DE10053446A1 - Fahrbare Bodenverdichtungsvorrichtung mit Fahrtrichtungsstabilisierung - Google Patents

Abstract

Eine Bodenverdichtungsvorrichtung weist eine Bewegungserfassungseinrichtung (6) zum Erfassen eines Istwerts für die Fahrbewegung der Bodenverdichtungsvorrichtung auf. Der Istwert wird in einer Fahrtregelungseinrichtung (7) mit einem vom Bediener vorgegebenen Sollwert verglichen. Bei Feststellen einer Differenz korrigiert die Fahrtregelungseinrichtung (7) die Fahrbewegung durch Ansteuern einer Lenkeinrichtung (2) oder eines Fahrantriebs (2) der Bodenverdichtungsvorrichtung. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Vibrationsplatten (21, 22, 23) durch Verbindungselemente (24) zu einem Bodenverdichtungssystem verbunden, das ebenfalls eine Fahrtregelungseinrichtung trägt. Die Fahrtregelungseinrichtung steuert die einzelnen Fahrantriebe zur Lenkung des gesamten Bodenverdichtungssystems an.

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Bodenverdichtungsvorrichtung bzw. ein Bodenverdichtungssystem mit mehreren fahrbaren Bodenverdichtungsvorrich­ tungen.

Als Bodenverdichtungsvorrichtungen sind unter anderem fernlenkbare Vibra­ tionsplatten bekannt, bei denen ein Schwingungs- bzw. Unwuchterreger nicht nur die für die Bodenverdichtung erforderliche Vertikalschwingung der Platte, sondern durch geeignete Verstellmöglichkeiten im Schwingungserreger auch ei­ nen Vortrieb bewirkt. Die Lenkbarkeit wird durch das Erzeugen gerichteter Schwingungen außerhalb einer Hochachse der Vibrationsplatte erreicht. Derar­ tige Vibrationsplatten weisen üblicherweise zwei parallele, gegenläufig drehende Unwuchtwellen auf (daher die Bezeichnung "Zwei-Wellen-Erreger"), wobei eine der Wellen zwei voneinander unabhängig in ihrer relativen Phasenlage verstell­ bare axial angeordnete Unwuchten trägt. Die Summe der m.r-Werte (m = Un­ wuchtmasse, r = Exzentrizität des Schwerpunktes der Unwuchtmasse) dieser Unwuchten entspricht dem m.r-Wert der zweiten, ebenfalls eine Unwucht tra­ genden, aber gegenläufig drehenden Erregerwelle. Durch geeignete Synchronisa­ tion der Phasenwinkel der drei Unwuchten können in bekannter Weise gerichte­ te Schwingungen erzeugt werden. Ein derartiger Schwingungserreger ist aus der DE-G 78 18 542.9 bekannt.

Wird der resultierende Kraftvektor der Schwingungen in Fahrtrichtung der Vibrationsplatte nach vorne geneigt, wird die Maschine nach vorne beschleu­ nigt. Für eine Kurvenfahrt nach links wird die linke Unwucht der die zwei Un­ wuchten tragenden Welle mit der großen Unwucht der anderen Welle derart syn­ chronisiert, dass der aus den drei rotierenden Unwuchten resultierende Kraft­ vektor ein Drehmoment (Giermoment) um die Hochachse der Vibrationsplatte erzeugt. Durch geeignete Synchronisation der Unwuchten läßt sich auch eine sogenannte Standrüttelung einstellen, bei der der resultierende Kraftvektor senkrecht gerichtet ist. Entsprechend läßt sich auch eine Rückwärtsfahrt oder eine Drehung der Vibrationsplatte im Stand erreichen.

Die Steuerung der Vibrationsplatte erfolgt üblicherweise durch elektromechani­ sche oder elektrohydraulische Stellglieder zum relativen Verdrehen der Unwuch­ ten, die mittels Funk-, Infrarot- oder Kabelfernsteuerung angesteuert werden.

Aufgrund der taumelnden und teilweise am Boden schleifenden Sprungbewe­ gung der Vibrationsplatte im Rüttelbetrieb werden je nach Bodenbeschaffenheit und Reibungskoeffizient zwischen Platte und Boden ständig wechselnde Kräfte und Drehmomente auf die fahrende Vibrationsplatte übertragen. Eine geringe Richtungskonstanz im Fahrbetrieb der Vibrationsplatte ist die Folge, so dass in kurzen Zeitabständen Richtungskorrekturen durch den Bediener erforderlich sind, um ein Ausbrechen der Vibrationsplatte zu verhindern. Dazu ist es bei ferngelenkten Vibrationsplatten üblich, die Vibrationsplatte anzuhalten und im Stillstand durch Erzeugung eines maximalen Giermomentes um die Hochachse zu drehen. Eine Kurvenfahrt, also die Erzeugung eines Giermomentes bei gleich­ zeitiger Vortriebsbewegung der Vibrationsplatte, ist zwar prinzipiell möglich, jedoch aufgrund der geringen Richtungsstabilität in der Praxis kaum durchführ­ bar. Das ständige Ausrichten der Vibrationsplatte erfordert vom Bediener höch­ ste Konzentration.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit verbesserter Fahrtrichtungsstabilität anzugeben, mit der trotz unvorher­ sehbarer Krafteinflüsse des Bodens eine konstante Geradeausfahrt oder eine koordinierte Kurvenfahrt möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung für die Bodenverdichtungsvorrichtung läßt sich auch auf eine mit mehreren Schwingungserregern ausgestattete Bodenverdichtungsvorrichtung und auf ein aus mehreren Bodenverdichtungsvorrichtungen bestehendes Bodenverdich­ tungssystem übertragen, das in Patentanspruch 16 definiert ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung weist eine Bewegungser­ fassungseinrichtung zum Erfassen eines Istwerts für die eine Ausrichtung, eine Fahrtrichtung, einen Kurs über Grund, eine Drehrate und/oder eine Fahrtge­ schwindigkeit der Bodenverdichtungsvorrichtung umfassende Fahrbewegung auf. Durch die Bewegungserfassungseinrichtung läßt sich die tatsächliche, z. B. durch Bodenunebenheiten oder die Bodenbeschaffenheit bewirkte Bewegung oder Ausrichtung der die Bodenverdichtungsvorrichtung feststellen.

Der von der Bewegungserfassungseinrichtung abgegebene Istwert wird in einer Fahrtregelungseinrichtung mit einem vom Bediener mittels eines Fahrtgebers vorgegebenen Sollwert verglichen. Die Fahrtregelungseinrichtung steuert die Lenkeinrichtung und/oder den Fahrantrieb der Bodenverdichtungsvorrichtung derart an, dass eine Differenz zwischen Ist- und Sollwert, also eine Regelabwei­ chung, minimal wird. Das bedeutet, dass durch Bodeneffekte bzw. die taumeln­ de Bewegung der Vibrationsplatte hervorgerufene Richtungsänderungen unmit­ telbar durch die Bewegungserfassungseinrichtung registriert werden können, so dass die Fahrtregelungseinrichtung eine entsprechende Gegenkorrektur vorneh­ men und die Bodenverdichtungsvorrichtung wieder auf die vom Bediener ge­ wünschte und in Form des Sollwerts vorgegebene Fahrtbewegung, z. B. einen Kurs über Grund bringen kann. Das hat zur Folge, dass die Bodenverdichtungs­ vorrichtung selbst auf schrägem oder unebenem Untergrund einen konstanten Geradeauslauf vollziehen kann. Weiterhin ist eine koordinierte Kurvenfahrt mit gleichzeitiger Drehung und Vorwärtsbewegung entsprechend den Wünschen des Bedieners möglich, ohne dass der Bediener permanent mit dem Fahrtgeber kor­ rigierend eingreifen müßte.

Der Begriff "Fahrbewegung" wird in Zusammenhang mit der Erfindung als Ober­ begriff für eine Vielzahl einzelner physikalischer Größen verwendet, die im wei­ testen Sinne die Bewegung der Bodenverdichtungsvorrichtung betreffen: Unter "Ausrichtung" ist eine Stellung der Bodenverdichtungsmaschine in einem Inerti­ alsystem bzw. über Grund zu verstehen. Als "Fahrtrichtung" ist die Bewegungs­ richtung der Bodenverdichtungsvorrichtung in einem Inertialsystem, z. B. dem Erdmagnetfeld zu sehen. Davon unterscheidet sich der "Kurs über Grund", der der tatsächlichen Bewegung der Bodenverdichtungsvorrichtung über dem zu verdichtenden Boden entspricht. So kann z. B. eine Bodenverdichtungsvorrich­ tung in Richtung Nord-Westen ausgerichtet sein, aber aufgrund der durch den Schwingungserreger erzeugten Antriebswirkung eine Fahrtrichtung schräg dazu, nämlich in Richtung Westen, einnehmen. Wenn nun die Bewegung der Boden­ verdichtungsvorrichtung z. B. durch einen schrägen Untergrund oder durch Bo­ denunebenheiten gestört wird, besteht die Möglichkeit, dass die Fahrtrichtung der Bodenverdichtungsvorrichtung zwar konstant in Richtung Westen gerichtet ist, aber aufgrund der durch die Bodenunebenheiten hevorgerufenen Stöße je­ weils seitlich versetzt wird. Der sich daraus ergebende Kurs über Grund weicht folglich von der eingestellten Fahrtrichtung ab.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Fahrtregelungs­ einrichtung in der Lage, bei einem entsprechenden Bedienerwunsch die Len­ keinrichtung und/oder den Fahrantrieb derart anzusteuern, dass sich die Bodenverdichtungsvorrichtung mit maximaler Geschwindigkeit bei minimaler Regelabweichung, also größtmöglicher Richtungskonstanz, fortbewegt. Das be­ deutet, dass auch bei Kurvenfahrten hohe Fahrtgeschwindigkeiten der Boden­ verdichtungsvorrichtung erreicht werden können.

Als Bewegungserfassungseinrichtung eignen sich handelsübliche Gierratensen­ soren, Kreiselkompasse, optische Faserkreisel, Erdmagnetfeldsensoren, GPS- Empfänger (GPS: Global Positioning System) oder Beschleunigungssensoren und geeignete Kombinationen aus den genannten Elementen.

Je nach Aufwand bei der Ausgestaltung der Bewegungserfassungseinrichtung und der Regelalgorithmen in der Fahrtregelungseinrichtung lassen sich unter­ schiedliche Regelverhalten einstellen: Bei einem relativ einfachen Regelungsfall ist ein Kreiselkompass vorgesehen, der mit einer zugehörigen Regelung ver­ sucht, einer durch eine Störung hervorgerufenen Drehung um die Gierachse der Bodenverdichtungsvorrichtung entgegen zu wirken. Wenn die durch Fremdein­ wirkung hervorgerufene Drehung jedoch zu stark ist, wird die Regelung über­ wunden, und eine dauerhafte Regelabweichung stellt sich ein. Bei einer aufwän­ digeren Regelung ist es dagegen möglich, dass durch die Bewegungserfassungs­ einrichtung eine Abweichung der Fahrtrichtung festgestellt und ausgeregelt wird. Das bedeutet, dass sich die Bodenverdichtungsvorrichtung immer wieder in die gleiche Richtung bewegen wird. Ein durch Fremdeinwirkung hervorgerufe­ ner Parallelversatz der Bodenverdichtungsvorrichtung lässt sich dadurch jedoch nicht korrigieren. Eine noch aufwändigere, dem Flugzeugbau entlehnte Rege­ lungstechnik registriert dagegen sogar Abweichungen vom vorgegebenen Kurs über Grund und ist in der Lage, nicht nur die Fahrtrichtung konstant zu halten bzw. nach erfolgten Auslenkungen entsprechend gegenzusteuern, sondern auch einen Parallelversatz zu korrigieren und die Maschine wieder auf den ursprüng­ lichen Kurs zu bringen.

Die der Erfindung zugrundeliegende technische Lehre läßt sich besonders vor­ teilhaft bei einer Bodenverdichtungsvorrichtung einsetzen, die mehrere Schwin­ gungserregersysteme aufweist, da die Drehmomente, z. B. um die Hochachse der Bodenverdichtungsvorrichtung erfindungsgemäß sensibel und unmittelbar gemäß den Erfordernissen zur Stabilisierung der Fahrtrichtung geregelt werden können. Damit werden auch Kombinationen von Schwingungserregern und de­ ren Vortriebsrichtungen möglich, die bei manueller Regelung, also ohne Erfas­ sung und Auswertung der Fahrbewegung aufgrund der Richtungsinstabilität des Gesamtsystems nicht beherrschbar wären. Außerdem können einfach aufgebau­ te Schwingungserreger, z. B. bestehend aus einem Paar gegenläufig drehender Unwuchten mit um die Erregerquerachse verstellbarem, resultierendem Kraft­ vektor eingesetzt werden.

Die Schwingungserregersysteme sind vorzugsweise so anzuordnen, dass ihre Vortriebsrichtungen parallel verlaufen. Eine Richtungssteuerung erfolgt über die Ausrichtung der Kraftvektoren um die Erregerquerachse, wodurch ein Drehmoment um die Hochachse der Verdichtungsvorrichtung ausgeübt wird.

Alternativ dazu eigen sich auch Schwingungserregersysteme, bei denen die Drehfrequenz, also die Drehzahl der rotierenden Unwuchtwellen z. B. über Hy­ draulik-Proportionalventile einstellbar sind. Durch Veränderung der Drehzahl der Unwuchtwellen ändert sich die resultierende Zentrifugalkraft, so dass die gewünschten Kraftwirkungen eingestellt werden können.

Bei einer anderen Ausführungsform unterscheidet sich die Vortriebsrichtung von wenigstens einem der Schwingungserregersysteme von der Vortriebsrich­ tung von wenigstens einem anderen Schwingunsgerregersystem. Die Schwin­ gungserregersysteme können Schwingungen ohne oder mit Synchronisation er­ zeugen.

Bei einer bezogen auf die Vortriebsrichtungen senkrechten Anordnung der Schwingungserregungseinrichtungen dient z. B. ein Erregersystem dem Vor- und Rücklauf der Bodenverdichtungsvorrichtung und das zweite Erregersystem der Richtungssteuerung. In ungestörter Geradeausfahrt ist der resultierende Kraftvektor des zur Richtungssteuerung vorgesehenen Erregersystems senkrecht zur Ebene, also ohne Vortriebsrichtung, ausgerichtet. Alternativ dazu kann der Kraftvektor auch gezielt oszillierend nach links und rechts gerichtet werden, um z. B. Schubspannungen in das zu verdichtende Gut einzubringen.

In einer besonderen Ausführung der Erfindung sind zwei synchronisierte Schwingungserregersysteme übereinander, mit senkrecht zueinander stehenden Vortriebsrichtungen in der Bodenverdichtungsvorrichtung angeordnet. Durch geeignete Ansteuerung der beiden Schwingungserregersysteme kann der resul­ tierende Kraftvektor um die Hochachse der Bodenverdichtungsvorrichtung belie­ big ausgerichtet werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der resultierende Kraftvektor im Schwerpunkt der Bodenverdichtungsvorrich­ tung angreifen. In Verbindung mit der Richtungsstabilisierung und z. B. einer Bodenkontaktplatte mit kreisförmigem Grundriss kann bei dieser Ausführungs­ form eine besonders hohe Richtungsstabilität und Manövrierfähigkeit der Bo­ denverdichtungsvorrichtung erreicht werden.

Bei einem Bodenverdichtungssystem gemäß der Erfindung können mehrere Bo­ denverdichtungsvorrichtungen starr oder elastisch miteinander verbunden be­ trieben werden. Wie bei der vorstehend beschriebenen einzelnen Bodenverdich­ tungsvorrichtung ist eine Bewegungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Istwerts für die Fahrbewegung des gesamten Bodenverdichtungssystems vorge­ sehen, der in einer Fahrtregelungseinrichtung mit einem vom Bediener vorgege­ benen Sollwert verglichen wird. Die Fahrtregelungseinrichtung steuert die ein­ zelnen Fahrantriebe der jeweiligen Bodenverdichtungsvorrichtungen derart an, dass die Differenz zwischen Ist- und Sollwert minimal wird. Auf diese Weise lassen sich mehrere Bodenverdichtungsvorrichtungen zu einer Einheit zusam­ menfassen, was eine erheblich höhere Arbeitsleistung ermöglicht. Durch die Fahrtregelungseinrichtung bleibt auch das komplexe Gesamtsystem für den Be­ diener einfach beherrsch- und steuerbar.

Das hat zur Folge, dass keine der Bodenverdichtungsvorrichtungen eine eigene Lenkeinrichtung benötigt. Vielmehr kann bei dem aus mehreren Bodenverdich­ tungsvorrichtungen bestehenden System durch Ansteuern der jeweiligen, den individuellen Vortrieb der zugehörigen Bodenverdichtungsvorrichtung erzeugen­ den Fahrantriebe die Fahrtgeschwindigkeit und die Fahrtrichtung, d. h. die Fahrbewegung des Gesamtsystems, eingestellt werden. Aufgrund der permanen­ ten Erfassung der Ist-Fahrbewegung regelt die Fahrtregelungseinrichtung even­ tuelle Abweichungen vom Wunsch des Bedieners unmittelbar aus, so dass eine konstante und koordinierte Bewegung erreicht wird.

Die Bodenverdichtungsvorrichtungen sind bei einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung von einer Verbindungstruktur derart gehalten, dass die Vor­ triebsrichtungen der einzelnen Bodenverdichtungsvorrichtungen parallel angeordnet sind. Ein zur Richtungsänderung erforderliches Moment um die Hoch­ achse des Verbundes wird durch Ansteuern der einzelnen Schwingungserreger erzeugt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich die Vor­ triebsrichtung von wenigstens einer der Bodenverdichtungsvorrichtungen von der Vortriebsrichtung von wenigstens einer anderen Bodenverdichtungsvorrich­ tung. Durch Ansteuerung der einzelnen, zur Erzeugung von Vortrieb und Rich­ tungsstabilisierung geeignet angeordneten Fahrantriebe ist es möglich, dass sich das gesamte Bodenverdichtungssystem richtungs- oder kursstabilisiert fortbewegt.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen fernlenkbaren Bodenverdichtungsvorrichtung;

Fig. 2a und 2b tabellarisch die Zusammenhänge zwischen einer Fahrtge­ berstellung, einem Istwert von einer Bewegungs­ erfassungseinrichtung, einer Stellung eines Schwingungs­ erregers und einer resultierenden Fahrbewegung bei einer erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsvorrichtung in ver­ schiedenen Fahrzuständen; und

Fig. 3a bis 3e in schematischer Draufsicht Schwingungserreger- und Vortriebskombinationen bei einer erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsvorrichtung; und

Fig. 4a bis 4d eine schematischer Draufsicht auf unterschiedliche Aus­ führungsformen eines erfindungsgemäßen Bodenverdich­ tungssystems.

Die Erfindung wird anhand einer in Fig. 1 gezeigten, als Bodenverdichtungsvor­ richtung dienenden, fernsteuerbaren Vibrationsplatte erläutert. Die Erfindung läßt sich jedoch auch auf andere Bodenverdichtungsvorrichtungen, wie z. B. Walzen, oder nicht ferngesteuerte Vibrationsplatten übertragen.

Die Vibrationsplatte weist eine Bodenkontaktplatte 1 auf, auf der ein als Schwingungserregungseinrichtung dienender Zwei-Wellen-Schwingungserreger 2 angebracht ist, wie er bereits oben unter Bezugnahme auf den Stand der Tech­ nik erläutert wurde, und dessen zweite Welle zwei hinsichtlich ihrer Phasenlage unabhängig voneinander einstellbare Unwuchten trägt. Der Zwei-Wellen- Schwingungserreger 2 wird durch einen Motor 3 in bekanner Weise angetrieben. Die Schwingungserregungseinrichtung, also der Zwei-Wellen-Schwingungser­ reger 2 dient gleichzeitig als Fahrantrieb und als Lenkeinrichtung, so dass die Erzeugung des für die Fahrtgeschwindigkeit, die Vorwärts- bzw. Rückwärtsbe­ wegung und eines Drehmoments um die Hochachse der Vibrationsplatte erfor­ derlichen Vortriebs mittels des Zwei-Wellen-Schwingungserregers 2 erfolgt.

Die Vibrationsplatte wird über eine als Fahrtgeber dienende Fernsteuerung 4 mit einem sogenannten Joystick 4a mittels Funk. Infrarot oder Kabel vom Be­ diener angesteuert. Der Bediener trägt dazu einen Steuerkasten, auf dem der in X- und Y-Richtung bewegliche Joystick 4a, eine Art Steuerhebel angeordnet ist. Eine Auslenkung des Joysticks 4a in X-Richtung bewirkt eine Vorwärtsfahrt der Vibrationsplatte, während eine Auslenkung des Joysticks 4a in positive oder ne­ gative Y-Richtung eine entsprechende Links- oder Rechts-Drehung der Vibrati­ onsplatte bewirkt. Das Drehsignal kann auch eine Vorgabe für die Drehrate der Vibrationsplatte oder für einen beabsichtigten Kurvenradius sein. Selbstver­ ständlich eignet sich zur Steuerung der Vibrationsplatte auch jede andere Art außer der gezeigten Fernsteuerung 4, so z. B. eine direkt an der Vibrationsplatte angebrachte Steuereinrichtung.

Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel wird ein durch die Fernsteuerung 4 erzeugtes Steuersignal über Antennen 5 zur Vibrationsplatte übertragen, wo es zur Ein­ stellung der Fahrtgeschwindigkeit, der Fahrtrichtung und gegebenenfalls der Lenkung ausgewertet wird.

Die Lenkung, also in erster Linie die Erzeugung eines Giermoments um eine Hochachse der Vibrationsplatte, erfolgt ebenfalls durch die Schwingungs­ erregungseinrichtung, die in diesem Fall auch als Lenkeinrichtung dient. Die Schwingungserregungseinrichtung bildet bei der Vibrationsplatte gemäß Fig. 1 also gleichzeitig den Fahrantrieb und die Lenkeinrichtung. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Funktionen jedoch auch von getrennt aufgebauten und getrennt ansteuerbaren Einrichtungen übernommen werden.

Die von der Wirkung des Schwingungserregers, aber auch von äußeren Ein­ flüssen, z. B. von der Reibung am Boden abhängige tatsächliche Fahrbewegung der Vibrationsplatte, die sich aus der Fahrtgeschwindigkeit und der Fahrtrich­ tung zusammensetzt, wird durch eine Bewegungserfassungseinrichtung 6 be­ stimmt. Je nach Einsatzzweck eignen sich für die Bewegungserfassungseinrich­ tung 6 Gierratensensoren zur Erfassung der Drehung um die Hochachse der Vibrationsplatte, Kreiselkompasse oder optische Faserkreisel zur Erfassung von Richtungsänderungen bezüglich eines Inertialsystems, Erdmagnetfeldsensoren zur Bestimmung der Relativstellung der Vibrationsplatte im Erdmagnetfeld, GPS-Empfänger oder Beschleunigungssensoren. Zur Erhöhung der Meßgenauig­ keit wird es oftmals zweckmäßig sein, mehrere dieser Bauelemente zu einer Be­ wegungserfassungseinrichtung 6 zusammenzufassen. So ist es z. B. auch mög­ lich, Bewegungserfassungseinrichtungen für Navigationssysteme aus dem Auto­ mobil- oder Flugzeugbau zu übernehmen.

Außer der Fahrtgeschwindigkeit und der Fahrtrichtung kann es auch zweck­ mäßig sein, die Drehrate um die Hochachse der Vibrationsplatte oder die Aus­ richtung der Vibrationsplatte bezüglich eines Inertialsystems zu ermitteln.

Ein von der Bewegungserfassungseinrichtung 6 erzeugtes, dem Istwert für die Fahrbewegung entsprechendes Signal wird an eine Fahrtregelungseinrichtung 7 geliefert, die außerdem durch das Sollwertsignal von der Fernsteuerung 4 beauf­ schlagt wird. Die Fahrtregelungseinrichtung 7 bildet eine einer Regelabweichung entsprechende Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert. Mit Hilfe geeigne­ ter Regelalgorithmen, die vom Fachmann entsprechend dem Eigenverhalten der Vibrationsplatte auszulegen sind, steuert die Fahrtregelungseinrichtung 7 den Schwingungserreger 2, also den Fahrantrieb und die Lenkeinrichtung derart an, dass die Regelabweichung minimal wird. Daduch wird die Vibrationsplatte sehr präzise auf dem vom Bediener gewünschten Kurs gehalten.

Soweit von der Bewegungserfassungseinrichtung 6 Istwerte zu einer Drehrate der Vibrationsplatte oder zu ihrer Ausrichtung geliefert werden, ist es auch möglich, diese Istwerte mit entsprechenden Sollwerten abzugleichen. Somit kann die Stellung der Vibrationsplatte z. B. im Stillstand, in dem streng genommen keine Fahrtrichtung und keine Fahrtgeschwindigkeit vorliegt, eingestellt werden.

Die Fig. 2a und 2b zeigen exemplarisch das Zusammenspiel der wesentlichen Bauelemente der Vibrationsplatte in Zusammenhang mit unterschiedlichen Fahrzuständen in tabellarischer Form. In den Spalten der Tabelle werden die Joystick-Stellung, d. h. die Stellung des Joysticks 4a an der Fernbedienung 4, ein Gierratensignal als Darstellung eines von der Bewegungserfassungseinrich­ tung 6 gelieferten Istwerts, die Stellung der Unwuchten im Schwingungserreger 2 sowie die resultierende Fahrbewegung der Vibrationsplatte gegenübergestellt.

Der Schwingungserreger 2 entspricht dem bereits beschriebenen Zwei-Wellen- Schwingungserreger, bei dem zwei Wellen gegenläufig, aber miteinander syn­ chronisiert drehbar sind und jeweils Unwuchten tragen. Auf einer der Wellen (in Fig. 2a-1 die linke) ist die Unwuchtmasse in zwei axial angeordnete Teilmassen aufgeteilt, die zwar gemeinsam auf der zugehörigen Welle mitdrehen, jedoch in ihrer Phasenlage zueinander verstellbar sind, wie durch einen Vergleich zwischen Fig. 2a-1 und Fig. 2a-2 erkennbar ist.

Zusätzlich zu den Unwuchtmassen sind auch die zwischen der Unwuchtmasse der einen (rechten) Welle und der jeweiligen anderen (linken) Teilmasse ent­ stehenden resultierenden Kraftvektoren eingezeichnet.

In Fig. 2a-1 sind die Unwuchtmassen in der Schwingungserregungseinrichtung derart synchronisiert, dass ein maximaler Vortrieb und damit eine maximale Vorwärtsgeschwindigkeit der Vibrationsplatte erreicht werden kann. Die resul­ tierenden Kraftvektoren stehen daher in einem Winkel von etwa 45° nach vorne geneigt.

Bewirkt wird diese Unwuchtstellung durch den Joystick 4a, der einen maxima­ len X-Wert (hier: 100) liefert.

Solange sich die Platte konstant vorwärtsbewegt, bleibt das Gierratensignal auf einem konstanten Wert, z. B. bei Null, da keine Drehung der Vibrationsplatte um ihre Hochachse erfolgt. Zur Erläuterung des Verlaufs des Gierratensignals wird angenommen, dass das Gierratensignal eine Spannung ist, deren Verlauf über der Zeit dargestellt wird.

Exemplarisch wird in Fig. 2a-1 auch der Fall einer Störung, z. B. aufgrund einer Unebenheit des Bodens gezeigt. Das Gierratensignal schlägt dann aus (gestri­ chelte Linie), da die Vibrationsplatte eine geringfügige Drehung vollzieht. Eine sich aufbauende Abweichung zwischen dem durch die Joystick-Stellung vorge­ gebenen Sollwert und dem Istwert wird sofort durch die Fahrtregelungseinrich­ tung 7 erkannt und durch Beeinflussung der Unwuchtstellungen und damit der resultierenden Kraftvektoren korrigiert, mit dem Ziel, das Gierratensignal bei Null zu halten.

Kommt es trotzdem zu einer Fahrtrichtungsänderung, z. B. weil die von außen einwirkende Störung zu stark ist, wirkt also eine Drehrate über eine gewisse Zeit ein oder überschreitet einen Grenzwert, so kann bei Anwendung eines ge­ eigneten Regelgesetzes durch Erzeugung eines über entsprechende Zeit wirken­ den gegenläufigen Giermoments die Vibrationseinrichtung in ihre Ausgangs- Fahrtrichtung zurückgedreht werden. Die Fahrtregelungseinrichtung 7 ist dabei zweckmäßigerweise derart auszulegen, dass sie nicht nur die Drehung der Vi­ brationsplatte verhindert, wenn keine Drehung erwünscht ist, sondern auch eine durch äußere Störeinflüsse erfolgte Drehung durch eine Gegendrehung kompensieren läßt.

In Fig. 2a-2 wird ein Fahrzustand gezeigt, indem die Vibrationsplatte eine Kurvenfahrt nach links vorne vollzieht.

Die Joystick-Werte liegen jetzt beispielhaft bei X = 100 und Y = 50, d. h., dass der Bediener weiterhin maximale Vorwärtsfahrt und gleichzeitig aber eine Links­ drehungskomponente, z. B.. als Vorgabe für eine Drehrate, verlangt. Die Un­ wuchten in der Schwingungserregungseinrichtung 2 erzeugen dementsprechend zwei unterschiedliche resultierende Kraftvektoren, derart, dass der - in Fahrt­ richtung gesehen - rechte Kraftvektor weiterhin eine Vorwärtskomponente auf­ weist, während der linke Kraftvektor lediglich vertikal gerichtet ist, also aus­ schließlich der Bodenverdichtung, nicht aber einer Vorwärtsbewegung dient.

Das Gierratensignal steigt aufgrund der Drehung der Vibrationsplatte an und bleibt dann auf einem konstanten Wert, wenn die Drehung der Vibrationsplatte konstant ist. Der Sollwert für das Gierratensignal ergibt sich wieder aus der Joystick-Stellung, so dass die Fahrtregelungseinrichtung 7 eventuelle Abwei­ chungen des Gierratensignals sofort durch Eingriff in die Unwuchtstellung ausregeln kann.

Fig. 2a-3 zeigt den Fall einer Drehung der Vibrationsplatte im Stand nach links. Der Bediener stellt den Joystick auf die Stellung X = 0 und Y = 100, da er keine Fahrtgeschwindigkeit, sondern lediglich eine Drehung der Vibrationsplatte wünscht. Dazu erzeugen die Unwuchten gegeneinander gerichtete resultierende Kräfte, um eine maximale Drehung zu bewirken. Dementsprechend wird das Gierratensignal auf einem maximalen Wert gehalten.

Fig. 2a-4 zeigt die Vibrationsplatte in Standrüttelung, bei der die Schwingungs­ erregungseinrichtung keinen Vortrieb, sondern lediglich vertikal gerichtete Schwingungen erzeugt. Da die Vibrationsplatte keine Drehung vollzieht, liegt das Gierratensignal bei Null.

Fig. 2b-5 zeigt den Fahrzustand, bei dem der Bediener durch Bewegung des Joy­ sticks in die Stellung X = -100 die volle Rückwärtsfahrt der Vibrationsplatte ein­ stellt. Die Unwuchten werden in eine Stellung bewegt, in der resultierende Kraftvektoren mit maximaler Vortriebswirkung in Rückwärtsrichtung erzeugt werden. Das Gierratensignal bleibt - soweit keine Störung der Bewegung erfolgt - bei Null.

Schließlich wird in Fig. 2b-6 ein Zustand dargestellt, in dem der Bediener durch Bewegung des Joysticks in die Stellung X = -100 und Y = -50 eine Kurvenfahrt nach rechts hinten wünscht. In diesem Fall steigt das Gierratensignal wieder auf einen positiven Wert, der hier exemplarisch mit einer Linksdrehung der Vibrationsplatte - bezogen auf eine Vorwärtsfahrt - gleichzusetzen ist.

Wie sich aus obiger Beschreibung ergibt, genügt es, wenn der Joystick 4a für die X- und Y-Koordinaten lediglich einige vorbestimmte Werte ausgibt. So rei­ chen für die die Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrtrichtung bestimmende X-Koordi­ nate die Signalwerte +100, 0, -100 aus. Für die die Drehrichtung bestimmende Y-Koordinate sollten mehrere Einzelwerte vorgesehen werden, nämlich +100, + 75, +50, +25, 0, -25, -50, -75 und -100.

Es wurde bei vorstehender Beschreibung angenommen, dass das Gierratensig­ nal bei 0 Volt liegt, wenn die Vibrationsplatte keine Drehung vollzieht. Das Gier­ ratensignal liegt im Bereich einer positiven Spannung, wenn die Vibrationsplatte eine Linksdrehung vollführt, während der Signalwert bei einer Rechtsdrehung negativ wird. Selbstverständlich dienen diese Definitionen nur der Veranschau­ lichung der Erfindung. In der Praxis können auch andere Werte für das Gier­ ratensignal erreicht werden. Wie oben dargelegt, kann darüber hinaus statt des Gierratensignals auch ein anderes Signal oder eine Kombination mehrerer Signale als Istwert für die Fahrbewegung ermittelt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird neben der Gierraten­ messung gleichzeitig eine Messung der Vorlaufgeschwindigkeit z. B. durch einen zusätzlichen Sensor durchgeführt. Dadurch kann erreicht werden, dass die Vibrationsplatte vorgegebene Kurvenradien durchfährt, d. h. gleichzeitig eine Drehung und eine Vorwärtsbewegung und nicht nur eine vorgegebene Drehung vollzieht, die bei ungünstigen Bedingungen auch zu einer Standdrehung führen kann.

Fig. 3a bis e zeigen in schematischer Draufsicht erfindungsgemäße Bodenver­ dichtungsvorrichtungen mit unterschiedlicher Anordnung von mehreren Schwingungserregungseinrichtungen.

Im Gegensatz zu der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Vibrationsplatte ist jede der in den Fig. 3a bis 3e gezeigten, ebenfalls am Beispiel von Vibrations­ platten erläuterten Bodenverdichtungsvorrichtungen statt mit nur einer Schwin­ gungserregungseinrichtung mit mehreren Schwingungserregungseinrichtungen 10, 11, 12 versehen.

Fig. 3a zeigt schematisch eine Vibrationsplatte, bei der zwei Schwingungs­ erregungseinrichtungen 10. 11 auf einer gemeinsamen Bodenkontaktplatte 13 parallel zueinander angeordnet sind.

Die Schwingungserregungseinrichtung 10, 11 sind nur schematisch dargestellt und bestehen jeweils aus zwei parallelen, miteinander formschlüssig drehbar gekoppelten und gegenläufig drehenden Wellen 14, 15, die jeweils eine Unwucht 16 tragen und in ihrer relativen Phasenlage zueinander verstellbar angeordnet sind. Eine axiale Aufteilung von einer der Unwuchten 16 auf der zugehörigen Welle, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 der Fall war, ist bei den in den Fig. 3a bis 3e dargestellten Vibrationsplatten nicht erforderlich, aber grundsätzlich auch möglich.

Die Schwingungserregungseinrichtungen 10, 11 sind parallel zueinander ange­ ordnet, so dass sie in die gleiche Vortriebsrichtung wirken. Durch Einstellen von unterschiedlich starken bzw. unterschiedlich gerichteten resultierenden Kraftvektoren der beiden Schwingungserregungseinrichtungen 10, 11 lässt sich ein Giermoment um eine Hochachse 17 erzeugen, wodurch die Vibrationsplatte lenkbar wird.

Die Fig. 3b-3d zeigen Varianten der in Fig. 3a gezeigten Vibrationsplatte, die ohne die erfindungsgemäße Fahrtrichtungsstabilisierung in der Praxis nicht an­ wendbar wären.

So sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3b drei Schwingungserregungsein­ richtungen 10, 11, 12 auf der Bodenkontaktplatte 13 angeordnet. Die mittlere der drei Schwingungserregungseinrichtungen (mit Bezugszeichen 11 gekenn­ zeichnet) muss dabei nicht zwingend zum Vortrieb und damit zum Erzeugen ei­ ner Fahrbewegung der Vibrationsplatte beitragen. Vielmehr genügt es, wenn le­ diglich die äußeren Schwingungserregungseinrichtungen 10, 12 den Vortrieb und die Lenkung bewerkstelligen, während die mittlere Schwingungserregungs­ einrichtung 11 ausschließlich zum Erzeugen einer vertikal gerichteten Schwin­ gung dient. Dementsprechend einfach kann die mittlere Schwungserregungsein­ richtung 11 aufgebaut sein. So ist es z. B. nicht erforderlich, dass die Richtung des von ihr erzeugten resultierenden Kraftvektors einstellbar ist.

Fig. 3c zeigt eine Anordnung, bei der die Schwingungserregungseinrichtungen 10, 11 um 90° verdreht zueinander auf der gemeinsamen Bodenkontaktplatte 13 angeordnet sind. Die Vorwärtsfahrtrichtung der Vibrationsplatte ist durch einen nach links gerichteten Pfeil dargestellt. Somit genügt es für den normalen Vor­ wärtsbetrieb, dass lediglich die Schwingungserregungseinrichtung 10 einen nach vorne gerichteten Kraftvektor erzeugt. Soweit eine Lenkung der Vibrations­ platte nicht erforderlich ist, ist die von der Schwingungserregungseinrichtung 11 erzeugte Schwingung vertikal gerichtet. Zum Lenken allerdings kann die Schwingung der Schwingungserregungseinrichtung 11 auch mit einer Horizon­ talkomponente versehen werden, was eine Drehung der Vibrationsplatte be­ wirkt. Durch ständigen, oszillierenden Richtungswechsel der Horizontalkompo­ nente der von der Schwingungserregungseinrichtung 11 erzeugten Schwingung lässt sich eine schlängelnde Bewegung der Vibrationsplatte erzeugen, durch die Schubspannungen in den zu verdichtenden Boden eingebracht werden können.

Fig. 3d zeigt zwei Beispiele für die Anordnung von drei Schwingungserregungs­ einrichtungen 10, 11, 12, wobei jeweils die mittlere Schwingungserregungsein­ richtung 11 gegenüber den anderen Schwingungserregungseinrichtungen 10, 12 um 90° versetzt ist.

Bei allen Anordnungen, bei denen wenigstens eine Schwingungserregungsein­ richtung um 90° gegenüber der Vortriebsrichtung der Vibrationsplatte versetzt ist, kann die Vibrationsplatte im Verdichtungsprozess neben Lenkbewegungen auch einen zur Haupt-Fahrtrichtung parallelen Versatz durchführen. Dies ist inbesondere von Vorteil für eine Automatisierung der Verdichtung von größeren Flächen, bei der die Fläche in parallelen Streifen überfahren werden soll. Ein aufwändiges Wendemanöver am Ende von jedem Streifen kann nämlich entfal­ len, weil die Vibrationsplatte jeweils nur um die Breite der Bodenkontaktplatte versetzt werden muss, was durch die Bereitstellung der Schwingserregungsein­ richtung 11 quer zur Hauptvortriebsrichtung leicht möglich ist.

Fig. 3e zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Schwin­ gungserregungseinrichtungen 10, 11 übereinander angeordnet sind. Die Erre­ gerachsen stehen senkrecht zueinander. Durch geeignete Ansteuerung der bei­ den Schwingungserregungseinrichtungen 10, 11 kann der resultierende Kraft­ vektor um die in der Mitte verlaufende Hochachse der Vibrationsplatte beliebig ausgerichtet werden. Im vorliegenden Beispiel greift der resultierende Kraftvek­ tor im Schwerpunkt der Vibrationsplatte an. Auch andere Angriffspunkte kön­ nen - je nach Gestaltung der Vibrationsplatte - zweckmäßig sein.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 3e sind die Schwingungserregungseinrichtungen 10, 11 gemeinsam auf einer Bodenkontaktplatte 18 befestigt, die einen im We­ sentlichen kreisförmigen Grundriss aufweist. Eine derartige Vibrationsplatte kann problemlos in sämtliche Richtungen verfahren werden, ohne dass eine sonst übliche Hauptrichtung beachtet werden müsste. In Verbindung mit der oben beschriebenen Richtungsstabilisierungsregelung kann bei diesem Beispiel eine hohe Richtungsstabilität und Manövrierfähigkeit erreicht werden.

Die in den Fig. 3a bis 3e gezeigten Bodenverdichtungsvorrichtungen haben in Verbindung mit der erfindunggemäßen Fahrbewegungsregelung den Vorteil ge­ genüber bisher bekannten Vibrationsplatten, dass die hier beispielhaft gezeigten Anordnungen von Schwingungserregungseinrichtungen ohne die erfindungsgemäße Fahrtregelung eine hohe Instabilität der Fahrtrichtung aufweisen würde, was in der praktischen Handhabung, selbst bei handgeführten, also nicht fern­ gesteuerten Bodenverdichtungsvorrichtungen zu einer hohen Belastung des Be­ dieners führen würde. Im Gegensatz dazu wird in Verbindung mit der erfin­ dungsgemäßen Fahrtregelungseinrichtung z. B. eine vom Bediener gewünschte Geradeausfahrt auch bei mit unterschiedlicher Frequenz drehenden Wellen der Schwingungserregungseinrichtungen ebenso konstant eingeregelt, wie durch Bodeneinflüsse erzeugte Drehmomente um die Hochachse kompensiert werden.

Es ist offensichtlich, dass statt der in den Fig. 3a bis 3e gezeigten zwei oder drei Schwingungserregungseinrichtungen auch noch mehr Schwingungserregungs­ einrichtungen auf der gemeinsamen Bodenkontaktplatte angebracht und - zu­ mindest teilweise - von der Fahrtregelungseinrichtung angesteuert werden kön­ nen.

Die Fig. 4a bis 4d zeigen in schematischer Draufsicht erfindungsgemäße Boden­ verdichtungssysteme, die jeweils aus mehreren Vibrationsplatten 21, 22, 23 be­ stehen und durch eine Verbindungsstruktur miteinander richtungsstabil, aber relativ zueinander höhenbeweglich, gegebenenfalls auch elastisch bzw. mit meh­ reren Freiheitsgraden beweglich verbunden sind.

Fig. 4a zeigt ein erfindungsgemäßes Bodenverdichtungssystem mit zwei Vibra­ tionsplatten 21, 22, die durch Verbindungselemente 24 miteinander verbunden sind.

Jede der Vibrationsplatten 21, 22 trägt eine Schwingungserregungseinrichtung 25, wie sie bereits in Zusammenhang mit den Fig. 3a is 3e erläutert worden sind.

Die Verbindungsstruktur verbindet mit den Verbindungselementen 24 die Vibra­ tionsplatten 21, 22 in geeigneter Weise derart, dass die Vibrationsplatten 21, 22 sich nicht gegeneinander verdrehen können, sondern in ihrer jeweiligen Rich­ tung gehalten werden. Zum Ausgleich von Bodenunebenheiten und der nicht er­ forderlichen Schwingungssynchronisation der Vibrationsplatten ist aber die re­ lative Beweglichkeit möglich und zweckmäßig.

Die Schwingungserregungseinrichtungen 25 auf jeder der Vibrationsplatten 21, 22 dienen gleichzeitig als Fahrantrieb zum Erzeugen einer Vortriebsbewegung. Grundsätzlich ist es aber möglich, die Schwingungserregungseinrichtung vom Fahrantrieb funktionsmäßig zu trennen. So ist es - wie oben bereits beschrieben - bei einem bekannten Zwei-Wellen-Schwingungserreger möglich, eine starke wird, wenn die resultierenden Kraftvektoren senkrecht stehen (vergleiche z. B. Fig. 2a-4).

Fig. 4b zeigt drei parallel zueinander angeordnete Vibrationsplatten 21, 22, 23, die jeweils ebenfalls über die Verbindungselemente 24 miteinander verbunden sind und jeweils eine Schwingungserregungseinrichtung 25 tragen.

Fig. 4c zeigt zwei Vibrationsplatten 21, 22, auf denen jeweils eine Schwingungs­ erregungseinrichtung 25 befestigt ist, wobei jedoch die Vortriebsrichtung der beiden Schwingungserregungseinrichtungen 25 um 90° zueinander verdreht ist.

Die Schwingungserregersysteme der Vibrationsplatten können ohne Synchroni­ sation oder miteinander synchronisiert betrieben werden. Eine der Vibrations­ platten 21 dient zum Erzeugen des Vortriebs des gesamten Bodenverdichtungs­ systems, während die zweite Vibrationsplatte 22 neben der Bodenverdichtung der Richtungssteuerung dient. Bei ungestörter Geradeausfahrt (Pfeilrichtung) ist der resultierende Kraftvektor der zur Richtungssteuerung vorgesehenen Vibrati­ onsplatte 22 senkrecht zur Ebene gerichtet oder wird gezielt oszillierend nach links und rechts gerichtet, um z. B. Schubspannungen in das zu verdichtende Gut einzubringen.

Fig. 4d zeigt Anordnungen von drei miteinander gekoppelten Vibrationsplatten 21, 22, 23, wobei jeweils eine Schwingungserregungseinrichtung 26 um 90° ge­ genüber den übrigen Schwingungserregungseinrichtungen 25 verdreht angeor­ net ist.

Wie bei der in Fig. 3d beschriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung kann auf­ grund der um 90° verdrehten Vortriebsrichtung der Schwingungserregungsein­ richtungen 25 auch hier ein Parallelversatz des Gesamtsystems erzielt werden.

Wie bei den Schwingungserregungseinrichtungen gemäß Fig. 3a bis 3e und im Unterschied zu der anhand von den Fig. 1 und 2 beschriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung ist es bei den Vibrationsplatten 21, 22, 23 der in den Fig. 4a bis 4d gezeigten Bodenverdichtungssystemen nicht erforderlich, dass in den je­ weiligen Vibrationsplatten 21, 22, 23 eine eigene Lenkeinrichtung - z. B. durch zwei auf einer Welle axial zueinander angeordnete Unwuchtmassen - eingebaut ist. Es genügt vielmehr, dass die jeweilige Schwingungserregungseinrichtung die bereits beschriebenen zwei Wellen 14, 15 aufweist, die synchronisiert gegenläu­ fig drehbar sind und jeweils eine Unwuchtmasse tragen, deren Phasenlage ein­ stellbar ist. Insbesondere bei Verwendung von drei Vibrationsplatten, wie in den Fig. 4b und 4d gezeigt, ist es sogar möglich, das bei der Schwingungserregungs­ einrichtung der mittleren Vibrationsplatte nicht einmal die Phasenlage einstell­ bar sein muss.

Die Koordination der Schwingungserreger in den Vibrationsplatten ist verständ­ licherweise äußerst komplex. Aus diesem Grund ist in dem Bodenverdichtungs­ system eine Bewegungserfassungseinrichtung wie bei der anhand von Fig. 1 be­ schriebenen Bodenverdichtungsvorrichtung vorgesehen. Die Bewegungserfas­ sungeinrichtung, z. B. ein Gierratensensor oder ein anderes, bereits oben be­ schriebenes Bauelement, erfasst einen Istwert für die Fahrbewegung des gesam­ ten Bodenverdichtungssystems.

In einer ebenfalls vorhandenen Fahrtregelungseinrichtung wird der Istwert mit einem vom Bediener über die Fernsteuerung vorgegebenen Sollwert verglichen. Die Fahrtregelungseinrichtung regelt vorhandene Regelabweichungen durch Ansteuern der jeweiligen Schwingungserreger in den Vibrationsplatten aus. Zu diesem Zweck sind in der Fahrtregelungseinrichtung Algorithmen abgespeichert, die eine eindeutige Zuordnung der Lenkfunktionen erlauben.

Wie bereits bei der einzelnen Bodenverdichtungsvorrichtung ist es auch bei dem Bodenverdichtungssystem möglich, durch Bodenunebenheiten o. ä. hervorgeru­ fene Störungen der Fahrbewegung sofort auszugleichen. Die Fahrtregelungsein­ richtung muss zu diesem Zweck nur kurzzeitig einen geeigneten Schwingungs­ erreger der Vibrationsplatten verstellen, um eine Korrekturbewegung einzulei­ ten.

Das Bodenverdichtungssystem weist gegenüber einzelnen Bodenverdichtungs­ vorrichtungen den Vorteil auf, dass die zugehörigen Vibrationsplatten sehr ein­ fach aufgebaut sein können, da sie keine eigene Lenkeinrichtung benötigen.

Lediglich eine Richtungsverstellung des resultierenden Kraftvektors ist erforder­ lich. Statt dessen können mehrere Vibrationsplatten - also auch mehr als die in Fig. 4 gezeigten zwei oder drei Vibrationsplatten - zu einer großen Einheit mit entsprechender Arbeitsleistung kombiniert werden. Außerdem kann mit geeigne­ ter Anordnung und Ansteuerung ein zur Hauptfahrrichtung paralleler Versatz des Bodenverdichtungssystems erreicht werden. Dies ist insbesondere vorteil­ haft zur Automatisierung von Verdichtungsprozessen.

Claims (22)

1. Fahrbare Bodenverdichtungsvorrichtung, mit
einem Fahrantrieb (2) zum Erzeugen einer Vortriebsbewegung;
einer Lenkeinrichtung (2) zum Erzeugen eines Giermoments um eine Hochachse der Bodenverdichtungsvorrichtung;
einem Fahrtgeber (4) zur Vorgabe eines Sollwerts für eine Fahrbewegung der Bodenverdichtungsvorrichtung;
einer Bewegungserfassungseinrichtung (6) zum Erfassen eines Istwerts für die Fahrbewegung; und mit
einer von dem Istwert und dem Sollwert beaufschlagbaren Fahrtregelungs­ einrichtung (7) zum Ansteuern der Lenkeinrichtung (2) und/oder des Fahran­ triebs (2) derart, dass eine durch die Differenz zwischen Ist- und Sollwert gebil­ dete Regelabweichung minimal ist.

2. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Fahrbewegung eine Fahrtrichtung, eine Ausrichtung, eine Drehrate und/oder eine Fahrtgeschwindigkeit umfasst und dass der Fahrtgeber (4) zur Vorgabe eines Sollwerts für die Fahrtrichtung, die Ausrichtung, die Drehrate und/oder die Fahrtgeschwindigkeit dient.

3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Fahrbewegung eine Gierrate um die Hochachse umfasst und dass der Sollwert ein Gierratensollwert ist.

4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtregelungseinrichtung (4) die Lenkein­ richtung (2) und/oder den Fahrantrieb (2) derart ansteuert, dass sich die Boden­ verdichtungsvorrichtung mit maximaler Fahrtgeschwindigkeit bei minimaler Re­ gelabweichung fortbewegt.

5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungserfassungseinrichtung (6) einen Gierratensensor, einen Kreiselkompass, einen optischen Faserkreisel, einen Erd­ magnetfeldsensor, einen GPS-Empfänger, einen Beschleunigungssensor oder eine Kombination dieser Bauelemente aufweist.

6. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb wenigstens eine Schwingungs­ erregungseinrichtung (2) aufweist, mit zwei zueinander parallelen, gegenläufig drehbaren und jeweils wenigstens eine Unwuchtmasse tragenden Wellen, deren Phasenlage verstellbar ist.

7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, dass auf wenigstens einer Welle der Schwingungserregungseinrichtung (2) zwei Unwuchtmassen axial versetzt angeordnet sind und dass die Lenkeinrich­ tung zum Verstellen der Phasenlage der beiden Unwuchtmassen ausgebildet ist.

8. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb und die Lenkeinrichtung durch eine Anordnung von mehreren, zueinander ortsfest getragenen Schwingungserre­ gungseinrichtungen (10, 11, 12) gebildet sind, wobei die Schwingungserregungs­ einrichtungen (10, 11, 12) jeweils zwei zueinander parallele, gegenläufig drehba­ re und jeweils wenigstens eine Unwucht (16) tragende Wellen (14, 15) aufweisen, deren Phasenlage verstellbar ist, und wobei jeweils durch eine der Schwingungs­ erregungseinrichtungen (10, 11, 12) jeweils eine Vortriebsbewegung in eine Vor­ triebsrichtung erzeugbar ist.

9. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die Vortriebsrichtungen der Schwingungserregungseinrichtungen (10, 11, 12) im wesentlichen identisch sind.

10. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die Vortriebsrichtung von wenigstens einer (11) der Schwingungserre­ gungseinrichtungen von denen der anderen (10, 12) abweicht.

11. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schwingungserregungseinrich­ tung vorgesehen ist, durch die keine Vortriebsbewegung erzeugbar ist.

12. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass die Schwingungserregungseinrichtungen auf einer gemeinsamen Bodenkontaktplatte (13, 18) angeordnet sind.

13. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die Bodenkontaktplatte (18) einen im wesentlichen kreisförmigen Grundriß aufweist.

14. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, dass zwei Schwingungserregungseinrichtungen (10, 11) übereinander angeordnet sind, deren Vortriebsrichtungen sich unterscheiden.

15. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, dass ein von den Schwingungserregungseinrichtungen (10, 11) erzeugter re­ sultierender Kraftvektor im Schwerpunkt der Bodenverdichtungsvorrichtung an­ greift.

16. Bodenverdichtungssystem, mit mehreren fahrbaren, miteinander verbun­ denen Bodenverdichtungsvorrichtungen (21, 22, 23), wobei
wenigstens eine der Bodenverdichtungsvorrichtungen (21, 22, 23) einen Fahrantrieb zum Erzeugen einer Vortriebsbewegung in eine Vortriebsrichtung sowie eine Schwingungserregungseinrichtung (25) aufweist;
der Fahrantrieb zu- und abschaltbar ist;
ein Fahrtgeber zur Vorgabe eines Sollwerts für eine Fahrbewegung des ge­ samten Bodenverdichtungssystems vorgesehen ist;
eine Bewegungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Istwerts für die Fahrbewegung vorgesehen ist; und wobei
eine von dem Istwert und dem Sollwert beaufschlagbare Fahrtregelungs­ einrichtung vorgesehen ist, zum Ansteuern der einzelnen Fahrantriebe derart, dass eine durch die Differenz zwischen Ist- und Sollwert gebildete Regelabwei­ chung minimal ist.

17. Bodenverdichtungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenverdichtungsvorrichtungen (21, 22, 23) miteinander richtungs­ stabil oder mit mehreren Freiheitsgraden beweglich oder elastisch und/oder re­ lativ zueinander höhenbeweglich verbunden sind.

18. Bodenverdichtungssystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Fahrbewegung eine Fahrtrichtung, eine Ausrichtung, eine Drehrate und/oder eine Fahrtgeschwindigkeit umfasst und dass der Fahrtgeber zur Vorgabe eines Sollwerts für die Fahrtrichtung, die Ausrichtung, die Drehrate und/oder die Fahrtgeschwindigkeit des Bodenverdichtungssystems dient.

19. Bodenverdichtungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vortriebsrichtung von wenigstens einer der Bo­ denverdichtungsvorrichtungen (22) von der Vortriebsrichtung von wenigstens ei­ ner anderen Bodenverdichtungsvorrichtung (21, 23) unterscheidet.

20. Bodenverdichtungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebsrichtung der wenigstens einen Bodenverdichtungsvorrichtung (22) senkrecht zu der Vortriebsrichtung der anderen Bodenverdichtungsvorrich­ tung (21. 23) steht.

21. Bodenverdichtungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserregungseinrichtung (25, 26) einen Teil des Fahrantriebs bildet.

22. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder Bodenverdichtungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Fahrtgeber Bestandteil einer Fernsteuerung (4) ist.