DE69425111T2

DE69425111T2 - Vibrationsmechanismus und Vorrichtung zum Erzeugen von Vibrationen in einer Vibrationswalze mit einstellbarer Amplitude

Info

Publication number: DE69425111T2
Application number: DE69425111T
Authority: DE
Inventors: Kristian John Guard; Hideki Iwakuma; Akira Mitsui
Original assignee: Sakai Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sakai Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2014-11-26
Also published as: AU7900594A; EP0987372A2; DE69432651T2; EP0987372A3; EP0987371B1; EP0655532B1; DE69432913D1; EP0987371A2; DE69432913T2; EP0987372B1; AU692479B2; KR100329840B1; DE69425111D1; DE69432651D1; EP0987371A3; US5618133A; KR950013592A; EP0655532A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsmechanismus, der sicherstellt, daß ein bewegbares exzentrisches Gewicht einfach in einem zylindrischen Gehäuse getragen werden kann, und wobei darüber hinaus Komponenten, die den Schwingungsmechanismus bilden, leicht in dem zylindrischen Gehäuse montiert werden können. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Mechanismus um eine Vibrationsverdichtungsrolle mit variabler Amplitude mit Hilfe der vorangegangenen Komponenten schwingen zu lassen. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen für eine Schwingungsverdichtungswalze mit einer variablen Amplitude, wobei die Vorrichtung ordnungsgemäß ein Ausmaß der Exzentrizität des Schwerpunktes eines bewegbaren exzentrischen Gewichtes entfernt von der Mittelachse einer schwingungserzeugenden Welle bei dem vorangegangenen Schwingungsmechanismus entsprechend gegebener Erfordernisse steuern kann.
Gewöhnlicherweise ist ein Schwingungsmechanismus der Bauart zur Erzeugung einer gewissen Schwingungsintensität, die Kraft durch Drehung einer schwingungserzeugenden Welle erzeugt, die ein bewegbares exzentrisches Gewicht aufweist, um die Zentrifugalkraft zu gebrauchen, die von dem exzentrischen Gewicht erzeugt wird, oft für eine Schwingunen verwendende Maschine eingesetzt worden, wie beispislsweise eine Schwingungen verwendende Bodenverdichtungswälze, eine Schwingungen verwendende Pfahlvortriebsmaschine oder ähnliches. Wenn ein gewisser gegebener Betrieb unter Verwendung des Schwingungsmechanismuses ausgeführt wird, ist es wünschenswert, daß eine Amplitude von jeder Schwingung entsprechend den gegebenen Arbeitsumständen verändert werden kann, usw..
Es sei hier angenommen, daß ein Schwingungsmechanismus der vorangegangenen Bauart für eine Schwingungsverdichtungswalze als ein typisches Beispiel seiner praktischen Anwendung angewandt wird. Um einen Erdoberflächenverdichtungsvorgang mit hohem Wirkungsgrad durch Betrieb des Schwingungsmechanismuses zu erreichen, ist es wünschenswert, daß eine Amplitude von jeder Schwingung zur anderen verändert wird, und zwar abhängig von der zu verdichtenden Materialart, von einer Dicke des zu verdichtenden Materials und von anderen Zuständen.
Andererseits sind bis jetzt mit Bezug auf eine herkömmliche Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen für eine Schwingungsverdichtungswalze mit einer variablen Amplitude (im folgenden einfach als herkömmliche Schwingungserzeugungsvorrichtung bezeichnet) viele Vorschläge gemacht worden. Typischerweise weist die herkömmliche Schwingungserzeugungsvorrichtung als wichtigste Komponenten eine Schwingungen erzeugende Welle auf, die in einer Schwingungswalztrommel der Schwingungsverdichtungswalze angeordnet ist, eine Drehantriebseinheit zum drehbaren Antrieb der schwingungserzeugenden Welle in der normalen/umgekehrten Richtung, und eine schwingungserzeugende Kraftumschalteinheit, die ein Ausmaß der Exzentrizität des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungen erzeugenden Welle verändern kann. Die Grundstruktur der herkömmlichen Schwingungserzeugungsvorrichtung ist wie in Fig. 11 gezeigt. Insbe sondere weist die herkömmliche Schwingungserzeugungsvorrichtung ein stationäres exzentrisches Gewicht 256 auf, welches an einer schwingungserzeugenden Welle 255 befestigt ist, und ein Paar von bewegbaren exzentrischen Gewichten 257 und 257', die jeweils geeignet sind, um relativ zu dem stationären exzentrischen Gewicht 256 gedreht zu werden, so daß der Betriebszustand, der von einer geringen Amplitude von jeder Schwingung dargestellt wird, zum Betriebszustand umgeschaltet wird, der durch eine hohe Amplitude von jeder Schwingung dargestellt wird, und umgekehrt, und zwar abhängig von der Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle 255, und darüber hinaus kann eine Intensität der Schwingungserzeugungskraft zur anderen umgeschaltet werden, und zwar durch Umschalten einer Exzentrizitätsgröße des Schwerpunktes von jedem der bewegbaren exzentrischen Gewichte 257 und 257' weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 255 zum anderen, Wenn beispielsweise die Schwingungserzeugungswelle 255 in der normalen Richtung gedreht wird, werden die Richtung der Abweichung des Schwerpunktes von jedem der bewegbaren exzentrischen Gewichte 257 und 257' weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 255 umgekehrt in der entgegengesetzten Richtung zu dem stationären exzentrischen Gewicht 256 orientiert, wie in Fig. 11(a-1) und Fig. 11(a-2) dargestellt, wodurch die Schwingungserzeugungskraft auf die Schwingungserzeugungswelle 255 in einer solchen Richtung ausgeübt wird, daß sie ausgelöscht wird, was zur Folge hat, daß die Schwingungserzeugungswelle 255 mit geringer Amplitude bei jeder Schwingung gedreht wird. Wenn im Gegensatz dazu die Schwingungserzeugungswelle 255 in umgekehrter Richtung gedreht wird, fallen die Orientierungsrichtung der stationären exzentrischen Welle 256 und die Abweichungsrichtung des Schwerpunktes von jedem der bewegbaren exzentrischen Gewichte 257 und 257' weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 255 miteinander zusammen, wie in Fig. 11(b-1) und Fig. 11(b-2) dargestellt, was zur Folge hat, daß die Schwingungserzeugungswelle 255 mit hoher Amplitude von jeder Schwingung gedreht wird, und zwar wegen der Synthetisierung bzw. Erzeugung von beiden Schwingungserzeugungskräften, die durch die bewegbaren exzentrischen Gewichte 257 und 257' eingeleitet werden.
Der Grund warum eine Vielzahl von Amplituden, d. h. eine hohe Amplitude, eine niedrige Amplitude und eine mittlere Amplitude von jeder Schwingung erforderlich sind, besteht in einer Notwendigkeit, effektiv einen Verdichtungsvorgang auszuführen, und zwar durch Wechseln der anwendbaren Amplitude abhängig von dem zu verdichtenden Material, einer Dicke des Materials usw.. Beispielsweise in dem Fall, daß ein asphaltbasiertes Pflastermaterial mit geringer Dicke verdichtet wird, wird jeder Verdichtungsvorgang mit geringer Amplitude von jeder Schwingung erreicht, um sicherzustellen, daß Kies bzw. Split (zermahlene Steinstücke) in dem asphaltbasierten Pflastermaterial nicht zerbrochen oder mit Rissen durchzogen wird, und darüber hinaus wird die Oberflächenflachheit des verdichteten Materials nicht aufgrund des Verdichtungsvorgangs verschlechtert, der beispielsweise durch eine Verdichtungskraft mit hoher Größe erreicht wird. Wenn andererseits ein erdboder basiertes Material, welches in Form eines Gürtels bzw. einer Schicht mit großer Dicke geliefert wird, verdichtet wird, wie ein Verdichtungsvorgang, der bei einem Straßenbett- bzw. Straßenunterlagenmaterial auszuführen ist, wird dies mit einer hohen Amplitude von jeder Schwingung verdichtet, um sicherzustellen, daß eine untere Lage der gepflasterten Straße zuverlässig mit der Schwingungsverdichtungswalze verdichtet werden kann.
Wenn die Schwingungswalztrommel in dem Zustand gestoppt hat, in dem der Walztrommel eine Schwingung durch Drehung der Schwingungserzeugungswelle 255 gegeben wird, wird die verdichtete Oberfläche der gepflasterten Straße, die in Kontakt mit der Walztrommel gebracht wird, stark abgesenkt. Somit wird es schwierig, die Oberfläche der gepflasterten Straße sanft endzubearbeiten. Um zu verhindern, daß die vorangegangene Fehlfunktion auftritt, wird ein Neutralpositions-Detektionsgrenzschalter bis jetzt an einem Rahmen mit einem daran montierten Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel angeordnet, der daran derart angebracht ist, daß der erwähnte Grenzschalter auf der An- Seite betätigt wird, wenn der Vorwärts/Rückwärts- Bewegungshebel in einer Vorwärtsbewegungsposition oder einer Rückwärtsbewegungsposition angeordnet ist, und wird auf der Aus-Seite betätigt, wenn der Vorwärts/Rückwärts- Bewegungshebel in einer Neutralposition (Stopposition) angeordnet ist.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Vorwärts/Rückwärts- Bewegungseinleitungseinheit 170, die insbesondere die Beziehung zwischen einem Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 für die Schwingungsverdichtungsrolle und eine Hydraulikpumpe zeigt, die betriebsmäßig miteinander verbunden sind, um treibend die Schwingungsverdichtungsrolle laufen zu lassen. Ansprechend auf einen Befehl, der an ein Schwingungsverdichtungswalzenantriebssystem ausgegeben wird, um anzuweisen, daß die Schwingungsverdichtungswalze mit Hilfe der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungseinleitungseinheit 170 läuft, und zwar durch selektives Verschieben des Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebels 130 am Bedienersitz zu einer Vorwärtsbewegungsposition A, zu einer Neutralposition (Stopposition) B und einer Rückwärtsbewegungsposition C. Die Grundstruktur der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungseinleitungseinheit 170 ist derart, daß ein Betätigungsarm 132, der an einer Grundwelle 131 befestigt ist, betriebsmäßig mit dem Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 assoziiert ist, und ein Steuerhebel 134 ist betriebsmäßig mit dem Betätigungsarm 132 über ein Steuerkabel 135 verbunden, um die Drehrichtung der Hydraulikpumpe 133 mit variabler Kapazität zur entgegengesetzten Seite umzuschalten, um treibend die Schwingungsverdichtungswalze laufen zu lassen, wobei ein Drehhub des Betätigungsarms 132 zum Steuerhebel 134 übertragen wird. Die Hydraulikpumpe 133 mit variabler Kapazität ist hydraulisch mit einem (nicht gezeigten) schwingungsbetriebenen Hydraulikmotor verbunden, und zwar über eine Rohrleitung um schwingend die Schwingungswalztrommel anzutreiben.
Eine Nocke 136 wird integral mit der Grundwelle 131 ausgeführt, und ein Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138, der als Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebelneutralpositionsdetektionsmittel dient ist am Rahmen 137 angeordnet, wobei der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 daran montiert ist. Da die Nocke 135 drehbar angeordnet ist, detektiert der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138, ob der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 an der Vorwärtsbewegungsposition A, der Rückwärtsbewegungsposition C oder der Neutralposition B angeordnet ist.
Ein Amplitudenumschaltschalter 253, der als Schwingungsbetriebszustandseinstellmittel dient, ist in einer einzelnen Schaltung angeordnet, die in Fig. 9 gezeigt ist, um ein elektromagnetgetriebenes Wechselventil 252 zu betätigen, welches in Fig. 10 gezeigt ist, die ein Hydraulikschaltungsdiagramm ist. Wenn der Amplitudenumschaltschalter 253, der in Fig. 9 gezeigt ist, umschaltbar zur entgegengesetzten Seite betätigt wird, wird die Versorgungsrichtung des unter Druck gesetzten Hydrauliköls von der Hydraulikpumpe 251 zu dem in Fig. 10 gezeigten Hydraulikmotor 250 in die entgegengesetzte Richtung umgeschaltet, was bewirkt, daß die Drehrichtung des Hydraulikmotors 250 von der normalen Richtung in die umgekehrte Richtung umgeschaltet wird und umgekehrt. Die Drehantriebskraft des Hydraulikmotors 250 wird zur Schwingungserzeugungswelle 255 übertragen, die integral mit einer Ausgangswelle des Hydraulikmotors 250 derart verbunden ist, daß sie gestattet, daß die Schwingungserzeugungswelle 255 in der gleichen Richtung gedreht wird wie der Hydraulikmotor 250. In Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 257 einen Automatisch/Manuellumschaltschalter.
Wenn der Lauf der Schwingungsverdichtungswalze mit dem Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 gestoppt wird, der wie in Fig. 8 gezeigt in der Neutralposition B angeordnet ist, wird, da Schwingungen, die von der Schwingungs erzeugungswelle 255 erzeugt werden, auf die Schwingungswalztrommel aufgebracht werden, die verdichtete Erdoberfläche, mit der die Schwingungsverdichtungswalze in Kontakt gebracht wird im Zustand mit angehaltener Schwingung stark abgesenkt. Somit wird es schwierig, sanft die verdichtete Straßenoberfläche endzubearbeiten. Um zu verhindern, daß die vorangegangene Fehlfunktion auftaucht, wird der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138, der als Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebelneutralpositionsdetektionsmittel dient, bis jetzt auf der Aus-Seite betätigt, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 an der Position in der Nachbarschaft der Neutralposition B zwischen der Vorwärtsbewegungsposition A und der Rückwärtsbewegungsposition C gelegen ist, um zu ermöglichen, daß die Neutralposition B des Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebels 130 detektiert wird. Darauf folgend aktiviert der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138 eine Schwingungswellenrotationssteuereinheit 266. Insbesondere wird ein elektromagnetgetriebenes Umschaltventil 252, welches in Fig. 10 gezeigt ist, in seine Originalposition zurückgebracht, so daß die Versorgung mit unter Druck gesetztem Hydrauliköl von der Hydraulikpumpe 251 zum Hydraulikmotor 250 mit dem Ergebnis unterbrochen wird, daß die Drehung der Schwingungserzeugungswelle 255 gestoppt wird, und daß der Schwingungslauf der Schwingungsverdichtungswalze gestoppt wird. Wenn er auf der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungsseite A oder auf der Rückwärtsbewegungsseite C ist, wird der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138 wieder auf der An-Seite betätigt, um das elektromagnetbetriebene Umschaltventil 252 zu aktivieren, wodurch unter Druck gesetztes Hydrauliköl von der Hydrau likpumpe 251 zum Hydraulikmotor 250 geliefert wird. Dies bewirkt, daß die Schwingungserzeugungswelle 255 gedreht wird, um zu gestatten, daß Schwingungen auf die Schwingungsverdichtungswalze aufgebracht werden.
Im Fall der herkömmlichen Schwingungsverdichtungswalze, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird die Drehung der Schwingungserzeugungswelle 255 gestoppt, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 von der Vorwärtsbewegungsposition A oder der Rückwärtsbewegungsposition C zur Neutralposition B verschoben wird. Jedoch fällt der Betriebszustand der Schwingungsverdichtungswalze zusammen mit einen Resonanzpunkt, der von der Schwingungswalztrommel und dem Rahmen definiert wird genauso wie ein anderer Resonanzpunkt, der von der Schwingungswalztrommel und der verdichteten Erdoberfläche definiert wird, und zwar im Laufe der Verschiebung von dem stetigen Zustand, in dem die Schwingungserzeugungswelle 255 im Rotationszustand gehalten wird, zum unbeweglichen Zustand, wobei die Schwingungserzeugungswelle 255 im Zustand mit gestoppter Schwingung gehalten wird, was zur Folge hat, daß die Schwingungswalztrommel Resonanz zeigt. Fig. 12 ist eine Kurvendarstellung, die beispielhaft zeigt, wie die Beziehung zwischen der Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle, einer Abweichungsgröße des Schwerpunktes von jedem der bewegbaren exzentrischen Gewichte 252 und 257' weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 255 und einer Intensität der verlangsamten Schwingung für eine Zeitperiode von dem Zustand variiert, in dem die Schwingungserzeugungswelle 255 stetig gedreht wird, bis zu dem Zustand, in dem die Dre hung der Schwingungserzeugungswelle 255 gestoppt wird, wenn die Zeit vergeht. Wie aus der Kurvendarstellung offensichtlich, wird die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 255 allmählich von dem Zeitpunkt verringert, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 aus der Neutralposition verschoben wird, und wenn wie im gezeigten Fall der Betriebszustand der Schwingungsverdichtungswalze mit einem Resonanzpunkt zusammenfällt, nachdem eine Periode von 5 Sekunden vergeht. Offensichtlich wird zu diesem Zeitpunkt die Abweichungsgröße von der Mittelachse der Schwingungswalztrommel weg von der der Schwingungsverdichtungswalze gesteigert, d. h. die Amplitude von jeder Schwingung. Sobald der Betriebszustand der Schwingungsverdichtungswalze mit dem vorangegangenen Resonanzpunkt zusammenfällt, wird eine Anzahl von kleinen gewellten Unebenheiten auf der verdichteten Erdoberfläche geformt, mit der die Schwingungswalztrommel in Kontakt gebracht wird.
Wenn im Gegensatz dazu der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 aus der Neutralposition C in die Vorwärtsbewegungsposition A oder die Rückwärtsbewegungsposition B verschoben wird, fällt die Schwingungswalztrommel mit dem Resonanzpunkt zusammen, und zwar im Laufe der Verschiebung aus dem Zustand, in dem die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 255 zu der Anzahl vergrößert wird, die dem stetig drehenden Zustand der Schwingungserzeugungswelle 255 entspricht, was zur Folge hat, daß die Schwingungswalztrommel genauso Resonanz zeigt. Folglich ist ein weiterer Nachteil der Schwingungswalztrommel der, daß eine Anzahl von kleinen gewellten Un ebenheiten genauso auf der verdichteten Erdoberfläche geformt wird, wobei die Schwingungswalztrommel in Kontakt damit gebracht wird. Gewöhnlicherweise bewegt die Schwingungsverdichtungswalze sich hin und her auf der Straßenoberfläche, und zwar innerhalb eines vorbestimmten Arbeitsbereiches mehrmals um einen Walzvorgang mit der Schwingungswalztrommel auszuführen, während der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel in umschaltbarer Weise von der Hand des Bedieners verschoben wird. Da jedoch gewöhnlicherweise die Drehung der Schwingungserzeugungswelle 255 jedesmal dann gestoppt wird, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Neutralposition gelegen ist (entsprechend der Position, wo die Drehung der Schwingungswalztrommel gestoppt wird) ist es nötig, daß das Starten und Stoppen der Drehung der Schwingungserzeuguncjswelle 255 oft ausgeführt wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß eine große Größe einer Last von der Hydraulikpumpe und dem Schwingungserzeugungshydraulikmotor jedesmal dann getragen bzw. bewältigt werden muß, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Neutralposition gelegen ist, was zur Folge hat, daß ein Energieverlust in großer Menge auftritt. Zusätzlich wird ein großer Zeitverlust bewirkt, und zwar nicht nur dann, wenn die Schwingungserzeugungswelle 255 anfängt zu drehen, sondern auch dann, wenn die Drehung der Schwingungserzeugungswelle 255 gestoppt wird.
Mit Bezug auf ein Schwingungsverdichtungswalzenantriebssystem, wobei die Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle 255 in die entgegengesetzte Richtung umgeschaltet wird, um die Amplitude von jeder Schwingung zur anderen umzuschalten, erscheint ein Problem, daß wenn die Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle 255 in einer gewissen Richtung umgekehrt wird, während die Drehung der Schwingungserzeugungswelle 255 nicht in dem Zustand mit gestoppter Schwingung gehalten wird, werden die bewegbaren exzentrischen Gewichte 257 und 257' weiter gedreht, und zwar unter Einfluß der Trägheitskraft, die im vorangegangenen Zustand eingeleitet wird, und zwar bis sie gegen einen Eingriffsteil des stationären exzentrischen Gewichtes 256 stoßen, was zur Folge hat, daß die mit der Schwingungserzeugungswelle 255 assoziierten Komponenten beschädigt werden. Da zusätzlich die Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle 255 umgekehrt wird, nachdem sie einmal gestoppt wird, wenn die Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle 255 in die entgegengesetzte Richtung umgeschaltet wird, taucht ein weiteres Problem auf, daß ein großes Verlustausmaß einer Schwingungsanstiegszeit genauso wie ein großes Verlustausmaß einer Schwingungsstoppzeit verursacht wird, was zur Folge hat, daß eine große Energiemenge nutzlos verloren geht.
Andererseits wird ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Schwingungsmechanismuses mit variabler Amplitude der Bauart, die geeignet ist, um eine Amplitude von jeder Schwingung zur anderen umzuschalten, und zwar ohne die Drehrichtung einer Schwingungserzeugungswelle zu einer anderen Richtung umzuschalten, in einer offiziellen Veröffentlichung der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-136773 offenbart. Dieser Schwingungsmechanismus, der gemäß der früheren Erfindung aufgebaut ist, wird unten mit Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben.
Ein zylindrisches Gehäuse 51 weist kantileverartige bzw. hebelartige Wellen 56 und 57 an den entgegengesetzten Seizen auf, um als Lager zu dienen. Das zylindrische Gehäuse 51 wird von Endplatten einer (nicht gezeigten) Schwingungswalztrommel getragen. Ein bewegbares exzentrisches Gewicht 52 ist drehbar in dem zylindrischen Gehäuse 51 angeordnet, um sich um eine Schwenkwelle 53 zu drehen, die sich durch die Mittelachse des zylindrischen Gehäuses 51 in einem rechten Winkel relativ zur letzteren erstreckt. Bei dieser Konstruktion kann die Größe des exzentrischen Momentes, das von dem exzentrischen Gewicht 52 eingeleitet wird, zu einer anderen umgeschaltet werden, und zwar durch Verschieben des exzentrischen Gewichtes 52 um die Schwenkachse 52 in dem zylindrischen Gehäuse 51, um zu ermöglichen, daß eine Schwingungsmoment- bzw. Schwingungsimpulsgröße von dem exzentrischen Gewicht 52 zur Schwingungswalztrommel übertragen wird, um wie erwünscht eingestellt zu werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Einstellung des Schwingungsmomentes bzw. Schwingungsimpulses erreicht durch Hilfe einer Einstelleinheit, die im wesentlichen aus einer Platte 55 mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 54 zusammengesetzt ist, der dort hindurch geformt wird, um zu ermöglichen, daß die Position des Schlitzes 54 in der Axialrichtung des zylindrischen Gehäuses 51 eingestellt wird. Das rechte Ende der Platte 55 ist fest an einer Einstellstange 58 gesichert, während das linke Ende der Platte 55 fest an einer ringförmigen Einstellvorrichtung 59 befestigt ist. Die Schwenkwelle 53 für das exzentrische Gewicht 52 erstreckt sich durch den Schlitz 54 der Platte 55, und die Platte 55 kann gleitend in Längsrichtung der Einstellstange 58 ohne irgendeine Behinderung verschoben werden, die durch die Anwesenheit der Schwenkwelle 53 bewirkt wird. Das exzentrische Gewicht 52 weist eine Antriebsstange 60 auf, die sich durch den Schlitz 54 der Platte 55 in Querrichtung erstreckt. Wenn die Platte 55 axial durch die Einstellstange 58 in der Richtung nach links verschoben wird, wird das exzentrische Gewicht 52 drehbar um die Schwenkwelle 53 durch die Antriebsstange 60 verschoben, während eine Schwenklage damit beschrieben wird, was bewirkt, daß eine Größe des exzentrischen Momentes, welches durch das exzentrische Gewicht 52 eingeleitet wird, wie erwünscht umgeschaltet bzw. eingestellt wird. Somit kann eine Amplitude des Schwingungsmomentes, die durch das exzentrische Gewicht 52 während der Drehung des zylindrischen Gehäuses 51 eingeleitet wird, zu einer anderen umgeschaltet werden, und zwar entsprechend der Abweichung bzw. Verschiebung des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes 52 von der Mittelachse des zylindrischen Gehäuses 51.
Da der Schwingungsmechanismus in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann ein Hydrauliksystem und ein Exzentrizitätseinstellsystem des Schwingungsmechanismuses mit minimierten Abmessungen ausgelegt werden, was die Gefahr zur Folge hat, daß eine Ölleckage aus dem Hydrauliksystem verringert oder erleichtert wird. Zusätzlich kann eine Intensität des hydraulischen Druckes, der auf das Hydrauliksystem aufgebracht wird, zuverlässig auf einen erwünschten Wert eingestellt werden.
Trotz des vorteilhaften Merkmals des Schwingungsmechanismuses wie oben erwähnt hat der herkömmliche Schwingungsmechanismus die unten erwähnten Probleme. Somit sind viele Anfragen von Anwendern zur Lösung dieser Probleme aufgetaucht.
1. Da das zylindrische Gehäuse 51 nicht ausgelegt ist, um eine geöffnete Struktur zu zeigen, ist es schwierig, das exzentrische Gewicht 52 und die assoziierten Komponenten in das zylindrische Gehäuse 51 einzusetzen, um sie in dem zylindrischen Gehäuse 51 zusammenzubauen. Aus diesem Grund ist es nicht einfach, einen Montagevorgang mit diesen Komponenten auszuführen.
2. Während Schwingungen aufeinanderfolgend von dem Schwingungsmechanismus erzeugt werden, wird das zylindrische Gehäuse 51 mit hoher Drehzahl gedreht, was bewirkt, daß das Schmiermittel in dem zylindrischen Gehäuse 51 durch Kraft an der Innenwandoberfläche des zylindrischen Gehäuses 51 anhaftet, und zwar unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft, die von der Drehung des zylindrischen Gehäuses 51 eingeleitet wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß Schmiermittel weniger wahrscheinlich zu schmierende Stellen erreicht. Somit ist es schwierig, ordnungsgemäß die erwähnten Stellen mit dem Schmiermittel zu schmieren.
3. Da die Einstellstange 58 in der oben beschriebenen Weise verschoben wird, wird die Antriebsstange 60, die zu dem exzentrischen Gewicht 52 paßt, entlang eines sich vertikal erstreckenden Schlitzes 61 verschoben, der in einen Teil des Schlitzes 54 geformt ist, was bewirkt, daß die Einstellstange 58 um die Mitte der Drehbewegung des exzentrischen Gewichtes 52 gedreht wird. Somit kommt die Antriebsstange 60 in Gleitkontakt mit dem Schlitz 61. Da die Einstellstange 58 wiederholt in dieser Weise verschoben wird, nützt sich die Antriebsstange 60 immer weiter ab, was zur Folge hat, daß die Antriebsstange 60 in dem Schlitz 61 aufgrund der Abnutzung der Antriebsstange 60 rasselt bzw. wackelt. Es sei bemerkt, daß es schwierig wird, ordnungsgemäß das exzentrische Gewicht 52 in dem zylindrischen Gehäuse 51 anzuordnen.
4. Da der gesamte Schwingungsmechanismus einschließlich des exzentrischen Gewichtes 52 und der assoziierten Komponenten ausgelegt ist, um eine derartige geschlossene Struktur zu zeigen, daß alle Komponenten in dem zylindrischen Gehäuse 51 aufgenommen werden, wird die Größe des Trägheitsmomentes, welches durch die Drehung des zylindrischen Gehäuses 51 eingeleitet wird, vergrößert. Somit ist eine lange Zeit erforderlich, bis das zylindrische Gehäuse 51 mit der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, und darüber hinaus ist eine hohe Energieintensität erforderlich, um das zylindrische Gehäuse 51 mit der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit zu drehen. Zusätz lich ist eine lange Zeit erforderlich, bis die Drehurig des zylindrischen Gehäuses 51 gestoppt wird, und zwar durch Reduzierung der Drehzahl des zylindrischen Gehäuses 51 von der vorbestimmten.
Weiterhin hat es im Stand der Technik keine Offenbarung eines Experimentes gegeben, wie die Amplitude von jeder Schwingung zu steuern ist, und zwar mit Bezug auf eine herkömmliche Schwingungswalztrommel mit variabler Amplitude, die geeignet ist, um die Amplitude von jeder Schwingung zur nächsten zu verändern, ohne die Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle zu verändern, wie in Fig. 13 gezeigt. Dies ist als Problem angesehen worden, welches einen einfachen Steuerbetrieb der Schwingungswalztrommel im praktischen Betrieb verhindert.
Weitere Informationen bezüglich des Standes der Technik sind in den folgenden Dokumenten zu finden:
GB-A-2250798 offenbart eine Schwingungsvorrichtung, die zwischen Schwingungs- und Nicht-Schwingungsbetriebszuständen umgeschaltet wird, und zwar durch Bewegen eines außer Balance liegenden Gewichtes auf einer sich drehenden Welle zu einer ausbalancierten Position durch Drehen des Gewichtes um 90º auf einer Achse mit 90º zur Achse der Welle, wodurch ermöglicht wird, daß die Welle kontinuierlich läuft. Das Gewicht wird um die letztere der zuvor erwähnten Achsen durch Wirkung eines Schubgliedes gedreht. Massenelemente können zu dem Gewicht hinzugefügt werden oder davon weggenommen werden wie erwünscht.
US-A-3966344 bezieht sich auf eine einstellbare Schwinguncswalze der Bauart, die zur Verdichtung von Erdboden, Asphalt usw. verwendet wird. Eine sich schnell drehende schwingungseinleitende Anordnung wird innerhalb der Verdichtungsrolle vorgesehen. Die Anordnung weist zwei Gewichte auf, die schwenkbar auf Tragkanälen und einem doppelendigen strömungemittelbetätigten Hydraulikzylinder montiert sind, der mit den Gewichten verbunden ist, um sie beide gleichzeitig um ihre jeweiligen Achsen zu schwenken. Die Zylinder sind schwenkbar auf den Tragkanälen montiert, und ein Ende ihrer Kolbenstange ist direkt mit einem der Gewichte verbunden, während das andere Ende der Kolbenstange mit dem anderen Gewicht über ein Verbindungsgelenk verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung ist mit Betrachtung des zuvor erwähnten Hintergrundes gemacht worden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsmechanismus vorzusehen, der für eine Schwingungsverdichtungswalze mit variabler Amplitude einsetzbar ist, wobei der Schwingungsmechanismus sicherstellt, daß ein bewegbares exzentrisches Gewicht einfach in einem zylindrischen Gehäuse getragen werden kann, und wichtige Komponenten, die den Schwingungsmechanismus bilden, können leicht in dem zylindrischen Gehäuse zusammengebaut werden.
Gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Schwingungsmechanismus nach Anspruch 1 vorgesehen. Bei einer derartigen Konstruktion sind die Tragglie der in beabstandeter Beziehung angeordnet, während sie zueinander hinweisen, um die Schwingungserzeugungswelle zu bilden, die drehbar das exzentrische Gewicht in der Richtungsorientierung in rechtem Winkel relativ zur Schwenkachse tragen, die sich quer relativ zur Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle erstreckt, und die Antriebsmittel des exzentrischen Gewichtes verschieben drehbar das exzentrische Gewicht um die Schwenkwelle, die sich quer relativ zur Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle erstreckt, um den Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle zu verschieben.
Zusätzlich ist gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung eine Schwingungsverdichtungswalze mit variabler Amplitude vorgesehen, die einen Schwingungsmechanismus aufweist, der gemäß des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht beim Lesen der folgenden Beschreibung offensichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargelegt wird.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die die Struktur einer Schwingungsverdichtungswalze mit variabler Amplitude zeigt, die einen Schwingungsmechanismus aufweist, der gemäß der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 2(a) und Fig. 2(b) sind Schnittseitenansichten, die die Struktur zur variablen Steuerung einer Amplitude von jeder Schwingung zeigt, die von einem exzentrischen Gewicht eingeleitet wird, welches für den Schwingungsmechanismus verwendet wird, der jeweils in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 3 ist ein Signalschaltungsdiagramm, welches die Signalschaltungen veranschaulicht, die für eine Schwingungserzeugungsvorrichtung verwendbar sind, die den Schwingungsmechanismus aufweisen, der gemäß der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 4 ist ein Hydraulikschaltungsdiagramm, welches Hydraulikschaltungen veranschaulicht, die für die vorangegangene Schwingungserzeugungsvorrichtung verwendbar sind, die gemäß jedes der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 5 ist eine Kurvendarstellung, die veranschaulicht, wie die Beziehung der Anzahl von Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle, einer Abweichungs- bzw. Verschiebungsgröße der Mittelachse einer Walztrommel von der Mittelachse einer Schwingungsverdichtungswalze und einer Amplitude der abgebremsten Schwingung variiert, wenn die Zeit vergeht, und zwar unter dem Zustand, daß ein Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel von einer Vorwärtsbewegungsposition oder einer Rückwärtsbewegungsposition in eine Neutralposition betätigt bzw. verschoben wird, während die Schwingungserzeugungswelle, die in dem Schwingungsmechanismus angeordnet ist, der gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, stetig gedreht wird.
Fig. 6 ist ein Signalschaltungsdiagramm, welches Signalschaltungen veranschaulicht, die für die Schwingungserzeugungsvorrichtung verwendbar sind, die gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 7 ist eine Kurvendarstellung, die veranschaulicht, wie die Beziehung zwischen einer Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze und einer Amplitude von jeder Schwingung, die von der Schwingungserzeugungsvorrichtung erzeugt wird, die gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, variiert, wenn die Zeit verstreicht, und zwar in dem Zustand, daß die Schwingungsverdichtungswalze sich in Vorwärts/Rückwärts- Richtung bewegt, während die Schwingungserzeugungswelle, die in der Schwingungserzeugungsvorrichtung angeordnet ist, stetig gedreht wird.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Vorwärts/Rückwärts-Bewegungseinleitungseinheit, die insbesondere die Beziehung zwischen einem Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel und einer Hydraulikpumpe zeigt, die angeordnet ist, um treibend die Schwingungsverdichtungswalze laufen zu lassen.
Fig. 9 ist ein Signalschaltungsdiagramm, welches Signalschaltungen veranschaulicht, die in der herkömmlichen Schwingungserzeugungsvorrichtung verwendet wird.
Fig. 10 ist ein Hydraulikschaltungsdiagramm, welches Hydraulikschaltungen veranschaulicht, die bei der herkömmlichen Schwingungserzeugungsvorrichtung verwendet werden.
Fig. 11(a-1), Fig. 11(a-2), Fig. 11(b-1) und Fig. 11(b-2) sind schematische Ansichten, die den Betriebszustand der Schwingungserzeugungsvorrichtung für die Schwingungsverdichtungswalze und das exzentrische Gewicht erzeugen, welches jeweils mit einer geringen Amplitude genauso wie mit einer hohen Amplitude schwingt.
Fig. 12 ist eine Kurvendarstellung, die veranschaulicht, wie die Beziehung zwischen der Anzahl von Umdrehungen einer Schwingungserzeugungswelle, die in dem herkömmlichen Schwingungsmechanismus angeordnet ist, einer Abweichungs- bzw. Verschiebungsgröße der Mittelachse einer Schwingungswalztrommel von der der Schwingungsverdichtungswalze, und einer Amplitude von jeder abgebremsten Schwingung variiert, bis die Drehung der Schwingungserzeugungswelle in einem Zustand gestoppt wird, wobei ein Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel aus der Vorwärtsbewegungsposition oder einer Rückwärtsbewegungsposition in eine Neutralposition bewegt wird, während die Schwingungserzeugungswelle stetig gedreht wird.
Fig. 13 ist eine Perspektivansicht, die die Struktur eines herkömmlichen Schwingungsmechanismuses zeigt, während letzterer stark auf der Vorderseite in Axialrichtung explosionsartig auseinandergenommen wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail im folgenden mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, die deren bevorzugte Ausführungsbeispiele veranschaulichen.
Zuerst wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen für eine Schwingungsverdichtungswalze mit variabler Amplitude (im folgenden einfach als Schwingungserzeugungsvorrichtung bezeichnet), die gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, unten mit Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Schwingungserzeugungsvorrichtung eine Vorwärts/Rückwärts-Bewegungseinleitungseinheit 170 auf, die im wesentlichen aus einem Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 aufgebaut ist, der geeignet ist, um in eine Vorwärtsbewegungsposition A, in eine Neutralposition (gestoppte Position) B und eine Rückwärtsbewegungsposition verschoben zu werden, weiter aus einem Steuerhebel 134, der betriebsmäßig mit dem Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 assoziiert ist, um die Drehrichtung einer Hydraulikpumpe 133 mit variabler Kapazität in die entgegengesetzte Richtung zu schalten, und die Laufdrehzahl der Schwingungsverdichtungswalze zum treibenden Antrieb der Schwingungsverdichtungswalze in eine andere umzuschalten, und aus einem Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138, der als Vorwärts/Rückwärts- Bewegungshebelneutralpositionsdetektionsmittel dient, um mit Hilfe einer Nocke 136, die betriebsmäßig mit dem Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 assoziiert ist, zu detektieren, ob der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Vorwärtsbewegungsposition A, der Rückwärtsbewegundsposition C oder der Neutralposition B gelegen ist, und zwar in der gleichen Weise wie bei der herkömmlichen Schwingungsverdichtungswalze bei einem Schwingungsverdichtungswalzenantriebssystem, und wenn der Vorwärts/- Rückwärts-Bewegungshebel 130 in einer anderen Position als der Neutralposition gelegen ist, wird ein Exzentrizitätssignal von der Exzentrizitätssignaleinheit erzeugt.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht der Schwingungserzeugungsvorrichtung für eine Schwingungsverdichtungswalze, die gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, weist eine Schwingungswalztrommel 1 Spiegelplatten 2 und 2' in beabstandeter Beziehung auf, wie in Axialrichtung zu sehen, und ein zylindrisches Gehäuse 3 für einen Schwingungsmechanismus 4, der später beschrieben wird, ist fest an den Spiegelplatten 2 und 2' an entgegengesetzten Seiten davon befestigt. Der Schwingungsmechanismus 4 zur Erzeugung von Schwingungen für die Schwingungsverdichtungswalze mit variabler Amplitude wird in dem zylindrischen Gehäuse 1 aufgenommen. Ein Tragglied 13A wird an einen linken Rahmen 11 für die (nicht gezeigte) Schwingungsverdichtungswalze gepaßt, und zwar über eine Vielzahl von schwingungsfesten Gliedern 12A, und ein Hydraulikmotor 14, der eine Drehzahlreduktionseinheit aufweist, um treibend die Schwingungsverdichtungswalze anzutreiben, ist an dem Tragglied 13A angebracht. Da ein Drehantriebsteil 14A des Hydraulikmotors 14 an der Spiegelplatte 2 der Schwingungswalztrommel 1 befestigt ist, wird bewirkt, daß die Schwingungswalztrommel 1 sich dreht, wenn der Drehantriebsteil 14 gedreht wird.
In ähnlicher Weise wird ein Tragglied 13B an einem rechten Rahmen 11' für die Schwingungsverdichtungswalze über eine Vielzahl von schwingungsfesten Gliedern 12B angepaßt, und ein drehbares Radglied 17 mit einem Wellenloch 17A, welches darin ausgebildet ist, wird drehbar in einem Lagerglied 13B' des Traggliedes 13B getragen, wobei ein Lager 16 dazwischen angeordnet ist. Das drehbare Radglied 17 ist an der rechten Spiegelplatte 2 befestigt. Zwei langgestreckte plattenförmige Tragglieder 18 werden in beabstandeter Beziehung in dem zylindrischen Gehäuse 3 angeordnet, während sie zueinander hinweisen. Eine Schwenkwelle 6 wird brückenartig zwischen den zwei Traggliedern 18 angeordnet, und ein bewegbares exzentrisches Gewicht 6A wird fest an der Schwenkwelle 6 derart befestigt, daß es nicht um letztere zu drehen ist. Die linken Enden der Tragglieder 18 sind an einem Abdeckglied 19 befestigt, und ein Vorsprungteil 20 des Abdeckgliedes 19 wird drehbar von einem Tragglied 21 getragen, welches in der Nachbarschaft des linken Endes des zylindrischen Gehäuses 3 gelegen ist, wobei ein Lager 22 dazwischen angeordnet ist.
Ein zylindrisches Führungsgehäuse 10A ist integral mit den rechten Enden der Plattenglieder 18 ausgeführt, und zwar zum Zwecke der Führung der gleitenden Verschiebung einer Verbindung bzw. eines Gelenkes 23, welches später zu beschreiben ist, und der rechte Endteil des Führungsgehäuses 10A wird drehbar in dem drehbaren Radglied 17 getragen. Der linke Endteil einer Welle 24, in dem ein Wellenloch 24A in axialer Richtung ausgebildet ist, wird durch Keile mit dem rechten Teil des Führungsgehäuses 10A verbunden, und ein Zahnrad 25 ist unbeweglich auf die Welle 24 an der Position in der Nachbarschaft des rechten Endes der Welle 24 gepaßt. Ein Hydraulikzylinder 7, der als Betätigungsvorrichtung dient, ist an der Position außerhalb des Lagerteils 13B' der rechten Tragplatte 13 angeordnet, und zwar mit Hilfe eines Traggliedes 26 derart, daß die Mittelachse des Hydraulikzylinders 7 positionsmäßig mit der Mittelachse der Schwingungswalzentrommel 1 übereinander liegt. Eine Stange 7A, die außerhalb des Hydraulikzylinders 7 vorsteht, um als Schubwelle zu dienen, wird durch das Wellenloch 24A der Welle 24 eingeführt, und die Verbindung 23 ist auf der linken Endseite der Stange 7A angeordnet. Die Verbindung 23 wird drehbar auf der Seite der Stange 7A mit Hilfe eines Lagers 27 getragen. Das rechte Ende einer Verbindungsstange 8 ist betriebsmäßig mit der Verbindung 23 verbunden, während das linke Ende der Verbindungsstange 8 betriebsmäßig mit dem exzentrischen Gewicht 6A verbunden ist. Bei einer solchen Konstruktion wird die Linearbewegung der Verbindung 23 in die Drehbewegung des exzentrischen Gewichtes 6A um die Schwenkwelle 6 über die Verbindungsstange 8 umgewandelt.
Ein schwingungserzeugender Hydraulikmotor 9 ist an der Position angeordnet, die von der Mittelachse der Schwinguncrswalzentrommel 1 verschoben ist, und in der Nachbarschaft des rechten Endes des Lagerteils 13B' der rechten Tragplatte 13 gelegen, und zwar mit Hilfe eines Traggliedes 28.
Ein Zahnrad 29 ist fest auf die Antriebswelle 9a des Hydraulikmotors 9 gepaßt, um mit einem Zahnrad 25 in Eingriff zu kommen, welches fest auf die Welle 24 gepasst ist, wodurch die Antriebskraft, die von dem Hydraulikmotor 9 erzeugt wird, auf die Welle 24 über die Zahnräder 29 und 25 übertragen wird. Folglich wird zur Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Schwingungserzeugungswelle 10 durch eine Kombination aufgebaut, die aus der Welle 24, dem Paar von Traggliedern 18 und dem Vorsprungsglied 20 aufgebaut ist. Zusätzlich ist ein Schwingungsmechanismus 4 mit variabler Amplitude durch eine Kombination aufgebaut, die aus dem Hydraulikzylinder 7, der Stange 7a, der Verbindung 23 und der Verbindungsstange 8 geschaffen wird.
Übrigens ist das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf den Fall beschrieben worden, daß der Hydraulikzylinder 7 als Betätigungsvorrichtung eingesetzt wird. Jedoch sollte die vorliegende Erfindung nicht nur auf den Hydraulikzylinder 7 beschränkt sein. Alternativ kann beispielsweise ein Elektromotor, ein Elektromagnet und eine andere bis jetzt bekannte Betätigungsvorrichtung für den Hydraulikzylinder 7 eingesetzt werden.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich wird der Schwingungsmechanismus im wesentlichen aus einer Schwingungserzeugungswelle aufgebaut, die ein Paar von langgestreckten plattenförmigen Traggliedern aufweist, die in beabstandeter Beziehung angeordnet sind, während sie zueinander hinweisen, weiter aus einem bewegbaren exzentrischen Gewicht, welches drehbar getragen wird, um sich um eine Schwenkwelle zu drehen, die sich quer in rechtem Winkel relativ zur Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle zwischen den beiden Traggliedern erstreckt, und eine Antriebseinheit für das exzentrische Gewicht zum Verschieben des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle ist vorgesehen, und die Schwingungserzeugungswelle ist nach außen freigesetzt, und zwar mit der Ausnahme der Tragglieder, die in entgegenweisender Beziehung angeordnet sind. Somit kann das exzentrische Gewicht einfach getragen werden und leicht in dem zylindrischen Gehäuse montiert werden.
Insbesondere im Fall einer Schwingungsverdichtungswalze wird bewirkt, daß die Schwingungswalztrommel, die mit dem zylindrischen Gehäuse integriert ist, langsam auf der damit zu verdichtenden Erdoberfläche rollt, während die Schwingungswelle in dem zylindrischen Gehäuse aufgenommen wird und mit hoher Drehgeschwindigkeit gedreht wird, wodurch Schmiermittel von dem Zylindergehäuse im Inneren der Schwingungserzeugungswelle herunterfällt, um Stellen zu erreichen, die mit dem Schmiermittel zu schmieren sind, und zwar dies im Falle einer Schwingungsverdich tungswalze. Somit können diese Stellen zuverlässig mit dem Schmiermittel geschmiert werden.
Im Gegensatz zum herkömmlichen Schwingungsmechanismus, der eine Platte aufweist, und zwar mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz, der dort hindurch geformt ist und mit einer Antriebsstange, die geeignet ist, um verschiebbar geschoben zu werden, um sich um ein exzentrisches Gewicht um eine Schwenkwelle zu drehen, scheint in diesem Ausführungsbeispiel nicht eine Fehlfunktion, daß die Schwenkwelle in dem Schlitz rasselt, was eine Abnutzung davon bewirkt, da das exzentrische Gewicht sanft um die Schwenkwelle mit Hilfe der Verbindungsstange gedreht wird.
Somit kann das exzentrische Gewicht genau in dem zylindrischen Gehäuse angeordnet werden.
Da weiter die Schwingungserzeugungswelle eine offene Struktur hat, wie oben erwähnt, kann eine Größe des Trägheitsmomentes, welches von dem exzentrischen Gewicht erzeugt wird, verringert werden, wobei es keine lange Zeit dauert, bis die Drehung der Schwingungserzeugungswelle gestoppt wird, und darüber hinaus kann das Ausmaß des Energieverlustes verringert werden.
Im übrigen ist das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung oben mit Bezugnahme auf den Fall beschrieben worden, daß der Schwingungsmechanismus bei einer Schwingungsverdichtungswalze angewandt wird. Jedoch sollte die vorliegende Erfindung nicht nur auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt sein. Alternativ kann die vorliegende Erfindung gleichfalls auf eine Schwingungen verwendende Maschine angewandt werden, wie beispielsweise eine Schwingungserdbodenverdichtungsmaschine, eine Schwingungspfahlantriebsmaschine oder eine ähnliche Maschine.
Wenn die Schwingungsverdichtungswalze aus dem schwingenden Zustand gelöst bzw. gebracht werden soll, wird die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 ausgedehnt, wie in Fig. 2(a) gezeigt, bis der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichts 6a positionsmäßig mit der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 zusammen fällt, was bewirkt, daß das exzentrische Gewicht 6a eine aufrecht stehende Ausrichtung zeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist das tote Gewicht des exzentrischen Gewichtes 6a gleichförmig an den entgegengesetzten Seiten relativ zur Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 verteilt. Bei dieser Konstruktion kann die Schwingungswalztrommel 1 gestoppt werden, auch wenn die Schwingungserzeugungswelle 10 kontinuierlich gedreht wird. Wenn andererseits die Schwingungsverdichtungswalze in den Schwingungszustand gebracht werden soll, während die Schwingungserzeugungswelle 10 kontinuierlich gedreht wird, wird die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 in zurückziehender Weise zusammengezogen, so daß das exzentrische Gewicht 6a zur einen Seite weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 6a verschoben wird, wie in Fig. 2(b) gezeigt, was bewirkt, daß das exzentrische Gewicht 6a um die Schwenkwelle 6 herum gedreht wird, wodurch der Schwerpunkt des exzentri schen Gewichtes 6a von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 verschoben wird.
Wenn in diesem Fall der Betriebszustand des exzentrischen Gewichtes 6a aus dem Zustand umgeschaltet wird, in dem der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist, wie in Fig. 2(a) gezeigt, und zwar in den Zustand, in dem das exzentrische Gewicht 6a um die Schwenkwelle 6 herum gedreht wird, und zwar um einen Winkel von ungefähr 90º, wie von den durchgezogenen Linien in Fig. 2(b) gezeigt, weicht der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes. 6 stark von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 ab, was zur Folge hat, daß der Betriebszustand, der von einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird, selektiv aufgenommen wird. Wenn in ähnlicher Weise das exzentrische Gewicht 6a um die Schwenkwelle 6 um einen Winkel von ungefähr 45º gedreht wird, um den Betriebszustand einzunehmen, der in Fig. 2(b) mit gestrichelten Linien dargestellt ist, wird der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 in kleinem Ausmaß verschoben, was zur Folge hat, daß der Betriebszustand, der durch eine niedrige Amplitude (L) dargestellt wird, selektiv eingenommen wird. Die Umschaltung des Betriebszustandes von dem Zustand mit hoher Schwingungsamplitude zu dem Betriebszustand mit niedrige r Schwingungsamplitude und umgekehrt wird durch einen Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 ausgeführt, um eine Steuereinheit 40 für variable Amplituden zu betätigen, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt.
Mit Bezug auf Fig. 3, die ein Signalschaltungsdiagramm ist, und auf Fig. 4, die ein Hydraulikschaltungsdiagramm ist, besteht die Steuereinheit 40 für die variable Amplitude im wesentlichen aus einer Hydraulikpumpe 47, aus einem Hydraulikzylinder 7, der entlang der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 angeordnet ist, aus einer Verbindung 23, die drehbar in dem Hauptkörper des Hydraulikzylinders 7 angeordnet ist, um sich um die Mittelachse einer Stange 7a zu drehen, aus einer Verbindungsstange 23, deren eines Ende betriebsmäßig mit der Seite der Verbindung 23 verbunden ist, und deren andere Seite betriebsmäßig mit der Seite des Gewichtes 6a verbunden ist, und einem elektromagnetgetriebenen Umschaltventil 44, welches in einer Hydraulikschaltung angeordnet ist, um unter Druck gesetztes Hydrauliköl von einer Hydraulikpumpe 47 zum Hydraulikzylinder 7 zu liefern.
Wiederum mit Bezug auf Fig. 3 und 4 ist ein elektromagnetgetriebenes Umschaltventil 42, welches betriebsmäßig mit dem Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 assoziiert ist, der als Schwingungsbetriebszustandseinstellmittel dient, um das elektromagnetgetriebene Umschaltventil 42 zu aktivieren, in Form eines Elektromagnetventils in einer Hydraulikölversorgungsschaltung angeordnet, die hydraulisch mit der Hydraulikpumpe 41 verbunden ist, um unter Druck gesetztes Hydrauliköl zu einem Schwingungserzeugungshydraulikmotor 9 zu liefern. Während der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 in den Zustand gestellt wird, der von einer niedrigen Amplitude (L) oder einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird, wird ein Signal normal zu einer Elektromagnetspule SOL1 des elektro magnetgetriebenen Umschaltventils 42 gespeist, welches in Form eines Elektromagnetventils konstruiert ist, um den Schwingungserzeugungshydraulikmotor 9 zu drehen. Wenn somit der Schwingungserzeugungshydraulikmotor 9 gedreht wird, wird die Schwingungserzeugungswelle 10 in vorbestimmter Richtung gedreht.
Um andererseits den Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 zu bringen, ist ein weiteres elektromagnetgetriebenes Umschaltventil 44 in der Hydraulikschaltung angeordnet, um unter Druck gesetztes Hydrauliköl von der Hydraulikpumpe 47 zum Hydraulikzylinder 7 zu liefern. Wenn der inoperative Zustand, der von einer Neutralposition (N) des Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebels 130 dargestellt wird, von einem Neutralpositionsdetektionsschalter 38 detektiert wird, wird elektrischer Strom zu einer Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetgetriebenen Ventils 44 gespeist, um zu gestatten, daß die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 ausgefahren wird. Folglich wird das exzentrische Gewicht 6a in dem aufrecht stehenden Zustand gehalten, wie in Fig. 2(a) gezeigt, so daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist.
Wenn eine Vorwärtsbewegungsposition (F) oder eine Rückwärtsbewegungsposition (R) des Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebels 130 von dem Neutralpositionsdetektionsschalter 38 detektiert wird, während der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 in die Position geschaltet wird, die dem Betriebszustand entspricht, der von einer niedri gen Amplitude (L) oder einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird, wird elektrischer Strom in eine Elektromagnetspule SOL3 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 gespeist, was bewirkt, daß die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 in zurückziehbarer Weise eingefahren wird. Somit wird das exzentrische Gewicht 6a drehbar verschoben, um den Zustand einzunehmen, wie in Fig. 2(b) gezeigt, so daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 verschoben wird.
Wenn beispielsweise der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 betätigt wird, um den Betriebszustand einzunehmen, der von einer niedrigen Amplitude (L) dargestellt wird, und wenn ein L-Positionssensor 45 an der im wesentlichen in der Mitte liegenden Position des Hauptkörpers des Hydraulikzylinders 7 angeordnet ist, um als Detektionssensor für das Ausmaß der Exzentrizität zu dienen, und zwar betriebsmäßig assoziiert mit dem exzentrischen Gewicht, gestattet die Detektionseinheit für das Ausmaß der Exzentrizität, daß die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 in zurückziehbarer Weise zu einer vorbestimmten Zwischenposition eingefahren wird, so daß die Einspeisung des elektrischen Stroms in die Elektromegnetspule SOL3 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 unterbrochen wird. Darauf folgend wird das elektromagnetgetriebene Umschaltventil 44 in die Neutralposition verschoben, so daß die Lieferung des unter Druck gesetzten Hydrauliköls zum Hydraulikzylinder 7 gestoppt wird, und gleichzeitig wird der einfahrende Kontraktionsbetrieb des Hydraulikzylinders 7 gestoppt. Folglich wird das exzentrische Gewicht 6a in dem Betriebszustand gehalten, der von gestrichelten Linien in Fig. 2(b) dargestellt wird. Da zu diesem Zeitpunkt der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 in kleinem Ausmaß weggebracht wird, wird eine Amplitude von jeder Schwingung, die von der Schwingungserzeugungswelle 10 erzeugt wird, in unterdrückender Weise verringert. Wenn im Gegensatz der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 betätigt wird, um den Betriebszustand einzunehmen, der von einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird, stoppt ein H-Positionssensor 46, der genauso als Exzentrizitätsdetektionssensor dient, die Einspeisung des elektrischen Stroms in die Elektromagnetspule SOL3 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44. Darauf folgend wird das elektromagnetgetriebene Umschaltventil 44 in die Neutralposition verschoben, so daß die Versorgung des unter Druck gesetzten Hydrauliköls zum Hydraulikzylinder 7 gestoppt wird, und daß der zurückziehende Kontraktionsbetrieb der Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 gestoppt wird. Während folglich der Betriebszustand des exzentrischen Gewichtes 6a, der stark von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 120 abweicht, wie von durchgezogenen Linien in Fig. 2(b) dargestellt, beibehalten wird, wird das exzentrische Gewicht 6a weiter gedreht, um Schwingungen zu erzeugen, die jeweils eine hohe Amplitude haben. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 39 einen Automatik/Manuell-Umschaltschalter, der geeignet ist, um auf einer der automatischen Seiten und der manuellen Seiten betätigt bzw. eingestellt zu werden.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Positionssensoren 45 und 46, die jeweils in Form eines Führungsschalters konstruiert sind, der geeignet ist, um magnetisch betätigt zu werden, um als Detektionsmittel für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes zu dienen, an zwei Stellen des Hauptkörpers des Hydraulikzylinders 7 angeordnet. Normalerweise wird jeder Führungsschalter angeschaltet, jedoch wenn ein Magnetring, der in der Nachbarschaft der Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 angeordnet ist, nahe an den Führungsschalter kommt, wird letzterer ausgeschaltet. Dies ermöglicht, daß das Ausmaß der Ausfahrbewegung der Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 detektiert wird. Da die Sensoren 45 und 46 wie oben erwähnt am Hauptkörper des Hydraulikzylinders 7 angeordnet sind, können Signalleitungen direkt von den Sensoren 45 und 46 gezogen werden, ohne durch den engen Raum des Schwingungsmechanismuses zu laufen, der mit einen Schmiermitteldampf gefüllt ist, was zur Folge hat, daß die Zuverlässigkeit der Schwingungserzeugungsvorrichtung wesentlich verbessert wird.
Wie oben beschrieben weist die Detektionseinheit für die Exzentrizität des exzentrischen Gewichtes eine Vielzahl von Detektionssensoren für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes auf, die jeweils geeignet sind, um aktiviert zu werden, wenn ein bewegbarer Teil (Stange 7a) des Hydraulikzylinders 7 zu einer vorbestimmten Position verschoben wird, während sie elektrisch mit der Elektromagnetspule SOL3 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 verbunden sind, welches auf der Seite angeordnet ist, wo der Hydraulikzylinder 7 betätigt wird, und zwar derart um die Größe der Exzentrizität der Schwingungserzeugungswelle 10 zu vergrößern. Übrigens ist das vorangegangene Beispiel oben mit Bezug auf den Fall beschrieben worden, daß zwei Detektionssensoren für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes auf dem Hauptkörper des Hydraulikzylinders angeordnet sind, um Schwingungen zu detektieren, die jeweils eine hohe Amplitude oder eine niedrige Amplitude haben. Wenn eine gesteigerte Anzahl von Sensoren am Hauptkörper des Hydraulikzylinders 7 angeordnet sind, und wenn der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 zu der entgegengesetzten Seite betätigt bzw. geschoben wird, und zwar mit der entsprechenden Anzahl von Kontakten, die darauf ausgebildet sind, kann ein Drehwinkel des exzentrischen Gewichtes 6a fein mittels vieler Schritte verändert werden. Dies führt zu dem Ergebnis, daß eine Schwingungserzeugungsvorrichtung für die Schwingungsverdichtungswalze verwirklicht werden kann, und zwar derart, daß gestattet wird, daß eine Amplitude von jeder Schwingung, die von der Schwingungserzeugungswelle 10 erzeugt wird, mittels der steigenden Anzahl von Schritten verändert wird.
Als nächstes wird ein Betriebszustand der Schwingungserzeucrungsvorrichtung für die Schwingungsverdichtungswalze gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unten beschrieben. Bevor ein Straßenoberflächenverdichtungsvorgang ausgeführt wird, betätigt zuerst ein Bediener, der auf seinem Sitz sitzt, den Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130, der in der Neutralposition B liegen soll, und darauf folgend betätigt er den Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43, um zu gestat ten, daß der inoperative Zustand der Schwingungserzeugungsvorrichtung in den operativen bzw. gebrauchsfertigen Zustand umgeschaltet wird, der durch eine niedrige Amplitude (L) oder eine hohe Amplitude (H) dargestellt wird, wodurch elektrischer Strom zur Elektromagnetspule SOL1 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 42 gespeist wird, so daß unter Druck gesetztes Hydrauliköl von der Hydraulikpumpe 41 zum Schwingungserzeugungshydraulikmotor 9 geliefert wird, der wiederum gedreht wird, um dadurch die Schwingungserzeugungswelle 10 in vorbestimmter Richtung zu drehen. Da der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Neutralposition B gelegen ist, während der vorangegangene Zustand beibehalten wird, sendet der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 38 zu der Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 ein Signal, welches anweist, daß der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Neutralposition B gelegen ist, wodurch die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 ausgefahren wird, um zu gestatten, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist, was zur Folge hat, daß eine Intensität der Schwingungserzeugurigskraft auf ein Niveau von Null verringert wird.
Wenn darauf folgend der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 aus der Neutralposition B in die Vorwärtsbewegungsposition A verschoben wird, während der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 in die Position geschoben wird, die dem Betriebszustand entspricht, der von einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird, speist der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138 keinen elektrischen Strom zu der Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44, sondern speist einen elektrischen Strom zur Elektromagnetspule SOL3 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44, wobei der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a stark von der Mittelachse der Schvaingungserzeugungswelle 10 verschoben wird. Während der vorangegangene Zustand beibehalten wird, wird die Schvaingungserzeugungswelle 10 gedreht, um zu gestatten, daß die Schwingungserzeugungsvorrichtung Schwingungen jeweils mit einer hohen Amplitude erzeugt.
Wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Rückwärtsbewegungsposition C zu verschieben ist, nachdem ein Straßenoberflächenverdichtungsvorgang von einem vorbestimmten Weg erreicht bzw. durchgeführt worden ist, wobei der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Vorwärtsbewegungsposition A gelegen ist, wird er einmal in die Neutralposition B zurückgebracht. Da zu diesem Zeitpunkt der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 umschaltbar betätigt wird, um den Betriebszustand einzunehmen, der von einer hohem Amplitude (H) dargestellt wird, wird die Schwingungserzeugungswelle 10 kontinuierlich gedreht. Da darauf folgend der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Neutralposition B verschoben wird, speist der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 38 den elektrischen Strom in die Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44, jedoch nicht in die Elektromagnetspule SOL3 des selbigen, wodurch die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 ausgefahren wird, bis der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist. Somit wird die Schwingungserzeugungswelle 10 kontinuierlich gedreht, während eine Amplitude von jeder Schwingung auf ein Niveau von Null verringert wird. Wenn danach der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Rückwärtsbewegungsposition C verschoben wird, wird die Schwingungswalztrommel 1 mit hoher Amplitude in der gleichen Weise gedreht, wie wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Vorwärtsbewegungsposition A verschoben wird.
In diesem Fall, wobei der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 umschaltbar aus dem Betriebszustand, der eine hohe Amplitude (H) darstellt, in den Betriebszustand umgeschaltet wird, der von einer niedrigen Amplitude (L) dargestellt wird, und zwar im Laufe von jedem Straßenoberflächenverdichtungsvorgang, wird der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Neutralposition B einmal zurückgestellt, und danach wird der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 umschaltbar in die entgegengesetzte Richtung betätigt. Wenn darauf folgend der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Vorwärtsbewegungsposition A oder die Rückwärtsbewegungspositioh B verschoben wird, speist der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138 keinen elektrischen Strom zur Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44, sondern speist elektrischen Strom zur Elektromagnetspule SOL3 des selbigen, wodurch der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 in geringem Ausmaß verschoben wird, was zur Folge hat, daß die Schwingungser zeugungsvorrichtung Schwingungen mit jeweils einer niedrigen Amplitude erzeugt.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Schwingungserzeugungsvorrichtung als wichtige Komponenten eine Exzentrizitätssignalerzeugungseinheit auf, um ein Signal für die Verschiebung des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle zu erzeugen, weiter eine Detektionseinheit für die Exzentrizitätsgröße eines exzentrischen Gewichtes, um das Ausmaß der Exzentrizität des exzentrischen Gewichtes zu detektieren, und eine Steuereinheit für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes zur Steuerung der Exzentrizitätsgröße der Schwingungserzeugungswelle mit Hilfe einer Schwingungsbetriebszustandseinstelleinheit zum Einstellen eines anwendbaren Schwingungsbetriebszustandes, und der Detektionseinheit für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes ansprechend auf ein Signal, welches von der Exzentrizitätssignalerzeugungseinheit übertragen wird. Es ist bei dieser Konstruktion nicht nötig, daß die Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle zur umgekehrten Richtung jedesmal dann umgeschaltet wird, wenn der Schwingungsbetriebszustand zum anderen umgeschaltet wird. Im Gegensatz dazu wird bei der herkömmlichen Schwingungserzeugungsvorrichtung der Bauart, wobei eine Amplitude von jeder Schwingung zur anderen durch Umschaltung der Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle in die entgegengesetzte Richtung umgeschaltet wird nicht möglich, daß die mit der Schwingungserzeugungswelle assoziierten Komponenten beschädigt werden, wenn das exzentrische Gewicht stark gegen den Eingriffs teil des stationären exzentrischen Gewichtes prallt. Zusätzlich geht keine Energie verloren, wenn die Amplitude von jeder Schwingung zur nächsten umgeschaltet wird. Da eine Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes automatisch zu einer anderen umgeschaltet wird, und zwar derart um zu gestatten, daß die gegenwärtige Amplitude von jeder Schwingung zu dem ausgewählten Schwingungsbetriebszustand paßt, kann eine erwünschte Amplitude von jeder Schwingung einfach in Gegensatz zu der herkömmlichen Schwingungserzeugungsvorrichtung bestimmt werden, die geeignet ist, um eine Amplitude von jeder Schwingung zur nächsten umzuschalten, und zwar ohne Veränderung der Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle zur entgegengesetzten Seite.
Wenn in diesem Ausführungsbeispiel der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 aus der Vorwärtsbewegungsposition in die Rückwärtsbewegungsposition über die Neutralposition umgeschaltet bzw. verschoben wird und umgekehrt, wird die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7, der in dem zurückgezogenen kontrahierten Zustand gehalten wird, einmal ausgefahren, um den Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 anzuordnen, und darauf folgend, nachdem der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Vorwärtsbewegungsposition A oder die Rückwärtsbewegungsposition C verschoben worden ist, wird die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 in zurückziehender Weise kontrahiert, um zu gestatten, daß die Mittelachse des exzentrischen Gewichtes 6a weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 verschoben wird, um dadurch Schwingungen mit Hilfe des exzentrischen Gewichtes 6a und der Schwingungserzeugungswelle 10 zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Fehlfunktion erscheinen, wobei Schwingungen, die von der Schwingungserzeugungswelle 10 erzeugt werden, nicht korrekt zu dem Laufzustand der Schwingungsverdichtungswalze passen, und zwar wegen einer gewissen Zeitverzögerung, die zwischen dem Lauf der Schwingungsverdichtungswalze in Vorwärts/Rückwärts-Richtung und dem Ausfahren oder Einfahren der Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 auftritt, die durch den Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 erreicht wird. Um die vorangegangene Fehlfunktion zu bewältigen, ist es akzeptabel, daß der Bereich der Detektion der Neutralposition auf der Nocke 136 erweitert wird, oder daß eine bis jetzt bekannte adäquate Abfolgesteuereinheit in einer (nicht gezeigten) Steuervorrichtung für die Schwingungserzeugungsvorrichtung angeordnet wird, um ordnungsgemäß den Laufzustand der Schwingungsverdichtungswalze bei der Vorwärts/Rückwärts-Bewegung und dem Ausfahren oder Einfahren der Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 zu steuern, um sicherzustellen, daß die Schwingungsverdichtungswalze genauer ohne Auftreten von Resonanz läuft.
Fig. 5 ist eine Kurvendarstellung, die veranschaulicht, wie die Beziehung zwischen der Anzahl von Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 10, einer Abweichungsgröße bzw. Verschiebungsgröße des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes 6a weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 und der Intensität von jeder abgebremsten Schwingung variiert, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel aus der Vorwärtsbewegungsposition A oder der Rückwärtsbewegungsposition B in die Neutralposition C verschoben wird, während die Schwingungserzeugungswelle 10 stetig gedreht wird. Da wie aus der Zeichnung offensichtlich wird eine Verschiebungsgröße des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 allmählich von dem Zeitpunkt reduziert wird, wenn der Vorwärts/- Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Neutralposition B verschoben wird, wird irgendein Auftreten einer Resonanz im Zusammenhang mit den Eigenschaften der herkömmlichen Schwingungserzeugungsvorrichtung nicht erkannt, wie in Fig. 13 gezeigt. Dies ist der Tatsache zuzurechnen, daß ansprechend auf ein Signal, welches von der Neutralsignaldetektionseinheit 170 übertragen wird, um anzuweisen, daß die Neutralposition des Vorwärts/Rückwärts- Bewegungshebels 130 von der Neutralpositionsdetektionseinheit 170 detektiert wird, der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist. Wie aus der in Fig. 5 gezeigten Kurvendarstellung offensichtlich, werden wenn eine Periode von 1,3 Sekunden verstreicht, nachdem der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Neutralposition B verschoben wird, eine Verschiebungsgröße des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes 6a weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 und eine Intensität der verlangsamten Schwingung auf ein Niveau von Null verringert, was zur Folge hat, daß die Schwingungsbewegung der Schwingungswalztrommel 1 gestoppt wird. Fig. 5 veranschaulicht diagrammartig beispielhaft den idealen Fall, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a komplett mit der Mittelachse der Schwingungs erzeugungswelle 10 zusammen fällt, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Neutralposition B gelegen ist. Bei einer solchen Konstruktion zeigt die Schwingungserzeugungsvorrichtung in vielen Fällen das gleiche Muster wie oben erwähnt, und zwar derart, daß eine Verschiebungsgröße des Schwerpunktes von dem exzentrischen Gewicht 6a weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 und die Intensität der verlangsamten Schwingung steigend zu einem Niveau von Null verringert werden, und zwar ohne Auftreten einer Resonanz. In diesem Zusammenhang tritt oft der Fall auf, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a nicht vollständig mit der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 zusammen fällt, und zwar aufgrund eines Fertigungsfehlers oder eines ähnlichen Faktors. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schwingungswalztrommel 1 kontinuierlich mit kleiner Amplitude für eine Periode von mehreren Sekunden geschwungen. In der Praxis jedoch hat die Schwingung der Schwingungswalztrommel 1 mit kleiner Amplitude in dieser Weise wenig Effekt auf die Absenkung der verdichteten Straßenoberfläche oder ähnliches. Während folglich der vorangegangene Zustand beibehalten wird, wird die Schwingungsverdichtungswalze in den Zustand mit gestoppter Schwingung gebracht. Anders gesagt, so lang wie der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist, wird angenommen, daß die Schwingungsverdichtungswalze in dem Zustand mit gestoppter Schwingung gehalten wird.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich wird ansprechend auf ein Signal, welches von der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebelneutralpositionsdetektionseinheit 170 übertragen wird, um anzuweisen, daß der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Neutralposition B verschoben ist, der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen. Wenn somit der Lauf der Schwinguncjsverdichtungswalze gestoppt wird, wird die Schwingungswalztrommel 1 in den nicht schwingenden Zustand gebracht, und zwar ohne Auftreten einer Resonanz.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist mit Bezug auf den Fall beschrieben worden, daß die Schwingungserzeugungswelle 10 stetig gedreht wird, während der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der neutralen Position angeordnet wird.
Das oben erwähnte Beispiel war der Fall, daß die Schwingungserzeugungswelle 10 bei ihrer konstanten Umdrehung gehalten wird, wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in die Neutralposition geschoben wird. Auch wenn jedoch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schwingungserzeugungswelle allmählich abnimmt und durch den Resonanzpunkt der Schwingungen läuft, und die Schwingungserzeugungswelle gestoppt wird, kann die Schwingung der Schwingungswalztrommel gestoppt werden, und zwar ohne Auftreten der Resonanz, vorausgesetzt, daß der Schwerpunkt der Schwingungserzeugungswelle im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle gelegen ist, bevor sie durch den Resonanzpunkt läuft, und zwar ansprechend auf ein Neutralsignal, welches von der Vorwärts/Rückwärts- Bewegungshebelneutralpositionsdetektionseinheit 170 übertragen wird.
Wenn in ähnlicher Weise der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 von der Neutralposition B zur Vorwärtsbewegungsposition A oder der Rückwärtsbewegungsposition C geschoben wird, kann die Schwingungswalztrommel 1 beginnen schwingend gedreht zu werden, und zwar ohne Auftreten einer Resonanz im inoperativen Zustand, so daß die Schwingungswalztrommel 1 im Zustand mit gestoppter Schwingung gehalten wird, sobald die Schwingungsverdichtungswalze beginnt, sich zu drehen, vorausgesetzt, die Schwingungserzeugungswelle 10 wird kontinuierlich im stetigen Zustand gedreht. Auch in dem Fall, daß während des Laufes der Schwingung die Verdichtungswalze gestoppt wird, der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist, und gleichzeitig die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 10 allmählich vom inoperativen Zustand gesteigert wird, in dem die Schwingungserzeugungswelle 10 im Zustand mit gestoppter Schwingung gehalten wird, die Schwingungswalztrommel 1 beginnen kann, sich schwingend ohne Auftreten der Resonanz zu drehen, vorausgesetzt, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen ist, wenn die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungswalztrommel 1 mit dem vorangegangenen Resonanzpunkt zusammen fällt.
Um sicherzustellen, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 beim Auftreten einer Resonanz ohne Versagen gelegen ist, ist es vorteilhafter Weise annehmbar, daß ein Maß genommen wird, wie beispielsweise der Bereich zum Detektieren der Neutralposition B auf der Nocke 136 erweitert wird, oder daß eine bis jetzt bekannte adäquate Sequenzsteuereinheit in der Schwingungserzeugungsvorrichtung angeordnet ist, und zwar zum Zwecke der Umschaltung bzw. Veränderung der Anzahl von Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle zur nächsten und/oder zum Vorstellen oder Verzögern des Zeitpunktes zum Wechseln einer Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes 6a zu einer anderen, nachdem die Neutralposition B detektiert wurde. Bei dieser Konstruktion kann die Schwingungserzeugungsvorrichtung zuverlässiger betrieben werden.
Wenn in diesem Fall die Schwingungswalztrommel 1 in den Zustand mit gestoppter Schwingung gebracht wird, und zwar durch Anordnen des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes 6a im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 ohne irgendeinen Stop der Drehung der Schwingungserzeugungewelle 10, können eine Belastungsgröße, die von jeder der Hydraulikpumpen 41 und 47 und vom Schwingungserzeuguhgshydraulikmotor 9 zu tragen ist, mit einer verringerten Energieverlustmenge verringert werden kann, und zwar dem Stoppen der Drehung der Schwingungserzeugungswelle 10 zuzuordnen. Insbesondere wenn die Schwingungsverdichtungswalze einen gegebenen Walzvorgang ausführt, während die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 10 im sich stetig drehenden Zustand ausführt, kann eine Energieverlustmenge, die durch das Stoppen der Drehung der Schwingungserzeugungswelle 10 eingeleitet wird, minimiert werden.
Beim Auftreten einer Resonanz ist die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 10 gewöhnlich kleiner als die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 10 im stetigen Betriebszustand der letzteren. Aus diesem Grund ist es empfehlenswert, daß ein Maß genommen wird, so daß ansprechend auf ein Signal, welches von der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebelneutralpositionsdetektionseinheit 170 zur Anweisung, daß der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 in der Neutralposition B gelegen ist, die Anzahl von Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 10 auf einem Wert gehalten wird, der der Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle 10 im sich stetig drehenden Zustand entspricht, oder einem Wert über einem vorbestimmten Wert (d. h. ein Wert größer als die Anzahl der Umdrehungen der schwingungsetzeugenden Welle 10, die ungefähr dem Resonanzpunkt entspricht). Wenn diese Maßnahme ergriffen wird, erscheint keine Fehlfunktion, daß der Betriebszustand der Schwingungswalztrommel 1 mit dem Resonanzpunkt zusammen fällt, auch wenn die Schwingungserzeugungswelle 10 mit einem geringfügig großen Bearbeitungsfehler hergestellt wird, was bewirkt, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a geringfügig von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 verschoben ist. Folglich kann die Schwingungserzeugungsvorrichtung vorteilhafter Weise für die Schwingungsverdichtungswalze ohne Auftreten einer Resonanz betrieben bzw. eingesetzt werden.
Als nächstes wird eine Schwingungserzeugungsvorrichtung, die gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, unten mit Bezugnahme auf die Fig. 4 und 6 beschrieben werden. Da in diesem Ausführungsbeispiel ein Schwingungsmechanismus, der für die Schwingungserzeugungsvorrichtung verwendet wird, in der gleichen Weise wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, wird eine wiederholte Beschreibung der Struktur des Schwingungsmechanismuses im folgenden zum Zwecke der Vereinfachung weggelassen. Zusätzlich ist die Struktur der Schwingungserzeugungsvorrichtung, die gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, im wesentlichen die gleiche wie jene, die in vier Zeichnungen gezeigt ist, d. h. in Fig. 1, die die Struktur des Schwingungsmechanismuses für eine Verdichtungswalze mit variabler Amplitude zeigt, in Fig. 2, die den Betriebszustand eines exzentrischen Gewichtes bei der Schwingungserzeugungsvorrichtung zeigt, in Fig. 9, die Hydraulikschaltungen für die Schwingungserzeugungsvorrichtung zeigt, und Fig. 8, die einen Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel und eine Hydraulikpumpe zeigt, die zum treibenden Antrieb der Schwingungsverdichtungswalze angeordnet sind. Da jedoch im zweiten Ausführungsbeispiel ein Signal, welches von einer Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebelneutralpositionsdetektionseinheit übertragen wird, nicht für eine Exzentrizitätssignalerzeugungseinheit verwendet wird, sondern ein einzelnes Signal, welches von einem Schwingungsverdichtungswalzenantriebssy stem übertragen wird, in betriebsmäßiger Assoziation mit einer Laufgeschwindigkeitsdetektionseinheit verwendet wird, ist der Neutralpositionsdetektionsgrenzschalter 138, der in Fig. 8 gezeigt ist, nicht erforderlich. Aus diesem Grund steht das Ausführungsbeispiel der Schwingungserzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in Kontrast zu der herkömmlichen Schwingungserzeugungsvorrichtung. Nun wird die Struktur der Schwingungserzeugungsvorrichtung, die gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, im folgenden hauptsächlich mit Bezug auf andere Komponenten beschrieben, als jene, die in Fig. 1, in Fig. 2, in Fig. 4 und in Fig. 8 gezeigt sind.
Fig. 6 ist ein Signalschaltungsdiagramm, welches für die Schwingungserzeugungsvorrichtung verwendet wird, die gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Dieses Signalschaltungsdiagramm zeigt ein Glied 81, wie beispielsweise ein Zahnrad oder ähnliches, welches in einem Schwingungsverdichtungswalzenantriebssystem angeordnet ist, einen Laufgeschwindigkeitssensor 82, der in der Nachbarschaft des Gliedes 81 in der Form eines Näherungssensors oder ähnlichem angeordnet ist, um als Laufgeschwindigkeitsdetektionsmittel zu dienen. Eine Laufgeschwindigkeitsberechnungsschaltung 83, eine Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84, um als Laufgeschwindigkeitseinstellmittel zu dienen, und eine Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85, um als Laufgeschwindigkeitsvergleichsmittel zu dienen, sind für die Schwingungserzeugungsvorrichtung angeordnet. Wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze durch den Laufgeschwindigkeitssensor 82 detektiert wird, und dann durch die Laufgeschwindigkeitsberechnungsschaltung 83 berechnet wird, bestimmt die Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 vergleichsweise eine Differenz zwischen der voreingestellten Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze und einer vorbestimmten Laufgeschwindigkeit davon durch die Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84. Anders gesagt wird vergleichsweise durch die Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 bestimmt, ob die gegenwärtige Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze höher ist als die vorangegangene vorbestimmte Laufgeschwindigkeit oder nicht. Ansprechend auf ein einzelnes Signal, welches von der Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 übertragen wird, wird eine Steuereinheit 40 zur Bestimmung der Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes für die Schwingungserzeugungsvorrichtung aktiviert. Es sei bemerkt, daß die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze verglichen in der Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 gewöhnlicher Weise durch einen absoluten Wert dargestellt wird.
Insbesondere wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze, die von dem Laufgeschwindigkeitsdetektionssensor 82 detektiert wird, geringer ist als die Laufgeschwindigkeit der selbigen voreingestellt durch die Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84, wird elektrischer Strom von der Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 zum Relais 86 gespeist, so daß ein Kontakt T1 und ein Kontakt T2 im Relais 86 elektrisch miteinander verbunden sind. Somit wird die elektrische Schaltung zur Elektromagnetspule SOL2 des in Fig. 4 gezeigten elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 gespeist, was bewirkt, daß das in Fig. 4 gezeigte elektromagnetgetriebene Umschaltventil derart aktiviert wird, daß gestattet wird, daß die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 ausgefahren wird. Wenn das exzentrische Gewicht 6a in dem in Fig. 2(a) gezeigten aufrecht stehenden Zustand gehalten wird, wird der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 angeordnet. Wenn anders gesagt die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze, die von dem Laufgeschwindigkeitsdetektionssensor 82 detektiert wird, geringer ist als die Laufgeschwindigkeit der selbigen eingestellt von der Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84, ist der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 angeordnet.
Wenn im Gegenteil die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze, die von dem Laufgeschwindigkeitsdetektionssensor 82 detektiert wird, höher ist als die Laufgeschwindigkeit der selbigen, die von der Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84 voreingestellt ist, wird kein elektrischer Strom von der Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 zum Relais 86 gespeist, sondern der Kontakt T1 wird elektrisch mit einem Kontakt T3 im Relais 86 verbunden, wodurch kein elektrischer Strom zur Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetbetriebenen Umschaltventils 44 gespeist ist, wobei jedoch elektrischer Strom zur Elektromagnetspule SOL3 der selbigen gespeist wird, was zur Folge hat, daß die Stange 7a des Hy draulikzylinders 7 in zurückziehender Weise zusammengezogen wird. Wenn folglich das exzentrische Gewicht 6a den Betriebszustand einnimmt, wie er in Fig. 2(b) gezeigt ist, wird der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 verschoben.
Im zweiten Ausführungsbeispiel weist die Exzentrizitätssignalerzeugungseinheit eine Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 82 auf, um zuvor eine Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze in betrieblicher Assoziation mit dem Schwingungsverdichtungswalzenantriebssystem, mit einer Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 und einer Laufgeschwindigkeitsvergleichsschaltung 85 zum Vergleich der Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze, die von dem Laufgeschwindigkeitsdetektionssensor 82 detektiert wurde, mit der Laufgeschwindigkeit der selbigen, die von der Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84 voreingestellt wurde, auch, und wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze, die von dem Laufgeschwindigkeitsdetektionssensor 82 detektiert wird, höher ist als die Laufgeschwindigkeit der selbigen, die von der Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84 detektiert wird, wird ein Exzentrizitätssignal von der Exzentrizitätssignalerzeugungseinheit erzeugt. Wiederum mit Bezug auf Fig. 4 hört ein L-Positionssensor 45, d. h. ein Exzentrizitätsgrößendetektionssensor, der im wesentlichen an einer Zwischenposition am Hauptkörper des Hydraulikzylinders 7 angeordnet ist, um als Detektionsmittel für die Exzentrizität des exzentrischen Gewichtes zu dienen, auf, elektrischen Strom zur Elektromagnetspule SOL5 des elektromagnetbetriebenen Umschaltventils 44 zu speisen, wenn die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 zu der Position verschoben ist, die einer vorbestimmten niedrigen Amplitude entspricht, während ein Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 betätigt wird, um selektiv den Betriebszustand einzunehmen, der von einer niedrigen Amplitude (L) dargestellt wird. Darauf folgend wird das elektromagnetbetriebene Umschaltventil 44 derart betätigt, daß es gestattet, daß die Position auf der Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 in eine Zwischenposition umgeschaltet wird, wodurch die Versorgung des unter Druck gesetzten Hydrauliköls zum Hydraulikzylinder 7 gestoppt wird, und wobei der zurückziehende Kontraktionsbetrieb des Hydraulikzylinders 7 an der vorangegangenen Zwischenposition unterbrochen wird. Während folglich der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 in einem vergleichsweise geringen Ausmaß verschoben wird, wie in Fig. 2(b) gezeigt, wird die Schwingungserzeugungswelle 10 gedreht, um Schwingungen zu erzeugen, die jeweils eine geringe Amplitude haben. Wenn der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 betätigt wird, um den Betriebszustand einzunehmen, der von einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird, bewegt sich die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 über die Position, die der geringen Amplitude entspricht, so daß ein H-Positionssensor 46 aufhört, elektrischen Strom zur Elektromagnetspule SOL3 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 zu speisen.
Als nächstes wird ein Betriebszustand der Schwingungserzeucrungsvorrichtung für die Schwingungsverdichtung walze, die gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, unten mit Bezugnahme auf Fig. 4 und auf Fig. 6 beschrieben.
Als erstes stoppt ein Bediener, der auf seinem Sitz auf der Schwingungsverdichtungswalze sitzt, den Lauf der Schwingungsverdichtungswalze, bevor ein Straßenoberflächenverdichtungsvorgang mit der Schwingungsverdichtungswalze ausgeführt wird, und er betätigt dann den Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43, um den inoperativen Zustand der Schwingungsverdichtungswalze in den operativen Zustand umzuschalten, der von einer geringen Amplitude (L) oder einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird, und zwar entsprechend dem gegenwärtigen Zustand der Straßenoberfläche, die von der Schwingungsverdichtungswalze verdichtet wird. Ansprechend auf die vorangegangene Betätigung des Schwingungsamplitudenumschaltschalters 43 wird elektrischer Strom zu der Elektromagnetspule SOL1 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 42 gespeist, und unter Druck gesetztes Hydrauliköl wird von der Hydraulikpumpe 41 geliefert, so daß der Schwingungserzeugungshydraulikmotor 9 gedreht wird, was bewirkt, daß die Schwingungserzeugungswelle 10 in einer vorbestimmten Richtung gedreht wird. Während der vorangegangene Zustand aufrecht erhalten wird, wird die Schwingungsverdichtungswalze im laufend gestoppten Zustand gehalten. Somit ist es offensichtlich, daß die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze niedriger ist als eine voreingestellte. Im Hinblick auf die vorangegangene Tatsache wird elektri scher Strom zur Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 gespeist, was bewirkt, daß die Stange 7a des Hydraulikzylinders 7 ausgefahren wird. Während der vorangegangene Zustand aufrecht erhalten wird, ist der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 gelegen, wodurch die Intensität der Schwingungserzeugungskraft auf ein Niveau von Null verringert wird, obwohl die Schvaingungserzeugungswelle 10 kontinuierlich gedreht wird.
Nun wird angenommen, daß die Schwingungsverdichtungswalze beginnt, in Vorwärtsrichtung zu fahren, während der Schwingungsamplitudenumschaltschalter 43 betätigt wird, um den Betriebszustand einzunehmen, der von einer hohen Amplitude (H) dargestellt wird. Wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze, die von einem Laufgeschwindigkeitssensor detektiert wird, höher wird als die Laufgeschwindigkeit der selbigen voreingestellt durch die Laufgeschwindigkeitseinstellschaltung 84, wird das Relais 86 aktiviert, um die Einspeisung von elektrischem Strom in die Elektromagnetspule SOL2 des elektromagnetgetriebenen Umschaltventils 44 zu stoppen, speist jedoch den elektrischen Strom in die Elektromagnetspule SOL3 der selbigen, wodurch der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a stark weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle 10 verschoben wird. Während somit der vorangegangene Zustand beibehalten wird, wird die Schwingungserzeugungswelle 10 gedreht, um zu gestatten, daß die Schwingungserzeugungsvorrichtung Schwingungen jeweils mit einer hohen Amplitude erzeugt.
Wenn die Schwingungsverdichtungswalze in der Richtung nach hinten fährt, nachdem ein Straßenoberflächenverdichtungsvorgang über eine vorbestimmte Distanz durchgeführt worden ist, kann die Schwingung der Schwingungserzeugungswalze nicht gestoppt werden, außer wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze auf ein Niveau verringert wird, welches geringer ist als das voreingestellte, d. h. auch wenn der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungshebel 130 schnell von der Vorwärtsbewegungsposition A zur Rückwärtsbewegungsposition C verschoben wird. Wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze geringer wird als die voreingestellte Geschwindigkeit, und zwar im Laufe der Umschaltung von der Vorwärtsbewegung zur Rückwärtsbewegung, wird das Relais 86 aktiviert, um die Schwingungserzeugungswelle 10 in vergleichsweise geringem Ausmaß von der Achse zu verschieben, was bewirkt, daß die Schwingungserzeugungsvorrichtung Schwingungen mit einer geringen Amplitude erzeugt.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Schwingungserzeugungsvorrichtung eine Exzentrizitätssignalerzeugungseinheit auf, um ein Signal zu erzeugen, welches wirksam ist zur Verschiebung des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle, weiter eine Schwingungsbetriebszustandseinstelleinheit, die selektiv eine anwendbare Amplitude für jede Schwingung einstellen kann, weiter eine Detektionseinheit für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes, um eine Exzentrizitätsgröße des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle zu detektieren, und eine Steuereinheit für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes, um eine Exzentrizitätsgröße des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Wellenmitte der Schwingungserzeugungswelle zu steuern, und zwar mit Hilfe der Schwingungsbetriebszustandseinstelleinheit, um selektiv einen anwendbaren Schwingungsbetriebszustand und die Detektionseinheit für die Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes ansprechend auf ein Signal einzustellen, welches von der Exzentrizitätserzeugungseinheit übertragen wird. Bei dieser Konstruktion ist es nicht nötig, daß die Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle in die entgegengesetzte Richtung jedesmal dann umgeschaltet wird, wenn der vorliegende Schwingungsbetriebszustand zu einem anderen umgeschaltet wird. Somit gibt es keine Möglichkeit, daß das exzentrische Gewicht kräftig mit dem Eingriffsteil des stationären exzentrischen Gewichtes unter Einfluß einer gewissen Intensität einer Trägheitskraft kollidiert, die von dem bewegbaren exzentrischen Gewicht eingeleitet wird, was bewirkt, daß Komponenten, die mit der Schwingungserzeugungswelle assoziiert sind; beschädigt werden, wie bei dem herkömmlichen Schwingungsverdichtungswalzenantriebssystem, wobei eine Amplitude von jeder Schwingung zur nächsten verändert wird durch Umschalten der Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle in die entgegengesetzte Richtung, und wobei darüber hinaus irgendein Energieverlust nicht auftritt, wenn die vorliegende Amplitude von jeder Schwingung zur nächsten verändert wird. Da zusätzlich eine Exzentrizitätsgröße des exzentrischen Gewichtes automatisch derart gesteuert werden kann, daß selektiv eine anwendbare Amplitude von jeder Schwingung entsprechend dem ausgewählten Schwingungsbetriebszustand bestimmt wird, kann eine erwünschte Amplitude für jede Schwingung einfach eingestellt werden, und zwar im Gegensatz zu der herkömmlichen Schwingungsverdichtungswalze, wobei eine Amplitude von jeder Schwingung zur nächsten verändert wird, und zwar ohne irgendeine Änderung der Drehrichtung der Schwingungserzeugungswelle, wie in Fig. 13 gezeigt.
Fig. 7 ist eine Kurvendarstellung, die veranschaulicht, wie die Beziehung zwischen einer Laufgeschwindigkeit der Verdichtungswalze und einer Amplitude (hohe Amplitude oder niedrige Amplitude) von jeder Schwingung, die durch die Schwingungserzeugungsvorrichtung erzeugt wird, die gemäß dieses Ausführungsbeispiels neu konstruiert ist, variiert, wenn die Zeit vergeht, und zwar unter einer Bedingung, daß sich die Schwingungsverdichtungswalze in Vorwärts/Rückwärts-Richtung bewegt, während die Schwingungserzeugungswelle, die in der Schwingungserzeugungsvorrichtung angeordnet ist, stetig gedreht wird. Wie aus der Kurvendarstellung offensichtlich, zeigt die Schwingungserzeugungsvorrichtung Eigenschaften, die sicherstellen, daß Schwingungen in stabiler Weise erzeugt werden können, und zwar ohne irgendein Auftreten einer Resonanz der Schwingungswalztrommel, und zwar nicht nur während des Laufens der Schwingungsverdichtungswalze in Vorwärtsrichtung, sondern auch während des Laufens der Trommel in Rückwärtsrichtung. Insbesondere während das Laufen der Schwingungsverdichtungswalze gestoppt wird, wird eine Amplitude von jeder Schwingung auf ein Niveau von Null verringert, wie oben erwähnt. Solange die Laufgeschwin digkeit der Schwingungsverdichtungswalze geringer ist als eine erste vorbestimmte Laufgeschwindigkeit, während die Schwingungsverdichtungswalze in Vorwärtsrichtung läuft, wird eine Amplitude von jeder Schwingung, die von der Schwingungserzeugungsvorrichtung erzeugt wird, auf dem Zustand mit dem Pegel Null gehalten. Wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze die erste vorbestimmte Laufgeschwindigkeit der Walze überschreitet, wird die Exzentrizitätsgröße des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle von dem Niveau von Null auf einen voreingestellten Amplitudenwert gesteigert. Danach wird die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze allmählich verringert, und wenn sie auf eine zweite vorbestimmte Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswälze verringert wird, wird ein Wert der Amplitude wieder auf ein Niveau von Null verringert. Während die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze in Vorwärtsrichtung (durch einen absoluten Wert dargestellt) auf den Wert gehalten wird, der einer zweiten vorbestimmten Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze entspricht, nachdem der Weg der Schwingungsverdichtungswalze in Vorwärtsrichtung umgekehrt zum Lauf der Walze in Rückwärtsrichtung umgeschaltet wird, wird eine Amplitude von jeder Schwingung, die von der Schwingungserzeugungsvorrichtung erzeugt wird (durch einen absoluten Wert dargestellt) auf den Zustand mit einem Niveau von Null stillgehalten, und zwar in der gleichen Weise, wie es der Fall bei der Schwingungsverdichtungswalze ist, die in Vorwärtsrichtung läuft. Wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze in Rückwärtsrichtung die zweite vorbestimmte Geschwindigkeit dieser überschreitet, wird das Ausmaß der Exzentrizität des Schwerpunktes von dem exzentrischen Gewicht weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle auch von dem Niveau von Null auf den vorangegangenen voreingestellten Wert der Amplitude gesteigert. Auch in dem Fall, daß der Laufzustand der Schwingungsverdichtungswalze in Rückwärtsrichtung umgekehrt in den Laufzustand der selbigen in Vorwärtsrichtung über den Neutralzustand umgeschaltet wird, wird die zuvor erwähnte Laufbeziehung mit der Schwingungserzeugungsvorrichtung wiederholt. Im übrigen kann die erste vorbestimmte Geschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze und die zweite vorbestimmte Geschwindigkeit der selbigen miteinander identisch sein. Anderenfalls können sie voneinander unterschiedlich sein.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich wird das Ausmaß der Exzentrizität des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes entfernt von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle auf einen Wert mit dem Niveau Null verringert, wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze über einen vorbestimmten gewissen Wert verringert wird, wenn der Laufzustand der Schwingungsverdichtungswalze in Vorwärtsrichtung umgekehrt zum Laufzustand der selbigen in der entgegengesetzten Richtung umgeschaltet wird, und darauf folgend wird eine Größe der Exzentrizität des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle auf einen Wert entsprechend einer voreingestellten Amplitude vergrößert, wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze beginnt, in der entgegenge setzten Richtung zu laufen, und zwar nach dem der Lauf der Schwingungsverdichtungswalze gestoppt wird. Während somit der Lauf der Schwingungsverdichtungswalze gestoppt wird, wird somit eine Amplitude von jeder Schwingung, die von der Schwingungserzeugungsvorrichtung erzeugt wird, normaler Weise auf einem Wert mit dem Niveau Null gehalten. Da in diesem Ausführungsbeispiel An/Aus von jeder Schwingung, die von der Schwingungserzeugungsvorrichtung erzeugt wird, ausgeführt wird durch Veränderung der Exzentrizitätsgröße des Schwerpunktes des exzentrischen Gewichtes weg von der Mittelachse der Schwingungserzeuguncjswelle zu einer anderen Größe, fällt der Betriebszustand der Schwingungswalztrommel nicht mit einem Resonanzpunkt zusammen. Sobald folglich der Lauf der Schwinguncjsverdichtungswalze gestoppt wird, wird die Schwingungswalztrommel nicht ohne irgendein Auftreten von Resonanz in Schwingung versetzt.
Dieses Ausführungsbeispiel ist oben mit Bezugnahme auf den Fall beschrieben worden, daß die Schwingungserzeuguncjswelle stetig gedreht wird. Obwohl jedoch die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle mit dem Resonanzpunkt übereinstimmt, der von den Schwingungen der Schwingungswalztrommel für die Dauer definiert ist, für die die Anzahl von Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle allmählich verringert wird, bis die Drehung der Schwingungserzeugungswelle gestoppt wird, während die Schwingungsverdichtungswalze in gestoppten Zustand gehalten wird, kann die Schwingung der Schwingungswalztrommel ohne irgendein Auftreten einer Resonanz gestoppt werden, und zwar ansprechend auf ein Signal, welches von der Laufgeschwindigkeitsdetektionseinheit übertragen wird, und zwar in einem Zustand, in dem der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle gelegen ist, und zwar bevor die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle mit dem vorangegangenen Resonanzpunkt zusammenfällt.
Solange die Schwingungserzeugungswelle stetig gedreht wird, wenn die Schwingungsverdichtungswälze beginnt., vom gestoppten Zustand ihres Laufes in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung zu laufen, tritt nicht irgendeine Resonanz mit der Schwingungswalztrommel auf. Wenn die Lauffgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze eine vorbestimmte überschreitet, beginnt die Schwingungswalztrommel, vom gestoppten Zustand der Schwingung in Schwingung versetzt zu werden. Auch in dem Fall, in dem die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle allmählich von dem Zustand der Schwingungserzeugungswelle mit gestoppter Schwingung gesteigert wird, kann die Schwingungserzeugungswelle beginnen, ohne Auftreten von irgendeiner Resonanz in Schwingung versetzt zu werden, vorausgesetzt, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle gelegen ist, wenn die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle mit dem Resonanzpunkt zusammen fällt.
Wenn zusätzlich die Schwingung der Schwingungswalztrommel gestoppt wird, während der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes im wesentlichen auf der Mittelachse der Schwin gungserzeugungswelle gelegen ist, und zwar ohne irgendein Anhalten der Drehung der Schwingungserzeugungswelle, kommt wenig Energieverlust vor, während die Erzeugung der Schwingungen der Schwingungserzeugungswelle gestoppt wird, und darüber hinaus kann eine Größe der Last, die vor der Hydraulikpumpe und dem Schwingungserzeugungshydraulikmotor zu ertragen ist, verringert werden. Insbesondere wenn die Schwingungsverdichtungswalze einen Walzvorgang ausführt, während die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle in sich stetig drehendem Zustand gehalten wird, kann das Ausmaß des Energieverlustes, der auftritt, wenn die Erzeugung der Schwingungen der Schwingungserzeugungswelle gestoppt wird, minimiert werden.
Da die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle beim Auftreten der Resonanz normalerweise geringer ist als die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeuguncjswelle im sich stetig drehenden Zustand, fällt die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle nicht mit dem Resonanzpunkt zusammen, wenn die Laufgeschwindigkeit der Schwingungsverdichtungswalze auf ein geringeres Niveau als ein vorbestimmtes verringert wird, vorausgesetzt, daß die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle geringer gehalten wird, als im sich stetig drehenden Zustand oder als ein vorbestimmter Wert (d. h. ein höherer Wert als die Anzahl der Umdrehungen der Schwingungserzeugungswelle oder ein Wert ungefähr gleich dem Resonanzpunkt), und zwar ohne Stoppen der Drehung der Schwingungserzeugungswelle, auch wenn die Schwingungserzeugungswelle mit einem geringfügig großen Bearbeitungs fehler hergestellt wird, und der Schwerpunkt des exzentrischen Gewichtes 6a in gewissem Ausmaße weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle verschoben wird. Folglich kann die Schwingungswalztrommel 1 vorteilhafter Weise ohne irgendein Auftreten einer Resonanz in Schwingung versetzt werden.
Während die vorliegende Erfindung oben mit Bezug auf zwei ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, sei natürlich bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht nur auf diese beiden Ausführungsbeispiele beschränkt sein sollte, sondern daß verschiedene Veränderungen oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie von den beigefügten Ansprüchen definiert wird.

Claims

1. Schwingungsmechanismus (4) mit

einer Schwingungserzeugungswelle (10), die aus einem Paar von Traggliedern (18) aufgebaut ist, welche beabstandet voneinander und zueinander weisend angeordnet sind,

einem beweglichen exzentrischen Gewicht (6a), das zwischen dem Paar von Traggliedern (18) drehbar getragen ist, um sich in einer Richtung im rechten Winkel zur Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle (10) zu drehen, und

Antriebsmitteln für das exzentrische Gewicht, wobei die Antriebsmittel das exzentrische Gewicht (6a) um eine Schwenkachse (6) drehen, die sich quer bezüglich der Schwingungserzeugungswelle 810) erstreckt, wobei die Antriebsmittel dazu dienen, eine Abweichung des Schwerpunkts des exzentrischen Gewichts (6a) weg von der Mittelachse der Schwingungserzeugungswelle (10) zu bewirken,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Antriebsmittel aus einem Betätiger (7), einem nach außerhalb des Betätigers (7) vorstehenden Schaft (7a), einem drehbar an dem Schaft (7a) angebrachten Gelenk (23), dessen Drehachse koaxial mit der Längsachse des Schafts (7a) ist, und einer Verbindungsstange (8) aufgebaut sind, wobei ein Ende der Verbindungsstange (8) betriebsmäßig mit dem Gelenk (23) verbunden ist und das andere Ende betriebsmäßig mit dem exzentrischen Gewicht (6a) verbunden ist, wobei die Verbindungsstange (8) dazu dient, eine lineare Bewegung des Gelenks (23) weg von dem Betätiger (7) in eine Drehbewegung des exzentrischen Gewichts (6a) um die Schwenkwelle (6) umzuwandeln.

2. Schwingungsverdichtungs- bzw. -kompaktierwalze von der Bauart mit variabler Amplitude, wobei die Schwingungsverdichtungswalze einen Schwingungsmechanismus (4) gemäß Anspruch 1 aufweist.