EP1064431B1 - Directional control for a vibrating plate - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a soil compaction device according to the preamble of claim 1.
Derartige Vibrationsplatten bestehen üblicherweise aus einer einen Antrieb aufweisenden Obermasse und einer Untermasse, die im wesentlichen aus einer Bodenkontaktplatte und einer von dem Antrieb angetriebenen Schwingungserregereinrichtung besteht. Bei der Schwingungserregereinrichtung bandelt es sich üblicherweise um einen, zwei oder vier Unwuchterreger, die auf einer oder zwei von dem Antrieb angetriebenen Erregerwellen angeordnet sind. Die Obermasse ist an mehreren Stellen mit der Untermasse durch Feder-Dämpfereinheiten, z. B. Gummipuffer, gekoppelt. Durch das Drehen der Erregerwellen werden Kräfte erzeugt, die die Bodenkontaktplatte intervallweise anheben und - bei entsprechender konstruktiver Gestaltung des Erregers - ein kleines Stück in die vom Bediener gewünschte Richtung versetzen. Dadurch kann die Vibrationsplatte nicht nur vorwärts bzw, rückwärts bewegt, sondern auch gelenkt werden.Such vibration plates usually consist of a drive having upper mass and a lower mass, which consists essentially of a Ground contact plate and a vibration excitation device driven by the drive consists. With the vibration exciter usually it is one, two or four unbalance exciters that arranged on one or two excitation shafts driven by the drive are. The upper mass is in several places with the lower mass by spring damper units, z. B. rubber buffer coupled. By turning the Excitation waves generate forces that the ground contact plate at intervals lift and - with appropriate constructive design of the Exciter - move a small distance in the direction desired by the operator. As a result, the vibrating plate can not only move forward or backward moved, but also directed.
Kleine Vibrationsplatten werden von dem Bediener über eine Deichsel gelenkt, was aufgrund des relativ niedrigen Gewichts der Vibrationsplatte mit vertretbarem Kraftaufwand möglich ist. Bei größeren Vibrationsplatten dagegen erfolgt die Lenkung mit Hilfe des Schwingungserregers, bei dem die Unwuchten in Axialrichtung der Erregerwelle geteilt, d.h., auf der Untermasse in der rechten und linken Hälfte angeordnet sind. Durch Betätigen eines Schalthebels an der Deichsel wird eine Hydraulik aktiviert, die die Stellung der Fliehgewichte relativ zueinander derart beeinflußt, daß unsymmetrische Kraftvektoren auf die Bodenkontaktplatte wirken, wodurch ein Giermoment um die Hochachse der Maschine erzeugt wird und die Maschine einlenkt.Small vibration plates are steered by the operator via a drawbar, what due to the relatively low weight of the vibrating plate reasonable effort is possible. With larger vibration plates, however The steering is carried out with the help of the vibration exciter, in which the unbalance divided in the axial direction of the excitation shaft, i.e. on the lower mass are arranged in the right and left halves. By pressing one Shift lever on the drawbar activates a hydraulic system that changes the position the centrifugal weights are influenced relative to each other in such a way that asymmetrical Force vectors act on the ground contact plate, creating a yaw moment is generated around the vertical axis of the machine and steers the machine.
Insbesondere bei größeren, aber auch bei kleinen Vibrationsplatten ist daher die Lenkbarkeit entweder für den Bediener kraftaufwendig oder mechanisch nur mittels der aufwendigen Hydraulik realisierbar.This is especially the case with larger, but also with small vibrating plates the maneuverability is either laborious for the operator or mechanical can only be achieved by means of the complex hydraulics.
Aus der DE-B-1 168 350 ist eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer Obermasse, einer eine Bodenkontaktplatte und eine Schwingungserregereinrichtung aufweisenden Untermasse, und mit die Obermasse mit der Untermasse an mehreren Stellen koppelnden Federeinheiten bekannt. Über zur Obermasse gehörende Kolben-Zylindereinheiten lässt sich die Federvorspannung der jeweils zugehörigen Federeinheit verändern, wodurch die Andruckkraft der Bodenkontaktplatte auf den Boden eingestellt werden kann. Die Obermasse wird im Wesentlichen durch eine Straßenwalze gebildet.From DE-B-1 168 350 is a soil compaction device with a Upper mass, a ground contact plate and a vibration exciter having lower mass, and with the upper mass with the Known undersize at several points spring units. about The spring preload can be used for piston-cylinder units belonging to the upper mass change the associated spring unit, whereby the The contact pressure of the floor contact plate on the floor can be adjusted can. The upper mass is essentially a road roller educated.
Die EP-A-0 142 198 zeigt eine vergleichbare Bodenverdichtungsvorrichtung, bei der ebenfalls die Federvorspannung von Federeinheiten von einer Kolben-Zylindereinheit zur Veränderung des Anpressdrucks der Bodenkontaktplatte verstellt werden kann.EP-A-0 142 198 shows a comparable soil compaction device, in which the spring preload of spring units of one Piston-cylinder unit for changing the contact pressure of the ground contact plate can be adjusted.
Aus der US-A-3,802,791 ist eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer eine Schwingungserregereinrichtung tragenden Obermasse und einer eine Bodenkontaktplatte aufweisenden Untermasse bekannt. Die an der Obermasse erzeugten Schwingungen werden über eine Zwischenplatte und Federeinheiten auf die Untermasse übertragen. Zwischen der zur Obermasse gehörenden Zwischenplatte und der Untermasse sind an mehreren Stellen zusätzliche Feder-Dämpfereinheiten eingebaut, deren Federvorspannung durch Neigen der Obermasse in Vorwärts- oder Rückwärtsfahrtrichtung veränderbar ist. Lenken lässt sich die Bodenverdichtungsvorrichtung lediglich durch Zerren an einem Führungsbügel.From US-A-3,802,791 is a soil compaction device with a an upper mass carrying a vibration exciter device and a Bottom contact plate having known sub-mass. The one at the top Vibrations are generated via an intermediate plate and spring units transferred to the lower mass. Between that to the upper mass belonging intermediate plate and the lower mass are in several places additional spring damper units installed, their spring preload by tilting the upper mass in the forward or reverse direction is changeable. The soil compacting device can only be steered by tugging on a guide bracket.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vibrationsplatte mit einer Richtungssteuerung anzugeben, die konstruktiv einfach aber dennoch hochwirksam ist. The invention has for its object a vibration plate with a Specify directional control that is structurally simple yet highly effective is.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.According to the invention, the object is achieved by a soil compaction device solved according to claim 1. Advantageous further developments of the Invention can be found in the dependent claims.
Es hat sich gezeigt, daß durch das bezüglich der Fahrtrichtung unsymmetrische Verändern der Dämpfungseigenschaften bzw. -kennwerte von wenigstens einem Dämpfungselement, das beispielsweise auf der rechten oder linken Seite der Vibrationsplatte angeordnet sein kann, ein Giermoment um die Hochachse der Platte erzeugt wird, so daß sich die Platte in der entsprechenden Richtung dreht. Durch das Verändern der Feder- bzw. Dämpfungseigenschaften über die Lenkeinrichtung kann daher die Vibrationsplatte während des Fahrens je nach Wunsch des Bedieners in die entsprechende Richtung verdreht werden.It has been shown that the asymmetrical with respect to the direction of travel Change the damping properties or characteristic values of at least a damping element, for example on the right or left Side of the vibration plate can be arranged around the yaw moment Vertical axis of the plate is generated so that the plate is in the corresponding Direction turns. By changing the spring or damping properties The vibration plate can therefore be operated via the steering device during driving depending on the operator's request Be turned in the direction.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens eine Feder-Dämpfereinheit ein Dämpfungsmaterial aus einer elektroviskosen Flüssigkeit auf, das durch die Lenkeinrichtung mit einer variierbaren elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Elektroviskose Flüssigkeiten ändern ihre Viskosität in Abhängigkeit von einer auf sie wirkenden elektrischen Spannung. Bei Verwendung einer elektroviskosen Flüssigkeit in einem Dämpfer ist es möglich, die Dämpfungscharakteristik von vollständig dämpfungsfrei bis starr zu variieren und somit, je nach Spannungsbeaufschlagung, den gewünschten Dämpfungswert einzustellen.In a preferred embodiment of the invention, at least one Spring damper unit is a damping material made of an electroviscous Fluid on through the steering device with a variable electrical Voltage can be applied. Change electroviscous liquids their viscosity depending on an electrical effect on them Tension. When using an electroviscous liquid in one Damper it is possible to completely reduce the damping characteristics of damping to vary rigidly and therefore, depending on the voltage applied, set the desired damping value.
Vorzugsweise werden ein oder mehrere derartige Dämpfer zusammen mit Gummipuffern verwendet, die die Obermasse mit der Untermasse in bekannter Weise koppeln. Dazu werden die elektroviskosen Dämpfer parallel zu den Gummipuffern angeordnet.One or more such dampers are preferably used together with Rubber buffers are used, the upper mass with the lower mass in known Pair Wise. For this purpose, the electroviscous dampers are parallel to the Rubber buffers arranged.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird die Dämpfungscharakteristik des ausgewählten Gummipuffers dadurch verändert, daß ein Stab vorgesehen ist, der durch einen von der Lenkeinrichtung ansteuerbaren Stellantrieb in den Gummipuffer ein- bzw. aus dem Gummipuffer ausfahrbar ist.In another advantageous embodiment, the damping characteristic of the selected rubber buffer changed in that a Rod is provided, which can be controlled by a steering device Actuator retractable into or out of the rubber buffer is.
Wiederum eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feder-Dämpfereinheit, deren Feder- und/oder Dämpfungskennwerte veränderbar sind, mehrere Federn und/oder Dämpfer aufweist, die durch die Lenkeinrichtung über einen Stellantrieb einzeln zu- oder abschaltbar sind. Dadurch ist es möglich, z.B. die Ankopplungsstelle der Gummipuffer an der Unter- bzw. Obermasse durch Zwischenschalten von Federn oder weiteren Gummipuffern zu variieren. Ebenfalls möglich ist es, einzelne Gummipuffer mittels eines magnetischen Riegels vollständig zu überbrücken oder einen weiteren Gummipuffer zuzuschalten.Yet another embodiment of the invention is characterized in that that the spring damper unit, its spring and / or damping characteristics can be changed, has several springs and / or dampers, the one by the steering device via an actuator can be switched off. This makes it possible, e.g. the coupling point of the Rubber buffer on the lower or upper mass by interposing Vary springs or other rubber buffers. It is also possible individual rubber buffers completely by means of a magnetic latch bridge or switch on another rubber buffer.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vibrationsplatte.These and other features and advantages are described below with reference explained in more detail on the figure using exemplary embodiments. The only figure shows schematically a side view of an inventive Vibration plate.
Eine Obermasse 1 besteht im wesentlichen aus einem Antrieb 2, der auf einem
Rahmen 3 befestigt und durch einen Schutzrahmen 4 abgedeckt ist. An
dem Rahmen 3 ist weiterhin eine Führungsdeichsel 5 mit einem Lenkhebel 6
angebracht.An upper mass 1 consists essentially of a
Die Obermasse 1 ist an ihrem Rahmen 3 mittels mehreren, üblicherweise
vier Gummipuffern 7 an einer Untermasse 8 befestigt, die im wesentlichen
aus einer Bodenkontaktplatte 9 und einer Schwingungserregereinrichtung
10 besteht. Da die Schwingungserregereinrichtung 10 sowie der sie antreibende
Antrieb 2 bekannt sind, wird auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet.The upper mass 1 is on its frame 3 by means of several, usually
four rubber buffers 7 attached to a sub-mass 8, which essentially
from a ground contact plate 9 and a vibration exciter
10 exists. Since the
Die Gummipuffer 7 sind üblicherweise zwischen dem Rahmen 3 und der Bodenkontaktplatte 9 eingesetzt. In der Figur nicht erkennbar sind weiterhin ein oder mehrere Dämpfungselemente vorhanden, die als Dämpfungsmaterial eine elektroviskose Flüssigkeit (z.B. RHEOBAY®) enthalten. Elektroviskose Flüssigkeiten zeichnen sich dadurch aus, daß ihre Viskosität in Abhängigkeit von einer angelegten Spannung veränderbar ist. So ist es z.B. möglich, die elektroviskose Flüssigkeit in dem Dämpfer weitgehend widerstandsfrei strömen zu lassen, wodurch die Dämpfungswirkung gering ist. Andererseits kann die Viskosität durch Anlegen der Spannung auch deutlich erhöht werden, was zu einer Verstärkung der Dämpfungswirkung führt. The rubber buffers 7 are usually between the frame 3 and the ground contact plate 9 used. Are still not recognizable in the figure one or more damping elements are present, which act as damping material contain an electroviscous liquid (e.g. RHEOBAY®). electroviscous Liquids are characterized in that their viscosity depends is changeable by an applied voltage. So it is e.g. possible, the electroviscous fluid in the damper is largely free of resistance to flow, so the damping effect is low. on the other hand the viscosity can also be increased significantly by applying the voltage become, which leads to an increase in the damping effect.
Die Veränderung der an den elektroviskosen Dämpfer anzulegenden Spannung wird durch Betätigen des Lenkhebels 6, der mit einer geeigneten, nicht dargestellten Steuereinheit verbunden ist, bewirkt. Die Steuereinheit erzeugt und variiert die Spannung in der gewünschten Weise.The change in the voltage to be applied to the electroviscous damper is by pressing the steering lever 6, which with a suitable, not shown control unit is connected. The control unit generates and varies the voltage as desired.
Besonders vorzuziehen ist eine Ausführungsform, bei der auf beiden Seiten, d.h., in Fahrtrichtung gesehen, links und rechts mindestens ein elektroviskoser Dämpfer angeordnet ist. Die Flüssigkeiten in beiden Dämpfern ändern bei entsprechender Betätigung des Lenkhebels 6 ihre Viskosität, so daß auf den beiden Seiten unterschiedliche Dämpfungswirkungen erzielt und das gewünschte Giermoment um die Hochachse der Vibrationsplatte erzeugt werden kann.An embodiment is particularly preferred in which on both sides, i.e., seen in the direction of travel, at least one electroviscous on the left and right Damper is arranged. Change the fluids in both dampers with appropriate actuation of the steering lever 6 its viscosity, so that on the two sides achieved different damping effects and the desired Yaw moment can be generated around the vertical axis of the vibration plate can.
Alternativ zu der Verwendung von elektroviskosen Dämpfern können auch mechanische Einflüsse eine Veränderung der Dämpfungscharakteristik bewirken. So ist es z.B. möglich, bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung mittels eines von der Lenkeinrichtung ansteuerbaren Stellmotors einen Gewindestab in den Gummipuffer einzuschrauben, wodurch dieser starrer wird. Entsprechend kann der Gewindestab auch aus dem Gummipuffer herausgeschraubt werden, was zu einer weicheren Charakteristik des Puffers führt.Alternatively to the use of electroviscous dampers you can also mechanical influences cause a change in the damping characteristics. So it is e.g. possible in an embodiment, not shown the invention by means of a controllable by the steering device Actuator screw a threaded rod into the rubber buffer, whereby this becomes more rigid. The threaded rod can also be made accordingly the rubber buffer are unscrewed, resulting in a softer characteristic of the buffer leads.
Alternativ dazu ist auch die Verwendung von an sich bekannten Öldruck-Stoßdämpfern mit veränderlichen, von außen beeinflußbaren Durchtrittquerschnitten möglich. Weiterhin kann bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Ankopplungsstelle der Gummipuffer an der Unter- bzw. Obermasse variiert werden, beispielsweise durch Zwischenschalten von weiteren Gummipuffern oder Federn. Das Umschalten erfolgt dann entweder mittels eines Stellantriebs oder eines elektromagnetischen Aktors, der durch Betätigen eines Riegels entweder den Gummipuffer vollständig überbrückt oder einen weiteren Gummipuffer zuschaltet.Alternatively, the use of known oil pressure shock absorbers is also possible with variable cross-sections that can be influenced from the outside possible. Furthermore, in another embodiment of the invention, the coupling point of the rubber buffer on the lower or Upper mass can be varied, for example by interposing others Rubber buffers or springs. Switching then takes place either by means of an actuator or an electromagnetic actuator which by Pressing a latch either completely bridges the rubber buffer or switch on another rubber buffer.
Wiederum bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird auf die Führungsdeichsel vollständig verzichtet. Stattdessen wird eine Fernsteuerung eingesetzt, die den Bediener in die Lage versetzt, die Vibrationsplatte aus einiger Entfernung und somit außerhalb des Gefahrenbereichs zu betreiben. Weiterhin ist der Bediener keinen unangenehmen Schwingungen mehr ausgesetzt. Jedoch hat dies nicht nur den Vorteil der Komfortsteigerung: Da auf die Führungsdeichsel und die bisher verwendete, kostenintensive Hydraulik verzichtet werden kann, sind erhebliche Herstellungskosten einzusparen.Still another embodiment of the invention is based on the Guide drawbar completely dispensed with. Instead, remote control used, which enables the operator to use the vibrating plate operate from a distance and therefore outside the danger zone. Furthermore, the operator is no uncomfortable vibrations exposed more. However, this not only has the advantage of increasing comfort: Because of the guide drawbar and the previously used, expensive Hydraulics can be dispensed with, are significant manufacturing costs save.
Claims (6)
- Ground compacting device, in particular a vibration plate, having an upper mass (1), a lower mass (8) which comprises a ground contacting plate (9) and vibration exciter device (10), and having spring-damper units (7) which couple the upper mass (1) to the lower mass (8) at several sites, characterised in that at at least one of the sites the spring characteristic values and/or damping characteristic values of the respectively associated spring-damper unit (7) can be changed by means of a steering device (6) for the purpose of generating a yawing moment about the vertical axis of the plate (9).
- Ground compacting device as claimed in claim 1, characterised in that at least one spring-damper unit (7) comprises a damping material which consists of an electro-viscous liquid and can be influenced by an electric voltage.
- Ground compacting device as claimed in claim 2, characterised in that the electric voltage can be changed by the steering device (6).
- Ground compacting device as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that at least one of the spring-damper units comprises a rubber buffer (7).
- Ground compacting device as claimed in claim 4, characterised in that a bar is provided which can be inserted into the rubber buffer (7) and extracted out of the rubber buffer (7) by means of an actuator which can be actuated by the steering device (6).
- Ground compacting device as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that the spring-damper unit (7), of which the spring and/or damping characteristic values can be changed, comprises several springs and/or dampers which can be switched on and off by means of the steering device (6) via an actuator.
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