DE10046336B4

DE10046336B4 - Bodenverdichtungsvorrichtung mit Schwingungserreger und Verfahren zum Regeln des Schwingungserregers

Info

Publication number: DE10046336B4
Application number: DE10046336A
Authority: DE
Original assignee: Wacker Construction Equipment AG
Current assignee: WACKER CONSTRUCTION EQUIPMENT AG, 80809 MUENCHEN, DE
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: EP1334234A1; DE50108203D1; DE10046336A1; WO2002025015A1; US6722815B2; EP1334234B1; JP2004510074A; US20030180093A1

Abstract

Bodenverdichtungsvorrichtung, mit
– einem Bodenkontaktelement (4);
– einem das Bodenkontaktelement (4) beaufschlagenden Schwingungserreger (3);
– einem Antrieb (2) für den Schwingungserreger (3);
– einer Amplitudenregeleinrichtung (5) zum Regeln der Schwingungsamplitude einer durch den Schwingungserreger (3) erzeugten Schwingung;
wobei die Amplitudenregeleinrichtung (5) aufweist:
+ eine Detektionseinrichtung (8) zum Erkennen eines Sonderschwingungszustands des Bodenkontaktelements (4);
+ eine Amplitudenstelleinrichtung (10) zum Einstellen der Schwingungsamplitude; und
+ eine Amplitudenregeleinheit (9) zum Ansteuern der Amplitudenstelleinrichtung (10) derart, dass in einer ersten Regelmaßnahme die Schwingungsamplitude verkleinerbar ist, wenn die Detektionseinrichtung (8) einen Sonderschwingungszustand erkennt, und in einer zweiten Regelmaßnahme die Schwingungsamplitude vergrößerbar ist, wenn die Detektionseinrichtung (8) keinen Sonderschwingungszustand erkennt; und mit
– einer Frequenzregeleinrichtung (6) zum Regeln der Schwingungsfrequenz der durch den Schwingungserreger (3) erzeugten Schwingung;
wobei die Frequenzregeleinrichtung (6) aufweist:
+ eine Leistungsbestimmungseinrichtung (1 1) zum Bestimmen einer von dem Antrieb (2) abgegebenen...

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem ein Bodenkontaktelement beaufschlagenden Schwingungserreger sowie ein Verfahren zum Regeln des Schwingungserregers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Es sind Bodenverdichtungsvorrichtungen, zum Beispiel Vibrationsplatten oder walzen bekannt, bei denen ein den Boden verdichtendes Bodenkontaktelement, wie eine Platte oder eine Walzenbandage, durch eine von einem Schwingungserreger erzeugte Schwingung beaufschlagt werden.

Die Verdichtung des Bodens erfolgt durch ein- oder mehrmaliges Überfahren mit der Bodenverdichtungsvorrichtung, wodurch sich die Festigkeit des Bodens und damit auch sein Schwingungsverhalten ändert. Wenn der Boden bereits stark verdichtet ist und die von der Bodenverdichtungsvorrichtung abgegebene Verdichtungsleistung groß ist, kann die Bodenverdichtungsvorrichtung beginnen zu "springen", indem die Bodenkontaktplatte bzw. -walzenbandage nach jedem Bodenkontakt wieder vom Boden abhebt. Dies stellt nicht nur eine Energieverschwendung dar, sondern ist auch für die bereits erfolgte Verdichtung nachteilig, da es zu lokalen Auflockerungen des Bodens kommen kann. Ein Springen der Bodenverdichtungsvorrichtung führt außerdem zu einer erheblichen Belastung des die Vorrichtung führenden Bedieners.

Aus der WO-A-98-17865 und der WO-A-95-10664 sind Vibrationsverdichter bekannt, bei denen auf den Betriebszustand des Springens durch Veränderung der vom Schwingungserreger erzeugten Schwingung automatisch reagiert wird.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Geräten bzw. Verfahren wird üblicherweise die Frequenz des Schwingungserregers an die vorher ermittelten Bodeneigenschaften angepaßt. Hierfür wird zum Beispiel bei der WO-A-98-17865 der Bodenzustand durch aufwendige Auswertung verschiedener Messsignale ermittelt. Im besonderen ist es hierfür erforderlich, die Bewegung des Bodenkontaktelements, das Bestandteil einer schwingenden Untermasse ist, zu bestimmen. Weiterhin müssen die eingestellte Frequenz und die genaue Stellung des Schwingungserregers gemessen werden.

Darüber hinaus sind Bodenverdichtungsvorrichtungen bekannt, bei denen die Amplitude der vom Schwingungserreger erzeugten Schwingung derart verkleinert wird, dass kein Springen der Bodenverdichtungsvorrichtung mehr auftreten kann. Durch die Begrenzung der Amplitude bei vorgegebener Frequenz kann allerdings nicht mehr die gesamte zur Verfügung stehende Antriebsleistung, für die der Schwingungserreger ausgelegt ist, zur Verdichtung des Bodens genutzt werden. Eine entsprechend geringere Arbeitseffizienz ist die Folge.

3 zeigt eine bekannte als Bodenverdichtungsvorrichtung dienende Vibrationsplatte, die an einer Deichsel 1 von einem Bediener führbar ist. Ein zu einer Obermasse gehörender Antrieb 2 treibt einen zu einer Untermasse gehörenden Schwingungserreger 3 an, der eine eine Bodenkontaktplatte 4 beaufschlagende Schwingung erzeugt. Bei dem Schwingungserreger 3 handelt es sich üblicherweise um einen Ein- oder Zweiwellenerreger, bei dem entsprechend auf einer oder zwei Wellen eine oder mehrere Unwuchtmassen verteilt sind. Der Aufbau einer derartigen Vibrationsplatte ist bekannt, so dass sich eine weitere Beschreibung erübrigt.

In ähnlicher, bekannter Weise sind auch als Bodenverdichtungsvorrichtungen dienende Vibrationswalzen aufgebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einem Schwingungserreger sowie ein Verfahren zum Regeln des Schwingungserregers anzugeben, bei denen eine optimale Ausnutzung der vom Antrieb bereitgestellten Leistung gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, jeweils eine Regelung für die Amplitude und die Frequenz der durch den Schwingungserreger erzeugten Schwingung vorzusehen und mit einfachen Mitteln zu realisieren. Vor allem im Zusammenspiel der beiden Regelungen ist es möglich, die zur Verfügung stehende Antriebsleistung, zum Beispiel eines Antriebsmotors, optimal auszunutzen, ohne dass das unerwünschte "Springen" der Bodenverdichtungs vorrichtung eintritt.

Bei der erfindungsgemäßen Kombination von Amplituden- und Frequenzregelung wird dies dadurch ermöglicht, daß die Schwingungsamplitude stets im Grenzbereich zum Springen gehalten wird. Ändert sich dieser Grenzbereich und macht es zum Beispiel erforderlich, daß die Schwingungsamplitude vermindert werden muß, führt die Frequenzregelung die Schwingungsfrequenz nach, indem sie sie entsprechend erhöht, um die durch die Verminderung der Schwingungsamplitude freiwerdende Antriebsenergie in Form einer höheren Frequenz zu nutzen. Dadurch kann die Antriebsenergie weitgehend vollständig zur Bodenverdichtung genutzt werden, ohne dass die Bodenverdichtungsvorrichtung beginnt zu springen.

Die Regelung der Amplitude beruht darauf, dass immer dann, wenn ein Springen eines Bodenkontaktelements erkannt wird, die Amplitude reduziert wird. Die Überprüfung, ob das Bodenkontaktelement springt, erfolgt kontinuierlich oder regelmäßig im Rahmen eines vorgegebenen Zeittakts. Nach einer Änderung der Amplitude erfolgt somit ein erneutes Bestimmen des Schwingungszustandes des Bodenkontaktelements. Wenn das Bodenkontaktelement immer noch springt, erfolgt eine weitere Reduzierung der Amplitude. Wenn jedoch kein Springen erkannt wird, wird die Amplitude nicht etwa auf dem bestehenden Wert konstant gehalten, sondern wieder – jedoch mit geringerem Gradienten – vergrößert. Folglich ändert sich die Amplitude ständig, nämlich entweder durch eine deutliche Reduzierung, wenn ein Springen festgestellt worden ist, oder durch eine geringfügige Erhöhung, wenn kein Springen festgestellt worden ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Bodenverdichtungsvorrichtung stets im Grenzbereich zwischen Springen und Nichtspringen bewegt wird.

Die Änderung der Schwingungsamplitude kann kontinuierlich und fortlaufend durchgeführt werden, wobei vorzugsweise die Verkleinerung der Schwingungsamplitude mit stärkerem Gradienten erfolgt als die Vergrößerung. Alternativ dazu kann insbesondere bei einer digitalen Regelung von einem Zeitglied ein Zeittakt vorgegeben werden, währenddem von der Detektionseinrichtung der Schwingungszustand des Bodenkontaktelements bestimmt wird. Wenn der Sonderschwingungszustand erkannt worden ist, läßt sich die Schwingungsamplitude inkremental um eine erste Amplitudendifferenz verkleinern. Wenn in dem Zeittakt jedoch kein Sonderbetriebszustand erkannt worden ist, wird die Schwingungsamplitude inkremental um eine zweite, vorzugsweise geringere Amplitudendifferenz vergrößert. Der Zeittakt kann auch derart kurz eingestellt werden, daß sich eine quasi kontinuierliche Änderung der Schwingungsamplitude einstellt.

Die erfindungsgemäße Regelung der Schwingungsfrequenz beruht auf dem Gedanken, die vorgegebene, zum Beispiel von einem Antriebsmotor abgegebene Antriebsleistung zur Bodenverdichtung stets optimal, das heißt maximal auszunutzen. Zu diesem Zweck wird die an den Schwingungserreger abgegebene Antriebsleistung durch eine Leistungsbestimmungseinrichtung bestimmt und mit einem Sollwert, nämlich dem vorher festgelegten Wert für eine optimale Antriebsleistung verglichen, wobei die Frequenzregeleinrichtung die ermittelte Ist-Antriebsleistung im Bereich des vorgegebenen Werts hält, indem sie die von dem Schwingungserreger erzeugte Frequenz entsprechend anpaßt.

Auch wenn die Amplitudenregelung und die Frequenzregelung jeweils schon alleine für eine deutliche Verbesserung bekannter Regeleinrichtungen und insbesondere für eine Steigerung der Arbeitseffizienz sorgen, ist durch eine Kopplung der beiden Regelungen eine weitere Verbesserung möglich.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung für eine Bodenverdichtungsvorrichtung;
2 ein Beispiel für die Regelungsmaßnahmen der erfindungsgemäßen Amplitudenregelung; und
3 schematisch den Aufbau einer bekannten, als Bodenverdichtungsvorrichtung dienenden Vibrationsplatte.
1 zeigt als Blockdiagramm den Aufbau einer erfindungsgemäßen Regelung für den Schwingungserreger einer Bodenverdichtungsvorrichtung. Die Regelung besteht im wesentlichen aus zwei parallel zueinander angeordneten Komponenten, nämlich einer Amplitudenregeleinrichtung 5 und einer Frequenzregeleinrichtung 6.
Beide Regeleinrichtungen 5, 6 beeinflussen einen Betriebszustand 7 der Bodenverdichtungsvorrichtung, der wiederum im wesentlichen durch die – bereits in Zusammenhang mit 3 beschriebenen – Elemente Antrieb 2, Schwingungserreger 3 und Bodenkontaktelement 4 repräsentiert wird.
Im folgenden wird der Aufbau der Amplitudenregeleinrichtung 5 sowie ihr Wirkprinzip erläutert.
Bestandteil der Amplitudenregeleinrichtung 5 ist eine Detektionseinrichtung 8, mit der festgestellt werden kann, ob das Bodenkontaktelement 4 springt, das heißt vom Boden abhebt oder nicht. Dieser Betriebszustand des "Springens" kann zum Beispiel mit Hilfe von bekannten Verfahren, wie in der WO-A-98-17865 oder der WO-A-95-10664 erkannt werden.
Alternativ dazu ist aus der DE-A-100 19 806 eine Detektionseinrichtung bekannt, bei der eine gegenüber dem Bodenkontaktelement elastisch bewegliche Detektionsmasse vorgesehen ist, wobei die Bewegung der Detektionsmasse durch eine Messeinrichtung gemessen wird. Wenn die Bewegung, insbesondere die Schwingungsamplitude der Detektionsmasse einen vorgegebenen Wert übersteigt, kann dies als Springen des Bodenkontaktelements aufgrund überhöhter Schlagenergie interpretiert werden.
Die Information, ob das Bodenkontaktelement 4 springt oder nicht, wird von der Detektionseinrichtung 8 an eine Regeleinheit 9 abgegeben.
Die Regeleinheit 9 wertet die Sprunginformation von der Detektionseinrichtung 8 aus und steuert eine Stelleinrichtung 10 zum Einstellen der Schwingungsamplitude am Schwingungserreger 3 entsprechend vorgegebener Regeln an.
Der Regelalgorithmus umfasst zwei Regelmaßnahmen. Gemäß einer ersten Regelmaßnahme wird die Schwingungsamplitude inkremental um eine erste Amplitudendifferenz k1 verkleinert, wenn die Detektionseinrichtung 8 einen Sonderschwingungszustand, nämlich ein Springen des Bodenkontaktelements 4 erkannt hat.
Wenn dagegen von der Detektiontseinrichtung 8 erkannt worden ist, dass kein Sonderschwingungszustand, also kein Springen vorliegt, wird die Schwin gungsamplitude inkremental um eine zweite Amplitudendifferenz k2 vergrößert.
Zur zeitlichen Steuerung dieser Regelmaßnahmen ist in oder an der Regeleinheit 9 ein Zeitglied zum Erzeugen eines Zeittakts vorgesehen. Jeweils in einem Zeittakt, der zum Beispiel den Bruchteil einer Sekunde betragen kann, wird von der Regeleinheit 9 das Signal der Detektionseinrichtung 8 ausgewertet und eine entsprechende Maßnahme durch Ansteuern der Stelleinrichtung 10 veranlaßt. Dieser Prozeß wiederholt sich im nächsten Zeittakt.
Im Ergebnis ergibt sich aus diesem Regelalgorithmus, dass die Schwingungsamplitude permanent, das heißt in jedem Takt geändert wird. Wenn die Schwingungsamplitude um die erste Amplitudendifferenz k1 verkleinert worden ist und danach immer noch ein Springen detektiert wird, wird eine erneute Verminderung um die erste Amplitudendiffernez k1 veranlaßt. Tritt dagegen kein Springen mehr auf, wird die Amplitude nicht mehr vermindert, sondern um die gegenüber der ersten Amplitudendifferenz k1 kleinere zweite Amplitudendifferenz k2 vergrößert, so dass sich ein Wechselspiel von Verkleinerung und Vergrößerung der Amplitude einstellt. Hierdurch wird erreicht, dass die Bodenverdichtungsvorrichtung stets im Grenzbereich zwischen Springen und Nichtspringen bewegt wird.
2 zeigt in einem Diagramm die Schwingungsamplitude aufgetragen über den zeitlichen Verlauf. Beim Starten der Bodenverdichtungsvorrichtung wird zunächst eine maximale Amplitude eingestellt. Im vorliegenden Fall wird unmittelbar nach dem Starten erkannt, dass das Bodenkontaktelement 4 zu springen begonnen hat, so dass die Schwingungsamplitude um den Wert k1 (erste Amplitudendifferenz) vermindert wird. Anschließend wird festgestellt, dass das Bodenkontaktelement 4 nicht mehr springt, so dass nachfolgend in mehreren Schritten (in 2 in drei Schritten) die Amplitude jeweils um die zweite Amplitudendifferenz k2 vergrößert wird, bis erneut ein Springen festgestellt wird, usw.
In dem mit "a" gekennzeichneten Zeitbereich überfährt die Bodenverdichtungsvorrichtung offensichtlich einen Boden, der nur noch bedingt Schlagenergie aufnehmen kann. Dadurch muß die Schwingungsamplitude zweimal vermindert werden und nimmt schließlich nur einen vergleichsweise geringen Wert ein. Danach findet eine Erholung mit damit verbundener Erhöhung der Schwingungsamplitude statt.
Alternativ zu der beschriebenen inkrementalen Änderung der Schwingungsamplitude, welche sich insbesondere für digital aufgebaute Regelungen eignet, sind auch Regelalgorithmen mit einer kontinuierlichen Änderung der Schwingungsamplitude möglich. Entsprechend würde das Diagramm in 2 keinen gestuften Verlauf, sondern einen wellenförmigen Verlauf einnehmen.
Die erfindungsgemäße Amplitudenregelung ermöglicht es, dass die Bodenverdichtungsvorrichtung den Boden jeweils mit größtmöglicher Amplitude verdichtet, wobei die Amplitudenregeleinrichtung 5 einen gegenüber dem Stand der Technik erheblich vereinfachten Aufbau aufweist.
Eine alleinige Regelung der Amplitude würde allerdings weiterhin den Nachteil mit sich bringen, dass die von dem Antrieb 2 zur Verfügung gestellte Antriebsleistung nicht immer voll ausgenutzt würde. Daher umfaßt die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Gesamtregelung auch noch die Frequenzregeleinrichtung 6, die einen weiteren Regelkreis zur Anpassung der Frequenz des Schwingungserregers 3 darstellt.
Der der Frequenzregeleinrichtung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, dass stets die vorhandene bzw. vorgegebene Antriebsleistung vollständig zur Bodenverdichtung ausgenutzt werden soll.
Dazu ist Bestandteil der Frequenzregeleinrichtung 6 eine Leistungsbestimmungseinrichtung 11, mit der die von dem Antrieb 2 an den Schwingungserreger 3 abgegebene Leistung gemessen werden kann.
In einer Regeleinheit 12 wird die gemessene Ist-Antriebsleistung mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Wenn die gemessene Antriebsleistung unter dem Sollwert liegt, wird die Frequenz des Schwingungserregers 3 über eine Stelleinrichtung 13 erhöht bzw. im umgekehrten Fall verringert.
Die Leistungsbestimmungseinrichtung 11 kann in verschiedener Weise aufgebaut sein. Geht man davon aus, dass es sich bei dem Antrieb 2 um einen Motor handelt, kann zum Beispiel die Motordrehzahl und das Motordrehmoment gemessen werden. Handelt es sich dagegen bei dem Antrieb 2 um ein Hydraulikaggregat und wird der Schwingungserreger 3 hydraulisch angetrieben, kann zur Drehmomentbestimmung auch der in der Hydraulikleitung herrschende Druck verwendet werden. Soweit der Schwingungserreger von einem Elektromotor an getrieben wird, ist auch eine Messung elektrischer Kenngrößen möglich.
Bei einem besonders vorteilhaften Beispiel für die Ausführung der Erfindung wird die Leistungskennlinie des Motors, das heißt der Zusammenhang zwischen der Motorleistung und der Motordrehzahl zur Bestimmung der abgegebenen Leistung, also der Ist-Antriebsleistung für den Schwingungserreger 3 herangezogen. Die Leistungskennlinie des Motors ist im allgemeinen bekannt und stellt einen eindeutigen Zusammenhang zwischen einer vorgegebenen Motorleistung und einer Motordrehzahl dar. Somit läßt sich die vom Motor an den Schwingungserreger 3 abgegebene Antriebsleistung allein mit Hilfe der relativ einfach zu messenden Drehzahl des Antriebsmotors 2 bestimmen.
Eine Regelung der Frequenz des Schwingungserregers 3 zur Konstanthaltung der Antriebsleistung läßt sich dann durch einen Vergleich zwischen der gemessenen Motordrehzahl und der der vorgegebenen Soll-Antriebsleistung zugeordneten Soll-Motordrehzahl durchführen.
Wenn die Ist-Motordrehzahl kleiner ist als die Soll-Motordrehzahl, wird die Frequenz des Schwingungserregers 3, das heißt die Drehzahl der in dem Schwingungserreger 3 vorgesehenen Unwuchtwellen verringert, so dass der Motor entlastet wird und seine Drehzahl auf den vorgegebenen Wert ansteigen kann. Ist dagegen die Ist-Motordrehzahl größer als die Soll-Drehzahl, bedeutet das, dass der Motor zu schwach belastet wird, so dass die Drehzahl der Unwuchtwellen in dem Schwingungserreger 3 vergrößert wird, um die vom Motor zur Verfügung stellbare Antriebsleistung voll auszunutzen.
Die Verstellung der Frequenz des Schwingungserregers 3, das heißt die Änderung der Drehzahl der im Schwingungserreger 3 angeordneten Unwuchtwellen wird durch die Stelleinrichtung 13 durchgeführt. Bei der Realisierung der Stelleinrichtung 13 kann auf bekannte Konstruktionselemente zurückgegriffen werden. Zum Beispiel kann bei einer hydraulischen Leistungsübertragung vom Antriebsmotor 2 zum Schwingungserreger 3 eine Verstellpumpe oder ein Hydraulikmotor mit verstellbarer Drehzahl eingesetzt werden. Bei mechanischer Leistungsübertragung sind Kegelscheibengetriebe, wie zum Beispiel Heynau-Getriebe oder PIV-Getriebe möglich, bei denen entweder über einen Reibring oder über Schubketten Drehmoment übertragen wird, sowie auch Reibrad-Getriebe (PK-Getriebe).
Soweit eine elektrische Leistungsübertragung an den Schwingungserreger 3 erfolgt, ist eine Drehzahländerung mittels eines regelbaren Frequenzumrichters möglich.
Die Amplitudenregeleinrichtung 5 und die Frequenzeinrichtung 6 erreichen für sich genommen jeweils bereits eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Antriebsleistung. Soweit sie parallel angeordnet zusammenwirken, wird die Effizienz nochmals erhöht. Gegenüber dem Stand der Technik zeichnen sich die Regeleinrichtungen 5, 6 durch einfachen Aufbau, geringen Meßaufwand und eine durch die Regeleinrichtungen 5, 6 bewirkte effiziente Bodenverdichtung mit maximaler Leistung aus.

Claims

Bodenverdichtungsvorrichtung, mit – einem Bodenkontaktelement (4); – einem das Bodenkontaktelement (4) beaufschlagenden Schwingungserreger (3); – einem Antrieb (2) für den Schwingungserreger (3); – einer Amplitudenregeleinrichtung (5) zum Regeln der Schwingungsamplitude einer durch den Schwingungserreger (3) erzeugten Schwingung; wobei die Amplitudenregeleinrichtung (5) aufweist: + eine Detektionseinrichtung (8) zum Erkennen eines Sonderschwingungszustands des Bodenkontaktelements (4); + eine Amplitudenstelleinrichtung (10) zum Einstellen der Schwingungsamplitude; und + eine Amplitudenregeleinheit (9) zum Ansteuern der Amplitudenstelleinrichtung (10) derart, dass in einer ersten Regelmaßnahme die Schwingungsamplitude verkleinerbar ist, wenn die Detektionseinrichtung (8) einen Sonderschwingungszustand erkennt, und in einer zweiten Regelmaßnahme die Schwingungsamplitude vergrößerbar ist, wenn die Detektionseinrichtung (8) keinen Sonderschwingungszustand erkennt; und mit – einer Frequenzregeleinrichtung (6) zum Regeln der Schwingungsfrequenz der durch den Schwingungserreger (3) erzeugten Schwingung; wobei die Frequenzregeleinrichtung (6) aufweist: + eine Leistungsbestimmungseinrichtung (1 1) zum Bestimmen einer von dem Antrieb (2) abgegebenen Antriebsleistung für den Schwingungserreger (3); + eine Frequenzstelleinrichtung (13) zum Einstellen der Schwingungsfrequenz; und + eine Frequenzregeleinheit (12) zum Ansteuern der Frequenzstelleinrichtung (13) derart, dass die von der Leistungsbestimmungseinrichtung (11) bestimmte Antriebsleistung annähernd auf einem vorgegebenen Wert haltbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitudenregeleinrichtung (5) und die Frequenzregeleinrichtung (6) parallel zueinander angeordnet sind, so dass eine sich aus einer Verkleinerung der Schwingungsamplitude durch die Amplitudenregeleinrichtung (5) ergebende Verminderung der Antriebsleistung für den Schwingungserreger (3) durch eine Erhöhung der Schwingungsfrequenz kompensierbar ist und umgekehrt.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verkleinerung oder Vergrößerung der Schwingungsamplitude kontinuierlich und fortlaufend derart durchführbar ist, dass sich die Schwingungsamplitude ständig ändert.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Amplitudenregeleinrichtung (5) ein Zeitglied zum Erzeugen eines Zeittakts aufweist; und dass – die Amplitudenstelleinrichtung (10) durch die Amplitudenregeleinheit (9) derart ansteuerbar ist, dass in der ersten Regelmaßnahme die Schwingungsamplitude inkremental um eine erste Amplitudendifferenz (k1) verkleinerbar ist, wenn in einem Zeittakt die Detektionseinrichtung (8) den Sonderschwingungszustand erkennt, und in der zweiten Regelmaßnahme die Schwingungsamplitude inkremental um eine zweite Amplitudendifferenz (k2) vergrößerbar ist, wenn in einem Zeittakt die Detektionseinrichtung (8) keinen Sonderschwingungszustand erkennt.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zeittakt eine Regelmaßnahme durchführbar ist.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Amplitudendifferenz (k1) größer als die zweite Amplitudendifferenz (k2) ist.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonderschwingungszustand ein Zustand ist, in dem ein Parameter einer Schwingung des Bodenkontaktelements (4) einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitudenregeleinheit (9) derart ausgebildet ist, dass beim Start des Schwingungserregers (3) eine maximale Schwingungsamplitude einstellbar ist.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für die Antriebsleistung ei ner von dem Antrieb (2) maximal dauerhaft abgebbaren Leistung entspricht.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) einen Motor aufweist und dass die Leistungsbestimmungseinrichtung (11) eine Drehzahlbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Drehzahl des Motors aufweist.
Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) eine Hydraulikpumpe aufweist und dass die Leistungsbestimmungseinrichtung (11) eine Druckbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des von der Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulikdrucks aufweist.
Verfahren zum Regeln eines Schwingungserregers (3) für eine Bodenverdichtungsvorrichtung, die ein von dem Schwingungserreger (3) beaufschlagtes Bodenkontaktelement (4) zum Verdichten eines Bodens aufweist, wobei der Schwingungserreger (3) durch einen Antrieb (2) angetrieben wird, mit einem Verfahren zum Regeln der Schwingungsamplitude des Schwingungserregers (3), mit den Schritten: – Bestimmen eines Schwingungszustands des Bodenkontaktelements (4); – Erkennen eines Sonderschwingungszustands des Bodenkontaktelements (4); – Ändern der Schwingungsamplitude derart, dass die Schwingungsamplitude verkleinert wird, wenn ein Sonderschwingungszustand erkannt worden ist, und dass die Schwingungsamplitude vergrößert wird, wenn kein Sonderschwingungszustand erkannt worden ist; und mit einem Verfahren zum Regeln der Schwingungsfrequenz des Schwingungserregers (3), mit den Schritten: – Bestimmen einer von dem Antrieb (2) abgegebenen Antriebsleistung; – Vergleichen der Antriebsleistung mit einem vorgegebenen Wert; – Ändern der Schwingungsfrequenz derart, dass die Antriebsleistung annähernd dem vorgegebenen Wert entspricht; dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren zum Regeln der Schwingungsamplitude des Schwingungserregers (3) und das Verfahren zum Regeln der Schwingungsfrequenz des Schwingungserregers (3) parallel durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern der Schwingungsamplitude kontinuierlich und fortlaufend derart durchgeführt wird, dass sich die Schwingungsamplitude ständig ändert.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern der Schwingungsamplitude derart durchgeführt wird, dass die Schwingungsamplitude um eine erste Amplitudendifferenz (k1) verkleinert wird, wenn der Sonderschwingungszustand erkannt worden ist, und dass die Schwingungsamplitude um eine zweite Amplitudendifferenz (k2) vergrößert wird, wenn kein Sonderschwingungszustand erkannt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Amplitudendifferenz (k1) größer als die zweite Amplitudendifferenz (k2) ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchführung des Verfahrens oder wenigstens das Ändern der Schwingungsamplitude in durch einen Takt vorgegebenen Zeitbereichen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für die Antriebsleistung einer von dem Antrieb (2) maximal dauerhaft abgebbaren Leistung entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) einen Motor aufweist und dass das Bestimmen der Antriebsleistung durch Messen der Drehzahl des Motors erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) eine Hydraulikpumpe aufweist und dass das Bestimmen der Antriebsleistung durch Messen des von der Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulikdrucks erfolgt.