CZ303105B6

CZ303105B6 - Tandemový zhutnovací válec

Info

Publication number: CZ303105B6
Application number: CZ20090408A
Authority: CZ
Inventors: Doležal@Luboš
Original assignee: Ammann Czech Republic A.S.
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2012-04-04
Also published as: CZ2009408A3

Abstract

Tandemový zhutnovací válec (10) sestává z predního behounu (11), uloženého v predním rámu (13), zadního behounu (12), uloženého v zadním rámu (14), pricemž prední rám (13) a zadní rám (14), jež obsahují prední svislý nosník (26) a zadní svislý nosník (27), jsou otocne a výkyvne spojeny se stredním rámem (15) pomocí predního horního ložiska (21) a zadního horního ložiska (23), dále sestává z oscilacního táhla (18), opatreného na svých koncích predním dolním ložiskem (22), zadním dolním ložiskem (24) a uprostred radiálním ložiskem (20) unášece. Strední rám (15), nese kabinu (16) a v jeho spodní cásti je umísten unášec (19) a oscilacní dorazy (25), pricemž oscilacní táhlo (18) spojuje prední rám (13) a zadní rám (14) prostrednictvím predního dolního ložiska (22) a zadního dolního ložiska (24) a zároven pri oscilacním úhlu (.alfa.) naklápí strední rám (15) prostrednictvím unášece (19) a ložiska (20) unášece o polovicní úhel (.alfa./2) vuci prednímu behounu (11), uloženému v predním rámu (13), a zároven vuci zadnímu behounu (12), uloženému v zadním rámu (14), pricemž oscilacní dorazy (25), uložené na spodní cásti stredního rámu (15), omezují natocení oscilacního táhla (18).

Description

Tandemový zhutňovací válec

Oblast techniky

Vynález se týká uspořádání rejdovacího a oscilačního zavěšení běhounů tandemového zhutňovačího válce.

io Dosavadní stav techniky

Tandemové válce, určené pro hutnění horkých asfaltových směsí, jsou v současné době navrhovány ve dvou základních koncepcích, které se liší uspořádáním rámu stroje.

Jednou ze známých koncepcí je řešení, kde tandemový válec je tvořen pevným rámem se dvěma řiditelnými běhouny, přičemž rejdovací ložiska jsou umístěna nad jmenovanými béhouny.

Dalším známým řešením je tandemový válec s rejdovacím kloubem, spojujícím dva polorámy, v nichž jsou pevně uloženy běhouny. Tato známá koncepce může být opatřena ještě druhým kloubem, umožňujícím stranové přesazení obou polorámů, tzv. crabing.

Obě uvedená známá koncepční uspořádání rámů tandemových válců mají pro kopírování příčných nerovností oběma běhouny zabudováno oscilaění ložisko, které umožňuje vzájemné natočení předního a zadního běhounu v podélné ose stroje. Oscilační ložisko je u pevného rámu umístě25 no nad předním běhounem, u kloubového provedení tandemového válce je umístěno zpravidla přibližně uprostřed stroje u rejdovacího kloubu.

Nevýhodou takto uspořádaných oscilaěních ložisek u obou jmenovaných koncepcí je to, že kabina s operátorem je vždy umístěna na části rámu tandemového válce, která je spojena s běhounem přímo prostřednictvím gumokovů, a pri přejezdu příčné nerovnosti je tak obsluha stroje vystavena velkému bočnímu zrychlení, což ztěžuje řízení stroje a snižuje komfort obsluhy.

Další nevýhodou u kloubové koncepce tandemových válců je, že při natočení polorámů dochází k vychýlení těžiště hmoty stroje, které se nachází mezi osou běhounu a oscilačním ložiskem, mimo střed běhounů. Zachycení reakce tohoto momentu je na kontaktní přímce běhounu se zemí, a to pouze u běhounu, který je v polorámů, jehož podélná osa není totožná s osou otáčení oscílačního ložiska. Vznikne tím nesouměmé rozložení statického lineárního tlaku po šířce tohoto běhounu a to zhoršuje kvalitu hutnění v zatáčkách.

4o V případě jízdy tandemového válce s oscilačním ložiskem, umístěným pouze na předním běhounu, se projeví tudíž zmíněná nevýhoda, spočívající též v tom, že moment od vychýleného těžiště stroje se zachytí pouze na zadním běhounu a má navíc dvojnásobnou hodnotu nerovnoměrnosti statického lineárního momentu, než je zachycen na předním běhounu.

Tento nepříznivý jev Částečně řeší např. firma CATERPILLAR u kloubového tandemového válce tím, že stroj nemá oscilační ložisko a oba polorámy nejsou vůči sobě otočné v podélné ose stroje. Tímto uspořádáním se reakce momentu od vychýleného těžiště hmoty mezi běhouny rozloží na kontaktní přímky obou běhounů a nerovnoměrnost statického lineárního zatížení má tím poloviční hodnotu proti provedení rámu s oscilačním ložiskem. Nevýhodou tohoto řešení je však omeze50 né přizpůsobení tandemového válce příčným nerovnostem vlivem propružení gumokovů, sloužících k zavěšení běhounů, kdy pri oscilačním natočení běhounu vůči rámu opět vzniká vlivem tuhosti gumokovů moment, jehož reakce způsobí nerovnoměrné zatížení.

Podobně známé řešení je použito u kloubových tandemových válců firmy HAMM, jehož pod55 stata spočívá v tom, že souose s rejdovacím kloubem je umístěn doraz oscilace ve tvaru vačky,

- 1 CZ 303105 B6 která s rostoucím úhlem zatočení omezuje velikost osci lační ho úhlu až k úplnému zamknutí oscilace pri maximálním úhlu zatočení. Výsledným efektem jmenovaného řešení je zachycení reakce momentu od vychýleného těžiště v zatáčce oběma běhouny, podobně jako u příkladu známého řešení, uvedeného v předešlém odstavci. Nevýhodou tohoto popsaného známého řešení však je omezené přizpůsobení příčným nerovnostem prostřednictvím propružení gumokovů, sloužících k zavěšení běhounů při zatočení.

Další nevýhodou známé kloubové koncepce tandemových válců je umístění rejdovacího kloubu zpravidla uprostřed stroje, což je příčinou vzniku velkého nežádoucího momentu, vznikajícího vychýlením těžiště střední části stroje mimo střed běhounů při zatočení stroje. Velikost tohoto momentu je přímo úměrná vzdálenosti osy rejdovacího kloubu od osy běhounu, který reakcí tohoto momentu běhounu zachycuje. Je proto žádoucí, aby tato vzdálenost os byla minimální, což dosud známá uspořádání neřeší.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky budou odstraněny novým řešením tandemového zhutfiovacího válce, který sestává z předního a zadního rámu, v nichž jsou uloženy běhouny, ze středního rámu, nesoucího kabinu a v jehož spodní části je umístěn unášeč a oscilační dorazy, dále nové řešení obsahuje přední a zadní homí ložisko, oscilační táhlo, na jehož koncích je uloženo přední a zadní dolní ložisko a uprostřed ložisko unášeče. Podstatou nového řešení tandemového zhutňovacího válce je, že oscilační táhlo, spojující přední rám a zadní rám prostřednictvím předního a zadního dolního ložiska, naklápí zároveň pri oscilačním úhlu a střední rám prostřednictvím unášeče a radiálního ložiska unášeče o poloviční úhel ct/2, přičemž oscilační dorazy, uložené na spodní části středního rámu, omezují natočení oscilačního táhla. Dále tím, že radiální ložisko unášeče je válcové a axiálně volně posuvné. Dále ještě tím, že oscilační táhlo je umístěno pod spodní částí středního rámu, přičemž střední část oscilačního táhla je uložena v radiálním ložisku unášeče, jež je spojeno s neznačenou spodní částí středního rámu prostřednictvím unášeče, který je umístěn ve středu rozvoru předního běhounu a zadního běhounu a tím v polovině vzdálenosti os předního horního ložiska a zadního horního ložiska. Dále též tím, že vzdálenost osy předního a zadního běhounu od osy otáčení předního a zadního horního ložiska je zkrácena na minimální hodnotu, jakou umožňuje poloměr předního a zadního běhounu a svislý nosník předního a zadního rámu. A též tím, že přední a zadní homí ložiska a přední a zadní dolní ložiska jsou tvořena radiálními axiálními kloubovými ložisky. A ještě tím, že unášeč je umístěn ve středu rozvoru obou běhounů a v polovině vzdálenosti os předního a zadního horního ložiska.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno jedno z mnoha provedení uspořádání rejdovacího a oscilačního zavěšení obou běhounů tandemového zhutňovacího válce. Obrázek 2 představuje schematické znázornění boční úhlové odchylky a běhounů a úhlové odchylky středního rámu s kabinou obsluhy, jejíž velikost je poloviční, tzn. a/2, oproti boční odchylce obou běhounů. Na obrázku 3 je schematicky znázorněna poloha oscílačního táhla mezi oscilačními dorazy v režimu jízdy tandemového zhutňovacího válce po rovině. Na obrázku 4 je znázorněna poloha téhož oscilačního táhla mezi oscilačními dorazy pri oscilaci předního běhounu. Obrázek 5 představuje polohu jmenovaného oscilačního táhla mezi oscilačními dorazy pri oscilaci zadního běhounu.

Na dalších třech obrázcích je znázorněno rozložení statického lineárního zatížení po Šířce jednotlivých běhounů. Obrázek 6 představuje situaci jízdy tandemového zhutňovacího válce v přímém směru, přičemž zatížení obou běhounů je rovnoměrné a je označeno písmenem A. Na obrázku 7 je znázorněno uspořádání tandemového zhutňovacího válce v zatáčce, přičemž velikost vzniklého

nerovnoměrného statického zatížení je na obou běhounech opět shodná a hodnota tohoto zatížení je označena písmenem B.

Příklady provedení vynálezu

Tandemový zhutňovací válec 10 obsahuje přední rám 13 a zadní rám 14 a střední rám 15. V předním rámu 13 je uložen přední běhoun 11, přičemž zadní běhoun 12 je uložen v zadním rámu 14. Na horní části středního rámu J_5 je uložena kabina _16, obsahující pracoviště Γ7 obsluhy tandemového válce 10. Přední rám 13 a zadní rám 14 jsou vzájemně otočně a zároveň výkyvné spojeny se středním rámem 15 pomoct předního horního ložiska 21 a zadního horního ložiska 23. Další spojení předního rámu 13 a zadního rámu 14 se středním rámem 15 je tvořeno oscilačním táhlem 18, na jehož jednom konci je uloženo kloubové přední dolní ložisko 22 a na opačném konci je uloženo kloubové zadní dolní ložisko 24. Všechna čtyři jmenovaná ložiska, tj. přední horní ložisko 21, zadní horní ložisko 23, přední dolní ložisko 22 a zadní dolní ložisko 24, jsou s výhodou tvořena radiálními axiálními kloubovými ložisky.

Oscilační táhlo 18 je uloženo pod spodní částí středního rámu 15, přičemž jeho střed je uložen v radiálním ložisku 20 unášeče, které je spojeno s neznačenou spodní částí středního rámu 15 prostřednictvím unášeče 19. Unášeč 19 je tak s výhodou umístěn ve středu rozvoru předního běhounu 11 a zadního běhounu 12 a tím v polovině vzdálenosti os předního horního ložiska 21 a zadního horního ložiska 23. Toto popsané uspořádání umožňuje, že vzdálenost osy předního běhounu JJ_ a zadního běhounu 12 od osy otáčení předního horního ložiska 2J_ a zadního horního ložiska 23 je zkrácena na minimální hodnotu, jakou umožňuje poloměr předního běhounu 11 a zadního běhounu 12 a svislý nosník 26 předního rámu 13 a svislý nosník 27 zadního rámu 14. Jmenované radiální ložisko 20 unášeče je válcového tvaru a je axiálně volně posuvné. Na okrajích spodní části středního rámu J_5 jsou uloženy oscilační dorazy 25, které omezují natočení oscilačního táhla 18.

Pokud během práce s tandemovým zhutňovacím válcem 10 nastane situace, že přední rám [3 s předním běhounem 11 a zadní rám 14 se zadním běhounem 12 se vzájemně vychýlí o oscilační úhel ct vůči svislici, dovoluje toto výše popsané nové uspořádání, že střední rám L5 se prostřednictvím unášeče 19 a radiálního ložiska 20 unášeče vychýlí bočně pouze o poloviční úhel tx/2. Výhodou, kterou toto nové uspořádání přináší, je vyšší komfort obsluhy tandemového zhutňovacího válce 10, neboť boční odchylka středního rámu 15 s kabinou 16 je poloviční, než je boční odchylka obou běhounů 11, 12, uložených v rámech 13, 14.

Velkou předností tohoto uspořádání je, že zhutňovací tandemový válec 10 může pracovat s vyšší provozní rychlostí, neboť příčné zrychlení obsluhy, která sedí na sedadle pracoviště 17, umístěného v kabině 16, jež je spojena se středním rámem 15, je výrazně menší.

Další výhodou tohoto uspořádání je poloviční nerovnoměrnost statického lineárního zatížení předního běhounu 11 a zadního běhounu 12 během zatáčení tandemového zhutňovacího válce 10 oproti dosud známým provedením zhutňovacího válce s jedním oscilačním běhounem, který je horizontálně výkyvný, přičemž druhý běhoun je nevýkyvně spojen s rámem zhutňovacího válce. U tohoto uspořádání dle vynálezu je nežádoucí moment, vzniklý vychýlením těžiště středního rámu j_5 mimo střed předního běhounu 11 a zadního běhounu 12 při zatočení, s výhodou zachycen reakcí na kontaktních přímkách s podložím obou jmenovaných běhounů 11, 12 bez omezení oscilačního úhlu gt i při maximálním zatočení.

Názornou ukázku rozložení rovnoměrného statického lineárního zatížení po šířce předního běhounu 11 i zadního běhounu 12 při jízdě tandemového zhutňovacího válce 10 vpřed představuje obrázek 6. Těžiště středního rámu 14 je na citovaném obr. 6 označeno písmenem „T“ a je uloženo v ose obou běhounů 10, 11. Hodnota jmenovaného rovnoměrného statického lineárního zatí- □ CZ 303105 B6 žení na předním běhounu 11 i na zadním běhounu 12 je na jmenovaném obr. 6 označena písmenem „A“.

Projev nového uspořádání zhutňovacího tandemového válce ]_0 v zatáčce je znázorněn na obrázs ku 7, kde těžiště středního rámu 1_5 je označeno písmenem „T“ a je vychýleno o vzdálenost, označenou písmenem „C“, od středu předního běhounu 11 a též od středu zadního běhounu 12.

Vzniklý moment, jak je patrné z jmenovaného obrázku 7, je s výhodou zachycen na předním běhounu JJ_ a taktéž na zadním běhounu 12, přičemž nerovnoměrné statické zatížení má shodnou maximální hodnotu, která je na citovaném obrázku v obou případech označena písmenem „B“.

io

Dále toto nové uspořádání zhutňovacího tandemového zhutňovacího válce 10 výrazně snižuje výše uvedený nežádoucí moment minimalizací vzdálenosti osy předního běhounu 11 a osy otáčení předního horního ložiska 21 a vzdálenosti zadního běhounu 12 a zadního horního ložiska 23. Tato minimální vzdálenost je určena poloměrem obou jmenovaných běhounu 11, 12 a rozměrem is svislého nosníku předního rámu 13 a zadního rámu 14.

Průmyslová využitelnost

Uspořádání rejdovacího a oscilačního zavěšení běhounů tandemového zhutňovacího válce podle vynálezu lze s výhodou využít u všech typů tandemových válců s kloubovým rámem, kde je žádoucí uspořádat rovnoměrné rozložení statického lineárního zatížení po šířce obou běhounů, a to jak při jízdě vpřed či vzad, tak i pri zatočení.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Tandemový zhutňovací válec (10) sestávající z předního běhounu (11), uloženého v předním rámu (13), zadního běhounu (12), uloženého v zadním rámu (14), přičemž přední rám (13) a zadní rám (14), jež obsahují přední svislý nosník (26) a zadní svislý nosník (27), jsou otočně a výkyvné spojeny se středním rámem (15) pomocí předního horního ložiska (21) a zadního horního

35 ložiska (23), dále z oscilačního táhla (18), opatřeného na svých koncích předním dolním ložiskem (22), zadním dolním ložiskem (24) a uprostřed radiálním ložiskem (20) unášeče, ze středního rámu (15), který nese kabinu (16), přičemž ve spodní části středního rámu (15) je umístěn unášeč (19) a oscilační dorazy (25), vyznačující se tím, že oscilační táhlo (18) spojuje přední rám (13) a zadní rám (14) prostřednictvím předního dolního ložiska (22) a zadního

4o dolního ložiska (24) a zároveň při oscilačním úhlu (a) naklápí střední rám (15) prostřednictvím unášeče (19) a ložiska (20) unášeče o poloviční úhel (a/2) vůči přednímu běhounu (11), uloženému v předním rámu (13), a zároveň vůči zadnímu běhounu (12), uloženému v zadním rámu (14), přičemž oscilační dorazy (25), uložené na spodní části středního rámu (15), omezují natočení oscilačního táhla (18).
2. Tandemový zhutňovací válec (10) podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že ložisko unášeče (20) je válcové a axiálně volně posuvné.
3. Tandemový zhutňovací válec (10) podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že

50 oscilační táhlo (18) je umístěno pod spodní částí středního rámu (15) a střední část oscilačního táhla (18) je uložena v radiálním ložisku (20) unášeče, jež je spojeno se spodní částí středního rámu (15) prostřednictvím unášeče (19), který je umístěn ve středu rozvoru předního běhounu (11) a zadního běhounu (12) a tím v polovině vzdálenosti os předního horního ložiska (21) a zadního horního ložiska (23).

-4CZ 303105 B6
4. Tandemový zhutňovací válec (10) podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vzdálenost osy předního běhounu (11) a osy zadního běhounu (12) od osy otáčení předního horního ložiska (21) a osy zadního horního ložiska (23) je zkrácena na minimální hodnotu, jakou umožňuje poloměr předního běhounu (11) a zadního běhounu (12) a svislý nosník (26) předního
5 rámu (13) a svislý nosník (27) zadního rámu (14).

5. Tandemový zhutňovací válec (10) podle nároků laž4, vyznačující se tím, že přední horní ložisko (21), zadní horní ložisko (23), přední dolní ložisko (22) a zadní dolní ložisko (24) jsou tvořena radiálními axiálními kloubovými ložisky.

io
6. Tandemový zhutňovací válec (10) podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že unášeč (19) je umístěn ve středu rozvoru předního běhounu (11) a zadního běhounu (12) a v polovině vzdálenosti os předního horního ložiska (21) a zadního horního ložiska (23).