CZ2007117A3 - Vibracní mechnizmus zhutnovacího válce - Google Patents

Abstract

Vibracní mechanizmus behounu zhutnovacího válce sestává z vnejšího nevývažku (10) a vnitrního nevývažku (11), dále z trecí spojky (12) a hydraulického zapojení hydromotoru (13A, 13B). Oba nevývažky (10, 11) jsou proti sobe otocne a zároven souose uloženy na hrídelích, které jsou spojeny s jednotlivými jmenovanými hydromotory (13A, 13B). Na obou hrídelích jsou umísteny senzory (17A, 17B) vzájemného úhlového natocení nevývažku (10, 11). Jmenované hydraulické zapojení hydromotoru (13A, 13B) sestává z brzdících ventilu (14A, 14B), vedení okruhu vibrace (18) a vedení obtoku (19A, 19B), jejichž soucástí jsou trysky (15A, 15B) a uzavírací ventily (16A, 16B) ovládané rídící jednotkou (20) spolecne s jmenovanými brzdícími ventily (14A, 14B).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká uspořádání vibračního mechanizmu zhutňovacího válce.

Dosavadní stav techniky

Současné vibrační mechanizmy s kruhovou vibrací a plynulou změnou výstředníkového momentu jsou například vybavené souosými nevývažky a k jejich vzájemnému a potřebnému natočení používají šroubovici, která je vytvořena v duté hřídeli. Do této šroubovice zasahuje palec, kterýje axiálně a posuvně spojen s druhým nevývažkem. Nevýhodou tohoto popsaného řešení vibračního mechanizmu, je jeho značná zástavbová délka a výrobní složitost. Další podstatnou nevýhodou je pevnostní oslabení hřídele se šroubovici.

Další řešení vibračního mechanizmu je známo z CZ patentu č. AO 187 542, jehož podstatou je natáčení dvou souosých výstředníků pomocí omezování průtoku hydraulické kapaliny paralelně zapojených hydromotorů. Nevýhodou popsaného známého řešení jsou extrémní nároky na přesnost regulace, která je nutná pro nastavení požadované hodnoty výstředníkového momentů včetně synchronizace obou hydromotorů.

Jiné známé řešení představuje další CZ patent č. 244 465, jehož podstatou jsou dva souosé výstředníky, které se navzájem vůči sobě pootáčí prostřednictvím osově posuvné předlohy s čelním ozubením se šikmými zuby. Nevýhodou tohoto známého uspořádání je složitost převodovky a taktéž její nežádoucí zástavbová délka.

Ještě jiné řešení je známo z DD patentu č. 266 748 Al, jehož podstatou jsou dva sériově zapojené hydromotory, přičemž každý z nich je spojen s nevývažkem. Jmenované nevývažky jsou vzájemně spojeny torzní pružinou s torzním tlumičem. Vzájemné natáčení nevývažků je řešeno odpouštěním hydraulického oleje mezi oběma jmenovanými hydromotory pomocí tlakového ventilu s regulační tryskou. Nevýhodou popsaného známého řešení je nutnost stálého maření energie pomocí škrcení hydraulického oleje při nastavení požadovaného výstředníkového momentu. Další nevýhodou tohoto uspořádání je možný vznik kavitace na druhém hydromotorů, kterýje unášen prvním hydromotorem prostřednictvím torzní pružiny.

Další známé řešení představuje US patent č. 6 637 280B2, jehož podstatou je obdobně jako u výše uvedeného řešení dle DD patentu č. 266 748A1, sériové zapojení hydromotorů, které jsou spojeny se souosými nevývažky navzájem otočně uloženými. Jmenovaný US patent uvádí několik řešení vibračního mechanizmu. Podstatou jednoho z řešení je uspořádání, kde první hydromotor je regulační a druhý s konstantním objemem. Podstatou dalšího řešení je uspořádání spočívající v odpouštění hydraulického média mezi hydromotory, z nichž první hydromotor má větší objem než druhý hydromotor. Toto řešení využívá pro nastavování požadovaného výstředníkového momentu tlakovou ztrátu na druhém hydromotorů. Nevýhodou těchto jednotlivých známých řešení dle jmenovaného US patentu je, že v praxi dochází vlivem dynamických účinků vibrující soustavy, dále vlivem fázového posunu mezi vektorem budící síly a výchylkou vibrující hmoty k nežádoucímu unášení druhého nevývažků a tím k zmenšení, až absenci tlakové síly na hydromotorů.

• · · · · · ······ ·· · ······ · • ·«·« ··· ····· • · · · · ··· ··· · ·· · · · · ·· ·

Ještě jiné známé řešení představuje DE přihláška vynálezu č. 10 2005 008 807 Al, jejíž podstatou je planetová diferenciální převodovka, kde dvě soustavy souosých nevývažků jsou kinematicky spojeny prostřednictvím centrálních a planetových členů. Natáčením korunového kola se mění fázové nastavení vnějšího i vnějšího nevývažků. Nevýhodou tohoto uspořádání vibračního mechanizmu je značná složitost diferenciální převodovky včetně její hmotnosti, která jednostranně zatěžuje vibrující hmotu běhounu vibračního válce.

Podstata vynálezu.

Uvedené nedostatky budou odstraněny novým uspořádáním vibračního mechanizmu zhutňovacího válce, jehož podstatou je, že vnitřní nevývažek a vnější nevývažek vibračního mechanizmu jsou navzájem propojeny třecí spojkou. Dále tím, že ve směru průtoku hydraulické kapaliny je za každým jednotlivým hydromotorem, jenž jsou umístěny na vedení okruhu vibrace, je sériově zapojen vždy jeden brzdící ventil. A též tím, že každý z jednotlivých hydromotoru je opatřen jednak samostatným vedením obtoku a též samostatnou tryskou a samostatným uzavíracím ventilem. A dále tím, že jednotlivá vedení obtoků jsou propojena s vedením okruhu vibrace a to tak, že jmenované propojení je umístěno před jednotlivými hydromotory ve směru průtoku hydraulické kapaliny a dále tak, že toto propojení je umístěno za jednotlivými škrtícími ventily taktéž ve směru průtoku hydraulické kapaliny. Nebo tím, že řídící jednotka ovládá pro jeden směr vzájemného natočení vnitřního nevývažků vůči vnějšímu nevývažků brzdící ventil současně s uzavíracím ventilem a pro opačný směr vzájemného natočení vnitřního nevývažků vůči vnějšímu nevývažků ovládá brzdící ventil současně s uzavíracím ventilem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr 1. je znázorněno jedno z mnoha uspořádání vibračního mechanizmu běhounu zhutňovacího válce.

Příklad provedení vynálezu

Běhoun zhutňovacího válce obsahuje vibrační mechanizmus s kruhovou vibrací, který je tvořen vnitřním nevývažkem JU a vnějším nevývažkem 10, přičemž oba jmenované nevývažky jsou proti sobě souose a zároveň otočně uloženy. Mezi vnitřním nevývažkem JT a vnějším nevývažkem 10 je vložena třecí spojka 12, která při svém prokluzu umožňuje vzájemné natočení obou jmenovaných nevývažků. Třecí spojka 12 tak po dosažení žádaného natočení vnitřního nevývažků JT a vnějšího nevývažků 10 vůči sobě, fixuje dosaženou hodnotu tohoto natočení.

Pohon vnitřního nevývažků JT a vnějšího nevývažků 10 umožňují hydromotory 13A a 13B prostřednictvím na výkrese neznačených hřídelí. Oba jmenované hydromotory jsou zapojeny za sebou v uzavřeném hydraulickém vedeni okruhu vibrace 18, ve kterém je též zapojeno regulační čerpadlo 21. Směr průtoku hydraulické kapaliny v uzavřeném vedení okruhu vibrace 18 je vždy jedním směrem a to tak, že první ve směru průtoku je zapojen hydromotor • · ·· · · ·«»»·« • · · ···· · · · • ······ · · · · · * • · ··· · · · ··· * ·· ·· · · ·♦ ♦

13A a jako druhý je zapojen hydromotor 13B. Hydromotor 13A je opatřen samostatným obtokovým vedením 19A, přičemž hydromotor 13B je opatřen samostatným obtokovým vedením 19B.

Tato jmenovaná obtoková vedení 19A a 19B propojují uzavřené vedení okruhu vibrace _18 a to před a za každým jednotlivým hydromotorem 13A a 13B v místech bodů označených na obr. 1 písmeny K, L, M a N. Obtokové vedení 19A je opatřeno uzavíracím ventilem 16A a obdobně je řešeno obtokové vedení 19B, které je opatřeno uzavíracím ventilem 16B. Průtok hydraulické kapaliny obtokovým vedením 19A je omezen tryskou 15A, přičemž průtok hydraulické kapaliny obtokovým vedením 19B je omezen tryskou 15B. Za každým z hydromotorů 13A a 13B ve směru průtoku hydraulické kapaliny jsou před každým jednotlivým obtokovým vedením 19A a 19B vřazeny brzdící ventily 14A a 14B, s proporcionální charakteristikou a elektrickým ovládáním.

Vzájemné natočení obou nevývažků 1T a 10 vůči sobě je sledováno prostřednictvím senzorů 17A a 17B. jejichž signály jsou vedeny do řídící jednotky 20 . Jmenovaná řídící jednotka 20 ovládá prostřednictvím výstupů 25A. 25B, 26A a 26B brzdící ventily 14A a 14B a uzavírací ventily 16A a 16B. Nastavení vzájemné polohy vnitřního nevývažků ld a vnějšího nevývažků 10 je ovládáno jmenovanou řídící jednotkou 20 a to tak, že zvýšení amplitudy vibrace je řízeno pomocí vstupu 23 a snížení amplitudy snížení je řízeno prostřednictvím vstupu 22. Výstup úhlu 24 na řídící jednotce 20 udává informaci o hodnotě vzájemného natočení vnitřního nevývažků _U vůči vnějšímu nevývažků W.

Popsané uspořádání vibračního mechanizmu dle vynálezu umožňuje, aby jmenovaný vibrační mechanizmus pracoval v několika odlišných režimech amplitudy vibrace a to v režimu konstantní amplitudy vibrace, v režimu zvyšování amplitudy vibrace a v režimu snižování amplitudy vibrace. V dalším textu budou popsány režimy nastavení či ovládání amplitudy vibrace vibračního mechanizmu.

Režim konstantní amplitudy vibrace.

V režimu konstantní amplitudy vibrace jsou vstupy (to znamená vstup pro snížení amplitudy vibrace 22 a vstup pro zvýšení amplitudy vibrace 23 do řídící jednotky 20 vypnuty. Taktéž výstupy (to znamená výstupy brzdících ventilů 25A a 26B a taktéž výstupy uzavíracích ventilů 26A a 25B z řídící jednotky 20 jsou vypnuty.

Prostřednictvím senzorů 17A a 17B umístěných na neznačených hřídelích je snímán a následně předáván signál do řídící jednotky 20, která provede výpočet úhlu vzájemného natočení vnitřního nevývažků Π vůči vnějšímu nevývažků J_0, přičemž hodnota momentálního natočení jmenovaného úhlu se projeví na výstupu úhlu 24. Vzájemná poloha nastaveného úhlu natočení obou nevývažků 11 a 10 vůči sobě je fixována třecí spojkou 12. Režim zvyšování amplitudy vibrace.

Pro nastavení režimu zvyšování amplitudy vibrace je do řídící jednotky 20 prostřednictvím vstupu 23 pro zvyšování amplitudy vibrace přiváděn signál obsluhou zhutňovacího válce, čímž se aktivuje výstup brzdícího ventilu 26B a současně též výstup uzavíracího ventilu 26A. Následkem toho uzavírací ventil 16A otevře průtok hydraulické kapaliny do vedení obtoku 19A a do trysky 15A. Zároveň s činností popsanou dříve začne brzdící ventil 14A proporcionálně škrtit průtok Qi hydraulické kapaliny za hydromotorem 13A ve směru jmenovaného průtoku Q1.

Tím vznikne tlaková ztráta na jmenovaném hydromotorů 13A a na brzdícím ventilu 14 A, což • · ·· · · ····· ·· · ······ · ······· · · · · · · • · · · · ··· ··· · ······ ·· · způsobí tlakový spád mezi body K a M a hydraulická kapaliny začne proudit vedením obtoku 19A a tryskou 15A. Velikost průtoku Q1 hydraulické kapaliny, která protéká hydromotorem 13A se sníží oproti průtoku Q2 hydraulické kapaliny, která protéká hydromotorem 13B, a tím hydromotor 13B začne unášet hydromotor 13A prostřednictvím třecí spojky 12. Postupným zvyšováním průtokového odporu brzdícího ventilu 14A vzrůstá kroutící moment na třecí spojce 12, až dojde k jejímu protočení a vhodně modulovaným řídícím signálem na výstupu 26B řídící jednotky 20 se reguluje průtokový odpor proporcionálního brzdícího ventilu 14A až se dosáhne požadované hodnoty vzájemného natočení vnitřního nevývažku Π. vůči vnějšímu nevývažku 10 vyjádřeného ve výstupu úhlu 26 řídící jednotky 20.

Režim snižování amplitudy vibrace.

V případě nastavení režimu snižování amplitudy vibrace je do řídící jednotky 20 prostřednictvím vstupu pro snižování amplitudy 22 přiváděn signál obsluhou stroje, což způsobí, že se aktivuje výstup brzdícího ventilu 25A a současně výstup uzavíracího ventilu 25B. Následkem toho uzavírací ventil 16B otevře průtok hydraulické kapaliny do vedení obtoku 19B a do trysky 15B a zároveň začne brzdící ventil 14B proporcionálně škrtit průtok Q2 za hydromotorem 13B ve směru jmenovaného průtoku Q2.

Následkem výše popsané činnosti vznikne tlaková ztráta na jmenovaném hydromotoru 13B a na brzdícím ventilu j_4B, což způsobí tlakový spád mezi body N a L a hydraulická kapaliny začne proudit vedením obtoku 19B a tryskou 15B. Velikost průtoku 02 hydraulické kapaliny, která protéká hydromotorem 13B se sníží oproti průtoku Q1 hydraulické kapaliny, která protéká hydromotorem 13A, a tím hydromotor 13A začne unášet hydromotor 13B prostřednictvím třecí spojky 12,

Postupným zvyšováním průtokového odporu brzdícího ventilu 14B vzrůstá kroutící moment na třecí spojce 12, až dojde k jejímu protočení v opačném smyslu otáčení, než tomu je v režimu zvyšování amplitudy vibrace popsaném výše. Vhodně modulovaným řídícím signálem na výstupu 25A řídící jednotky 20 se reguluje průtokový odpor proporcionálního brzdícího ventilu 14B až se dosáhne požadovené hodnoty vzájemného natočení vnitřního nevývažku Π. vůči vnějšímu nevývažku 10 vyjádřeného ve výstupu úhlu 26 řídící jednotky 20.

Průmyslová využitelnost

Uspořádání vibračního mechanizmu zhutňovacího válce a způsobu jeho ovládání podle vynálezu lze s výhodou využít u všech typů vibračních válců s hydrostatickým pohonem vibrátoru kruhové vibrace a to jak pro tahačové válce, tak i pro tandemové válce. Vzhledem ktomu, že pro natáčení nevývažků se podle vynálezu využívá energie hydrostatického pohonu, popsané řešení a způsob jeho ovládání jsou vhodné pro všechny hmotnostní kategorie vibračních válců od 7t výše. Vibrační mechanizmus podle vynálezu je jednoduchý, výrobně levný bez těžké převodovky, která při svém použití jednostranně zatěžuje vibrující hmotu vibračního válce.

Claims (5)

1. Patentové nároky

   1. Vibrační mechanizmus běhounu zhutňovacího válce sestává z vnějšího nevývažku (10), vnitřního nevývažku (11) a dále z třecí spojky (12) a hydraulického zapojení hydromotorů (13A, 13B), kde oba citované nevývažky (10, 11) jsou proti sobě otočně a zároveň souose uloženy na neznačených hřídelích, které jsou spojeny sjednotlivými jmenovanými hydromotory (13A, 13B), přičemž na obou jmenovaných neznačených hřídelích jsou umístěny senzory (17A, 17B) vzájemného úhlového natočení, a kde jmenované hydraulické zapojení hydromotorů (13A, 13B) sestává z brzdících ventilů (14A, 14BB), vedení okruhu vibrace (18) a vedení obtoků (19A, 19B), jejichž součástí jsou trysky (15A, 15B) a uzavírací ventily (16A, 16B) ovládané řídící jednotkou (20) společně s jmenovanými brzdícími ventily (14A, 14B) vyznačující se tím, že vnitřní nevývažek (11) a vnější ne vý vážek (10) jsou navzájem spojeny třecí spojkou (12).
2. 2. Vibrační mechanizmus podle nároku 1. vyznačující se t í m, ž e ve směru průtoku hydraulické kapaliny je za každým jednotlivým hydromotorem (13A, 13B), jenžjsou umístěny na vedení okruhu vibrace (18), je sériově zapojen vždy jeden brzdící ventil (14A, 14B).
3. 3. Vibrační mechanizmus podle nároků l.až2. vyznačující se tím, že každý z jednotlivých hydromotorů (13 A, 13B) je opatřen jednak samostatným vedením obtoku (19A, 19B) a též samostatnou tryskou (15A, 15B) a samostatným uzavíracím ventilem (16A, 16B).
4. 4. Vibrační mechanizmus podle nároků 1. až 3. vyznačující se tím, že jednotlivá vedení obtoku (19A, 19B) jsou propojena s vedením okruhu vibrace (18) a to tak, že jmenované propojení je jednak umístěno před jednotlivými hydromotory (13A, 13B) ve směru průtoku hydraulické kapaliny a dále tak, že toto propojení je umístěno též za jednotlivými brzdícími ventily (14A, 14B) taktéž ve směru průtoku hydraulické kapaliny.
5. 5. Vibrační mechanizmus podle nároku l.až4. vyznačující se tím, že řídící jednotka (20) ovládá pro jeden směr vzájemného natočení vnitřního nevývažku (11) vůči vnějšímu nevývažku (10) brzdící ventil (14A) současně s uzavíracím ventilem (16A) a pro opačný směr vzájemného natočení vnitřního nevývažku (11) vůči vnějšímu nevývažku (10) ovládá brzdící ventil (14B) současně s uzavíracím ventilem (16B).