DE19912813C1 - Fahrtrichtungssteuerung für eine Bodenverdichtungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Fahrtrichtungssteuerung für eine Bodenverdichtungsvorrichtung, z. B. eine Vibrationsplatte, weist einen wenigstens in zwei Stellungen beweglichen Fahrhebel (16) auf, dessen Stellungen durch einen Taster (15) erfaßt werden. Der Taster (15) steuert ein Schaltventil (11) in der Weise an, daß ein Kolben (6) in einer Schwingungserzeugungseinrichtung (1) zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung verschoben wird. Je nach Stellung des Kolbens (6) fährt die Bodenverdichtungsvorrichtung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrtrichtungssteuerung für eine Bodenverdich­ tungsvorrichtung.

Es sind Bodenverdichtungsvorrichtungen, insbesondere Vibrationsplatten, bekannt, deren Schwingungserregung mittels zweier Unwuchtwellen erfolgt, die jeweils ein oder zwei Fliehgewichte tragen. Die Unwuchtwellen sind über Zahn­ räder miteinander verbunden und drehen gegenläufig, so daß je nach Phasen­ lage der Unwuchtwellen, sich bestimmte, gegeneinander gerichtete Kraftkompo­ nenten aufheben, während sich andere Kräfte addieren. Dadurch lassen sich Schwingungen in beliebiger Richtung erzeugen. Die Steuerung der Phasenlage der Unwuchtwellen erfolgt über eine ein die Wellen koppelndes Zahnrad tragen­ de Verstellhülse mit Spiralnut. Dazu ist in der Achse von einer der Unwucht­ wellen ein fluidbetätigbarer Verstellkolben vorgesehen, der über einen Schaltstift und die Spiralnut die Position der Verstellhülse auf der Welle ansteuert, wodurch die Wellen relativ zueinander um einen beliebigen Winkelbetrag verdreht werden können. Eine derartige Schwingungserregung ist z. B. aus der DE 29 09 204 C2 bekannt.

Da ein derartiger Erreger üblicherweise immer mit gleicher Drehrichtung der Wellen angetrieben wird, wird aufgrund der insbesondere durch die Flieh­ gewichte hervorgerufenen Trägheitsmomente eine Rückstellkraft auf die Verstell­ hülse und den Verstellkolben erzeugt. Somit ist es nicht notwendig, den Ver­ stellkolben, der über den Schaltstift die Position der Verstellhülse auf der Un­ wuchtwelle bestimmt, beidseitig über hydraulische Zylinder in seiner Position anzusteuern. Solange der Kolben nämlich nicht durch Fluid beaufschlagt wird, reicht die Rückstellkraft aus, ihn in einer vorbestimmten Ausgangsposition zu halten. Zum Verändern der Kolbenstellung genügt es, ihn einseitig mit Fluid zu beaufschlagen, wobei bei entsprechender Auslegung der Schwingungserregung somit ein Wechsel der Fahrtrichtung möglich ist.

Üblicherweise ist der Schwingungserreger so gestaltet, daß er die mit ihm gekop­ pelte Vibrationsplatte in volle Rückwärtsfahrt oder, bei einer Variante, in volle Vorwärtsfahrt versetzt, wenn der Kolben in seiner Ausgangsstellung steht. Wird der Kolben mit Hydraulikdruck beaufschlagt, kann der Schwingungserreger bis auf volle Vorwärtsfahrt bzw. bei der Variante auf volle Rückwärtsfahrt gesteuert werden.

Der Bediener der Vibrationsplatte steuert üblicherweise die Stellung des Kolbens mit Hilfe eines Fahrhebels an. Dazu ist der Fahrhebel mit einem Hydraulikventil gekoppelt, so daß je nach Stellung des Fahrhebels ein entsprechender Hydrau­ likfluß zum Kolben möglich ist. Die DE 85 36 119 U1 zeigt eine solche Steue­ rung einer Vibrationsplatte.

Eine derartige Ansteuerung des Kolbens ist aufwendig, da entsprechende Hydraulikleitungen in die Nähe des Bedienungshandgriffs geführt werden müs­ sen. Weiterhin wird der Wartungsaufwand vergrößert, was nicht zuletzt auf erhöhte Dichtungsprobleme zurückzuführen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrtrichtungsteuerung für eine Bodenverdichtungsvorrichtung anzugeben, die gegenüber den bisher bekannten Steuerungen einen erheblich einfacheren Aufbau aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung wird in Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprü­ chen zu entnehmen.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerung wird die Stellung eines Fahrtrichtungs­ gebers in genau zwei Stellungsbereichen, die einer Vorwärts- oder Rückwärts­ fahrt entsprechen, durch einen in zwei Stellungen beweglichen, elektrischen Taster erfaßt, welcher daraufhin ein zwischen zwei Stellungen schaltbares Schaltventil ansteuert. Je nach Stellung des Schaltventils wird eine Vortriebs­ erzeugungseinrichtung der Bodenverdichtungsvorrichtung mit Fluiddruck beauf­ schlagt, wodurch die erzeugbare Fahrtrichtung einstellbar ist.

Dabei ist besonders vorteilhaft, daß der Taster lediglich Stellungen des Fahrt­ richtungsgebers in zwei Stellungsbereichen erfassen und in jeweils eine zugehö­ rige Schaltstellung des Schaltventils wandeln muß. Dadurch kann z. B. eine Vor­ wärts-Fahrtstellung des Fahrtrichtungsgebers direkt eine Vorwärtsfahrt der Bodenverdichtungsvorrichtung bewirken. Entsprechendes gilt in der anderen Schaltstellung für die Rückwärtsfahrt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Fahrt­ richtungsgeber ein Fahrhebel, der den Taster betätigt.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Taster von dem Fahrhebel über ein elastisches Glied betätigbar ist. Die für die Praxis geeigneten elektrischen Taster weisen nämlich in der Regel einen nur kurzen Kontaktweg auf, der durch das zwischen­ geschaltete elastische Glied erheblich verlängert werden kann, so daß auch bei einer z. B. durch Vibrationen hervorgerufenen Bewegung des Fahrhebels stets Kontakt am Taster gehalten werden kann. Der Fahrhebel kann daher innerhalb eines definierten Stellungsbereichs verschiedene Stellung einnehmen, ohne daß die Steuerung ein geändertes Verhalten bewirken würde.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fahrt­ richtungssteuerung für eine Vibrationsplatte;

Fig. 2 bis 4 verschiedene Fahrhebelstellungen bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Fahrtrichtungs­ steuerung für zur Bodenverdichtung dienende Vibrationsplatten. Derartige Vibrationsplatten weisen üblicherweise eine den Boden verdichtende Boden­ kontaktplatte auf, die einen Schwingungserreger trägt.

Mit Bezugszeichen 1 ist eine in einem Teilschnitt dargestellte, üblicherweise mit der Bodenkontaktplatte gekoppelte Schwingungserzeugungseinrichtung bezeich­ net, wie sie z. B. aus der DE 29 09 204 C2 bekannt ist. Die Schwingungserzeu­ gungseinrichtung 1 weist zwei Unwuchtwellen auf, von denen lediglich eine in Fig. 1 dargestellt und mit Bezugszeichen 2 gekennzeichnet ist. Die andere Unwuchtwelle wird über einen Hydaulikmotor 3 in Drehbewegung versetzt. Über ein Zahnrad 4 sowie ein weiteres, nicht dargestelltes Zahnrad kämmen die bei­ den Unwuchtwellen miteinander, wodurch insgesamt vier Fliehgewichte 5 in Drehbewegung versetzt werden können, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Fliehgewichte 5 derart gegeneinander drehen, daß sich die zueinander gerichte­ ten Kraftkomponenten gegenseitig aufheben.

Das Zahnrad 4 ist in Abhängigkeit von der Stellung eines Kolbens 6 relativ zu der Unwuchtwelle 2 verdrehbar, wodurch die Phasenlage der beiden Unwucht­ wellen relativ zueinander verstellt werden kann. Zur genaueren Beschreibung der Funktion wird auf die bereits erwähnte Patentschrift DE 29 09 204 C2 verwiesen.

Je nach Phasenlage der beiden Unwuchtwellen wird eine resultierende Kraft­ komponente erzeugt, die entweder in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung der Vibrationsplatte wirkt, so daß die Vibrationsplatte in die entsprechende Rich­ tung fährt. Die Schwingungserzeugungseinrichtung der Vibrationsplatte dient somit auch der Vortriebserzeugung.

Solange der Kolben 6 nicht hydraulikdruckbeaufschlagt ist, reicht die Massen­ trägheit der Fliehgewichte 5 und der Unwuchtwelle 2 aus, um den Kolben 6 über das Zahnrad 4 in seine Ausgangsstellung zu drücken. In diesem Fall fährt die Vibrationsplatte rückwärts.

Wird hingegen der Kolben 6 mit Hydraulikdruck beaufschlagt, verschiebt er einen Zapfen 7 in einer Spiralnut auf der Innenseite des Zahnrads 4, wodurch die Phasenlage der beiden Unwuchtwellen 2 verändert wird. Daraufhin ändert sich auch die Richtung der durch die Fliehgewichte 5 erzeugten Kraftresultieren­ den, so daß die Vibrationsplatte auf Vorwärtsfahrt umgestellt wird. Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, daß der Kolben 6 lediglich zwischen den beiden genannten Stellungen schaltbar sein muß. Zwischenstellungen sind in der Praxis nicht erforderlich.

Zur Bereitstellung des Fluid- bzw. Hydraulikdrucks ist eine Hydraulikpumpe 7 vorgesehen, die Hydrauliköl aus einem als Sammelbehälter dienenden Tank 8 zu dem Hydraulikmotor 3 fördert. An einem Stromregelventil 9 wird ein Teil des Hydraulikstroms als Steuerstrom abgezweigt und zu einer Eingangsseite 10 eines Schaltventils 11 gefördert. Eine erste Ausgangsseite 12 des Schaltventils 11 ist mit einem in der Schwingungserzeugungseinrichtung 1 vorhandenen Zylinder 13 gekoppelt, in dem der Kolben 6 axial beweglich angeordnet ist.

Weiterhin ist an dem Schaltventil 11 eine zweite Ausgangsseite 14 vorgesehen, über die Öl zurück in den Tank 8 fließen kann.

Das Schaltventil 11 ist zwischen einer Offen- und einer Schließstellung schalt­ bar, wobei in der Offenstellung eine Verbindung zwischen der Eingangsseite 10 und der ersten Ausgangsseite 12 hergestellt wird. Dadurch beaufschlagt Hydrauliköl den Kolben 6 und drückt in aus seiner Ausgangsstellung, wodurch die Phasenlage der beiden Unwuchtwellen 2 verändert wird.

In Schließstellung des Schaltventils 11 wird eine Verbindung zwischen der ersten Ausgangsseite 12 und der zweiten Ausgangsseite 14 hergestellt, so daß das Hydrauliköl aus dem Zylinder 13 zurück in den Tank 8 fließen, und der Kolben 6 durch die Trägheitswirkung der Fliehgewichte 5 in seine Ausgangs­ stellung zurückgedrückt werden kann. Dadurch gerät die Vibrationsplatte in Rückwärtsfahrt.

Die Stellung des Schaltventils 11 wird über einen in zwei Stellungen bewegli­ chen, elektrischen Taster 15 festgelegt, der von einem Fahrhebel 16 betätigbar ist. Je nach Auslegung der Vibrationsplatte fährt sie bei Nichtbetätigung des Ta­ sters 15 in Vorwärtsrichtung, während bei Betätigung die Rückwärtsrichtung eingestellt wird. Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen möglich. Empfehlenswert ist es, den Fahrhebel 16 durch eine Feder 17 in einer definier­ ten Ausgangsstellung zu halten, in der er nicht den Taster 15 betätigt.

Zwischen dem Taster 15 und dem Schaltventil 11 kann darüber hinaus eine ein­ fache elektrische Schaltung angeordnet sein, die das Ausgangssignal des Tasters 15 auswertet und eine entsprechende Ansteuerung des Schaltventils 11 vor­ nimmt. Bei dem Schaltventil 11 handelt es sich vorzugsweise um ein elektro­ magnetisch betätigbares Ventil, wobei auch andere Bauformen geeignet sein können.

Mit einem äußerst einfachen Aufbau ist es somit erfindungsgemäß möglich, die Stellungen des Fahrhebels 16 in zwei der Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt entsprechenden Stellungsbereichen zu erfassen und eine entsprechende Fahrt­ richtung der Vibrationsplatte zu veranlassen.

Es hat sich allerdings herausgestellt, daß beim Arbeiten mit handgeführten Vi­ brationsplatten Schwingungen und unregelmäßige Erschütterungen der den Fahrhebel 16 tragenden Deichsel und damit der Bedienelemente nie vollständig eliminiert werden können. Dies führt beim Betrieb der Vibrationsplatte dazu, daß die Stellung des Fahrhebels 16 vom Bediener nie ganz ruhig gehalten wer­ den kann. Da jedoch der ein handelsübliches Bauelement darstellende Taster 15 in der Regel nur einen kurzen Kontaktweg von beispielsweise einem Millimeter bis zum Anschlag aufweist, muß der Bediener den Fahrhebel stets fest gegen den Taster 15 andrücken, was jedoch bei entsprechenden Vibrationen schwierig ist. Ein gelegentliches, ungewolltes Umschalten des Tasters 15 ist die Folge. Dies führt zu einem unregelmäßigen Schaltverhalten und einer ständigen Rich­ tungsänderung der Vibrationsplatte.

Zur Lösung des Problems ist eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fahrhebel 16 und dem Taster 15 ein elastisches Glied 18 angeordnet ist, wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich. Das elastische Glied 18 ist vorteilhafterweise ein längsbewegliches, stiftförmiges Bauelement, das durch eine vorgespannte Feder 19 beaufschlagt ist. Das elastische Glied 18 erhöht - wie nachfolgend beschrieben - den Kontaktweg des Fahrhebels 16 in bezug auf den Taster 15, so daß ein sicheres Schalten zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt möglich ist.

In Fig. 2 ist der Fahrhebel 16 in Vorwärtsfahrstellung dargestellt, in der der Taster 15 nicht betätigt wird.

Fig. 3 zeigt den Fahrhebel 16 in Rückwärtsfahrstellung, wobei über das elasti­ sche Glied bereits der Taster 15 betätigt ist, so daß die Vibrationsplatte bereits in Rückwärtsfahrt übergegangen ist. Aufgrund der gegenüber dem Tasterkontakt größeren Federsteifigkeit der Feder 19 bzw. der größeren Vorspannung ist das elastische Glied 18 noch nicht zusammengedrückt.

Fig. 4 zeigt den Fahrhebel 16 in maximaler Rückwärtsfahrstellung, die um einen Winkel a gegenüber der in Fig. 3 gezeigten Stellung weiter verschwenkt ist. Das elastische Glied 18 betätigt weiterhin den Taster 15, ist jedoch inzwischen selbst zusammengedrückt.

Wie aus den Figuren erkennbar ist, kann der Fahrhebel 16 in dem Stellungs- bzw. Schwenkwinkelbereich a verschwenkt werden, ohne daß der Kontakt des Tasters 15 aufgehoben wird. Dies ermöglicht eine zuverlässige Betätigung des Fahrhebels 16 auch bei starken Vibrationen, ohne daß die Rückwärtsfahrstel­ lung unterbrochen wird.

Es ist offensichtlich, daß anstelle des in den Figuren dargestellten, die Feder 19 aufweisenden elastischen Glieds 18 auch anders gestaltete elastische Glieder, wie z. B. Gummipuffer, Schraubendruckfeder, Tellerfeder, o. ä. verwendet werden können. Es kommt lediglich darauf an, daß das elastische Glied 18 eine gewisse Federeigenschaft aufweist und mit einer Vorspannung bzw. Federkennlinie aus­ gestattet ist, die über der Betätigungskraft des Tasters 15 liegt.

Grundsätzlich wird durch die Kraft der Feder 17 bei Nichtbetätigen des Fahr­ bügels oder Loslassen des Fahrbügels dieser in Vorwärtsfahrstellung gebracht, so daß die Vibrationsplatte vom Bediener wegfährt (Totmann-Effekt).

Die Steuerung eignet sich sowohl zum Umschalten zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, als auch umgekehrt. Dazu ist gegebenenfalls der Taster 15 nicht - in Fahrtrichtung gesehen - hinter dem Fahrhebel 16, sondern vor dem Fahrhebel 16 anzuordnen.

Claims (6)

1. Steuerung für eine Vibrationsplatte oder dgl. zur Bodenverdichtung, bei der eine Vortriebserzeugungseinrichtung (1) Bestandteil einer Schwingungs­ erzeugungseinrichtung (1) ist, mit

• - einem in zwei Stellungsbereichen beweglichen Fahrtrichtungsgeber (16) zum Vorgeben jeweils einer Fahrtrichtung der Vibrationsplatte oder dgl.;
• - einem in zwei Stellungen beweglichen, elektrischen Taster (15) zum Erfas­ sen der beiden Stellungsbereiche des Fahrtrichtungsgebers (16);
• - einem in Abhängigkeit von einem Signal des elektrischen Tasters (15) schaltbaren Schaltventil (11), das auf einer Eingangsseite (10) mit einem Fluid­ druck beaufschlagbar ist, wobei in einer Offenstellung des Schaltventils (11) die Eingangsseite (10) mit einer ersten Ausgangsseite (12) kommuniziert, während in einer Schließstellung die Eingangsseite (10) von der ersten Ausgangsseite (12) getrennt ist; und mit
• - einer mit der ersten Ausgangsseite (12) gekoppelten Vortriebserzeugungs­ einrichtung (1) zum Erzeugen einer Fahrt der Bodenverdichtungsvorrichtung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung, wobei die erzeugbare Fahrtrichtung davon abhängt, ob das Schaltventil (11) in Offen- oder in Schließstellung steht.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster ein wegabhängiger Taster (15) ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (15) durch ein von dem Fahrhebel (16) beaufschlagbares elastisches Glied (18) betätigbar ist.

4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elasti­ sche Glied (18) ein federbeaufschlagtes Element aufweist.

5. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (18) an dem Fahrhebel (16) befestigt ist.

6. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltventil (11) eine zweite Ausgangsseite (14) zum Rück­ fließen des Fluids von der Eingangsseite (10) und/oder von der ersten Aus­ gangsseite (12) in einen Sammelbehälter (8) aufweist, wenn das Schaltventil (11) in Schließstellung steht.