CN109716615A - 建筑机械 - Google Patents

Abstract

建筑机械包括能相对于机架围绕转动轴线转动的系统区域和在能转动的系统区域上的至少一个耗电件(50)，还包括电感能量传输组件(26)以用于无线地将能量传输到能转动的系统区域中，其中，电感能量传输组件(26)包括具有至少一个发送器线圈(28、30)的发送器组件(27)和在能转动的系统区域上的具有至少一个接收器线圈(34)的接收器组件(32)。

Description

建筑机械

技术领域

本发明涉及一种建筑机械，例如用于压实地基的压路机。

背景技术

DE 10 2011 088 576 A1公开了一种压路机，压路机具有能够围绕转动轴线转动地支承在机架上的碾压滚轮。在碾压滚轮的内部设置传感器系统以用于提供关于碾压滚轮的运动状态的信息，传感器系统包括多个加速度传感器以及无线电信号传输组件，无线电信号传输组件用于将传感器的输出信号传输给相对于机架固定支承的信号接收单元。传感器以及无线电信号传输组件是耗电件，其通过设置在碾压滚轮内部中的能量转换单元馈电，能量转换单元从碾压滚轮的运动中获取电能。

发明内容

本发明的目的是，提供一种建筑机械，例如压路机，其具有能转动地支承在机架上的碾压滚轮，在其中能够确保给设置在建筑机械的能转动的系统区域中的至少一个耗电件有效地供给能量。

根据本发明，该目的通过一种建筑机械实现，建筑机械包括能相对于机架围绕转动轴线转动的系统区域和在能转动的系统区域上的至少一个耗电件，还包括电感能量传输组件，电感能量传输组件用于无线地将能量传输到能转动的系统区域中，其中，电感能量传输组件包括具有至少一个发送器线圈的发送器组件和在能转动的系统区域上的具有至少一个接收器线圈的接收器组件。

本发明利用磁感效应，将能量从相对于机架基本固定的发送器组件传输给设置在能旋转的系统区域上的接收器组件。发送器组件可连接在机载电源系统上，例如建筑机械的12V电压系统上，从而原则上提供了可靠的电能馈送。

为了能够在能旋转的系统区域中使用通常被供给直流电压的耗电件提出，与每个接收器线圈相关地设置用于提供直流电压的整流器。

在能转动的系统区域的旋转运行中出现的电压波动通过以下方式来减小或最大程度地消除，即，接收器组件包括优选沿周向方向围绕转动轴线依次相继布置的多个接收器线圈。对此，尤其可设置成，接收器线圈与至少一个耗电件并行连接。

此外，在接收器组件的区域中基本恒定的输出电压可通过以下方式确保，发送器组件包括至少两个优选沿周向方向围绕转动轴线依次相继布置的发送器线圈。

为了能够由在建筑机械中通常作为直流电压存在的电源电压产生借助磁感传输能量所需的交流电压或所需的交流电流，提出，发送器组件包括频率发生器，以用于将在频率发生器的输入端施加的直流电压转变成需要在至少一个发送器线圈上施加的交流电压。

为了有效的能量传输还可与每个发送器线圈相关地设置至少局部被发送器线圈包围的芯部，芯部优选由金属材料构成。

为了在使用这种芯部的情况下通过相互磁作用而有效地将能量传输到接收器组件中，提出，芯部构造成E形或U形，且发送器线圈至少局部地包围芯部的E支脚或/和E接片、或U支脚或/和U接片。

在与至少一个发送器线圈相关地设置谐振回路时，根据本发明设置的电感能量传输组件的效率可明显提升。这种谐振回路可包括谐振回路线圈以及谐振回路电容器，其中优选地，谐振回路线圈布置成，至少局部地包围芯部。

为了能够尽可能有效地利用通过这种谐振回路产生的增强效果，提出，谐振回路的谐振频率在由频率发生器产生的交流电压的频率范围中。为此例如频率发生器可协调其频率。可替代地或额外地，可以协调谐振回路的谐振频率。

在建筑机械是压路机且其能够转动的系统区域是碾压滚轮时，此时可特别有效地利用本发明的原理。在碾压滚轮中有利地生成关于运动状态、例如沿周向方向或竖直方向的加速度的信息，以便基于该信息能够得出待压实的地基的碾压状态。通过根据本发明借助磁感来接入电能，确保了从压路机的机载电源系统中为布置在这种碾压滚轮中的耗电件可靠地同时无线地供电。

附图说明

下面参考附图详细描述本发明。其中：

图1示出了压路机；

图2示出了与图1的压路机的碾压滚轮相关地设置的电感能量传输组件的原理性示意图；

图3示出了发送器线圈与接收器线圈共同作用的原理性示意图；

图4示出了具有发送器线圈和与之对应的谐振回路的发送器组件的基本构造。

具体实施方式

在图1中可看出实施成压路机10形式的建筑机械的侧视图。压路机10包括后部12，后部具有通过也设置在此处的驱动设备驱动的驱动轮14。可相对于后部12摆动的前部16包括机架18，在机架上，碾压滚轮20能够围绕与图1的绘图平面基本正交的转动轴线转动，以便在压路机10向前运动时压实地基22。

在碾压滚轮20的内部中可设置不同的机构，以便除了碾压滚轮的滚动运动之外还产生振荡运动或振动运动。为了检测碾压滚轮20的运动状态可在碾压滚轮的内部中设置运动传感器，例如加速度传感器，其与无线电传输单元连接，以便将关于碾压滚轮的运动状态的信息发送给例如布置在后部12上的驾驶室24的区域中的接收单元。布置在碾压滚轮20的内部中的传感器或无线电传输单元是耗电件，其为了提供传感器信号或为了传输传感器信号(其作为无线电信号)必须被供给电能。

下面参考图2至图4描述，如何能够根据本发明的原理给旋转的系统区域、即，示例性示出的压路机10的碾压滚轮20中的这种耗电件馈送电能。

在图2至图4中大致以原理示意图示出的根据本发明的电感能量传输组件26在所示示例中包括发送器组件27，发送器组件具有两个发送器线圈28、30。发送器线圈例如相对于机架18固定地支承在不能与可转动的系统区域、即碾压滚轮20一起转动的组件上。在此，两个发送器线圈28、30可布置成，使得其沿周向方向围绕能转动的系统区域、即碾压滚轮20的转动轴线依次相继地布置。

在旋转的系统区域上，即在所示示例中在碾压滚轮20上设有概括性地以32表示的接收器组件。接收器组件包括多个同样示例性地沿周向方向围绕转动轴线D依次相继布置的接收器线圈34，接收器线圈构造成在周向方向上延伸。在所示示例中各有三个这种接收器线圈34支承在圆弧段形构造的载体36上。在图2所示的圆形的布置中总共四个圆弧段形的载体36可固定在旋转的系统区域上，即碾压滚轮20上，例如在沿轴向闭合碾压滚轮且支承滚轮外周面38的盘片40上。接收器线圈34相对于转动轴线D布置成，接收器线圈近似地位于发送器线圈28、30所定位的径向区域中。

参见图3和图4描述接收器线圈34与发送器组件27或发送器组件的两个发送器线圈28、30的相互作用。

图3示例性地示出了发送器线圈28，发送器线圈可具有包围示意性示出的芯部42的一个或多个绕组，芯部优选由金属材料构成。发送器线圈28与频率发生器44连接，频率发生器能以输入区域46连接到压路机10的机载电源系统上，且通过该机载电源系统例如供给12V直流电压。频率发生器44由该直流电压产生高频的交流电压信号，例如具有的频率在100kHz的范围中，且将该交流电压信号施加在发送器线圈28上。该发送器线圈通过芯部42增强地产生相应高频的交变磁场，交变磁场在图3中与发送器线圈28相对而置的接收器线圈34中感应出相应的交流电压或相应的交流电流。为接收器线圈34分配的整流器48由该交流电压产生直流电压，例如同样具有12V，该直流电压可施加在设置在碾压滚轮20中的耗电件50上或连接在耗电件上，以便由此为其馈送电能。

在碾压滚轮20旋转时，在周向方向上依次相继的接收器线圈34以在转动轴线D的方向上保留的约20mm的间距A在一个或多个发送器线圈28、30旁经过。在接收器线圈34中的一个或多个与发送器线圈28、30相互磁作用的每个相位期间，在相关的接收器线圈34中通过磁感生成交流电压或交流电流。因为与每个接收器线圈34相关地设置独立的整流器48，且所有的接收器线圈34或对应的整流器48相对彼此并联，所以即使在旋转运行中也基本恒定地供给耗电件50。对此尤其有利的是，发送器组件27包括多个、在所示示例中为两个在周向方向上依次相继的发送器线圈28、30，发送器线圈分别与频率发生器44相互激励作用，使得在发送器组件27和接收器组件32之间产生相互磁作用的周围区域如此伸展，使得接收器线圈34中的至少一个始终通过交变磁场被激励以产生交流电压。

图4示出了发送器线圈28、30、例如发送器线圈28的构造或其与对应的芯部42的相互作用的一个示例。在所示示例中，通常由金属材料构造的芯部42为E形状且具有三个E支脚52、54、56以及使其分别连接的E接片58、60。包括一个或多个绕组的发送器线圈28围绕中间的E支脚、即E支脚54缠绕。芯部42基本布置成，E支脚52、54、56近似地在转动轴线D的方向上且朝向碾压滚轮20或设置在其上的接收器线圈34取向。对此优选地，由发送器线圈28包围的中间的E支脚54在径向方向上如此定位，使得其近似地居中定位在相应的接收器线圈34的径向外部的线圈区域62和径向内部的线圈区域64之间。两个外部的E支脚52、56可与径向外部的线圈区域62或径向内部的线圈区域64近似相对地定位。

以这种方式确保在发送器线圈28和周期性地经过发送器线圈的接收器线圈34之间的非常有效的相互磁作用，其中，接收器线圈34包括一个或多个包围芯部(不是必要的)的绕组。

为了提高在发送器组件27到接收器组件32的能量传输时的效率，优选与每个发送器线圈28、30相关地设置电谐振回路66。电谐振回路包括本身闭合的具有谐振回路线圈68和谐振回路电容器70的电回路。因此，谐振回路66具有由谐振回路线圈68的电感和谐振回路电容器70的电容大致定义的谐振频率。该谐振频率基本相应于施加在发送器线圈28上的交流电压的、由频率发生器44提供的频率。为了在此能够尽可能精确地协调，例如发生器44能够协调其频率，以便通过微小地改变该频率能够与谐振回路66的谐振频率匹配。可替代地或额外地，例如也可使谐振回路电容器70的电容改变，以便使谐振回路66的谐振频率匹配交流电压的由频率发生器44提供的频率。

包围芯部42的谐振回路线圈68能够紧挨着发送器线圈28地定位。例如两个线圈能够彼此并排布置地包围芯部42的相同区域，即在所示示例中包围中间E支脚54。原则上也可使其中一个线圈在另一线圈的外周区域包围该另一线圈地布置，使得能够实现在转动轴线的方向上非常紧凑的结构方式。

在给发送器线圈28加载通过频率发生器44产生的交流电压时，谐振回路66被激励而振动，其中，由于前面提及的频率协调使得谐振回路66以其谐振频率且因此以非常高的幅度振动。这加强了通过发送器线圈28产生的交变磁场。通过使用这种谐振回路66以及相关的相应发送器线圈28或30能够将电感能量传输装置的效率提高到约45％，从而在频率发生器44的功率消耗约为15W时，为接收器线圈34分配的整流器48提供约为7W的功率输出。

应指出，尤其在图2至图4中基本以原理性构型示出的电感能量传输装置26可在不同方案中变化。因此自然也可沿周向依次相继地布置比所示接收器线圈34更多或更少的接收器线圈。也可设置成沿周向方向依次相继的接收器线圈34的径向交错的环，其中，这些环优选此时沿周向方向相对错开。如同发送器线圈或与其共同作用的芯部的构造那样，发送器组件27的发送器线圈的数量也可变化。因此，该芯部无需一定为E形状。也可设置芯部的U形或大致半圆形的构型。发送器线圈例如也可设置在其中一个外部E支脚上，或在使两个E支脚或两个U支脚彼此连接的接片区域中。

Claims (13)

1.建筑机械，包括能相对于机架(18)围绕转动轴线(D)转动的系统区域(20)和在能转动的系统区域(20)上的至少一个耗电件(50)，还包括电感能量传输组件(26)以用于无线地将能量传输到能转动的系统区域(20)中，其中，所述电感能量传输组件(26)包括具有至少一个发送器线圈(28、30)的发送器组件(27)和在能转动的系统区域(20)上的具有至少一个接收器线圈(34)的接收器组件(32)。

2.根据权利要求1所述的建筑机械，其特征在于，与每个接收器线圈(34)相关地设置用于提供直流电压的整流器(48)。

3.根据权利要求1或2所述的建筑机械，其特征在于，所述接收器组件(32)包括优选沿周向方向围绕转动轴线(D)依次相继布置的多个接收器线圈(34)。

4.根据权利要求3所述的建筑机械，其特征在于，所述接收器线圈(34)与至少一个耗电件(50)并行连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的建筑机械，其特征在于，所述发送器组件(27)包括至少两个优选沿周向方向围绕转动轴线(D)依次相继布置的发送器线圈(28、30)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的建筑机械，其特征在于，所述发送器组件(27)包括频率发生器以用于将在频率发生器(44)的输入端施加的直流电压转变成需要在至少一个发送器线圈(28、30)上施加的交流电压。

7.根据前述权利要求中任一项所述的建筑机械，其特征在于，与每个发送器线圈(28、30)相关地设置至少局部被发送器线圈(28、30)包围的芯部(42)。

8.根据权利要求7所述的建筑机械，其特征在于，所述芯部(42)构造成E形或U形，且所述发送器线圈(28)至少局部地包围所述芯部(42)的E支脚(54)或/和E接片、或U支脚或/和U接片。

9.根据前述权利要求中任一项所述的建筑机械，其特征在于，与至少一个发送器线圈(28、30)相关地设置谐振回路(66)。

10.根据权利要求9所述的建筑机械，其特征在于，所述谐振回路(66)包括谐振回路线圈(68)和谐振回路电容器(70)。

11.根据权利要求7和权利要求10所述的建筑机械，其特征在于，所述谐振回路线圈(68)布置成，至少局部地包围芯部(42)。

12.根据权利要求6和权利要求9至11中任一项所述的建筑机械，其特征在于，所述谐振回路(66)的谐振频率在由频率发生器(44)产生的交流电压的频率范围中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的建筑机械，其特征在于，所述建筑机械是压路机(10)，并且能转动的系统区域是碾压滚轮(20)。