CN114059423A - 道路摊铺机的熨平板电加热装置的开关组件 - Google Patents

Abstract

道路摊铺机(1)包括具有用于容纳摊铺材料的料斗(5)的牵引车(3)和用于压实摊铺材料的摊铺熨平板(9)。摊铺熨平板(9)包括至少一个用于加热摊铺熨平板(9)的电加热装置(15)。道路摊铺机(1)包括至少一个电开关组件(37)，其被配置成切换电加热装置(15)的电力供应。电开关组件(37)包括两个开关装置(39)的电并联电路，其中两个开关装置(39)的电并联电路与电加热装置(15)形成电串联电路。

Description

道路摊铺机的熨平板电加热装置的开关组件

技术领域

本发明涉及一种道路摊铺机摊铺熨平板的电加热。

背景技术

已知的道路摊铺机包括位于道路摊铺机的牵引车前部的料斗，用于容纳要相对于摊铺方向摊铺的材料。在摊铺过程中，待摊铺材料从料斗通过纵向输送机被输送到道路摊铺机的后部区域。在那里，摊铺材料通过扩散螺旋推进器被横向于摊铺方向进行分布，并因此均匀地供给到由牵引车牵引的摊铺熨平板以压实摊铺材料。已知通过电或气体对摊铺熨平板的工作部件进行加热，例如夯棒、熨平板和/或压力棒，以防止热的摊铺材料粘附。在电加热的情况下，通过设置在牵引车上的发电机供以电力的电阻加热元件被分布在摊铺熨平板中。

在EP 1 036 883 B1中可认识到的是，在不利的操作条件下以全功率长期地运行摊铺熨平板的电加热元件可能会给发电机带来很大的压力，并且还可能具有低的能源效率。为了解决这些问题，提出了摊铺熨平板的电加热元件的定时开关。供应线路从设置在牵引车上的发电机通向集成在摊铺熨平板的两个熨平板半部(熨平板左半部和熨平板右半部)上的电加热元件。接触器位于供应线路中，因此每个熨平板半部分配一个接触器。通过发电机绕组中与温度有关的电阻，发电机的温度可以被监测。如果发电机的温度超过某个阈值，则摊铺熨平板的加热元件的操作会被切换到定时控制。这意味着，例如，以预定时间段(例如30秒)关闭熨平板左半部中的加热元件，并且仅熨平板右半部中的加热元件保持开启。在预定的时间段已经过去后，关闭熨平板右半部中的加热元件，并且熨平板左半部中的加热元件再次打开。这样一直重复，使发电机再次冷却下来。

从EP 1 295 990 B2已知一种道路摊铺机，其包括摊铺熨平板，该摊铺熨平板具有基础熨平板部段和在基础熨平板部段的两侧上设置的用来增加摊铺宽度的延伸部段。摊铺熨平板分为四个部分。在每个部分中，设置四个电阻加热元件，用于加热各自的熨平板部分。加热元件通过用于供电的继电器开关与道路摊铺机的发电机相连，其中在每种情况下，共同的继电器开关连接在两个相邻加热元件的上游。通过控制装置，如果在该部分测量的温度低于第一阈值，则与该部分的加热元件相对应的继电器开关闭合以向加热元件供电。如果测得的温度超过更高的第二阈值，则相关的继电器开关再次打开以中断该部分的加热。这旨在将熨平板部分保持在合适的温度范围内。

从EP 3 527 721 A1已知一种道路摊铺机，在其摊铺熨平板上设有多个电加热装置。这些电加热装置由发电机通过配电装置提供的电力供应。配电装置包括在摊铺熨平板上设置的多个功率调节装置。在每种情况下，功率调节装置被分配给相应的电加热装置。功率调节装置被控制，以动态地调节供应给各个电加热装置的功率。例如，功率调节装置可以包括晶闸管控制器。由于功率控制器在运行过程中会发热，因此必须保证功率控制器针对加热设备的额定功率进行设计，这可能会导致成本较高，特别是对于较大的额定功率。

发明内容

本发明的目的是通过简单的方式，提供一种经济且低维护的用于熨平板加热系统的电力供应。

根据本发明的道路摊铺机包括具有用于容纳摊铺材料的料斗的牵引车和用于压实摊铺材料的摊铺熨平板。摊铺熨平板包括至少一个用于加热摊铺熨平板的电加热装置。摊铺机包括至少一个电开关组件，该电开关组件被配置为切换电加热装置的电力供应。电开关组件包括两个开关装置的电并联电路。两个开关装置的电并联电路与电加热装置形成电串联电路。

由于两个开关装置并联连接，即使开关装置的其中一个不允许电流流动，也可以向电加热装置供应电力。因此，在加热装置运行期间，电流不必长期不变地流过两个开关装置。如果在电加热设备运行过程中开关装置不需要长期不变地通电，则可以使用具有较低额定电流(基于连续运行)的开关设备。如果在电加热装置运行期间开关装置不需要长期不变地通电，则可以减少开关装置在运行期间的加热。通过使用两个“较小”尺寸的开关设备，与使用一个“较大”开关设备相比，可以实现成本节约。由于两个开关装置的电并联电路与电加热装置形成电串联电路，因此无论电流流过两个开关装置中的哪一个，电加热装置都可以以相同的方式操作。

两个开关装置可以被配置为交替地向电加热装置供应电力。例如，这两个开关装置可以由道路摊铺机的控制单元控制，以交替向电加热装置供应电力。当两个开关装置交替供应电加热装置时，两个开关装置可以交替地传导电流和不传导电流。如果开关装置的其中一个在传导阶段升温，则它可以在随后的非传导阶段至少冷却到一定程度，而不会终止、中断和/或损害电加热装置的操作。这可以抵消由于过热对开关设备的损坏。

两个开关装置可以连接到电加热装置的公共输入端。具有两个彼此并联的开关装置的电开关组件可与仅具有一个输入的常规电加热装置一起使用。电加热装置的操作可以与两个开关装置中的哪一个提供电流无关。

电开关组件可设置在摊铺熨平板上。如果在摊铺熨平板上设置多个用于加热摊铺熨平板的电加热装置，则在摊铺熨平板上提供电开关组件是特别优选的，每个电加热装置都分配有电开关组件。在摊铺熨平板上设置电开关组件简化了摊铺熨平板与牵引车的电连接。

两个开关装置可以是半导体开关装置。由于半导体开关装置对温度比较敏感，因此通过并联连接两个开关装置以便为电加热设备供电来实现避免加热是特别重要的。半导体开关装置可以被配置为可变地调节提供给电加热装置的电力。

两个开关装置可以各自包括晶体管或形成为晶体管。特别地，这两个开关装置可以各自包括双极型晶体管或形成为双极型晶体管。特别地，两个开关装置可以各自包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或形成为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。特别地，这两个开关装置可以各自包括场效应晶体管或形成为场效应晶体管。两个开关装置可以各自包括晶闸管或形成为晶闸管。特别地，这两个开关装置可以各自包括栅极关断晶闸管(GTO)或形成为栅极关断晶闸管(GTO)。两个开关装置可以各自包括双向晶闸管二极管(TRIAC)或形成为双向晶闸管二极管(TRIAC)。

电开关组件可以被配置为向电加热装置提供交流电压。交流电压可以由道路摊铺机的发电机提供。

两个开关装置中的每一个可以被配置为让交流电压的至少一个完整的正弦波一次性通过。两个开关装置中的每一个可以被配置为至少在有限的时间内单独操作电加热装置(没有另一个开关装置)。两个开关装置中的每一个可以被配置为让交流电压的少于100个、少于80个、少于50个、少于40个、少于20个、少于10个、少于5个或少于两个的完整的正弦波一次性通过。两个开关装置中的每一个可以被配置为让交流电压的至少一个、至少两个、至少五个、至少十个或至少20个的完整的正弦波一次性通过。通过限制电流流过单个开关装置的持续时间，可以有效地限制开关装置的发热。

两个开关装置可以被配置为让交流电压的连续正弦波以交替方式通过。

电加热装置可以是电阻元件。电加热装置可以是加热棒。

本发明还涉及一种用于加热道路摊铺机的摊铺熨平板的方法。该方法包括向设置在摊铺熨平板上的至少一个电阻加热元件供应电力。对电阻加热元件的电力供应由电开关组件切换。电开关组件包括两个开关装置。电开关组件的两个开关装置交替地为电阻加热元件供应电力。

当电开关组件的两个开关装置交替地向电阻加热元件供应电力时，两个开关装置中的一个开关装置可以没有电流流动而另一个开关装置有电流流过。当电阻加热元件由另一个开关装置供电时，没有电流流动的开关装置有机会冷却下来。

可以以交流电压供给电阻加热元件。

切换两个开关装置之间对电阻加热元件的供应的频率可以对应于交流电压的频率。切换两个开关装置之间对电阻加热元件的供应的频率可以小于交流电压的频率。

在由两个电开关装置交替供电期间，电阻加热元件可以被连续供电。

本发明还涉及在电开关组件中使用两个交替切换的开关装置，用于向铺路修整机的摊铺熨平板上的电加热装置供应电力，以降低电开关组件过热的风险。

由于两个开关装置交替切换，所以两个开关装置中的一个会冷却，而另一个开关装置给电加热装置供电。

如上所述，根据一个方面，本发明提供一种道路摊铺机，根据另一方面，提供一种用于加热道路摊铺机的摊铺熨平板的方法，以及根据又一方面，提供两个交替切换的开关装置的用途。关于这些方面之一描述的特征、优点和解释可转移到其他方面。

附图说明

下面通过一个实施例进一步说明本发明。其中

图1示出了根据实施例的道路摊铺机的示意性侧视图；

图2示出了根据实施例的道路摊铺机的示意性俯视图；以及

图3示出了根据实施例的通过彼此并联连接的两个开关装置交替供应电加热装置的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据实施例的道路摊铺机1的示意性侧视图。道路摊铺机1包括自推进式牵引车3，该牵引车具有用于容纳摊铺材料的料斗5，该料斗5在摊铺方向F上位于前部处。此外，在牵引车3上设有操作站7，该操作站7包括用于控制道路摊铺机1的输入装置8，并为操作者提供空间。用于压实摊铺材料的摊铺熨平板9经由附接在牵引车3两侧的牵引杆11被拉在牵引车3的后面。牵引车3上设有输送机，用于将摊铺材料从料斗5输送到道路摊铺机1的后部区域。在道路摊铺机1的后部区域，摊铺材料通过出料口离开输送机并到达扩散螺旋推进器13(见图2)，用于在摊铺熨平板9前面横向于摊铺方向F分配摊铺材料。

如图2所示，在摊铺熨平板9上设有多个电加热装置15，用于对摊铺熨平板9进行电加热。加热装置15可以是电阻加热元件，特别是加热棒。加热装置15可适于将摊铺熨平板9基本上加热到热摊铺材料的温度，以防止摊铺材料粘到摊铺熨平板9上。在所示的实施例中，摊铺熨平板9是具有基础熨平板17和延伸单元19、21的可延长熨平板，延伸单元19、21相对于摊铺方向F横向地在两侧附接到基础熨平板17。延伸单元19、21可以被移进和移出以调整摊铺宽度。然而，还可以想到摊铺熨平板9仅包括基础熨平板17，而没有设置任何延伸单元19、21。电加热装置15可设置在熨平板17和延伸单元19、21两者上。

发电机23设置在牵引车3上。发电机23由牵引车3的发动机25，特别是柴油发动机，驱动并提供电力。来自发电机23的电力尤其用于供给电加热装置15。供电装置27将发电机23连接到摊铺熨平板9上的电加热装置15以向电加热装置15提供电力。供电装置27包括牵引车3上的主熔断器29。供电装置27的线路网络31从发电机23经由主熔断器29通向摊铺熨平板9。在所示的实施例中，线路网络31在牵引车3上分支成两条线33、35，它们被引导至摊铺熨平板9并分别供给熨平板左半部和熨平板右半部。在摊铺熨平板9上，线路网络31进一步分支以供应单独的电加热装置15。

电开关装置37被分配给每个电加热装置15。电开关组件37各自与相应的电加热装置15串联电连接。在图示的实施例中，对应图示的四个电加热装置15有四个电开关组件37。电开关组件37各自连接在相应的电加热装置15的上游。由电开关组件37和各自相应的电加热装置15组成的串联电路可以彼此并联连接。然而，也可以想到，包括电开关组件37和相应的电加热装置15的串联电路彼此独立地存在，例如在不同的电路中。

电开关组件37各自包括彼此并联电连接的两个开关装置39。电开关组件37的两个开关装置39的并联电路在每种情况下都与相关联的电加热装置15串联连接。相关联的电加热装置15包括公共输入端41，通过该公共输入端，它连接到相关联的电开关组件37的两个开关装置39。每个开关装置39可以被设置为电流传导状态，其中电流流过开关装置39，其向相关联的电加热装置15提供电力。每个开关装置39可被设置为非传导状态或阻断状态，其中通过电开关装置39流到电加热装置15的电流被阻止。

例如，这两个开关装置可以分别包括晶体管或形成为晶体管。特别地，这两个开关装置可以分别包括双极型晶体管或形成为双极型晶体管。特别地，这两个开关装置可以分别包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或形成为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。特别地，这两个开关装置可以分别包括场效应晶体管或形成为场效应晶体管。例如，这两个开关装置可以分别包括晶闸管或形成为晶闸管。特别地，这两个开关装置可以分别包括栅极关断晶闸管(GTO)或形成为栅极关断晶闸管(GTO)。例如，这两个开关装置可以各自包括双向晶闸管二极管(TRIAC)或形成为双向晶闸管二极管(TRIAC)。

电开关组件37的操作由控制器48所控制。在图示的实施例中，电开关组件37的操作由设置在牵引车3上的控制器48控制。然而，控制器48也可以部分或全部设置在摊铺熨平板9上。在图示的实施例中，控制器48包括与电开关组件37的通信模块47进行数据交换通信的通信模块45。在图示的实施例中，控制器48和电开关组件37之间的数据交换连接在作为电力线通信的线路网络31上运行。然而，数据交换连接也可以通过其他方式实现，例如通过无线或有线数据传输。通信模块47可以连接到开关装置39以控制它们。通信模块47可以直接连接到或经由诸如子控制器的中间元件连接到开关装置39。可替代地，可以想到的是，开关设备39直接(没有中间通信模块47)连接到控制器48或子控制器。例如，开关设备39可以通过闸门连接来控制。

电开关组件37的两个开关装置39被控制以使得它们交替地向对应的电加热装置15供应电力。优选地，在操作中，两个开关装置39中的一个总是处于阻断状态，而两个开关装置中的另一个处于电流传导状态，用于向相应的电加热装置15供应电力。用于在电开关组件37的两个开关装置39之间进行切换的不同时间安排是可以想到的。例如，当以交流电压供给电加热设备15时，可在电开关组件37的两个开关装置39之间进行切换，使交流电压的完整正弦波由其中一个开关装置39传给电加热设备15，然后由另一个开关装置39将随后的完整正弦波传给电加热设备15，等等。这种情况在图3中示出，其示出了电加热装置15的输入端41处的电压的时间演变。通过相应的电开关组件37的第一开关装置39向电加热装置15供电的时间间隔在图3中用虚线表示。第二开关装置39在相应的时间间隔内被阻断。通过电开关组件37的第二开关装置39向电加热装置15供电的时间间隔在图3中以实线示出。在这些时间间隔内，第一开关装置39是阻断的。

电气开关组件37的两个开关装置39的时间安排对应于图3所示的情况不是强制性的。原则上，可以根据需要选择在由第一开关装置39供给电加热装置15和由第二开关装置39供给电加热装置15之间的时间安排。优选地，切换两个开关装置39之间对电加热装置15的供给的频率是在交流电电压的频率范围内。例如，还可以想到的是，每个开关装置39让交流电压的多于一个的完整的正弦波通过，然后才切换到另一个开关装置39。

Claims (14)

1.一种道路摊铺机(1)，包括：

牵引车(3)，其具有用于容纳摊铺材料的料斗(5)；以及

摊铺熨平板(9)，其用于压实摊铺材料，

其中，所述摊铺熨平板(9)包括至少一个电加热装置(15)，其用于加热所述摊铺熨平板(9)，并且

其中，所述道路摊铺机(1)包括至少一个电开关组件(37)，其被配置为切换所述电加热装置(15)的电力供应，

其特征在于，

所述电开关组件(37)包括两个开关装置(39)的电并联电路，其中，所述两个开关装置(39)的电并联电路与所述电加热装置(15)形成电串联电路。

2.根据权利要求1所述的道路摊铺机，其特征在于，所述两个开关装置(39)被配置为交替地向所述电加热装置(15)供给电力。

3.根据权利要求1或2所述的道路摊铺机，其特征在于，所述两个开关装置(39)连接到所述电加热装置(15)的公共输入端(41)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的道路摊铺机，其特征在于，所述电开关组件(37)设置在所述摊铺熨平板(9)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的道路摊铺机，其特征在于，所述两个开关装置(39)是半导体开关装置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的道路摊铺机，其特征在于，所述两个开关装置(39)分别包括晶体管、晶闸管或双向晶闸管二极管。

7.根据前述权利要求中任一项所述的道路摊铺机，其特征在于，所述电开关组件(37)被配置为向所述电加热装置(15)供应交流电压。

8.根据权利要求7所述的道路摊铺机，其特征在于，每个开关装置(39)被配置为让交流电压的至少一个完整的正弦波一次性通过。

9.根据权利要求7或8所述的道路摊铺机，其特征在于，所述两个开关装置(39)被配置为让交流电压的连续正弦波以交替方式通过。

10.根据前述权利要求中任一项所述的道路摊铺机，其特征在于，所述电加热装置(15)是电阻加热元件。

11.一种道路摊铺机(1)的摊铺熨平板(9)的加热方法，包括：

向设置在所述摊铺熨平板(9)上的至少一个电阻加热元件(15)供应电力，

其中，对电阻加热元件(15)的电力供应是通过电力开关组件(37)进行切换的，

其特征在于，

所述电开关组件(37)的两个开关装置(39)交替为所述电阻加热元件(15)供应电力。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，向所述电阻加热元件(15)供应交流电压，并且其中，切换两个开关装置(39)之间对所述电阻加热元件(15)的供应的频率与交流电压的频率相对应。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在由两个电开关装置(39)进行交替供电期间，所述电阻加热元件(15)被连续供应电力。

14.在电开关组件(37)中两个交替切换的开关装置(39)的用途，用于向在道路修整机(1)的摊铺熨平板(9)上的电加热装置(15)供应电力，以降低电开关组件(37)过热的风险。

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