DE202004015141U1

DE202004015141U1 - Bodenverdichter

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Publication number: DE202004015141U1
Application number: DE200420015141
Authority: DE
Original assignee: Weber Maschinentechnik GmbH
Current assignee: Weber Maschinentechnik GmbH
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2014-09-28

Abstract

Bodenverdichter (10) zum Verdichten von Untergründen und Baustoffen, mit einer Bodenplatte (20), die von einem motorisch angetriebenen Schwingungserreger (26) in eine gerichtete Schwingung versetzt wird, und mit einer Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades während der Bodenverdichtung, dadurch gekennzeichnet,
a) daß die Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades einen Sensor (42) aufweist, der die Beschleunigung der Bodenplatte (20) erfaßt,
b) daß der Sensor (42) an der Bodenplatte (20) befestigt ist,
c) daß die Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades eine elektronische Schaltung aufweist, welche die von dem Sensor (42) erfaßten Meßwerte aufnimmt und verarbeitet, und
d) daß die Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades ein Anzeigeelement (44) aufweist, das wenigstens drei Leuchtelemente (47) aufweist, die als Leuchtkette (46) geschaltet den Grad der Verdichtung repräsentieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bodenverdichter zum Verdichten von Untergründen und Baustoffen.
Eine qualitativ hochwertige und den gestellten Anforderungskriterien entsprechend ausgeführte Verdichtung von Aufstandsflächen, Schüttlagen, Frostschutz- oder Tragschichten u.dgl. hat allgemein im Tiefbau aber auch im Bereich von Gründungen des Industrie- und Hallenbaus einen wesentlichen Einfluß auf die Gebrauchstauglichkeit und die Lebensdauer des zu errichtenden Bauwerkes.
Um daher den erlangten Verdichtungsgrad feststellen und die geforderten Verdichtungswerte nachweisen zu können, hat man Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, die während des Verdichtungsvorgangs, d.h. während des Übergangs des Bodenverdichters über den zu verdichtenden Untergrund, anhand von Schwingungsparametern den jeweils aktuellen Verdichtungsgrad ermitteln und anzeigen. Die gewonnenen Meßwerte ermöglichen darüber hinaus einen optimierten Einsatz der Verdichtungsgeräte, weil man den Verdichtungsvorgang jederzeit abbrechen kann, wenn beispielsweise durch weitere Übergänge keine Verbesserungen mehr erzielbar sind oder wenn die Gefahr besteht, daß sich das bereits verdichtete Material wieder auflockert.
DE-A1-100 28 949 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Verdichtungsgrades bei der Bodenverdichtung mittels einer Walze oder einem Plattenrüttler. Hierbei werden Amplitudenwerte der Schwingung der Bodenplatte relativ zum Oberbau gemessen, wenn zum einen die Schwingung der Platte annähernd bei Anregungsfrequenz erfolgt und wenn zum anderen die Schwingung der Platte annähernd bei maximal 60% der Anregungsfrequenz erfolgt. Aus beiden Amplitudenwerten wird ein Quotient als Maß für den aktuellen Verdichtungsgrad ermittelt. Wenn der Quotient einen bestimmten Grenzwert übersteigt oder seine Änderungsgeschwindigkeit zu gering ist, wird ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, damit die Bedienungsperson erkennt, ab wann sich weitere Übergänge nicht mehr lohnen oder gar abträglich sind. Die Bewegungen zwischen Oberbau und Bodenplatte werden berührungslos (induktiv) gemessen und in einer elektronischen Schaltung ausgewertet.
Problematisch hierbei ist, daß die Relativbewegung zwischen dem gewöhnlich schwingungsgedämpften Oberbau und der mit dem Boden in Kontakt stehenden, unmittelbar in Schwingung versetzten Bodenplatte eine nur ungenaue Aussage über den tatsächlichen Verdichtungsgrad zuläßt, zumal die Eigenschwingungen der Maschine und die Dämpfungsglieder zwischen der Bodenplatte und dem Oberbau das Ergebnis weiter verfälschen können. Die Anzeige des Verdichtungsgrades erfolgt über ein einfaches Drehzeigerinstrument, das am oberen Ende des Führungsbügels angebracht ist. Dies hat den Nachteil, daß man für eine Beurteilung des jeweils erlangten Verdichtungsgrades eine gegebenenfalls erfolgte Änderung der Zeigerstellung erkennen und ablesen muß, was jedoch im zumeist rauhen Baustellenbetrieb oft nur schwer möglich ist. Mithin besteht die Gefahr, daß im Zweifel doch mehr Übergänge durchgeführt werden als tatsächlich notwendig, was sowohl zu Schäden im bereits verdichteten Untergrund als auch zu Beschädigungen an der Maschine führen kann. Der Arbeits- und Zeitaufwand läßt sich nur bedingt optimieren.
Ziel der Erfindung ist es, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Bodenverdichter zu schaffen, der ein ebenso einfach wie kostengünstig zu realisierendes Meßsystem aufweist, anhand dessen die Verdichtungszunahme, Schwachstellen und Inhomogenitäten der zu verdichtenden Untergründe bzw. Baustoffe sowie Abweichungen von der Betriebsfrequenz rasch und bequem zu erfassen bzw. abzulesen sind, ohne daß besondere Vor- oder Fachkenntnisse beim Bedienungspersonal vorhanden sein müssen. Fehlinterpretationen sollen ebenso ausgeschlossen sein wie Unsicherheiten beim Ablesen.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 23.
Bei einem Bodenverdichter zum Verdichten von Untergründen und Baustoffen, mit einer Bodenplatte, die von einem motorisch angetriebenen Schwingungserreger in eine gerichtete Schwingung versetzt wird, und mit einer Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades während der Bodenverdichtung, sieht die Erfindung vor,

– daß die Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades einen Sensor aufweist, der die Beschleunigung der Bodenplatte erfaßt,
– daß der Sensor an der Bodenplatte befestigt ist,
– daß die Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades eine elektronische Schaltung aufweist, welche die von dem Sensor erfaßten Meßwerte aufnimmt und verarbeitet, und
– daß die Einrichtung zur Anzeige des Verdichtungsgrades ein Anzeigeelement aufweist, das wenigstens drei Leuchtelemente aufweist, die als Leuchtkette geschaltet den Grad der Verdichtung repräsentieren.

Dadurch ist es möglich auch bei handgeführten Bodenverdichtern schnell und kostengünstig eine optimale Verdichtung des Untergrundes zu erreichen, denn der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine für das Maß der Verdichtung relevante Kenngröße direkt zu erfassen und dem Bediener möglichst einfach die tendenzielle Verdichtungszunahme oder -abnahme anzuzeigen, ohne daß man komplizierte oder schlecht lesbare Instrumente ablesen muß.
Die Beschleunigung der Bodenplatte wird mit einem einfachen Beschleunigungssensor direkt erfaßt. Anschließend wird aus dem gemessenen Amplitudenfrequenzgang des bevorzugt vertikalen Beschleunigungssignals ein Meßwert berechnet, in eine elektrische Spannung umgesetzt und mittels einer Kette aus Leucht- bzw. Signalelementen dem Bediener visualisiert. Komplizierte und meist teure Anzeige- bzw. Meßsysteme sind nicht mehr erforderlich. Das Ablesen des Verdichtungsgrades ist äußerst einfach und vor allem während des Betriebes des Bodenverdichters mühelos und zuverlässig durchführbar, ohne daß besondere Fachkenntnisse erforderlich sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Anzeigebild der Leuchtkette durch zusätzliche Kontrolleuchten ergänzt. Dadurch lassen sich mit dem erfindungsgemäßen System auch Schwachstellen des zu verdichtenden Bodens signalisieren, die rasch und zuverlässig ablesbar sind.
Aufgrund der klar erkennbaren Anzeige des Meßsystems werden mithin Nachverdichtungsarbeiten, Überverdichtungen oder Auflockerungen des bereits verdichteten Bodens zuverlässig vermieden. Das in dem Bodenverdichter integrierte Meßsystem ermöglicht vielmehr eine nahezu vollständige Überwachung der erdbaulichen Arbeiten. Mehr noch: sie stellt ein wichtiges Element für die Qualitätssicherung zur Verfügung, das mit nur wenigen Mitteln bzw. Bauelementen aufgebaut und entsprechend kostengünstig zu realisieren ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine schematische Teil-Seitenansicht eines Bodenverdichters mit einer Einrichtung zur Kontrolle der Bodenverdichtung,
2 eine schematische Seitenansicht einer Bodenplatte,
3a bis 3d ein Anzeigeelement der Einrichtung zur Kontrolle der Bodenverdichtung in verschiedenen Arbeitsphasen und
4 eine andere Ausführungsform eines Bodenverdichters mit einer Einrichtung zur Kontrolle der Bodenverdichtung.
Der in 1 allgemein mit 10 bezeichnete Bodenverdichter ist als reversierbare, handgeführte Maschine ausgebildet, die vorzugsweise für Verdichtungsarbeiten im Wege-, Straßen- und Tiefbau eingesetzt wird. Sie hat eine allgemein wannenförmige Bodenplatte 20 mit einer ebenen Auflagerfläche 21 und in Fahrtrichtung leicht nach oben gewölbten Endflächen 22, damit sich die Maschine 10 stets ungehindert vorwärts und rückwärts bewegen kann. Mittels seitlicher Befestigungschrauben 23 können bei Bedarf zu beiden Seiten der Bodenplatte 20 (nicht dargestellte) Anbauplatten befestigt werden, um auf diese Weise unterschiedliche Arbeitsbreiten realisieren zu können. Zur Schonung der Bodenplatte 20 und zur Reduzierung des Lärmpegels beim Einsatz der Maschine 10 auf Pflasterstein, läßt sich über den Flächen 21, 22 eine (nicht gezeigte) Dämmplatte montieren.
Auf der Bodenplatte 20 ist – wie 2 zeigt – mittig ein Schwingungserreger 26 fest montiert, der in einem Gehäuse 27 zwei (nicht gezeigte) getriebeverbundene Wellen mit (ebenfalls nicht dargestellten) Fliehgewichten oder Unwuchten aufweist. Diese werden gegenläufig synchron angetrieben, so daß die Bodenplatte 20 in eine gerichtete Schwingung versetzt wird. Mit einer (gleichfalls nicht sichtbaren) Phasenverstellvorrichtung für die Unwuchtmassen läßt sich die resultierende Kraftwirkung gezielt beeinflussen. Die vibrierende Bodenplatte 20 leistet damit nicht nur Verdichtungsarbeit; sie generiert auch die Fahrbewegung.
Über der Bodenplatte 20 befindet sich ein Oberbau 30. Dieser umfaßt einen auf einer Motorkonsole angeordneten Verbrennungsmotor (beide nicht dargestellt) zum Antrieb des Schwingungserregers 26 sowie weitere (nicht sichtbare) Einrichtungen wie beispielsweise ein Zündschloß, ein Tank, eine Fliehkraftkupplung, ein Elektrostarter, ein Federriegel u.dgl., die für den Betrieb des Bodenverdichters 10 notwendig und/oder sinnvoll sind. Ein Schutzrahmen 32 stabilisiert und schützt den Oberbau 30. Das gleiche gilt für die mehrteilige Verkleidung 33, die ein stabiles Gehäuse bildet und an geeigneten Stellen mit Lüftungsschlitzen 34 versehen ist.
Eine an dem Oberbau 30 angelenkte Handführungsstange 35 dient der Handhabung und der Steuerung des Bodenverdichters 30. Sie hat endseitig einen (nicht gezeigten) Gashebel für die Drehzahlregulierung des Motors sowie einen (ebenfalls nicht dargestellten) Fahrhebel, mit dem die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit gesteuert werden. Zum Verladen des Bodenverdichters 10 ist am Rahmen 32 oder am Gehäuse 33 eine Kranöse 36 angebracht.
Um die von dem Bodenverdichter 10 während des Verdichtungsvorgangs, d.h. während einer Überfahrt über den zu verdichtenden Untergrund erreichte Verdichtung erfassen bzw. messen zu können, ist in der Maschine 10 ein Verdichtungsmeßsystem 40 integriert. Dieses besteht im wesentlichen aus einem an der Bodenplatte 20 befestigten Beschleunigungssensor 42, der über ein elastisches bzw. flexibles Kabel 43 mit einer (nicht dargestellten) elektronischen Schaltung im Oberbau 30 verbunden ist. Letztere sendet die erzeugten bzw. errechneten Informationen über eine (nicht gezeigte) Schnittstelle sowie eine entsprechende Datenleitung an ein Anzeigeelement 44, das mit Leuchtelementen 46, 47, 48, 49, beispielsweise einfachen Leuchtdioden (LED) oder ähnlichen Leucht-, Signal- oder Anzeigemitteln den jeweils bestehenden Betriebs- und/oder Verdichtungszustand rasch und klar erkennbar anzeigt.
Man erkennt in 2, daß der Beschleunigungssensor 42 auf der Bodenplatte 20, insbesondere am Gehäuse 27 des Schwingungserregers 26 und damit direkt an der schwingenden Masse montiert ist. Dadurch ist sichergestellt, daß unmittelbar die Schwingungen des vibrierenden Unterbaus, nämlich der Bodenplatte 20 erfaßt werden, die auf dem zu verdichtenden Untergrund bzw. Material aufliegt. Einflüsse des gegenüber der Bodenplatte 20 gedämpft gelagerten Oberbaus 30 werden wirksam vermie den. Zudem wird der Einfluß des zu verdichtenden Bodenmaterials auf die Schwingungen der Bodenplatte 20 unmittelbar und nahezu ohne Verzögerung erfaßt, was sich günstig auf die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse auswirkt.
Idealerweise liegt der Sensor 42 in Längs- und Querrichtung der Maschine 20 in der Mitte der Bodenplatte 20, wobei die Gewichtsverteilung von Oberteil 30 und Bodenkontaktplatte 20 so gewählt ist, daß sich ein zentrischer Massenschwerpunkt ergibt. Gleichzeitig ist die Erregerrichtung des Schwingungserregers 26 symmetrisch eingestellt, damit ein Wechsel der Fahrtrichtung bei derselben Bodensteifigkeit keinen Einfluß auf die vertikalen Beschleunigungssignale nimmt. In der Ausführungsform von 1 und 2 ist der Sensor 42 nur in Längsrichtung L mittig angeordnet, während er in Querrichtung seitlich versetzt liegt. Diese Abweichung hat jedoch nur einen geringen Einfluß auf die Meßergebnisse.
Der Beschleunigungsaufnehmer 42 erfaßt kontinuierlich die Beschleunigung der Bodenplatte 20 in vertikaler Richtung, d.h. der Beschleunigungsaufnehmer 42 registriert die Wechselwirkung zwischen der Bodenkontaktplatte 20 des Bodenverdichters 10 und dem zu verdichtenden Boden. Die elektronische Schaltung wertet diese Meßwerte aus und steuert in Abhängigkeit der voreingestellten Randbedingungen des Bodeneinbaus die Leuchtelemente 46, 47, 48, 49 des Anzeigeelements 44 an.
Das Anzeigeelement 44 ist in das Gehäuse 33 des Bodenverdichters 10 integriert. Es liegt bevorzugt in der leicht schräg gestellten und der Handführungsstange 35 zugewandten Gehäuserückseite 37, die ein Armaturenbrett für den Bodenverdichter 10 bildet. Dadurch ist gewährleistet, daß man die Anzeige 44 jederzeit rasch und bequem ablesen kann, vor allem während des Betriebes der Maschine 10, denn die Gehäuserückseite 37 bzw. das Armaturenbrett liegt permanent im Blickfeld einer Bedienungsperson, welche die Maschine 10 über die Handführungsstange 35 lenkt.
Wie insbesondere die 3a bis 3d zeigen, umfaßt das Anzeigeelement 44 eine horizontal ausgerichtete LED-Kette 46 mit wenigstens drei, vorzugsweise sieben einzelnen Leuchtdioden 47, welche ein Maß für den mit dem Bodenverdichter 10 erlangten Verdichtungsgrad repräsentieren. Im Bereich der Leuchtkette 47 befinden sich zwei weitere Leuchtdioden 48, 49. Die zusätzliche LED 48 dient als Betriebsanzeige, während die weitere LED 49 einen besonderen Betriebszustand der Maschine 10, z.B. eine Betriebsstörung, oder einen besonderen Zustand des zu verdichtenden Bodens anzeigt, z.B. daß dieser sich nicht verdichten läßt. Ein an dem Gehäuse 33 montierter Blendschutz 50 sorgt für eine gute Lesbarkeit der Leuchtanzeigen 46, 47, 48, 49 auch bei ungünstiger Sonneneinstrahlung.
Die bevorzugt gelben Leuchtdioden 47 der Leuchtkette 46 können als „Maßstab" für den Verdichtungsgrad zusätzlich mit Ziffern von 1 bis 7 beschriftet sein. Sie dienen mithin zur ebenso einfachen wie leicht erkennbaren Visualisierung der tendenziellen Verdichtungszunahme bzw. -abnahme. Schlecht ablesbare Zeigerinstrumente sind mithin ebensowenig vorhanden wie aufwendige grafische Diagramme oder Displays, mit denen eine ungeschulte Bedienungsperson gewöhnlich nur wenig anfangen kann. Die zusätzliche LED 48 ist bevorzugt grün und z.B. mit „ON" beschriftet. Sie gibt klar erkennbar Auskunft über den allgemeinen Betriebszustand des Bodenverdichters 10. Die z.B. mit „Attention" beschriftete LED 49 hingegen leuchtet als ergänzende Störungs- oder Alarmanzeige rot und fungiert im Allgemeinen als Warnhinweis, der ebenfalls rasch und ohne jeden Zweifel identifizierbar ist.
Die Funktionsweise des Bodenverdichters 10 stellt sich wie folgt dar:
Nach dem Starten des Motors erfolgt eine Funktionskontrolle des Meßsystems 40, einschließlich des Anzeigeelements 44. Die Leuchtdioden 48, 49 leuchten permanent auf, während die gelben Leuchtdioden 47 der Leuchtkette 46 nacheinander eingeschaltet und anschließend in umgekehrter Reihenfolge wieder ausgeschaltet werden.
Direkt im Anschluß an die Funktionskontrolle mißt die elektronische Schaltung des Verdichtungsmeßsystems 44 die aktuelle Frequenz des Schwingungserregers 26. Dieser Vorgang wird dadurch angezeigt, daß die rote LED 49 permanent leuchtet, während die grüne LED 48 blinkt, bis die angegebene Erregerfrequenz erreicht wird.
Ist die Betriebsfrequenz erreicht, erlischt die rote LED 49 und die grüne Betriebsanzeige 48 leuchtet permanent zusammen mit der ersten LED 47 der LED-Kette 46, die von der elektronischen Schaltung freigeschaltet wird (siehe 3a).
Während der Verdichtungsarbeit wird über den Beschleunigungssensor 42 permanent die erreichte Verdichtung gemessen und optisch über die einzelnen Leuchtdioden 47 der LED-Skala 44 angezeigt, wobei mit zunehmender Verdichtung in regelmäßigen Abständen eine weitere LED 47 hinzugeschaltet wird (siehe 3b und 3c). Die Leuchtkette 44 zeigt mithin permanent das aktuell erreichte Maß der Verdichtung an. Hierbei gilt: je steifer der Untergrund, d.h. je höher der erreichte Verdichtungsgrad, desto mehr Leuchtdioden 47 der Kette 46 leuchten auf. Die optimale Verdichtung des Untergrunds mit der im Einsatz befindlichen Maschine 10 ist erreicht, wenn entweder alle Leuchtelemente 47 der Skala 46 aufleuchten oder wenn bei zwei aufeinanderfolgenden Verdichtungsfahrten keine weitere LED 47 zusätzlich aufleuchtet.
Leuchtet zusätzlich zu den Leuchtelementen 47 der Anzeigeskala 46 das Leuchtelement 49 auf, ist der Verdichtungsprozeß abzubrechen. Leuchten hingegen gleich zu Beginn der Verdichtungsarbeiten nur die grüne und die rote LED 48, 49 so zeigt dies dem Bediener an, daß sich der Boden mangels Tragfähigkeit nicht verdichten läßt. Die Maschine 10 ist somit (auch) in der Lage eine gravierende Schwachstelle innerhalb des Prüfloses aufzuzeigen.
In einer in 4 dargestellten anderen Ausführungsform wird der Bodenverdichter 10 nicht über die Handführungsstange 35 bedient, sondern über eine separate Fernbedienung bzw. Fernsteuerung 60, was vor allem in unwegsamem Gelände oder in tiefen Gräben von Vorteil ist.
Die Fernbedienung 60 hat einen Gashebel 61 für die Drehzahlregulierung des Motors sowie einen Fahrhebel 62, mit dem die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit des Bodenverdichters 10 gesteuert werden. Die von der Fernbedienung 60 erzeugten Steuersignale werden über eine Funkstrecke 64 oder eine Infrarotverbindung an die Maschine 10 übertragen, die mit einem geeigneten (nicht dargestellten) Empfänger versehen ist.
Die Besonderheit der Ausführungsform von 4 besteht darin, daß das Anzeigeelement 44 des Verdichtungsmeßsystems 40 nicht nur in der Rückseite 37 des Gehäuses 33 integriert ist, sondern zusätzlich im Gehäuse 63 der Fernbedienung 60. Die elektronische Schaltung überträgt die generierten Ansteuersignale für die Leuchtelemente 46, 47, 48, 49 mit einem (nicht dargestellten) Sender über die Funkstrecke 64 an die Fernbedienung 60, so daß der aktuelle Verdichtungsgrad bzw. Betriebszustand der Maschine 10 synchron sowohl an der Gehäuserückseite 37 als auch an der Fernbedienung 60 ablesbar ist. Letztere ist mit einem entsprechenden Empfänger ausgestattet.
Eine weitere (nicht näher gezeigte) Ausführungsform eines Bodenverdichters 10 sieht vor, daß alternativ oder ergänzend zu der optischen Anzeige 44 des Meßsystems 40 der Verdichtungsgrad über ein akustisches Signal angezeigt wird. Hierzu verwendet man beispielsweise eine Abfolge von Tönen, deren zeitliche Abstände mit zunehmender Verdichtung kleiner werden bis ein Dauerton das Erreichen der maximalen Verdichtung anzeigt. Denkbar ist aber auch, die Tonhöhe entsprechend dem Verdichtungsgrad in Stufen ansteigen zu lassen. Auch hier würde ein Dauerton entsprechend der LED 49 das Erreichen der maximal möglichen Verdichtung anzeigen. Die Übertragung der Töne bzw. Tonfolgen kann über einen Lautsprecher erfolgen oder man sendet die Signale – vorzugsweise über Funk – an einen Ohr- oder Kopfhörer.
Gemäß einer noch anderen wichtigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Beschleunigungssensor 42 nicht über ein Kabel 43 mit der elektronischen Schaltung verbunden, sondern über eine separate Funkverbindung. Der Sensor 42 ist hierzu mit einem (nicht gezeigten) Sender ausgestattet, der die erfaßten Werte über eine Funk- oder Infrarotstrecke an die elektronische Schaltung sendet. Letztere ist hierzu mit weiteren Schnittstellen ausgestattet. Sie kann überdies sogar ganz oder teilweise in der Fernbedienung 60 integriert sein, so daß im wesentlichen nur noch die Meßwerte des Sensors 42 per Funk oder Infrarot übertragen werden. Die Stromversorgung des Sensors 42 erfolgt über eine Batterie oder einen Akku. Man kann die für den Betrieb des Sensors 42 und für die Signalübertragung erforderliche Energie aber auch aus der Energie der von dem Schwingungserreger 26 erzeugten Rüttelbewegung gewinnen, so daß das Meßsystem nahezu wartungsfrei ist.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So können anstelle der Leuchtdioden 47 in der Anzeigekette 46 Leuchtziffern verwendet werden, die beispielsweise die Zahlen von 1 bis 7 darstellen. Anstelle von sieben Leuchtelementen 47 kann man auch vier, fünf, acht oder noch mehr Leuchtdioden verwenden, je nachdem wie genau das Meßsystem den Verdichtungsgrad anzeigen soll. Oder man ersetzt die LED-Anzeige 44 durch eine Flüssigkristallanzeige oder ein TFT-Display, das die Leuchtelemente 46, 47, 48, 49 entsprechend darstellt, wobei man die Störungsanzeige 49 durch eine weitere LED, die beispielsweise nur Betriebsstörungen der Maschine 10 anzeigt, ergänzen kann. Die Leuchtkette 46 muß ferner nicht zwingend horizontal verlaufen. Je nach Einbausituation kann man diese auch vertikal, in einem Winkel oder einem Bogen anordnen. Wichtig ist, daß es sich um eine ebenso einfache wie klar ablesbare Anzeige handelt, die einer Bedienungsperson mit einer einfachen Logik klar erkennbar den erreichten Verdichtungsgrad anzeigt, ohne daß aufwendige Skalen oder Grafiken entziffert werden müssen.
Der Beschleunigungssensor 42 kann die Beschleunigung der Bodenplatte 20 sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen messen. Denkbar sind aber auch andere Winkel bzw. Achsen.
In einer weiteren Variante kann es zweckmäßig sein, die von dem Meßsystem 40 erzeugten Daten nicht nur über das Anzeigeelement 44 anzuzeigen, sondern zusätzlich in einem elektronischen Speicher abzulegen. Überträgt man diese Daten an einen Computer, kann eine weitere Auswertung erfolgen oder man erstellt einen direkten Nachweis über den erreichten Verdichtungsgrad, was beispielsweise für Garantieleistungen gegenüber einem Kunden von Nutzen sein kann. Ein der elektronischen Schaltung entnehmbarer Speicherchip vereinfacht den Datenaustausch.
Anstelle der Beschleunigung kann man auch einen anderen Schwingungsparameter der Bodenplatte 20 erfassen, z.B. die Schwingungsgeschwindigkeit oder den Schwingungsweg, der sich in Abhängigkeit vom Verdichtungsgrad des zu verdichtenden Untergrundes entsprechend ändert. Wichtig ist, daß die Aufnahme der Meßwerte unmittelbar an der Bodenplatte erfolgt.
Das Meßsystem 40 ist nicht nur in handgeführten Bodenverdichtern 10 einsetzbar, sondern auch in ferngesteuerten Maschinen bis etwa 2 Tonnen. Vorteile ergeben sich vor allem auch bei Grabenwalzen oder bei Rüttelstampfern, denn das Meßsystem 40 hat nicht nur einen geringen Kostenaufwand, sondern auch einen nur geringen Platzbedarf.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

L: Längsrichtung
10: Bodenverdichter
20: Bodenplatte
21: Auflagerfläche
22: Endfläche
23: Befestigungschraube
26: Schwingungserreger
27: Gehäuse
30: Oberbau
32: Schutzrahmen
33: Verkleidung / Gehäuse
34: Lüftungsschlitz
35: Handführungsstange
36: Kranöse
37: Gehäuserückseite
40: Verdichtungsmeßsystem
42: Beschleunigungssensor
43: Kabel
44: Anzeigeelement
46: LED-Kette
47: LED
48: Betriebsanzeige
49: Störungsanzeige
50: Blendschutz
60: Fernbedienung
61: Gashebel
62: Fahrhebel
63: Gehäuse
64: Funkstrecke

Claims

Bodenverdichter (10) zum Verdichten von Untergründen und Baustoffen, mit einer Bodenplatte (20), die von einem motorisch angetriebenen Schwingungserreger (26) in eine gerichtete Schwingung versetzt wird, und mit einer Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades während der Bodenverdichtung, dadurch gekennzeichnet, a) daß die Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades einen Sensor (42) aufweist, der die Beschleunigung der Bodenplatte (20) erfaßt, b) daß der Sensor (42) an der Bodenplatte (20) befestigt ist, c) daß die Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades eine elektronische Schaltung aufweist, welche die von dem Sensor (42) erfaßten Meßwerte aufnimmt und verarbeitet, und d) daß die Einrichtung (40) zur Ermittlung des Verdichtungsgrades ein Anzeigeelement (44) aufweist, das wenigstens drei Leuchtelemente (47) aufweist, die als Leuchtkette (46) geschaltet den Grad der Verdichtung repräsentieren.
Bodenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtkette (46) permanent den aktuell erreichten Grad der Verdichtung anzeigt.
Bodenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der aufleuchtenden Leuchtelemente (47) in der Leuchtkette (46) ein Maß für den Grad der Bodenverdichtung ist.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtkette (46) von wenigstens vier, vorzugsweise sieben Leuchtelementen (47) gebildet ist.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiteres Leuchtelement (48) vorhanden ist, das die Betriebsbereitschaft der Maschine (10) anzeigt.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiteres Leuchtelement (49) vorhanden ist, das einen besonderen Betriebszustand der Maschine (10) und/oder einen besonderen Zustand des zu verdichtenden Bodens anzeigt.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Leuchtelemente (48, 49) im Bereich der Leuchtkette (46) angeordnet sind.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (44) in einem Gehäuse (33) des Bodenverdichters (10) integriert ist.
Bodenverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigelement (44) in einer Rückwand (37) des Gehäuses (33) integriert ist.
Bodenverdichter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (37) einer Handführungsstange (35) zugewandt ist.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (42) über ein Kabel (43) mit der elektronischen Schaltung verbunden ist.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (42) über eine Funkstrecke mit der elektronischen Schaltung in Verbindung steht.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (42) batterielos ist.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung über ein Kabel oder eine Datenleitung mit dem Anzeigeelement (44) verbunden ist.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung über eine Funkstrecke mit dem Anzeigeelement (44) in Verbindung steht.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (44) ergänzend oder alternativ in einer Fernbedienung (60) für den Bodenverdichter (10) integriert ist.
Bodenverdichtern nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung zumindest teilweise in der Fernbedienung (60) für den Bodenverdichter (10) integriert ist.
Bodenverdichtern nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernbedienung (60) eine Funk- oder Infrarotfernbedienung ist.
Bodenverdichtern nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernbedienung (60) batterielos ist.
Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein akustischer Signalgeber vorgesehen ist.
Bodenverdichter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber eine Tonfolge erzeugt, die ein Maß für den Grad der Bodenverdichtung bildet.
Bodenverdichter nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb der Tonfolge der zeitliche Abstand der Töne ändert.
Bodenverdichter nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb der Tonfolge die Tonhöhe ändert.