DE202013005537U1 - Pounding device with electrodynamic stamping unit - Google Patents
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Abstract
Stampfvorrichtung zur Bodenverdichtung, mit – einer Obermasse (1); – einer ein Bodenkontaktelement (8) aufweisenden, relativ zu der Obermasse (1) beweglichen Untermasse (2); und mit – einem zwischen der Obermasse (1) und der Untermasse (2) wirkenden Antrieb; wobei – der Antrieb einen Linearantrieb (4) mit einem Stator (5) und einem axial hin und her bewegbaren Linearläufer (6) aufweist; – der Stator (5) an der Obermasse (1) vorgesehen ist; und wobei – der Linearläufer (6) mit der Untermasse (2) formschlüssig gekoppelt ist.Tamping device for soil compaction, with - an upper mass (1); - a bottom contact element (2) which has a ground contact element (8) and is movable relative to the upper mass (1); and with - a drive acting between the upper mass (1) and the lower mass (2) drive; wherein - the drive comprises a linear drive (4) with a stator (5) and an axially reciprocable linear rotor (6); - The stator (5) is provided on the upper mass (1); and wherein - the linear rotor (6) with the lower mass (2) is positively coupled.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stampfvorrichtung zur Bodenverdichtung, insbesondere einen Vibrationsstampfer sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Stampfvorrichtung.The invention relates to a tamping device for soil compaction, in particular a vibration tamper and a method for operating such a tamping device.
Üblicherweise umfasst ein Stampfer eine einen Antrieb aufweisende Obermasse und eine ein Bodenkontaktelement aufweisende, relativ zu der Obermasse bewegliche Untermasse. Zwischen der Obermasse und der Untermasse wirkt ein von dem Antrieb antreibbares Stampfsystem (Schwingungserregereinrichtung), mit dem die Arbeitsbewegung des Bodenkontaktelements bewirkt werden kann, um die Bodenverdichtungswirkung zu erreichen.Usually, a tamper comprises a drive having an upper mass and a ground contact element having, movable relative to the upper mass lower mass. Between the upper mass and the lower mass acts a drivable by the drive ramming system (vibration exciter device), with which the working movement of the ground contact element can be effected in order to achieve the soil compaction effect.
Der das Bodenkontaktelement aufweisende Stampffuß (Untermasse) ist über ein doppelt wirkendes Federpaket an einen mit dem Pleuel verbundenen Stößel angebunden. Durch die Ankopplung über die Federn wird einerseits ein Teil der Bewegungsenergie gespeichert und andererseits der Antrieb mit dem Getriebe von den harten Stößen des aufschlagenden Stampffußes entkoppelt.The padfoot having the ground contact element (lower mass) is connected via a double-acting spring assembly to a plunger connected to the connecting rod. By coupling the springs on the one hand a part of the kinetic energy is stored and on the other hand, the drive with the transmission of the hard bumps of the impacting padfoot decoupled.
Stampfer zur Bodenverdichtung werden meist durch rotierende Motoren angetrieben, wobei mittels eines Getriebes, zum Beispiel eines Kurbelgetriebes, die Drehbewegung des Motors in die für den Stampfprozess erforderliche Linearbewegung umgewandelt wird. Bei Elektrostampfern wird üblicherweise die Drehbewegung des Elektromotors mit hoher Drehzahl zunächst über eine Getriebestufe ins Langsame übersetzt und dann über einen Kurbeltrieb mit Pleuel in eine oszillierende Linearbewegung gewandelt.Rammers for soil compaction are usually driven by rotating motors, wherein by means of a transmission, for example a crank gear, the rotational movement of the motor is converted into the linear motion required for the ramming process. In electric strippers usually the rotational movement of the electric motor is first translated at high speed via a gear in the slow and then converted via a crank mechanism with connecting rod in an oscillating linear motion.
Die Übersetzung der hohen Drehzahl des Elektromotors und die Umwandlung der Drehbewegung in die oszillierende Linearbewegung erfordert einen nicht unerheblichen mechanischen Aufwand. Die mechanisch vorgegebene Anbindung des Stampffußes über den Kurbeltrieb an die Drehbewegung des Motors führt dazu, dass durch die Massenträgheit der bewegten Bauteile und durch die vorgegebene Hubhöhe des Kurbeltriebs der Stampfzyklus während des Betriebs nur schwer zu verändern ist. Eine Anpassung des Stampfsystems an unterschiedliche Böden oder Veränderungen der Bodeneigenschaften während des Verdichtungsprozesses (Stampfvorgang) ist nicht oder nur mit erheblichem zusätzlichen Aufwand möglich.The translation of the high speed of the electric motor and the conversion of the rotational movement in the oscillating linear motion requires a considerable mechanical effort. The mechanically predetermined connection of the padfoot via the crank mechanism to the rotational movement of the motor means that the stamping cycle during operation is difficult to change as a result of the inertia of the moving components and due to the predetermined lifting height of the crank mechanism. An adaptation of the ramming system to different soils or changes in soil properties during the compression process (ramming) is not possible or only with considerable additional effort.
Der Stampfer weist eine Obermasse
An der Untermasse
An der Obermasse
Eine Stößelplatte
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stampfvorrichtung zur Bodenverdichtung anzugeben, die einen geringen mechanischen Aufwand erfordert und eine Veränderbarkeit der Stampfdynamik bzw. des Stampfverhaltens ermöglicht.The invention has for its object to provide a ramming device for soil compaction, which requires little mechanical effort and allows variability of the pitch dynamics or the ramming behavior.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stampfvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved by a tamping device according to
Es wird eine Stampfvorrichtung zur Bodenverdichtung angegeben, mit einer Obermasse, einer ein Bodenkontaktelement aufweisenden, relativ zu der Obermasse beweglichen Untermasse, und mit einem zwischen der Obermasse und der Untermasse wirkenden Antrieb, wobei der Antrieb einen Linearantrieb mit einem Stator und einem axial hin und her bewegbaren Linearläufer aufweist, der Stator an der Obermasse vorgesehen ist, und wobei der Linearläufer mit der Untermasse formschlüssig gekoppelt ist.It is given a ramming device for soil compaction, with an upper mass, a bottom contact element having, movable relative to the upper mass lower mass, and with a drive acting between the upper mass and the lower mass, wherein the drive has a linear drive with a stator and an axially reciprocable linear rotor, the stator is provided on the upper mass, and wherein the linear rotor is positively coupled to the lower mass.
Somit weist die Stampfvorrichtung ein elektrodynamisches Stampfwerk mit dem Linearantrieb auf. Der Stator des Linearantriebs ist an der Obermasse vorgesehen bzw. kann insbesondere formschlüssig mit der Obermasse verbunden sein. Der zu dem Linearantrieb gehörende Linearläufer ist hingegen mit der Untermasse formschlüssig gekoppelt, so dass die elektrodynamische Antriebswirkung direkt zwischen der Obermasse (mit dem Stator) und der Untermasse (mit dem Linearläufer) erfolgt. Eine zusätzliche Federeinrichtung zwischen Obermasse und Untermasse ist dabei nicht zwingend notwendig. Sie kann aber – wie später noch erläutert wird – hilfreich sein.Thus, the tamping device has an electrodynamic stamping unit with the linear drive. The stator of the linear drive is provided on the upper mass or may in particular be positively connected to the upper mass. The belonging to the linear actuator linear motion, however, is positively coupled with the lower mass, so that the electrodynamic driving action directly between the upper mass (with the stator) and the lower mass (with the linear rotor) takes place. An additional spring device between the upper mass and lower mass is not absolutely necessary. But it can - as will be explained later - be helpful.
Die Stampfvorrichtung weist im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Geräten verhältnismäßig wenig Bauteile auf, was den mechanischen Aufwand und damit die Kosten vermindert. Zudem lässt sich die Stampfvorrichtung aufgrund der nicht erforderlichen mechanischen Komponenten mit geringerem Gewicht realisieren. Die nur wenigen bewegten Bauteile reduzieren den Wartungsaufwand und vermindern auch die Vibrationen im Betrieb des Stampfers.The tamping device has compared to known from the prior art devices relatively few components, which reduces the mechanical complexity and thus the cost. In addition, the stamper can be realized due to the unnecessary mechanical components with less weight. The few moving parts reduce the maintenance and also reduce the vibrations during operation of the rammer.
Dadurch, dass an der Obermasse weniger mechanische Komponenten vorhanden sind als beim Stand der Technik, ist es möglich, den Schwerpunkt des Stampfers zu senken, was die Führbarkeit des Stampfers verbessert und die Gefahr des Kippens vermindert.The fact that there are fewer mechanical components on the upper mass than in the prior art, it is possible to lower the center of gravity of the rammer, which improves the maneuverability of the rammer and reduces the risk of tipping.
Durch die direkte formschlüssige Kopplung des Linearantriebs mit der Untermasse ist es möglich, durch Ansteuerung des Linearantriebs auch direkt das Bewegungsverhalten der Untermasse zu beeinflussen. Auf diese Weise kann das Stampfverhalten des Stampfers von Fall zu Fall angepasst werden, um zum Beispiel unterschiedliche Bodeneigenschaften zu berücksichtigen.Due to the direct form-fitting coupling of the linear drive with the lower mass, it is possible to influence directly by controlling the linear drive and the movement behavior of the lower mass. In this way, the ramming behavior of the rammer can be adapted from case to case, for example, to take account of different soil properties.
Der Linearläufer kann durch den Stator radial an seinem Umfang in der Obermasse geführt sein.The linear rotor may be guided by the stator radially at its circumference in the upper mass.
An wenigstens einer Stirnseite, insbesondere aber an beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Linearläufers kann jeweils eine Läufer-Federeinrichtung vorgesehen sein, zum Unterstützen der Umkehrbewegung des Linearläufers in den Umkehrpunkten.On at least one end face, but in particular on both opposite end faces of the linear rotor can be provided in each case a rotor spring means for supporting the reverse movement of the linear rotor in the reversal points.
Das bedeutet, dass der Linearläufer in Arbeitsrichtung, das heißt axial wenigstens einseitig, vorzugsweise aber beidseitig über ein Federsystem (die Läufer-Federeinrichtung) gegen die Obermasse abgestützt ist. Die Läufer-Federeinrichtung kann dabei Federn zum Beispiel aus Stahl, Kunststoff oder Luft aufweisen. Damit wird ein Teil der Bewegungsenergie des Antriebssystems gespeichert und die notwendige Richtungsumkehr des Linearläufers in seinen Umkehrpunkten für die Oszillation (Hin- und Herbewegung) unterstützt. Weiterhin wird eine definierte Mittellage der Obermasse im Stillstand gewährleistet, sodass der Stampfer nicht zusammensackt, im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Stampfern mit Kurbeltrieb.This means that the linear rotor in the working direction, that is axially at least one side, but preferably supported on both sides via a spring system (the rotor spring means) against the upper mass. The rotor spring device can have springs, for example made of steel, plastic or air. This part of the kinetic energy of the drive system is stored and supports the necessary reversal of direction of the linear rotor in its reversal points for the oscillation (reciprocation). Furthermore, a defined center position of the upper mass is ensured at a standstill, so that the rammer does not collapse, in contrast to known from the prior art rammers with crank mechanism.
In einem nebengeordneten Anspruch wird eine Stampfvorrichtung angegeben, bei der der Linearläufer nicht zwingend formschlüssig mit der Untermasse gekoppelt sein muss (aber kann). Hierbei sind auch andere Arten der Kopplung, zum Beispiel über Federn möglich, wie später noch erläutert wird. Jedoch weist die Stampfvorrichtung gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch die wenigstens eine Läufer-Federeinrichtung oder auch beide gegenüberliegende Läufer-Federeinrichtungen auf, zum Unterstützen der Umkehrbewegung des Linearläufers in den Umkehrpunkten.In a sibling claim, a tamping device is specified in which the linear rotor does not necessarily have to be positively coupled to the lower mass (but can). In this case, other types of coupling, for example via springs are possible, as will be explained later. However, according to the independent claim, the tamping device comprises the at least one rotor spring device or also both opposing rotor spring devices, in order to assist the reversal movement of the linear rotor in the reversal points.
Bei einer Variante kann im Kraftfluss zwischen dem Linearläufer und der Untermasse eine Stößel-Federeinrichtung vorgesehen sein, zum Übertragen der Bewegung des Linearläufers auf die Untermasse. Bei dieser Variante ist der Linearläufer somit nicht formschlüssig, sondern über die Stößel-Federeinrichtung mit der Untermasse gekoppelt. Die Stößel-Federeinrichtung kann in an sich bekannter Weise realisiert sein, wie zum Beispiel aus der
Die Stößel-Federeinrichtung bewirkt eine Entlastung des Linearläufers, da der Linearläufer auf diese Weise elastisch mit dem Stampffuß bzw. dem Bodenkontaktelement und der Untermasse gekoppelt ist. Dabei kann die Stößel-Federeinrichtung entweder relativ steif ausgelegt werden, um ein bloßes Abfangen von Stoßspitzen zu erreichen, oder – entsprechend der Stampfstößelbauweise heutiger Stampfer – in einer weicheren Auslegung mit großer Energiezwischenspeicherung in der als Koppelelement dienenden Federeinrichtung.The plunger-spring device causes a relief of the linear rotor, since the linear rotor is coupled in this way elastically with the Stampffuß or the ground contact element and the lower mass. In this case, the plunger-spring device can be designed either relatively stiff to achieve a mere interception of shock peaks, or - according to the stamping ram design of today's rammer - in a softer design with large energy buffering serving as a coupling element spring device.
Die eine oder die beiden Läufer-Federeinrichtungen können wirkungsmäßig zwischen dem Linearläufer und der Obermasse vorgesehen sein. Auf diese Weise stützt sich der Linearläufer im Betrieb gegen die Obermasse ab und wird durch die an seinen beiden Stirnseiten angeordneten Läufer-Federeinrichtungen hin und her bewegt. Durch die Unterstützung der Läufer-Federeinrichtungen kann der eigentliche Linearantrieb schwächer dimensioniert werden, da er insbesondere nicht vollständig die Umkehrbewegung des Linearläufers aus eigener Kraft bewirken muss.The one or both runner spring means may be operatively provided between the linear runner and the upper mass. In this way, the linear rotor is supported in operation against the upper mass and is moved by the arranged at its two end faces rotor spring means back and forth. By supporting the runner spring devices of the actual linear drive are dimensioned weaker, especially since he does not have to completely cause the reverse movement of the linear rotor from its own power.
Die Läufer-Federeinrichtung und/oder die Stößel-Federeinrichtung können jeweils eine veränderbare Federkennlinie aufweisen. Durch Veränderung der Federkennlinie ist es möglich, das Bewegungsverhalten zwischen Obermasse und Untermasse und damit die Dämpfungseigenschaften des Stampfers zu verändern. Zum Beispiel ist es möglich, die Federkennlinie vom Bediener selbst oder von einer in der Stampfvorrichtung vorhandenen Steuerung einzustellen.The rotor spring device and / or the plunger spring device can each have a variable spring characteristic. By changing the spring characteristic, it is possible to change the movement behavior between upper mass and lower mass and thus the damping properties of the rammer. For example, it is possible to adjust the spring characteristic by the operator himself or by a controller present in the tamping device.
Der Linearantrieb kann ein Elektromotor sein, ausgewählt aus der Gruppe Reluktanzmotor oder bürstenloser Gleichstrommotor. Der Reluktanzmotor, insbesondere ein geschalteter Reluktanzmotor kann einen Läufer aufweisen, der aus einem Blechpaket besteht, welches gegenüber Stößen sehr robust ist. Auch ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) ist denkbar, wobei er ebenfalls entsprechend robust ausgeführt werden sollte.The linear drive may be an electric motor selected from the group reluctance motor or brushless DC motor. The reluctance motor, in particular a switched reluctance motor can have a rotor, which consists of a laminated core, which is very robust against impact. Also, a brushless DC motor (BLDC) is conceivable, where he should also be carried out correspondingly robust.
Die Stampfvorrichtung kann eine Schwingungsdetektionseinrichtung aufweisen, zum Erfassen des Bewegungsverhaltens von wenigstens einer Komponente der Stampfvorrichtung, wobei die Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe Obermasse, Untermasse, Relativbewegung zwischen Obermasse und Untermasse sowie an der Obermasse befestigter Führungsbügel zum Führen der Stampfvorrichtung.The tamping device may comprise a vibration detection device for detecting the movement behavior of at least one component of the tamping device, wherein the component is selected from the group of upper mass, lower mass, relative movement between upper mass and lower mass and attached to the upper mass guide bracket for guiding the tamping device.
Mit Hilfe der Schwingungsdetektionseinrichtung soll es somit in geeigneter Weise ermöglicht werden, Rückschlüsse auf das Arbeitsverhalten des Stampfers zu ziehen. Dabei gilt die Bewegung des Stampfers bzw. seiner Komponenten als geeignetes Kriterium. Gerät zum Beispiel der Stampfer auf einem bereits stark verdichteten Boden ”außer Takt”, vollzieht die Obermasse wesentlich stärkere Schwingungen als im Normalbetrieb. Ein ähnliches Bewegungsverhalten kann auch für die Untermasse beobachtet werden. Zudem gilt die Relativbewegung zwischen Obermasse und Untermasse als hilfreiches Kriterium, um das Bewegungsverhalten des Stampfers und damit seine Arbeitsweise zu erfassen.With the help of the vibration detection device, it should thus be possible in a suitable manner to draw conclusions about the working behavior of the rammer. The movement of the rammer or its components is considered a suitable criterion. Device, for example, the rammer on an already heavily compacted soil "out of tact", the upper mass performs much stronger vibrations than in normal operation. A similar movement behavior can also be observed for the lower mass. In addition, the relative movement between the upper mass and lower mass is considered a helpful criterion for detecting the movement behavior of the rammer and thus his way of working.
Auch der Führungsbügel ist zur Beobachtung des Arbeitsverhaltens des Stampfers geeignet, da auch sein Bewegungsverhalten Rückschlüsse auf den Betrieb des Stampfers zulässt.Also, the guide bracket is suitable for observing the working behavior of the rammer, since its movement behavior allows conclusions about the operation of the rammer.
Die Bewegung des Stampfers bzw. der Komponente des Stampfers kann in Form einer Schwingung, einer Beschleunigung, einer Geschwindigkeit oder auch als Bewegungsweg erfasst werden.The movement of the rammer or the component of the rammer can be detected in the form of a vibration, an acceleration, a speed or as a movement path.
Es kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, zum Steuern der Frequenz und/oder der Amplitude des Linearantriebs, also insbesondere des Linearläufers. Die Steuereinrichtung ermöglicht somit eine Antriebssteuerung zum Verändern der Stampf- bzw. Motorparameter. Insbesondere kann die Einzelschlagenergie verändert werden, indem die Frequenz und/oder die Amplitude des Linearläufers angepasst wird.A control device may be provided for controlling the frequency and / or the amplitude of the linear drive, that is to say in particular of the linear rotor. The control device thus enables a drive control for changing the ramming or motor parameters. In particular, the single impact energy can be changed by adjusting the frequency and / or the amplitude of the linear rotor.
Die Steuermaßnahmen der z. B. einen Motorencontroller aufweisenden Steuereinrichtung können vom Bediener vorgegeben werden. Ebenso ist es aber auch möglich, dass die Steuerung automatisch aufgrund entsprechender Vorgaben erfolgt. Dabei kann einerseits die Einstellung bzw. Steuerungsmaßnahme relativ selten, zum Beispiel vor Beginn eines Arbeitsvorgangs vorgenommen werden, oder andererseits extrem feinfühlig sein, sodass zum Beispiel jeder einzelne Schlag bzw. Stoß des Bodenkontaktelements gezielt angesteuert wird.The tax measures of z. B. a motor controller having control device can be specified by the operator. However, it is also possible that the control takes place automatically on the basis of corresponding specifications. In this case, on the one hand, the adjustment or control measure relatively rarely, for example, be made before the start of a work, or on the other hand be extremely sensitive, so that, for example, each individual shock or shock of the ground contact element is selectively controlled.
Wenn die Steuereinrichtung durch den Bediener betätigt wird, ist es zum Beispiel für den Bediener möglich, aufgrund des zu verdichtenden Bodens (weich, bindig, hart, bereits vorverdichtet, etc.) Voreinstellungen vorzunehmen, sodass danach das Stampfverhalten des Stampfers an die Bodengegebenheiten angepasst ist.If the control device is actuated by the operator, for example, it is possible for the operator to make presettings due to the soil to be compacted (soft, cohesive, hard, already pre-compacted, etc.), so that the ramming behavior of the rammer is then adapted to the ground conditions ,
Die Steuereinrichtung kann als Regeleinrichtung ausgebildet sein, zum Überwachen eines Bewegungsverhaltens der Stampfvorrichtung aufgrund des von der Schwingungsdetektionseinrichtung erfassten tatsächlichen Bewegungsverhaltens der entsprechenden Komponente der Stampfvorrichtung, wobei durch die Steuereinrichtung eine Abweichung des tatsächlichen Bewegungsverhaltens von einem vorgegebenen Soll-Bewegungsverhalten erkennbar ist, und durch die Steuereinrichtung die Frequenz und/oder Amplitude der Bewegung des Linearläufers steuerbar ist, um die Abweichung zu vermindern.The control device can be embodied as a control device for monitoring a movement behavior of the tamping device on the basis of the actual movement behavior of the corresponding component of the tamping device detected by the vibration detection device, whereby a deviation of the actual movement behavior from a predetermined desired movement behavior can be recognized by the control device, and by the control device the frequency and / or amplitude of the movement of the linear rotor is controllable to reduce the deviation.
Wenn die Steuereinrichtung als Regeleinrichtung ausgebildet ist, ist es möglich, das Bewegungsverhalten der Stampfvorrichtung automatisch an die Bodengegebenheiten, insbesondere an sich ändernde Bodeneigenschaften anzupassen. Mit Hilfe der Schwingungsdetektionseinrichtung wird dabei das Bewegungsverhalten der entsprechend ausgewählten Komponente der Stampfvorrichtung, also zum Beispiel der Obermasse oder der Untermasse, erfasst. Dieses tatsächliche Bewegungsverhalten wird mit einem vorgegebenen Soll-Bewegungsverhalten verglichen. Wenn dabei eine Abweichung festgestellt wird bzw. die Abweichung einen zulässigen Grenzwert übersteigt, kann die Steuereinrichtung geeignete Steuermaßnahmen ergreifen, um die Abweichung zu vermindern bzw. zu minimieren. Insbesondere kann die Steuereinrichtung die Frequenz und/oder die Amplitude des Linearantriebs bzw. der Bewegung des Linearläufers verändern, um die Abweichung zu vermindern.If the control device is designed as a control device, it is possible to automatically adapt the movement behavior of the tamping device to the ground conditions, in particular to changing ground properties. With the help of the vibration detection device while the movement behavior of the corresponding selected component of the tamping device, so for example, the upper mass or the lower mass detected. This actual movement behavior is compared with a predetermined desired movement behavior. If a deviation is detected or the deviation exceeds a permissible limit, the control device can take appropriate control measures to reduce or minimize the deviation. In particular, the controller may measure the frequency and / or or change the amplitude of the linear drive or the movement of the linear rotor in order to reduce the deviation.
Wenn zum Beispiel durch die Schwingungsdetektionseinrichtung festgestellt wird, dass die Obermasse eine unzulässig starke Schwingung vollzieht (was ein Hinweis darauf sein kann, dass die Stampfvorrichtung auf einem, harten, bereits vollständig verdichteten Boden springt), kann die Steuereinrichtung zum Beispiel ein Verändern der Amplitude bei gleichzeitiger Erhöhung der Frequenz des Linearläufers bewirken. Analoges gilt, wenn andere Komponenten der Stampfvorrichtung für die Erfassung des Bewegungsverhaltens relevant sind.For example, if it is determined by the vibration detecting means that the upper mass undergoes unduly high vibration (which may be an indication that the tamping device is bouncing on a hard, already fully compacted bottom), the control means may, for example, alter the amplitude simultaneously increase the frequency of the linear actuator cause. The same applies if other components of the tamping device are relevant for detecting the movement behavior.
Mit Hilfe der Steuereinrichtung können Hub und Geschwindigkeit des Linearläufers innerhalb der physikalischen Grenzen beliebig verändert bzw. programmiert werden. Dadurch werden auch die Einzelschlagenergie und die Schlagzahl unabhängig voneinander bestimmbar. Aufgrund geeigneter Kriterien ist eine Anpassung an den Untergrund, insbesondere an den zu verdichtenden Boden, möglich. Ist der Rücksprung beispielsweise sehr hoch, deutet dies auf einen bereits gut verdichteten Boden hin, so dass die Amplitude verringert werden kann. Gleichzeitig kann es zum Beispiel sinnvoll sein, die Frequenz des Hubes zu erhöhen, damit der Stampfer schneller aus dem gut verdichteten Bereich in den noch zu verdichtenden Bereich geführt werden kann, sodass Arbeitszeit gespart werden kann.With the aid of the control device, the stroke and speed of the linear actuator can be changed or programmed as desired within the physical limits. As a result, the single impact energy and the impact number are determined independently. Due to suitable criteria, adaptation to the ground, in particular to the soil to be compacted, is possible. For example, if the return is very high, this indicates an already well-compacted bottom so that the amplitude can be reduced. At the same time, it may be useful, for example, to increase the frequency of the stroke, so that the rammer can be guided faster from the well-compacted area into the area still to be compacted, so that working time can be saved.
Auch einzelnen, für den Bediener schwer vorhersehbaren und damit schwer kontrollierbaren Hochsprüngen, zum Beispiel beim Aufschlagen auf einen großen Stein, kann aktiv entgegengewirkt werden, indem die nachfolgende Hubanregung geringer ausfällt. Damit ist eine konstante, gleichmäßige Stampfbewegung, adaptiv an das Untergrundverhalten angepasst, erreichbar.Even individual, for the operator difficult to predict and thus difficult to control high jumps, for example, when hitting a large stone, can be actively counteracted by the subsequent Hubanregung lower. Thus, a constant, uniform pitching movement, adaptive adapted to the underground behavior, reachable.
Der Stampfer ist auf diese Weise wesentlich besser und vor allem sicherer führbar. Auch die Hand-Arm-Vibrationen verbessern sich, da die Vibrationen des Stampfsystems und damit die Anregungen des Griffsystems bzw. des Führungsbügels durch Zufallsstöße oder Überlastbetrieb auf hartem Untergrund, jeweils mit hohen Amplituden, verringert werden oder gar nicht erst auftreten. Ein weiterer Vorteil kann insbesondere bei batteriebetriebenen Stampfern darin liegen, dass keine Energie unnötig in einen bereits verdichteten Boden eingebracht wird.The rammer is in this way much better and above all safer to guide. The hand-arm vibrations improve, since the vibrations of the ramming system and thus the suggestions of the handle system or the guide bracket by random shocks or overload operation on a hard surface, each with high amplitudes, are reduced or not even occur. A further advantage, in particular with battery-operated rammers, is that no energy is unnecessarily introduced into an already compacted soil.
Zum Betreiben einer Stampfvorrichtung, wie sie vorstehend angegeben wurde, kann der Linearantrieb derart angesteuert werden, dass er über einen vorgegebenen Zeitraum entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie mit wenigstens einem veränderlichen Parameter betrieben wird. So ist es zum Beispiel möglich, zum sicheren Starten des Stampfvorgangs ein Hochfahren des Linearantriebs entlang der Kennlinie zu vollziehen.For operating a tamping device, as stated above, the linear drive can be controlled such that it is operated over a predetermined period of time according to a predetermined characteristic with at least one variable parameter. It is thus possible, for example, to start up the linear drive along the characteristic curve in order to start the stamping process safely.
Bei einer Ausführungsform ist der veränderliche Parameter die Frequenz und/oder die Amplitude des Linearläufers, sodass der Linearantrieb über den vorgegebenen Zeitraum mit veränderlicher Frequenz und/oder Amplitude betrieben wird.In one embodiment, the variable parameter is the frequency and / or the amplitude of the linear rotor, so that the linear drive is operated over the predetermined period of variable frequency and / or amplitude.
Die Veränderung von Frequenz bzw. Amplitude kann insbesondere zum Hochfahren, also Starten des Stampfers geeignet sein. Dabei kann zunächst mit einer niedrigen Amplitude bei einer hohen Frequenz gestartet werden, um dann – zum Beispiel nach einem vorgegebenen Zeitraum oder auch langsam ansteigend – aus diesem Betriebszustand in den für Stampfer typischen Betrieb mit hoher Amplitude bei geringer Frequenz überzugehen. Der Bediener kann sich in diesem Startzeitraum auf die entstehenden Bewegungen und Kräfte einstellen. Eine Überraschung des Bedieners durch plötzliche hohe Kräfte oder schnelle Bewegungen ist ausgeschlossen.The change of frequency or amplitude can be suitable in particular for starting up, ie starting the rammer. It can first be started with a low amplitude at a high frequency to then - for example, after a predetermined period or slowly increasing - to go from this operating condition in the typical tamping operation with high amplitude at low frequency. The operator can adjust to the resulting movements and forces in this starting period. A surprise of the operator by sudden high forces or fast movements is excluded.
Zum Stoppen des Betriebs einer Stampfvorrichtung kann der Linearantrieb zum Abstoppen der Bewegung des Linearläufers elektromagnetisch betrieben werden. Dadurch lässt sich der Stampfvorgang rasch abschalten. Da die bewegten Massen im Vergleich zu einem durch einen Rotationsmotor angetriebenen Stampfsystem gering sind, kann der Stampfvorgang deutlich innerhalb eines Zyklus zum Stillstand gebracht werden, was insbesondere in Gefahrensituationen von Bedeutung ist. Im Gegensatz dazu benötigen herkömmliche Stampfer oft einen Nachlauf von mehreren Schlägen (zum Beispiel drei bis vier Schläge) bis sie endgültig zum Stillstand kommen.To stop the operation of a tamping device, the linear drive for stopping the movement of the linear rotor can be operated electromagnetically. As a result, the ramming can be switched off quickly. Since the moving masses are small in comparison to a ramming system driven by a rotary motor, the ramming process can be brought to a standstill clearly within one cycle, which is particularly important in dangerous situations. In contrast, conventional rammers often require trailing several strokes (for example, three to four strokes) until they finally come to a halt.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:These and other advantages and features will be explained in more detail below by way of example with the aid of the accompanying figures. Show it:
An der Obermasse
Zwischen der Obermasse
Der Linearantrieb
An der oberen Stirnseite des Linearläufers
Die obere Federeinrichtung
Durch die starre Kopplung des Linearläufers
Bei einem weichen Boden kann z. B. eine große Bewegungsamplitude eingestellt werden, um eine gute Stampf- und damit Verdichtungswirkung zu erzielen.For a soft ground z. B. a large amplitude of motion can be adjusted to achieve a good tamping and thus compaction effect.
Mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuerung ist es möglich, den Linearantrieb
Während bei dem Stampfer von
Die oszillierende Linearbewegung des Linearläufers
Die Federeinrichtungen
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- CN 101196003 A [0012, 0024] CN 101196003 A [0012, 0024]
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