CN109487779B - 土壤压实设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于土壤压实的振动板，具有上部质量和与上部质量弹性联接的、具有土壤接触板的下部质量。该土壤接触板具有振荡激励器装置。在上部质量处布置有至少一个能量存储器元件。

Description

土壤压实设备

技术领域

本发明涉及一种用于土壤压实的振动板，具有上部质量和与上部质量弹性联接的、带有振荡激励器装置的下部质量。

背景技术

这种振动板已经是充分已知的，并且在建筑业中用于对松动的底土进行压实。例如，在坑洞填充或沙和砾堆积时，材料必须被压实，从而产生必需的载重能力。只有这样，才能施加最后的柏油层或铺石路面。

振动板已证明，由于其可以以不同的尺寸和重量级获得，所以从而对相应的使用目的提供合适的机器。

或者，也可使用辊子，然而，辊子由于其尺寸和与尺寸相连增高的运输花费在较大的平面时才使用。

振动板通常借助内燃机驱动。在此，内燃机布置在上部质量上。内燃机的驱动力借助皮带传动或通过液压连接从上部质量传递到布置在下部质量上的振荡激励器上。借助皮带或液压管路进行的驱动力的传递由于上部质量与下部质量之间的弹性联接经常引起问题，并且至少需要定期维护和控制。此外，内燃机容易受维护影响，并且产生对健康有害的废气，操作者在通风不良的建筑工地区域、例如在沟渠中暴露于该废气。

在构成类别的EP 1 267 001中提出使振动板配备有电驱动部，其中，所需电能由所携带的可充电的蓄能器提供。蓄能器和驱动电动机均布置在上部质量上。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种振动板，该振动板减少了已知的振动板的缺点，并且具有简单且维护少的结构方式。

该任务根据本发明由具有权利要求1的特征的振动板解决。本发明有利的设计构造在从属权利要求中给出。

用于土壤压实的振动板包括上部质量，至少一个能量存储器元件布置在该上部质量处。上部质量与下部质量弹性地联接，下部质量具有至少一块土壤接触板和对下部质量加载的振荡激励器装置。该振荡激励器装置具有至少一个电动机，该至少一个电动机旋转地驱动可转动地支承的至少一个不平衡质量，并且该至少一个电动机能借助该至少一个能量储存元件的电能而被驱动。这样的振动板由于使用电能作为驱动力而不产生有害废气。此外，提供用于不平衡质量的驱动力的电动机在下部质量上布置为使得：没有来自上部质量的机械能或液压能必须被传递到下部质量上。

在一个实施形式中，电动机的轴可横向于振动板的纵向轴线延伸。该布置对于不平衡质量的驱动是有利的。这样可取消转动的偏转。振动板的纵向轴线根据振动板的前进方向限定。在操作者在振动板的后端处的把手环处操纵振动板期间，振动板由此在运行中沿前进方向、以振动板的前端预先移动。纵向轴线同中心地从振动板的前端延伸到振动板的后端。

此外，振荡激励器装置具有带有两个不平衡质量的电动机，其中，电动机轴向上布置在两个不平衡质量之间。不平衡质量可旋转地与电动机的轴连接。借助电动机在不平衡质量之间的中心布置，实现在下部质量上均匀的重量分布。此外，也减轻两个不平衡质量和电动机轴的支承。

已证明特别合适的是，该至少一个电动机构造为无刷电动机，尤其是构造为根据BLDC电动机、SR电动机或异步电动机式样的电动机。所谓的BLDC电动机也已知名称为无刷DC电动机或无刷直流电动机。SR电动机也以磁阻电动机的概念已知。所有这些电动机的特征是无刷的构造和由此基本无维护和无磨损的运行。电动机长时间可靠地工作，并且也可在恶劣的建筑工地日常中使用。

另一变型是这样产生的，即，振荡激励器装置具有至少两个电动机，该至少两个电动机带有相应地分配的不平衡质量，其中，电动机连同所属的不平衡质量空间上彼此隔开地布置在下部质量上。使用两个电动机连同对应地所属的不平衡质量改进了振动板的运动性能。比起使用带有所属的不平衡质量的仅一个电动机，该振动板对于操作者更舒适。

在一个实施形式中，至少两个电动机可以沿着振动板的纵向轴线错开布置(对齐或不对齐地)。这种布置类型对于不平衡的质量的驱动力更均匀地分布到振动板上是有利的，并且导致更好的压实结果。

已证明特别有利的是，振动板具有电子控制件，该电子控制件控制和/或调节至少一个电动机的旋转方向和旋转速度。在该电子控制件中也可集成有能量存储器的监测，例如是所谓的电池管理系统。

此外，电子控制件可设计成，对至少两个电动机的旋转方向和/或旋转速度进行控制和/或调节，并且相互独立地进行设定。在使用两个电动机时，可通过两个电动机相互独立的控制产生振动板有利的运动特性。例如，当电动机调节为使得相应的不平衡质量的合力矢量导致后退运行时，可藉此对振动板的后退运行进行调节。此外，也可例如调节原地抖动或前进速度的变化。

已证明特别有利的是，电子控制件布置在下部质量处。借助该布置，控制件与一个/多个电动机之间的电连接是非常短的。这改进了一个或多个电动机的响应时间。因为电动机通常在运行期间非常快速地旋转，并且特别是无刷电动机需要非常快的控制指令或调节指令，所以各部件的空间上紧凑的布置本身带来好处。

能量存储器元件振荡解耦地布置在上部质量处，产生了另一有利的构造形式。尽管下部质量与上部质量用弹簧连接(弹性地连接)。然而，上部质量遭受振动并且因此能量存储器元件也遭受振动。如果尽可能地妨碍振动，则能量存储器元器件的使用寿命可以延长。可例如通过在能量存储器单元与上部质量之间布置橡胶缓冲件来实现。

附图说明

本发明的这些和其它优点及特征在下文中借助附图、根据实施例更详细地阐释。附图示出：

图1是根据本发明的振动板的一种变型的示意侧视图；

图2是振荡激励器装置的示意俯视图；

图3是具有一个振荡激励器装置的下部质量的示意俯视图；

图4是具有两个振荡激励器装置的下部质量的示意俯视图；

图5至图9是具有多个振荡激励器的下部质量的示意俯视图；

图10是根据本发明的振动板的一种变型的示意侧视图。

具体实施方式

图1在高度示意性的侧视图中示出根据本发明的振动板1的变型，该振动板具有上部质量2和下部质量5。上部质量2包括支承框架11，该支承框架与托架板12连接。此外，上部质量在所示实施例中包括至少一个能量存储器元件3和电子控制件10，它们布置在支承框架11处。此外，上部质量2包括冲水装置14和引导箍或牵引杆13，操作者借助其可对振动板进行控制。

在牵引杆13处布置有至少一个操作元件，操作者借助该至少一个操作元件可对振动板的功能进行控制和/或调节，即，特别是可打开和关闭振动板。

牵引杆13振动解耦地布置在上部质量2处，使得有害的振动只是减小地传递到牵引杆处，并且因此传递到操作者上。

冲水装置14包括用于容纳水的容器，水在振动板的运行中能从可受控地关闭并且待打开的出口中排出到待压实的土壤上。这在压实柏油时是特别有利的，以避免振动板粘附在柏油上。

上部质量借助减振元件15与下部质量5连接。下部质量5包括土壤接触板4，振动板1在该土壤接触板上运动经过待压实的土壤，并且对待压实的土壤进行作用。此外，下部质量5包括振荡激励器装置6，该振荡激励器装置产生机械振荡，并且传递到土壤接触板4上，且该振荡激励器装置与土壤接触板连接。

在图1所示的实施例中，能量存储器元件3减振地布置在上部质量2处。此外，能量存储器元件3布置在支架16处，该支架减振地与上部质量2连接。这可通过借助橡胶缓冲件或借助旋转关节来实现。或者，能量存储器元件3也可借助减振器、例如橡胶缓冲件与上部质量接触。在一变型中，电子控制件10也减振地布置在上部质量2处，例如通过使该电子控制件同样地布置在支架16处。

电子控制件10用于对振荡激励器装置6进行控制和/或调节。电子控制件10设计为，影响并调节振荡激励器装置6的电动机7，即，特别是调节和改变该电动机的转数和旋转方向。只要根据本发明的实施例设有具有多个电动机的振荡激励器装置6，则电子控制件10设计为，相互独立地对相应的电动机7进行调节和影响。在一变型中，也可能对一个或多个电动机7根据另一个或另外多个电动机7的状态进行控制。这样，例如，第一电动机7的转数和/或旋转方向可用作另一电动机7的参照，然后根据其对该另一电动机7进行调节。

电动机7与所分配的一个或多个不平衡质量8一起构成所谓的激励器或不平衡激励器。

图2示出示例的振荡激励器装置6。振荡激励器装置6包括电动机7，借助该电动机可使至少一个不平衡质量8转动。此外，该不平衡质量8较佳地与电动机7的电动机轴9连接。较佳地，电动机7布置在两个不平衡质量8之间，使得其居中地并且轴向地在不平衡质量8之间定位。电动机7的电动机轴9可从电动机壳体引出到电动机的两侧。不平衡质量8可紧固在电动机轴的两端处。或者，电动机轴9也可设计构造为使得，不平衡质量8是电动机轴9的一体的组成部分。

此外，根据本发明可能的是，电动机7的电动机轴9仅从电动机壳体的一侧引导出，并且仅有一个不平衡质量8紧固于其处。

借助该变型可能的是，两个电动机轴向上相互对齐，其中，各电动机7的电动机轴9在彼此相对的、相应地背向电动机的各侧处从电动机壳体中引出，其中，在每个电动机轴处相应地布置有不平衡质量8。电动机可以此方式相互独立地被调节，并且借助不同的旋转方向和/或转数施加不同的离心力到下部质量上，这使得各种驾驶技巧是可能的。

振荡激励器装置6在驱动方面是独立于上部质量2机械地自给自足的，即，该振荡激励器装置仅供应有电能。电动机7从机械力产生电能，用于驱动(一个或多个)下部质量8。即，振荡激励器装置仅被供应有电能，并且其不是借助皮带传动或液压系统而与上部质量连接。

为了供应电能，电动机7借助图中未示出的电缆与上部质量连接。

图3示出具有一个振荡激励器装置6的土壤接触板4的高度示意性的俯视图。振荡激励器装置6布置在土壤接触板4上，并且与其牢固地连接。振荡激励器装置6沿纵向方向在土壤接触板4的中心、即土壤接触板的中间布置，其中，电动机轴横向于振动板的纵向方向延伸。在此，纵向方向通过在运行中振动板的移动方向来确定。

此外，振荡激励器装置6布置在土壤接触板4的前半部中。该定位给振动板1提供最佳的运动特性。

特别较佳地，振荡激励器装置6布置在土壤接触板4的前三分之一中。振动板1可在使用振荡激励器装置6时仅沿一个方向移动。不平衡质量8的转动引起振动板1向前且向上的加速度。土壤接触板4因此在振荡激励器装置6的区域中短暂地提供土壤接触，并且对振动板1向前加速。因此可以这样说，振动板1借助振荡激励器装置6被拖动经过土壤，因此，这种式样的振动板可称为拖动振荡器。然而，这种拖动振荡器仅使得振动板1能够前进运行。作为振动板的前进方向或前端提到的方向是：与振动板1的具有引导箍13的端部相对的方向。换言之，振动板1沿前进方向运动远离操作者。该定义适用于本申请的所有实施例。

图4示出具有两个电动机7或不平衡质量的振动板1的一个变型。在此，第一电动机7布置在土壤接触板4的第一半部中，并且第二电动机7布置在土壤接触板4的第二半部中。使用两个电动机7导致了改进的压实表现和振动板1更均匀的运动性能。在此，两个电动机7的电动机轴相互平行地定向，并且横向于振动板的纵向轴线延伸。

这种样式的振动板1不仅能仅前进运行，而且能后退运行和原地抖动。对此的技术基本原理从现有技术中已知，因此对其不应进一步探讨。

通过对相应的不平衡质量调节和定向以及因此对两个电动机7的合离心力调节和定向，可调节前进运行、后退运行或原地抖动。此外，移动速度可在最大前进速度与最大后退速度之间无级调节。这借助电子控制件实现，该电子控制件可对各电动机7相互独立地进行控制和调节。

在后退运行时，振动板1沿朝向操作者的方向，即沿朝向振动板的布置有引导箍13的方向移动。

图5中示出另一变型，其中，除了如图4所示的两个电动机7以外，在土壤接触板4上还布置有至少一个其它的电动机7。在此，两个电动机7以电动机轴9横向于振动板1的纵向轴线布置，而至少一个其它的电动机7以其电动机轴沿着、即平行于纵向轴线地布置。在所示实施例中，两个电动机7以电动机轴平行于纵向轴线地定向。

借助该布置，振动板1能设计构造为方向可控制的。只要在下文中提到方向控制，所述的就是振动板1围绕竖轴线的转动。振动板1在该情况下不仅能控制为向前和向后，而且例如也能控制为向左和向右。为此，沿着纵向轴线定向的电动机7的旋转方向和转数根据操作者的相应的运行期望调节，从而产生对应的离心力，该离心力使振动板1沿所期望的方向移动。在此，电子控制件也对应地设计构造，用于单独和相互独立地控制电动机7的对应数量。

振动板1的方向调节的另一种可能产生于如图6所示的变型的式样。在此，三个电动机7布置在土壤接触板4上。在此，两个电动机7轴向相互对齐。如果在轴向对齐的电动机7中的一个调节比其它轴向对齐的电动机7中更高的离心力、即转数，则振动板沿该电动机的方向移动。只要两个轴向对齐的电动机7沿相同的旋转方向并且以相同的转数运行，则产生前进运行。

振动板1的方向调节的另一种可能产生于如图7所示的变型的式样。在此，三个电动机7布置在土壤接触板4上。在此，两个电动机7彼此成角度地布置。即，由电动机轴9构成的电动机7的电动机轴线17相交。通过转数或者也是旋转方向的相互不同的调节，可调节曲线运行，即调节振动板围绕竖轴线的转动。

此外，借助如图8所示的式样的方向控制也是可能的。在此，在所示的实施例中，四个电动机7布置在土壤接触板4上。在此，相应的两个电动机7轴向相互对齐。在前面或者后面错开的是轴向相互对齐的另两个电动机7。在对振动板的纵向轴线的一侧的一个或两个电动机7进行控制时，产生转向运动或围绕竖轴线的转动。转动运动可这样加强，即，通过使在纵向轴线的另一侧上的两个电动机7沿相反的方向转动。

替代于如图8所示的式样，如图9所示的电动机7的布置也是可能的。在此，各电动机7相互成角度地布置，使得一个电动机7的电动机轴线17与另外两个电动机7的电动机轴线17相交。各电动机布置都布置为与振动板1的纵向轴线成角度，即，布置为使得所有电动机的电动机轴向17与振动板1的纵向轴线相交。较佳地，两个电动机7的电动机轴线17的交点位于振动板1的纵向轴线上。

该布置可选择为使得：电动机7中的至少两个电动机关于纵向轴线镜像对称地布置。较佳地，四个电动机7关于纵向轴线镜像对称地布置。

这种布置提供了关于振动板的直线驶出的优点，并且此外改进了可转向性，即改进了围绕竖直线的转动。

根据本发明的振动板的构造的另一变型在图10中示出。其中，能量存储器元件3由多个单独的蓄能器构成，这些多个单独的蓄能器布置在上部质量2上，并且相互连接。为了控制一个或多个电动机，设有电子控制件10。在所示实施例中，电子控制件10布置在上部质量2上。然而，电子控制件10也布置在下部质量5上是一般可能的，即，独立于所示实施例地可能的。

在所示实施例中，振荡激励器装置6构造为具有仅一个电动机7，其驱动两个不平衡质量8。

一般地可能的，即独立于所设想的实施形式的是，能量存储器元件由单独的蓄电池构成。各蓄电池可单独地替换。

此外，可能在振动板1上设置电子充电模块，用于对能量存储器元件3充电。由此，直接在振动板1上对能量存储器进行充电是可能的。由此不必取出能量存储器并且运输至充电模块。充电模块可以与电子控制件从结构上是成一体的。

本发明所反映的特征不限于在附图中示出的特征的组合，而可以任意地相互组合。

Claims (10)

1.一种用于土壤压实的振动板（1），具有：

上部质量（2），至少一个能量存储器元件（3）布置在所述上部质量处，

下部质量（5），所述下部质量与所述上部质量（2）弹性地联接，并具有至少一块土壤接触板（4），并且所述振动板具有

对所述土壤接触板（4）加载的振荡激励器装置（6），其特征在于，

所述振荡激励器装置（6）具有至少一个电动机（7），所述至少一个电动机布置在所述下部质量（5）处，并且旋转地驱动可转动地支承的至少一个不平衡质量（8），并且所述至少一个电动机能借助该所述少一个能量储存器元件（3）的电能进行驱动，并且

所述能量存储器元件（3）减振地布置在所述上部质量（2）处。

2.如权利要求1所述的振动板（1），其特征在于，

所述电动机（7）的轴（9）横向于所述振动板的纵向轴线延伸。

3.如权利要求1或2所述的振动板（1），其特征在于，

所述振荡激励器装置（6）具有带有两个不平衡质量（8）的电动机（7），其中，所述电动机（7）轴向上布置在所述两个不平衡质量（8）之间。

4.如权利要求1或2所述的振动板（1），其特征在于，

所述至少一个电动机（7）是无刷电动机（7）。

5.如权利要求4所述的振动板（1），其特征在于，

所述至少一个电动机（7）是BLDC电动机、SR电动机或异步电动机。

6.如权利要求中1或2所述的振动板（1），其特征在于，

所述振荡激励器装置（6）具有带有相应地分配的不平衡质量（8）的至少两个电动机（7），其中，所述电动机（7）连同所属的所述不平衡质量（8）空间上相互隔开地布置在所述下部质量（5）上。

7.如权利要求6所述的振动板（1），其特征在于，

所述至少两个电动机（7）沿着所述振动板的纵向轴线错开布置。

8.如权利要求1或2所述的振动板（1），其特征在于，

所述振动板具有电子控制件（10），所述电子控制件对所述至少一个电动机（7）的旋转方向和/或旋转速度进行控制和/或调节。

9.如权利要求8所述的振动板（1），其特征在于，

所述电子控制件（10）设计成，对至少两个电动机（7）的旋转方向和旋转速度进行控制和/或调节，并且相互独立地设定。

10.如权利要求8所述的振动板（1），其特征在于，

所述电子控制件（10）布置在所述下部质量（5）处。

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