Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SOIL-COMPACTOR WITH POWER STEERING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/056984
Kind Code:
A1
Abstract:
At the end of a guide handle (7) of a vibration plate serving as soil-compactor an actuating element (8) is mounted which can be moved in relation to the guide handle (7). Each position of the actuating element (8) is detected by a sensor device (11) which transmits a corresponding signal to a hydraulic steering unit (10). In this way the phase angles of unbalance masses (3, 4) can be modified which in turn influences the direction of travel of the vibration plate.

Inventors:
STEFFEN MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/002512
Publication Date:
September 28, 2000
Filing Date:
March 21, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WACKER WERKE KG (DE)
STEFFEN MICHAEL (DE)
International Classes:
B60K26/02; E01C19/38; E02D3/074; (IPC1-7): E02D3/074; B60K26/02
Foreign References:
DE29804047U11998-06-18
DE19756475A11998-06-25
DE19648419A11997-05-28
DE8714812U11989-03-09
US5757158A1998-05-26
Attorney, Agent or Firm:
Hoffmann, Jörg Peter (Müller & Hoffmann Innere Wiener Strasse 17 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Bodenverdichtungsvorrichtung, mit einer Bodenkontaktplatte (5) ; einem die Bodenkontaktplatte (5) beaufschlagenden Schwingungserre ger (1,2,3,4), der wenigstens zwei gegeneinander rotierende Unwuchtmassen (3,4) aufweist, deren Phasenlage durch eine Stelleinrichtung (6,10) relativ zu einander verstellbar ist : und mit wenigstens einem beweglichen Bedienelement (8) zum Ansteuern der Stelleinrichtung (6,10) ; dadurch gekennzeichnet, daß eine Sensoreinrichtung (11) zum Ermitteln der Stellung des wenigstens einen Bedienelements (8) und Erzeugen eines Signals zum Ansteuern der Stelleinrichtung (6) vorgesehen ist.
2. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Bedienelement (8) und die Sensoreinrichtung (11) an einem Führungsbügel (7) der Bodenverdichtungsvorrichtung angebracht sind.
3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) wenigstens einen ka pazitiven, induktiven oder resistiven Sensor aufweist.
4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) wenigstens einen HallSensor (13) oder einen ReedKontakt sowie ein an dem Bedienelement (8) angebrachtes Geberelement (12) aufweist.
5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) wenigstens einen Näherungs schalter aufweist.
6. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (6) eine fluidbetätigte Kolben/Zylindereinheit aufweist, sowie ein von dem Signal der Sensoreinrich tung (11) angesteuertes elektromechanisches Ventil zum Steuern eines Fluid stroms an der Kolben/Zylindereinheit.
7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet. daß zwei Bedienelemente (8) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander beweglich sind, und durch die jeweils die Pha senlage einer Gruppe von rotierenden Unwuchtmassen (3,4) veränderbar ist.
8. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Bedienelemente (8) gegen eine Federwirkung aus einer Nullstellung auslenkbar sind, in welcher Null stellung eine aus den rotierenden Unwuchtmassen (3,4) resultierende Ge samtkraft keine Horizontalkomponente aufweist.
9. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Bedienelementen (8) eine Fernsteuerungseinrichtung vorgesehen ist, mit einer räumlich von der Bodenverdichtungsvorrichtung trennbaren Sendeeinheit und einer an der Bo denverdichtungsvorrichtung angebrachten Empfangseinheit (9), wobei durch die Empfangseinheit (9) ein Signal zum Ansteuern der Stelleinrichtung (6) er zeugbar ist.
Description:
Bodenverdichtungsvorrichtung mit Servosteuerung Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemma3 dem Ober- begriff von Patentanspruch 1.

Derartige Bodenverdichtungsvorrichtungen, z. B. eine Vibrationsplatte mit der Typenbezeichnung"Wacker DPU 7060", sind bekannt und haben sich in der Praxis, insbesondere zur Verdichtung von überwiegend grobkörnigen oder schwachbindigen Böden, hervorragend bewährt. Dabei ist auf einer Boden- kontaktplatte ein von einem Motor angetriebener Schwingungserreger ange- bracht, der die Bodenkontaktplatte in eine Vertikalschwingung versetzt, die dann auf den Boden übertragen wird. Die erzeugte Schwingung weist üblicher- weise eine konstante oder auch veränderbare horizontale Kraftkomponente auf, die für eine Vorwärts-, Rückwärts-oder Lenkbewegung der Vibrationsplatte sorgt. Die Horizontalbewegung der Vibrationsplatte wird dabei vom Bediener über eine Führungsdeichsel oder einen Führungsbügel unterstützt. An der Führungsdeichsel kann ein mit Hydraulikventilen gekoppelter Bedienhebel vor- gesehen sein, mit dem sich durch eine Stellhydraulik die Bewegungsrichtung der Vibrationsplatte einstellen läßt. Weiterhin ist es bekannt, die Lenk-und Richtungsfunktionen über eine Fernsteuerung durchzuführen. Gerade bei fern- gesteuerten Platten erfolgt die Lenkung im Regelfall dadurch, daß der Schwingungserreger geteilte Unwuchten aufweist, die im Lenkfall gegeneinan- der arbeitend eingestellt werden und eine Kreis-bzw. Gierbewegung der Ma- schine bewirken.

Auch bei ferngesteuerten Vibrationsplatten kann der Bediener jederzeit manu- ell in den Bewegungs-bzw. Lenkvorgang eingreifen, indem er an dem Füh- rungsbügel zieht. Der Bediener mu-6 dazu gleichzeitig Knöpfe an der Fernsteue- rung drücken und am Führungsbügel zerren. Dies erfordert jedoch hohe Kräf- te, da der Führungsbügel von ferngesteuerten Maschinen gegenüber den Füh- rungsdeichseln von nicht ferngesteuerten Maschinen stark verkürzt ist. Da der Bediener gleichzeitig noch Bedienelemente der Steuerung wie Steuerknüppel, Druckknöpfe o. ä. betätigen muß, kann er den Führungsbügel nur mit einer Hand halten. Diese Art der Bedienung ist für den Bediener sehr anstrengend und daher dem Arbeitsfortschritt nicht zuträglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung anzugeben, die auch bei Vorhandensein einer Fernsteuerung oder Druckknöp- fen an einem Bedienungspult durch den Bediener leicht manuell lenkbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwick- lungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln der Stellung von wenigstens einem Bedienelement vorgesehen ist, durch die ein Signal zum Ansteuern einer Stelleinrichtung für den Schwingungserreger erzeugbar ist. Dies ermöglicht es, daß der Bediener über das Bedienelement die Stelleinrichtung betätigen kann, ohne daß-wie beim Stand der Technik-zusätzliche kostenintensive und wartungsaufwendige Hydraulikventile am Bedienelement vorgesehen sein müssen.

Bei einer besondes vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung sind das Bedienelement und die Sensoreinrichtung an einem Führungsbügel der Boden- verdichtungsvorrichtung angebracht. Betätigt der Bediener nun ohne großen Kraftaufwand das bewegliche Bedienelement und verlagert es somit aus einer Ausgangsstellung, wird die Stellungsänderung von der Sensoreinrichtung er- faßt und ein entsprechendes Signal an die Stelleinrichtung abgegeben. Die Stelleinrichtung verändert in an sich bekannter Weise die Stellung bzw. Pha- senlage der rotierenden Unwuchtmassen zueinander, wodurch sich die Hori- zontalkomponente einer resultierenden Gesamtkraft ändert und ein geändertes Richtungsverhalten der Vibrationsplatte erzeugt wird.

Als Bedienelemente eignen sich-je nach Ausstattung der Vibrationsplatte-ein oder zwei Handbügel, die zusammen oder getrennt voneinander bewegbar sind.

Weiterhin kann das Bedienelement auch in Form eines"Joy Sticks"ausgeführt sein.

Besonders vorteilhaft wird die Erfindung bei Vibrationsplatten mit Fern- steuerung eingesetzt, bei der-wenn überhaupt-an dem Gerät selbst lediglich Druckknöpfe zum direkten Beaufschlagen von Hydraulikventilen der hydrau- lischen Stelleinrichtung sowie ein nur kurzer Führungsbügel vorgesehen sind.

Die Bereitstellung eines zusätzlichen beweglichen Bedienelements mit

Sensoreinrichtung gewährleistet. daß der Bediener die Vibrationsplatte wie eine Vibrationsplatte ohne Fernsteuerung bequem führen kann.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher er- läutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bo- denverdichtungsvorrichtung ; Fig. 2 eine Draufsicht der Bodenverdichtungsvorrichtung ; und Fig. 3 eine schematische Ausschnittsvergrößerung des Bedienbereichs von Fig. 2.

Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Bodenver- dichtungsvorrichtung als Vibrationsplatte, deren Grundaufbau allerdings be- kannt ist und im folgenden nur kurz dargelegt wird.

Ein nicht dargestellter Motor treibt über einen Antrieb zwei Wellen 1,2 ent- sprechend der Pfeilrichtung in Fig. 1 gegenläufig an, auf denen jeweils Un- wuchtmassen 3,4 angeordnet sind. Die Rotation der Unwuchtmassen erzeugt eine im wesentlichen vertikal gerichtete Schwingung, die über eine Bodenkon- taktplatte 5 auf den zu verdichtenden Boden übertragen wird.

Die Wellen 1,2 sowie die Unwuchtmassen 3,4 können jeweils in axialer Richtung geteilt sein, um-bei entsprechender Phasenlage-ein Giermoment zu erzeugen, das die Vibrationsplatte auf der Stelle kreisen oder-bei gleichzeiti- ger Vorwärtsbewegung-einen Kurvenradius fahren läßt.

Die Veränderung der Phasenlagen der Wellen 1 und 2 zueinander sowie der Phasenlagen von zwei auf einer Welle angeordneten Unwuchtmassen erfolgt über eine an sich bekannte Stelleinrichtung, bei der geeignete nicht dargestell- te Stellglieder über eine ebenfalls zu der Stelleinrichtung gehörende Hydraulik 6 verstellt werden.

Der Fluidstrom in der Hydraulik 6 kann gemäß dem Stand der Technik in verschiedener Weise beeinflußt werden : So sind Vibrationsplatten bekannt, bei denen am Ende einer Führungsdeichsel 7 bzw. eines Führungsbügels 7 ein als Bedienelement dienender Steuerbügel 8 vorgesehen ist, der am Ende der Führungsdeichsel 7 schwenkbar angeordnet ist und direkt ein zu der Hydraulik 6 gehörendes Hydraulikventil betätigt.

Bei einer fernsteuerbaren Vibrationsplatte ist eine Empfangseinheit 9 an der Vibrationsplatte vorgesehen, die Funk-oder Infrarotsignale von einer nicht dargestellten Sendeeinheit empfängt. Üblich ist auch der Empfang von elektri- schen Signalen über eine Kabel-Fernsteuerung. Die Signale werden in der Empfangseinheit 9 gewandelt und beaufschlagen über eine Hydrauliksteuerung 10 in der Hydraulik 6 vorgesehene elektromagnetische Ventile.

Vor allem bei derartigen fernsteuerbaren Vibrationsplatten ist die Führungs- deichsel 7 nur als kurzer Führungsbügel ausgeführt. An der Vibrationsplatte selbst sind darüber hinaus oftmals keine zusätzlichen Bedienelemente vor- gesehen, da die Bedienung ausschließlich über die Sendeeinheit erfolgen soll.

Bei Kabelfernsteuerungen sind jedoch Vibrationsplatten bekannt, bei denen die Sendeeinheit in eine entsprechende Aufnahme der Vibrationsplatte eingesetzt werden kann und dann als Bedienpult dient.

Bei einer manuellen Korrektur der Bewegung der Vibrationsplatte mut3 der Bediener mit einer Hand an dem kurzen Führungsbügel zerren und gleichzeitig mit der anderen Hand die Fernbedienung bzw. geeignete Druckknöpfe am Bedienungspult betätigen, um die gewünschte Bewegung der Vibrationsplatte zu erreichen.

Um dem Bediener diese Arbeit zu erleichtern, ist erfindungsgemaß auch an dem kurzen Führungsbügel 7 ein beweglicher Steuerbügel 8 vorgesehen, des- sen Lageveränderung durch den Bediener jedoch nicht direkt eine Änderung der Stellung eines Hydraulikventils bewirkt, sondern über eine ebenfalls am Ende des Führungsbügels 7 angeordnete Sensoreinrichtung 11 erfaßt wird.

Die Sensoreinrichtung 11 kann in Form eines Hall-Generators, eines Nähe- rungsschalters oder unter Verwendung von Reed-Kontakten aufgebaut sein

und wandelt die jeweilige Stellung des Steuerbügels 8 in ein elektrisches Si- gnal, das der Hydrauliksteuerung 10 zugeführt wird. Als Sensoren für die Sen- soreinrichtung 11 eignen sich grundsätzlich kapazitive, induktive und resistive Sensoren, die in der Nähe des Steuerbügels 8 anzuordnen sind.

In der Hydrauliksteuerung 10 wird das Signal elektromechanisch gewandelt, z.

B. mittels eines elektromagnetischen Stellglied, das auf die Hydraulik 6 einwirkt und damit die Phasenlage der Wellen 1,2 bzw. Unwuchten 3,4 im Schwingungserreger beeinflußt.

Die Lenkung der Vibrationsplatte erfolgt somit über eine Art Servosteuerung.

Die Fig. 2 und 3 zeigen schematisch eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vibrationsplatte, wobei Fig. 3 eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 2 ist.

Am Ende der Führungsdeichsel 7 sind zwei als Bedienelemente dienende Steu- erbügel 8 vorgesehen, an denen der Bediener die Maschine führen kann. Jeder der Steuerbügel 8 ist relativ zu der Führungsdeichsel 7 verdrehbar, wodurch sich das Bewegungs-bzw. Lenkverhalten der Vibrationsplatte ändert. Anstelle der Führungsdeichsel 7 können die Steuerbügel 8 auch an einem kürzeren Führungsbügel angeordnet sein.

Jeder Steuerbügel 8 ist in die Sensoreinrichtung 11 eingesteckt und weist an seinem Ende einen Gebermagnet 12 auf, dem gegenüber Hall-Sensoren 13 an- geordnet sind. Durch die Bewegung des Gebermagnets 12 vor den Hall-Senso- ren 13 wird eine elektrische Spannung erzeugt, die als Signal über eine Leitung 14 an die Hydrauliksteuerung 10 geführt wird.

Zur Dämpfung der Schwenkbewegung des Steuerbügels 8 können noch Gummielement 15 manschettenartig angebracht sein.

Anstelle des beschriebenen Hall-Sensors 13 sind auch andere Sensoreinrich- tungen möglich, z. B. Näherungsschalter, Reed-Kontakte u. a.

Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, zwei unabhängig voneinander bewegbare Steuer- bügel 8 vorgesehen sind, kann nicht nur die Fahrtrichtung (vorwärts, rück- wärts, Stillstand) der Vibrationsplatte verstellt werden, sondern auch eine

Lenk-bzw. Kreisbewegung, soweit der Schwingungserreger entsprechend aus- gestattet ist.

Der Steuerbügel 8 kann darüber hinaus durch eine nicht dargestellte Feder beaufschlagt werden, um bei Nichtbetätigung in einer Nullstellung gehalten zu werden, so daß die Vibrationsplatte bei Nullstellung stets in einen sicheren Zustand verfallt, in dem sie keine Eigenbewegung außer der vertikalen Schwingungsbewegung durchführt. In der Nullstellung heben sich die durch die Unwuchten erzeugten Horizontalkräfte derart auf, daß die resultierende Gesamtkraft keine Horizontalkomponente aufweist.