WO2018130262A1 - Walze zur bodenverdichtung sowie verfahren zum erzeugen eines schwingungsbildes einer walze zur bodenverdichtung - Google Patents

Walze zur bodenverdichtung sowie verfahren zum erzeugen eines schwingungsbildes einer walze zur bodenverdichtung Download PDF

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WO2018130262A1
WO2018130262A1 PCT/EP2017/001444 EP2017001444W WO2018130262A1 WO 2018130262 A1 WO2018130262 A1 WO 2018130262A1 EP 2017001444 W EP2017001444 W EP 2017001444W WO 2018130262 A1 WO2018130262 A1 WO 2018130262A1
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roller
bandage
exciter
rotation
rolling
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PCT/EP2017/001444
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Inventor
Manfred Darscheid
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Bomag Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • 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
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/286—Vibration or impact-imparting means; Arrangement, mounting or adjustment thereof; Construction or mounting of the rolling elements, transmission or drive thereto, e.g. to vibrator mounted inside the roll

Definitions

  • the invention relates to a roller for soil compaction and a method for generating a vibration image of a roller for soil compaction.
  • rollers for soil compaction are used wherever a compaction of the soil substrate in a relatively large area is desired.
  • Such rollers for soil compaction include for this purpose a machine frame with a control station, from which the operation of the roller takes place, a drive motor, usually a diesel engine, through which the drive energy required for the operation of the roller is provided, and at least one rolling drum.
  • a rolling bandage usually comprises a substantially hollow-cylindrical bandage casing and additional supporting elements, such as dish washers, etc.
  • the at least one rolling bandage is generally mounted rotatably about a horizontal and transversely to the forward direction of rotation axis between two frontally arranged Lageramen.
  • the bearing arms are in the case of articulated rollers at least partially rigid or in the case of Drehschemelgeschter rollers via a turntable joint connected to the machine frame.
  • vibration exciter hereinafter also referred to as exciter unit to arrange for generating vibrations within the at least one rolling drum.
  • the exciter unit comprises an exciter housing and two imbalance weights mounted in opposite directions rotating within the exciter housing and coupled together. The coupling can take place, for example, via the engagement of two end faces on the imbalance weights ansitzender gears.
  • the imbalance weights are rotatable about two relative to the exciter housing stationary axes of rotation.
  • For driving the rotary Movement of the two imbalance weights is arranged outside the exciter housing drive motor, usually a hydraulic motor, in drive connection with at least one of the two rotationally mounted imbalance weights.
  • the drive motor or the drive connection can be designed such that both imbalance weights are driven directly by the drive connection to the drive motor or a drive circuit is in series, wherein the unbalance weight in drive connection with the drive motor drives the series unbalanced imbalance weight for rotation, for example over the already mentioned frontal gears.
  • the two imbalance weights are thus positively coupled.
  • the object of the invention is now to provide a roller for soil compaction, which allows a favorable production at the same time sufficient and in particular underground gentle vibration behavior.
  • the exciter housing is rotationally fixed relative to the bearing arms, and that the two imbalance weights are coupled together such that their amplitudes add in the horizontal direction.
  • the usual and generally desired adjustability of the exciter unit relative to the machine frame is prevented by the rotationally fixed connection of the exciter housing.
  • the imbalance weights thus rotate in mutually opposite directions in each case about an axis of rotation coordinated with each other such that their amplitudes cancel each other out in the vertical direction and in the horizontal direction, in particular in and against the forward direction of the Roller, add.
  • This means that the phase positions of the imbalance weights are so compulsorily determined that in the rotation process, an imbalance weight rotates down while rotating in the opposite direction, the other imbalance weight up and vice versa.
  • the rotational components in the vertical direction run in the same direction in space. In total, this results in an exclusive horizontal directional oscillator, which generates oscillations essentially exclusively horizontally. Variations with regard to the vibration characteristic can thus be obtained only via the rotational speed and / or the distribution of the imbalance masses of the two positively coupled imbalance weights.
  • the excitation unit is preferably designed such that the two axes of rotation of the two imbalance weights horizontally and transversely to the forward direction of the roller and in the vertical direction over each other.
  • the two imbalance weights are thus positioned vertically one above the other and parallel to each other, at least with respect to their axes of rotation. It is also advantageous if the two imbalance weights have the same imbalance masses and also with respect to their respective axis of rotation to one another equal mass distributions. As a result, the two imbalance weights can be formed substantially identical, whereby the manufacturing cost can be reduced again.
  • the specific design of the rotationally fixed connection of the exciter housing to the bearing arms may vary. Preferably, this is resorted to a rotation lock, which connects the exciter housing with at least one of the two bearing arms.
  • the rotation lock is ideally designed such that it allows, in particular via form-locking elements, a rotational movement of the exciter housing relative to the at least one of the two bearing arms.
  • the rotation lock is preferably designed such that it brings about positive locking on both sides of the direction of the circulating movement of the bandage about its axis of rotation, in particular within, at or at least in immediate axial proximity to the at least one bearing arm.
  • the rotation lock in the form of a bandage rotating bearing continuous plug shaft is formed, which is led out in particular on a drive end face of the at least one rolling bandage opposite end face of the bandage interior.
  • a suitable hydraulic motor is preferably arranged on the end side of the rolling drum, in particular at the level of the axis of rotation of the rolling drum or coaxially with it, on a bearing arm. It is therefore not in this context to the traction drive of the rolling drum, which is often achieved by both sides of the rolling drum set traction drives, especially hydraulic motors.
  • the stub shaft is arranged on the side opposite the drive motor of the exciter unit side of the bandage. This facilitates the positioning, in particular of the drive motor for the exciter unit.
  • the stub shaft is arranged between two flange plates, wherein the one flange plate on the exciter housing and the other flange plate is fixed to the bearing arm, in particular is flanged directly to it.
  • the flange plates By means of the flange plates, a sufficiently strong connection of the stub shaft to the exciter housing and to the bearing arm is achieved.
  • the stub shaft further preferably comprises an at least end ideally on both sides, mounted peripheral toothing, which is arranged in a corresponding complementary hollow toothing, for example on one or both of the two flange plates. This allows a comparatively simple way a reliable reverse rotation.
  • the stub shaft is additionally or alternatively also preferably mirror-symmetrical in order to facilitate assembly.
  • the bearing arms are preferably designed such that they comprise a damping stage at least between an outer part and an inner part, wherein the exciter housing then via a rotation lock, in particular directly , is rotatably connected to the inner part.
  • a damping stage may be, for example, one or more rubber buffers arranged in parallel or the like.
  • the outer part of the bearing arm comprises that part which is directed towards the machine frame and is ideally rigidly connected to it in articulated rollers and is at least indirectly connected to the turntable joint in rotary-steered rollers.
  • the inner part of the respective bearing arm designates that part which is arranged behind the damping stage coming from the machine frame and on which the exciter housing is mounted at least indirectly. It is particularly preferred if the aforementioned flange plate is flanged directly on the inner part of the respective bearing arm, in particular screwed.
  • Another significant advantage of the invention is that the inventive design and arrangement of excitation unit easily and in particular without additional adaptation measures the operation also allows a so-called split roll bandage with two Walzbandagenhbuln. Split roll bandages are known and common in the art. Especially in connection with exciter units, however, relatively complex synchronization mechanisms for the two halves of the rolling bandage often have to be used for this purpose.
  • the two rolling band halves have the same extension in the axial direction of the axis of rotation of the at least one rolled bandage.
  • the hollow cylindrical bandage shells of the two rolled bandage halves have the same cylinder height.
  • the split roll bandage halves with two Walzbandagen for generating oscillations exclusively comprises an exciter unit with two imbalance weights. This also simplifies the construction of the entire rolling drum.
  • the roller has a further rolling drum and in particular a kinked or rotatable tandem roller is steered.
  • Such rollers are known in their basic structure in the prior art and are particularly well suited for the arrangement described above.
  • the further rolling bandage comprises a further exciter unit to improve the compression process using vibrations generated by the exciter unit here.
  • the further excitation unit is particularly preferably designed such that it generates a different type of vibration characteristic than the above-described excitation unit, in which the amplitudes of the two imbalance weights add up in the horizontal direction and cancel out in the vertical direction, in which case such an excitation unit is particularly preferred. which at least temporarily generates a vertical component during operation.
  • This succeeds in a combination of horizontal directivity, as described above, with a Exciter unit that also at least partially initiates vibrations with vertical component in the ground.
  • the further excitation unit is a so-called circular exciter.
  • a circular exciter is characterized in that it has only one single imbalance mass rotating about a rotation axis, ideally with a horizontal axis of rotation which extends transversely to the forward direction.
  • Such circular exciters are known in principle also in the prior art and are characterized in particular by their simple structure and their high robustness.
  • a coordination device which coordinates the operation of the two excitation units to each other, in particular with regard to their frequency and / or phase position.
  • the correlation device can for this purpose have suitable sensors, in particular revolution sensors, for example on the respective drive motors, as well as a control unit which controls the operation of at least one of the two drive motors of the two exciter units and in this way enables a suitable coordinated operation.
  • a further aspect of the invention also lies in a method for producing a vibration pattern of a roller for soil compaction, in particular a vibration image suitable for the purpose of compacting below the surface.
  • vibration pattern is used to denote the overall vibration behavior of the two roller bandages with respect to the ground, or ultimately the sum of the two excitation units of horizontal directional vibrator combined with one another, in particular different, excitation unit.
  • the method is particularly suitable for use on a tandem roller.
  • the steps A) when crossing over the ground surface to be compacted, the steps A) generate an exclusively horizontal oscillation or oscillation with exclusively horizontal amplitude, in a first drum, in particular by means of the above-described horizontal straightener, and B) a different vibration, in particular with vertical component, in a second bandage, take place simultaneously.
  • Generating a different kind of vibration with a vertical component thus denotes such a vibration characteristic in which at least transitionally also an at least partially vertical compression force is introduced into the ground.
  • a kind of oscillating vibration behavior is thus provided by the machine so that in the sum the two bandages at least temporarily obliquely acting compression forces are introduced into the soil underground. This may be desired for certain compaction tasks by users.
  • FIGS. show schematically:
  • FIG. 1 is a side view of a tandem roller steered by a steering wheel
  • Figure 2 a articulated tandem roller in side view
  • Figure 3 a compactor in side view
  • FIG. 4 shows a perspective longitudinal section through a roll bandage of one of the rolls from FIGS
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through a rolling bandage in a schematic diagram
  • Figure 6 a schematic side view of a roller with two with respect to their produced
  • FIG. 7 shows a flow diagram of a method according to the invention.
  • FIGS. 1, 2 and 3 initially illustrate the fundamental basic structure of various generic rolls 1.
  • a roll 1 of the type of steered-steered tandem is illustrated. shown.
  • Essential elements of this roller 1 are a machine frame 2, a control station 3, a drive motor 4, and only a front and a rear roll bandage 5.
  • the rolling bandages 5 are rotatable about two lateral bearing arms 6 about a horizontal and transverse to the forward direction A axis of rotation stored the bearing arms 6, wherein in the figures 1 to 3 only the viewer facing the left bearing arm 6 is visible.
  • the rolling bandages 5 are steerable via a turntable joint 7 about a substantially vertical steering axis relative to the machine frame 2.
  • a hydraulic motor is provided in each case (not shown in the figures).
  • FIG. 2 shows a articulated tandem roller.
  • the machine frame 2 comprises two frame halves (front and rear frame half), which are connected to each other via an articulated joint 8.
  • the bearing arms 6 are at least with their machine frame 2 facing part rigidly connected thereto.
  • FIG. 3 shows a roller 1 of the compactor type.
  • the machine frame 2 comprises two frame halves, the front end and the rear end, which are connected to each other via a knee joint 8.
  • the compactor comprises only a single roll bandage 5 and a rear wheel pair 9. All of the rolls 1 of FIGS. 1 to 3 are self-propelled and comprise an exciter unit in at least one of their existing rolled bandages 5, as shown in more detail in the following figures explained.
  • FIG. 4 shows a two-part rolled bandage 5, wherein the formation and mounting of the excitation unit described further below can equally be used for undivided rolled bandages.
  • a single excitation unit 13 comprising an exciter housing 14, in the interior of which two rotatable about one axis of rotation R1 and R2 imbalance weights 15A and 1 5B are arranged.
  • the front side the two imbalance weights 15 A and 15 B via a pair of gears 16 with each other. This establishes that the rotational movement of the two imbalance weights 15 Ar and 15 B is opposite to each other and this in opposite directions to each other about the rotation axis R1 and R2 rotate in a positively coupled manner.
  • the rotation axis R1 and R2 extend parallel to each other and also parallel to the rotation axis D and in the vertical direction one above the other.
  • a drive motor 22 is provided, in the present case a hydraulic motor.
  • the rolling bandage 5 thus comprises only one exciter unit 13.
  • the exciter housing 14 includes on both sides along the axis of rotation D respectively an end plate 1 7, 18 and the imbalance weights in the direction of their axes of rotation R1 and R2 between the end plates 1 7 and 18 spanning creep cylinder 19, which in the present embodiment is not closed over the entire surface is trained.
  • the mounting of the exciter unit 13 is rotationally fixed with respect to the bearing arms 6, which are only partially shown in FIG. This means that the bandage casing 10 is rotatable relative to the excitation unit 13, for example, via pivot bearing 20, relative to the bearing arms 6, however, is mounted substantially stationary and rotationally fixed.
  • the bearing arms 6 each comprise an outer part 6A and an inner part 6B, which are connected to each other via damping elements 21 to a transmission of vibrations generated by the excitation unit 13 in operation on the machine frame 2, with the outer part 6A of the bearing arms in the 1 to 3 described to minimize.
  • a rotation lock 25 is provided on the end face 23 of the rolling bandage 5, on which the drive motor 22 is arranged to drive the excitation unit 13, opposite end face 24 of the rolling bandage 5 or on its side a rotation lock 25 is provided with a stub shaft 26.
  • the stub shaft 26 inserted with its one end against rotation in a flange plate 27 which is flanged to the end plate 1 7 of the exciter housing 14.
  • the stub shaft 26 passes coaxially to the rotational axis D, a rotary bearing of the rolling drum 5 on the bearing arm 6 and opens in a rotatable flange plate 28 which is flanged on the inner part 6B of the bearing arm 6 coming from the outside.
  • the plug-in shaft has form-locking elements for preventing rotation, in particular those with stop surfaces acting in the direction of rotation of the rotation axis D, such as, for example, a peripheral external toothing.
  • interlocking elements are in engagement with complementary interlocking elements in the respective flange plates 27, 28, for which purpose, for example, an internal toothing complementary to the external toothing of the stub shaft can be used.
  • an internal toothing complementary to the external toothing of the stub shaft can be used.
  • the imbalance weights 15A and 15B are arranged in the excitation unit 15 in such a way that their amplitudes in the rotation operation around the rotation axes R1 and R2 add in the horizontal direction and cancel out in the vertical direction. If the exciter unit 1 3 is thus put into operation in the rolling bandage 5 according to FIG. 4, the rolled bandage 5 and in particular its two rolled bandage halves 10A and 10B are subjected to horizontally aligned oscillations. Specifically, this is achieved in that the imbalance weights with their with respect to the rotation axis R1 and R2 in the radial direction outward unbalance in opposite directions from above and from below to rotate towards each other and rotate in the horizontal direction each in the same spatial direction. Overall, a horizontal directional oscillator with exclusively horizontal cetician amplitude is thus obtained with this arrangement.
  • Figure 4 also illustrates that in each case to the outer sides of both rolling-band halves 10A and 10B, in each case a traction drive motor 30, in each case in concrete terms a hydraulic motor, is present.
  • Figure 5 shows the Crund excessive described in Figure 4 in a schematic diagram in a slightly modified form again, reference being made to the description of Figure 5 in particular also to the already given to Figure 4 embodiments. It is essential that in particular is clearly shown in Figure 5 that in the direction of the rotation axis D on both sides of the excitation unit 13 each have a stub shaft 26 for rotation with the corresponding flange plates 27 and 28 is present. Furthermore, Figure 5 illustrates the connection of the bearing arms 6 via their respective outer part 6A to the machine frame 2, wherein here also alternatively, as already mentioned above, a turntable joint can be interposed.
  • the Walzbandagenhdon 10 A and 10 B are rotatable relative to the bearing arms 6 B via a non-illustrated rotary joint about the rotation axis D.
  • Figure 6 refers to the basic structure of the rollers 1 shown in Figures 1 to 3 back and illustrates a further development to the effect that in the only two encompassed by the roll rolling bandages 5, two different excitation units are provided.
  • left rolling bandage 5 is the exciter unit 1 3, as explained in more detail in Figures 4 or 5, arranged in the form of horizontal Richtschwingers, wherein for simplicity, only the two imbalance weights 15A and 15B and their rotational movement in a vertical plane transverse to the axis of rotation D of the two Rolling bandages 5 are shown.
  • excitation unit 31 which acts differently from the exclusively horizontal directional vibrator and which in the concrete embodiment is a circular exciter with only one imbalance weight 15.
  • the vibration characteristic of this circular exciter is that it generates a vibration-dependent phase-dependent with vertical upward and downward and horizontally forward and backward acting vibration components, as illustrated by the indicated in Fig. 6 cross arrow.
  • This exciting unit 31 is arranged in the front in the forward direction A roll bandage 5 of the roller 1.
  • the directional oscillator 31 can also be substituted by other acting exciter units, such as an oscillation exciter, an adjustable directional vibrator, etc.
  • a coordination device 32 is also present, the rotational position / phase angle and / or the rotational frequency of at least one unbalanced weight 15A / 15B and 15 (Richtschwinger), for example via suitable sensors detected and the drive or the Drive motor at least one excitation unit 13/31 controls to allow a mutually coordinated vibration operation of the two exciter units 13 and 31.
  • FIG. 7 shows a flow diagram of a method according to the invention. It is essential that while operating a roller at the same time generating an exclusively horizontal vibration in a first bandage according to step 34 and simultaneously generating a different vibration, in particular with vertical component, in a second bandage according to step 35.
  • the method illustrated in FIG. 7 thus relates concretely to the exemplary embodiment according to FIG. 6.
  • the method according to the invention is also suitable for a roll 1 with a divided bandage, as shown for example in FIGS. 4 and 5, where it is then provided is that the generation of the exclusively horizontal vibration with the horizontal directional vibrator for the split bandage exclusively via a single exciter unit, in particular the exciter unit 13, takes place.
  • rollers described above are particularly suitable for carrying out the method according to the invention.

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Abstract

Walze (1) zur Bodenverdichtung, umfassend einen Maschinenrahmen (2) mit einem Fahrstand (3), einen Antriebsmotor (4), wenigstens eine Walzbandage (5), wobei die wenigstens eine Walzbandage (5) drehbar zwischen zwei stirnseitig angeordneten Lagerarmen (6), die mit dem Maschinenrahmen (2) verbunden sind, gelagert ist, eine innerhalb der wenigstens einen Walzbandage (5) angeordnete Erregereinheit (13) zur Erzeugung von Schwingungen mit einem Erregergehäuse (14), zwei innerhalb des Erregergehäuses (14) gegenläufig rotierend gelagerten und miteinander gekoppelten Unwuchtgewichten (15A, 15B), wobei die Unwuchtgewichte (15A, 15B) um zwei gegenüber dem Erregergehäuse (14) ortsfeste Rotationsachsen (R1, R2) rotieren und einem außerhalb des Erregergehäuses (14) angeordneten Antriebsmotor (22), der in Antriebsverbindung mit wenigstens einem der beiden rotierend gelagerten Unwuchtgewichten (15A, 15B) steht, wobei das Erregergehäuse (14) drehfest gegenüber den Lagerarmen (6) ist, und die beiden Unwuchtgewichte (15A, 15B) derart miteinander gekoppelt sind, dass sich ihre Amplituden in Horizontalrichtung addieren.

Description

WALZE ZUR BODENVERDICHTUNG SOWIE VERFAHREN ZUM ERZEUGEN EINES SCHWINGUNCSBILDES EINER WALZE ZUR BODENVERDICHTUNG
[0001 ] Die Erfindung betrifft eine Walze zur Bodenverdichtung sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines Schwingungsbildes einer Walze zur Bodenverdichtung.
[0002] Gattungsgemäße Walzen zur Bodenverdichtung werden überall dort eingesetzt, wo eine Verdichtung des Bodenuntergrundes in verhältnismäßig großer Fläche gewünscht ist. Derartige Walzen zur Bodenverdichtung umfassen dazu einen Maschinenrahmen mit einem Fahrstand, von dem aus die Bedienung der Walze erfolgt, einen Antriebsmotor, üblicherweise ein Dieselmotor, über den die für den Betrieb der Walze erforderliche Antriebsenergie zur Verfügung gestellt wird, sowie wenigstens eine Walzbandage. Eine Walzbandage umfasst üblicherweise einen im Wesentlichen hohl- zylinderförmigen Bandagenmantel sowie ergänzende Stützelemente, wie beispielsweise Tellerscheiben etc. Die wenigstens eine Walzbandage ist in der Regel um eine horizontale und quer zur Vorwärtsrichtung verlaufende Drehachse drehbar zwischen zwei stirnseitig angeordneten Lageramen gelagert. Die Lagerarme sind im Fall knickgelenkter Walzen zumindest teilweise starr oder im Fall drehschemelgelenkter Walzen über ein Drehschemelgelenk mit dem Maschinenrahmen verbunden. Um den Verdichtungsvorgang effizienter gestalten zu können, ist es ferner bekannt, Schwingungserreger, nachfolgend auch als Erregereinheit bezeichnet, zur Erzeugung von Schwingungen innerhalb der wenigstens einen Walzbandage anzuordnen. Ein solcher Schwingungserreger vom Typ Richtschwinger ist beispielsweise in der EP 0 530 546 B1 offenbart. Die Erregereinheit umfasst ein Erregergehäuse sowie zwei innerhalb des Erregergehäuses gegenläufig rotierend gelagerte und miteinander gekoppelte Unwuchtgewichte. Die Kopplung kann beispielsweise über den Eingriff zweier stirnseitig an den Unwuchtgewichten ansitzender Zahnräder erfolgen. Die Unwuchtgewichte sind um zwei gegenüber dem Erregergehäuse ortsfeste Rotationsachsen rotierbar. Zum Antrieb der Rotations- bewegung der beiden Unwuchtgewichte ist ein außerhalb des Erregergehäuses angeordneter Antriebsmotor, üblicherweise ein Hydraulikmotor, in Antriebsverbindung mit wenigstens einem der beiden rotierend gelagerten Unwuchtgewichte. Der Antriebsmotor bzw. die Antriebsverbindung kann derart gestaltet sein, dass beide Unwuchtgewichte direkt durch die Antriebsverbindung mit dem Antriebsmotor angetrieben werden oder eine Antriebsschaltung in Reihe vorliegt, wobei das eine in Antriebsverbindung mit dem Antriebsmotor stehende Unwuchtgewicht das in Reihe nachgeschaltete Unwuchtgewicht zur Rotation antreibt, beispielsweise über die bereits genannten stirnseitigen Zahnräder. Die beiden Unwuchtgewichte sind somit zwangsgekoppelt. Um das Verdichtungsspektrum einer solchen Walze zur Bodenverdichtung möglichst vielseitig gestalten zu können, ist es bei solchen Walzen zur Bodenverdichtung üblich, das Erregergehäuse als Ganzes gegenüber dem Maschinenrahmen drehbar auszugestalten, um, je nach maximalem Verstellspektrum, zwischen einer durch die Erregereinheit erzeugten Schwingungsbewegung in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung idealerweise stufenlos verstellen zu können. Obwohl sich diese Anordnung bereits bestens bewährt hat, stehen dieser Lösung vergleichsweise hohe Herstellungskosten gegenüber.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung liegt nunmehr darin, eine Walze zur Bodenverdichtung anzugeben, die eine günstige Herstellung erlaubt bei gleichzeitig ausreichendem und insbesondere untergrundschonendem Schwingungsverhalten.
[0004] Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Walze zur Bodenverdichtung sowie einem Verfahren zum Erzeugen eines Schwingungsbildes einer Walze zur Bodenverdichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0005] Für eine gattungsgemäße Walze zur Bodenverdichtung ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Erregergehäuse drehfest gegenüber den Lagerarmen ist, und dass die beiden Unwuchtgewichte derart miteinander gekoppelt sind, dass sich ihre Amplituden in horizontaler Richtung addieren. Anders als im vorstehend dargelegten Stand der Technik kommt es somit erfindungsgemäß nunmehr darauf an, dass die übliche und in der Regel gewünschte Verstellbarkeit der Erregereinheit relativ zum Maschinenrahmen durch die drehfeste Anbindung des Erregergehäuses unterbunden wird. Damit ist die Relativlage der miteinander gekoppelten Unwuchtgewichte bezüglich des Maschinenrahmens bzw. zumindest gegenüber den Lagerarmen (bei drehschemelgelenkten Walzen) festgelegt, konkret in der Weise, dass sich ihre Amplituden in horizontaler Richtung addieren. Die Unwuchtgewichte drehen somit in einander entgegengesetzte Richtungen jeweils um eine Rotationsachse derart zueinander koordiniert, dass sich ihre Amplituden in vertikaler Richtung gegeneinander aufheben und in horizontaler Richtung, insbesondere in und entgegen der Vorwärtsrichtung der Walze, addieren. Dies bedeutet, dass die Phasenlagen der Unwuchtgewichte derart zwingend festgelegt sind, dass im Rotationsvorgang das ein Unwuchtgewicht nach unten dreht und dabei in entgegengesetzter Richtung das andere Unwuchtgewicht nach oben dreht und umgekehrt. Die Drehanteile in Vertikalrichtung verlaufen dabei in die gleiche Raumrichtung. In der Summe wird hierdurch somit ein ausschließlicher Horizontalrichtschwinger erhalten, der im Wesentlichen ausschließlich horizontal Schwingungen erzeugt. Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Schwingungscharakteristik lassen sich somit lediglich über die Umdrehungsgeschwindigkeit und/oder die Verteilung der Unwuchtmassen der beiden zwangsgekoppelten Unwuchtgewichte erhalten. Eine räumliche Verstellung der addierten Amplitude von der Horizontal läge in eine Vertikallage ist dagegen im Gegensatz zum Stand der Technik nicht möglich. Auf diese Weise wird die verhältnismäßig komplizierte und kostenintensive Verstellmechanik, die bisher zur Verstellung des Erregergehäuses eines Richtschwingers erforderlich war, obsolet. Gleichzeitig wird eine insbesondere für die Bodenoberfläche schonende und für viele Anwendungen ausreichende Verdichtungsschwingung erhalten.
[0006] Die Erregereinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die beiden Rotationsachsen der beiden Unwuchtgewichte horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung der Walze sowie in vertikaler Richtung übereinander verlaufen. Die beiden Unwuchtgewichte sind somit vertikal übereinander und zueinander parallel verlaufend positioniert, zumindest bezüglich ihrer Rotationsachsen. Es ist ferner von Vorteil, wenn die beiden Unwuchtgewichte gleiche Unwuchtmassen und auch bezüglich ihrer jeweiligen Rotationsachse zueinandergleiche Masseverteilungen aufweisen. Dadurch können die beiden Unwuchtgewichte im Wesentlichen baugleich ausgebildet werden, wodurch die Herstellungskosten abermals gesenkt werden können.
[0007] Die konkrete Ausbildung der drehfesten Anbindung des Erregergehäuses an die Lagerarme kann variieren. Bevorzugt wird hierzu auf eine Drehsicherung zurückgegriffen, die das Erregergehäuse mit wenigstens einem der beiden Lagerarme verbindet. Die Drehsicherung ist idealerweise derart ausgestaltet, dass sie insbesondere über Formschlusselemente eine Drehbewegung des Erregergehäuses gegenüber dem wenigstens einen der beiden Lagerarme ermöglicht. Die Drehsicherung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie einen Formschluss beidseits der Richtung der Umlaufbewegung der Bandage um ihre Drehachse, insbesondere innerhalb, auf Höhe oder zumindest in unmittelbarer axialer Nähe zu dem wenigstens einen Lagerarm bewirkt.
[0008] Bevorzugt ist die Drehsicherung in Form einer ein Bandagendrehlager durchlaufenden Steckwelle ausgebildet, die insbesondere auf einer Antriebsstirnseite der wenigstens einen Walzbandage gegenüberliegenden Stirnseite aus dem Bandageninnenraum herausgeführt ist. Als eine An- triebsstirnseite wird vorliegend eine solche Stirnseite der Walzbandage bezeichnet, über die der Antrieb der Erregereinheit erreicht wird. Dazu wird vorzugsweise ein geeigneter Hydraulikmotor stirnseitig der Walzbandage, insbesondere auf Höhe der Drehachse der Walzbandage bzw. koaxial zu dieser, an einem Lagerarm angeordnet. Es geht in diesem Zusammenhang somit nicht um den Fahrantrieb der Walzbandage, der häufig durch beidseits der Walzbandage angesetzte Fahrantriebe, insbesondere Hydraulikmotoren, erreicht wird. Damit ist die Steckwelle auf der dem Antriebsmotor der Erregereinheit gegenüberliegenden Seite der Bandage angeordnet. Dies erleichtert die Positionierung insbesondere des Antriebsmotors für die Erregereinheit.
[0009] Idealerweise ist die Steckwelle zwischen zwei Flanschplatten angeordnet, wobei die eine Flanschplatte am Erregergehäuses und die andere Flanschplatte am Lagerarm festgelegt ist, insbesondre unmittelbar an diese angeflanscht ist. Mithilfe der Flanschplatten wird eine ausreichend belastbare Anbindung der Steckwelle am Erregergehäuse und am Lagerarm erreicht.
[0010] Die Steckwelle umfasst ferner bevorzugt eine zumindest endseitig idealerweise beidseits, angebrachte Umfangsverzahnung, die in eine entsprechende komplementäre Hohlverzahnung, beispielsweise an einer oder beider der zwei Flanschplatten, angeordnet ist. Dies ermöglicht auf vergleichsweise einfachem Wege eine zuverlässige Steckdrehsicherung. Die Steckwelle ist ergänzend oder alternativ ferner bevorzugt spiegelsymmetrisch ausgebildet, um die Montage zu erleichtern.
[001 1 ] Damit die von der Erregereinheit erzeugten Vibrationen nicht unmittelbar auf den übrigen Maschinenrahmen übertragen werden, sind die Lagerarme bevorzugt derart ausgebildet, dass sie wenigstens zwischen einem Außenteil und einem Innenteil eine Dämpfungsstufe umfassen, wobei das Erregergehäuse dann über eine Drehsicherung, insbesondere direkt, mit dem Innenteil drehfest verbunden ist. Eine solche Dämpfungsstufe können beispielsweise ein oder mehrere parallel angeordnete Gummipuffer oder ähnliches sein. Der Außenteil des Lagerarms umfasst denjenigen Teil, der zum Maschinenrahmen hin gerichtet ist und bei knickgelenkten Walzen idealerweise starr mit diesem verbunden ist und bei drehschemelgelenkten Walzen mit dem Drehschemelgelenk zumindest indirekt verbunden ist. Der Innenteil des jeweiligen Lagerarms bezeichnet dagegen denjenigen Teil, der vom Maschinenrahmen kommend hinter der Dämpfungsstufe angeordnet ist und an dem das Erregergehäuses zumindest indirekt gelagert ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die vorstehend genannte Flanschplatte unmittelbar am Innenteil des jeweiligen Lagerarms angeflanscht, insbesondere angeschraubt, ist. [0012] Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Erregereinheit problemlos und insbesondere ohne zusätzliche Anpassungsmaßnahmen den Betrieb auch mit einer sogenannten geteilten Walzbandage mit zwei Walzbandagenhälften ermöglicht. Geteilte Walzbandagen sind im Stand der Technik bekannt und üblich. Insbesondere in Verbindung mit Erregereinheiten muss hierzu jedoch häufig auf vergleichsweise aufwändige Synchronisationsmechanismen für die beiden Hälften der Walzbandage zurückgegriffen werden. Dies spielt bei der vorliegenden Anordnung keine Rolle, sodass auch ein robuster und zuverlässiger Betrieb mit einer geteilten Walzbandage möglich ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass hinsichtlich der Ausbildung und Lagerung der Erregereinheit auf ein und dieselbe Grundanordnung für ungeteilte und geteilte Walzbandagen zurückgegriffen werden kann. Dabei ist es bevorzugt, wenn sich die Erregereinheit in axialer Richtung der Drehachse der wenigstens einen Walzbandage in beide Walzbandagenhälften hinein erstreckt, besonders bevorzugt in axialer Richtung der Drehachse bezüglich der beiden Unwuchtgewichte zu gleichen Teilen. Auf diese Weise gelingt eine verhältnismäßig homogene Aufteilung der Schwingungswirkung der Erregereinheit auf beide Walzbandagenhälften. Ergänzend oder alternativ ist es ferner bevorzugt, wenn die beiden Walzbandagen hälften in axialer Richtung der Drehachse der wenigstens einen Walzbandage die gleiche Erstreckung aufweisen. Die hohlzylinderförmigen Bandagenmäntel der beiden Walzbandagenhälften weisen mit anderen Worten die gleiche Zylinderhöhe auf. Weiter ergänzend oder alternativ ist es ferner vorgesehen, dass die geteilte Walzbandage mit zwei Walzbandagen hälften zur Erzeugung von Schwingungen ausschließlich die eine Erregereinheit mit zwei Unwuchtgewichten umfasst. Auch dies vereinfacht den Aufbau der gesamten Walzbandage.
[0013] Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn die Walze eine weitere Walzbandage aufweist und insbesondere eine knickgelenkte oder drehschimmelgelenkte Tandemwalze ist. Solche Walzen sind von ihrem Grundaufbau her im Stand der Technik bekannt und eignen sich für die vorstehend beschriebene Anordnung besonders gut.
[0014] Dabei ist es vorteilhaft, wenn die weitere Walzbandage eine weitere Erregereinheit umfasst, um auch hier den Verdichtungsprozess mithilfe von über die Erregereinheit erzeugte Schwingungen zu verbessern. Dabei ist die weitere Erregereinheit besonders bevorzugt derart ausgebildet, dass sie eine gegenüber der vorstehend beschriebenen Erregereinheit, bei der sich die Amplituden der beiden Unwuchtgewichte in horizontaler Richtung addieren und in vertikaler Richtung aufheben, andersartige Schwingungscharakteristik erzeugt, wobei hier insbesondere eine solche Erregereinheit bevorzugt ist, die im Arbeitsbetrieb wenigstens zeitweise eine Vertikalkomponente erzeugt. Damit gelingt eine Kombination des horizontalen Richtschwingers, wie vorstehend beschrieben, mit einer Erregereinheit, die zumindest teilweise zudem Schwingungen mit Vertikal komponente in den Bodenuntergrund einleitet. Durch diese Kombination kann ein besonders vorteilhaftes Verdichtungsergebnis erhalten werden.
[0015] Ideal ist es dabei, wenn die weitere Erregereinheit ein sogenannter Kreiserreger ist. Ein Kreiserreger zeichnet sich dadurch aus, dass er ausschließlich eine einzige um eine Rotationsachse rotierende Unwuchtmasse, idealerweise mit horizontaler und quer zur Vorwärtsrichtung verlaufende Rotationsachse, aufweist. Solche Kreiserreger sind vom Grundsatz her ebenfalls im Stand der Technik bekannt und zeichnen sich insbesondere durch ihren einfachen Aufbau und ihre hohe Robustheit aus.
[0016] Um einen zuverlässigen Arbeitsbetrieb der erfindungsgemäßen Walze zu ermöglichen, ist bevorzugt eine Koordinationseinrichtung vorhanden, die den Betrieb der beiden Erregereinheiten zueinander, insbesondere hinsichtlich ihrer Frequenz und/oder Phasenlage, koordiniert. Die Korrelationseinrichtung kann dazu geeignete Sensoren, insbesondere Umdrehungssensoren, beispielsweise an den jeweiligen Antriebsmotoren, sowie eine Steuereinheit aufweisen, die den Betrieb wenigstens eines der beiden Antriebsmotoren der beiden Erregereinheiten steuert und auf diese Weise einen geeigneten koordinierten Betrieb ermöglicht.
[001 7] Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt auch in einem Verfahren zum Erzeugen eines Schwingungsbildes einer Walze zur Bodenverdichtung, insbesondere eines zur untergrundschonenden Verdichtung geeigneten Schwingungsbildes. Mit Schwingungsbild wird vorliegend das Gesamtschwingverhalten der beiden Walzbandagen gegenüber dem Bodenuntergrund bezeichnet bzw. letztlich die Summe der beiden im erfindungsgemäßen Verfahren miteinander kombinierten Erregereinheiten aus horizontalem Richtschwinger und einer weiteren, insbesondere andersartigen, Erregereinheit. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Anwendung an einer Tandemwalze. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass bei einer Überfahrt über den zu verdichtenden Bodenuntergrund die Schritte A) Erzeugen einer ausschließlich horizontalen Schwingung bzw. einer Schwingung mit ausschließlich horizontaler Amplitude, in einer ersten Bandage, insbesondere mithilfe des vorstehend beschriebenen horizontalen Richtschwingers, und B) Erzeugen einer andersartigen Schwingung, insbesondere mit Vertikalkomponente, in einer zweiten Bandage, gleichzeitig erfolgen. Das Erzeugen einer andersartigen Schwingung mit Vertikalkomponente bezeichnet somit eine solche Schwingungscharakteristik, bei der zumindest übergangsweise auch eine zumindest teilweise vertikal wirkende Verdichtungskraft in den Bodenuntergrund eingeleitet wird. Insgesamt wird auf diese Weise von der Maschine damit eine Art oszillierendes Schwingungsverhalten zur Verfügung gestellt, bei dem in der Summe der beiden Bandagen zumindest zeitweise auch schräg wirkende Verdichtungskräfte in den Bodenuntergrund eingeleitet werden. Dies kann für bestimmte Verdichtungsaufgaben von Anwendern gewünscht sein.
[0018] In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Erzeugen der ausschließlich horizontalen Schwingung für speziell eine geteilte Walzbandage mit zwei Walzbandagenhälften, wie beispielsweise vorstehend zu erfindungsgemäßen Walze beschrieben, ausschließlich über eine einzige Erregereinheit, konkret den vorstehend beschriebenen horizontalen Richtschwinger. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es auch für eine geteilte Bandage eine einfache und zuverlässige Möglichkeit zur Erzeugung horizontaler Schwingungen für eine geteilte Walzbandage zur Verfügung stellt.
[0019] Grundsätzlich ist es dabei zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, wenn dazu auf eine erfindungsgemäße Walze zurückgegriffen wird.
[0020] Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen schematisch:
Figur 1 : eine drehschemelgelenkte Tandemwalze in Seitenansicht;
Figur 2: eine knickgelenkte Tandemwalze in Seitenansicht;
Figur 3: ein Walzenzug in Seitenansicht;
Figur 4: einen perspektivischen Längsschnitt durch eine Walzbandage einer der Walzen aus den
Figuren 1 bis 3;
Figur 5: einen Längsschnitt durch eine Walzbandage in einer Prinzipskizze;
Figur 6: eine schematische Seitenansicht einer Walze mit zwei hinsichtlich ihrer erzeugten
Schwingungscharakteristik verschiedenen Erregereinheiten; und
Figur 7: ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0021 ] Gleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei nicht jedes sich in den Figuren wiederholende Bauteil zwangsläufig in jeder Figur gekennzeichnet ist.
[0022] Die Figuren 1 , 2 und 3 veranschaulichen zunächst den prinzipiellen Grundaufbau verschiedener gattungsgemäßer Walzen 1. In Figur 1 ist eine Walze 1 vom Typ drehschemelgelenkte Tan- demwalze gezeigt. Wesentliche Elemente dieser Walze 1 sind ein Maschinenrahmen 2, ein Fahrstand 3, ein Antriebsmotor 4, sowie ausschließlich eine vordere und eine hintere Walzbandage 5. Die Walzbandagen 5 sind über jeweils zwei seitliche Lagerarme 6 um eine horizontale und quer zur Vorwärtsrichtung A verlaufende Drehachse drehbar in den Lagerarmen 6 gelagert, wobei in den Figuren 1 bis 3 jeweils nur der dem Betrachter zugewandte linke Lagerarm 6 sichtbar ist. Die Walzbandagen 5 sind über ein Drehschemelgelenk 7 um eine im Wesentlichen vertikale Lenkachse gegenüber dem Maschinenrahmen 2 lenkbar. Zum Fahrantrieb der Walzbandagen 5 ist jeweils ein Hydraulikmotor vorgesehen (in den Figuren nicht gezeigt). Die Walzen der Figuren 2 und 3 zeigen im Vergleich dazu einen sehr ähnlichen Grundaufbau, wobei nachstehend die schwerpunktmäßig auf die bestehenden Unterschiede hingewiesen wird und ansonsten auf die Ausführungen zur Walze 1 gemäß Fig. 1 Bezug genommen wird. Figur 2 zeigt im Unterschied zu Figur 1 eine knickgelenkte Tandemwalze. Bei dieser Variante umfasst der Maschinenrahmen 2 zwei Rahmenhälften (vordere und hintere Rahmenhälfte), die über ein Knickgelenk 8 miteinander verbunden sind. Die Lagerarme 6 sind zumindest mit ihrem dem Maschinenrahmen 2 zugewandten Teil starr mit diesem verbunden. Figur 3 schließlich zeigt eine Walze 1 vom Typ Walzenzug. Auch hier umfasst der Maschinenrahmen 2 zwei Rahmenhälften, den Vorderwagen und den Hinterwagen, die über ein Kniegelenk 8 miteinander verbunden sind. Im Unterschied zu den beiden vorhergehenden Walzen 1 umfasst der Walzenzug lediglich eine einzige Walzbandage 5 und ein Hinterradpaar 9. Sämtliche der Walzen 1 der Figuren 1 bis 3 sind selbstfahrend und umfassen in wenigstens einer ihrer vorhandenen Walzbandagen 5 eine Erregereinheit, wie in den nachfolgenden Figuren näher erläutert.
[0023] Zur weiteren Erläuterung des Aufbaus wenigstens einer der Walzbandagen 5 der Walzen 1 aus den Figuren 1 bis 3 wird zunächst auf Figur 4 Bezug genommen. Diese betrifft einen vertikalen Längsschnitt entlang der Drehachse D in leicht perspektivische Schrägansicht. Wesentliche Elemente der Walzbandage 5 sind ein hohlzylinderförmiger Bandagenmantel 10 mit zwei Bandagenmantelhälften 10A und 10B. Figur 4 zeigt somit eine zweigeteilte Walzbandage 5, wobei die nachstehend weiter beschriebene Ausbildung und Lagerung der Erregereinheit gleichermaßen auch für ungeteilte Walzbandagen verwendbar ist. Im durch die beiden Tellerscheiben 11 in Längsrichtung der Drehachse D begrenzten Innenraum 12 der Walzbandage 5 ist ausschließlich eine einzige Erregereinheit 13 angeordnet, umfassend ein Erregergehäuses 14, in dessen Innenraum zwei um jeweils eine Rotationsachse R1 und R2 rotierbare Unwuchtgewichte 15A und 1 5B angeordnet sind. Stirnseitig sind die beiden Unwuchtgewichte 15A und 15B über ein Zahnradpaar 16 miteinander im Eingriff. Dadurch ist festgelegt, dass die Rotationsbewegung der beiden Unwuchtgewichte 15 Ar und 15 B zueinander gegensinnig ist und diese im Betrieb zueinander gegenläufig um die Rotationsachse R1 und R2 in zueinander zwangsgekoppelter Weise rotieren. Die Rotationsachse R1 und R2 verlaufen dabei parallel zueinander und auch parallel zur Drehachse D und in vertikaler Richtung übereinander. Zum Antrieb der Rotationsbewegung der beiden Unwuchtgewichte 15A und 15B ist ein Antriebsmotor 22 vorgesehen, im vorliegenden Fall ein Hydraulikmotor. Die Walzbandage 5 umfasst somit ausschließlich die eine Erregereinheit 13.
[0024] Das Erregergehäuse 14 umfasst zu beiden Seiten entlang der Drehachse D jeweils eine Stirnplatte 1 7, 18 und einen die Unwuchtgewichte in Richtung ihrer Rotationsachse R1 und R2 zwischen den Stirnplatten 1 7 und 18 überspannenden Cehäusezylinder 19, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht vollflächig geschlossen ausgebildet ist. Die Lagerung der Erregereinheit 13 ist in Bezug auf die Lagerarme 6, die in Figur 4 nur teilweise dargestellt sind, drehfest. Dies bedeutet, dass der Bandagenmantel 10 gegenüber der Erregereinheit 13 drehbar ist, beispielsweise über Drehlager 20, gegenüber den Lagerarmen 6 allerdings im Wesentlichen ortsfest und drehfest gelagert ist. Die Lagerarme 6 umfassen jeweils einen Außenteil 6A und einen Innenteil 6B, die über Dämpfungselemente 21 miteinander verbunden sind, um eine Übertragung von durch die Erregereinheit 13 im Betrieb erzeugten Schwingungen auf den Maschinenrahmen 2, mit dem der Außenteil 6A der Lagerarme in der zu den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Weise verbunden ist, zu minimieren. Dazu ist auf der der Stirnseite 23 der Walzbandage 5, auf der der der Antriebsmotor 22 zum Antrieb der Erregereinheit 13 angeordnet ist , gegenüberliegenden Stirnseite 24 der Walzbandage 5 bzw. auf deren Seite eine Drehsicherung 25 mit einer Steckwelle 26 vorgesehen. Die Steckwelle 26 steckt mit ihrem einen Ende drehfest in einer Flanschplatte 27, die an die Stirnplatte 1 7 des Erregergehäuses 14 angeflanscht ist. Von dort ausgehend durchläuft die Steckwelle 26 koaxial zur Drehachse D ein Drehlager der Walzbandage 5 am Lagerarm 6 und mündet drehfest in einer Flanschplatte 28, die am Innenteil 6B des Lagerarm 6 von außen kommend angeflanscht ist. Dadurch wird jegliche Drehbewegung des Erregergehäuses 14 gegenüber dem Lagerarm 6 unterbunden. Die Steckwelle weist dazu in zumindest demjenigen Achsschaftbereich, mit dem sie in jeweils einer der beiden Flanschplatten 27, 28 mündet, Formschlusselemente zur Drehsicherung auf, insbesondere solche mit in Um- laufrichtung der Drehachse D wirkenden Anschlagflächen, wie beispielsweise eine umlaufende Außenverzahnung. Diese Formschlusselemente stehen mit komplementären Formschlusselementen in den jeweiligen Flanschplatten 27, 28 in Eingriff, wobei hierzu beispielsweise auf eine zur Außenverzahnung der Steckwelle komplementäre Innenverzahnung zurückgegriffen werden kann. Alternativ ist es auch möglich, die Drehsicherung reibschlüssig zu erreichen, beispielsweise über eine geeignete Rändelung, insbesondere auf der Steckwelle, etc. [0025] Auf der der Drehsicherung 25 gegenüberliegenden Stirnseite 23 steht die Erregereinheit 13 über eine Welle 29 in Antriebsverbindung mit dem Antriebsmotor 22. Die Welle 29 ist an eines der Unwuchtgewichte 15A, 15B über eine Zahnradverbindung angebunden. Das andere Unwuchtgewicht wird über das an den Unwuchtgewichten 1 5A und 15B angesetzte und miteinander kämmende Zahnradpaar 16 angetrieben.
[0026] Die Unwuchtgewichte 15A und 1 5B sind dabei derartig in der Erregereinheit 15 angeordnet, dass sich ihre Amplituden im Rotationsbetrieb um die Rotationsachsen R1 und R2 in horizontaler Richtung addieren und in vertikaler Richtung aufheben. Wird die Erregereinheit 1 3 bei der Walzbandage 5 gemäß Figur 4 somit in Betrieb genommen, wird die Walzbandage 5 und insbesondere deren beiden Walzbandagenhälften 10A und 10B mit horizontal ausgerichteten Schwingungen beaufschlagt. Konkret wird dies dadurch erreicht, dass die Unwuchtgewichte mit ihrer bezüglich der Rotationsachse R1 und R2 in radialer Richtung außenliegenden Unwucht gegensinnig von oben und von unten kommend aufeinander zu drehen und in Horizontalrichtung jeweils in die gleiche Raumrichtung drehen. Insgesamt wird mit dieser Anordnung somit ein horizontaler Richtschwinger mit ausschließlich horizontaler Cesamtamplitude erhalten.
[0027] Figur 4 verdeutlicht ferner, dass jeweils zu den Außenseiten beider Walzbandagenhälften 10A und 10B ferner jeweils ein Fahrantriebsmotor 30, konkret jeweils ein Hydraulikmotor, vorhanden ist.
[0028] Figur 5 gibt den in Figur 4 beschriebenen Crundaufbau in einer Prinzipskizze in leicht abgewandelter Form wieder, wobei zur Beschreibung der Figur 5 insbesondere auch auf die bereits zu Figur 4 vorgebrachten Ausführungen Bezug genommen wird. Wesentlich ist, dass insbesondere in Figur 5 deutlich dargestellt ist, dass in Richtung der Drehachse D beidseits der Erregereinheit 13 jeweils eine Steckwelle 26 zur Drehsicherung mit den entsprechenden Flanschplatten 27 und 28 vorhanden ist. Ferner verdeutlicht Figur 5 die Anbindung der Lagerarme 6 über jeweils ihren Außenteil 6A zum Maschinenrahmen 2, wobei hier alternativ auch, wie vorstehend bereits erwähnt, ein Drehschemelgelenk zwischengeschaltet sein kann. Die Walzbandagenhälften 10A und 10B sind gegenüber den Lagerarmen 6B über ein nicht näher dargestelltes Drehgelenk um die Drehachse D drehbar.
[0029] Figur 6 greift auf den grundsätzlichen Aufbau der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Walzen 1 zurück und verdeutlicht eine Weiterbildung dahingehend, dass in den ausschließlich zwei von der Walze umfassten Walzbandagen 5 zwei verschiedene Erregereinheiten vorgesehen sind. In der in Figur 6 linken Walzbandage 5 ist die Erregereinheit 1 3, wie in den Figuren 4 oder 5 näher erläutert, in Form des horizontalen Richtschwingers angeordnet, wobei zur Vereinfachung lediglich die beiden Unwuchtgewichte 15A und 15B und deren Rotationsbewegung in einer Vertikalebene quer zur Drehachse D der beiden Walzbandagen 5 gezeigt sind. Die in Figur 6 rechte Walzbandage 5 umfasst dagegen eine gegenüber dem ausschließlich horizontalen Richtschwinger andersartig wirkende Erregereinheit 31 , bei der es sich im konkreten Ausführungsbeispiel um einen Kreiserreger mit ausschließlich einem Unwuchtgewicht 15 handelt. Die Schwingungscharakteristik dieses Kreiserregers liegt darin, dass er phasenabhängig ein Schwingungsspektrum mit vertikal nach oben und nach unten sowie horizontal nach vorn und nach hinten wirkenden Schwingungskomponenten erzeugt, wie durch den in Fig. 6 angegebenen Kreuzpfeil verdeutlicht. Diese Erregereinheit 31 ist in der in Vorwärtsrichtung A vorderen Walzbandage 5 der Walze 1 angeordnet. In der Summe der beiden Erregereinheit 13 und 31 wird somit eine Schwingungscharakteristik mit der Walze 1 aus Figur 6 erhalten, bei der zumindest übergangsweise schräg wirkende Kräfte in den Bodenuntergrund eingebracht werden können. Der Richtschwinger 31 kann auch durch anders wirkende Erregereinheiten substituiert werden, wie beispielsweise einem Oszillationserreger, einem verstellbarem Richtschwinger etc.
[0030] Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist ferner eine Koordinationseinrichtung 32 vorhanden, die die Drehlage/Phasenlage und/oder die Umdrehungsfrequenz jeweils wenigstens eines Unwuchtgewichtes 15A/15B und 15 (Richtschwinger), beispielsweisem über geeignete Sensoren, erfasst und den Antrieb bzw. den Antriebsmotor wenigstens einer Erregereinheit 13/31 steuert, um einen zueinander abgestimmten Schwingungsbetrieb der beiden Erregereinheiten 13 und 31 zu ermöglichen.
[0031 ] Figur 7 schließlich zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Wesentlich ist dabei das beim Betreiben 33 einer Walze gleichzeitig ein Erzeugen einer ausschließlich horizontalen Schwingung in einer ersten Bandage gemäß Schritt 34 und gleichzeitig ein Erzeugen einer andersartigen Schwingung, insbesondere mit Vertikalkomponente, in einer zweiten Bandage gemäß Schritt 35 erfolgt. Das in Figur 7 dargestellte Verfahren bezieht sich somit konkret auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6. Dabei eignet sich die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere auch für eine Walze 1 mit einer geteilten Bandage, wie beispielsweise in den Figuren 4 und 5 gezeigt, wobei es dann vorgesehen ist, dass das Erzeugen der ausschließlich horizontalen Schwingung mit dem horizontalen Richtschwinger für die geteilte Bandage ausschließlich über eine einzige Erregereinheit, insbesondere die Erregereinheit 13, erfolgt. [0032] Optional kann es im Schritt 36 ferner vorgesehen sein, dass beim Betrieb der Walze ein Koordinieren der Schritte 34 und 35 mithilfe einer Koordinationseinrichtung, insbesondere wie zu Figur 6 beschrieben, erfolgt.
[0033] Grundsätzlich eignen sich sämtliche der vorstehend beschriebenen Walzen besonders zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Walze (1 ) zur Bodenverdichtung, umfassend
einen Masch inen rahmen (2) mit einem Fahrstand (3),
einen Antriebsmotor (4),
wenigstens eine Walzbandage (5), wobei die wenigstens eine Walzbandage (5) drehbar zwischen zwei stirnseitig angeordneten Lagerarmen (6), die mit dem Maschinenrahmen (2) verbunden sind, gelagert ist,
eine innerhalb der wenigstens einen Walzbandage (5) angeordnete Erregereinheit (1 ) zur Erzeugung von Schwingungen mit
einem Erregergehäuse (14),
zwei innerhalb des Erregergehäuses (14) gegenläufig rotierend gelagerten und miteinander gekoppelten Unwuchtgewichten (15A, 15B) , wobei die Unwuchtgewichte (1 5A, 15B) um zwei gegenüber dem Erregergehäuse (14) ortsfeste Rotationsachsen (R1 , R2) rotieren und
einem außerhalb des Erregergehäuses (14) angeordneten Antriebsmotor (22), der in Antriebsverbindung mit wenigstens einem der beiden rotierend gelagerten Unwuchtgewichten (1 5A, 15B) steht,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t,
dass das Erregergehäuse (14) drehfest gegenüber den Lagerarmen (6) ist, und dass die beiden Unwuchtgewichte (15A, 15B) derart miteinander gekoppelt sind, dass sich ihre Amplituden in Horizontalrichtung addieren.
2. Walze (1 ) gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Rotationsachsen (R1, R2) horizontal und in Vertikal richtung übereinander verlaufen.
3. Walze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erregergehäuse (14) über eine Drehsicherung (25) mit wenigstens einem der beiden Lagerarme (6) verbunden ist.
4. Walze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehsicherung (25) eine ein Bandagendrehlager (20) durchlaufende Steckwelle (26) umfasst, die insbesondere auf einer Antriebsstirnseite (23) der wenigstens einen Walzbandage (5) gegenüberliegenden Stirnseite (24) aus einem Bandageninnenraum (12) herausgeführt ist.
5. Walze (1 ) gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steckwelle (26) zwischen zwei Flanschplatten (27, 28) angeordnet ist, wobei die eine Flanschplatte (27) am Erregergehäuse (14) und die andere Flanschplatte (28) am Lagerarm (6) festgelegt ist.
6. Walze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerarme (6) jeweils wenigstens zwischen einem Außenteil (6A) und einem Innenteil (6B) eine Dämpfungsstufe (21) umfassen, wobei das Erregergehäuse (14) über eine Drehsicherung (25), insbesondere direkt, mit dem Innenteil (6B) drehfest verbunden ist.
7. Walze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Walzbandage (5) eine geteilte Walzbandage (5) mit zwei Walzbandagenhälften (10A, 10B) ist, wobei ferner eines der folgenden Merkmale erfüllt ist:
die Erregereinheit (13) erstreckt sich in Axialrichtung der Drehachse (D) der wenigstens einen Walzenbandage in beide Walzbandagenhälften (10A, 10B);
die Walzbandagenhälften (10A, 10B) weisen in Axialrichtung der Drehachse (D) der wenigstens einen Walzbandage (5) die gleiche Erstreckung auf;
zur Erzeugung von Schwingungen umfasst die Walzbandage (5) ausschließlich die Erregereinheit (13).
8. Walze (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walze (1) eine weitere Walzbandage (5) aufweist und insbesondere eine knickgelenkte oder drehschemelgelenkte Tandemwalze ist.
9. Walze (1) gemäß Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Walzbandage (5) eine weitere Erregereinheit (31) umfasst.
10. Walze (1) gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Erregereinheit (31) derart ausgebildet ist, dass sie eine gegenüber der Erregereinheit (13), deren Amplituden sich in Horizontalrichtung addieren, andersartige Schwingungscharakteristik erzeugt, insbesondere mit wenigstens einer Vertikalkomponente.
11. Walze (1 ) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Erregereinheit (31) ein Kreiserreger ist.
12. Walze (1 ) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Koordinationseinrichtung (32) vorhanden ist, die den Betrieb der beiden Erregereinheiten (31, 31) zueinander koordiniert.
13. Verfahren zum Erzeugen eines Schwingungsbildes einer Walze (1) zur Bodenverdichtung, insbesondere einer Tandemwalze, umfassend bei einer Überfahrt (33) über den zu verdichtenden Bodenuntergrund die Schritte:
a) Erzeugen (34) einer ausschließlich horizontalen Schwingung in einer ersten Bandage (5); b) Erzeugen (35) einer andersartigen Schwingung, insbesondere mit Vertikalkomponente, in einer zweiten Bandage (5).
14. Verfahren gemäß Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erzeugen (34) der ausschließlich horizontalen Schwingung für eine geteilte Walzbandage (5) mit zwei Walzbandagen hälften (10A, 10B) ausschließlich über eine einzige Erregereinheit (13) erfolgt.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einer Walze (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 durchgeführt wird.
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EP17844579.7A EP3568524B1 (de) 2017-01-11 2017-12-22 Walze zur bodenverdichtung sowie verfahren zum erzeugen eines schwingungsbildes einer walze zur bodenverdichtung
CN201780087453.4A CN110325685B (zh) 2017-01-11 2017-12-22 用于地面压实的压路机和产生地面压实的压路机的振型的方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022128151A1 (en) 2020-12-18 2022-06-23 Ammann Schweiz Ag Vibrating roller

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018006902A1 (de) 2018-08-30 2020-03-05 Forschungs- Und Transferzentrum Leipzig E.V. An Der Hochschule Für Technik, Wirtschaft Und Kultur Leipzig Schwingungserreger für Walzenvorrichtung zur Bodenverdichtung
CN111749084B (zh) * 2020-06-28 2022-01-28 三一汽车制造有限公司 压路机械的控制方法和压路机械

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0530546A1 (de) * 1991-09-03 1993-03-10 BOMAG GmbH Verdichtungsgerät
WO2002044475A1 (de) * 2000-11-29 2002-06-06 Hamm Ag Verdichtungsgerät
WO2015101407A1 (de) * 2013-12-30 2015-07-09 Bomag Gmbh Bodenverdichtungsbandage, walze mit einer solchen bodenverdichtungsbandage, schwingungserregungseinrichtung für eine bodenverdichtungsbandage und verfahren zur bodenverdichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3878733A (en) * 1974-01-15 1975-04-22 Stone Construction Equipment Compactor with directional control for eccentric weights
SE426719B (sv) * 1980-12-03 1983-02-07 Thurner Geodynamik Ab Forfarande och anordning for packning av ett materialskikt
JPS59185206A (ja) * 1983-04-07 1984-10-20 酒井重工業株式会社 締固め機械の振動機構
US6132133A (en) * 1996-06-12 2000-10-17 Komatsu Ltd. Crawler type vibratory compacting machine
DE19943391A1 (de) * 1999-09-10 2001-04-12 Wacker Werke Kg Schwingungserreger für Bodenverdichtungsgeräte
US6561729B1 (en) * 2001-12-14 2003-05-13 Caterpillar Paving Products Inc. Compacting drum for a work machine
CN2651293Y (zh) * 2003-09-28 2004-10-27 徐州工程机械制造厂 无级调幅压实机构
CN102261031A (zh) * 2010-05-28 2011-11-30 陈兴民 一种具有垂直、水平两种振动方向的压路机振动轮结构
US8393825B2 (en) * 2010-11-05 2013-03-12 Caterpillar Inc. Vibratory compactor
US8770887B1 (en) * 2013-01-18 2014-07-08 Waacker Neuson Production Americas LLC Vibratory compacting roller machine and operator control therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0530546A1 (de) * 1991-09-03 1993-03-10 BOMAG GmbH Verdichtungsgerät
EP0530546B1 (de) 1991-09-03 1995-03-15 BOMAG GmbH Verdichtungsgerät
WO2002044475A1 (de) * 2000-11-29 2002-06-06 Hamm Ag Verdichtungsgerät
WO2015101407A1 (de) * 2013-12-30 2015-07-09 Bomag Gmbh Bodenverdichtungsbandage, walze mit einer solchen bodenverdichtungsbandage, schwingungserregungseinrichtung für eine bodenverdichtungsbandage und verfahren zur bodenverdichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022128151A1 (en) 2020-12-18 2022-06-23 Ammann Schweiz Ag Vibrating roller

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