DE2403110A1

DE2403110A1 - Steuervorrichtung fuer einen vibrator

Info

Publication number: DE2403110A1
Application number: DE19742403110
Authority: DE
Inventors: Roger Metailler
Original assignee: Richier SA
Current assignee: Richier SA
Priority date: 1973-01-24
Filing date: 1974-01-23
Publication date: 1974-08-01
Also published as: IT1004774B; CH595147A5; GB1460346A; FR2214789A1

Description

Or. E. Wiegand, DIpl.-lng. W. NIemann Oi 1 7&

Or.M.Ko!{ter.Dipl.-!nö.C.Gern(iardt * " ·· ⁿ

Patentanwalts

Hamburg 50 - Königstraße 28

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Biehier, Societe Anonyme Paris· (Frankreich)

Steuervorrichtung für einen Vibrator.

Die Erfindung bezieht sieb axxi Vibratoren, die insbesondere an Maschinen verwendet werden, die zur Verdichtung oder Verfestigung von Erdboden und Straßen verwendet werden und die Zylinder (Walzen) oder Räderzüge für die Verdichtung oder Verfestigung aufweisen, welche durch ihr Gewicht wirken, wobei es sich jedoch als nützlich erwiesen hat, sie Vibrationen zu unterwerfen, um das Zusammendrücken der Materialien zu begünstigen.

Die Erfindung kann jedoch gleichfalls für Vibratoren verwendet werden, die für andere Anwendungen bestimmt sind.

Es ist erwünscht, die Frequenz des Arbeitens der Vibratoren gemäß der Art des zu verdichtenden oder zu verfestigenden Materials oder in Funktion anderer Parameter ändern zu können.

Eine Änderung der Vibrationsfrequenz kann erhalten werden durch entsprechende Änderung der Geschwindigkeit

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des den Vibrator antreibenden Motors, jedoch führt eine solche Arbeitsweise zu Nachteilen, insbesondere, wenn der Motor ein Vännemotor ist. Die Änderung des Arbeitens eines solchen Motors führt zu einer schlechten Ausnutzung des Motors und zu einem Leistungsverlust bei niedrigen Frequenzen, wobei außerdem der Bereich der Änderung der Frequenz relativ klein bleibt und die Steuerung empfindlich bzw. heikel und nicht geschmeidig ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, diese Nachteile zu beseitigen, indem eine Kraftübertragung variabler Geschwindigkeit zwischen dem Motor und dem Vibrator angeordnet wird, und indem zur Steuerung dieser Kraftübertragung ein Relais wie eine Druckvorrichtung verwendet wird, deren Hub mittels einer Einrichtung änderbar ist, die von der Bedienungsperson betätigt werden kann.

Die Erfindung findet besondere vorteilhafte Anwendung in dem Fall, in welchem der Antrieb der Vortriebswalze oder des Vortriebsräderzuges über eine hydrostatische Kraftübertragung erfolgt, die eine von einem Wärmemotor angetriebene Pumpe, die an dem Chassis der Maschine angeordnet ist, und einen den Vibrator antreibenden hydraulischen Motor aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig· 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer

Steuervorrichtung für einen Vibrator gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab und in axialer Schnittansicht eine pneumatische Druckvorrichtung, die einen Teil der Steuervorrichtung bildet.

Fig. i zeigt als ein Ausführungsbeispiel eine Ausführung für den Vortrieb und für Schwingungserzeugung einer Maschine für Verdichtung und Verfestigung von Straßen.

Ein nicht dargesteller Wärmemotor, der an dem Chassis der Verdichtungsmaschine angebracht ist, treibt eine Vor-

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triebswalze oder Vortriebsräder (nicht dargestellt) unter Zwischenschaltung einer hydrostatischen Kraftübertragung an, die eine hydraulische Pumpe 2 mit variabler Liefermenge, die an dem Chassis der Maschine angebracht und von dem Värsiemotor angetrieben ist, und eine oder mehrere hydraulische Motoren 3 aufweist, welche die Vortriebswalze oder die Vortriebsräder antreiben und welche über zweckentsprechende Leitungen 4 mit der Pumpe 2 verbunden sind. Die Pumpe 2 weist einen Betätigungshebel 5 auf, der eine Leerlaufstellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, eine Stellung 6 für Vorwärtsfahrt und eine dazu symmetrische Stellung 7 für Rückwärtsfahrt einnehmen kann. Ein geeignetes Gestänge 8 verbindet den Hebel 5 mit einem Handgriff 9, der in der Fahrerkabine angeordnet ist und ebenfalls drei Stellungen entsprechend den drei Stellungen des Hebels 5 einnehmen kann.

Ein Vibrator, der beispielsweise ein bekannter Vibrator mit Drehunwucht sein kann, ist einer der Walzen oder einem der Räderzüge der Haschine zugeordnet und er ist vorzugsweise gleichachsig zu wenigstens einer der Walzen angeordnet oder an dem Chassis der Haschine angebracht, um im Verlauf der Verdichtung oder Verfestigung Vibrationen hervorzurufen.

Der Unwuchtrotor dieses Vibrators wird von einer hydrostatischen Kraftübertragung angetrieben, die eine Pumpe

10 mit variabler Liefermenge und einen hydraulischen Motor

11 aufweist, der über Leitungen 12 mit der Pumpe 10 verbunden und mit dem Unwuchtrotor mechanisch gekoppelt ist. Die Pumpe 10 ist gleichfalls mit einem Betätigungshebel 13 versehen, der eine Leerlaufstellung (in Fig. 1 dargestellt), eine Stellung für Vorwärtsfahrt, eine Stellung für Rückwärtsfahrt und außerdem Zwischenstellungen einnehmen kann entsprechend Zwischenliefermengen der Pumpe 10 und demgemäß entsprechend Zwischendrehzahlen des Motors 11 und der Drehunwucht des Vibrators, das heißt entsprechend unterschiedlichen Frequenzen der Drehunwucht·

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Die Pumpe iO wird wie die Pumpe 2 von dem Wärmemotor der Maschine angetrieben.

Der Hebel i3 wird ausgehend von dem Handgriff 9 durch eine Vorrichtung angetrieben, die eine Welle 14, die sich in Lagern i5 drehen kann und den Schwenkpunkt des Handgriffs 9 bildet, zwei Nocken 16 und 17 mit unterschiedlichem Profil, die mit der Welle 14 verbunden sind, zwei Verteiler 18, 18a für Druckluft, die von einer an der Maschine angeordneten Druckluftquelle über einen Unterbrecher 20 gespeist werden, eine pneumatische doppeltwirkende Druckvorrichtung 21 und ein Gestänge 22, 23 mit Zwischen- oder Umlenkungseinrichtung 24, welches mit dem Hebel 13 verbunden ist, aufweist.

Die Druckvorrichtung 21, die nachstehend im einzelnen beschrieben wird, spielt die Rolle des Relais. Sie ist derart federbelastet, daß, wenn keine ihrer Kammern C, D mit Druckluft versorgt wird, der Kolben 26 eine mittlere Stellung einnimmt, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und in welcher sich der Hebel 13 in der Leerlaufstellung befindet, so daß der Vibrator nicht angetrieben ist. Dieser Zustand wird erhalten, wenn der Handgriff 9 sich in der Leerlaufstellung befindet, die Haschine nicht angetrieben wird, oder wenn die Speisung der Verteiler 18, 18a durch Verschiebung des beweglichen Gliedes des Unterbrechers 20 gemäß Fig. 1 nach oben mittels eines Handgriffs 25 unterbrochen ist. Im letzteren Fall wird die Maschine vorwärtsgefahren oder rückwärtsgefahren, und zwar in Übereinstimmung mit der Stellung des Handgriffs 9, ohne daß der Vibrator in Betrieb gesetzt wird.

Wenn jedoch der Unterbrecher 20 die in Fig. i wiedergegebene Stellung einnimmt, gelangt Druckluft zu den Verteilern 18, i8a. Wenn beispielsweise der Handgriff 9 in die Stellung für Vorwärtsfahrt gebracht wird, wird durch den Hocken 16 Verschiebung des beweglichen Gliedes des Verteilers 18 gemäß Fig. 1 nach unten bewirkt, was bedeutet, daß

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die Kammer C der Druckvorrichtung mit Druckluft gespeist wird, während die Kammer D auf Ausströmen geschaltet bleibt über den Verteiler 18a, der von dem Nocken 17 nicht betätigt ist. Der Kolben 26 der Druckvorrichtung 21 verschiebt sich demgemäß gemäß Fig. 1 nach links, so daß der Hebel 15 in die Stellung für Vorwärtsfahrt gebracht wird. Der Vibrator wird demgemäß im entsprechenden Drehsinn angetrieben.

Wenn im Gegensatz dazu der Handgriff 9 in die Stellung für Rückwärtsfahrt gebracht wird, verschiebt der Nocken 17 das bewegliche Glied des Verteilers 18a gemäß Pig. I nach unten und die Kammer D der pneumatischen Druckvorrichtung 21 wird mit Druckluft gespeist, während die Kammer C auf Ausströmen geschaltet bleibt über den Verteiler 18, da der Nocken i6 bei dieser Verschiebung des Handgriffs 9 und der Welle Ik das bewegliche Glied des Verteilers 18 nicht betätigt hat. Der Kolben 26 der Druckvorrichtung 21 verschiebt sich demgemäß gemäß Fig. 1 nach rechts, so daß der Hebel 13 in die Stellung für Rückwärtsfahrt gebracht wird, wobei der Vibrator mit entsprechendem Drehsinn in Betrieb gesetzt wird.

Nachstehend wird in Verbindung mit Fig. 2 die Vorrichtung beschrieben, die der Druckvorrichtung 2i zugeordnet ist und die es ermöglicht, den Hub der Druckvorrichtung 21 zu begrenzen und als Folge den Hebel 13 in irgendeiner Zwischenstellung anzuordnen entsprechend einer gegebenen Drehzahl des Vibrators und demgemäß ebenfalls entsprechend einer Frequenz des Vibrators.

Der Kolben 26 der Druckvorrichtung 21 ist mit einer Kolbenstange 22 verbunden, welche die beiden Böden 28, 29 des Zylinders abgedichtet verschiebbar durchquert. An dem. gemäß Fig. 2 linken Ende ist die Kolbenstange 22, wie oben erwähnt, über die Verbindung 2h₉ 23 mit dein Hebel .13 verbunden. An ihrem anderen Ende durchquert die Kolbenstange eine Kappe 30, die an der Stange 22. verschiebbar angebracht ist. Die Kappe 30 weist am gemäß Fig. 2 rechten Ende einen

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nach innen umgebogenen Rand 3i auf, mittels welchem sie sich gegen eine Schulter 32 der Stange 22 legen kann. Sie weist weiter am gemäß Fig. 2 linken Ende einen nach außen umgebogenen Rand 33 auf, der sich gegen den Boden 29 des Zylinders legen kann und auch als Widerlager für eine Feder 34 dient, welche den Kolben 26 in seine mittlere Stellung vorspannt.

Das andere Widerlager der Feder 34 ist durch eine Scheibe 35 gebildet. Die Scheibe 35 arbeitet mit einer Mutter 36 zusammen, die auf das Gewindeende 37 eines Teiles 22a kleinen Durchmessers der Stange 22 geschraubt ist, wobei dieser Teil 22a sich von der Schulter 32 aus erstreckt. Die Scheibe 35 arbeitet weiterhin mit dem Ende einer Stellschraube 38 zusammen, die in ein Innengewinde 39 des Zylinders der Druckvorrichtung 21 geschraubt ist. Die Mutter 36 kann sich in einer Bohrung 40 der Stellschraube 38 axial verschieben, sie dreht sich jedoch zusammen mit der Stellschraube 38 zufolge eines radialen Stiftes 41, der mit einer Längsnut 42 der Bohrung 40 zusammenarbeitet.

In der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung der Bauteile besteht ein gewisser Abstand i zwischen dem Ende 31 der Kappe 30 und der Scheibe 35· Die Verschiebung des Kolbens 26 ist auf diese Strecke i beschränkt. Wenn beispielsweise der Kolben 26 sich nach rechts verschiebt, wird die Kappe 30 von der Schulter 32 der Stange 22 in der gleichen Richtung angetrieben und sie drückt die Feder 34 bis zum Anschlag an der Scheibe 35 zusammen, während, wenn der Kolben 26 sich nach links verschiebt, die Stange 22, 22a sich mit Bezug auf die Kappe 30, die am Zylinderboden oder Anschlag 29 anliegt, verschiebt und die Mutter 36 und demgemäß die Scheibe 35 mit sich nimmt bis an den Anschlag 31_f wobei die Feder 34 ebenfalls zusammengedrückt wird. Da die Amplitude des Hubes des Kolbens 26 die Amplitude der Verschiebung des Hebels 13 von der Leerlaufstellung ans bestimmt, d.h. die Geschwindigkeit des Motors 11 und demgemäß die Frequenz

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des Vibrators, ermöglicht die Steuerung des Abstandes i diese Frequenz zu ändern.

Die Gewinde 37 und 39 haben gleiche Steigung und gleiche Richtung, so daß bei einer Drehung der Schraube 38 mittels eines Handgriffs 43 die Schraube 38 in das Innengewinde 39, und die Mutter 36 auf das Gewinde 37 der Kolbenstange 22 geschraubt wird, wobei beide gleiche axiale Verschiebung erfahren, während die Scheibe 35 sich zufolge der Wirkung der Feder 3k weiter gegen das Ende der Mutter 36 legt.

Der Abstand i kann demgemäß in Übereinstimmung mit der Richtung der Drehung der Schraube 38 vergrößert oder verkleinert werden.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß mit der vorbeschriebenen Vorrichtung die Frequenz des Vibrators geändert werden kann, ohne daß die Drehzahl der mechanischen Energiequelle geändert wird, was besonders vorteilhaft ist, wenn diese Energiequelle ein Verbrennungsmotor ist.

Bei irgendeiner gegebenen Drehzahl dieses Motors ermöglicht es die hydrostatisch® Kraftübertragung, die von dem Motor 3 und der Pumpe 2 dargestellt ist, die Vortriebsgeschwindigkeit zu ändern, während mit der Druckvorrichtung 21, die einer Einrichtung zum sehr einfachen Ändern der Länge des Hubes des Kolbens 26 der Druckvorrichtung 21 zugeordnet ist, die Frequenz des Vibrators nach Wunsch gesteuert werden kann.

Es ist zu bemerken, daß bei der beschriebenen Ausführungsform der Vibrator ait Drehunwucht, der allgemein gleichachsig zu einem der Säderziige oder zu einer der Vortriebswalzen angebracht ist, in dem einen oder dem anderen Drehsinn angetrieben werden kann, wobei der Drehsinn sich gleichzeitig mit dem Drehsinn der Walze oder der Walzen oder der Räder für den Vortrieb durch Betätigung des Handgriffs 9 und der Nocken 16 und 17 ändert.

Dies ermöglicht eine Auswahl zwischen den besonderen Vorteilen, die durch die Erfindung erzielt werden.

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Venn der Drehsinn des Vibrators der gleiche ist wie der Drehsinn der Walze oder des Räderzuges (Fall der Fig. i), nimmt die Wirkung des Vibrators an der translatorischen Bewegung der Verdichtungsmaschine teil (woraus sich ein Leistungsgewinn bei der translatorischen Bewegung ergibt). Andererseits ermöglicht, wie bereits erwähnt, in diesem Fall die Verdichtung der letzten Schicht einer Straße es, einen besseren Oberflächenzustand zu erhalten.

Venn im Gegensatz dazu der Drehsinn des Vibrators zu dem Drehsinn der Walze oder dem Räderzug entgegengesetzt ist, ist die gemessene Vibrationsamplitude größer als im vorhergehenden Fall. Die absorbierte Leistung ist größer und die Verdichtung oder Verfestigung ist wirksamer. Um diese Arbeitsweise zu erhalten, müssen die Verbindungen der Verteiler 18 und i8a mit den Kammern C und D der Druckvorrichtung 21 vertauscht werden. Es ist im übrigen möglich, zwischen den Verteilern 18, 18a und den Kammern C und D ein Ventil oder einen Hahn vorzusehen, mittels welchem das Vertauschen der Verbindungen ausgeführt werden kann.

In Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich. Insbesondere kann anstelle der pneumatischen Druckvorrichtung eine hydraulische oder elektrische Vorrichtung verwendet werden. Es kann auch, wenn der Drehsinn des Vibrators indifferent ist, eine einfachwirkende pneumatische Druckvorrichtung vorgesehen sein, der ein einziger Verxeiier zugeordnet ist, welcher seinerseits durch einen einzigen Nocken betätigt wird.

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Claims

240311Q Pateritansprüche

1. Steuervorrichtung für einen Vibrator, der von einem Motor und insbesondere von einem Wärmemotor über eine Kraftübertragung mit variabler Geschwindigkeit angetrieben ist, wobei für Änderung der Geschwindigkeit eine Einrichtung zum Steuern des Hubes einer Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein Relais (21) aufweist, dessen bewegliche Einrichtung (26, 22, 22a) einen variablen Hub beiderseits ihrer mittleren Stellung, die der Leerlaufstellung der Kraftübertragung entspricht, hat, und daß die bewegliche Einrichtung weiterhin einer Feder (34) oder einer anderen Rückführeinrichtung zugeordnet ist, die das Bestreben hat, die bewegliche Einrichtung ih ihre mittlere Stellung zurückzubringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Relais (21) durch Anschläge (33» 35) begrenzt ist, von denen wenigstens einer (35) unter der Wirkung eines. Stellorgans (38) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 odeor 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung (34) der beweglichen Einrichtung zwischen den beiden Anschlägen (33» 35) wirkt, von denen einer so angeordnet ist, daß er in einer Richtung durch die bewegliche Einrichtung (26, 22, 22a) angetrieben werden kann, während der andere durch die bewegliche Einrichtung in der anderen Richtung angetrieben ist, und daß die Ruhestellung des zweiten Anschlages (35) durch Anlage an das Ende einer Stellschraube (38) bestimmt ist.·

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des zweiten Anschlages (35) die bewegliche Einrichtung (26, 22, 22a) einen Teil (22a) aufweist, der sich in eine Mutter (36) einschraubt, die mit.Bezug auf die Stellschraube (38) verschiebbar, jedoch mit dieser drehfest

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verbunden ist, und daß das Gewinde der Mutter und der Stellschraube gleiche Steigung und gleiche Richtung haben.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais eine pneumatische
oder hydraulische Druckvorrichtung (21) ist, deren Kolbenstange (22) den Anschlägen (33» 35) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Drehsinn des Vibrators mit
Drehunwucht umgekehrt werden kann, und daß die Steuerung
dee Drehsinnes über das Relais (21) mit variablem Hub erfolgt und mit der Steuerung des Drehsinnes der Walze oder des Räderzuges für den Vortrieb gekoppelt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Vibrators und der Walze oder des Räderzuges für den Vortrieb über eine
hydrostatische Kraftübertragung mit einer von einem Wärmamotor angetriebenen Pumpe erfolgt.

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