DE102007006209A1

DE102007006209A1 - Ferngesteuerte Rüttelplatte

Info

Publication number: DE102007006209A1
Application number: DE102007006209A
Authority: DE
Inventors: Gert Persson
Original assignee: Dynapac Compaction Equipment AB
Current assignee: Dynapac Compaction Equipment AB
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2007-11-08
Also published as: SE0600883L

Abstract

Verfahren und Vorrichtung (16) zur Minimierung des Anhaltewegs bei eigengetriebenen ferngesteuerten Rüttelplatten (1). Bei dem Verfahren werden Gegensignale erzeugt, um das Exzenterwellensystem (8) der Rüttelplatte (1) in einen Zustand zu verstellen, welcher der Bewegung der Rüttelplatte (1) entgegenwirkt. Die Vorrichtung (16) umfasst eine in einem Rechner (5) gespeicherte Programmsequenz (17), die bei der Ausführung dem Verfahren entspricht, und einen mit dem Hydrauliksystem (12) verbundenen Akkumulator (18).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Minimierung des Anhaltewegs für ferngesteuerte Rüttelpaletten mit eigenem Antrieb. Die Erfindung ist besonders für schwere Rüttelplatten geeignet, deren Exzenterelemente mechanisch angetrieben werden und die zur Verdichtung von Boden, Steinen, Schotter, Makadam oder Asphalt eingesetzt werden.
Ferngesteuerte Rüttelplatten sind häufig für Funksteuerung ausgestaltet. Der Bediener der Rüttelplatte steuert die Maschine dann mittels eines Funksenders. Die Funksignale des Senders werden zu einem Funkempfänger auf der Rüttelplatte gesendet und in elektrische Steuersignale umgewandelt. Der Funksender kann beispielsweise einen Steuergriff (Joystick) umfassen, den der Bediener in unterschiedliche Richtungen betätigt, um die Bewegungsrichtung der Rüttelplatte zu steuern. Funksender und -empfänger sind so gestaltet, dass die Rüttelplatte automatisch anhält, wenn der Bediener den Steuergriff loslässt oder in eine neutrale Lage bewegt. Die Rüttelplatte hält auch dann an, wenn das Funksignal zwischen Sender und Empfänger unterbrochen ist oder der Notausschalter betätigt wird. In diesen Fällen wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors der Rüttelplatte vermindert. Der Verbrennungsmotor treibt das Exzenterwellensystem der Rüttelplatte über einen Riemenantrieb mit Fliehkraftkupplung, welche den Antrieb abtrennt, sobald die Geschwindigkeit hinreichend vermindert wurde. Nach kurzer Zeit hat sich die Drehzahl der Exzenterwelle so weit vermindert, dass die Vorwärtsbewegung aufhört, und die Rüttelplatte bleibt stehen.
Das bekannte Verfahren kann optimiert werden, sodass der Anhalteweg etwa gleich der Länge der Rüttelplatte ist d. h. näherungsweise 1 m. Vom Standpunkt der Sicherheit kann dieser Anhalteweg als zu lang empfunden werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gemäß den Patentansprüchen ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu erhalten, welche den Anhalteweg noch weiter vermindern. Dies wird durch ein Verfahren erreicht, bei dem Gegensignale erzeugt werden, um der Bewegung der Rüttelplatte entgegenzuwirken, und durch eine Vorrichtung, welche sicherstellt, dass die Gegensignale die beabsichtigte Wirkung haben. Verfahren und Vorrichtung minimieren den Anhalteweg der Rüttelplatte auf angenähert 0,1 m. Ein anderer Vorteil ist, dass das Verfahren durch Verwendung einer kleinen Anzahl von Zusatzbauteilen genutzt werden kann.
Die Erfindung wird durch die beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert.
1 zeigt eine eigengetriebene ferngesteuerte Rüttelplatte mit zugehörigem Sender.
2 zeigt einen horizontalen Querschnitt der Rüttelplatte mit Sender aus 1, einschließlich einer schematischen Illustration einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt eine eigengetriebene ferngesteuerte Rüttelplatte 1, die zur Funksteuerung ausgestaltet ist. Der Bediener trägt einen Funksender 2, um Bewegung und Bewegungsrichtung der Rüt telplatte 1 fernzusteuern. Die Funksignale werden vom Empfänger 3 aufgenommen. Der Empfänger 3 ist in einem Schaltkasten 4 enthalten, der auch einen Rechner 5 und eine elektrische Einheit 6 umfasst. Im Rechner 5 sind Parameterwerte und ein Rechnerprogramm gespeichert, das automatisch die empfangenen Funksignale interpretiert und über die elektrische Einheit 6 in elektrische Steuersignale umwandelt. Die elektrischen Signale wiederum betätigen das Rüttelplattensystem, sodass die beabsichtigte Wirkung auf dessen Bewegung und Bewegungsrichtung erzielt wird. Die Rüttelplatte 1 umfasst am Boden eine vibrierende Grundplatte 7.
2 zeigt die Grundplatte 7 von oben und ein einstellbares Exzenterwellensystem 8. Das Exzenterwellensystem 8 umfasst eine nicht einstellbare 9 und eine einstellbare Exzenterwelle 10. Die nicht einstellbare Exzenterwelle 9 wird an einem ihrer Enden vom (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor der Rüttelplatte 1 über einen Riemenantrieb angetrieben, der eine untere Riemenscheibe 11 und eine (nicht gezeigtes) obere Riemenscheibe umfasst. Die einstellbare Exzenterwelle 10 wird über ein Zahnradgetriebe von der nicht einstellbaren Exzenterwelle 9 angetrieben. Die obere Riemenscheibe enthält in der Nabe eine Fliehkraftkupplung, welche den Antrieb automatisch vom Exzenterwellensystem 8 abtrennt, wenn der Verbrennungsmotor unter eine vorbestimmte Drehzahl fällt. Man kann auch andere Arten mechanischer Antriebe benutzen, beispielsweise synchrone Riemenübertragungen, Ketten- oder Getriebeübertragungen.
Das Hydrauliksystem 12 der Rüttelplatte 1 umfasst eine Hydraulikpumpe 13, die über das andere Ende der nicht einstellbaren Exzenterwelle 9 angetrieben wird. Die Hydraulikpumpe 13 beaufschlagt das Hydrauliksystem 12 mit Druck und ermöglicht während des Antriebs eine hydraulische Verstellung der beiden Exzentergewichte der einstellbaren Exzenterwelle 10 über je zwei Wegeventile 14 und Steuerzylinder 15. Die Verstellung erfolgt grundsätzlich wie im US 4,771,645 , jedoch mit dem Unterschied, dass beide Exzentergewichte einzeln verstellbar sind und dass die Steuerzylinder doppelt wirkende Hydraulikkolben umfassen. Die vibrierende Platte 7 wird durch den Antrieb des Exzenterwellensystems 8 in Schwingung versetzt. Die Schwingungen verdichten den Untergrund, können aber auch so gerichtet werden, daß eine Bewegung der Rüttelplatte in unterschiedliche Verfahrrichtungen möglich ist. Die Ausrichtung der Schwingungen wird über das oben beschriebene Prinzip für die Einstellung des Exzenterwellensystems 8 in unterschiedliche Zustände ausgelöst.
Wenn der Bediener die Rüttelplatte 1 aus der Bewegung zum Anhalten bringen will, wird der Steuergriff des Funksenders 2 losgelassen oder in die Neutralstellung bewegt. Der Empfänger 3 interpretiert das entsprechend dem Manöver übertragene Funksignal. Das empfangene Funksignal wird im Rechner 5 interpretiert und in über die elektrische Einheit 6 in ein elektrisches Steuersignal umgesetzt. Das elektrische Steuersignal beeinflusst die Drehzahl des Verbrennungsmotors über eine Magnetspule und veranlasst, dass die Drehzahl von der Betriebsdrehzahl von 3000 min^–1 auf die Leerlaufdrehzahl von 1200 min^–1 zu fallen beginnt. Der Antrieb des Exzenterwellensystems 8 wird abgetrennt, wenn eine vorbestimmte Drehzahl erreicht ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Fliehkraftkupplung für eine Abtrennung des Antriebs bei 2500 min^–1 ausgelegt ist. Infolge der angesammelten kinetischen Energie dreht sich das Exzenterwellensystem 8 nach Abtrennen des Antriebs mit abnehmender Drehzahl weiter. Die Rotation kommt 3,2 s nachdem das Steuersignal zur Drehzahlverminderung an den Verbrennungsmotor gesendet wurde zum Stillstand.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gleichzeitig mit dem Steuersignal auch eine Anzahl von Gegensignalen an den Verbrennungsmotor gesendet, um beim Exzenterwellensystem 8 mehreren Verstellungen auszulösen. Die beste Lösung besteht darin, das Exzenterwellensystem 8 zu vier Verstellungen in der folgenden zusammenhängenden Abfolge anzusteuern:
Bei der ersten Verstellung wird im Exzenterwellensystem 8 eine Verstellung in einen Zustand ausgelöst, in dem die Rüttelplatte angeregt wird, in eine Richtung zu fahren, die der Bewegungsrichtung der Rüttelplatte entgegengesetzt ist, die sie hatte unmittelbar bevor das Auslösen durch die Drehzahl des Verbrennungsmotors eingeleitet wurde. Die beste Lösung besteht darin, die vorbestimmte Zeit für das Auslösen so einzustellen, dass der Zustand voll erreicht wird, d. h. die Zeit für das Auslösen wird so eingestellt, dass die Hydraulikkolben in den Steuerzylindern 15 ihre Endlagen erreichen können. Durch praktische Versuche wurde die Zeit für das Erreichen des Endzustands zu 0,8 s bestimmt.
In der unmittelbar darauf zweiten Verstellung wird das Exzenterwellensystem 8 veranlasst, den Zustand vor dem Einleiten der ersten Verstellung wieder einzunehmen, d. h. dass die Hydraulikkolben in den Steuerzylindern 15 veranlasst werden, ihre entgegen gesetzten Endlagen einzunehmen. Die Zeit für diese zweite Verstellung wurde mit 0,8 s eingestellt.
Die dritte Verstellung ist eine Wiederholung der ersten Verstellung.
Die vierte Verstellung ist eine Wiederholung der zweiten Verstellung.
Die Abfolge von vier aneinander anschließenden Verstellungen bedeutet, dass das Exzenterwellensystem 8 während der gesamten Zeitspanne des Anhaltens der Drehung verstellt wird. Demgemäß bleibt das Exzenterwellensystem 8 nicht über eine wesentliche Zeitdauer in einem der Zustände und die Rüttelplatte 1 wird nicht zu einer Fortsetzung der Bewegung nach dem Anhaltemanöver des Bedieners veranlasst.
Eine Vorrichtung 16 zur Nutzbarmachung der Vorteile des Verfah rens kann erfindungsgemäß auf eine kleine Anzahl von Zusatzbauteilen beschränkt werden. Im einfachsten Ausführungsbeispiel enthält die Vorrichtung nur eine im Rechner gespeicherte Programmsequenz 17, die bei ihrer Ausführung dem Verfahren entspricht. Wie erwähnt wird die Hydraulikpumpe 13 durch die nicht einstellbare Exzenterwelle 9 angetrieben. Wenn die Drehzahl der Exzenterwelle 9 abfällt, verringert sich die Fähigkeit der Hydraulikpumpe, das Hydrauliksystem 12 unter Druck zu setzen. Für einige Kombinationen aus Hydrauliksystem 12 und Exzenterwelle 8 kann dies bedeuten, dass die Verstellmöglichkeit für die Exzenterwelle 8 wegfällt, bevor die Drehung zum Stillstand kommt. Daher ist die beste Lösung, wenn die Vorrichtung 16 auch einen mit dem Hydrauliksystem 12 verbundenen Akkumulator 18 umfasst. Der Akkumulator 18 stellt sicher, dass alle vier Verstellungen des Exzenterwellensystems 8 abgeschlossen werden und die geforderte Wirkung erzielen. Die Kapazität des Akkumulators 18 sollte so angepasst sein, dass das Hydrauliksystem 12 hinreichend druckbeaufschlagt ist, um alle Verstellungen zu vollenden. Angemessen ist, dem Akkumulator 18 eine Kapazität von angenähert 0,75 l zu geben.
Durch Nutzung der vorliegenden Erfindung ist der Anhalteweg der Rüttelplatte 1 kleiner als 0,1 m.
Das Verfahren kann so angepasst werden, dass es weniger oder mehr als vier Verstellungen umfasst. Eine solche Anpassung kann beispielsweise bei anderen als den oben angegebenen Zeitspannen für die Verstellung und das Anhalten der Drehung notwendig sein. Die Sequenz kann auch auf eine Verstellung beschränkt werden. Dann muss das Exzenterwellensystem 8 in einen Zustand gebracht werden, der eine senkrechte Ausrichtung der Schwingungen herbeiführt, d. h. dass diese die Rüttelplatte nicht in Bewegung versetzen. Die Ansteuerzeitdauer für das Annehmen dieses Zustands kann im Voraus durch praktische Versuche bestimmt werden. Die Zeitdauer kann jedoch von Maschine zu Maschine variieren, und daher ist diese Art Verstellungssequenz für die Serienproduktion von Rüttelplatten weniger geeignet. Man kann die Rüttelplatte auch als ferngesteuert durch Infrarotlicht (IR-gesteuert) gestalten. Das Verfahren zur Nutzung der Vorteile der vorliegenden Erfindung bleibt dasselbe.

Claims

Verfahren beim Anhaltemanöver einer eigengetriebenen ferngesteuerten Rüttelplatte (1), die ein verstellbares Exzenterwellensystem (8) und einen Verbrennungsmotor zum mechanischen Antrieb des Exzenterwellensystems (8) umfasst, wobei der Antrieb automatisch abgetrennt wird, wenn der Verbrennungsmotor eine voreingestellte Drehzahl unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beeinflussung der Drehzahl des Verbrennungsmotors zum Zweck der Abtrennung des Antriebs auch die automatische Ansteuerung einer oder mehrerer Verstellungen des Exzenterwellensystems (8) auslöst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Verstellungen bezwecken, dass das Exzenterwellensystem (8) in Richtung auf einen oder in einen Zustand verstellt wird, der eine Ansteuerung der Rüttelplatte (1) veranlasst, in eine Richtung zu gehen, welche der Bewegungsrichtung der Rüttelplatte (1) entgegengesetzt ist, die sie hatte, unmittelbar bevor das Auslösen durch die Drehzahl des Verbrennungsmotors eingeleitet wurde.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine oder alle der Verstellungen weitere Verstellungen folgen, die bezwecken, dass das Exzenterwellensystem (8) in einen Zustand verstellt wird, der eine Ansteuerung der Rüttelplatte (1) veranlasst, in die Bewegungsrichtung der Rüttelplatte (1) zu gehen, die sie hatte, unmittelbar bevor das Auslösen durch die Drehzahl des Verbrennungsmotors eingeleitet wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ansteuerung für eine Verstellung während einer voreingestellten Zeitdauer stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der voreingestellten Zeiten näherungsweise gleich der Zeitdauer ist, welche das Exzenterwellensystem (8) benötigt, um nach Einleiten der Ansteuerung zwecks Abtrennung des Antriebs zum Stehen zu kommen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede voreingestellte Zeit für das Ansteuern einer Verstellung 0,5 bis 1 s und die Summe der voreingestellten Zeiten 2 bis 4 s ist.
Vorrichtung (16) für eine eigengetriebene ferngesteuerte Rüttelplatte (1), umfassend ein hydraulische verstellbares Exzenterwellensystem (8), ein Hydrauliksystem (12), einen Verbrennungsmotor zum mechanischen Antrieb des Exzenterwellensystems (8), wobei der Antrieb automatisch abgetrennt wird, wenn der Verbrennungsmotor eine voreingestellte Drehzahl unterschreitet, und einen Rechner (5), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine im Rechner (5) gespeicherte Programmsequenz (17) umfasst, die bei der Ausführung einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch einem mit dem Hydrauliksystem (12) verbundenen Akkumulator (18) umfasst.