EP2599918A1

EP2599918A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampfleiste eines Straßenfertigers

Info

Publication number: EP2599918A1
Application number: EP12007847.2A
Authority: EP
Inventors: Karl-Hermann Mötz; Jens Wagner
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: JP2013117160A; JP5984644B2; CN103132440B; CN103132440A; DE102011119937A1; EP2599918B1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampfleiste eines Straßenfertigers beschrieben, bei welchen die Stampfleiste (10) durch Antriebselemente (13, 20) in oszillierende vertikale Schwingungen mit einem oberen und einem unteren Totpunkt versetzt wird. Erfindungsgemäß wird der obere Totpunkt verschoben und der untere Totpunkt konstant gehalten. Die in Richtung auf den unteren Totpunkt wirkenden Antriebselemente (13) werden dazu von den in Richtung zum oberen Totpunkt wirkenden Antriebselemententen (20) entkoppelt, wobei der Hub der Nockenwelle konstant gehalten wird und der obere Totpunkt durch eine wahlweise einstellbare Längenbegrenzung des Rückstellweges einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampfleiste eines Straßenfertigers mit einem rotierenden Antrieb für die Stampfleiste, wobei die Stampfleiste in eine oszillierende vertikale Bewegung mit einem oberen und einem unteren Totpunkt versetzt wird, und wobei der obere Totpunkt verschoben und der untere Totpunkt konstant gehalten wird.
Straßenfertiger dienen bekanntlich zur Herstellung von Verkehrsflächen auf einem Planum. Das Einbaumaterial, zum Beispiel Asphalt, wird dabei über die gewünschte Einbaubreite vor einer Einbaubohle verteilt, welche das Einbaumaterial in der gewünschten Einbaudicke auszieht und die Oberfläche glättet. Vor der Einbaubohle kann eine Stampfleiste, die auch Tamper genannt wird, angeordnet sein, welche das Einbaumaterial durch eine stampfende vertikale Bewegung verdichtet und den Fluss des einzubauenden Materials unter die Einbaubohle unterstützt. Dazu ist die Stampfleiste über Schubstangen mit einem rotierenden Antrieb in der Weise verbunden, dass bei jeder Umdrehung des Antriebs eine oszillierende vertikale Bewegung erzeugt wird, die als Amplitude oder Hub der Stampfleiste bezeichnet wird. Der Antrieb besteht bei bekannten Stampfleisten zum Beispiel aus einer Kurbelwelle.
Die Verdichtung durch eine Stampfleiste eines Straßenfertigers ersetzt in der Regel nicht eine anschließende Verdichtung durch eine Walze, weshalb bei der Verdichtung durch eine Stampfleiste auch von einer Vorverdichtung gesprochen wird. Eine hohe Vorerdichtung durch eine Stampfleiste ist jedoch vorteilhaft, weil eine bessere Ebenheit der eingebauten Oberfläche erreicht wird. Sie ist auch besonders effizient, da sie bei einer höchstmöglichen Temperatur des Einbaumaterials erfolgt und das Risiko von Materialschieben beim nachfolgenden Walzenverdichten minimiert wird. Außerdem kann die Verdichtungsleistung der Walzen reduziert werden.
Die bekannten Stampfleisten haben eine ebene Grundfläche mit einer Breite von ca. 2 bis 3 cm und eine Schräge an ihrer Vorderseite von ca. 60°. Diese Geometrie wurde gewählt, dass alle verwendeten Einbaumaterialien und üblichen Schichtdicken eingebaut werden können, ohne das Schäden am Einbaumaterial oder am Einbaugerät auftreten. Es handelt sich um einen Kompromiss, der sich nicht bei allen Schichtdicken und Materialien gleich günstig auswirkt. So wird zum Beispiel bei hohen Schichtstärken und schmaler Grundfläche der Stampfleiste das Material nur geringfügig in vertikaler Richtung komprimiert (verdichtet), sondern überwiegend nach vorne geschoben. Dabei stützt es sich an dem Material, welches sich bereits unter der Einbaubohle befindet, ab, was den weiteren Materialfluss unter die Einbaubohle etwas unterstützt. Mit einer breiteren Grundfläche der Stampfleiste kann man zwar eine Erhöhung der vertikalen Kompression (Verdichtung) bei dicken Schichten erzielen, aber bei dünnen Schichten im Bereich von ca. 2 cm besteht die Gefahr von Kornzertrümmerung, da das Material nicht mehr nach vorne wegfließt. Die vertikalen Reaktionskräfte einer breiteren Stampfleiste heben die damit verbundene Einbaubohle bei jedem Hub so weit an, daß Wellen an der Oberfläche des eingebauten Materials entstehen.
Es ist zwar bekannt, die Schwingamplitude einer Stampfleiste manuell zu verstellen. Allerdings erfordert dies einen hohen Montageaufwand, da zu diesem Zweck erst ein Zugang für den Bediener zur Verstelleinrichtung geschaffen werden muss. In der Regel muss auch zumindest ein Teil der Maschinenverkleidung entfernt werden. Das bedeutet, dass der Betrieb des Straßenfertigers unterbrochen werden muss, was sich ungünstig auf die Qualität der einzubauenden Materialschicht auswirkt.
Ein gattungsgemäßer Antrieb für eine Stampfleiste ist aus DE 102006046250 A1 bekannt. Die Stampfleiste ist an einem Hebelarm mit einer vorgegebenen wirksamen Länge angeordnet, auf welchen auch ein Exzenterantrieb wirkt. Zur Verstellung des Hubs der Stampfleiste wird die wirksame Länge des Hebelarms für den Exzenterantrieb verändert, während die wirksame Hebellänge für die Stampfleiste unverändert bleibt. Hierbei bleibt der untere Totpunkt der Stampfleiste unabhängig vom eingestellten Hub unverändert. Weitere Vorrichtung dieser Art zur Hubverstellung einer Stampfleiste sind aus DE 1459670 A und EP 2325392 A2 bekannt. Allen diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, dass der obere und der untere Totpunkt der Stampfleiste unveränderbar durch die Exzentrizität des Exzenterantriebs festgelegt sind. Der Exzenterantrieb erzwingt die Bewegung der Stampfleiste sowohl in Abwärtsrichtung zum unteren Totpunkt, als auch die Rückstellung der Stampfleiste in den oberen Totpunkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die Amplitudenverstellung auf einfache Weise durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die vertikale Schwingung durch Antreiben der Stampfleiste in Richtung auf den unteren Totpunkt und durch eine davon entkoppelte Rückstellung der Stampfleiste in Richtung auf den oberen Totpunkt erzeugt wird, und dass der obere Totpunkt durch eine wahlweise einstellbare Längenbegrenzung des Rückstellweges verstellbar ist.
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt demnach darin, dass die Auslenkung der Stampfleiste nicht proportional zur Auslenkung des Stampfleistenantriebs ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird beim Antreiben der Stampfleiste Energie gespeichert, und die gespeicherte Energie wird für die Rückstellung der Stampfleiste verwendet. Somit wird die Stampfleiste nur in Abwärtsrichtung mit einer treibenden Kraft aktiv ausgelenkt.
Es ist besonders vorteilhaft, dass der Antrieb als Nockenantrieb oder Exzenterwelle mit konstanter Amplitude ausgebildet ist, mit welchem die Stampfleiste zur Auslenkung zum unteren Totpunkt in Wirkverbindung steht, dass ein Rücksteller vorhanden ist, mit welchem die Stampfleiste zur Auslenkung zum oberen Totpunkt in Wirkverbindung steht, und welcher von der Amplitude des Nockenantriebs unabhängig ist, und dass ein wahlweise vertikal verstellbarer Anschlag vorhanden ist, welcher den oberen Totpunkt festlegt.
Andere bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Grundfläche der Stampfleiste im unteren Totpunkt bei einer Änderung der Amplitude unabhängig von der eingestellten Amplitude in einer Ebene mit der Grundfläche der Einbaubohle bleibt. Dadurch wird es möglich, dass die Breite der Grundfläche der Stampfleiste im Vergleich zu herkömmlichen Stampfleisten so weit vergrößert werden kann, dass auch hohe Schichtstärken gut vertikal verdichtet werden können. Wenn dünnere Schichten verdichtet werden sollen, kann ohne weiteres eine geeignete Amplitude eingestellt werden. Eine Nachjustierung nach einer Amplitudenänderung ist daher nicht erforderlich. Zur Amplitudenänderung muss nur ein einziges Bauteil verstellt werden, was konstruktiv mit relativ einfachen Mitteln vorgenommen werden kann, wobei der Hub der Nockenwelle konstant bleibt, so dass eine Amplitudenänderung schnell durchgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Amplitude grundsätzlich klein gehalten werden kann, was Verschleiß und Arbeitsgeräusche verringert.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Frequenz der oszillierenden Schwingungen in Abhängigkeit vom oberen Totpunkt eingestellt wird. Das hat den Vorteil, dass sich die Frequenz abhängig von der Amplitude der Stampfleiste ändert und auch die Frequenz an die Schichtdicke des einzuarbeitenden Materials angepasst ist.
Es ist ferner vorteilhaft, die Schlagweite der Stampfleiste konstant zu halten, d.h. die Frequenz proportional zur Einbaugeschwindigkeit ansteigen zu lassen. Unter Schlagweite wird der Abstand zwischen zwei Totpunkten bei einer Vorwärtsfahrt des Straßenfertigers verstanden.
Grundsätzlich ist es möglich, eine stufenweise Verstellung des Anschlags vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine stufenlose Verstellung des Anschlags, so dass auch die Amplitude stufenlos verändert werden kann. Damit kann für jede Schichtdicke und für jedes Material die optimale Verdichtung ohne Folgeschäden am Belag oder an der Maschine genau eingestellt werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Anschlag mit der Schubstange in Wirkverbindung steht. Das hat den Vorteil, dass eine Verstellung des Anschlags parallel oder koaxial zur Schubstange angeordnet werden kann.
Eine Amplitudenverstellung ohne Unterbrechung des Betriebs ist besonders dadurch gewährleistet, dass eine Verstellvorrichtung für den Anschlag vorhanden ist, welche von einem Führerstand des Straßenfertigers aus bedienbar ist.
Zur Verstellung kann ein Antrieb, bevorzugt ein mechanischer, elektrischer oder hydraulischer Antrieb eingesetzt werden. Zweckmäßig ist eine mechanische Verstellvorrichtung, bei welcher der Anschlag bevorzugt als eine linear verschiebbare Buchse ausgebildet ist, die mit einer Schubstange oder Kette geführt ist, und die mit einem verschiebefesten Gegenstück auf der Schubstange zusammenwirkt. Die Buchse kann vorteilhafterweise auch als geräteseitige Linearführung für die Schubstange dienen.
Die Verstellung der Buchse kann besonders einfach dadurch erfolgen, dass die Buchse ein Außengewinde aufweist, welches gehäuseseitig in einem Innengewinde geführt ist, wobei das Innen-und Außengewinde im einfachsten Fall aus einem Steuerstift und einer Steuerkurve für den Steuerstift besteht. Bevorzugt sind der Steuerstift buchsenseitig und die Steuerkurve gehäuseseitig angeordnet. Das hat den Vorteil, dass durch einfaches Verdrehen der Buchse um ihre Achse eine Verstellung des Anschlags herbeigeführt werden kann.
Eine bevorzugte Alternative der Verstellvorrichtung weist einen Spindelantrieb auf, mit welchem der Anschlag parallel zur Schubstange verschiebbar ist.
Zwar kann die Amplitudenverstellung als Ergebnis manuell durch den Bediener mit guten Arbeitsergebnissen durchgeführt werden, wobei der Bediener nach Beobachtung und Sichtkontrolle oder nach Vorgaben bezüglich des Einbaumaterials und der geforderten Schichtdicken vorgeht. Die Erfindung eignet sich aber besonders vorteilhaft für eine automatische Amplitudenverstellung, weil eine Verstellung eines Anschlags relativ einfach mittels eines gesteuerten oder geregelten Antriebs, beispielsweise mit einem Motor und einer Motorsteuerung, erfolgen kann.
Eine optimierte geregelte Amplitudenverstellung wird dadurch erhalten, dass mindestens eine der folgenden Regelgrößen Verwendung findet, die mit Sensoren ermittelt werden:

der hydraulische Druck im Stampfleistenantrieb
die Druckkraft der Stampfleiste
die Druckspannung in der Schubstange der Stampfleiste
die vertikale Bewegung der Einbaubohlenstruktur
die vertikale Beschleunigung der Einbaubohlenstruktur
die Dichte und / oder Bodensteifigkeit, insbesondere als Vibrationsmodul EVIB [MN/m²] hinter der Einbaubohle.

Diese Regelgrößen können vorteilhafterweise auch mit weiteren Parametern wie der Vibrationsfrequenz der Stampfleiste, dem Einbaubohlenvorschub und der Einbauschichtstärke kombiniert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von vier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen weiter beschreiben. Es zeigen schematisch:

Fig. 1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampferleiste;
Fig. 2: eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampferleiste;
Fig. 3: eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer dritten Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampferleiste; und
Fig. 4: eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer vierten Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampferleiste.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist mit 10 eine Stampfleiste eines Straßenfertigers (nicht dargestellt) bezeichnet, welche vertikal verschiebbar gelagert ist, um oszillierende Vertikalschwingungen mit einem oberen und einem unteren Totpunkt ausführen zu können. Die Stampfleiste 10 weist eine vertikale Schubstange 11 mit einer oben liegenden Kopfseite 12 auf. Die Schubstange 11 wird in eine Richtung durch ein erstes Antriebselement und in die entgegengesetzte Richtung durch ein zweites Antriebselement bewegt, welches vom ersten Anatriebselement entkoppelt ist. Das erste Antriebselement ist im dargestellten Beispiel ein oben liegender Nockenantrieb 13, mit welchem die Stampfleiste 10 dadurch in Wirkverbindung steht, dass ein auf einer Welle 30 angeordneter exzentrischer Nocken 14 gleitend auf der Kopfseite 12 abrollt. Dadurch, dass der Nocken 14 nicht fest oder formschlüssig mit der Stampfleiste 10 verbunden ist, kann er Antriebskraft nur dann übertragen, wenn er sich auf die Stampfleiste 10 zu bewegt, d.h. im dargestellten Beispiel, wenn er sich im Uhrzeigersinn auf die Stampfleiste 10 zu bewegt. Bei einer Bewegung von der Stampfleiste 10 weg werden keine Antriebskräfte vom Nockenantrieb 13 auf die Stampfleiste 10 übertragen.
Das zweite Antriebselement ist hier ein als Druckfeder 20 ausgebildeter Rücksteller, der mit der Stampfleiste 10 dadurch in Wirkverbindung steht, dass er vom Nockenantrieb 13 aufgenommene Bewegungsenergie an die Stampfleiste 10 abgibt. Das zweite Antriebselement bzw. die Druckfeder 20 stellt die Stampfleiste 10 nach einer Auslenkung durch das erste Antriebselement selbsttätig in die Ausgangslage zurück. Das zweite Antriebselement kann ebenfalls Antriebskraft nur in einer Richtung auf die Stampfleiste 10 übertragen und zwar nur in Rückstellrichtung entgegengesetzt zur Kraftübertragungsrichtung des ersten Antriebselements.
Die Stampfleiste 10 und der Nockenantrieb 13 sind an einem Grundrahmen 15 einer Einbaubohle 16 des Straßenfertigers angeordnet. Die Schubstange 11 ist am Grundrahmen 15 in einem Gleitlager 18 und einer Gewindebuchse 19 geführt. Die Gewindebuchse weist ein Außengewinde 36 auf, welches mit einem komplementären Innengewinde am Grundrahmen 15 zusammen wirkt. Dadurch ist die Position der Gewindebuchse 19 relativ zum Grundrahmen 15 und koaxial zur Schubstange 11 verstellbar, indem sie gedreht wird. Die Einbaubohle 16 weist eine Gleitplatte 17 auf, deren Grundfläche 24 im wesentlichen plan ist und auf dem einzubauenden Material aufliegt. Die Stampfleiste 10 liegt in Fahrtrichtung des Fertigers vor der Gleitplatte 17.
Der Nockenantrieb 13 erzeugt eine konstante maximale Amplitude A1, die durch die Exzentrizität des Nockens 14 festgelegt ist. Bei der maximalen Amplitude A1 des Nockens 14 wird die Stampfleiste 10 so weit nach unten in einen unteren Totpunkt ausgelenkt, dass die Unterseite der Stampfleiste plan zur Grundfläche 24 der Gleitplatte 17 der Einbaubohle 16 ist. Dieser Zustand ist in den Figuren veranschaulicht. Der Nockenantrieb 13 treibt die Schubstange nur in Richtung auf den unteren Totpunkt.
Der Antrieb zum oberen Totpunkt erfolgt mit der Druckfeder 20, die bei der Bewegung zum unteren Totpunkt vom Nocken 14 gespannt wird und dauerfest und setzungssicher ausgebildet ist. Der Antrieb der Schubstange 11 zum oberen Totpunkt ist vom Antrieb zum unteren Totpunkt entkoppelt, d.h. die Bewegung zum oberen Totpunkt ist unabhängig vom Nockenantrieb 13. Die Druckfeder 20 ist zwischen dem Grundrahmen 15 und einem Kragen 21 angeordnet, der sich auf der Schubstange 11 befindet. Wenn sich der Nocken 14 auf den unteren Totpunkt zu bewegt, schiebt er die Schubstange 11 nach unten und die Druckfeder 20 wird gespannt, wobei Energie gespeichert wird. Bei einer Bewegung des Nockens 14 vom unteren Totpunkt weg entspannt sich die Druckfeder 21 und drückt unter Abgabe der gespeicherten Energie die Schubstange 11 nach oben, ohne dass der Nockenantrieb 13 die Schubstange 11 antreibt.
Der obere Totpunkt wird wahlweise durch eine Verstellvorrichtung verstellt, die hier von einem vertikal verstellbaren Anschlag 22 gebildet wird. Der Anschlag bildet eine wahlweise verstellbare Längenbegrenzung des Rückstellweges der Schubstange 11. Damit wird die Bewegung der Schubstange 11 nach oben begrenzt, ohne dass der Nockenantrieb 13 in Wirkverbindung mit der Schubstange 11 steht und Einfluss auf die Länge des Rückstellweges der Schubstange 11 hat.
Dadurch, dass die Rückstellung der Stampfleiste 10 vom Nockenantrieb 13 entkoppelt ist, kann die Länge des Rückstellweges der Stampfleiste 10 unabhängig von Rückstellweg des Nockens 14 eingestellt werden. Wenn die Länge des Rückstellwegs der Stampfleiste 10 kürzer eingestellt ist als die Länge des Rückstellweges des Nockens 14, tritt der Nocken 14 auch bei der Bewegung nach unten entsprechend später mit der Stampfleiste 10 in Wirkverbindung. Der Nocken 14 dreht also in einem bestimmten Winkelbereich leer, d.h. ohne die Stampfleiste 10 nach unten zu bewegen. Die Größe dieses Winkelbereichs hängt von der eingestellten Länge des Rückstellweges der Stampfleiste 10 ab.
Der Anschlag 22 wird im dargestellten Beispiel von der unteren Stirnseite der Gewindebuchse 19 gebildet. Ein Anschlaggegenstück 25 auf der Schubstange 11 wird hier von der oberen Stirnseite des Kragens 21 gebildet. Es ist ein Stoßdämpfer zur Dämpfung des Aufpralls des Kragens 21 auf dem Anschlag 22 vorhanden, der im dargestellten Beispiel als ein Dämpfungselement 23 aus einem stoßabsorbierenden Material auf dem Anschlag 22 besteht. Alternativ kann auch eine Druckfeder (nicht dargestellt) zwischen dem Anschlag 22 und dem Anschlaggegenstück 25 als Stoßdämpfer angeordnet sein.
Die Stampfleiste führt somit eine oszillierende Bewegung zwischen dem unteren Totpunkt, der durch die Amplitude A1 des Nockenantriebs 13 fest vorgegeben ist, und dem Anschlag 22 aus, der linear entlang der Schubstange 11 wahlweise verstellbar ist und damit eine verstellbare Amplitudenbegrenzung bildet. Da sich der untere Totpunkt bei der Verstellung der Amplitude nicht verändert, bleibt die Unterseite der Stampfleiste 10 bei allen eingestellten Amplituden der Stampfleiste 10 plan mit der Grundfläche 24 der Gleitplatte 17.
Zur Verstellung des Anschlags 22 nach oben oder unten wird die Gewindebuchse 19 im Grundrahmen 15 verdreht, so dass sie gemäß Pfeil P2 wahlweise nach oben oder unten versetzt wird. Die Verdrehung der Gewindebuchse 19 erfolgt mit einem radial an der Gewindebuchse 19 angebrachten Stellhebel 26, der manuell oder mittels eines Getriebes (nicht dargestellt) von einer automatischen Steuerung (nicht dargestellt) betätigt werden kann. Sind über die Länge einer Stampfleiste mehrere Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art vorhanden, so werden die betreffenden Stellhebel über ein Getriebe, zweckmäßigerweise über eine horizontale Schubstange (nicht dargestellt), wirkverbunden, so dass sie gemeinsam verstellt werden können.
Die Stampfleiste 10 wird mit einer Amplitude A2 ausgelenkt, welche dem Abstand des Anschlags 22 vom Anschlaggegenstücke 25 entspricht. Über den Anschlag 22 kann der obere Totpunkt und damit die Amplitude A2 der Stampfleiste 10 stufenlos verstellt werden, ohne dass der untere Totpunkt der Stampfleiste 10 verändert wird.
Die Grundfläche der Stampfleiste 10 weist im Profil drei Bereiche auf und ist auf diese Weise breiter als herkömmliche Stampfleisten. Sie hat einen hinteren Bereich 27, der im unteren Totpunkt mit der Unterseite 24 der Gleitplatte 17 der Einbaubohle 16 fluchtet, und welcher sich unmittelbar vor der Gleitplatte 17 befindet. An der der Gleitplatte 17 abgewandten Seite, d.h. der in Fahrtrichtung des Straßenfertigers vorn liegenden Seite der Stampfleiste, befindet sich eine relativ steile Einlaufschräge 28 für das einzubauende Material und zwischen der Einlaufschräge 28 und dem hinteren Bereich 27 liegt ein Übergangsbereich 29, der ebenfalls eine Schräge nach vorn aufweist, die jedoch kleiner ist als die Einlaufschräge 28. Die Gesamtbreite der Grundfläche der Stampfleiste 10 liegt im Bereich von 4 bis 10 cm, bevorzugt 5 bis 8 cm, wobei die Breite des hinteren Bereichs 27 bevorzugt 2 cm beträgt. Die Schräge des Übergangsbereichs 29 liegt bevorzugt zwischen 1 und 20° und seine Breite bevorzugt bei 4 bis 6 cm. Die größere Gesamtbreite der Grundfläche und die Anordnung des Übergangsbereichs 29 wird dadurch möglich, dass der untere Totpunkt bei allen Amplituden der Stampfleiste 10 konstant bleibt, und dadurch die auf das Einbaugut wirkende Stampfkraft auch bei kleinen Amplituden groß genug ist, um das unter der Stampfleiste 10 befindliche Einbaumaterial ausreichend zu verdichten.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist auf der Welle 30 des Nockenantriebs 13 eine Unwucht 31 angeordnet, über welche eine Vibration der Einbaubohle 16 erzeugt wird. Die Winkellage der Unwucht 31 ist bezüglich der Winkellage des Nockens 14 in der Weise entgegengerichtet, dass die Fliehkraft der Unwucht 31 der Bewegung der Stampfleiste 10 entgegenwirkt.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 dient der Nockenantrieb 13 auch als Antrieb 32 für eine Vorrichtung (nicht dargestellt) zur Erzeugung einer Vibration der Einbaubohle 16. Der weitere Antrieb 32 ist auf dem Grundrahmen 15 der Einbaubohle angeordnet und weist eine weitere Kopfseite 33 mit einer weiteren Schubstange 34 auf. Der Nocken 14 rollt auf der weiteren Kopfseite 33 ab und erzeugt eine Auslenkung der weiteren Schubstange 34, was durch eine gestrichelte Darstellung des Nockens veranschaulicht ist. Die weitere Schubstange 34 ist gegen diese Auslenkung mit einer weiteren Rückstellfeder 35 vorgespannt, durch welche die weitere Schubstange 34 in ihre Ausgangslage zurückgestellt wird, sobald der Nocken 14 die weitere Kopfseite 33 freigibt, so dass eine oszillierende Bewegung gemäß Pfeil P3 erzeugt wird, welche über ein nicht dargestelltes Getriebe auf die Einbaubohle 16 übertragen wird.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Stampfleiste 10' mit zwei beabstandeten, gleichen parallelen Schubstangen 11 a, 11 b versehen, die über einen Nockenantrieb 13' mit einer Nockenwelle 30' und zwei Nocken 14a, 14b in oszillierende vertikale Schwingungen versetzt wird. Der Nockenantrieb 13' ist über Wellenlager 37 am Grundrahmen des Straßenfertigers angeordnet.
Die beiden Schubstangen 11 a, 11 b sind auf die gleiche Art und Weise mit einer Vorrichtung 40a, 40b zur Verstellung der Amplitude der Stampfleiste 10' in Wirkverbindung. Zu Vermeidung von Wiederholungen wird daher nachfolgend lediglich die links dargestellte Vorrichtung 40a in Verbindung mit der Schubstange 11a beschrieben. Die Beschreibung trifft daher auch auf die rechts dargestellte identische Vorrichtung 40b zu.
Die Schubstange 11a ist mit einem Kragen 21' versehen, an welchem sich ein als Druckfeder 20 ausgebildeter Rücksteller nach oben abstützt. Die Druckfeder 20 stützt sich ferner nach unten an einem verstellbaren Anschlag 41 ab. Wird die Schubstange 11a zusammen mit der Stampfleiste vom Nocken 14a nach unten zum unteren Totpunkt ausgelenkt, wird die Druckfeder 20 vorgespannt. Sie dient als Antriebselement, um die Schubstange 11a zusammen mit der Stampfleiste 10' unabhängig vom Nockenantrieb 13' zum oberen Totpunkt zurückzubewegen.
Die Verstellung des Anschlags 41 erfolgt in dem dargestellten Beispiel mit einem Getriebe in Form eines Spindelantriebs 42, der am Grundrahmen 15 des Straßenfertigers angeordnet ist. Der Spindelantrieb 42 befindet sich mittig zwischen den beiden Schubstangen 11a, 11b. In dem dargestellten Beispiel ist er bezüglich der beiden Schubstangen 11a, 11b symmetrisch ausgebildet, d.h. jeder Schubstange 11 a, 11 b ist eine separate gleiche Verstellvorrichtung zugeordnet, von welchen nachfolgend lediglich die der linken Schubstange zugeordnete Verstellvorrichtung beschrieben wird. Alle beschriebenen Elemente sind also paarweise vorhanden. Sie weist eine Gewindespindel 43 parallel zu den Schubstangen 11a, 11b auf, die an ihrem einen Ende in einem grundrahmenseitigen Gehäuse 44 und an ihrem freien Ende in einem Schlitten 45 drehbar gelagert ist. Der Schlitten 45 ist mit einer Spindelmutter 46 in der Weise versehen, dass die Position des Schlittens 45 beim Drehen der Gewindespindel 43 in Abhängigkeit von der Drehrichtung nach oben oder unten 43 verstellt wird. Am Schlitten 45 ist ein horizontaler Arm 49 angebracht, dessen freies Ende den Anschlag 41 bildet.
Die Drehung der Gewindespindel 43 erfolgt über eine vertikale Zahnstange 47, die mit einem Ritzel 48 auf der Gewindespindel 43 kämmt. Die Zahnstange 47 ist mit einem Anschlussstück 49 für eine Verstellvorrichtung (nicht dargestellt) versehen, über welche sie manuell oder automatisch betätigt werden kann. Anders als im dargestellten Beispiel kann auch eine einzige Zahnstange mit den Ritzeln beider Verstellvorrichtungen wirkverbunden sein, so dass beide Verstellvorrichtungen synchron verstellt werden können.
Am stampfleistenseitigen Ende der Schubstange 11 a befindet sich unterhalb des Anschlags 41 ein Anschlaggegenstück 50. Es weist eine Schulter 51 auf, die auf dem Anschlag 41 bzw. einem Dämpfungselement 52 auf dem Anschlag 41 aufläuft, wenn die nach oben gerichtete Bewegung der Schubstange 11a zur Amplitudenbegrenzung gestoppt wird.
Mit der Verstellung des Anschlags 41 wird der obere Totpunkt der oszillierenden Bewegung der Stampfleiste 10' wahlweise eingestellt, während der untere Totpunkt, der von der Amplitude des Nockenantriebs 13' abhängt, konstant gehalten wird.

Claims

Verfahren zur Amplitudenverstellung einer Stampfleiste eines Straßenfertigers, bei welchem die Stampfleiste in oszillierende vertikale Schwingungen mit einem oberen und einem unteren Totpunkt versetzt wird, wobei der obere Totpunkt verstellt und der untere Totpunkt konstant gehalten werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vertikale Schwingung durch Antreiben der Stampfleiste in Richtung auf den oberen Totpunkt und durch eine davon entkoppelte Rückstellung der Stampfleiste in Richtung auf den oberen Totpunkt erzeugt wird, und dass der obere Totpunkt durch eine wahlweise einstellbare Längenbegrenzung des Rückstellweges verstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Antreiben der Stampfleiste Energie gespeichert wird, und die gespeicherte Energie für die Rückstellung der Stampfleiste verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verstellung des oberen Totpunktes in Abhängigkeit von mindestens einem Referenzwert erfolgt, bei dem es sich allein oder in Kombination um einen hydraulischen Druck im Stampfleistenantrieb, die Druckkraft der Stampfleiste, die Druckspannung in der Schubstange der Stampfleiste, die vertikale Bewegung der Einbaubohlenstruktur, die Dichte oder Evib des Einbaumaterials hinter der Einbaubohle handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Frequenz der oszillierenden Schwingungen in Abhängigkeit vom oberen Totpunkt eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schlagweite konstant gehalten wird.
Vorrichtung zur Amplitudenverstellung einer Stampfleiste (10) eines Straßenfertigers, bei welchem die Stampfleiste (10) durch ein erstes Antriebselement in oszillierende vertikale Schwingungen mit einem oberen und einem unteren Totpunkt versetzt wird, die eine Verstellvorrichtung für den oberen Totpunkt aufweist, wobei der untere Totpunkt konstant gehalten ist,
dadurch gekennzeichnet,.
dass ein in Richtung auf den oberen Totpunkt wirkendes zweites Antriebselement für die Rückstellung der Stampfleiste (10) vorhanden ist, dass das in Richtung auf den oberen Totpunkt wirkende zweite Antriebselement vom ersten Antriebselement entkoppelt ist, und dass zur Verstellung der Amplitude die Länge des Rückstellwegs wahlweise einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Antrieb als Nockenantrieb (13) oder Exzenterwelle mit konstanter Amplitude (A1) ausgebildet ist, mit welchem bzw. mit welcher die Stampfleiste (11) zur Auslenkung zum unteren Totpunkt in Wirkverbindung steht, dass der Nockenantrieb (13) für die Auslenkung der Stampfleiste (10) zum oberen Totpunkt außer Wirkverbindung mit der Stampfleiste (10) steht, dass als zweiter Antrieb ein Rücksteller vorhanden ist, mit welchem die Stampfleiste (10) zur Auslenkung zum oberen Totpunkt in Wirkverbindung steht, und welcher von der Amplitude des Nockenantriebs (13) unabhängig ist, und dass ein wahlweise vertikal verstellbarer Anschlag (22, 41) vorhanden ist, welcher den oberen Totpunkt festlegt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rücksteller eine Feder (20) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlag (22, 41) für den oberen Totpunkt stufenlos verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlag (22) für den oberen Totpunkt als Buchse ausgebildet ist, in welcher eine Schubstange (11) der Stampfleiste (10) geführt ist, und dass an der Schubstange (11) ein Anschlaggegenstück (25) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Buchse als Gewindebuchse (19) mit Außengewinde (36) ausgebildet ist, die in einem rahmenfesten komplementären Gewindeteil in der Weise gelagert ist, dass eine Verdrehung der Gewindebuchse (19) eine axiale Verschiebung der Gewindebuchse (19) erzeugt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlag (22, 41) für den oberen Totpunkt mit einem Antrieb, bevorzugt einem Spindelantrieb (42), verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlag (22, 41) für den oberen Totpunkt einen Stoßdämpfer aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Grundfläche der Stampfleiste (11) einen hinteren Bereich (27) aufweist, der plan mit der Grundfläche (24) der Einbaubohle (16) verläuft, und eine vordere Einlaufschräge (28) sowie einen dazwischen liegenden Übergangsbereich (29) mit einer nach vorn ansteigenden Schräge, bevorzugt mit einem Neigungswinkel zwischen 1° und 20°.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Nockenantrieb (13) mit einer Unwucht (31) zur Erzeugung einer Einbaubohlenvibration versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Nockenantrieb (13) als Antrieb (32) für eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Einbaubohlenvibration ausgebildet ist
Stampfleiste für einen Straßenfertiger mit zwei beabstandeten Schubstangen,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Schubstange eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16 aufweist.
Stampfleiste nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verstellvorrichtungen der beiden Vorrichtungen zur Amplitudenverstellung über ein Getriebe miteinander wirkverbunden sind.
Stampfleiste nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die den Schubstangen zugeordneten Antriebe in Drehzahl und Winkellage synchronisiert sind.
Straßenfertiger mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19.