CN113195832B - 振动产生装置、地面压实机及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于地面压实机、尤其是自行式压路机的振动产生装置，其包括：分别可旋转地支承的第一不平衡件和第二不平衡件；构造用于使第一不平衡件旋转的第一液压马达；与第一液压马达连接且可通过其驱动第二不平衡件的行星齿轮传动机构；第二液压马达，其也与行星齿轮传动机构连接并且构造用于通过行星齿轮传动机构改变从第一液压马达到第二不平衡件的传动比，其中，设置第三液压马达，其也与行星齿轮传动机构连接并且也构造用于通过行星齿轮传动机构改变从第一液压马达到第二不平衡件的传动比。本发明还涉及一种地面压实机以及用于运行所述装置或地面压实机的方法。

Description

振动产生装置、地面压实机及运行方法

技术领域

本发明涉及一种用于地面压实机、尤其是自行式压路机的振动产生装置。另外，本发明涉及一种具有至少一个这样的装置的地面压实机以及一种用于运行该装置或地面压实机的方法。

背景技术

同类型的地面压实机尤其是自行式压路机、如双辊压路机或单辊压路机。这种地面压实机通常用于道路、小路和广场的建设中并且包括至少一个压实滚筒，当压路机工作时借助该压实滚筒将地面压实。例如通过压路机和压实滚筒的自重来压实地面。为了提高压实效率，已知使压实滚筒振动。在此也已知调节压实滚筒的频率和作用方向，以满足相应施工现场的不同要求。同类型的系统例如在DE 10235976 A1和DE 10321666 A1中公开。但这种在振动频率和振动平面方面具有调节可能性的系统设计复杂并且因此与高制造成本关联。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供在同类型的地面压实机中能够更简单且因此更低成本地实现振动产生的可能性。在此应保留同类型机器的所有功能范围。

所述任务通过按照本发明的振动产生装置以及地面压实机和方法来解决。

具体而言，用于地面压实机、尤其是自行式压路机的振动产生装置包括分别可旋转地支承的第一不平衡件和第二不平衡件、构造用于使第一不平衡件旋转的第一液压马达、与第一液压马达连接并且可通过其能够驱动第二不平衡件的行星齿轮传动机构，和第二液压马达，其也与行星齿轮传动机构连接并且构造用于通过行星齿轮传动机构改变从第一液压马达到第二不平衡件的传动比。本发明的特征在于，设置第三液压马达，其也与行星齿轮传动机构连接并且也构造用于通过行星齿轮传动机构改变从第一液压马达到第二不平衡件的传动比。因此，第一液压马达直接驱动第一不平衡件并且间接通过行星齿轮传动机构驱动第二不平衡件。从第一液压马达到第二不平衡件的驱动功率的传递可通过行星齿轮传动机构来调节，尤其是通过使用第二和第三液压马达。因此，第一不平衡件总是以与第一液压马达旋转的速度或频率相同的速度或频率旋转。整个系统的振动频率可通过调节第一液压马达的运转速度来改变或调整。可由第二和第三液压马达调节第二不平衡件的频率，方式是，使各液压马达作用于累加传动机构，在此是行星齿轮传动机构。此外，可相对于第一不平衡件调节第二不平衡件的相位，从而可调节由两个不平衡件的旋转产生的总振幅。通过第一和第二不平衡件之间的0°至180°的相位偏差，总振幅可在其最大值和零之间进行调节。

原则上，第一液压马达可通过任何直接传动链来驱动第一不平衡件。根据一种优选实施方式规定，第一液压马达通过穿过行星齿轮传动机构的输出轴来驱动第一不平衡件。因此，第一液压马达通过一个唯一的输出轴直接与第一不平衡件连接。由于该输出轴穿过行星齿轮传动机构，因此实现一种特别节省空间且简单的实施方式。

行星齿轮传动机构通常包括一个太阳轮以及与太阳轮啮合的多个行星齿轮和一个又与各行星齿轮啮合的齿圈。现在本发明规定，行星齿轮传动机构具有与另一组行星齿轮啮合的另一齿圈，该另一组行星齿轮也与行星齿轮传动机构的太阳轮啮合。根据本发明的行星齿轮传动机构因此具有一个太阳轮、两组行星齿轮和两个齿圈。齿圈在此构造成可彼此独立旋转的。在本发明的一种优选实施方式中规定，行星齿轮传动机构的第一行星齿轮构造成可由第一液压马达驱动，并且第一齿圈构造成可由第二液压马达驱动，第一齿圈与第一行星齿轮啮合，并且第二不平衡件可通过行星齿轮传动机构的与第一行星齿轮啮合的太阳轮驱动。因此，第一液压马达将其驱动功率通过第一行星齿轮输入到行星齿轮传动机构中。该功率到太阳轮的传动比可由第二液压马达通过第一齿圈调节。因此，待传输到第二不平衡件的功率来自第一液压马达并通过太阳轮传递。

根据另一种优选实施方式，行星齿轮传动机构的太阳轮既与第一行星齿轮又与第二行星齿轮啮合，第一行星齿轮仅与第一齿圈啮合并且第二行星齿轮仅与第二齿圈啮合，第二齿圈构造成可由第三液压马达驱动。术语“仅”在此仅涉及齿圈。两组行星齿轮也与太阳轮啮合，但重要的是，每组行星齿轮仅与一个齿圈啮合，所述齿圈可彼此独立旋转。在所描述的系统中优选规定，第二不平衡件可通过与太阳轮啮合的第二行星齿轮来驱动。因此，由第一液压马达输入的用于驱动第二不平衡件的功率从第一液压马达经第一行星齿轮到达太阳轮并从太阳轮到达第二行星齿轮，第二行星齿轮驱动第二不平衡件。

第一液压马达必须能够以高速或高频驱动两个不平衡件。相反，第二液压马达和第三液压马达设置用于使两个不平衡件彼此相对旋转，即改变它们的相位。为了能实现精确设定不平衡件的相位，重要的是，第二和第三液压马达尤其是能够以低频、即慢速尽可能精确地运行。因此，根据一种优选实施方式规定，第二液压马达和/或第三液压马达是轨道马达。轨道马达的特点是特别好的慢速运行性能并且由于其安装空间要求低而具有优势。通过使用轨道电机可精确地设定不平衡件的希望相位。此外，为了使通过第二和第三液压马达对相位的相应控制更加精确，优选第二液压马达和/或第三液压马达包括制动器。该制动器也提高了对液压马达进行小幅调节的精确性。此外，制动器可用于锁定第二和第三液压马达和因此齿圈，从而所有功率分别在行星齿轮和太阳轮之间传输。

开头提到的任务也通过地面压实机、尤其是自行式压路机来解决，其具有至少一个按照本发明的振动产生装置。上面关于振动产生装置提到的特征、效果和优点也相应适用于根据本发明的地面压实机。

一种优选实施方式规定，地面压实机包括两个振动产生装置，它们如上所述构造成反向旋转的。尤其是在地面压实机的每个压实滚筒中分别设有两个振动产生装置。因此，一个振动产生装置的两个不平衡件与第二振动产生装置的两个不平衡件具有相反的旋转方向。如上所述，通过调节一个振动产生装置的不平衡件的相位可调节振动的振幅。当使用两个反向旋转的振动产生装置时，通过两个单振动的叠加产生定向的总振动。因此，振动功率仅在一个方向上被引入地面。此外，该方向可根据应用而改变，方式是，通过短暂地调节转速或频率来改变两个振动产生装置相互间的相位。以此方式，根据本发明的装置可无级地改变所产生的总振动的振幅及其方向和频率。

开头提到的任务也通过一种用于运行振动产生装置、尤其是上述振动产生装置的方法来解决。根据本发明的方法包括下述步骤：由第一液压马达驱动第一不平衡件，由第一液压马达通过行星齿轮传动机构驱动第二不平衡件，通过与行星齿轮传动机构连接的第二液压马达调节第一液压马达和第二不平衡件之间的行星齿轮传动机构的传动比，并且通过与行星齿轮传动机构连接的第三液压马达调节第一液压马达和第二不平衡件之间的行星齿轮传动机构的传动比。此外，所述任务还通过一种用于运行上述地面压实机的方法来解决，该地面压实机包括两个振动产生装置，它们构造成反向旋转的，并且这两个振动产生装置分别通过上述用于运行振动产生装置的方法来运行。根据本发明的振动产生装置和根据本发明的地面压实机的所有上述特征、效果和优点在转移的意义上也适用于根据本发明的方法。

附图说明

下面参考附图中所示的实施例详细阐述本发明。附图如下：

图1示出双辊压路机的侧视图；

图2示出单辊压路机的侧视图；

图3示出振动产生装置；

图4示出用于运行振动产生装置的方法的流程图；和

图5示出用于运行地面压实机的方法的流程图。

具体实施方式

在附图中相同或作用相同的构件以相同的附图标记编号。重复的构件未分别在每个附图中标出。

图1和2示出地面压实机1。在图1的情况下是枢轴式转向(schemelgelenkt)的双辊压路机，而图2示出铰接式转向(knickgelenkt)的单辊压路机。地面压实机1具有驾驶室2和机架3。另外，自行式地面压实机1还包括驱动马达4，该驱动马达还驱动地面压实机1的底盘。在图1所示的双辊压路机中，其包括前压实滚筒5和后压实滚筒5。根据图2的单辊压路机仅具有前压实滚筒5并且还包括一组位于机器后部的车轮6。在地面压实机1运行时，其顺着或逆着工作方向a在地面8上运动并且在此压实底土。

图3示出振动产生装置7，其包括具有行星齿轮传动机构13的传动系和具有第一不平衡件25和第二不平衡件26的振动激励器24。两个不平衡件25、26的旋转轴线彼此叠置，使得不平衡件25、26在同心圆上旋转。尤其是在地面压实机1的压实滚筒5中分别设置有两个这样的振动产生装置7。振动产生装置7包括驱动输出轴14的第一液压马达9。输出轴14引导穿过行星齿轮传动机构13并驱动第一不平衡件25，该第一不平衡件通过输出轴14进行旋转。因此，第一不平衡件25的转速相应于第一液压马达9的转速。此外，第一液压马达9的驱动功率也通过输出轴14和与输出轴14连接的驱动行星架16传递到行星齿轮传动机构13的一组第一行星齿轮17。第一行星齿轮17不仅与太阳轮18而且与行星齿轮传动机构13的第一齿圈19啮合。第一齿圈19又与第二液压马达10连接，从而可通过第二液压马达10驱动第一齿圈19。如累加传动机构中常见的，第二液压马达10可通过驱动或锁定第一齿圈19而无级地调节从第一行星齿轮17传递到太阳轮18的驱动功率比例。例如当第二液压马达10锁定齿圈19时，来自第一行星齿轮17的所有驱动功率都传递至太阳轮18。根据第二液压马达10多快地驱动第一齿圈19，该功率可无级地调节至零。

在功能上和空间上与第一行星齿轮17分开地，太阳轮18还与一组第二行星齿轮22啮合。这些第二行星齿轮22也与行星齿轮传动机构13的第二齿圈20啮合。第二齿圈20又与第三液压马达11连接并可由其驱动。以此方式可无级地调节来自太阳轮18的驱动功率，其经由第二行星齿轮22提供。例如如果第三液压马达11锁定第二齿圈20，则来自太阳轮18的所有驱动功率被传递到第二行星齿轮22并且在那里可用。第二行星齿轮22与输出行星架23连接，通过该输出行星架使第二不平衡件26旋转。因此，通过上述穿过行星齿轮传动机构13的传动路径，第二不平衡件26也由第一液压马达9驱动。

为了能够实现精确地调节不平衡件25、26的相位，第二液压马达10和/或第三液压马达11构造为轨道马达并且分别装备有制动器12。以此方式也可实现用于精确控制的小幅调节。制动器12也可用于锁定液压马达10、11，以便由此锁定齿圈19、20。为了同时能实现并确保紧凑的结构方式，两个齿圈19、20构造为可彼此独立旋转的，两个齿圈19、20通过轴承21、尤其是球轴承彼此连接。

为了能够分离振动产生装置7的各个部件，在第一液压马达9和振动激励器24之间的不同部位上设置有联接器15。例如一个联接器15在输出侧上直接设置在第一液压马达9后面。当该联接器15分开时，第一不平衡件25和行星齿轮传动机构13以及因此第二不平衡件26与通过第一液压马达9的驱动分开。另外，另一联接器15在输出轴14上位于与驱动行星架16的连接部之后，该驱动行星架将功率从第一液压马达9输入行星齿轮传动机构13中。该联接器15的分开因此仅将第一不平衡件25与驱动装置分开。另外的联接器15设置在输出行星架23上，这些联接器将第二行星齿轮22与第二不平衡件26连接。因此，第二不平衡件26可通过这些联接器15分开。

这样构造振动激励器24，使得两个不平衡件25、26围绕相同的旋转轴线旋转。尤其是一个振动产生装置的两个不平衡件25、26在相同的旋转方向上旋转。第二不平衡件26在此构造为具有空腔的壳体，第一不平衡件25容纳在该空腔中。因此，第一液压马达9的输出轴14延伸直至第二不平衡件26的空腔中，并且相对于第二不平衡件26通过轴承21、尤其是球轴承支撑，从而第二不平衡件26可独立于输出轴14运动。输出轴14驱动第二不平衡件26内的第一不平衡件24。

总体而言，通过第二液压马达10或第三液压马达11短暂地调节行星齿轮传动机构13的传动比，可调节不平衡件25、26的相位。以此方式，不平衡件25、26彼此相对旋转。通过调节同向旋转的不平衡件25和26的相位，可将所产生的振动幅度无级地从零调节到其最大值。通过设定第一液压马达9的旋转速度，可整体上设定振动激励器24的激振频率。如果在一个压实转筒5中这样同时使用两个振动产生装置7，使得一个装置的不平衡件25、26与另一装置的不平衡件反向旋转，则以此方式也可实现定向振动。在这种振动中，相应单振动中指向不同方向的那些部分被抵消。以此方式，在根据本发明的系统中，通过使用两个振动产生装置7可实现这样的定向振动器，其方向、振幅和振动频率可无级地从零调节到最大值。

图4示出一种用于运行振动产生装置7的方法27的流程图。该方法包括下述步骤：由第一液压马达9驱动28第一不平衡件25，由第一液压马达9通过行星齿轮传动机构13驱动29第二不平衡件26，通过与行星齿轮传动机构13连接的第二液压马达10调节30第一液压马达9和第二不平衡件26之间的行星齿轮传动机构13的传动比，通过与行星齿轮传动机构13连接的第三液压马达11调节31第一液压马达9和第二不平衡件26之间的行星齿轮传动机构13的传动比。这些步骤尤其是也可同时运行。图5示出一种用于运行具有两个振动产生装置7的地面压实机1的方法32。两个振动产生装置7中的每一个通过根据图4的方法27来运行。用于第二振动产生装置7的方法以27'标记。不言而喻，这两个振动产生装置7在方法32中也同时运行。

Claims (13)

1.用于地面压实机(1)的振动产生装置(7)，包括：

-分别可旋转地支承的第一不平衡件(25)和第二不平衡件(26)，

-构造用于使第一不平衡件(25)旋转的第一液压马达(9)，

-行星齿轮传动机构(13)，该行星齿轮传动机构与第一液压马达(9)连接，并且能够通过所述行星齿轮传动机构驱动第二不平衡件(26)，

-第二液压马达(10)，该第二液压马达也与行星齿轮传动机构(13)连接并且构造用于通过行星齿轮传动机构(13)改变从第一液压马达(9)到第二不平衡件(26)的传动比，其特征在于，

-设置第三液压马达(11)，该第三液压马达也与行星齿轮传动机构(13)连接并且也构造用于通过行星齿轮传动机构(13)改变从第一液压马达(9)到第二不平衡件(26)的传动比。

2.根据权利要求1所述的振动产生装置(7)，其特征在于，所述第一液压马达(9)通过穿过行星齿轮传动机构(13)的输出轴(14)来驱动第一不平衡件(25)。

3.根据权利要求1或2所述的振动产生装置(7)，其特征在于，所述行星齿轮传动机构(13)的第一行星齿轮(17)构造成能够由第一液压马达(9)驱动，并且第一齿圈(19)构造成能够由第二液压马达(10)驱动，第一齿圈(19)与第一行星齿轮(17)啮合，并且第二不平衡件(26)能够通过行星齿轮传动机构(13)的与第一行星齿轮(17)啮合的太阳轮(18)驱动。

4.根据权利要求3所述的振动产生装置(7)，其特征在于，所述行星齿轮传动机构(13)的太阳轮(18)既与第一行星齿轮(17)又与第二行星齿轮(22)啮合，第一行星齿轮(17)仅与第一齿圈(19)啮合并且第二行星齿轮(22)仅与第二齿圈(20)啮合，其中，第二齿圈(20)构造成能够由第三液压马达(11)驱动。

5.根据权利要求4所述的振动产生装置(7)，其特征在于，所述第二不平衡件(26)能够通过与太阳轮(18)啮合的第二行星齿轮(22)驱动。

6.根据权利要求1或2所述的振动产生装置(7)，其特征在于，所述第二液压马达(10)和/或第三液压马达(11)是轨道马达。

7.根据权利要求1或2所述的振动产生装置(7)，其特征在于，所述第二液压马达(10)和/或第三液压马达(11)包括制动器(12)。

8.根据权利要求1或2所述的振动产生装置(7)，其特征在于，所述地面压实机(1)是自行式压路机。

9.地面压实机(1)，具有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的振动产生装置(7)。

10.根据权利要求9所述的地面压实机(1)，其特征在于，所述地面压实机具有两个根据权利要求1至8中任一项所述的振动产生装置(7)，这两个振动产生装置构造成反向旋转的。

11.根据权利要求9或10所述的地面压实机(1)，其特征在于，所述地面压实机(1)是自行式压路机。

12.用于运行根据权利要求1至8中任一项所述的振动产生装置(7)的方法(27)，其特征在于下述步骤：

-由第一液压马达(9)驱动第一不平衡件(25)，

-由第一液压马达(9)通过行星齿轮传动机构(13)驱动第二不平衡件(26)，

-通过与行星齿轮传动机构(13)连接的第二液压马达(10)调节第一液压马达(9)和第二不平衡件(26)之间的行星齿轮传动机构(13)的传动比，并且

-通过与行星齿轮传动机构(13)连接的第三液压马达(11)调节第一液压马达(9)和第二不平衡件(26)之间的行星齿轮传动机构(13)的传动比。

13.用于运行根据权利要求10所述的地面压实机(1)的方法(32)，其特征在于，所述两个振动产生装置(7)分别通过根据权利要求12所述的方法来运行。

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