DE102018010156A1

DE102018010156A1 - Soil compaction machine, in particular self-propelled soil compaction roller or hand-guided soil compaction machine

Info

Publication number: DE102018010156A1
Application number: DE102018010156.9A
Authority: DE
Inventors: Niels Laugwitz
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-07-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsmaschine, insbesondere selbstfahrende Bodenverdichtungswalze oder handgeführte Bodenverdichtungsmaschine, mit wenigstens einer Sensoreinrichtung umfassend einen elektrischen Verbraucher, einer elektrischen Energiequelle zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers, wobei die Sensoreinrichtung in ihrer Relativlage zur elektrischen Energiequelle im Arbeitsbetrieb verstellbar gelagert ist, und wobei ein Versorgungssystem vorhanden ist, mit dem der wenigstens eine elektrische Verbraucher der Sensoreinrichtung ausgehend von der elektrischen Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Erfindung schlägt vor, dass das Versorgungssystem wenigstens einen induktiven Koppler zur Überbrückung eines Luftspaltes im Versorgungssystem aufweist, wobei der induktive Koppler einen mit der elektrischen Energiequelle in stromleitender Verbindung stehenden Primärteil und einen Sekundärteil aufweist, und wobei der Primärteil und der Sekundärteil über den Luftspalt zueinander beabstandet sind.The invention relates to a soil compaction machine, in particular a self-propelled soil compaction roller or hand-guided soil compaction machine, with at least one sensor device comprising an electrical consumer, an electrical energy source for supplying the electrical consumer, the sensor device being adjustably mounted in its position relative to the electrical energy source during operation, and a supply system is present with which the at least one electrical consumer of the sensor device is supplied with electrical energy starting from the electrical energy source. The invention proposes that the supply system has at least one inductive coupler for bridging an air gap in the supply system, the inductive coupler having a primary part which is in current-conducting connection with the electrical energy source and a secondary part, and the primary part and the secondary part being connected to one another via the air gap are spaced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsmaschine, insbesondere eine selbstfahrende Bodenverdichtungswalze oder handgeführte Bodenverdichtungsmaschine mit wenigstens einer Sensoreinrichtung umfassend einen elektrischen Verbraucher und mit einer elektrischen Energiequelle zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers, wobei die Sensoreirichtung in ihrer Relativlage zur elektrischen Energiequelle im Arbeitsbetrieb verstellbar gelagert ist, und wobei ein Versorgungssystem vorhanden ist, mit dem der wenigstens einen elektrischen Verbraucher ausgehend von der elektrischen Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt wird.The invention relates to a soil compaction machine, in particular a self-propelled soil compaction roller or hand-guided soil compaction machine with at least one sensor device comprising an electrical consumer and with an electrical energy source for supplying the electrical consumer, the sensor device being adjustably mounted in its position relative to the electrical energy source during operation, and a There is a supply system with which the at least one electrical consumer is supplied with electrical energy starting from the electrical energy source.

Im praktischen Betrieb von Bodenverdichtungsmaschinen besteht immer mehr ein Interesse daran, möglichst unmittelbar an der den Boden verdichtenden Bodenverdichtungseinrichtung Prozessüberwachungen mittels geeigneter Sensoren durchführen zu können. Die Herausforderung hierbei besteht allerdings regelmäßig darin, die Sicherstellung einer zuverlässigen Versorgung dieser Sensoren mit elektrischer Energie zu gewährleisten. Das Problem ist dabei, dass sich die den Boden verdichtende Einrichtung gegenüber einem üblicherweise eine elektrische Energiequelle tragenden Teil, beispielsweise einem Maschinenrahmen, häufig relativ bewegt, teilweise um eine Achse dreht. Dadurch steigen die konstruktiven Anforderungen an eine geeignete Energieübertragungsschnittstelle zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Teilen. Beispielsweise kann hierzu auf Schleifringe oder ähnliches zurückgegriffen werden, wobei diese Anordnung sehr verschleißanfällig und damit wartungsintensiv sind. Alternativ ist es im Stand der Technik bekannt, sogenannte „energy harvester“ vorzusehen, die aus der Relativbewegung der Bodenverdichtungseinrichtung zum Bodenuntergrund bzw. zum Schwerkraftfeld elektrische Energie gewinnen, beispielweise mittels Schüttelgeneratoren. Eine weitere Alternative besteht darin, mithilfe eines auf einer sich drehenden Welle montierten Permanentmagneten in einer über einen Spalt beabstandeten Spule einen Stromfluss zu induzieren. Der Nachteil dieser Lösung besteht allerdings darin, dass ein Stromfluss nur dann induziert wird, wenn die Welle rotiert.In the practical operation of soil compaction machines, there is an increasing interest in being able to carry out process monitoring using suitable sensors as directly as possible on the soil compaction device compacting the soil. However, the challenge here is regularly to ensure that these sensors are reliably supplied with electrical energy. The problem here is that the device compacting the soil often moves relatively in relation to a part that usually carries an electrical energy source, for example a machine frame, and in some cases rotates about an axis. This increases the design requirements for a suitable energy transmission interface between the two parts that are movable relative to one another. For example, slip rings or the like can be used for this purpose, this arrangement being very susceptible to wear and therefore maintenance-intensive. Alternatively, it is known in the state of the art to provide so-called “energy harvesters” which obtain electrical energy from the movement of the soil compaction device relative to the ground or the gravitational field, for example by means of shaking generators. Another alternative is to induce current flow in a coil spaced across a gap using a permanent magnet mounted on a rotating shaft. The disadvantage of this solution, however, is that a current flow is only induced when the shaft is rotating.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Bodenverdichtungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, dass eine zuverlässige Versorgung einer wenigstens einen elektrischen Verbraucher umfassenden, insbesondere an einer Bodenverdichtungseinrichtung ortsfest angeordneten, Sensoreinrichtung einer Bodenverdichtungseinrichtung auch über einen Luftspalt hinweg zuverlässig und unabhängig von einem Fahr- und/oder Verdichtungszustand der Bodenverdichtungsmaschine der Bodenverdichtungsmaschine möglich ist.The object of the invention is now to improve a soil compaction machine according to the preamble of claim 1 in such a way that a reliable supply of a sensor device of a soil compaction device including at least one electrical consumer, in particular fixedly arranged on a soil compaction device, also reliably and independently of an air gap a driving and / or compaction state of the soil compaction machine of the soil compaction machine is possible.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Bodenverdichtungsmaschine gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The problem is solved with a soil compaction machine according to independent claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass das Versorgungssystem wenigstens einen induktiven Koppler zur Überbrückung eines Luftspaltes im Versorgungssystem aufweist, wobei der induktive Koppler einen mit der elektrischen Energiequelle in stromleitender Verbindung stehenden Primärteil und einen Sekundärteil aufweist, und wobei der Primärteil und der Sekundärteil über den Luftspalt zueinander beabstandet sind. Ein induktiver Koppler bezeichnet vorliegend eine Einrichtung zur kontaktlosen Übertragung zumindest elektrischer Energie, wobei der Koppler dazu einen Primärteil und einen Sekundärteil aufweist, die über den Luftspalt zueinander beabstandet sind. Sowohl der Primärteil als auch der Sekundärteil weisen jeweils eine Spule und entsprechende Verbindungen zu Leitungen des Versorgungsystems auf, insbesondere zur Weiterleitung elektrischer Energie. Die beiden Spulen sind zueinander beabstandet angeordnet. Der Primärteil steht dabei über geeignete Verbindungsleitungen in elektrisch leitender Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise einer Batterie. Der Sekundärteil steht dagegen über geeignete Verbindungsleitungen in elektrisch leitender Verbindung mit der Sensoreinrichtung. Das Funktionsprinzip des induktiven Kopplers besteht darin, dass durch die Spule des Primärteils beim Anlegen einer Wechselspannung ein Magnetfeld aufgebaut wird, welches wiederum in der Spule des Sekundärteils eine Wechselspannung induziert. Dieses Phänomen wird auch als Gegeninduktion bezeichnet. Der große Vorteil des Rückgriffs auf diesen Ansatz zur kontaktlosen Energieübertragung liegt darin, dass eine Energieübertragung über einen Luftspalt hinweg möglich ist, unabhängig davon, ob sich das Primärteil gerade relativ zum Sekundärteil bewegt oder nicht, was diesen Ansatz insbesondere gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Rückgriff auf einen durch beispielsweise eine Welle bewegten Permanentmagneten abhebt. Ferner können verhältnismäßig einfach Spaltbreiten von mehreren Millimetern überbrückt werden. Ein weiterer Vorteil ist ferner, dass die kontaktlose Übertragung elektrischer Energie über den Luftspalt hinweg nahezu unabhängig von der axialen Winkelstellung (bezogen auf die Wicklungsachsen der jeweiligen Spulen) des Primärteils zum Sekundärteil ist.A basic idea of the invention is that the supply system has at least one inductive coupler for bridging an air gap in the supply system, the inductive coupler having a primary part that is electrically connected to the electrical energy source and a secondary part, and wherein the primary part and the secondary part are connected via the Air gap are spaced apart. In the present case, an inductive coupler denotes a device for the contactless transmission of at least electrical energy, the coupler for this purpose having a primary part and a secondary part which are spaced apart from one another via the air gap. Both the primary part and the secondary part each have a coil and corresponding connections to lines of the supply system, in particular for the transmission of electrical energy. The two coils are spaced apart. The primary part is in an electrically conductive connection to an electrical energy source, for example a battery, via suitable connecting lines. In contrast, the secondary part is in electrically conductive connection with the sensor device via suitable connecting lines. The functional principle of the inductive coupler is that a magnetic field is built up by the coil of the primary part when an AC voltage is applied, which in turn induces an AC voltage in the coil of the secondary part. This phenomenon is also known as mutual induction. The great advantage of using this approach for contactless energy transfer is that it is possible to transfer energy across an air gap, regardless of whether the primary part is currently moving relative to the secondary part or not, which makes this approach particularly effective compared to the prior art known recourse to a permanent magnet moved by, for example, a shaft. Furthermore, gap widths of several millimeters can be bridged relatively easily. Another advantage is that the contactless transmission of electrical energy across the air gap is almost independent of the axial angular position (based on the winding axes of the respective coils) of the primary part to the secondary part.

Bevorzugt sind der Primärteil und der Sekundärteil des induktiven Kopplers derart zueinander angeordnet, dass sie zwar relativ zueinander beweglich sind, das Ausmaß des Luftspaltes zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil jedoch über die Relativbewegung hinweg zueinander konstant ist. Auf diese Weise ist eine Energieübertragung über den Luftspalt hinweg besonders kontinuierlich und gleichmäßig möglich. Eine solche Relativbewegung kann insbesondere mit einer Drehbewegung erreicht werden. Dabei ist es ferner bevorzugt, wenn die Wendelachsen der Spulen des Primärteils und des Sekundärteils koaxial oder parallel zueinander angeordnet sind.The primary part and the secondary part of the inductive coupler are preferably arranged with respect to one another in such a way that, although they are movable relative to one another, the extent of the air gap between the However, the primary part and the secondary part are constant with respect to one another over the relative movement. In this way, energy transmission across the air gap is particularly continuously and evenly possible. Such a relative movement can be achieved in particular with a rotary movement. It is further preferred if the helix axes of the coils of the primary part and of the secondary part are arranged coaxially or parallel to one another.

Die Bodenverdichtungsmaschine weist bevorzugt einen Maschinenrahmen und eine Bodenverdichtungseinrichtung auf. Eine solche Bodenverdichtungseinrichtung kann insbesondere eine Walzbandage mit einem gleichmäßig um eine Walzenachse, die auch die Drehachse der Walzbandage im Arbeitsbetrieb ist, verlaufenden Bandagenmantel mit einer Innenmantelfläche und einer Außenmantelfläche. Dies ist bei Walzen, beispielsweise selbstfahrenden oder handgeführten Walzen, wie insbesondere Walzenzügen, Tandemwalzen, Grabenwalzen und Doppelvibrationswalzen, der Fall. Alternativ kann die Bodenverdichtungseinrichtung ein Stampffuß eines Stampfers oder eine Rüttelplatte einer Vibrationsplatte sein. Der Sekundärteil ist dann bevorzugt ortsfest zu einem relativ zum Maschinenrahmen beweglichen Teil, insbesondere ortsfest zur Bodenverdichtungseinrichtung, angeordnet.The soil compaction machine preferably has a machine frame and a soil compaction device. Such a soil compacting device can, in particular, be a roller drum with a drum sleeve with an inner jacket surface and an outer jacket surface that runs uniformly about a roller axis, which is also the axis of rotation of the roller drum during operation. This is the case with rollers, for example self-propelled or hand-guided rollers, such as in particular single drum rollers, tandem rollers, trench rollers and double vibration rollers. Alternatively, the soil compaction device can be a pounding foot of a rammer or a vibrating plate of a vibration plate. The secondary part is then preferably arranged stationary in relation to a part movable relative to the machine frame, in particular stationary in relation to the soil compaction device.

Im Gegensatz dazu ist der Primärteil bevorzugt ortsfest zu dem Maschinenrahmen angeordnet, da es dann leichter ist, eine Verbindung zur elektrischen Energiequelle herzustellen bzw. die elektrische Energiequelle dann nicht mit dem relativ zum Maschinenrahmen beweglichen Teil, wie beispielsweise einer Walzbandage, mitbewegt werden muss.In contrast, the primary part is preferably arranged fixed to the machine frame, since it is then easier to establish a connection to the electrical energy source or the electrical energy source then does not have to be moved with the part that is movable relative to the machine frame, such as a roller drum.

Besonders geeignet ist die Erfindung für Bodenverdichtungsmaschinen, die eine von der Antriebseinrichtung, insbesondere einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor, angetriebene und um eine Rotationsachse relativ zum Maschinenrahmen drehbare Welle aufweisen. Die Sensoreinrichtung mit dem wenigstens einen elektrischen Verbraucher und das Sekundärteil des induktiven Kopplers ortsfest sind dann ortsfest mit der Welle verbunden. Bei dieser Anordnung bewegen sich die Sensoreinrichtung und das Sekundärteil somit mit der Welle mit. Dies ermöglicht es beispielsweise bei sich drehender Welle Messungen mithilfe der Sensoreinrichtung, beispielsweise Dehnungs- oder sonstige Belastungsmessungen, direkt an der Welle vorzunehmen, wobei die kontinuierliche Energieversorgung der Sensoreinrichtung über den induktiven Koppler in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgt. Wesentliche ist nun, dass die Energieversorgung zudem auch bei einem Stillstand der Welle unverändert weiter fortgesetzt werden kann, da eine aktuelle Drehbewegung der Welle zur Energieübertragung mithilfe des induktiven Kopplers nicht erforderlich ist. Damit ist die Energieübertragung unabhängig vom aktuellen Betriebszustand der Welle. Diese Vorteile treten besonders deutlich dann hervor, wenn der induktive Koppler gleichzeitig zur Datenübertragung von der Sensoreinrichtung über den induktiven Koppler zu einer geeigneten Steuer- bzw. Auswertungseinheit und/oder in entgegengesetzte Richtung von der Steuereinheit über den induktiven Koppler zur Sensoreinrichtung, um Steuerbefehle an die Sensoreinrichtung zu übermittelt, genutzt wird, wie nachstehend noch weiter beschrieben.The invention is particularly suitable for soil compaction machines which have a shaft driven by the drive device, in particular an internal combustion engine or an electric motor, and rotatable about an axis of rotation relative to the machine frame. The sensor device with the at least one electrical consumer and the secondary part of the inductive coupler are then fixedly connected to the shaft. With this arrangement, the sensor device and the secondary part thus move with the shaft. This makes it possible, for example, to carry out measurements directly on the shaft using the sensor device, for example strain or other load measurements, with the shaft rotating, the continuous energy supply of the sensor device taking place via the inductive coupler in the manner described above. It is now essential that the energy supply can continue to be continued even when the shaft is at a standstill, since a current rotary movement of the shaft is not required for energy transmission using the inductive coupler. The energy transfer is therefore independent of the current operating state of the shaft. These advantages emerge particularly clearly when the inductive coupler simultaneously transmits data from the sensor device via the inductive coupler to a suitable control or evaluation unit and / or in the opposite direction from the control unit via the inductive coupler to the sensor device in order to send control commands to the To transmit sensor device is used, as described further below.

Hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung des Primärteils und des Sekundärteils kann auf die individuellen Gegebenheiten der Bodenverdichtungsmaschine und des Einsatzzweckes der Sensoreinrichtung beispielsweise derart reagiert werden, dass der Primärteil und der Sekundärteil des induktiven Kopplers bevorzugt derart zueinander angeordnet sind, dass sie in Bezug auf eine Rotationsachse des Primärteils und/oder des Sekundärteils, insbesondere in Bezug auf eine das Sekundärteil tragende Welle oder Walzbandage, zu einer radialen oder axialen Überbrückung des Luftspaltes angeordnet sind. Dies ermöglicht somit axial bzw. stirnseitig beabstandete und radial bzw. umlaufend beabstandete Anordnungen des Primärteils zum Sekundärteil. Auf diese Weise eröffnet sich ein erheblicher Spielraum hinsichtlich der konkreten Positionierung des induktiven Kopplers an der Bodenverdichtungsmaschine.With regard to the specific design of the primary part and the secondary part, the individual circumstances of the soil compacting machine and the intended use of the sensor device can be reacted, for example, in such a way that the primary part and the secondary part of the inductive coupler are preferably arranged with respect to one another in such a way that they are in relation to an axis of rotation of the primary part and / or the secondary part, in particular in relation to a shaft or roller bandage carrying the secondary part, are arranged to radially or axially bridge the air gap. This thus enables axially or frontally spaced and radially or circumferentially spaced arrangements of the primary part to the secondary part. This opens up considerable scope for the specific positioning of the inductive coupler on the soil compacting machine.

Beispielsweise ist es möglich und für bestimmte Anwendungen bevorzugt, wenn das Primärteil eine Spulenhülse umfasst, die derart angeordnet ist, dass sie in Axialrichtung einer Rotationsachse des Sekundärteils relativ zum Primärteil auf gleicher Höhe angeordnet ist und in Radialrichtung das Sekundärteil in einem radialen Abstand um die Rotationsachse des Sekundärteils, insbesondere in einem umlaufend konstanten Radialabstand, umläuft. Auf diese Weise kann eine in Axialrichtung der Rotationsachse äußerst kompakte Ausbildung des induktiven Kopplers erreicht werden. Alternativ kann diese Anordnung auch insofern invertiert werden, als dass der Sekundärteil den Primärteil umlaufend ausgebildet ist.For example, it is possible and preferred for certain applications if the primary part comprises a coil sleeve which is arranged such that it is arranged at the same height in the axial direction of an axis of rotation of the secondary part relative to the primary part and in the radial direction the secondary part is at a radial distance around the axis of rotation of the secondary part, in particular at an all-round constant radial distance. In this way, an extremely compact design of the inductive coupler can be achieved in the axial direction of the axis of rotation. Alternatively, this arrangement can also be inverted to the extent that the secondary part is designed to encircle the primary part.

Alternativ ist es bevorzugt, wenn der Primärteil und der Sekundärteil jeweils einen Spulenkopf aufweisen, die entlang einer gemeinsamen Achse über den Luftspalt zueinander beabstandet stirnseitig einander zugewandt angeordnet sind. Der Primärteil und der Sekundärteil sind in Axialrichtung dann aufeinander folgend angeordnet. Bei dieser Variante wird eine in Radialrichtung zur Rotationsachse sehr kompakte Anordnung erhalten.Alternatively, it is preferred if the primary part and the secondary part each have a coil head, which are arranged facing each other at a distance from one another along a common axis via the air gap. The primary part and the secondary part are then arranged one after the other in the axial direction. In this variant, an arrangement which is very compact in the radial direction with respect to the axis of rotation is obtained.

Um das Einsatzspektrum noch weiter zu erhöhen, ist es bevorzugt, wenn mithilfe des induktiven Kopplers nicht nur eine Energieübertragung vom Primärteil zum Sekundärteil über den Luftspalt hinweg eingerichtet wird, sondern, insbesondere gleichzeitig, auch eine Datenübertragung wenigstens unidirektional vom Sekundärteil zum Primärteil oder bidirektional zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil erfolgt. Der induktive Koppler wird dann nicht nur zur Energieübertragung vom Primärteil zum Sekundärteil über den Luftspalt hinweg genutzt, sondern gleichzeitig auch als Teil einer kontaktlosen Datenverbindung, ebenfalls über den Luftspalt hinweg. Hierzu ist es vorgesehen, dass wenigstens eine Steuer- bzw. Auswerteeinheit in Signalverbindung mit dem Primärteil und/oder dem Sekundärteil zur Auswertung der empfangenen Datensignale steht. Dieses Gesamtpaket hat insbesondere insofern den Vorteil, dass für die Datenübertragung von der Sensoreinrichtung über den Luftspalt hinweg nicht eine separate Datenübermittlung eingerichtet werden muss, sondern diese Funktion zusätzlich vom induktiven Koppler verwirklicht wird.In order to further increase the range of applications, it is preferred if, with the aid of the inductive coupler, not only energy transmission from the Primary part to the secondary part is set up across the air gap, but, in particular simultaneously, data transmission takes place at least unidirectionally from the secondary part to the primary part or bidirectionally between the primary part and the secondary part. The inductive coupler is then used not only for energy transmission from the primary part to the secondary part across the air gap, but at the same time also as part of a contactless data connection, also across the air gap. For this purpose, it is provided that at least one control or evaluation unit is in signal connection with the primary part and / or the secondary part for evaluating the received data signals. This overall package has the particular advantage that a separate data transmission does not have to be set up for data transmission from the sensor device across the air gap, but that this function is additionally implemented by the inductive coupler.

Auch die konkrete Ausbildung der Sensoreinrichtung kann variieren. Im Hinblick auf den Einsatzzweck von Bodenverdichtungsmaschinen ist es allerdings bevorzugt, wenn die Sensoreinrichtung wenigstens einen Beschleunigungssensor und/oder einen Deformationssensor zur Bestimmung der Bodensteifigkeit eines zu verdichtenden Bodens umfasst. Derartige Methoden an sich sind im Stand der Technik bekannt. Beschleunigungs- und/oder Deformationsdaten können insbesondere zur Ermittlung der Bodensteifigkeit herangezogen werden, welche ein zentraler Wirkungsparameter bei Bodenverdichtungsmaschinen ist.The specific design of the sensor device can also vary. With regard to the intended use of soil compaction machines, however, it is preferred if the sensor device comprises at least one acceleration sensor and / or a deformation sensor for determining the soil stiffness of a soil to be compacted. Such methods are known per se in the prior art. Acceleration and / or deformation data can be used in particular to determine the soil stiffness, which is a central effect parameter in soil compaction machines.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht schließlich darin, dass ergänzend ein Energiewandler vorhanden ist, der ergänzend oder alternativ zur elektrischen Energiequelle und dem Versorgungssystem mit dem induktiven Koppler zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie heranziehbar ist. Auf diese Weise wird eine redundante und damit besonders ausfallsichere Energieversorgung der Sensoreinrichtung ermöglicht.Finally, a further development of the invention consists in that an energy converter is additionally present, which can be used in addition or as an alternative to the electrical energy source and the supply system with the inductive coupler for supplying the electrical consumer with electrical energy. In this way, a redundant and thus particularly fail-safe energy supply for the sensor device is made possible.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1A: eine Seitenansicht einer Tandemwalze;
1B: eine Seitenansicht eines Walzenzuges;
1C:eine Seitenansicht eines Vibrationsstampfers;
1D: eine Seitenansicht einer Vibrationsplatte;
2A: eine Prinzipansicht eines induktiven Kopplers mit axialer Anordnung des Primärteils und des Sekundärteils;
2B: eine Prinzipansicht eines induktiven Kopplers mit radialer Anordnung des Primärteils und des Sekundärteils;
2C: eine weitere Prinzipansicht eines induktiven Kopplers mit radialer Anordnung des Primärteils und des Sekundärteils;
3: eine Schnittansicht durch eine Walzbandage gemäß Linie I aus den 1A und 1B;
4: eine Schnittansicht durch den Oberbau eines Vibrationsstampfers; und
5: eine Schnittansicht entlang der Linie II aus 1D durch eine Vibrationsplatte.

The invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures. They show schematically:

1A : a side view of a tandem roller;
1B : a side view of a single drum roller;
1C : a side view of a vibratory rammer;
1D : a side view of a vibration plate;
2A : a schematic view of an inductive coupler with an axial arrangement of the primary part and the secondary part;
2 B : a schematic view of an inductive coupler with a radial arrangement of the primary part and the secondary part;
2C : Another principle view of an inductive coupler with a radial arrangement of the primary part and the secondary part;
3rd : a sectional view through a roller drum according to line I from the 1A and 1B ;
4th : a sectional view through the superstructure of a vibratory rammer; and
5 : a sectional view along the line II from 1D through a vibration plate.

Gleiche bzw. gleich wirkende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Sich wiederholende Bauteile sind nicht zwingend in jeder Figur gesondert bezeichnet.The same or equivalent components are numbered with the same reference numerals. Repeating components are not necessarily identified separately in each figure.

Die 1A und 1B zeigen erfindungsgemäße Bodenverdichtungsmaschinen 1 vom Typ Bodenverdichtungswalze, genauer eine Tandemwalze (1A) und einen Walzenzug (1B). Die Bodenverdichtungswalzen weisen einen Fahrerstand 2 und einen Maschinenrahmen 3 auf. Sie werden von einer Antriebseinrichtung 4, zumeist einem Dieselverbrennungsmotor, angetrieben und bewegen sich im Arbeitsbetrieb in Arbeitsrichtung a über einen zu verdichtenden Boden 8. Die Arbeitsrichtung a ist in den Figuren als die Vorwärtsrichtung der Bodenverdichtungsmaschinen 1 definiert. Die Bodenverdichtungsmaschinen 1 können allerdings im Arbeitsbetrieb auch genauso gut rückwärts eingesetzt werden, und sich entgegen der Arbeitsrichtung a bewegen. Die Tandemwalze aus 1A weist insgesamt zwei Walzbandagen 5 auf. Die Walzbandagen 5 sind über Bandagenlager 6 mit dem Maschinenrahmen 3 verbunden. Das Fahrwerk des Walzenzuges der 1B weist nur eine in Arbeitsrichtung a vorne angeordnete Walzbandage 5 auf und umfasst in Arbeitsrichtung a hinten ein Paar Räder 7, beispielsweise Gummiräder. Auch die Walzbandage 5 des Walzenzuges ist über ein Bandagenlager 6 mit dem Maschinenrahmen 3 verbunden. Der Walzenzug und insbesondere die Walzbandage 5 des Walzenzuges sind über ein Knickgelenk, das sich im Wesentlichen unter dem Fahrerstand 2 befindet, lenkbar. Die hier über den Boden abrollende Bodenverdichtungseinrichtung ist somit die Walzbandage 5.The 1A and 1B show soil compaction machines according to the invention 1 of the type soil compaction roller, more precisely a tandem roller ( 1A) and a single drum roller ( 1B) . The soil compaction rollers have a driver's station 2nd and a machine frame 3rd on. They are powered by a drive mechanism 4th , mostly a diesel internal combustion engine, driven and move in working direction in working direction a over a soil to be compacted 8th . The working direction a is in the figures as the forward direction of the soil compacting machines 1 Are defined. The soil compaction machines 1 However, they can also be used backwards just as well in work mode, and move against the working direction a. The tandem roller 1A has a total of two rolled bandages 5 on. The rolled bandages 5 are about bandage bearings 6 with the machine frame 3rd connected. The chassis of the single drum roller 1B has only one roller drum arranged at the front in the working direction a 5 and includes a pair of wheels in the working direction a 7 , for example rubber wheels. Even the roller drum 5 of the single drum roller is over a drum bearing 6 with the machine frame 3rd connected. The single drum roller and especially the roller drum 5 of the single drum roller have an articulated joint that is essentially under the driver's platform 2nd located, steerable. The soil compaction device rolling over the soil here is thus the roller drum 5 .

Die 1C und 1D zeigen handgeführte Bodenverdichtungsmaschinen 1, konkret einen Vibrationsstampfer (1C) und eine Vibrationsplatte (1D). Die handgeführten Bodenverdichtungsmaschinen 1 weisen einen Führungsbügel 8 auf, den ein Bediener im Betrieb der Bodenverdichtungsmaschinen 1 nutzt, um diese zu steuern und zu lenken. Der Führungsbügel 8 der in 1D gezeigten Vibrationsplatte kann, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, in eine Transportposition geklappt werden. Die handgeführten Bodenverdichtungsmaschinen 1 weisen einen Oberbau 9 auf, in dem sich die Antriebseinrichtung 4 befindet, üblicherweise ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Diesel- oder Benzin- oder Flüssiggasverbrennungsmotor. Darüber hinaus weisen die Bodenverdichtungsmaschinen 1 einen Unterbau 10 mit einer Verdichtungsplatte 11 auf. Die Verdichtungsplatte 41 ist im Falle des Vibrationsstampfers als Stampferplatte 11 eines Stampffußes 12 und im Fall der Vibrationsplatte als Rüttelplatte 11 ausgebildet. Bei den Bodenverdichtungsmaschinen 1 in den 1C und 1D handelt es sich somit um Maschinen mit einer stampfenden Bodenverdichtungseinrichtung in Form einer Platte. Die Verdichtungsplatten 11 werden im Arbeitsbetrieb der handgeführten Bodenverdichtungsmaschinen 1 von der Antriebseinrichtung 4 in Schwingungen bzw. Vibration versetzt. Ein Bediener führt die Bodenverdichtungsmaschinen 1 beispielsweise in Arbeitsrichtung a über den Boden und führt dadurch zu einer kontinuierlichen Verdichtung des Untergrundes. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Oberbau 9 der handgeführten Bodenverdichtungsmaschinen 1 jeweils ein Gehäuse 13 auf, das verschiedene Komponenten der Bodenverdichtungsmaschinen 1 beinhaltet.The 1C and 1D show hand-held soil compaction machines 1 , specifically a vibration rammer ( 1C ) and a vibration plate ( 1D ). The hand-held soil compaction machines 1 have a guide bracket 8th that an operator is operating in the soil compaction machines 1 uses to control and direct them. The guide bracket 8th the in 1D vibration plate shown can, as by the dashed lines are indicated, folded into a transport position. The hand-held soil compaction machines 1 show a superstructure 9 on, in which the drive device 4th is, usually an internal combustion engine, for example a diesel or gasoline or LPG engine. In addition, the soil compaction machines have 1 a substructure 10th with a compression plate 11 on. The compression plate 41 is in the case of the vibration tamper as a tamper plate 11 of a pounding foot 12th and in the case of the vibration plate as a vibrating plate 11 educated. For soil compaction machines 1 in the 1C and 1D are machines with a pounding soil compaction device in the form of a plate. The compression plates 11 are in the operation of the hand-held soil compaction machines 1 from the drive device 4th vibrated. An operator guides the soil compaction machines 1 for example in the working direction a over the ground and thereby leads to a continuous compaction of the subsoil. In the embodiment shown, the superstructure has 9 of the hand-held soil compaction machines 1 one housing each 13 different components of the soil compaction machines 1 includes.

Insbesondere an den Bodenverdichtungseinrichtungen 5 und 11 oder auch ergänzend oder alternativ an anderen, sich relativ zu dem jeweiligen Maschinenrahmen bewegenden Maschinenkomponenten, kann es nun vorgesehen sein, dass dort eine mit diesen ortsfest verbundene Sensoreinrichtungen 15 vorgesehen ist, um beispielsweise Deformations- und/oder Beschleunigungsdaten der Bodenverdichtungseinrichtung und/oder sonstige direkt an dem jeweiligen Bauteil erfasste Daten gewinnen zu können. Dies kann insbesondere dazu verwendet werden, den Arbeitsprozess und/oder die Bauteilintegrität und/oder sonstige Informationen an dem jeweiligen Bauteil direkt am Bauteil und damit zuverlässiger zu erfassen. Eine solche Sensoreinrichtung 15 umfasst vorliegend einen Verbraucher elektrischer Energie, beispielsweise eine Steuereinheit, eine Sendeeinheit etc. Der Verbraucher als Unterkomponente der Sensoreinrichtung 15 ist in den Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Der Betrieb einer solchen Sensoreinrichtung 15 verbraucht somit regelmäßig elektrische Energie, insbesondere zur Übermittlung der gewonnenen Messdaten. Hierzu weisen solche Bodenverdichtungsmaschinen 1 üblicherweise eine elektrische Energiequelle 14 auf, die häufig am Maschinenrahmen 3 angeordnet ist. Damit ist zur Energieversorgung der Sensoreinrichtung 15 eine elektrische Energie leitende Verbindung zwischen zwei zueinander beweglichen Teilen erforderlich, da die Energiequelle und die Sensoreinrichtung derart gelagert sind, dass sich ihre Relativlage zueinander im Betrieb der Bodenverdichtungsmaschine ändert. Die Erfindung sieht hierzu nun die Verwendung eines induktiven Kopplers 16 zur Überbrückung eines Luftspaltes vor, wobei mithilfe des induktiven Kopplers 16 über diesen Luftspalt elektrische Energie und/oder Daten übertragen werden können. Die 2A, 2B und 2C veranschaulichen nun zunächst verschiedene Varianten induktiver Koppler 16, die sich für den erfindungsgemäßen Einsatz besonders eignen.Especially on the soil compaction equipment 5 and 11 or additionally or alternatively on other machine components that move relative to the respective machine frame, it can now be provided that there is a sensor device that is fixedly connected to it 15 is provided in order, for example, to be able to obtain deformation and / or acceleration data of the soil compaction device and / or other data recorded directly on the respective component. This can be used in particular to record the work process and / or the component integrity and / or other information on the respective component directly on the component and thus more reliably. Such a sensor device 15 in the present case comprises a consumer of electrical energy, for example a control unit, a transmitting unit etc. The consumer as a sub-component of the sensor device 15 is not shown in the figures for reasons of clarity. The operation of such a sensor device 15 Consumes electrical energy regularly, especially for the transmission of the measurement data obtained. Such soil compaction machines have this purpose 1 usually an electrical energy source 14 on that often on the machine frame 3rd is arranged. This is for power supply to the sensor device 15 an electrical energy-conducting connection between two mutually movable parts is required, since the energy source and the sensor device are mounted in such a way that their relative position to one another changes during operation of the soil compacting machine. The invention now sees the use of an inductive coupler for this purpose 16 to bridge an air gap before, using the inductive coupler 16 Electrical energy and / or data can be transmitted via this air gap. The 2A , 2 B and 2C first illustrate different variants of inductive couplers 16 which are particularly suitable for the use according to the invention.

Wesentliche Elemente des induktiven Kopplers 16 sind ein Primärteil 17 und ein Sekundärteil 18, die über einen Luftspalt 19 zueinander beabstandet sind. 2A verdeutlicht, dass der induktive Koppler 16 im Primärteil 17 und im Sekundärteil 18 jeweils eine Spule 20 aufweist. Diese ist in den 2B und 2C aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Genauso ist der in der Regel vorhandene Spulenträger, insbesondere aus einem weichmagnetischen Kern, in den Figuren nicht gezeigt. Die Spule 20 steht zum Primärteil 17 hin mit der elektrischen Energiequelle 14 in Leitungsverbindung über Verbindungsleitungen 21. Auf Seiten des Sekundärteils 18 steht die Spulen mit der Sensoreinrichtung 15 in elektrischen Strom leitender Verbindung über die Verbindungsleitungen 22. Ferner sind die Spulen 20 jeweils üblicherweise in einem Gehäuse angeordnet oder in eine Einbettung eingebettet, wie in 2A durch die die Spulen 20 umgebenden gestrichelten Kästen dargestellt.Essential elements of the inductive coupler 16 are a primary part 17th and a secondary part 18th that have an air gap 19th are spaced from each other. 2A clarifies that the inductive coupler 16 in the primary part 17th and in the secondary part 18th one coil each 20 having. This is in the 2 B and 2C not shown for reasons of clarity. Likewise, the coil carrier that is generally present, in particular made of a soft magnetic core, is not shown in the figures. The sink 20 stands for the primary part 17th with the electrical energy source 14 in line connection via connecting lines 21st . On the part of the secondary part 18th stands the coils with the sensor device 15 in electrical current conducting connection over the connecting lines 22 . Furthermore, the coils 20 each usually arranged in a housing or embedded in an embedding, as in 2A through which the coils 20 shown in dashed boxes.

In 2A sind die Spulen 20 des Primärteils und des Sekundärteils 18 stirnseitig einander zugewandt über den Luftspalte 19 beabstandet angeordnet. Wird eine Wechselspannung an die Spule 20 des Primärteils 17 durch die elektrische Energiequelle 14 angelegt, induziert das dabei entstehende Magnetfeld eine Wechselspannung in der Spule 20 des Sekundärteils 18, die zur Energieversorgung der Sensoreinrichtung 15 ausgenutzt werden kann. Die Spulen 20 sind dabei bezüglich ihrer Wicklungsachse koaxial zueinander angeordnet. Die vorstehend beschriebene Energieübertragung funktioniert dabei sowohl bei zueinander stillstehendem Primärteil 17 und Sekundärteil 18 sowie bei sich relativ zueinander bewegendem Primärteil 17 und Sekundärteil 18 (zumindest innerhalb eines bestimmten Abstandsbereiches zwischen diesen beiden Teilen 17 und 18). Wesentlich ist, dass eine ausreichende magnetische Wechselwirkung möglich ist.In 2A are the coils 20 of the primary part and the secondary part 18th facing each other across the air gaps 19th spaced apart. AC voltage is applied to the coil 20 of the primary part 17th through the electrical energy source 14 applied, the resulting magnetic field induces an AC voltage in the coil 20 of the secondary part 18th used to power the sensor device 15 can be exploited. The spools 20 are arranged coaxially with each other with respect to their winding axis. The energy transmission described above works both when the primary part is stationary 17th and secondary part 18th and with the primary part moving relative to one another 17th and secondary part 18th (at least within a certain distance range between these two parts 17th and 18th ). It is essential that sufficient magnetic interaction is possible.

2B zeigt eine Variante des induktiven Kopplers 16, bei dem der Primärteil 17 und der Sekundärteil 18 nicht axial bzw. stirnseitig zueinander beabstandet sind, sondern radial zu einer Rotationsachse R. Das Sekundärteil 18 ist dabei auf einer Welle 23 ortsfest angeordnet, auf der auch die Sensoreinrichtung 15, beispielsweise ein Dehnungs- oder Beschleunigungssensor, positioniert ist, wohingegen das als Spulenhülse ausgebildete Primärteil 17 die Welle um die Rotationsachse R in einem, insbesondere gleichmäßigen, Radialabstand umgebend bzw. vollständig umlaufend ausgebildet ist. Das Sekundärteil 18 dreht somit im Betrieb der Welle 23 innerhalb des Primärteils 17. Das Primärteil 17 kann beispielsweise ortsfest an einem Maschinenrahmen oder einem relativ zu einem Maschinenrahmen ortsfesten Bauteil angeordnet sein. Damit gelingt eine kontaktlose Energieübertragung vom Primärteil 17 zum Sekundärteil 18 über den Luftspalt 19 hinweg unabhängig davon, ob die Welle 23 im Drehbetrieb ist oder stillsteht. 2 B shows a variant of the inductive coupler 16 where the primary part 17th and the secondary part 18th are not axially or face-to-face, but radially to an axis of rotation R . The secondary part 18th is on a wave 23 arranged stationary, on which the sensor device 15 , for example a strain or acceleration sensor, is positioned, whereas the primary part designed as a coil sleeve 17th the Shaft around the axis of rotation R is formed in a, in particular uniform, radial distance surrounding or completely circumferential. The secondary part 18th thus rotates during the operation of the shaft 23 inside the primary part 17th . The primary part 17th can, for example, be arranged stationary on a machine frame or on a component that is stationary relative to a machine frame. This enables contactless energy transfer from the primary part 17th to the secondary part 18th across the air gap 19th away regardless of whether the wave 23 is in rotation or at a standstill.

2C schließlich zeigt eine Abwandlung bzw. Umkehrung zu der in 2B gezeigten Variante. Auf der Welle 23 ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Sekundärteil 18 hülsenartig in einer die Welle 23 umlaufenden Weise zusammen mit der Sensoreinrichtung 15 angeordnet. Das Primärteil 17 ist dagegen als ein radial zum Sekundärteil 18 nach außen beabstandeter Spulenkopf ausgebildet. Damit dreht sich sozusagen das Sekundärteil 18 im Betrieb der Welle 23 unter dem Primärteil bei konstantem minimalem Radialabstand weg. Auch mit dieser Variante kann eine Energieübertragung zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil des induktiven Kopplers 16 unabhängig vom Betriebszustand der Welle 23, also insbesondere auch bei einem Stillstand der Welle 23 relativ zum Primärteil 17, erreicht werden. 2C finally shows a modification or reversal to that in 2 B shown variant. On the wave 23 is the secondary part in this embodiment 18th sleeve-like in a the shaft 23 circumferential way together with the sensor device 15 arranged. The primary part 17th is, however, as a radial to the secondary part 18th outwardly spaced coil head formed. This turns the secondary part, so to speak 18th in the operation of the shaft 23 away from the primary section at a constant minimum radial distance. This variant can also be used to transmit energy between the primary part and the secondary part of the inductive coupler 16 regardless of the operating state of the shaft 23 , in particular also when the shaft is at a standstill 23 relative to the primary part 17th , can be achieved.

Die 3, 4 und 5 veranschaulichen nun beispielhaft konkrete Anordnungen des induktiven Kopplers 16 in Bodenverdichtungsmaschinen, wie sie in den 1A bis 1D zusammengefasst worden sind.The 3rd , 4th and 5 now illustrate specific arrangements of the inductive coupler by way of example 16 in soil compaction machines like those in the 1A to 1D have been summarized.

3 zeigt dabei eine Querschnittsansicht durch die Walzbandage 5 entlang der Linie I aus den 1A und 1B. Zur weiteren Verdeutlichung soll dabei zunächst grob der Aufbau und die Funktionsweise der Walzbandagen 5 der als Bodenverdichtungswalzen ausgebildeten Bodenverdichtungsmaschinen 1 näher erläutert werden. Die Walzbandage 5 umfasst einen hohlzylinderförmigen Außenmantel 24, mit dem die Walzbandage 5 auf dem zu verdichtenden Boden 25 abrollt. Der Innenraum der Walzbandage 5 wird an den quer zur Arbeitsrichtung a außen liegenden Stirnseiten von Tellerscheiben 26 begrenzt. An einer der Tellerscheiben 26, in der 3 rechts dargestellt, befindet sich ein Fahrmotor 27, beispielsweise ein Hydraulikmotor. Der Fahrmotor 27 ist einerseits über ein Bandagenlager 28 mit dem nicht dargestellten Maschinenrahmen 3 verbunden. Andererseits ist der Fahrmotor 27 über ein Drehgelenk 29 mit einer Antriebsscheibe 30 verbunden, die wiederum über Dämpfungselemente 31, insbesondere elastische Dämpfungselemente 31, an der Tellerscheibe 26 befestigt ist. Die Dämpfungselemente 31 entkoppeln die Antriebsscheibe 29 und damit das Drehgelenk 29 und den Fahrmotor 27 von den Vibrationen bzw. Schwingungen der Walzbandage 5. Durch den Betrieb des Fahrmotors 27 wird die Walzbandage 5 in Rotation um die Rotationsachse R versetzt, wodurch sich die Bodenverdichtungswalze auf dem Bodenuntergrund 25 fortbewegt. In 3 sind diejenigen Bestandteile, die sich im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungswalze mit der Walzbandage 5 um die Rotationsachse R drehen, schraffiert dargestellt. Diejenigen Bestandteile der Walzbandage 5, die sich nicht mit dieser mitdrehen, sind dagegen nicht schraffiert. 3rd shows a cross-sectional view through the roller drum 5 along the line I from the 1A and 1B . For further clarification, the structure and mode of operation of the roll bandages should initially be rough 5 the soil compaction machines designed as soil compaction rollers 1 are explained in more detail. The roller drum 5 comprises a hollow cylindrical outer jacket 24th with which the roller drum 5 on the soil to be compacted 25th rolls off. The interior of the roller drum 5 is on the end faces of disc washers located transversely to the working direction a 26 limited. On one of the plate washers 26 , in the 3rd shown on the right is a traction motor 27 , for example a hydraulic motor. The traction motor 27 is on the one hand via a drum support 28 with the machine frame, not shown 3rd connected. On the other hand, the drive motor 27 via a swivel 29 with a drive pulley 30th connected, which in turn via damping elements 31 , in particular elastic damping elements 31 , on the plate 26 is attached. The damping elements 31 decouple the drive pulley 29 and thus the swivel 29 and the drive motor 27 of the vibrations or vibrations of the roller drum 5 . By operating the traction motor 27 becomes the roller drum 5 in rotation around the axis of rotation R offset, causing the soil compaction roller to sit on the ground 25th moved. In 3rd are those components that are involved in the operation of the soil compaction roller with the roller drum 5 around the axis of rotation R rotate, hatched. Those components of the roller drum 5 those who do not turn with it, however, are not hatched.

Optional befindet sich auf der dem Fahrmotor 27 gegenüberliegenden Seite der Walzbandage 5 ein Erregermotor 32, beispielsweise ein Hydraulikmotor, der Teil einer Erregereinrichtung 33 mit einer innerhalb der Walzbandage 5 rotierenden Unwucht 34 ist, die auf einer Erregerwelle 35 sitzt. Die Erregereinrichtung 33 dreht sich nicht mit der Walzbandage um die Rotationsachse R mit und ist daher über ein Fahrlager 36 mit der Tellerscheibe 10 verbunden. Die Erregerwelle 35 ist von Wellenlagern 37 gehalten, die beispielsweise an den Tellerscheiben 26 der Walzbandage 5 angeordnet sind.Optionally located on the traction motor 27 opposite side of the roller drum 5 an exciter motor 32 , for example a hydraulic motor, which is part of an excitation device 33 with one inside the roll bandage 5 rotating unbalance 34 is that on a pathogen wave 35 sits. The excitation device 33 does not rotate with the roller drum around the axis of rotation R with and is therefore about a paddock 36 with the disc 10th connected. The excitation wave 35 is from shaft bearings 37 kept, for example, on the plate washers 26 the roller drum 5 are arranged.

In 3 sind nun zwei alternative Anordnung des induktiven Kopplers 16 näher veranschaulicht. Auf der linken Seite ist das Sekundärteil 18 hülsenförmig im Bereich der Innenmantelfläche der Walzbandage 5 die Rotationsachse 5 umlaufend angeordnet. Die Sensoreinrichtung 15 ist ortsfest, beispielsweise am Innenmantel, an der Walzbandage 5 positioniert. Das Primärteil 17 dagegen ist maschinenrahmenseitig bzw. ortsfest zum Maschinenrahmen (oder eine Unterstruktur des Maschinenrahmens) positioniert bzw. dreht sich nicht mit der Walzbandage 5 mit. Das kopfartig ausgebildete Primärteil ist in Radialrichtung zur Rotationsachse R nach innen versetzt zum Sekundärteil oberhalb der Rotationsachse und insbesondere in Vertikalrichtung gesehen auf Höhe des Lagerarms des Bandagenlagers 28 angeordnet und über den Luftspalt 19 zum umlaufende bzw. hülsenartig ausgebildeten Sekundärteil 18 positioniert. Eine im Primärteil über die am Maschinenrahmen gelagerte Energiequelle 14 induzierte Wechselspannung induziert somit über das erzeugte Magnetfeld und dessen Änderungen ein Wechselspannung im Sekundärteil 18, so dass insgesamt eine kontaktlose Energieweiterleitung in Radialrichtung mithilfe des induktiven Kopplers 16 vom Maschinenrahmen zur Walzbandage 5 erfolgt, die unabhängig vom Betriebszustand der Walzbandage 5 (Fahrbetrieb oder Stopp) ist, da in jeder Drehposition der Walzbandage relativ zum Primärteil 17 ein Teil des Sekundärteils 18 über den in Radialrichtung der Rotationsachse R minimalen Luftspalt 19 beabstandet ist.In 3rd are two alternative arrangements of the inductive coupler 16 illustrated in more detail. On the left is the secondary part 18th sleeve-shaped in the area of the inner surface of the roller drum 5 the axis of rotation 5 arranged all around. The sensor device 15 is stationary, for example on the inner jacket, on the roller drum 5 positioned. The primary part 17th on the other hand, it is positioned on the machine frame side or fixed to the machine frame (or a substructure of the machine frame) or does not rotate with the roller drum 5 With. The head-shaped primary part is in the radial direction to the axis of rotation R offset inwards to the secondary part above the axis of rotation and in particular seen in the vertical direction at the level of the bearing arm of the drum bearing 28 arranged and over the air gap 19th to the peripheral or sleeve-like secondary part 18th positioned. One in the primary part via the energy source mounted on the machine frame 14 induced AC voltage thus induces an AC voltage in the secondary part via the generated magnetic field and its changes 18th , so that overall a contactless energy transmission in the radial direction using the inductive coupler 16 from the machine frame to the roller drum 5 takes place regardless of the operating state of the roller drum 5 (Driving mode or stop) is because in every rotational position of the roller drum relative to the primary part 17th part of the secondary part 18th over the radial direction of the axis of rotation R minimal air gap 19th is spaced.

Eine weitere alternative Anordnung des induktiven Kopplers 16 ist auf der rechten Seite in 3 gezeigt, die sich im Wesentlichen an der Grundanordnung gemäß 2A orientiert. Das Primärteil 17 und das Sekundärteil 18 sind in Axialrichtung der Rotationsachse R über den Luftspalt 19 zueinander beabstandet angeordnet. Das Primärteil 17 sitzt dabei ortsfest zum Maschinenrahmen und das Sekundärteil 18 ortsfest auf der Erregerwelle 35 (könnte aber auch auf einen Teil des Bandagenmantels der Walzbandage 5 positioniert sein). In Bezug auf die Anbindung der Energiequelle 14 und der Sensoreinrichtung 15 wird auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch die Sensoreinrichtung 15 ortsfest auf der Erregerwelle 35 angeordnet ist. Wesentlich ist nun, dass die kontaktlose Energieübertragung zwischen dem Primärteil 17 und dem Sekundärteil 18 unabhängig vom Betriebszustand der Erregerwelle 35 und der Walzbandage 5 ist und somit stets eine zuverlässige und gleichmäßige Energieversorgung der Sensoreinrichtung 15 über die elektrische Energiequelle 14 möglich ist.Another alternative arrangement of the inductive coupler 16 is in on the right 3rd shown, which are essentially according to the basic arrangement 2A oriented. The primary part 17th and the secondary part 18th are in the axial direction of the axis of rotation R across the air gap 19th spaced from each other. The primary part 17th sits fixed to the machine frame and the secondary part 18th stationary on the excitation wave 35 (but could also apply to part of the drum jacket of the roller drum 5 be positioned). With regard to the connection of the energy source 14 and the sensor device 15 Reference is made to the above statements, the sensor device also in the present exemplary embodiment 15 stationary on the excitation wave 35 is arranged. It is now essential that the contactless energy transfer between the primary part 17th and the secondary part 18th regardless of the operating state of the excitation shaft 35 and the roller drum 5 and is therefore always a reliable and uniform energy supply for the sensor device 15 about the electrical energy source 14 is possible.

4 zeigt eine Schnittansicht durch den Oberbau 9 des Vibrationsstampfers aus 1C. Wesentliche Komponenten sind ein Gehäuses 38, die Antriebseinrichtung 4, eine von der Antriebseinrichtung 4 um eine Rotationsachse R angetriebene Kurbelwelle 39, die ein Ritzel 40 antreibt, das sich ebenfalls um die Antriebsachse R dreht und mit einem Exzenterrad 41 kämmt, welches dadurch durch das Ritzel 40 ebenfalls in Rotation versetzt wird. Das Exzenterrad 41 rotiert somit um eine Exzenterachse ER, wozu das Exzenterrad 41 eine Exzenterwelle 42 aufweist, die über Wellenlager 37 am Gehäuse 38 rotierbar gelagert ist. Exzentrisch auf dem Exzenterrad 41 angeordnet befindet sich eine Exzentergelenk 43, über das ein Pleuel 44 am Exzenterrad 41 befestigt ist. Im Arbeitsbetrieb des Vibrationsstampfers dreht sich das Exzenterrad 41, wodurch der Pleuel 44 in eine regelmäßige Auf- und Abbewegung versetzt wird. Diese Auf- und Abbewegung überträgt der Pleuel 44 auf die Verdichtungsplatte 11 und führt damit zum Antrieb der Verdichtungsplatte 11. 4th shows a sectional view through the superstructure 9 of the vibratory rammer 1C . The essential components are a housing 38 , the drive device 4th , one from the drive device 4th about an axis of rotation R driven crankshaft 39 who have a pinion 40 drives, which is also about the drive axis R turns and with an eccentric wheel 41 which combs through the pinion 40 is also set in rotation. The eccentric wheel 41 thus rotates around an eccentric axis HE , why the eccentric wheel 41 an eccentric shaft 42 which has shaft bearings 37 on the housing 38 is rotatably mounted. Eccentric on the eccentric wheel 41 an eccentric joint is arranged 43 over which a connecting rod 44 on the eccentric wheel 41 is attached. The eccentric wheel rotates when the vibratory tamper is in operation 41 , causing the connecting rod 44 is made to move up and down regularly. The connecting rod transmits this up and down movement 44 on the compression plate 11 and thus leads to the drive of the compression plate 11 .

Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in 4 nur das Primärteil 17 und das Sekundärteil 18 zur Veranschaulichung der Lage des induktiven Kopplers 16 angegeben. In Bezug auf die weiteren Elemente der Sensoreinrichtung wird auf die vorstehenden Figuren Bezug genommen, wobei die Sensoreinrichtung stets ortsfest zum Sekundärteil 18 positioniert ist. Vorliegend ist das Primärteil ortsfest am Gehäuse 9 angebracht, stirnseitig axial beabstandet entlang der Achse ER der Exzenterwelle 42, die wiederum das mit der Exzenterwelle 42 mitdrehende Sekundärteil 18 trägt.For reasons of clarity, in 4th only the primary part 17th and the secondary part 18th to illustrate the position of the inductive coupler 16 specified. With regard to the further elements of the sensor device, reference is made to the preceding figures, the sensor device always being stationary with respect to the secondary part 18th is positioned. In the present case, the primary part is stationary on the housing 9 attached, axially spaced along the axis HE the eccentric shaft 42 which in turn is the one with the eccentric shaft 42 rotating secondary part 18th wearing.

5 zeigt eine Schnittansicht durch die Vibrationsplatte gemäß der Linie II aus 1D. Im Gehäuse 38 des Oberbaus 9 der Vibrationsplatte 1 befindet sich ebenfalls eine Antriebseinrichtung 4, die eine Kurbelwelle 45 um eine Antriebsachse R antreibt. Die Kurbelwelle 45 wiederum ist über ein Unwuchtgetriebe 46 mit einer Unwuchtwelle 47 verbunden und versetzt die Unwuchtwelle 47 in Rotation um die Unwuchtachse UR. Das Unwuchtgetriebe 46 ist im gezeigten Beispiel als Riemengetriebe ausgebildet, könnte aber beispielsweise auch ein Zahnradgetriebe oder dergleichen sein. 5 shows a sectional view through the vibration plate according to line II 1D . In the housing 38 of the superstructure 9 the vibration plate 1 there is also a drive device 4th who have a crankshaft 45 around a drive axis R drives. The crankshaft 45 in turn is about an unbalance gear 46 with an unbalanced shaft 47 connected and displaced the unbalance shaft 47 in rotation around the unbalance axis UR . The unbalance gear 46 is designed as a belt transmission in the example shown, but could also be a gear transmission or the like, for example.

Aus Übersichtlichkeitsgründen sind auch in 5 nur das Primärteil 17 und das Sekundärteil 18 zur Veranschaulichung der Lage des induktiven Kopplers 16 angegeben. In Bezug auf die weiteren Elemente der Sensoreinrichtung wird auf die vorstehenden Figuren Bezug genommen, wobei auch hier die Sensoreinrichtung stets ortsfest zum Sekundärteil 18 positioniert ist. Das Primärteil 17 ist in Vertikalrichtung am Gehäuse 9 angeordnet und das Sekundärteil 18 dazu beabstandet an der Verdichtungsplatte 11 (d.h., die Sensoreinrichtung ist somit ebenfalls an der Verdichtungsplatte 11 positioniert). Im Vibrationsbetrieb ändert sich somit das Ausmaß des Luftspaltes zwischen dem Primärteil 17 und dem Sekundärteil 18 in einem bestimmten Ausmaß.For reasons of clarity, in 5 only the primary part 17th and the secondary part 18th to illustrate the position of the inductive coupler 16 specified. With regard to the further elements of the sensor device, reference is made to the preceding figures, the sensor device always being stationary with respect to the secondary part 18th is positioned. The primary part 17th is in the vertical direction on the housing 9 arranged and the secondary part 18th spaced from it on the compression plate 11 (ie, the sensor device is also on the compression plate 11 positioned). In vibration operation, the extent of the air gap between the primary part changes 17th and the secondary part 18th to a certain extent.

Wesentlich ist ferner, dass für sämtliche der Ausführungsbeispiele der induktive Koppler 16 auch dazu genutzt werden kann, Daten zwischen der Sensoreinrichtung 15 und einer Steuereinheit 46 kontaktlos über den Luftspalt 19 zu übertragen, wie lediglich beispielhaft in 3 schematisch verdeutlicht.It is also essential that the inductive coupler for all of the exemplary embodiments 16 data between the sensor device can also be used 15 and a control unit 46 contactless across the air gap 19th to be transferred, as only exemplary in 3rd schematically illustrated.

Claims

Soil compaction machine (1), in particular self-propelled soil compaction roller or hand-guided soil compaction machine (1), with - at least one sensor device (15) comprising an electrical consumer, - an electrical energy source (14) for supplying the electrical consumer, - the sensor device (15) in its Relative position to the electrical energy source (14) is adjustably mounted in the working mode, a supply system being provided with which the at least one electrical consumer of the sensor device (15) is supplied with electrical energy starting from the electrical energy source (14), characterized in that Supply system has at least one inductive coupler (16) for bridging an air gap (19) in the supply system, the inductive coupler (16) having a primary part (17) and a secondary part (18) which is in current-conducting connection with the electrical energy source (14), and where d he primary part (17) and the secondary part (18) are spaced apart from one another via the air gap (19).

Soil compaction machine (1) according to Claim 1 , characterized in that the primary part (17) and the secondary part (18) are arranged relative to one another in such a way that, although they are movable relative to one another, the extent of the air gap (19) between the primary part (17) and the secondary part (18) is greater the relative movement to one another is constant.

Soil compacting machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the soil compacting machine (1) has a machine frame (3) and a soil compacting device (5, 11), in particular a roller drum (5), a pounding foot (11) or a vibrating plate (11), and that the secondary part (18) is arranged stationary to a part that is movable relative to the machine frame (3), in particular stationary to the soil compacting device (5, 11).

Soil compaction machine (1) according to Claim 3 , characterized in that the primary part (17) is arranged fixed to the machine frame (3).

Soil compacting machine (1) according to one of the Claims 3 or 4th , characterized in that it has a shaft (23, 35, 39, 42) driven by the drive device (4) and rotatable about an axis of rotation (R) relative to the machine frame (3), and that the sensor device (15) with the at least an electrical consumer and the secondary part (18) are fixedly connected to the shaft (23, 35, 39, 42).

Soil compacting machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary part (17) and the secondary part (18) of the inductive coupler (16) are arranged with respect to one another such that they are in relation to an axis of rotation of the primary part (17) and / or of the secondary part (18), in particular in relation to a shaft (23, 35, 39, 42) or roller bandage (5) carrying the secondary part (18), for radially or axially bridging the air gap (19).

Soil compacting machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary part (17) comprises a coil sleeve which is arranged such that it is arranged at the same height in the axial direction of an axis of rotation of the secondary part (18) and in the radial direction the secondary part ( 18) revolves at a radial distance around the axis of rotation of the secondary part (18).

Soil compacting machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary part (17) and the secondary part (18) each have a coil head, which are arranged facing each other at a distance from one another along a common axis via the air gap (1).

Soil compacting machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that with the aid of the inductive coupler (16) an energy transmission from the primary part (17) to the secondary part (18) and, in particular at the same time, data transmission at least unidirectionally from the secondary part (18) to the primary part ( 17) or bidirectionally between the primary part (17) and the secondary part (18), at least one control unit (46) being in signal connection with the primary part (17) and / or the secondary part (18) for evaluating the received data signals.

Soil compaction machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (15) comprises at least one acceleration sensor (21) and / or a deformation sensor for determining the soil rigidity of a soil (8) to be compacted.

Soil compacting machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that there is additionally an energy converter which can be used in addition or as an alternative to the electrical energy source and the supply system with the inductive coupler (16) for supplying the electrical consumer with electrical energy.