EP0817889B1 - Double-belt soil-compacting device and steering system therefor - Google Patents
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- EP0817889B1 EP0817889B1 EP96906688A EP96906688A EP0817889B1 EP 0817889 B1 EP0817889 B1 EP 0817889B1 EP 96906688 A EP96906688 A EP 96906688A EP 96906688 A EP96906688 A EP 96906688A EP 0817889 B1 EP0817889 B1 EP 0817889B1
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- rollers
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- E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
- E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
- E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
- E01C19/26—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil self-propelled or fitted to road vehicles
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- E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
- E01C19/282—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows self-propelled, e.g. with an own traction-unit
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the Preamble of claim 5.
- Soil compaction devices are used for compaction of soil layers e.g. B. used during road construction.
- soil layers e.g. B. used during road construction.
- the soil compaction device is moved back and forth on the layers to be compacted.
- soil compaction devices which can be steered by means of an articulated steering system shown in FIG. 1a or a schematic steering system shown in FIG. 1b .
- the representations in FIGS. 1a and 1b are greatly simplified and show only the elements necessary for the steering process schematically.
- a soil compacting device 1 with articulated steering ( FIG. 1a ) has only a single pivot point 2, with which the two bandages 3a and 3b can be pivoted against one another for cornering.
- the articulated soil compacting device 5 ( FIG. 1b ) has two pivot points 7 and 9 on the machine frame 11 for the two bandages 13a and 13b which are spaced apart from one another in the machine longitudinal axis direction by a distance a .
- a distance a In the following, only the soil compaction device 5 with a steer steering will be discussed.
- Road rollers with the above-mentioned steering are from DE-PS 884 207, US-A 3 947 142, the US-A 3 868 194 and DE-A 23 45 412 known.
- This Road rollers are now with bandages running true to the track (Rollers) as well as with bandages offset to one side (so-called dog walking) movable.
- bandages running true to the track (Rollers) as well as with bandages offset to one side (so-called dog walking) movable.
- the front one was on a predetermined path to be condensed and also the rear bandage by hand only preferred via a linear steering power amplifier by roller guides according to the desired direction of travel deflected.
- the object of the invention is to allow the roller operator Soil layers close to a boundary compress and then easily move away from it laterally, even if he was in, for whatever reason straight ahead driving along an obstacle is.
- the other, second bandage is adjusted no longer, as with one of the well-known four-wheel steering systems in linear dependency, but non-linearly accordingly the ratios set out below.
- dog walk was used for clarity chosen. A dog can have its rear end when running move laterally against his front legs and still straight ahead as well as a curve desired by him.
- a cornering in crab, as shown in Figure 4 is then a superimposition of the above steering processes.
- FIGS. 5a and 5b In order to move laterally away from the boundary 15 without going into it, the roller vehicle 5 , as shown schematically in FIGS. 5a and 5b , must be brought into the crab from the track-true method of travel, in which the rear bandage 13b in the direction of travel 23 is opposite the front 13a is distanced from the boundary 15 by a distance d.
- FIG. 5a shows the starting position with the two bandages 13a and 13b adjacent to the boundary 15 .
- FIG. 5b shows the final state in which the roller vehicle 5 can be moved in dog walking along the boundary 15 with a distance d between the rear bandage 13b .
- the bandages 13a and 13b are to be adjusted, the pivoting angles ⁇ h and ⁇ differing from the state in FIGS. 3 and 5b during the adjustment process, the front 13a in the direction of travel 23 and the rear bandage 13b relative to the machine axis 17 V.
- FIG. 6 shows schematically with solid lines the position of the two drum axes 19a and 19b according to Figure 5a ("true to the track" initial state).
- the distance between the two drum axes 19a and 19b is a; more precisely, the distance between the two pivot points 7 and 9 . If the rear drum axis 19b has now been adjusted by the swivel angle ⁇ h and the distance b has been traveled with this drum 13b , the front drum axis 19b must then be swiveled by the swivel angle ⁇ V , otherwise the front drum 13a would no longer be at the boundary 15 drive along, but into it.
- the drum axis 19a of the front drum 13a can now be pivoted in accordance with the pivoting of the rear drum axis 19b .
- the incrementally small changes in the pivoting angle are now chosen to be so large as a function of the distance b of the rear drum 13b that has now been covered in each case that no cracking can occur due to the shear forces acting on the soil to be compacted.
- the pivot angle ⁇ V has to reach the angle ⁇ h 'end without exceeding the maximum shear stress on the floor.
- the crab is always set in such a way that the rear 13b bandage in the direction of travel 23 is spaced from the boundary 15 .
- the steering process for adjusting the two bandages 13a and 13b is carried out according to the instructions by the roller guide via the control unit 31 , which has measuring points 29a and 29b for the distance traveled or the travel speed and measuring points 27b and 27b for the actual adjustment angle of the bandage 13a concerned and 13b and actuators of the pivoting device 25a and 25b cooperate.
- the control unit 31 is a digital computer (processor).
- the condition to be observed for the steering is: The distance of the advancing bandage 13a , see FIGS.
- the correction angle by which the leading bandage 19a has to be adjusted continuously or incrementally is the above-mentioned angle ⁇ v , which can be determined from the trigonometric relationship for each position of the following bandage 13b .
- This determination is carried out by the control unit 31 and gives the necessary commands to the pivoting devices 25a and 25b .
- the predetermined distance d is then reached after completion of the steering maneuver, the trailing drum 13b then rolling parallel to the boundary 15 .
- a reset to a true-to-the-track journey is carried out analogously.
- each bandage 13a and 13b has a pivoting device 25a and 25b for pivoting the bandage axes 19a and 19b and a measuring device 27a, 27b, 29a and 29b each for measuring the actual actual pivoting angle ⁇ h and ⁇ V and the path covered with the bandage in question b .
- the pivoting devices 25a and 25b and the measuring devices 27a, 27b, 29a and 29b are connected to a control unit 31 which, in accordance with the above statements, specifies the specifications for the desired pivoting angle in accordance with the measured values.
- this control unit 31 is acted upon by a steering unit 33 with which, according to FIG. 4 , cornering in dog walking, when changing to dog walking and in lane-true driving is also possible by "steering" by the roller operator.
- an input panel 35 is connected to the control unit 31 .
- This input panel 35 has nine key fields 37a to 37i arranged in three rows.
- the top three key fields 37a to 37c are used to set the vibration state of the bandages 13a and 13b .
- the key fields 37d to 37f arranged in the middle row serve to set the water sprinkling of the bandages 13a and 13b .
- the lowest keypads 37g to 37i are used to adjust the dog walking .
- a distance d is similar to Figure 6 of the rear drum 13b and to the left produced the keypad 37i to the right of a boundary 15th
- the middle keypad 37h the transition from dog walking to a true-to-lane driving style is made.
- the distance d of the crab is already set at the machine type during assembly. It can also be generated with appropriate (not shown) input elements a dog walking desired distance.
- the adjustment of the drum axles 19a and 19b by the relevant pivot angle ⁇ h or ⁇ v is preferably carried out via hydraulic (not shown) piston-cylinder units; but other adjustment units, such as. B. a superposition gear, an electric drive, ... can be used.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 5.The invention relates to a method according to the preamble
of
Bodenverdichtungsvorrichtungen, insbesondere Straßenwalzen, werden für die Verdichtung von Bodenschichten z. B. während des Straßenbaus verwendet. Es werden hier z. B. im Unterbau ungebundene Schichten wie Kiesschichten, ... bzw. im Oberbau gebundene Schichten wie Asphalt, ... verdichtet. Zum Verdichten wird die Bodenverdichtungsvorrichtung auf den zu verdichtenden Schichten hin- und hergefahren. Es gibt Bodenverdichtungsvorrichtungen, welche mittels einer in Figur 1a dargestellten Knicklenkung oder einer in Figur 1b dargestellten Schemellenkung lenkbar sind. Die Darstellungen in den Figuren 1a und 1b sind stark vereinfacht und zeigen nur die für den Lenkvorgang notwendigen Elemente schematisch.Soil compaction devices, especially road rollers, are used for compaction of soil layers e.g. B. used during road construction. There are z. B. in the substructure unbound layers such as gravel layers, ... or in the superstructure bound layers such as asphalt, ... compacted. For compaction, the soil compaction device is moved back and forth on the layers to be compacted. There are soil compaction devices which can be steered by means of an articulated steering system shown in FIG. 1a or a schematic steering system shown in FIG. 1b . The representations in FIGS. 1a and 1b are greatly simplified and show only the elements necessary for the steering process schematically.
Eine Bodenverdichtungsvorrichtung 1 mit Knicklenkung
(Figur 1a) weist lediglich einen einzigen Drehpunkt 2 auf,
mit dem die beiden Bandagen 3a und 3b gegeneinander zum Kurvenfahren
verschwenkt werden können. Die schemelgelenkte Bodenverdichtungsvorrichtung
5 (Figur 1b) weist zwei in der
Maschinenlängsachsenrichtung um einen Abstand a voneinander
distanzierte Drehpunkte 7 und 9 am Maschinengestell 11 für
die beiden Bandagen 13a und 13b auf. Nachfolgend wird lediglich
auf die Bodenverdichtungsvorrichtung 5 mit Schemellenkung
eingegangen.A
Zu einer Kurvenfahrt, wie in Figur 1b und 2 gezeigt,
werden bei der Schemellenkung die vordere und hintere Bandage
13a und 13b synchron gegeneinander um den Kurvenwinkel τ
verschwenkt. Für eine gute Bodenverdichtung ist es nun oftmals
notwendig, direkt bis an ein seitliches Hindernis bzw.
eine Begrenzung 15 (Mauer, Bordstein, ...) heran den Boden
zu verdichten.For cornering, as shown in FIGS. 1b and 2 , the front and
Straßenwalzen mit der obengenannten Schemellenkung sind aus der DE-PS 884 207, der US-A 3 947 142, der US-A 3 868 194 und der DE-A 23 45 412 bekannt. Diese Straßenwalzen sind nun mit spurgetreu laufenden Bandagen (Walzen) sowie mit seitlich gegeneinander versetzten Bandagen (sog. Hundegang) verfahrbar. Zur Führung des Walzenfahrzeugs auf einem vorgegebenen, zu verdichtenden Weg wurde die vordere sowie auch die hintere Bandage händisch bevorzugt lediglich über einen linear arbeitenden Lenkkraftverstärker von Walzenführern entsprechend der gewünschten Fahrtrichtung ausgelenkt.Road rollers with the above-mentioned steering are from DE-PS 884 207, US-A 3 947 142, the US-A 3 868 194 and DE-A 23 45 412 known. This Road rollers are now with bandages running true to the track (Rollers) as well as with bandages offset to one side (so-called dog walking) movable. For guiding the roller vehicle the front one was on a predetermined path to be condensed and also the rear bandage by hand only preferred via a linear steering power amplifier by roller guides according to the desired direction of travel deflected.
Soll nun von einer Begrenzung 15 seitlich weggefahren
werden, so ist dies nicht ohne weiteres möglich, da, wie in
Figur 2 dargestellt ist, die in Fahrtrichtung 23 hintere
Bandage 13b in die Begrenzung 15 hineinfahren würde. Der
Walzenführer umgeht diese Schwierigkeit, indem er eben
nicht, wie gewünscht, bis dicht an die Begrenzung 15 heranfährt. If it is now to be moved laterally away from a
Aufgabe der Erfindung ist es, dem Walzenführer zu gestatten, Bodenschichten bis nahe an eine Begrenzung heran zu verdichten und von dieser dann problemlos seitlich wegzufahren, auch wenn er vorher, aus welchen Gründen auch immer, in spurgetreuer Geradeausfahrt längs eines Hindernisses gefahren ist.The object of the invention is to allow the roller operator Soil layers close to a boundary compress and then easily move away from it laterally, even if he was in, for whatever reason straight ahead driving along an obstacle is.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Übergang vom spurgetreuen Verfahren zum "Hundegang" mit seitlich versetzten Bandagen entgegen dem Stand der Technik nicht mehr händisch eingestellt wird, sondern beide Bandagen selbsttätig von einem Verstellmechanismus verstellt werden. Beim Stand der Technik hatte man vollkommen übersehen, daß ein Walzenführer beim Verfahren eines Walzenfahrzeugs gar nicht in der Lage war, das Fahrverhalten gleichzeitig über eine doppelte Steuerung der beiden Bandagen zu bewerkstelligen. Die Auslenkverknüpfung der beiden Bandagen hätte nämlich in einer nichtlinearen Weise erfolgen müssen. Nichtlineare Verknüpfungen sind für den Menschen gar nicht oder nur schwer zu vollziehen. Erschwerend kam hier noch dazu, daß immer eine Bandage beim Verfahren sich im Rücken des Walzenführers befand. Um nun einer Überforderung zu entgehen, wurden vom Walzenführer instinktive Sicherheitsmargen eingeführt. Zu Hindernissen, welche von den Walzen beschädigt werden konnten, wurde somit ein großer "Sicherheitsabstand" gewählt.The task is solved in that the transition from true-to-track procedure for "dog walking" with laterally offset Contrary to the state of the art, bandages are no longer manual is set, but both bandages automatically can be adjusted by an adjustment mechanism. At the booth The technology had been completely overlooked that a roller operator not at all when moving a roller vehicle Was able to double the driving behavior at the same time Control of the two drums to accomplish. The deflection link of the two bandages would have in one must be done in a non-linear manner. Nonlinear links are not at all or difficult for humans perform. To make matters worse, there was always one Bandage during the process was in the back of the roller driver. In order to avoid being overwhelmed, the Roller guides instinctive safety margins introduced. To Obstacles that could be damaged by the rollers, a large "safety distance" was therefore chosen.
Beim erfindungsgemäßen Lenkverfahren kann sich nun der Walzenführer vollkommen in Fahrtrichtung konzentrieren. Der Übergang vom spurgetreuen Fahren zum Hundegang und auch wieder zurück wird von einer Steuereinheit selbsttätig vorgenommen. Eine Nachstellung der anderen, zweiten Bandage erfolgt nun nicht mehr, wie bei einer der bekannten Vierradlenkungen in linearer Abhängigkeit, sondern nichtlinear entsprechend den unten dargelegten Verhältnissen. Vierradlenkungen sind beispielsweise in der DE-A 43 32 287, der DE-A 40 06 149 und der DE-A 44 19 131 beschrieben, lösen aber nicht das Problem eines Übergangs von einem spurgetreuen Fahren (= Zweirad- und Vierradlenkungen) in ein hundegangartiges Fahrverhalten mit einem seitlichen Versatz der beiden Bandagen zueinander. Durch die erfindungsgemäße Verschwenkung der zweiten, anderen Bandage in einer nichtlinearen Abhängigkeit zur ersten Bandage ist es erstmals möglich, problemlos ohne jegliche Gefahr einer Begrenzungsbeschädigung eine Bandage bei Geradeausfahrt zur Begrenzung seitlich zu versetzen und sich dabei auch noch voll in Fahrtrichtung auf dort eventuell auftauchende Hindernisse sowie auf den eigentlichen Verdichtungsvorgang zu konzentrieren.In the steering method according to the invention, the Concentrate the roller driver completely in the direction of travel. Of the Transition from track-true driving to crab walking and again back is carried out automatically by a control unit. The other, second bandage is adjusted no longer, as with one of the well-known four-wheel steering systems in linear dependency, but non-linearly accordingly the ratios set out below. Four wheel steering are for example in DE-A 43 32 287, the DE-A 40 06 149 and DE-A 44 19 131 described solve but not the problem of a transition from a track-true Driving (= two-wheel and four-wheel steering) in a crab-like Driving behavior with a lateral offset of the two bandages to each other. By pivoting the invention the second, different bandage in a nonlinear Depending on the first bandage, it is possible for the first time without any risk of limit damage a bandage when driving straight ahead to limit the side to move and still fully in the direction of travel on any obstacles that may appear there and on the to concentrate the actual compression process.
D. h. bei einem beispielsweise geraden Verfahren entlang einer Begrenzung fährt auch während des Übergangs in den "Hundegang" die vorlaufende Bandage geradeaus, parallel und im dichten Abstand zur Begrenzung weiter. Auch bei einer Kurvenfahrt ist der Übergang in den Hundegang und wieder zurück in das spurgetreue Verfahren gemäß den untenstehenden Ausführungen mit der Einhaltung einer bereits gewählten Fahrtrichtung möglich. Auch kann während des Übergangs in den Hundegang die Fahrtrichtung geändert werden. Eine Schlangenlinie mit allen Folgen einer Hindernisberührung ergäbe sich, wenn ein Walzenführer, gemäß dem Stand der Technik, nahe einer Begrenzung fahrend durch Handbetätigung getrennter Lenkeinheiten die vordere und die hintere Bandage zu verschwenken versuchen würde, um so hundegangartig fahrend vom Hindernis wegzukommen.That is, along a straight method, for example a limit also moves during the transition to the "Hundegang" the leading bandage straight, parallel and close to the boundary. Even with one Cornering is the transition to crab walking and back again in the true-to-track procedure according to the below Executions with compliance with an already chosen Direction of travel possible. Also during the transition in the direction of the dog can be changed. A There would be a serpentine line with all the consequences of touching an obstacle if a roller operator, according to the prior art, driving near a boundary separated by manual operation Steering units the front and the rear drum would try to swivel, so as to drive crab-like to get away from the obstacle.
Der Ausdruck "ohne erkennbare Schlangenlinie" wird verwendet, wohl wissend, daß jede Steuerung aufgrund ihrer Regelgröße eine Schlangenlinie erzeugen muß. Diese regelungstypische Schlangenlinie wird nicht in Betracht gezogen, da deren Amplitude in der Regel nicht erkennbar ist und auch in keinem Verhältnis zu den Auslenkungen steht, wie sie durch die getrennte händische Lenkung der beiden Bandagen erfolgen würde.The expression "without a recognizable serpentine line" is used knowing that every control system is based on its controlled variable must create a serpentine line. This is typical of the regulation Snake line is not considered because whose amplitude is usually not recognizable and also in bears no relation to the deflections as they go through the separate manual steering of the two bandages takes place would.
Der Ausdruck "Hundegang" wurde der Anschaulichkeit wegen gewählt. Ein Hund kann nämlich beim Laufen sein Hinterteil seitlich gegen seine Vorderbeine versetzen und dennoch geradeaus sowie eine von ihm gewünschte Kurve laufen.The term "dog walk" was used for clarity chosen. A dog can have its rear end when running move laterally against his front legs and still straight ahead as well as a curve desired by him.
Im folgenden werden Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Beschreibungstext. Es zeigen:
- Fig. 1a
- eine schematische Darstellung der Bandagenverstellung einer Verdichtungsvorrichtung mit Knicklenkung und
- Fig. 1b
- mit Schemellenkung,
- Fig. 2
- eine Verdichtungsvorrichtung mit Schemellenkung an einer Begrenzung der zu verdichtenden Schichten in Kurvenfahrt,
- Fig. 3
- eine schematisch dargestellte Verdichtungsvorrichtung im Hundegang in Geradeausfahrt,
- Fig. 4
- in Kurvenfahrt sowie in den
- Fig. 5a und 5b
- bei einem Übergang von der spurgetreuen Verfahrweise in den Hundegang und in
- Fig. 6
- hierzu eine trigonometrische Darstellung mit Funktionselementen der Vorrichtung,
- Fig. 7
- ein Einstelltableau zur Einstellung einiger Funktionen der Verdichtungsvorrichtung, insbesondere des Hundegangs sowie
- Fig. 8
- ein Flußdiagramm, welches den selbsttätigen Übergang
in den Hundegang bei Geradeausfahrt für ein Versetzen
der nachlaufenden Bandage gemäß Figur 6 zeigt,
wobei ▴δ das Winkelinkrement für die Verstellung der
nachlaufenden
Bandage 13b, ▴t das Zeitinkrement für die schrittweise Berechnung der Verstellung, v die Fahrzeuggeschwindigkeit und ▴d die resultierende zusätzliche Auslenkung der nachlaufendenBandage 13b nach dem Zeitinkrement ▴t ist.
- Fig. 1a
- is a schematic representation of the bandage adjustment of a compaction device with articulated steering and
- Fig. 1b
- with stool steering,
- Fig. 2
- a compacting device with schematic steering at a boundary of the layers to be compacted when cornering,
- Fig. 3
- a schematically illustrated compression device in a dog walking in a straight line,
- Fig. 4
- in cornering as well as in the
- 5a and 5b
- at a transition from the track-true procedure to the crab and in
- Fig. 6
- a trigonometric representation with functional elements of the device,
- Fig. 7
- a setting panel for setting some functions of the compaction device, in particular the dog walking as well
- Fig. 8
- a flowchart showing the automatic transition to dog walking when driving straight ahead for moving the trailing bandage according to Figure 6 , where ▴δ the angular increment for the adjustment of the trailing
bandage 13b , ▴t the time increment for the gradual calculation of the adjustment, v the vehicle speed and ▴d is the resulting additional deflection of the trailingbandage 13b after the time increment ▴t.
Zur Erläuterung der Lenkverhältnisse bei einem hundegangartigen
Verfahren einer Bodenverdichtungsvorrichtung,
hier ein Walzenfahrzeug 5, wird von einem spurgetreuen Fahren,
wie z. B. in den Figuren 2 und 5a dargestellt, ausgegangen.To explain the steering conditions in a crab-like method of a soil compaction device, here a
Bei einer Geradeausfahrt sind die Lenkwinkel α und β
zwischen einer Senkrechten 21a bzw. 21b auf der jeweiligen
Bandagenachse 19a bzw. 19b und einer Senkrechten 22a bzw.
22b auf der Maschinenachse 17 für die vordere und hintere
Bandage 13a und 13b gleich 90°. Bei der in Figur 2 dargestellten
Kurvenfahrt ist dann
Werden nun die beiden Bandagen 13a und 13b bei einer Geradeausfahrt
seitlich gegeneinander versetzt, d. h. in den
Hundegang gebracht, wie in Figur 3 dargestellt, so ergeben
sich die Lenkwinkel α und β mit τ = 0 zu
Eine Kurvenfahrt in Hundegang, wie in Figur 4 dargestellt,
ist dann eine Überlagerung der obigen Lenkvorgänge.
Die Lenkwinkel α und β sind dann
Um nun von der Begrenzung 15 seitlich wegzufahren, ohne
in diese hineinzufahren, muß das Walzenfahrzeug 5, wie in
den Figuren 5a und 5b schematisch dargestellt, von der spurgetreuen
Verfahrart in den Hundegang gebracht werden, bei
dem die in Fahrtrichtung 23 hintere Bandage 13b gegenüber
der vorderen 13a von der Begrenzung 15 um einen Abstand d
distanziert ist. Figur 5a zeigt die Ausgangsposition mit den
beiden der Begrenzung 15 benachbarten Bandagen 13a und 13b.
Figur 5b zeigt den Endzustand, in dem das Walzenfahrzeug 5
im Hundegang entlang der Begrenzung 15 mit einem Abstand d
der hinteren Bandage 13b bewegbar ist.In order to move laterally away from the
Um nun in diesen Hundegang zu kommen, sind die Bandagen
13a und 13b zu verstellen, wobei während des Verstellvorgangs
die in Fahrtrichtung 23 vordere 13a und die hintere
Bandage 13b zur Maschinenachse 17 gegenüber dem Zustand in
den Figuren 3 und 5b unterschiedliche Verschwenkungswinkel
δh und δV aufweisen.In order to get into this crab, the
Die Verstellung der Verschwenkungswinkel δh und δV soll
anhand von Figur 6 erläutert werden. Figur 6 zeigt schematisch
mit ausgezogenen Linien die Position der beiden Bandagenachsen
19a und 19b gemäß Figur 5a ("spurgetreuer" Ausgangszustand).
Der Abstand der beiden Bandagenachsen 19a und
19b voneinander ist a; genauer gesagt der Abstand der beiden
Drehpunkte 7 und 9. Ist nun die hintere Bandagenachse 19b um
den Verschwenkungswinkel δh verstellt und mit dieser Bandage
13b die Strecke b gefahren worden, so muß die vordere
Bandagenachse 19b dann um den Verschwenkungswinkel δV verschwenkt
sein, ansonsten würde die vordere Bandage 13a nicht
mehr an der Begrenzung 15 entlang fahren, sondern in diese
hinein. Gemäß den Gesetzen des schiefwinkligen Dreiecks
[siehe z. B. Hütte des Ingenieurs Taschenbuch, 28. Auflage,
Theoretische Grundlagen, Berlin 1955, Seite 73] folgt
Gemäß dieser Beziehung ist nun die Bandagenachse 19a der
vorderen Bandage 13a entsprechend der Verschwenkung der hinteren
Bandagenachse 19b zu verschwenken. Die inkrementell
kleinen Verschwenkungswinkeländerungen werden nun in Abhängigkeit
des inzwischen jeweils zurückgelegten Weges b der
hinteren Bandage 13b so groß gewählt, daß aufgrund der hierdurch
auf dem zu verdichtenden Boden einwirkenden Scherkräfte
keine Rißbildung auftreten kann.According to this relationship, the
Bei Erreichen des gewünschten seitlichen Versatzes d für
den Hundegang, wie er in Figur 5b dargestellt ist, sind gemäß
obigen Ausführungen die beiden Verschwenkungswinkel α
und β gleich groß.
Je nach gewünschter Schnelligkeit zum Erreichen des
seitlichen Versatzes d und der Scherbeanspruchbarkeit des zu
verdichtenden Bodens können Verschwenkungswinkel δv und δh
der vorderen und hinteren Bandage 13a und 13b eingestellt
werden, welche über dem Verschwenkungsendwinkel δh' end (=
Hundegangwinkel δ) liegen. Es ist jedoch bei dem zeitlichen
Ablauf des Verstellvorgangs darauf zu achten, daß bei Erreichen
der gewünschten Hundegangposition (Abstand d) der Verschwenkungswinkel
δV den Winkel δh' end ohne Überschreitung der
maximalen Scherbeanspruchung des Bodens zu erreichen hat.Depending on the desired speed to achieve the lateral offset d and the shear strength of the soil to be compacted, pivoting angles δ v and δ h of the front and
Der Hundegang wird immer derart eingestellt, daß die in
Fahrtrichtung 23 jeweils hintere 13b Bandage gegenüber der
Begrenzung 15 distanziert ist.The crab is always set in such a way that the rear 13b bandage in the direction of
Aufgrund der Regelungsgröße des Verschwenkungssystems ist immer eine sog. Regelabweichung vorhanden. Diese Regelabweichung sollte vorteilhafterweise experimentell ermittelt und dann entsprechend der Verschwenkung der vorderen Bandage überlagert werden. Ein verbleibender Fehler kann vom Walzenführer durch geringes Kurvenfahren ausgeglichen werden.Due to the regulation size of the swivel system there is always a so-called control deviation. This rule deviation should advantageously be determined experimentally and then according to the pivoting of the front bandage be overlaid. A remaining mistake can be made by the roller operator be compensated for by slight cornering.
Der Lenkprozeß zur Verstellung der beiden Bandagen 13a
und 13b erfolgt nach Vorgabe durch den Walzenführen über die
Steuereinheit 31, welche mit Meßstellen 29a und 29b für den
gefahrenen Weg bzw. die Verfahrgeschwindigkeit und mit Meßstellen
27b und 27b für den Ist-Verstellwinkel der betreffenden
Bandage 13a und 13b und Aktuatoren der Verschwenkeinrichtung
25a und 25b zusammenarbeitet. Die Steuereinheit 31
ist ein digitaler Rechner (Prozessor). Die für die Lenkung
einzuhaltende Bedingung lautet: Der Abstand der vorlaufenden
Bandage 13a, siehe Figur 5a und 5b, zu einem geraden Hindernis
(Begrenzung) 15 (effektiv oder zu einer gedachten, insbesondere
geraden Linie) muß während des Übergangs in den
Hundegang konstant bleiben, während der Abstand d der nachlaufenden
hinteren Bandage 13b, wie im Übergang von Figur 5a
zu Figur 5b dargestellt, sich ändert. Diese Bedingung wird
eingehalten, wenn während des Übergangs in den Hundegang der
Winkel zwischen der Begrenzung 15 in Figur 6 und der Achse
19a der vorlaufenden Bandage (Fahrtrichtung 23) in dem
dort gezeigten Beispiel zu jeder Zeit und unabhängig von der
Stellung oder dem zurückgelegten Weg der nachlaufenden Bandage
19b stets 90° (bei einer geraden Linie) beträgt. Der
Korrekturwinkel, um den die vorlaufende Bandage 19a kontinuierlich
oder inkrementell verstellt werden muß, ist der
obengenannte Winkel δ v , der sich zu jeder Stellung der nachlaufenden
Bandage 13b aus der trigonometrischen Beziehung
bestimmen läßt. Diese Bestimmung führt die Steuereinheit 31
durch und gibt die nötigen Befehle an die Verschwenkeinrichtungen
25a und 25b. Kurz vor Erreichen des vorgegebenen Abstands
d zur Begrenzung 15, sorgt die Steuereinheit 31 für
einen weichen Übergang in die Parallelstellung der hinteren
Bandage 13b; δ v = δ h . Hierdurch ist dann nach Abschluß des
Lenkmanövers der vorgegebene Abstand d erreicht, wobei dann
die nachlaufende Bandage 13b parallel zur Begrenzung 15
rollt. Eine Rückstellung in eine spurgetreue Fahrt erfolgt
analog. Wann der Übergang in die Parallelstellung erfolgt,
hängt u. a. von der Art des zu verdichtenden Materials ab
und welche Scherkräfte es infolge des Lenkprozesses zuläßt.
Diese Winkeländerung in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit
ist materialspezifisch und kann als "Regelkonstante"
in die Steuereinheit 31 eingegeben werden. Diese
Eingabe ist nicht dargestellt. Man wird hierfür bevorzugt
einen Einstellschalter mit mehreren Positionen vorsehen,
welche entsprechend unterschiedliche Materialeigenschaften
unterschiedlichen Winkeländerungsgeschwindigkeiten vorgeben.The steering process for adjusting the two
Der Übergang vom spurgetreuen Fahren zum Hundegang und
auch wieder zurück wird durch Drücken der entsprechenden,
unten serwähnten Taste 37g, 37h oder 37i vorgenommen.The transition from true-to-track driving to crab walking and back again is made by pressing the
Zur Ausführung des oben beschriebenen Hundegangs hat jede
Bandage 13a und 13b eine Verschwenkeinrichtung 25a bzw.
25b zum Verschwenken der Bandagenachsen 19a bzw. 19b sowie
je eine Meßeinrichtung 27a, 27b, 29a bzw. 29b zur Messung
des tatsächlichen Ist-Verschwenkungswinkeln δh und δV sowie
des mit der betreffenden Bandage zurückgelegten Wegs b. Die
Verschwenkeinrichtungen 25a und 25b sowie die Meßeinrichtungen
27a, 27b, 29a und 29b sind mit einer Steuereinheit 31
verbunden, welche entsprechend den obigen Ausführungen die
Vorgaben für die Soll-Verschwenkungswinkel entsprechend der
Meßwerte vorgibt. Wie in Figur 6 schematisch angedeutet,
wirkt auf diese Steuereinheit 31 eine Lenkeinheit 33, mit
der gemäß Figur 4 auch ein Kurvenfahren im Hundegang, beim
Übergang in den Hundegang sowie im spurgetreuen Fahren durch
eine "Lenkung" durch den Walzenführer möglich ist.To carry out the dog walking described above, each
Um den Walzenführer von unnötigen Bedienungsvorgängen zu
entlasten und um dessen Aufmerksamkeit auf den zu verdichtenden
Bereich sowie dessen Begrenzungen zu richten, ist ein
mit der Steuereinheit 31 verbundenes, in Figur 7 dargestelltes
Eingabetableau 35 vorhanden. Dieses Eingabetableau 35
weist neun in drei Reihen angeordnete Tastenfelder 37a bis
37i auf. Mit den obersten drei Tastenfeldern 37a bis 37c
wird der Schwingungszustand der Bandagen 13a und 13b eingestellt.
Die in der mittleren Reihe angeordneten Tastenfelder
37d bis 37f dienen der Einstellung der Wasserberieselung
der Bandagen 13a und 13b. Die untersten Tastenfelder 37g bis
37i werden zur Einstellung des Hundegangs verwendet. Mit dem
Tastenfeld 37g wird ein Abstand d analog zur Figur 6 der
hinteren Bandage 13b links und mit dem Tastenfeld 37i rechts
von einer Begrenzung 15 erzeugt. Mit dem mittleren Tastenfeld
37h wird der Übergang vom Hundegang in eine spurgetreue
Fahrweise vorgenommen.In order to relieve the roller operator of unnecessary operating procedures and to direct his attention to the area to be compacted and its boundaries, an
Der Einfachheit halber wird in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Abstand d des Hundegangs maschinentypmäßig bereits bei der Montage eingestellt. Es kann aber auch mit entsprechenden (nicht dargestellten) Eingabeelementen ein Hundegang gewünschten Abstands erzeugt werden.For the sake of simplicity, in a preferred embodiment variant, the distance d of the crab is already set at the machine type during assembly. It can also be generated with appropriate (not shown) input elements a dog walking desired distance.
Die Verstellung der Bandagenachsen 19a und 19b um den
betreffenden Verschwenkungswinkel δ h bzw. δ v erfolgt in bevorzugter
Weise über hydraulische (nicht dargestellte) Kolbenzylindereinheiten;
es können aber auch andere Verstelleinheiten,
wie z. B. ein Überlagerungsgetriebe, ein elektrischer
Antrieb, ... verwendet werden.The adjustment of the
Claims (9)
- Method of steering a ground-compacting device (5) with two rollers with swivel steering for the two rollers (13a, 13b), characterized in that a setting of a first swivel angle (δh, δv) for a first (13a) of the two rollers (13a, 13b) is started by the release of a signal and, at the same time, a second swivel angle (δv, δh) for the other, second roller (13b) is automatically set, in dependence on the instantaneous first swivel angle (δh, δv), by means of a control unit (31), in accordance with an adjustment allowance, in a non-linear manner such that a transition takes place from a track- following movement behaviour to a crabwise movement behaviour with a lateral offset (d) of the two rollers (13a, 13b) relative to one another, in order, preferably during compacting close to a boundary (15), to be able to drive the device (5) straight ahead without problems and without any danger of damaging the boundary, particularly with the forward roller (13a) close to the boundary (15) and with the following roller (13b) at a distance (d) therefrom, and in order, in particular, to drive without "snaking" during the transition to a predetermined direction of travel.
- Method according to Claim 1, characterized in that the first, actual swivel angle (δh, δv) is measured automatically and the second target, swivel angle (δv, δh) is set automatically from the measured value and the adjustment allowance, with the aid of the adjustment allowance.
- Method according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the distance (b) travelled by at least one of the rollers (13a, 13b) is measured and the target swivel angle (δv, δh) is determined and set in dependence on the measured distance (b) of the rollers (13a, 13b).
- Method according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that, during a change in direction of travel to be executed by the driver of the device, a cornering swivel angle (τ) is automatically superimposed on the first and second target swivel angles by the control unit (31).
- Ground compacting device (5) for implementing the method according to any one of Claims 1 to 4, with swivel steering comprising a steering unit (33) for the two rollers (13a, 13b), characterized by a control unit (31) which is connected to a first and a second roller-swivelling unit (25a, 25b), and by which a first swivel angle (δv) of the first roller (13a), predetermined by the steering unit (33), can be set automatically in non-linear dependence on the second swivel angle (δh) of the second roller (13b) during a swivelling process, in a manner such that a transition between a track-following movement behaviour and a crabwise movement behaviour with a lateral offset (d) of the two rollers (13a, 13b) relative to one another can be executed automatically and, in particular, without "snaking".
- Ground compacting device (5) according to Claim 5, characterized by a cornering unit (33) which is connected to the control unit (31), and by which a cornering angle (τ) can be superimposed on each of the first and second swivel angles (δv, δh) for cornering.
- A ground compacting device (5) according to Claim 5 or Claim 6, characterized by at least a first measuring unit (27a, 27b) for the measurement of the swivel angle (δv, δh) of at least one roller, preferably the rear roller (13b), in the direction of travel (23) at the time in question.
- Ground compacting device (5) according to any one of Claims 5 to 7, characterized by at least a first distance measuring unit (29a, 29b) for measuring the distance (b) covered by at least one roller, preferably the rear roller (13b) in the direction of travel (23) at the time in question.
- Ground compacting device according to any one of Claims 5 to 8, characterized by a input unit (35) which is connected to the control unit (31) and comprises at least two input positions (37g, 37i) and by means of which it is possible to execute a lateral offset of one of the rollers (13a, 13b) relative to the other (13b, 13a), to the left or to the right in the direction of travel (23).
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