AT391427B - Verfahren und vorrichtung zur erzielung eines optimalen verdichtungsgrades beim verdichten unterschiedlicher materialien - Google Patents

Description

Nr. 391427

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzielung eines optimalen Verdichtungsgrades beim Verdichten unterschiedlicher Materialien, wie Asphalt, Erdreich etc., mittels einer Vibratorwalze sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beim Verdichten von Erdreich, Asphalt und ähnlichen Materialien mittels Vibratorwalzen hat sich die Schwingungsamplitude als Faktor von entscheidender Bedeutung für den Verdichtungseffekt der Walze erwiesen. Eine Vergrößerung der Amplitude erhöht normalerweise den Grad der Verdichtung ebenso wie deren Tiefenwirkung, was für den gesamten Bereich der Schwingungsfrequenz gilt. Dies ist besonders der Fall bei Schotter, Steingeröll und festem Erdreich.

Sobald das zu verdichtende Material übermäßig hart wird, kann jedoch eine Vibratorwalze äußerst unregelmäßig zu schwingen beginnen, wodurch die ganze Vibratorwalze oder Teile davon sich von der Grundoberfläche abheben. Diese Schwingungen werden als springende oder asymmetrische Schwingungen erfahren. Im Falle solcher harter Schwingungen beginnen der Walzenrahmen und die Lenkerplattform zu schütteln, und die Gummielemente zwischen Walze und Rahmen werden übermäßiger Beanspruchung ausgesetzt.

Normalerweise wird die Verdichtung der Fläche durch die harten, unregelmäßigen Schwingungen nicht verbessert, und in manchen Fällen wird der Verdichtungsgrad unter dem Einfluß der außergewöhnlich heftigen Stöße der Walze gegen den Boden vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem sich die Amplitude des Exzenterelements dem jeweiligen Verdichtungsbedarf entsprechend einstellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Amplitude der vom Exzenterelement der Vibratorwalze hervorgebrachten Schwingungen vergrößert wird, bis die Walze gemäß der Beschaffenheit des zu verdichtenden Materials eine Neigung zu unregelmäßiger Schwingbewegung bekommt, welche Bewegung durch einen an der Walzentrommel oder am Walzenrahmen befestigten Signalgeber erfaßt wird, welcher dann Signale mit wechselnd unterschiedlicher Intensität erzeugt, wobei die Differenz zwischen den Signalen ein Maß der Größe der asymmetrischen Schwingungen abgeben und in den die Amplitude verstellenden Mechanismus des Exzenterelements eingespeist werden, um das Anwachsen der Amplitude zu unterbrechen und sie stattdessen zu verkleinern, bis wieder ein gleichmäßiger Lauf der Walze erreicht ist, worauf sich der Vorgang wiederholt Dadurch wird ein selbsttätiges Herabsetzen des Exzenterdrehmoments erzielt, sobald übermäßig hohe Stoßkräfte auftreten. Weiters wird ein kontinuierliches Erhöhen des Exzenterdrehmoments so lange zugelassen, als die Schwingungsbewegung der Walztrommel regelmäßig ist bzw. so lange die Unregelmäßigkeiten der Bewegung einen bestimmten spezifischen Wert nicht überschreiten, wodurch sichergestellt ist, daß immer mit dem höchsten, gerade zulässigen Exzenterdrehmoment gearbeitet wird, was eine optimale Verdichtung ergibt

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlich verstellbares rotierendes Exzenterelement, ferner zwei oder mehrere, an der Walzentrommel oder am Walzenrahmen befestigte Signalgeber und ein an die Signalgeber und an den die Amplitude verstellenden Mechanismus des rotierenden Exzenterelements angeschlossenes elektrisches Steuersystem vorgesehen sind, wobei das Steuersystem Detektoren für das Abfühlen der Differenz zwischen zwei oder mehreren von den Signalgebern ausgesandten Signalen sowie Übertrager für die Überleitung der Signaldifferenzen zum Verstellmechanismus des Exzenterelements zur Verstellung der Schwingungsamplitude der Elemente auf weist. Dadurch werden die Signale direkt von den in Schwingung versetzten Teilen abgenommen, wodurch sehr präzise Signale erhalten werden.

Vorteilhafterweise können die Signalgeber aus zwei oder mehreren Beschleunigungsmessern bestehen, die innerhalb der Walzentrommel und in axialem Abstand voneinander befestigt sind, wodurch auch in axialer Richtung unterschiedliche Schwingungsverhältnisse berücksichtigt werden.

Das Regulieren der Amplitude erfolgt dabei mittels eines elektronischen Reguliersystems, welches an den Verstellmechanismus des Exzenterelements angeschlossen ist und Signale von den Signalgebern empfängt, und welches, solange die Schwingbewegung der Walzentrommel gleichmäßig ist, ein kontinuierliches Signal zum Verstellmechanismus sendet, um die Schwingungsamplitude zu vergrößern. Sobald die Signale, welche von den an verschiedenen Stellen innerhalb der Walzentrommel angeordneten Signalgebern kommen, wechselnd unterschiedliche Intensität haben oder ihre Größe von einem bestimmten spezifischen Wert abweicht, was einen unregelmäßigen Lauf der Walzentrommel anzeigt, so wird die Amplitude verkleinert, bis wieder gleichmäßiger Lauf eintritt, in welcher Stellung das Reguliersystem selbsttätig einen Impuls zum kontinuierlich verstellbaren Exzenterelement im Sinne einer Vergrößerung von dessen Schwingungsamplitude sendet, worauf sich der vorher beschriebene Vorgang wiederholt

Beispiele dafür, wie die unregelmäßigen Schwingungen einen mehr oder weniger unruhigen Lauf der Maschine in Form entweder von asymmetrischen oder springenden Schwingungen oder in einer Kombination von beiden verursachen, sind in Fig. 1 gezeigt Unten links ist in Fig. 1 die Schwingung der Walze nach 19 Schritten (Durchgängen) und eine Nennbeschleunigung von 6,6 g gezeigt, wogegen rechts gezeigt ist daß die Nennbeschleunigung auf 5 g herabgesetzt ist, dafür aber ein glatter und stabiler Lauf der Maschine mit dem Ergebnis eines erhöhten Verdichtungseffektes erreicht ist Das Verhalten der Walze während des Regulierzyklus ist in Fig. 2 veranschaulicht, welche zeigt, wie die Amplitude um einen optimalen Wert schwingt.

Die zulässige Abweichung sollte bei einer gegebenen Maschine frei wählbar sein. Es ist auch denkbar, daß unterschiedliche zulässige Abweichungen für unterschiedliche Böden oder Schichtdicken ausgewählt werden und -2-

Claims (3)

1. Nr. 391 427 daß die maximale Amplitude für eine bestimmte Anwendung begrenzt werden kann. Im letzteren Fall kann dies mittels eines einfachen Vorwählers bewerkstelligt werden. Fig. 1 zeigt die Schwingungskurve der Walze für eine unterschiedliche Anzahl von Durchgängen. Die Kurve (A) zeigt die Walzenschwingung nach einem Durchgang, (B) nach sieben, (C) nach neun und (D) nach neunzehn Durchgängen. Wie man sieht, sind die Kurven nach neun bzw. neunzehn Durchgängen äußerst unregelmäßig, wenn keine Amplitudensteuerung vorgenommen wird. Ferner ist unten rechts in der Figur das Bild einer Kurve bei Amplitudensteuerung wiedergegeben. Fig. 2 zeigt, wie die Amplitudenkurve bis zu einem Punkt ansteigt, bei welchem das Anwachsen der Amplitude wegen des Umstandes unterbrochen wird, daß die Schwingung der Walze an diesem Punkt unregelmäßig geworden ist. Ohne Amplitudensteuerung würde die Amplitude längs der unterbrochenen Linie angewachsen sein. Das Kriterium für eine Unterbrechung im Anwachsen der Amplitude ist damit gegeben, daß ein unannehmbar großer Betrag von unregelmäßigem Lauf der Walze auftritt. Sobald die Abweichung annehmbar geworden ist, wächst die Amplitude wieder, und der Zyklus wiederholt sich. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Erzielung eines optimalen Verdichtungsgrades beim Verdichten unterschiedlicher Materialien, wie Asphalt, Erdreich etc., mittels einer Vibratorwalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der vom Exzenterelement der Vibratorwalze hervorgebrachten Schwingungen vergrößert wird, bis die Walze gemäß der Beschaffenheit des zu verdichtenden Materials eine Neigung zu unregelmäßiger Schwingbewegung bekommt, welche Bewegung durch einen an der Walzentrommel oder am Walzenrahmen befestigten Signalgeber erfaßt wird, welcher dann Signale mit wechselnd unterschiedlicher Intensität erzeugt, wobei die Differenz zwischen den Signalen ein Maß der Größe der asymmetrischen Schwingungen abgeben und in den die Amplitude verstellenden Mechanismus des Exzenterelements eingespeist werden, um das Anwachsen der Amplitude zu unterbrechen und sie stattdessen zu verkleinern, bis wieder ein gleichmäßiger Lauf der Walze erreicht ist, worauf sich der Vorgang wiederholt
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlich verstellbares rotierendes Exzenterelement ferner zwei oder mehrere, an der Walzentrommel oder am Walzenrahmen befestigte Signalgeber und ein an die Signalgeber und an den die Amplitude verstellenden Mechanismus des rotierenden Exzenterelements angeschlossenes elektrisches Steuersystem vorgesehen sind, wobei das Steuersystem Detektoren für das Abfühlen der Differenz zwischen zwei oder mehreren von den Signalgebern ausgesandten Signalen sowie Übertrager für die Überleitung der Signaldifferenzen zum Verstellmechanismus des Exzenterelements zur Verstellung der Schwingungsamplitude der Elemente aufweist
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber aus zwei oder mehreren Beschleunigungsmessern bestehen, die innerhalb der Walzentrommel und in axialem Abstand voneinander befestigt sind. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-