專利名稱：用于壓實地面的壓實設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求I前序部分的用于壓實地面的壓實設備和根據(jù)權利要求21的用于壓實地面的方法。
背景技術：
壓實設備是公知的，例如形式為壓路機。借助于壓路機，可以在很大的表面面積上壓實地面，例如浙青表面。為了確保地面的承載能力和耐久性，需要充分的壓實。在壓路機執(zhí)行的壓實中，區(qū)分動態(tài)和靜態(tài)功能。在動態(tài)功能的情況下，通過移動執(zhí)行壓實，在靜態(tài)功能的情況下，通過壓路機的重量執(zhí)行壓實。壓路機可以是自推進車輛并包括至少一個滾筒。當壓路機形式的壓實設備的滾筒轉彎時，在滾筒側端上存在滾筒的內部和外部轉彎半徑。在滾筒的外部轉彎邊沿上，由于在那里覆蓋更長的距離，速度高于內部邊沿上的速度。隨著轉向角度增加和所產生的更小的轉彎半徑，所述兩個速度之間的差距將變得更大。然而，因為滾筒不能以在其側端上不同的圓周速度旋轉，滾筒將在其寬度的中點上在路面或地面上滾動，然而，在滾筒的外部邊沿區(qū)域上，在浙青和滾筒的滾動表面之間將出現(xiàn)滑動(滑移)。因此，分割滾筒并相互獨立地驅動兩半滾筒部件看起來是有用的，以便因為所分割滾筒的較小寬度，可以降低上述的強制影響。與振動滾筒不同，并不以分割構造生產振蕩滾筒，因為在技術上實現(xiàn)明顯更困難。因為必需總是確保生成離心力的不均衡質量的同步，而且尤其在滾筒相對彼此旋轉的情況下。在根據(jù)WO 82/01903的已知振蕩壓路機中，提供兩個同步旋轉的不平衡軸，其利用齒形帶通過中央軸驅動。因而，在壓路機上實現(xiàn)快速改變的前向/后向旋轉運動。因此，旋轉的壓路機將從不離開地面。根據(jù)WO 82/01903(圖5),可以收集到現(xiàn)有技術的未分割振蕩滾筒的振蕩系統(tǒng)的四個典型操作狀態(tài)。從左至右，將不平衡質量的位置圖示為以90-°的相應步幅旋轉(相位移動)。因為稱合驅動,兩個不平衡質量(不平衡重量)將在相同方向上旋轉。但是在圖5中左手側的視圖中的操作狀態(tài)中，離心力將彼此消除，由于離心力F和杠桿臂X的方向，在右手側(圖5B、5D)的視圖內的力矩將是順時針方向上的(圖5B)和相應地逆時針方向上的(圖 5D)M = 2 · X · F。因此，對于不平衡軸的每次旋轉，滾筒將經(jīng)歷向左和向右的輕微旋轉，并將開始圍繞滾筒的旋轉軸M振蕩。在振動滾筒中，分割滾筒是已經(jīng)公知的，因為其技術實現(xiàn)很容易。本發(fā)明的圖2圖示了分割振動滾筒的剖視圖。兩個滾筒部件2a，2b通過旋轉連接彼此螺釘連接。在此，用于兩個滾筒部件2a，2b的不平衡質量3被設置在由液壓引擎7驅動的中央不平衡軸31上。當轉彎且滾筒部件2a，2b因而相對彼此旋轉時，兩個滾筒部件2a，2b的振動相對彼此將沒有改變，即兩個滾筒部件2a，2b將同步地振動。在圖3中圖示了用于如在振動滾筒中驅動不平衡質量3的連續(xù)中央軸33的用于振蕩滾筒的簡單構造。因為下述原因，該方法不能解決相位問題當滾筒部件2a，2b (壓路機表面)相對彼此旋轉時，例如當轉彎時，不平衡軸31a，31b相對彼此的位置將改變，因為該不平衡軸31a，31b被支撐在相應滾筒部件2a，2b上。因為利用中央軸33由齒形帶32驅動的不平衡質量3將維持它們的方向，在旋轉的滾筒部件2a，2b中的力施加方向將每次被偏移(圖4至圖7)。為了更好地表示圖4至圖7的齒形帶的構造，在圖3的透視圖中圖示齒形帶的所述構造。圖4和圖5圖示在被旋轉之前的兩個滾筒部件2a，2b。在圖6和圖7中，圖示在滾筒部件2b已經(jīng)被旋轉90°之后的滾筒部件2a，2b。為了說明，假設滾筒部件2a并不改變其位置，而滾筒部件2b繼續(xù)旋轉90°。為了形象化，還以快照圖示了中央旋轉軸，因而該中央旋轉軸實際上是靜止的。如圖7所示，右手滾筒部件2b的兩個不平衡質量現(xiàn)在已經(jīng)相互上下定位。因為滾筒中心的驅動軸33是靜止的，在滾筒部件2b的旋轉過程中齒形帶32已經(jīng)在中央驅動帶輪21上旋轉，并不改變不平衡質量3的方向。然而，由于不平衡質量3的新位置，離心力現(xiàn)在將以最大杠桿作用產生力矩，該力矩將導致滾筒部件2b旋轉。在圖6的位置中，另一方面，因為有效杠桿作用是零，不產生力矩。所描述問題的后果是滾筒部件2a，2b不能同步振蕩。在極端情況下，當兩個滾筒部件2a，2b精確地彼此相反地操作時，猛推運動將出現(xiàn)在滾筒部件2a，2b之間的間隙內和相鄰的區(qū)域內，因而浙青表面將被撕裂。取決于滾筒部件2a，2b的相對旋轉，自O至180°的相位誤差可能出現(xiàn)。自10至20°的相位誤差已將在滾筒部件2a，2b之間接合點上剪斷浙青。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服上述問題的用于壓實地面的振動設備和相應的方法。根據(jù)本發(fā)明，分別通過權利要求I和21中定義的特征實現(xiàn)上述目的。根據(jù)本發(fā)明，在包括圍繞滾筒軸可旋轉的至少一個行進滾筒的壓實設備中，提供用于生成圍繞滾筒軸的振蕩扭矩的耦合振動激勵器，所述振動激勵器具有在相同旋轉方向上以180度異相位旋轉的不平衡質量，并具有與滾筒軸同軸運行的驅動軸用于驅動振動激勵器，該滾筒被分割至少一次，每個滾筒部件包括在滾筒上距離滾筒軸一定距離處安裝的至少兩個耦合振動激勵器。在該構造中，該相應的振動激勵器被支撐在相應的滾筒部件內。優(yōu)選地，用于各個滾筒部件的振動激勵器的驅動軸被機械地耦合或者通過控制裝置被調整至同相位，以便全部滾筒部件的振動激勵器在滾筒部件相對彼此旋轉的情況下也將同步地振蕩?？梢噪姎獾?、電子地或者液壓地/氣壓地執(zhí)行控制。
用于相鄰滾筒部件的振動激勵器的驅動軸可以通過傳動機構被機械地耦合，所述傳動機構可操作地將旋轉和相應地將驅動軸的驅動扭矩以正確的相位傳送給滾筒部件的下一驅動軸。用于耦合驅動軸部件的傳動機構可以是行星齒輪傳動機構或者正齒輪傳動機構或者斜齒輪傳動機構。該滾筒具有兩部件設計，每個滾筒部件包括其自身的行進驅動器，這兩個滾筒部件以允許其相對彼此同軸旋轉的方式相互連接。行星齒輪傳動機構，優(yōu)選地可嵌入類型的，可以包括至少兩個行星齒輪組。由兩個行星齒輪組構成的所述行星齒輪傳動機構可以包括公共行星架，該行星齒輪組的環(huán)形齒輪被相應地連接至用于與之共同旋轉的滾筒部件，且相應的驅動軸部件被連接至行星齒輪組的相應太陽齒輪。用于驅動不平衡質量的驅動器可以是帶傳動機構或鏈傳動機構。用于驅動振動激勵器的驅動器優(yōu)選地是帶有歐米伽環(huán)的齒形帶傳動機構，所述齒形帶傳動機構驅動與不平衡質量耦合的齒形帶帶輪。該驅動器優(yōu)選地是帶有皮帶導向裝置的帶傳動機構，其允許循環(huán)方向反轉和朝向行星齒輪傳動機構的倒數(shù)傳動比。帶傳動機構的傳動比和行星齒輪傳動機構的傳動比應當共同產生I : I的傳動比。還可以設置多級行星齒輪傳動機構和帶傳動機構，而沒有旋轉方向反轉和沒有朝向行星齒輪傳動機構的倒數(shù)傳動比。振動激勵器包括不平衡質量，所述不平衡質量優(yōu)選地包括不平衡盤，其優(yōu)選地側向固定至齒形帶傳動機構的帶輪上，并具有徑向外向側翼，如果在兩個不平衡軸和相應帶輪之間的旋轉角位移對應于期望值，則該側翼在預定開始位置內與帶傳動機構的皮帶對準。優(yōu)選地，帶傳動機構是齒形帶傳動機構。帶張緊設備可以張緊用于驅動不平衡質量的皮帶和借助于用于帶輪的可偏心位移的承載銷張緊用于驅動帶輪的皮帶。所述帶張緊設備可以包括用于旋轉和制動所述偏心承載銷的偏心調整銷。該帶傳動機構可以包括帶輪，其與不平衡質量的旋轉軸同軸和同心，且其重量分布并不相對于不平衡質量的旋轉軸旋轉對稱地延伸。在齒形帶帶輪的材料中的凹部，其并不與不平衡質量的旋轉軸對稱，優(yōu)選地形式為孔或內腔，并可以實現(xiàn)非旋轉對稱重量分布和可以形成負不平衡質量。可以將側向設置的不平衡盤固定至帶輪，和/或不對稱設置的螺絲可以形成不平衡重量，所述螺絲還適合于連接不平衡盤。為了容納具有不平衡質量的滾動軸承，可以設置懸臂樞軸銷，所述軸承優(yōu)選地設置于不平衡質量的徑向帶力和離心力的中心。 為了張緊皮帶，這些承載銷被可替代地支撐于滾筒部件的圓周內。為了利用壓實設備的滾筒壓實地面，借助于包括旋轉不平衡重量的至少一個振動激勵器，產生滾筒的壓實振動，其中通過使用具有兩個半滾筒部件的分割滾筒，其中在該滾筒的每個部件內振動激勵器的不平衡重量，以相對于兩半滾筒部件相對彼此旋轉的相位位置相同的角度旋轉，從而獲得兩個半滾筒部件振蕩運動的同步，即使該滾筒部件已經(jīng)相對彼此旋轉。提供機械連接以允許激勵器力在兩個滾筒部件內的同步。該功能通過多級行星齒輪傳動機構來實現(xiàn)。在該構造中，齒輪傳動機構具有以正確的相位自左滾筒向右滾筒傳遞設置用于驅動不平衡質量的液壓馬達的力矩的功能。


下面將參考附圖更詳細地說明本發(fā)明的實施例。附示圖I不出振動設備；圖2不出根據(jù)現(xiàn)有技術的壓路機DV90的分割振動滾筒；圖3示出通過其不能解決相位問題的用于分割振蕩的簡單齒形帶引導構造；圖4至圖7示出不同的滾筒位置；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的滾筒的剖視圖；圖9示出行星齒輪組；圖10示出帶有歐米伽環(huán)的齒形帶傳動機構；圖11示出不平衡法蘭/承載銷的偏心率；和圖12示出齒形帶帶輪的透視圖。
具體實施例方式作為振動設備的例子，圖I圖示壓路機引擎，即具體地包括前和后滾筒2的串聯(lián)式振動壓路機引擎。圖2至圖7，如在本說明書的發(fā)明內容部分中已經(jīng)提到的，圖示現(xiàn)有技術。在圖8中，圖示分割的可振蕩滾筒2。圖示兩個滾筒部件2a，2b，其具有內置齒輪傳動機構，例如圖9所示的行星齒輪傳動機構6，用于解決轉彎時的相位問題，振動激勵器30a，30b的不平衡質量(不平衡重量)3和附件。提供行進驅動器7a，7b以驅動相應的滾筒部件2a，2b。該行星齒輪傳動機構6包括兩個行星齒輪組6a, 6b。每個滾筒部件2a，2b包括內端側環(huán)12a，12b，其中例如支撐承載銷20a，20b，用于容納振動激勵器30a，30b的可旋轉不平衡質量3。通過承載銷16a和圓形壁12a，在第一行星齒輪組6a的左手側上的環(huán)形齒輪IOa被緊緊地連接至滾筒2的左手側上的滾筒部件2a。通過承載銷16b和環(huán)12b，在滾筒右手側上的環(huán)形齒輪IOb被連接至滾筒2的右手側上的滾筒部件2b。在圖9中，圖示行星齒輪傳動機構6的構造。不平衡運動的同步獨立于滾筒部件2a，2b的旋轉。為了便于說明，假設如下用于驅動振蕩運動的液壓馬達7在運行，滾筒部件2a，2b不在運動，即兩個滾筒部件2a，2b處于靜止。結果，在圖9中圖示的兩個環(huán)形齒輪10a，IOb被阻礙，因為如已經(jīng)描述的，以固定它們避免旋轉的方式將它們連接至滾筒2a，2b。
在圖9中左手側上的行星齒輪組6a內，將由液壓馬達7傳送至驅動軸5a(太陽軸)上的驅動力矩通過太陽齒輪Ila和行星齒輪8a傳送至行星架9上。在此適用的是根據(jù)表2的基本行星齒輪組的情況3 (太陽齒輪驅動，網(wǎng)狀輸出)。傳動比i因而將是3。在表I中列出了用于計算傳動比的行星齒輪組6的輪齒數(shù)量。表I :傳動齒輪的齒數(shù)量
權利要求
1.一種壓實設備，包括圍繞滾筒軸(I)可旋轉的至少一個行進滾筒(2);生成圍繞滾筒軸(I)的振蕩扭矩的耦合振動激勵器(30a，30b)，所述振動激勵器具有在相同的旋轉方向上以180度異相位旋轉的不平衡質量(3)，和具有與滾筒軸(I)同軸運行的驅動軸(5a，5b)用于驅動振動激勵器(30a，30b)， 其特征在于 將滾筒(2)至少分割一次，且每個滾筒部件(2a，2b)包括安裝在滾筒(2)內距離滾筒軸(I) 一定距離的至少兩個耦合振動激勵器(30a，30b)。
2.根據(jù)權利要求I所述的壓實設備，其特征在于，用于各個滾筒部件(2a，2b)振動激勵器(30a，30b)的驅動軸(5a，5b)被機械地耦合或者通過控制裝置被調整至同相位，以便全部滾筒部件(2a，2b)的振動激勵器(30a，30b)在滾筒部件(2a，2b)相對彼此旋轉的情況下也將同步地振蕩。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的壓實設備，其特征在于，用于相鄰滾筒部件(2a，2b)振動激勵器(30a, 30b)的驅動軸(5a, 5b)通過傳動機構(6)被機械地I禹合,和所述傳動機構(6)可操作地將旋轉和相應地將驅動軸(5a)的驅動扭矩以正確的相位傳送給滾筒部件(2a)的下一驅動軸(5b)。
4.根據(jù)權利要求3所述的壓實設備，其特征在于，用于耦合驅動軸部件(5a，5b)的傳動機構是行星齒輪傳動機構(6)或者正齒輪傳動機構或者斜齒輪傳動機構。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的壓實設備，其特征在于，滾筒(2)具有兩部件設計，每個滾筒部件(2a，2b)包括其自身的行進驅動器(7a，7b)，這兩個滾筒部件(2a，2b)以允許其相對彼此同軸旋轉的方式相互連接。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的壓實設備，其特征在于，行星齒輪傳動機構(6)包括至少兩個行星齒輪組(6a, 6b)。
7.根據(jù)權利要求6所述的壓實設備，其特征在于，行星齒輪傳動機構(6)包括具有公共行星架(9)的兩個行星齒輪組(6a, 6b),該行星齒輪組(6a, 6b)的環(huán)形齒輪(10a, 10b)被相應地連接至用于與之共同旋轉的滾筒部件(2a，2b)，和相應的驅動軸部件(5a，5b)被連接至行星齒輪組(6a，6b)的相應太陽齒輪(11a，lib)。
8.根據(jù)權利要求I至7中任一項所述的壓實設備，其特征在于，每個滾筒部件(2a，2b)的驅動軸部件(5a，5b)可操作地通過齒輪傳動機構驅動至少兩個振動激勵器(30a，30b)。
9.根據(jù)權利要求8所述的壓實設備，其特征在于，用于驅動不平衡質量(3)的驅動器是帶傳動機構或鏈驅動器。
10.根據(jù)權利要求3至9中任一項所述的壓實設備，其特征在于，用于驅動振動激勵器(30a, 30b)的驅動器是包括用于驅動與不平衡質量(3)耦合的齒形帶帶輪(13)的齒形帶傳動機構(15a，15b)。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的壓實設備，其特征在于，該驅動器是具有皮帶導向裝置的帶傳動機構，其允許循環(huán)方向反轉和朝向行星齒輪傳動機構(6)的倒數(shù)傳動比。
12.根據(jù)權利要求11所述的壓實設備，其特征在于，帶傳動機構(15)的傳動比和行星齒輪傳動機構(6)的傳動比共同產生I : I的傳動比。
13.根據(jù)權利要求9至12中任一項所述的壓實設備，其特征在于，設置多級行星齒輪傳動機構(6)和帶傳動機構，沒有旋轉方向反轉和沒有朝向行星齒輪傳動機構(6)的倒數(shù)傳動比。
14.根據(jù)權利要求10至13中任一項所述的壓實設備，其特征在于，振動激勵器(30a，30b)包括不平衡質量(3)，所述不平衡質量(3)包括不平衡盤(14)，其側向固定至齒形帶傳動機構(15a，15b)的齒形帶帶輪(13)上，并具有徑向外向側翼(14)，如果在由齒形帶傳動機構(15a，15b)驅動的兩個齒形帶帶輪(13)之間的旋轉角位移對應于期望值，則該側翼在預定開始位置內與齒形帶傳動機構(15a，15b)的齒形帶(32)對準。
15.根據(jù)權利要求9至14中任一項所述的壓實設備，其特征在于，帶張緊設備可操作地張緊用于驅動不平衡質量(3)的皮帶(32)和借助于可偏心位移的承載銷(20a，20b)張緊用于帶輪(13)的皮帶。
16.根據(jù)權利要求15所述的壓實設備，其特征在于，所述帶張緊設備包括用于旋轉所述偏心承載銷(20a，20b)的偏心調整銷(17)。
17.根據(jù)權利要求9至16中任一項所述的壓實設備，其特征在于，帶傳動機構(15a，15b)包括帶輪(13)，其與不平衡質量(3)的旋轉軸同軸和同心，且其重量分布并不相對于不平衡質量(3)的旋轉軸旋轉對稱地延伸。
18.根據(jù)權利要求17所述的壓實設備，其特征在于，在齒形帶帶輪(13)的材料中的凹部(35)并不與不平衡質量(3)的旋轉軸對稱，并實現(xiàn)非旋轉對稱重量分布和形成負不平衡質量。
19.根據(jù)權利要求9至18中任一項所述的壓實設備，其特征在于，將不平衡盤(14)固定至帶輪(13)，和/或不對稱設置的螺絲(18)形成不平衡質量(3)，所述螺絲(18)還適合于連接不平衡盤(14)。
20.根據(jù)權利要求I至19中任一項所述的壓實設備，其特征在于，為了容納不平衡質量(3)的滾動軸承(34)，設置懸臂樞軸銷(20a，20b)，所述滾動軸承(34)優(yōu)選地設置于不平衡質量(3)的徑向帶力和離心力的中心。
21.一種用于利用壓實設備的滾筒(2)壓實地面的方法，其中借助于包括旋轉不平衡質量(3)的至少一個振動激勵器(30a，30b)，生成滾筒(2)的壓實振動，其特征在于，通過使用具有兩半滾筒部件(2a，2b)的分割滾筒(2)，其中在該滾筒(2)的每個部件(2a，2b)內的振動激勵器(30a，30b)的不平衡質量(3)，以相對于兩半滾筒部件(2a，2b)相對彼此旋轉的相位位置相同的角度旋轉，以便獲得兩個半滾筒部件(2a，2b)的振蕩運動的同步，即使該半滾筒部件(2a，2b)已經(jīng)相對彼此旋轉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓實設備，其包括圍繞滾筒軸(1)可旋轉的至少一個行進滾筒(2)和具有包括在相同旋轉方向上以180度異相位旋轉和生成圍繞滾筒軸(1)的振蕩扭矩的不平衡質量(3)，并具有與滾筒軸(1)同軸運行的驅動軸(5a，5b)用于驅動振動激勵器(30a，30b)，其中將滾筒(2)分割至少一次，和每個滾筒部件(2a，2b)包括在滾筒(2)內以距離滾筒軸(1)一定距離處安裝的至少兩個耦合振動激勵器(30a，30b)。
文檔編號B06B1/16GK102985616SQ201080053829
公開日2013年3月20日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權日2009年11月27日
發(fā)明者漢斯-彼得·埃凱曼, 彼得·詹納 申請人:哈姆股份公司