DE10210049B4 - compaction roller - Google Patents

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Abstract

Verdichtungswalze mit wenigstens einem Walzkörper (2, 3) mit einem Vibrationsantrieb, der eine axial zum Walzkörper (2, 3) in diesem gelagerte, antreibbare Erregerwelle (14) mit einer Unwucht umfaßt, wobei die Unwucht einen nüttig zur Achse des Walzkörpers (2, 3) angeordneten und von der Erregerwelle (14) gehaltenen Unwuchtzylinder (16) mit einem hydraulisch radial zur Achse des Walzkörpers (2, 3) verstellbaren Unwuchtkolben (17) aufweist, der über eine Bohrung (18) in der Erregerwelle (14) von außen durch eine externe Verstelleinrichtung gesteuert Hydraulikflüssigkeit in stufenloser Anpassung der Nominalamplitude an Einbaugegebenenheiten zuführbar ist, wobei die Verstelleinrichtung einen Stellzylinder (34a) mit einem Stellkolben (34) aufweist und ein Raum des Stellzylinders (34a) mit dem Unwuchtzylinder kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Unwuchtzylinder (16) kommunizierende Raum des Stellzylinders (34a) mit einer Hydraulikölquelle zum Leckölersatz über ein steuerbares Ventil (33) verbunden ist, das in einer Mittelstellung des Unwuchtkolbens (17), aus der die Nominalamplitude erhöht bzw. verkleinert werden kann,...Compacting roller with at least one roller body (2, 3) with a vibration drive, which comprises an exciter shaft (14) which is drivable axially to the roller body (2, 3) and has an imbalance, the imbalance being smooth to the axis of the roller body (2, 3) arranged and held by the exciter shaft (14) unbalance cylinder (16) with a hydraulically radially adjustable to the axis of the roller body (2, 3) unbalanced piston (17), which has a bore (18) in the exciter shaft (14) from the outside Hydraulic fluid controlled by an external adjusting device can be fed in stepless adjustment of the nominal amplitude to installation conditions, the adjusting device having an adjusting cylinder (34a) with an adjusting piston (34) and a space of the adjusting cylinder (34a) communicating with the unbalance cylinder, characterized in that the with the balancing cylinder (16) communicating space of the actuating cylinder (34a) with a hydraulic oil source for leak oil replacement a controllable valve (33) is connected which, in a central position of the unbalance piston (17), from which the nominal amplitude can be increased or decreased, ...

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdichtungswalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a compaction roller the preamble of claim 1.

Es ist angestrebt, ungebundene sowie hydraulisch oder bituminös gebundene Materialien im Erd- bzw. Straßenbau möglichst zügig auf die vorgeschriebene Proctor- bzw. Marshalldichte zu verdichten, zugleich aber eine Überverdichtung zu verhindern und vor allem bei Verschleißschichten Kornzertrümmerungen der mineralischen Bestandteile zu minimieren.It is aimed at being unbound as well hydraulic or bituminous bound materials in earthworks or road construction as quickly as possible to the prescribed To compress Proctor or Marshall density, but at the same time an over-compression to prevent and especially in the case of wear layers of grain smashing to minimize the mineral components.

Bei bituminösen Straßenbelägen ist ein Glätten der Oberfläche beim Verdichten zu vermeiden, um entweder einen guten Schichtverbund bzw. bei Verschleißschichten eine hohe Griffigkeit zu gewährleisten. Das Einstellen optimaler Systemgrößen für kurze Verdichtungszeiten ist bei bituminösen Materialien zwingend erforderlich, da durch Abkühlen des Materials die Verdichtbarkeit schwindet und im ungünstigsten Fall die vorgeschriebene Enddichte nicht erreicht werden kann. Bei der Verdichtung von Drainasphalt (offenporiger Asphalt) dürfen die Poren im oberflächennahen Bereich nicht verschlossen werden, um die gewünschte Wasserableitung zu erzielen und den sogenannten „Air-Pumping" Effekt beim Abrollen von Autoreifen in der Kontaktzone zwischen Reifen und Fahrbahn zu verringern.With bituminous road surfaces, smoothing is the surface when compacting to avoid either a good layer composite or wear layers to ensure a high grip. Setting optimal system sizes for short compression times is with bituminous Materials absolutely necessary, as the material cools down, making it more compact fades and in the worst If the prescribed final density cannot be achieved. at the compaction of drainage asphalt (open pore asphalt) Pores near the surface Area should not be closed in order to achieve the desired water drainage and the so-called "air pumping" effect when rolling of car tires in the contact zone between the tire and the road reduce.

Bei zu hohen Schwingungsamplituden des Walzkörpers oder bei Vibrationsfrequenzen nahe der Eigenfrequenz von z. B. Brücken- oder anderen Bauwerken können diese geschädigt werden, so daß in diesen Fällen insbesondere bei Walzen mit konventionellen Kreisschwingern die Vibration zum Vermeiden von Schäden ausgeschaltet werden muß. Resultierend ist dann zum Erreichen der vorgeschriebenen Enddichte eine größere Zahl von statischen Walzübergängen erforderlich, sofern die Enddichte mittels statischem Walzen überhaupt erreicht werden kann.If the vibration amplitudes are too high of the roller body or at vibration frequencies close to the natural frequency of e.g. B. bridge or other structures this damaged so that in these make especially for rolls with conventional circular vibrators Vibration to avoid damage must be turned off. This then results in reaching the prescribed final density a larger number of static roll transitions required if the final density can be reached at all by static rolling.

Es ist bekannt, Vibrationswalzen zum Verdichten ungebundener Böden sowie hydraulischer oder bituminöser Schichten mit einem Kreisschwinger auszurüsten. Hierbei ist mindestens eine feste Unwucht vorgesehen. Zusätzlich kann, wie es meistens der Fall ist, ein zusätzliches Umschlaggewicht vorgesehen sein, um zwei unterschiedliche Nominalamplituden zu erzeugen. Eine Verstellung der Amplitude zwischen den beiden Nominalamplituden ist allerdings nicht möglich.Vibratory rollers are known for compacting unbound soils as well as hydraulic or bituminous Equip layers with a circular oscillator. Here is at least a fixed unbalance is provided. In addition, as is usually the case the case is an additional one Cover weight can be provided to two different nominal amplitudes to create. Adjusting the amplitude between the two However, nominal amplitudes are not possible.

Ferner ist es bekannt, eine Asphaltverdichtung mit einem Walzkörper ohne Kreis- bzw. gerichtete Schwingungen mittels der sogenannten Oszillation vorzunehmen, vgl. EP 0 053 598 B . Eine Tiefenverdichtung findet jedoch nicht statt, da hier das Material ausschließlich durch eine statische Linienlast und wechselnd durch Scherbeanspruchung verdichtet wird. Durch den erzwungenen Schlupf zwischen Walzkörper und Boden sind Traktionsprobleme unvermeidbar. Das oszillierende Moment wird durch zwei parallel zur Drehachse der Walze gelagerte Unwuchtwellen erzeugt, deren um 180° versetzte Unwuchten gleichsinnig synchron laufen. Der oszillierende Effekt kann bei bituminösen Materialien zu unerwünschten Wellen, zu Glättungen und zum Porenverschluss führen.It is also known to carry out asphalt compaction using a roller body without circular or directional vibrations by means of so-called oscillation, cf. EP 0 053 598 B , However, there is no deep compaction because the material is compacted exclusively by a static line load and alternately by shear stress. Traction problems are inevitable due to the forced slippage between the roller body and the floor. The oscillating moment is generated by two unbalanced shafts mounted parallel to the axis of rotation of the roller, the unbalances of which are offset by 180 ° run in the same direction in synchronism. The oscillating effect can lead to unwanted waves, smoothing and pore closure in bituminous materials.

Ferner ist es bei Verdichtungswalzen bekannt, den Winkel zwischen einer um die Walzkörperachse verdrehbaren Unwucht gegenüber einer festen Unwucht zu verstellen, so daß die resultierende Unwucht stufenlos einstellbar ist.It is also the case with compaction rollers known, the angle between an imbalance rotatable about the roll body axis across from a fixed unbalance so that the resulting unbalance is continuously adjustable.

Aus DE 69425111 T2 ist es bekannt, bei einer Verdichtunsgwalze eine Unwucht, die quer zur Walzkörperachse drehbar angeordnet ist, über einem Hydraulikzylinder und einer Verbindungsstange stufenlos , zu verstellen. Dies ist jedoch sehr aufwendig.Out DE 69425111 T2 it is known to adjust an unbalance, which is rotatably arranged transversely to the roll body axis, continuously via a hydraulic cylinder and a connecting rod in a compaction roller. However, this is very complex.

Bei den Verdichtungswalzen, die in DE 4 129 182 A1 und EP 0 954 187 A2 beschrieben sind, besteht ein Richtschwinger aus mindestens zwei gegensinnig laufenden Erregerwellen, dessen resultierende Kraft momentenfrei stufenlos aus einer Horizontalrichtung in einer Vertikalrichtung verdreht werden kann. Die Nominalamplitude bzw. Unwucht wird bei diesem System nicht verändert. Auch hier können insbesondere bei Horizontalschwingungen unerwünschte Wellen, Glättungen und Porenverschlüsse auftreten.With the compacting rollers, which are in DE 4 129 182 A1 and EP 0 954 187 A2 are described, a directional oscillator consists of at least two oppositely running excitation shafts, the resulting force of which can be rotated continuously and torque-free from a horizontal direction to a vertical direction. The nominal amplitude or unbalance is not changed in this system. Here, too, undesirable waves, smoothing and pore closures can occur, particularly in the case of horizontal vibrations.

Aus DE 100 31 617 A1 ist ferner ein Vibrationserreger für eine Bodenverdichtungsmaschine bekannt, bei dem eine Erregerwelle mit einer Unwucht vorgesehen ist, wobei ein radial zur Erregerwelle angeordneter Zylinder mit federbeaufschlagtem Kolben dazu verwendet wird, eine automatische Verstellung der Unwucht aufgrund sich durch Änderung der Drehzahl verändernder Zentrifugalkraft zu bewirken. Abgesehen davon, daß die hohe Nichtlinearität von Zentrifugalkräften mit veränderlicher Exzentrizität und Drehzahl die Federkräfte von MetaN- oder Ölfedern nicht vollständig ausgleichen kann, wird auch hier jeder Frequenz genau eine Amplitude zugeordnet. Außerdem kann die Unwuchtwelle aus dem Stand nur mit großer Unwucht beschleunigt werden.Out DE 100 31 617 A1 a vibration exciter for a soil compaction machine is also known, in which an excitation shaft with an unbalance is provided, a cylinder arranged radially to the excitation shaft with a spring-loaded piston being used to cause an automatic adjustment of the unbalance due to changing centrifugal force due to a change in speed. In addition to the fact that the high non-linearity of centrifugal forces with variable eccentricity and speed cannot fully compensate the spring forces of MetaN or oil springs, exactly one amplitude is assigned to each frequency. In addition, the unbalanced shaft can only be accelerated from a standing position with great unbalance.

Aus DE 28 21 755 A1 ist eine Verdichtungswalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Diese weist einen Unwuchtzylinder mit verstellbarem Unwuchtkolben auf. Allerdings ist diesbezüglich kein Leckölersatz vorgesehen, so daß das Verdichtungsergebnis infolge Lecköls und damit einhergehender Verschiebung des Unwuchtkolbens beeinträchtig werden kann.Out DE 28 21 755 A1 a compacting roller according to the preamble of claim 1 is known. This has an unbalance cylinder with an adjustable unbalance piston. However, no leakage oil substitute is provided in this regard, so that the compression result due to leakage oil and the associated displacement of the unbalance piston can be impaired.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdichtungswalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine optimale Anpassung der Vibration an die jeweiligen Straßenbaumaterialien bzw. an die örtlichen Begebenheiten wie Brücken sowie schwingungsempfindliche Bauwerke und Einrichtungen ermöglicht.The object of the invention is to provide a compacting roller according to the preamble of claim 1, which optimally adjusts the vibration to the respective road construction materials or enables local conditions such as bridges and structures and facilities that are sensitive to vibrations.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out according to the Combination of features of claim 1 solved.

Hierdurch ist es konstruktiv einfach möglich, die Nominalamplitude der Vibration ihres Walzkörpers zu verstellen. Dies ermöglicht weiter, die Vibrationsfrequenz und die Fahrgeschwindigkeit der Vibrationswalze wiederum zur Erzielung optimaler Verdichtungsergebnisse automatisch an die Nominalamplitude anzupassen. So kann die Verdichtung großer Schichtdicken, z. B. Frostschutzschichten, dünner Schichtdicken, z. B. einer Deckschicht für Kompaktasphalt sowie empfindlicher Schichten wie offenporiger Asphalt gewährleistet werden.This makes it structurally simple possible that Adjust the nominal amplitude of the vibration of your rolling element. This further enables the vibration frequency and the driving speed of the vibration roller again automatically to achieve optimal compaction results to adapt to the nominal amplitude. So the compaction of large layer thicknesses, z. B. antifreeze layers, thinner Layer thicknesses, e.g. B. a top layer for compact asphalt and sensitive Layers like porous asphalt are guaranteed.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention are to the following description and the dependent claims remove.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below from in the attached Illustrations shown embodiments explained in more detail.

1 zeigt schematisiert in Seitenansicht eine Tandem-Verdichtungswalze. 1 shows schematically in side view a tandem compacting roller.

2 zeigt einen Walzkörper der Tandem-Verdichtungswalze von 1 im Schnitt. 2 shows a rolling body of the tandem compacting roller of 1 on average.

3 zeigt einen Ausschnitt von 2. 3 shows a section of 2 ,

4a und 4b zeigen zwei Ausführungsformen einer Verstelleinrichtung für die Nominalamplitude der Tandem-Verdichtungswalze von 1. 4a and 4b show two embodiments of an adjustment device for the nominal amplitude of the tandem compacting roller of 1 ,

5a bis 5c zeigen drei verschiedene Betriebseinstellungen für die Tandem-Verdichtungswalze von 1. 5a to 5c show three different operating settings for the tandem compaction roller of 1 ,

Die in 1 dargestellte Tandem-Verdichtungswalze umfaßt einen Oberaufbau 1 mit Fahrerkabine, unter dem vorne und hinten jeweils ein Walzkörper 2 bzw. 3 über lenkbare Drehschemel 4 montiert ist. Zwischen den beiden Walzkörpern 2, 3 befindet sich ein Motorenraum 5, der einen Antriebsmotor, gewöhnlich ein Dieselmotor, aufnimmt.In the 1 Tandem compaction roller shown comprises a superstructure 1 with driver's cab, one under the front and one behind 2 or 3 via steerable turntables 4 is mounted. Between the two rolling elements 2 . 3 there is an engine room 5 which houses a drive motor, usually a diesel engine.

Wie in 2 dargestellt, umfaßt der vordere und/oder hintere Walzkörper 2, 3 zwei in Axialrichtung nebeneinander angeordnete Bandagenhälften 6a, 6b sowie jeweils einen sich radial erstreckenden Bandagenboden 7 mit einer mittleren Durchtrittsöffnung. An den Bandagenböden 7 ist jeweils ein Lagerflansch 8 befestigt. Die beiden Bandagenhälften 6a, 6b sind über die beiden Lagerflansche 8 und einem Distanzrohr 9 um die Walzkörperachse verdrehbar miteinander verbunden, indem zwischen einem Lagerflansch 8 und dem Distanzrohr 9 ein Lager 10, etwa ein Wälzlager, angeordnet ist.As in 2 shown, includes the front and / or rear roll body 2 . 3 two bandage halves arranged side by side in the axial direction 6a . 6b as well as a radially extending drum base 7 with a central passage opening. On the drum bases 7 is a bearing flange 8th attached. The two bandage halves 6a . 6b are over the two bearing flanges 8th and a spacer tube 9 connected to each other rotatably about the rolling body axis by between a bearing flange 8th and the spacer tube 9 a warehouse 10 , such as a roller bearing, is arranged.

Der lenkbar mit dem Oberaufbau 1 verbundene Drehschemel 4 ist beidseitig elastisch über Dämpfungselemente 11, etwa Gummi-Metall-Elemente, und eine Flanschplatte 11a mit jeweils einem hohlen hydraulischen Fahrmotor 12 verbunden. Die Fahrmotoren 12 sind abtriebsseitig über einen Flansch 13 mit dem benachbarten Lagerflansch 8 verbunden und treiben somit jeweils die Bandagenhälften 6a, 6b an.The steerable with the superstructure 1 connected turntable 4 is elastic on both sides via damping elements 11 , such as rubber-metal elements, and a flange plate 11a each with a hollow hydraulic drive motor 12 connected. The traction motors 12 are on the output side via a flange 13 with the adjacent bearing flange 8th connected and thus each drive the bandage halves 6a . 6b on.

In der Mitte des Walzkörpers befindet sich eine Erregerwelle 14, die durch einen hydraulischen Vibrationsmotor 15 angetrieben wird und über Lager gegenüber den Lagerflanschen 8 gelagert ist. Ein Unwuchtzylinder 16 ist mittig in einer Bohrung der Erregerwelle 14 montiert. Hierzu besitzt der Unwuchtzylinder 16 einen entsprechenden Bund und auf der gegenüberliegenden Seite einen Gewindeabschnitt zum Verspannen mittels eines Spannrings und eines Mutterpaares. Der Unwuchtzylinder 16 nimmt radial zur Walzkörperachse hydraulisch verstellbar einen Unwuchtkolben 17 auf.An excitation shaft is located in the middle of the roller body 14 by a hydraulic vibration motor 15 is driven and via bearings opposite the bearing flanges 8th is stored. An unbalance cylinder 16 is in the middle of a hole in the excitation shaft 14 assembled. For this purpose, the unbalance cylinder has 16 a corresponding collar and on the opposite side a threaded section for clamping by means of a clamping ring and a pair of nuts. The unbalance cylinder 16 takes an unbalance piston hydraulically adjustable radially to the roller body axis 17 on.

Bei Verändern der Exzentrizität durch Verschieben des Unwuchtkolbens 17 kann die Unwucht in der Erregerwelle 14, die zum Erreichen der kleinsten Nominalamplitude des Walzkörpers genügt, stufenlos addiert werden. Der Unwuchtkolben 17 kann mit Blei gefüllt sein, um bei geringstem Bauraum einen möglichst großen Verstellbereich der Nominalamplitude zu erreichen.If the eccentricity is changed by moving the unbalance piston 17 can cause the unbalance in the excitation wave 14 , which is sufficient to achieve the smallest nominal amplitude of the roller body, are continuously added. The unbalance piston 17 can be filled with lead in order to achieve the largest possible adjustment range of the nominal amplitude in the smallest installation space.

Der Unwuchtkolben 17 ist mit Führungsbändern und einem Kolbendichtring ausgestattet. Verformungen der Erregerwelle 14 (Biegung aufgrund von Zentrifugalkräften) werden auf den Unwuchtzylinder 16 durch ein ausreichendes Spiel nicht übertragen. Die erforderliche Ölmenge zum Verschieben des Unwuchtkolbens 17 wird durch eine Bohrung 18 in der Erregerwelle 14 zur Verfügung gestellt. Der Öldruck wird über eine Verjüngung des Unwuchtkolbens 17 und Bohrungen 19 zum Kolbenboden übertragen.The unbalance piston 17 is equipped with guide bands and a piston seal. Deformation of the excitation wave 14 (Bending due to centrifugal forces) are on the unbalance cylinder 16 not transmitted through sufficient play. The amount of oil required to move the unbalance piston 17 is through a hole 18 in the excitation wave 14 made available. The oil pressure is via a taper of the unbalance piston 17 and holes 19 transferred to the piston crown.

In einem der Lagerflansche 8 befindet sich ein Öleinlauf- und -ablaufnippel 20, um den Raum innerhalb des Distanzrohrs 9, die benachbarten Lager etc. zu schmieren.In one of the bearing flanges 8th there is an oil inlet and drain nipple 20 around the space within the spacer tube 9 to lubricate the neighboring bearings etc.

Wie aus 3 ersichtlich, erfolgt die Druckbeaufschlagung des Unwuchtkolbens 17 mittels einer genau dosierten Ölmenge zum Verschieben des Unwuchtkolbens 17 über eine Drehdurchführung 21, die aufgrund von Gummifedern 22 und einer zusätzlichen schwingenden Masse 23 schwingungsarm an einem der Fahrmotoren 12 aufgehängt ist. Die schwingende Masse 23 nimmt einen Adapter 24 auf, der verschiebbar einen Kolben 25 lagert, der über ein Rohr 26 mit einem weiteren, von der Erregerwelle 14 aufgenommenen Kolben 27 verbunden ist. Radiale und axiale Verschiebungen zwischen Drehdurchführung 21 und Erregerwelle 14 aufgrund von Wärmedehnungen werden durch Dichtungen 28 der Kolben 25, 27 ausgeglichen. Stifte 29 verhindern ein Drehschlupf zwischen den Dichtungen 28 und der Enegerwelle 14 bzw. dem Adapter 24 der Drehdurchführung 21.How out 3 can be seen, the unbalance piston is pressurized 17 using a precisely metered amount of oil to move the unbalance piston 17 via a rotating union 21 that due to rubber springs 22 and an additional vibrating mass 23 low vibration on one of the traction motors 12 is hung. The vibrating mass 23 takes an adapter 24 on that slidably a piston 25 which is stored over a pipe 26 with another, from the excitation wave 14 recorded piston 27 connected is. Radial and axial displacements between the rotating union 21 and excitation wave 14 due to thermal expansion through seals 28 The piston 25 . 27 balanced. pencils 29 prevent rotation between the seals 28 and the Enegerwelle 14 or the adapter 24 the rotating union 21 ,

Gemäß der in 4a dargestellten Ausführungsform wird das erforderliche Ölvolumen zum Ändern der Position des Unwuchtkolbens 17 durch Verschieben eines Verstellkolbens 34 eines Stellzylinders 34a dosiert. Hierbei ist die Kolbenstange 30 des Verstellkolbens 34 mit einem Trapez- oder Kugelgewindetrieb 31 verbunden, deren Spindel bei Zug- oder Druckbeanspruchung nicht verschiebbar (selbsthemmend) ist. Angetrieben wird der Gewindetrieb 31 mit einem Elektro- oder Hydraulikmotor 32. Eine inkrementale Wegmessung an der Kolbenstange oder gegebenenfalls Winkelmessung am Gewindetrieb 31 (vorzugsweise darin integriert und daher nicht dargestellt) wird zur Einstellung der Exzentrizität des Unwuchtkolbens 17 bzw. der Nominalamplitude genutzt. Zum Kalibrieren und zum Ausgleich von Lecköl ist kolbenseitig ein zweiter Ölanschluss vorgesehen, dessen 2/2-Wegeventil 33 abhängig vom Betriebszustand automatisch in Position Durchfluss geschaltet werden kann.According to the in 4a Embodiment shown is the volume of oil required to change the position of the unbalance piston 17 by moving an adjusting piston 34 a Stellcylin DERS 34a dosed. Here is the piston rod 30 of the adjusting piston 34 with a trapezoidal or ball screw drive 31 connected, the spindle of which cannot be displaced (self-locking) when subjected to tensile or compressive stress. The screw drive is driven 31 with an electric or hydraulic motor 32 , An incremental displacement measurement on the piston rod or, if necessary, an angle measurement on the screw drive 31 (preferably integrated in it and therefore not shown) is used to adjust the eccentricity of the unbalance piston 17 or the nominal amplitude. A second oil connection is provided on the piston side for calibrating and compensating for leakage oil, its 2/2-way valve 33 can be automatically switched to the flow position depending on the operating state.

Gemäß der in 4b dargestellten Ausführungsform wird das erforderliche Ölvolumen zum Ändern der Position des Unwuchtkolbens 17 unter Verwendung des Verstellkolbens 34 und seiner Kolbenstange 30 kolbenstangenseitig durch ein variables Ölvolumen verändert. Hierzu werden Elektromagnete eines 3/3-Wegeventils 35 taktweise so angesteuert, daß der Verstellkolben 34 in sehr kleinen Abständen verschoben werden kann. Der Verstellkolben 34 bewegt sich bei Druckschaltung des 3/3-Wegeventils 35 in Richtung Kolbenseite, bei Tankschaltung aufgrund der Zentrifugalkraft des Unwuchtkolbens 17 in Richtung Kolbenstangenseite. Die Sperr-Nullstellung des 3/3-Wegeventils 35 ersetzt hier die selbsthemmende Wirkung des Gewindetriebs 31 von 4a. Die Funktion des Verstellkolbens 34 mit Kolbenstange 30 ist hier ausschließlich die inkrementale Wegmessung für die Einstellung der Exzentrizität des Unwuchtkolbens 17 bzw. der Nominalamplitude. Die Kalibrierung und der Leckölausgleich entspricht denjenigen von 4a.According to the in 4b Embodiment shown is the volume of oil required to change the position of the unbalance piston 17 using the adjusting piston 34 and its piston rod 30 piston rod side changed by a variable oil volume. For this purpose, electromagnets of a 3/3-way valve 35 controlled in cycles so that the adjusting piston 34 can be moved at very small intervals. The adjusting piston 34 moves when the 3/3-way valve is switched on 35 towards the piston side, when switching the tank due to the centrifugal force of the unbalance piston 17 towards the piston rod side. The blocking zero position of the 3/3-way valve 35 replaces the self-locking effect of the screw drive 31 of 4a , The function of the adjusting piston 34 with piston rod 30 is only the incremental displacement measurement for setting the eccentricity of the unbalance piston 17 or the nominal amplitude. The calibration and leakage oil compensation correspond to those of 4a ,

In den 5a bis 5c sind verschiedene Positionen des Unwuchtkolbens 17 im Zusammenhang mit einer Verstelleinrichtung gemäß 4a dargestellt (für die Verstelleinrichtung von 4b gilt entsprechendes). Der Unwuchtkolben 17 befindet sich in der in 5a dargestellten Position während folgender vier Betriebszustände:

  • 1. Beim Stillstand der Vibrationseinrichtung und laufendem Dieselmotor entspricht der Öldruck am Unwuchtkolben 17 dem Eingangsdruck am 2/2-Wegeventil 33, welches in diesem Betriebszustand grundsätzlich auf Durchfluß geschaltet wird. Hierdurch wird die Leckölmenge ersetzt und gleichzeitig der Unwuchtkolben 17 in Richtung kleinster Exzentrizität gegen den Anschlag „minimale Unwucht" gedrückt (Kalibrierung).
  • 2. Der Vibrationsantrieb soll mit der geringsten Massenträgheit möglichst schnell bis zur minimalen Arbeitsfrequenz beschleunigt werden. Dadurch werden Resonanzbereiche zügig mit der kleinsten Nominalamplitude durchfahren, so daß angrenzende Baugruppen wie Drehschemel 4 bzw. Oberaufbau 1 und deren Verbindungen nur gering beansprucht werden. Bei Erreichen der minimalen Arbeitsfrequenz sperrt das 2/2-Wegeventil 33 den Öldurchfluß. Leckölersatz und Kalibrierung werden gleichzeitig automatisch beendet.
  • 3. Die kleinste Nominalamplitude wird bei maximaler Vibratorfrequenz eingestellt. Das 2/2-Wegeventil 33 ist geöffnet, so daß Lecköl ersetzt wird und eine Kalibrierung stattfindet.
  • 4. Beim Ausschalten des Vibrationsantriebs bewegt sich der Unwuchtkolben 17 automatisch in Richtung kleinste Nominalamplitude, um mit kleiner Massenträgheit den Vibrationsantrieb abzubremsen. Sobald die Position des Verstellkolbens 34 der 5a entspricht, wird der Eingangsdruck am 2/2-Wegeventil 33 auf Durchfluß geschaltet. Ab diesem Zeitpunkt kann Lecköl ersetzt und das System kalibriert werden.
In the 5a to 5c are different positions of the unbalance piston 17 in connection with an adjustment device according to 4a shown (for the adjustment device of 4b the same applies accordingly). The unbalance piston 17 is in the in 5a position shown during the following four operating states:
  • 1. When the vibration device is stopped and the diesel engine is running, the oil pressure at the unbalance piston corresponds 17 the inlet pressure on the 2/2-way valve 33 which is basically switched to flow in this operating state. This will replace the amount of leak oil and the unbalance piston at the same time 17 in the direction of the smallest eccentricity against the stop "minimal unbalance" (calibration).
  • 2. The vibration drive should be accelerated as quickly as possible to the minimum working frequency with the lowest mass inertia. As a result, resonance areas with the smallest nominal amplitude are passed quickly, so that adjacent assemblies such as turntables 4 or superstructure 1 and their connections are only slightly stressed. The 2/2-way valve closes when the minimum working frequency is reached 33 the oil flow. Leakage oil replacement and calibration are automatically ended at the same time.
  • 3. The smallest nominal amplitude is set at the maximum vibrator frequency. The 2/2-way valve 33 is open so that leakage oil is replaced and calibration takes place.
  • 4. When the vibration drive is switched off, the unbalance piston moves 17 automatically in the direction of the smallest nominal amplitude in order to brake the vibration drive with a small inertia. Once the position of the adjustment piston 34 the 5a corresponds to the inlet pressure at the 2/2-way valve 33 switched to flow. From this point on, leak oil can be replaced and the system calibrated.

Der Unwuchtkolben 17 befindet sich in der in 5b dargestellten Position ausschließlich bei maximal manuell oder automatisch eingestellter Nominalamplitude und minimaler Arbeitsfrequenz. Das 2/2-Wegeventil 33 ist hier auf Durchfluß geschaltet und der Öldruck entspricht dem Eingangsdruck des Wegeventils. In diesem Betriebszustand kann Lecköl ersetzt und das System kalibriert werden. Sobald der Verstellkolben 34 die Position der 5b erreicht hat, wird das 2/2-Wegeventil 33 sofort automatisch gesperrt. Anschließend kann die Nominalamplitude aus diesem Betriebszustand stufenlos verkleinert werden. Die Arbeitsfrequenz wird in Richtung kleinere Nominalamplitude beispielsweise mittels Kennfeldregelung folgegeregelt, um ein Übersteigen der zulässigen Zentrifugalkraft des Unwuchtkolbens 17 zu vermeiden.The unbalance piston 17 is in the in 5b shown position only with maximum manually or automatically set nominal amplitude and minimum working frequency. The 2/2-way valve 33 is switched to flow and the oil pressure corresponds to the inlet pressure of the directional valve. In this operating state, leak oil can be replaced and the system calibrated. As soon as the adjusting piston 34 the position of the 5b has reached, the 2/2-way valve 33 automatically locked immediately. The nominal amplitude can then be continuously reduced from this operating state. The working frequency is controlled in the direction of the smaller nominal amplitude, for example by means of a map control, in order to exceed the permissible centrifugal force of the unbalance piston 17 to avoid.

Befindet sich der Unwuchtkolben 17 in der in 5c dargestellten Position, ist das 2/2-Wegeventil 33 gesperrt und Leckölersatz bzw. Kalibrierung sind nicht möglich. Die Nominalamplitude kann aus diesem Betriebszustand stufenlos erhöht bzw. verkleinert werden. In Richtung kleinere Nominalamplitude wird die Arbeitsfrequenz und in Richtung größere Nominalamplitude wird die Position des Unwuchtkolbens 17 folgegeregelt.The unbalance piston is located 17 in the in 5c position shown is the 2/2-way valve 33 locked and leak oil replacement or calibration are not possible. The nominal amplitude can be continuously increased or decreased from this operating state. The working frequency is in the direction of the smaller nominal amplitude and the position of the unbalance piston in the direction of the larger nominal amplitude 17 follow regulated.

Beim Ausschalten des Vibrationsantriebs wird der Unwuchtkolben 17 aus den in den 5b und 5c dargestellten Positionen unabhängig von der sich verzögernden Arbeitsfrequenz sofort in Richtung kleinste Nominalamplitude verschoben.When the vibration drive is switched off, the unbalance piston 17 from the in the 5b and 5c positions immediately shifted towards the smallest nominal amplitude regardless of the decelerating working frequency.

Zur optimalen Boden- oder Asphaltverdichtung wird die Vibrationsfrequenz wie oben beschrieben an die Nominalamplitude angepaßt. Zeitgleich kann automatisch die optimale Walzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Vibrationsfrequenz eingestellt bzw. dem Walzenfahrer angezeigt werden. Die Position des Unwuchtkolbens 17 kann entweder manuell verstellt oder in Abhängigkeit von der Dichte (Steifigkeit) des Untergrundes automatisch geregelt werden. In Tandem-Vibrationswalzen kann entweder nur der vordere, nur der hintere oder es können beide Walzkörper 2, 3 mit einer in obiger Weise verstellbaren Unwucht ausgestattet werden.For optimal soil or asphalt compaction, the vibration frequency is adjusted to the nominal amplitude as described above. At the same time, the optimal rolling speed can be set automatically depending on the vibration frequency or displayed to the roller driver. The position of the unbalance piston 17 can either be adjusted manually or controlled automatically depending on the density (rigidity) of the surface. In tandem vibratory rollers, only the front one, only the rear one, or both can roller body 2 . 3 be equipped with an unbalance adjustable in the above manner.

Claims (12)

Verdichtungswalze mit wenigstens einem Walzkörper (2, 3) mit einem Vibrationsantrieb, der eine axial zum Walzkörper (2, 3) in diesem gelagerte, antreibbare Erregerwelle (14) mit einer Unwucht umfaßt, wobei die Unwucht einen nüttig zur Achse des Walzkörpers (2, 3) angeordneten und von der Erregerwelle (14) gehaltenen Unwuchtzylinder (16) mit einem hydraulisch radial zur Achse des Walzkörpers (2, 3) verstellbaren Unwuchtkolben (17) aufweist, der über eine Bohrung (18) in der Erregerwelle (14) von außen durch eine externe Verstelleinrichtung gesteuert Hydraulikflüssigkeit in stufenloser Anpassung der Nominalamplitude an Einbaugegebenenheiten zuführbar ist, wobei die Verstelleinrichtung einen Stellzylinder (34a) mit einem Stellkolben (34) aufweist und ein Raum des Stellzylinders (34a) mit dem Unwuchtzylinder kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Unwuchtzylinder (16) kommunizierende Raum des Stellzylinders (34a) mit einer Hydraulikölquelle zum Leckölersatz über ein steuerbares Ventil (33) verbunden ist, das in einer Mittelstellung des Unwuchtkolbens (17), aus der die Nominalamplitude erhöht bzw. verkleinert werden kann, sperrt.Compaction roller with at least one roller body ( 2 . 3 ) with a vibration drive, which is axially to the roller body ( 2 . 3 ) in this driven drivable excitation shaft ( 14 ) with an unbalance, the unbalance being smooth to the axis of the roller body ( 2 . 3 ) arranged and from the excitation shaft ( 14 ) held unbalance cylinder ( 16 ) with a hydraulic radial to the axis of the roller body ( 2 . 3 ) adjustable unbalance piston ( 17 ) which has a hole ( 18 ) in the excitation wave ( 14 ) Hydraulic fluid controlled from the outside by an external adjustment device can be fed in stepless adjustment of the nominal amplitude to installation conditions, the adjustment device being an actuating cylinder ( 34a ) with an adjusting piston ( 34 ) and a space of the actuating cylinder ( 34a ) communicates with the unbalance cylinder, characterized in that the one with the unbalance cylinder ( 16 ) communicating space of the actuating cylinder ( 34a ) with a hydraulic oil source to replace leakage oil via a controllable valve ( 33 ) connected in a central position of the unbalance piston ( 17 ), from which the nominal amplitude can be increased or decreased, blocks. Verdichtungswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (33) bei Erreichen der minimalen Arbeitsfrequenz sperrt.Compaction roller according to claim 1, characterized in that the valve ( 33 ) locks when the minimum working frequency is reached. Verdichtungswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abstellen des Vibrationsantriebs über das steuerbare Ventil (33) ein Hydraulikölaustausch zwischen dem Inhalt des Unwuchtzylinders (16) und der Hydraulikölquelle vornehmbar ist.Compaction roller according to claim 1 or 2, characterized in that after the vibration drive has been switched off via the controllable valve ( 33 ) a hydraulic oil exchange between the contents of the unbalance cylinder ( 16 ) and the hydraulic oil source can be undertaken. Verdichtungswalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abstellen des Vibrationsantriebs über das steuerbare Ventil (33) ein Hydraulikölaustausch zwischen dem Inhalt des Stellzylinders (34a) und der Hydraulikölquelle vornehmbar ist.Compaction roller according to claim 3, characterized in that after the vibration drive has been switched off via the controllable valve ( 33 ) a hydraulic oil exchange between the contents of the actuating cylinder ( 34a ) and the hydraulic oil source can be undertaken. Verdichtungswalze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil (33) bei zurückgefahrenem Stellkolben (34) mit der Hydraulikölquelle verbindbar ist.Compaction roller according to claim 3 or 4, characterized in that the controllable valve ( 33 ) with retracted actuating piston ( 34 ) can be connected to the hydraulic oil source. Verdichtungswalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil (33) bei zurückgefahrenem Stellkolben (34) und gefülltem Unwuchtzylinder (16) mit der Hydraulikölquelle verbindbar und der Stellkolben (24) ausfahrbar ist.Compaction roller according to claim 5, characterized in that the controllable valve ( 33 ) with retracted actuating piston ( 34 ) and filled unbalance cylinder ( 16 ) can be connected to the hydraulic oil source and the control piston ( 24 ) is extendable. Verdichtungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwuchtzylinder (16) über eine Drehdurchführung (21), die über ein Dämpfungselement (22) an dem Walzkörper (2, 3) abgestützt ist, mit der Verstelleinrichtung verbunden ist.Compaction roller according to one of claims 1 to 6, characterized in that the unbalance cylinder ( 16 ) via a rotating union ( 21 ) that have a damping element ( 22 ) on the roller body ( 2 . 3 ) is supported, is connected to the adjusting device. Verdichtungswalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drehdurchführung (21) und der Erregerwelle (14) ein Rohr (26) angeordnet ist, das endseitig jeweils von einem Kolben (25, 27) drehfest und mit axialem Spiel verbunden ist.Compaction roller according to claim 7, characterized in that between the rotary feedthrough ( 21 ) and the excitation wave ( 14 ) a pipe ( 26 ) is arranged on the end of each piston ( 25 . 27 ) is rotationally fixed and connected with axial play. Verdichtungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (34) mechanisch oder hydraulisch verstellbar ist.Compaction roller according to one of claims 1 to 8, characterized in that the adjusting piston ( 34 ) is mechanically or hydraulically adjustable. Verdichtungswalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Stellkolbens (34) sensorisch überwachbar ist.Compaction roller according to claim 9, characterized in that the position of the actuating piston ( 34 ) can be monitored by sensors. Verdichtungswalze nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit von einer Messung der Verdichtungsleistung des Walzkörpers (2, 3) steuerbar ist.Compaction roller according to claim 9 or 10, characterized in that the adjusting device as a function of a measurement of the compaction performance of the roller body ( 2 . 3 ) is controllable. Verdichtungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwuchtkolben (17) mit einem schweren Metall gefüllt ist.Compaction roller according to one of claims 1 to 11, characterized in that the unbalance piston ( 17 ) is filled with a heavy metal.
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