (14, 16),
- in Zuordnung zu jeder Schwingungs-Verdichterwalze (14, 16), eine Schwingungsanregungsanordnung (22, 24) zur Erzeugung einer Schwingungsbewegung der Schwingungs-Verdichterwalze (14, 16),
- in Zuordnung zu jeder Schwingungs-Verdichterwalze (14, 16), eine Schwingungserfassungsanordnung (38, 46) zur Bereitstellung einer die Schwingungsbewegung einer jeweiligen Schwingungs-Verdichterwalze (14, 16) repräsentierenden Schwingungsgröße,
- eine Ansteueranordnung (36, 56) zur Ansteuerung wenigsten einer Schwingungsanregungsanordnung (22, 24) auf Grundlage der in Zuordnung zu den Schwingungs-Verdichterwalzen (14, 16) bereitgestellten Schwingungsgrößen derart, dass die Schwingungsbewegungen der Schwingungs-Verdichterwalzen (14, 16) einen vorbestimmten Phasenversatz zueinander aufweisen.A soil compactor, includes:
at least two vibratory compacting rollers (14, 16) rotatable about a respective roller rotational axis,
in association with each vibratory compacting roller (14, 16), a vibratory excitation assembly (22, 24) for generating vibratory motion of the vibratory compacting roller (14, 16),
in association with each vibratory compacting roller (14, 16), a vibration detecting device (38, 46) for providing a vibration quantity representing the vibratory motion of a respective vibrating compacting roller (14, 16),
a drive arrangement (36, 56) for driving at least one oscillation excitation arrangement (22, 24) on the basis of the oscillation quantities provided in association with the oscillation compressor rollers (14, 16) such that the oscillation movements of the oscillation compressor rollers (14, 16) produce a have predetermined phase offset to each other.
Darüber hinaus gibt es auch ein Verfahren zum Betreiben eines Bodenverdichters (12). In addition, there is also a method of operating a soil compactor (12).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bodenverdichter, der beispielsweise im Straßenbau dazu eingesetzt werden kann, einen vorbereiteten Untergrund zu verdichten bzw. den auf den vorbereiteten und verdichteten Untergrund aufgebrachten Asphalt zu verdichten.The present invention relates to a soil compactor, which can be used, for example in road construction, to compact a prepared substrate or to compact the asphalt applied to the prepared and compacted substrate.
Ein derartiger Bodenverdichter ist aus der
Die
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bodenverdichter sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Bodenverdichters bereitzustellen, mit welchen ohne Beeinträchtigung des Verdichtungsbetriebs das Entstehen übermäßiger Betriebsgeräusche bei zur Durchführung einer Schwingungsbewegung angeregten Verdichterwalze vermieden wird.It is the object of the present invention to provide a soil compactor and a method for operating a soil compactor, with which the production of excessive operating noise is avoided at a compression roller excited to perform a vibratory motion without affecting the compression operation.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Bodenverdichter, umfassend:
- wenigstens zwei um eine jeweilige Walzendrehachse drehbare Schwingungs-Verdichterwalzen,
- in Zuordnung zu jeder Schwingungs-Verdichterwalze, eine Schwingungsanregungsanordnung zur Erzeugung einer Schwingungsbewegung der Schwingungs-Verdichterwalze,
- in Zuordnung zu jeder Schwingungs-Verdichterwalze, eine Schwingungserfassungsanordnung zur Bereitstellung einer die Schwingungsbewegung einer jeweiligen Schwingungs-Verdichterwalze repräsentierenden Schwingungsgröße,
- eine Ansteueranordnung zur Ansteuerung wenigsten einer Schwingungsanregungsanordnung auf Grundlage der in Zuordnung zu den Schwingungs-Verdichterwalzen bereitgestellten Schwingungsgrößen derart, dass die Schwingungsbewegungen der Schwingungs-Verdichterwalzen einen vorbestimmten Phasenversatz zueinander aufweisen.
- at least two vibratory compacting rollers rotatable about a respective rolling rotational axis,
- in association with each vibratory compacting roller, a vibrating excitation assembly for generating vibratory motion of the vibrating compacting roller,
- in association with each vibratory compacting roller, a vibration detecting device for providing a vibration quantity representing the vibratory motion of a respective vibrating compacting roller,
- a drive arrangement for driving at least one oscillation excitation arrangement on the basis of the oscillation quantities provided in association with the oscillation compressor rollers, such that the oscillation movements of the oscillation compressor rollers have a predetermined phase offset from one another.
Die bei einem erfindungsgemäß aufgebauten Bodenverdichter eingesetzten Schwingungs-Verdichterwalzen können zwei in einer Bodenverdichterlängsrichtung aufeinander folgende, beispielsweise in einem vorderen Bereich und einem hinteren Bereich des Bodenverdichters vorgesehene Verdichterwalzen sein, die mithin um zueinander verschiedene, zumindest bei Geradeausfahrt jedoch im Wesentlichen parallele Walzendrehachsen rotieren, können aber auch zwei in Richtung einer Verdichterwalzendrehachse aufeinanderfolgende und mithin um die gleiche Verdichterwalzendrehachse drehbare Verdichterwalzenbereiche sein.The vibrating compressor rolls used in a soil compactor constructed in accordance with the invention may be two compacting rolls following one another in a soil compactor longitudinal direction, for example rotating in a front region and a rear region of the soil compactor, which thus rotate about mutually different roller rotation axes which are substantially parallel at least when traveling straight ahead but also be two compressor roller areas which follow one another in the direction of a compressor roller axis of rotation and which are therefore rotatable about the same compressor roller axis of rotation.
Durch das Überwachen der Schwingungsbewegungen dieser Schwingungs-Verdichterwalzen und das Betreiben bzw. Ansteuern der Schwingungsanregungsanordnugnen derselben derart, dass der Phasenversatz der Schwingungsbewegungen zueinander eine vorbestimmte Größe einnimmt, kann also aktiv auf diesen Phasenversatz eingewirkt werden, so dass durch Überlagerung der Schwingungsbewegungen hervorgerufenen Geräuschen bzw. Schwingungen durch entsprechende Einstellung, ggf. auch Anpassung bzw. Verschiebung der Phasenlage entgegengewirkt werden kann. Dabei ist es grundsätzlich nicht erforderlich, die Schwingungsfrequenz bei zumindest einer der Schwingungs-Verdichterwalzen zu verändern, so dass jede Schwingungs-Verdichterwalze mit der für den vorzunehmenden Verdichtungsbetrieb optimalen Frequenz zur Schwingung angeregt werden kann, beispielsweise alle oder zumindest ein Teil der Schwingungs-Verdichterwalzen mit der gleichen Frequenz zur Schwingung angeregt werden bzw. eine Schwingungsbewegung mit der gleichen Frequenz, jedoch phasenverschoben angeregt werden.By monitoring the oscillatory movements of these vibrating compressor rollers and operating or driving the oscillating excitation arrangements thereof such that the phase offset of the oscillatory motions relative to each other assumes a predetermined size, this phase offset can thus be actively acted upon, so that noises or oscillations caused by superposition of the oscillatory motions can be acted upon. Vibrations can be counteracted by appropriate adjustment, possibly also adaptation or displacement of the phase position. In this case, it is basically not necessary to change the oscillation frequency in at least one of the vibrating compressor rolls, so that each vibratory compacting roller can be excited to oscillate at the optimum frequency for the compaction operation to be performed, for example all or at least part of the vibrating compactor rolls the same frequency are excited to vibrate or a vibrational motion at the same frequency, but excited phase-shifted.
Die Schwingungsgröße weist vorzugsweise einen im Wesentlichen periodischen Verlauf auf.The oscillation variable preferably has a substantially periodic course.
Bei einer zur Bereitstellung der Information über die Schwingungsbewegungen der Schwingungs-Verdichterwalzen besonders vorteilhaften, da einfach und betriebssicher aufzubauenden Ausgestaltung, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Schwingungserfassungsanordnung wenigstens einen Beschleunigungssensor zur Erfassung einer Beschleunigung der zugeordneten Schwingungs-Verdichterwalze umfasst, vorzugsweise zur Erfassung einer Beschleunigung der zugeordneten Schwingungs-Verdichterwalze in einer Höhenrichtung oder/und in einer Umfangsrichtung.In a particularly advantageous for providing the information about the vibration movements of the vibrating compressor rollers, as simple and reliable to be constructed embodiment, it is proposed that at least one vibration detection arrangement comprises at least one acceleration sensor for detecting an acceleration of the associated vibrating compressor roller, preferably for detecting an acceleration of associated vibratory compacting roller in a height direction and / or in a circumferential direction.
Jede Schwingungsanregungsanordnung kann eine Schwungmassenanordnung sowie einen diese zur Bewegung antreibenden Schwungmassenantrieb umfassen.Each vibration excitation arrangement may comprise a flywheel mass arrangement and a flywheel mass drive driving the same for movement.
Da im Allgemeinen derartige Bodenverdichter hydraulisch angetrieben werden, grundsätzlich also ein Hydrauliksystem zur Verfügung steht, wird weiter vorgeschlagen, dass jeder Schwungmassenantrieb einen Antriebsmotor, vorzugsweise Hydraulikmotor, umfasst, und dass jede Schwungmassenanordnung wenigstens eine durch den zugeordneten Antriebsmotor zur Drehung um eine Schwungmassendrehachse antreibbare Schwungmasse umfasst.Since generally such soil compactors are hydraulically driven, in principle therefore a hydraulic system is available, it is further proposed that each flywheel mass drive comprises a drive motor, preferably a hydraulic motor, and that each flywheel mass arrangement comprises at least one flywheel driven by the associated drive motor for rotation about a flywheel rotation axis ,
Vorzugsweise ist jeder Antriebsmotor ein Hydraulikmotor, und es ist weiter vorzugsweise wenigstens eine Hydraulikpumpe vorgesehen, um das zum Betreiben der Hydraulikmotoren erforderliche Druckfluid bereitzustellen bzw. zu den Hydraulikmotoren zu speisen.Preferably, each drive motor is a hydraulic motor, and more preferably at least one hydraulic pump is provided to provide the hydraulic fluid required for operating the hydraulic motors or to feed the hydraulic motors.
Bei einer baulich besonders einfach zu realisierenden Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen, dass eine Hydraulikpumpe zum Speisen aller Hydraulikmotoren mit Druckfluid vorgesehen ist, und dass wenigstens ein Hydraulikmotor ein variabler Hydraulikmotor ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung ein variabler Hydraulikmotor ein Hydraulikmotor ist, der durch entsprechende Ansteuerung desselben in seiner Drehzahl variierbar ist, beispielsweise durch Anpassung des Schluckvolumens desselben.In a construction variant which is particularly easy to implement structurally, it is proposed that a hydraulic pump is provided for supplying all hydraulic motors with pressurized fluid, and that at least one hydraulic motor is a variable one Hydraulic motor is. It should be noted that, for the purposes of the present invention, a variable hydraulic motor is a hydraulic motor which can be varied in its speed by corresponding control thereof, for example by adjusting the absorption volume of the same.
Bei einer alternativen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Zuordnung zu jedem Hydraulikmotor eine Hydraulikpumpe vorgesehen ist, und dass bei wenigstens einem, vorzugsweise jedem Paar aus Hydraulikmotor und Hydraulikpumpe die Hydraulikpumpe oder/und der Hydraulikmotor variabel ist. Diese Ausgestaltungsvariante ist besonders dann geeignet, wenn die Schwingungs-Verdichterwalzen in verschiedenen Bereichen, also beispielsweise an einem vorderen Bereich und einem hinteren Bereich eines Bodenverdichters vorgesehen sind, so dass jede der Schwingungs-Verdichterwalzen mit einem vollständig eigenständigen System betrieben werden kann. Um dabei die Phasenanpassung vornehmen zu können, ist bei wenigstens einer der Schwingungs-Verdichterwalzen bzw. dem in Zuordnung zu derselben vorgesehenen Paar aus Hydraulikmotor und Hydraulikpumpe entweder die Hydraulikpumpe oder der Hydraulikmotor oder beide variabel. Auch in Zuordnung zu einer Hydraulikpumpe bedeutet die Variabilität, dass diese Hydraulikpumpe dazu ausgebildet ist, die Menge oder/und den Druck des durch diese abgegebenen Druckfluids zu verändern, beispielsweise durch entsprechende Anpassung des Fördervolumens, um auf diese Art und Weise auch eine entsprechende Betriebsveränderung im Hydraulikmotor hervorzurufen.In an alternative embodiment, it is proposed that in association with each hydraulic motor, a hydraulic pump is provided, and that in at least one, preferably each pair of hydraulic motor and hydraulic pump, the hydraulic pump and / or the hydraulic motor is variable. This embodiment variant is particularly suitable when the vibrating compressor rolls are provided in different regions, for example at a front region and a rear region of a soil compactor, so that each of the vibratory compacting rolls can be operated with a completely independent system. In order to be able to perform the phase adjustment, either the hydraulic pump or the hydraulic motor or both is variable in at least one of the vibrating compressor rolls or the pair of hydraulic motor and hydraulic pump provided in association therewith. Also in association with a hydraulic pump means the variability that this hydraulic pump is adapted to change the amount and / or the pressure of the pressure fluid discharged through this, for example by appropriate adjustment of the delivery volume, in order in this way also a corresponding change in operating To cause hydraulic motor.
Die voranstehend angegebene Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines wenigstens zwei Schwingungs-Verdichterwalzen aufweisenden Bodenverdichters, vorzugsweise mit erfindungsgemäßem Aufbau, wobei die Schwingungs-Verdichterwalzen um jeweilige Walzendrehachsen drehbar und durch eine jeweilige Schwingungsanregungsanordnung zur Durchführung einer Schwingungsbewegung anregbar sind, wobei verschiedenen Schwingungs-Verdichterwalzen zugeordnete Schwingungsanregungsanordnungen derart angesteuert werden, dass die Schwingungsbewegungen dieser Schwingungs-Verdichterwalzen einen vorbestimmten, grundsätzlich veränderbaren Phasenversatz aufweisen.The above-stated object is further achieved by a method for operating a compactor having at least two vibrating compressor rolls, preferably having the construction according to the invention, wherein the vibrating compacting rollers are rotatable about respective rolling rotational axes and excitable by a respective vibrational excitation arrangement for performing vibratory motion, wherein different vibrational Compressor rollers associated vibration excitation arrangements are controlled such that the vibration movements of these vibration compressor rollers have a predetermined, basically changeable phase offset.
Um einerseits Kenntnis über den Schwingungszustand einer jeweiligen Schwingungs-Verdichterwalze erlangen zu können, andererseits beruhend darauf die Phasenlage der jeweiligen Schwingungsbewegung einstellen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass die Beschleunigung jeder Schwingungs-Verdichterwalze erfasst wird, und dass beruhend auf den Beschleunigungen der Schwingungs-Verdichterwalzen wenigstens eine Schwingungsanregungsanordnung derart angesteuert wird, dass die Beschleunigungen dieser Schwingungs-Verdichterwalzen den vorbestimmte Phasenversatz zueinander aufweisen.On the one hand to be able to gain knowledge of the vibration state of a respective vibration compressor roller and, on the other hand, to be able to adjust the phase position of the respective vibration motion, it is further proposed that the acceleration of each vibration compressor roller be detected, and that based on the accelerations of the vibration Compressor rollers at least one vibration excitation arrangement is driven such that the accelerations of these vibration compressor rollers have the predetermined phase offset to each other.
Zur Einstellung der Phasenlagen der Schwingungsbewegungen verschiedener Schwingungs-Verdichterwalzen und somit des Phasenversatzes bezüglich einander bzw. zur Veränderung des Phasenversatzes kann vorgesehen sein, dass jede Schwingungsanregungsanordnung eine Schwungmassenanordnung mit wenigstens einer zur Drehung um eine Schwungmassendrehachse antreibbaren Schwungmasse und einen Schwungmassenantrieb umfasst, und dass zur Veränderung des Phasenversatzes der Schwingungsbewegungen der Schwingungs-Verdichterwalzen bezüglich einander bei wenigstens einer Schwingungsanregungsanordnung wenigstens eine Schwungmasse durch den zugeordneten Schwungmassenantrieb in einer Phasenanpassungsbetriebsphase zur Drehung mit bezüglich eines Grund-Drehzustandes veränderter Drehzahl angetrieben wird. Bei dieser Vorgehensweise kann also dann, wenn zunächst festgestellt wird, dass die beispielsweise mit gleicher Frequenz schwingenden Schwingungs-Verdichterwalzen einen ungünstigen Phasenversatz der Schwingungsbewegungen aufweisen, ausgehend von einem Grund-Drehzustand einer jeweiligen Schwungmasse, also einem Zustand, in dem diese mit einer für den Grund-Drehzustand vorgesehenen Grund-Drehzahl dreht, die Drehzahl einer der Schwungmassen vorübergehend in einer Phasenanpassungsbetriebsphase verändert werden, beispielsweise diese Schwungmasse mit etwas größerer Drehzahl verdreht werden, was vorübergehend auch zu einer Änderung der Anregungsfrequenz führt, im Wesentlichen aber eine Änderung des Phasenversatzes der Schwingungen bewirkt. Ist der gewünschte bzw. vorbestimmte Phasenversatz erreicht, wird auch diese Schwungmasse wieder in den Grund-Drehzustand zurückgeführt, also zur Drehung mit der Grund-Drehzahl angetrieben, so dass beispielsweise beide bzw. alle Schwingungs-Verdichterwalzen mit gleicher Frequenz schwingen bzw. zur Schwingung angeregt werden, jedoch der Phasenversatz der Schwingungsbewegungen zueinander im gewünschten Bereich liegt.For adjusting the phase positions of the oscillatory movements of different vibratory compressor rollers and thus the phase offset with respect to each other or to change the phase offset can be provided that each vibrational excitation assembly comprises a flywheel mass arrangement with at least one for rotation about a flywheel rotation axis driven flywheel and a flywheel drive, and that to change with respect to each other, in at least one vibration excitation arrangement, at least one flywheel is driven by the associated flywheel drive in a phasing operation phase to rotate with rotational speed changed with respect to a basic rotational state. In this procedure, then, if it is first determined that the oscillating, for example, vibrating at the same frequency compressor rollers have an unfavorable phase offset of the oscillatory movements, starting from a basic rotational state of a respective flywheel, ie a state in which this with a for the Grund-rotation state provided basic speed rotates, the rotational speed of one of the flywheels are temporarily changed in a phase adjustment phase of operation, for example, this flywheel are rotated at slightly higher speed, which leads temporarily to a change in the excitation frequency, but essentially a change in the phase offset of the vibrations causes. If the desired or predetermined phase offset is reached, this flywheel mass is also returned to the basic rotational state, that is, to rotate with the basic rotational speed driven so that, for example, both or all vibrating compressor rollers oscillate at the same frequency or are excited to vibrate, but the phase offset of the oscillatory movements to each other in the desired range.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen Bodenverdichter mit zwei Schwingungs-Verdichterwalzen in Seitenansicht;
- Fig. 2
- in ihren Darstellungen a) und b) die beiden Schwingungs-Verdichterwalzen des Bodenverdichters der
Fig. 1 mit diesen zugeordneten Schwingungsanregungsanordnungen; - Fig. 3
- in schematischer Seitenansicht die beiden Schwingungs-Verdichterwalzen mit diesen zugeordneten Schwungmassen;
- Fig. 4
- den zeitlichen Verlauf der bei den Schwingungs-Verdichterwalzen des Bodenverdichters der
Fig. 1 auftretenden Beschleunigungen der Schwingungs-Verdichterwalzen; - Fig. 5
- in prinzipartiger Darstellung zwei nebeneinander liegende und um eine gemeinsame Walzendrehachse drehbare Schwingungs-Verdichterwalzen mit diesen zugeordneten Schwingungsanregungsanordnungen.
- Fig. 1
- a soil compactor with two vibrating compressor rollers in side view;
- Fig. 2
- in their representations a) and b) the two vibration compressor rollers of the soil compactor of
Fig. 1 with these associated vibration excitation arrangements; - Fig. 3
- in a schematic side view of the two vibration compressor rollers with these associated flywheel masses;
- Fig. 4
- the time course of the vibration compressor rollers of the soil compactor of the
Fig. 1 occurring accelerations of the vibrating compressor rolls; - Fig. 5
- in principle representation two juxtaposed and rotatable about a common roll axis of rotation vibration compressor rollers with these associated vibration excitation arrangements.
In
Die
Es sei beispielsweise angenommen, dass die Schwingungsanregungsanordnung 22, ebenso auch die Schwingungsanregungsanordnung 24, dazu vorgesehen ist, die jeweils zugeordnete Schwingungs-Verdichterwalze 14, 16 zur Durchführung einer Vibrationsbewegung anzuregen, also einer im Wesentlichen in einer Höhenrichtung bzw. orthogonal zum zu verdichtenden Untergrund orientierten Richtung hin und her laufenden Schwingungsbewegung. In diesem Falle ist im Allgemeinen die wenigstens eine Schwungmasse um eine Schwungmassendrehachse drehbar, die im Wesentlichen auch der Drehachse der Schwingungs-Verdichterwalze entspricht.It is assumed, for example, that the
Um die wenigstens eine Schwungmasse 28 der Schwungmassenanordnung 26 in Bewegung zu versetzen, also zur Drehung um die jeweilige Schwungmassendrehachse, hier beispielsweise die Walzendrehachse A1, anzutreiben, weist die Schwingungsanregungsanordnung 22 ferner einen Schwungmassenantrieb 30 auf. Der Schwungmassenantrieb 30 wiederum umfasst einen im dargestellten Beispiel als Hydraulikmotor ausgebildeten Antriebsmotor 32 sowie eine diesen Antriebsmotor 32 bzw. Hydraulikmotor mit Druckfluid speisende Hydraulikpumpe 34.In order to set the at least one
Der Schwungmassenantrieb 30 steht unter der Ansteuerung einer allgemein mit 36 bezeichneten Ansteueranordnung, die beispielsweise die Hydraulikpumpe 34 ansteuert, um diese zur Abgabe von Druckfluid mit einer vorbestimmten Abgabemenge bzw. einem vorbestimmten Druckfluid anzutreiben, so dass entsprechend auch der Antriebsmotor 32 bzw. Hydraulikmotor in Betrieb versetzt wird und die wenigstens eine Schwungmasse 28 zur Drehung antreibt. Dabei ist in dem in
Um diese Schwingungsbewegung der Schwingungs-Verdichterwalze 14 zu erfassen, ist eine allgemein mit 38 bezeichnete Schwingungserfassungsanordnung vorgesehen. Diese kann beispielsweise wenigstens einen Beschleunigungssensor 40 umfassen, der beispielsweise die Beschleunigung der Verdichterwalze 14 im Bereich der Walzendrehachse A1, beispielsweise im Bereich eines Walzenlagers, erfasst, wobei im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel einer zur Vibration angeregten Schwingungs-Verdichterwalze 14 der Beschleunigungssensor 40 im Wesentlichen zur Erfassung einer Schwingungsbewegung in derjenigen Bewegungsrichtung, welcher die Verdichterwalze 14 zur Schwingungsbewegung angeregt wird, ausgebildet ist, also im Wesentlichen einer Auf- und Abrichtung. Der Beschleunigungssensor 40 liefert ein die Schwingungsbewegung der Schwingungs-Verdichterwalze 14 repräsentierendes und eine Schwingungsgröße darstellendes Beschleunigungssignal zur Ansteueranordnung 36. Die Ansteueranordnung 36 kann in nachfolgend beschriebener Art und Weise den Schwungmassenantrieb 30, insbesondere die Hydraulikpumpe 34, beruhend auf diesem eine Schwingungsgröße repräsentierenden Beschleunigungssignal ansteuern, um in entsprechender Art und Weise auf den Betrieb der Schwungmassenanordnung 26 einzuwirken.In order to detect this oscillatory motion of the vibratory compacting
Mit Bezug auf die in
Es ist darauf hinzuweisen, dass derartige im Kontext eines erfindungsgemäßen Bodenverdichters einzusetzende Ansteueranordnungen in einem Steuergerät vorgesehen oder als solches ausgeführt sein können. Sie können beispielsweise als Mikroprozessoren oder Mikrocontroller ausgebildete Prozessoren umfassen und können mit zur Durchführung der Ansteuermaßnahmen geeigneten Programmen permanent oder überschreibbar programmiert sein. Sie können Eingangsanschlüsse aufweisen, an welchen die zugeordneten Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren, zur Einspeisung der Ausgangssignale derselben angeschlossen werden können, und können Ausgangsanschlüsse aufweisen, an welche jeweilige zu den anzusteuernden Systembereichen, beispielsweise den Hydraulikpumpen bzw. Hydraulikmotoren führende Ansteuerleitungen angeschlossen werden können.It should be pointed out that such drive arrangements to be used in the context of a ground compactor according to the invention can be provided in a control unit or designed as such. They may comprise, for example, processors designed as microprocessors or microcontrollers and may be permanently or overwritably programmed with programs suitable for carrying out the control measures. They can have input terminals to which the associated sensors, in particular acceleration sensors, can be connected for feeding in the output signals of the same, and can have output terminals to which respective system areas to be controlled, for example the Hydraulic pumps or hydraulic motors leading control lines can be connected.
Auch der Schwingungs-Verdichterwalze 16 ist eine Schwingungserfassungsanordnung 54 mit wenigstens einem Beschleunigungssensor 56 zugeordnet, welcher ein die Schwingungsbewegung der Verdichterwalze 16, diese hervorgerufen durch die wenigstens eine in Drehung versetzte Schwungmasse 44, entsprechendes Beschleunigungssignal als Schwingungsgröße zur Ansteueranordnung 52 ausgibt. Auch hier kann beispielsweise der Beschleunigungssensor 56 die Beschleunigung der Verdichterwalze 16 im Bereich eines Walzenlagers derselben erfassen. Es sei hier jedoch darauf hingewiesen, dass beispielsweise im Inneren der Schwingungs-Verdichterwalzen 14, 16, beispielsweise an einem Walzenmantel vorgesehene Beschleunigungssensoren dazu eingesetzt werden können, die Beschleunigung und mithin die Schwingungsbewegung der Schwingungs-Verdichterwalze 14, 16 zu erfassen. Auch können in Zuordnung zu den Schwingungs-Verdichterwalzen 14, 16 jeweils mehrere derartige Beschleunigungssensoren vorgesehen werden, um aus deren Ausgangssignalen jeweils eine die Schwingungsbewegung dieser Schwingungs-Verdichterwalzen 14, 16 repräsentierende Schwingungsgröße beispielsweise in den Ansteueranordnungen 36, 52 zu generieren und zur Ansteuerung der Schwungmassenantriebe 30, 46 zu nutzen.Also, the vibrating
Die
Um den Phasenversatz P zu verändern, kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass ausgehend von einem Grund-Drehzustand der beiden Schwungmassenanordnungen 26, 42 bzw. der Schwungmassen 28, 44 derselben bei zumindest einer der Schwingungsanregungsanordnungen 22, 24 durch die Ansteueranordnung 36 bzw. 52 der Schwungmassenantrieb 30 bzw. 46 derart angesteuert wird, dass dieser vorübergehend, also in einer Phasenanpassungsbetriebsphase, mit veränderter Drehzahl des jeweiligen Antriebsmotors 32 bzw. 48 arbeitet. Beispielsweise kann die Drehzahl erhöht werden, um entsprechend auch die Drehzahl der dadurch in Drehung versetzten Schwungmasse 28 bzw. 44 zu erhöhen. Eine erhöhte Drehzahl einer der beiden Schwungmassen 28, 44 führt vorübergehend zwar zu einer erhöhten Anregungsfrequenz, führt insbesondere jedoch zu einer Veränderung des in
Eine derartige Anpassung des Phasenversatzes P der Schwingungsbewegungen der beiden Schwingungs-Verdichterwalzen 14, 16 kann während des Betriebs des Bodenverdichters 12 wiederholt bzw. im erforderlichen Falle kontinuierlich vorgenommen werden, beispielsweise im Rahmen einer Regelschleife, um auf diese Art und Weise zu gewährleisten, dass auch bei einem sich ändernden Betriebszustand bzw. Betriebsverhalten des Bodenverdichters 12, beispielsweise bei zunehmend stärker verdichtetem Untergrund und entsprechender Veränderung des Schwingungsverhaltens der Schwingungs-Verdichterwalzen 14, 16, das Auftreten ungewünschter Schwingungsanregungen durch Schwingungsüberlagerung vermieden wird.Such an adjustment of the phase offset P of the oscillatory movements of the two vibrating compressor rolls 14, 16 can be repeated during the operation of the
Obgleich in
Eine alternative Ausgestaltungsart ist in
Die Schwungmassenantriebe 30a, 46a umfassen in Zuordnung zu jeder der Schwungmassenanordnungen 22a, 42a einen wiederum als Hydraulikmotor ausgebildeten Antriebsmotor 32a, 48a. Beiden Antriebsmotoren 32a, 48a ist eine gemeinsame Hydraulikpumpe 34a zugeordnet.The flywheel drives 30a, 46a comprise in association with each of the
Um in Zuordnung zu den beiden Schwingungs-Verdichterwalzen 14a, 16a jeweils deren Schwingungsbewegung repräsentierende Schwingungsgrößen bereitstellen zu können, ist jeweils eine Schwingungserfassungsanordnung 38a bzw. 54a vorgesehen, beispielsweise jeweils umfassend einen bzw. wenigstens einen Beschleunigungssensor 40a bzw. 56a. Diese sind im dargestellten Falle zur Erfassung einer Umfangsbeschleunigung der zugeordneten Schwingungs-Verdichterwalzen 14a, 16a ausgebildet und können beispielsweise am Innenumfang eines jeweiligen Walzenmantels oder einer sonstigen mit der Schwingungs-Verdichterwalze um die Walzendrehachse A rotierenden Komponente oder Baugruppe vorgesehen. Die Beschleunigungssensoren 40a, 56a speisen ihre Beschleunigungssignale in die Ansteueranordnung 36a ein. Die Ansteueranordnung 36a ist grundsätzlich dazu ausgebildet, beide Schwingungsanordnungen 22a, 24a anzusteuern, um diese in Betrieb zu setzen. Hierzu kann beispielsweise die Ansteueranordnung 36a in Ansteuerverbindung mit der Hydraulikpumpe 34a stehen. Ferner steht im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel die Ansteueranordnung 36a in Ansteuerverbindung mit dem Antriebsmotor 32a der Schwingungsanregungsanordnung 22a. Hierzu kann beispielsweise der in diesem Ausgestaltungsbeispiel als variabler Hydraulikmotor ausgebildete Antriebsmotor 32a ein Bypassventil 58a aufweisen, das unter der Ansteuerung der Ansteueranordnung 36a steht und dazu in der Lage ist, je nach Ansteuerung, die Menge des im Hydraulikmotor 32a genutzten Druckfluids einzustellen, somit also dessen Schluckvolumen anzupassen, so dass entsprechend auch eine Anpassung der Drehzahl einer Motorwelle des Hydraulikmotors 32a erfolgt.In order to be able to provide oscillation quantities which respectively represent their oscillation movement in association with the two oscillation compressor rollers 14a, 16a, respectively one
Zur Einstellung bzw. Anpassung des Phasenversatzes P kann in der vorangehend beschriebenen Art und Weise auf den Betrieb des Schwungmassenantriebs 30a eingewirkt werden, während beispielsweise der Schwungmassenantrieb 46a der Schwingungsanregungsanordnung 24a in seinem Betrieb unverändert belassen wird, insbesondere auch die Hydraulikpumpe in ihrem Betrieb unverändert bleibt. Grundsätzlich könnte aber auch bei dieser Ausgestaltungsform die Hydraulikpumpe 34a mit variablem Fördervolumen ausgebildet sein, um somit auch die Drehzahl des Hydraulikmotors 48a verändern zu können bzw. durch entsprechend veränderte Ansteuerung der Hydraulikpumpe 34a die Drehzahlen der beiden Hydraulikmotoren bzw. Antriebsmotoren 32a, 48a zusammen zu ändern. Auch könnte der Antriebsmotor bzw. Hydraulikmotor 48a als variabler Motor ausgebildet sein.To adjust or adjust the phase offset P can be acted upon in the manner described above, the operation of the
Die in
Der Bodenverdichter 12 der
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsgröße (B1, B2) einen im Wesentlichen periodischen Verlauf aufweist.Ground compactor according to claim 1,
characterized in that the vibration quantity (B 1 , B 2 ) has a substantially periodic course.
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schwingungserfassungsanordnung (38, 46, 38a, 46a) wenigstens einen Beschleunigungssensor (40, 56; 40a, 56a) zur Erfassung einer Beschleunigung der zugeordneten Schwingungs-Verdichterwalze (14, 16; 14a, 16a) umfasst, vorzugsweise zur Erfassung einer Beschleunigung der zugeordneten Schwingungs-Verdichterwalze (14, 16; 14a, 16a) in einer Höhenrichtung oder/und in einer Umfangsrichtung.Ground compactor according to claim 1 or 2,
characterized in that at least one vibration detection arrangement (38, 46, 38a, 46a) comprises at least one acceleration sensor (40, 56; 40a, 56a) for detecting acceleration of the associated vibration compressor roller (14, 16; 14a, 16a), preferably for Detecting an acceleration of associated vibratory compacting roller (14, 16; 14a, 16a) in a height direction and / or in a circumferential direction.
dadurch gekennzeichnet, dass jede Schwingungsanregungsanordnung (22, 24; 22a, 24a) eine Schwungmassenanordnung (26, 42; 26a, 42a) und einen Schwungmassenantrieb (30, 46; 30a, 46a) umfasst.Ground compactor according to one of claims 1-3,
characterized in that each vibration excitation assembly (22, 24; 22a, 24a) comprises a flywheel assembly (26, 42; 26a, 42a) and a flywheel drive (30, 46; 30a, 46a).
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schwungmassenantrieb (30, 46; 30a, 46a) einen Antriebsmotor (32, 48; 32a, 48a), vorzugsweise Hydraulikmotor (32, 48; 32a, 48a), umfasst, und dass jede Schwungmassenanordnung (26, 42; 26a, 42a) wenigstens eine durch den zugeordneten Antriebsmotor (32, 48; 32a, 48a) zur Drehung um eine Schwungmassendrehachse antreibbare Schwungmasse (28, 44; 28a, 28a', 44a, 44a') umfasst.Ground compactor according to claim 4,
characterized in that each flywheel mass drive (30, 46; 30a, 46a) comprises a drive motor (32, 48; 32a, 48a), preferably hydraulic motor (32, 48; 32a, 48a), and that each flywheel mass arrangement (26, 42; 26a, 42a) comprises at least one flywheel (28, 44; 28a, 28a ', 44a, 44a') drivable by the associated drive motor (32, 48; 32a, 48a) for rotation about a flywheel axis of rotation.
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antriebsmotor (32, 48; 32a, 48a) ein Hydraulikmotor (32, 48; 32a, 48a) ist, und dass wenigstens eine Hydraulikpumpe (34, 50; 34a) zur Bereitstellung von Druckfluid für wenigstens einen Hydraulikmotor (32, 48; 32a, 48a) vorgesehen ist.Ground compactor according to claim 5,
characterized in that each drive motor (32, 48, 32a, 48a) is a hydraulic motor (32, 48, 32a, 48a) and at least one hydraulic pump (34, 50, 34a) is provided for supplying pressurized fluid to at least one hydraulic motor (32 , 48, 32a, 48a) is provided.
dadurch gekennzeichnet, dass eine Hydraulikpumpe (34a) zum Speisen aller Hydraulikmotoren (32a, 48a) mit Druckfluid vorgesehen ist, und dass wenigstens ein Hydraulikmotor (32a) ein variabler Hydraulikmotor (32a) ist.Ground compactor according to claim 6,
characterized in that a hydraulic pump (34a) is provided for feeding all hydraulic motors (32a, 48a) with pressurized fluid, and that at least one hydraulic motor (32a) is a variable hydraulic motor (32a).
dadurch gekennzeichnet, dass in Zuordnung zu jedem Hydraulikmotor (32, 48) eine Hydraulikpumpe (34, 50) vorgesehen ist, und dass bei wenigstens einem, vorzugsweise jedem Paar aus Hydraulikmotor (32) und Hydraulikpumpe (34, 50) die Hydraulikpumpe (34, 50) oder/und der Hydraulikmotor (32, 48) variabel ist.Ground compactor according to claim 6,
characterized in that in association with each hydraulic motor (32, 48) a hydraulic pump (34, 50) is provided, and in that at least one, preferably each pair of hydraulic motor (32) and hydraulic pump (34, 50), the hydraulic pump (34, 50) or / and the hydraulic motor (32, 48) is variable.
dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung (B1, B2) jeder Schwingungs-Verdichterwalze (14, 16; 14a, 16a) erfasst wird, und dass beruhend auf den Beschleunigungen (B1, B2) der Schwingungs-Verdichterwalzen (14, 16; 14a, 16a) wenigstens eine Schwingungsanregungsanordnung (22, 24; 22a, 24a) derart angesteuert wird, dass die Beschleunigungen (B1, B2) dieser Schwingungs-Verdichterwalzen (14, 16; 14a, 16a) den vorbestimmten Phasenversatz (P) zueinander aufweisen.Method according to claim 9,
characterized in that the acceleration (B 1 , B 2 ) of each vibration compressor roller (14, 16; 14a, 16a) is detected, and that based on the accelerations (B 1 , B 2 ) of the vibration compressor rollers (14, 16 14a, 16a) at least one vibration excitation arrangement (22, 24; 22a, 24a) is controlled in such a way that the accelerations (B 1 , B 2 ) of these vibration compressor rollers (14, 16; 14a, 16a) exceed the predetermined phase offset (P). to each other.
dadurch gekennzeichnet, dass jede Schwingungsanregungsanordnung (22, 24; 22a, 24a) eine Schwungmassenanordnung (26, 42; 26a, 42a) mit wenigstens einer zur Drehung um eine Schwungmassendrehachse antreibbaren Schwungmasse (28, 44; 28a, 28a', 44a, 44a') und einen Schwungmassenantrieb (30, 46; 30a, 46a) umfasst, und dass zur Veränderung des Phasenversatzes (P) der Schwingungsbewegungen der Schwingungs-Verdichterwalzen (14, 16; 14a, 16a) bezüglich einander bei wenigstens einer Schwingungsanregungsanordnung (22, 24; 22a, 24a) wenigstens eine Schwungmasse (28, 44; 28a, 28a', 44a, 44a') durch den zugeordneten Schwungmassenantrieb (30, 46; 30a, 46a) in einer Phasenanpassungsbetriebsphase zur Drehung mit bezüglich eines Grund-Drehzustandes veränderter Drehzahl angetrieben wird.Method according to claim 9 or 10,
characterized in that each oscillation excitation arrangement (22, 24; 22a, 24a) comprises a flywheel assembly (26, 42; 26a, 42a) having at least one flywheel (28, 44; 28a, 28a ', 44a, 44a') for rotation about a flywheel rotation axis ) and a momentum mass drive (30, 46; 30a, 46a), and in that, for varying the phase offset (P), the oscillatory movements of the vibratory compacting rolls (14, 16; 14a, 16a) with respect to each other in at least one vibratory excitation assembly (22, 24; 22a, 24a) at least one flywheel (28, 44, 28a, 28a ', 44a, 44a') is driven by the associated flywheel drive (30, 46; 30a, 46a) in a phase matching phase of operation for rotation at a speed changed with respect to a basic rotation condition.
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