BODENVERDICHTUNGSVORRICHTUNG MIT SERVOSTEUERUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] 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 Bodenkontaktplatte ein von einem Motor angetriebener Schwingungserreger angebracht. der die Bodenkontaktplatte in eine Vertikalschwingung versetzt, die dann auf den Boden übertragen wird. Die erzeugte Schwingung weist üblicherweise 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 vorgesehen 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 ferngesteuerten Platten erfolgt die Lenkung im Regelfall dadurch, daß der Schwingungserreger geteilte Unwuchten aufweist, die im Lenkfall gegeneinander arbeitend eingestellt werden und eine Kreis- bzw. Gierbewegung der Maschine bewirken.

[0003] Auch bei ferngesteuerten Vibrationsplatten kann der Bediener jederzeit manuell in den Bewegungs- bzw. Lenkvorgang eingreifen, indem er an dem Führungsbügel zieht. Der Bediener muß dazu gleichzeitig Knöpfe an der Fernsteuerung drücken und am Führungsbügel zerren. Dies erfordert jedoch hohe Kräfte. da der Führungsbügel von ferngesteuerten Maschinen gegenüber den Führungsdeichseln 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.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung anzugeben, die auch bei Vorhandensein einer Fernsteuerung oder Druckknöpfen an einem Bedienungspult durch den Bediener leicht manuell lenkbar ist.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

[0006] 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.

[0007] Bei einer besondes vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung sind das Bedienelement und die Sensoreinrichtung an einem Führungsbügel der Bodenverdichtungsvorrichtung angebracht. Betätigt der Bediener nun ohne großen Kraftaufwand das bewegliche Bedienelement und verlagert es somit aus einer Ausgangsstellung, wird die Stellungsänderung von der Sensoreinrichtung erfaßt und ein entsprechendes Signal an die Stelleinrichtung abgegeben. Die Stelleinrichtung verändert in an sich bekannter Weise die Stellung bzw. Phasenlage der rotierenden Unwuchtmassen zueinander, wodurch sich die Horizontalkomponente einer resultierenden Gesamtkraft ändert und ein geändertes Richtungsverhalten der Vibrationsplatte erzeugt wird.

[0008] 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.

[0009] Besonders vorteilhaft wird die Erfindung bei Vibrationsplatten mit Fernsteuerung eingesetzt, bei der - wenn überhaupt - an dem Gerät selbst lediglich Druckknöpfe zum direkten Beaufschlagen von Hydraulikventilen der hydraulischen 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.

[0010] Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert.

[0011] Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bodenverdichtungsvorrichtung;

Fig. 2

eine Draufsicht der Bodenverdichtungsvorrichtung; und

Fig. 3

eine schematische Ausschnittsvergrößerung des Bedienbereichs von Fig. 2.

[0012] Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Bodenverdichtungsvorrichtung als Vibrationsplatte, deren Grundaufbau allerdings bekannt ist und im folgenden nur kurz dargelegt wird.

[0013] Ein nicht dargestellter Motor treibt über einen Antrieb zwei Wellen 1, 2 entsprechend der Pfeilrichtung in Fig. 1 gegenläufig an, auf denen jeweils Unwuchtmassen 3, 4 angeordnet sind. Die Rotation der Unwuchtmassen erzeugt eine im wesentlichen vertikal gerichtete Schwingung, die über eine Bodenkontaktplatte 5 auf den zu verdichtenden Boden übertragen wird.

[0014] 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 gleichzeitiger Vorwärtsbewegung - einen Kurvenradius fahren läßt.

[0015] 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 dargestellte Stellglieder über eine ebenfalls zu der Stelleinrichtung gehörende Hydraulik 6 verstellt werden.

[0016] Der Fluidstrom in der Hydraulik 6 kann gemäß dem Stand der Technik in verschiedener Weise beeinflußt werden:

[0017] 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.

[0018] 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 elektrischen 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.

[0019] Vor allem bei derartigen fernsteuerbaren Vibrationsplatten ist die Führungsdeichsel 7 nur als kurzer Führungsbügel ausgeführt. An der Vibrationsplatte selbst sind darübcr hinaus oftmals keine zusätzlichen Bedienelemente vorgesehen, 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.

[0020] Bei einer manuellen Korrektur der Bewegung der Vibrationsplatte muß 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.

[0021] Um dem Bediener diese Arbeit zu erleichtern, ist erfindungsgemäß auch an dem kurzen Führungsbügel 7 ein beweglicher Steuerbügel 8 vorgesehen, dessen 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.

[0022] Die Sensoreinrichtung 11 kann in Form eines Hall-Generators, eines Näherungsschalters oder unter Verwendung von Reed-Kontakten aufgebaut sein und wandelt die jeweilige Stellung des Steuerbügels 8 in ein elektrisches Signal, das der Hydrauliksteuerung 10 zugeführt wird. Als Sensoren für die Sensoreinrichtung 11 eignen sich grundsätzlich kapazitive, induktive und resistive Sensoren, die in der Nähe des Steuerbügels 8 anzuordnen sind.

[0023] In der Hydrauliksteuerung 10 wird das Signal elektromechanisch gewandelt, z. B. mittels eines elektromagnetischen Stellglieds, das auf die Hydraulik 6 einwirkt und damit die Phasenlage der Wellen 1, 2 bzw. Unwuchten 3, 4 im Schwingungserreger beeinflußt.

[0024] Die Lenkung der Vibrationsplatte erfolgt somit über eine Art Servosteuerung.

[0025] Die Fig. 2 und 3 zeigen schematisch eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vibrationsplatte, wobei Fig. 3 eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 2 ist.

[0026] Am Ende der Führungsdeichsel 7 sind zwei als Bedienelemente dienende Steuerbügel 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.

[0027] Jeder Steuerbügel 8 ist in die Sensoreinrichtung 11 eingesteckt und weist an seinem Ende einen Gebermagnet 12 auf, dem gegenüber Hall-Sensoren 13 angeordnet sind. Durch die Bewegung des Gebermagnets 12 vor den Hall-Sensoren 13 wird eine elektrische Spannung erzeugt, die als Signal über eine Leitung 14 an die Hydrauliksteuerung 10 geführt wird.

[0028] Zur Dämpfung der Schwenkbewegung des Steuerbügels 8 können noch Gummielemente 15 manschettenartig angebracht sein.

[0029] Anstelle des beschriebenen Hall-Sensors 13 sind auch andere Sensoreinrichtungen möglich, z. B. Näherungsschalter, Reed-Kontakte u.ä.

[0030] Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, zwei unabhängig voneinander bewegbare Steuerbügel 8 vorgesehen sind, kann nicht nur die Fahrtrichtung (vorwärts, rückwärts. Stillstand) der Vibrationsplatte verstellt werden, sondern auch eine Lenk- bzw. Kreisbewegung, soweit der Schwingungserreger entsprechend ausgestattet ist.

[0031] 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 verfällt, 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.

Ansprüche

1. Bodenverdichtungsvorrichtung, mit

- einer Bodenkontaktplatte (5);

- einem die Bodenkontaktplatte (5) beaufschlagenden Schwingungserreger (1, 2, 3, 4), der wenigstens zwei gegeneinander rotierende Unwuchtmassen (3, 4) aufweist, deren Phasenlage durch eine Stelleinrichtung (6, 10) relativ zueinander 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 gekennzeichnet, daß das Bedienelement (8) und die Sensoreinrichtung (11) an einem Führungsbügel (7) der Bodenverdichtungsvorrichtung angebracht sind.

3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) wenigstens einen kapazitiven, induktiven oder resistiven Sensor aufweist.

4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) wenigstens einen Hall-Sensor (13) oder einen Reed-Kontakt sowie ein an dem Bedienelement (8) angebrachtes Geberelement (12) aufweist.

5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) wenigstens einen Näherungsschalter 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 Sensoreinrichtung (11) angesteuertes elektromechanisches Ventil zum Steuern eines Fluidstroms an der Kolben-/Zylindereinheit.

7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bedienelemente (8) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander beweglich sind. und durch die jeweils die Phasenlage einer Gruppe von rotierenden Unwuchtmassen (3. 4) veränderbar ist.

8. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Bedienelemente (8) gegen eine Federwirkung aus einer Nullstellung auslenkbar sind, in welcher Nullstellung eine aus den rotierenden Unwuchtmassen (3, 4) resultierende Gesamtkraft keine Horizontalkomponente aufweist.

9. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Bedienelementen (8) eine Fernsteuerungseinrichtung vorgesehen ist, mit einer räumlich von der Bodenverdichtungsvorrichtung trennbaren Sendeeinheit und einer an der Bodenverdichtungsvorrichtung angebrachten Empfangseinheit (9), wobei durch die Empfangseinheit (9) ein Signal zum Ansteuern der Stelleinrichtung (6) erzeugbar ist.

Claims

1. Ground compaction device having

- a ground contact plate (5);

- a vibration generator (1, 2, 3, 4) which acts upon the ground contact plate (5) and has at least two counter-rotating unbalanced masses (3, 4), the phase position of which can be adjusted with respect to each other by an adjusting device (6, 10); and having

- at least one moveable operating element (8) for controlling the adjusting device (6, 10);

characterised in that a sensor device (11) is provided for detecting the position of the at least one operating element (8) and producing a signal to control the adjusting device (6).

2. Ground compaction device as claimed in claim 1, characterised in that the operating element (8) and the sensor device (11) are attached to a guide bar (7) of the ground compaction device.

3. Ground compaction device as claimed in claim 1 or claim 2, characterised in that the sensor device (11) has at least one capacitive, inductive or resistive sensor.

4. Ground compaction device as claimed in claim 1 or claim 2, characterised in that the sensor device (11) has at least one Hall sensor (13) or a reed contact and an emitter element (12) attached to the operating element (8).

5. Ground compaction device as claimed in claim 1 or claim 2, characterised in that the sensor device (11) has at least one proximity switch.

6. Ground compaction device as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that the adjusting device (6) has a fluid-activated piston/cylinder unit and an electromechanical valve, which is controlled by the signal of the sensor device (11), for controlling a fluid flow to the piston/cylinder unit.

7. Ground compaction device as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that two operating elements (8) are provided which can move independently of each other and by means of which the respective phase position of a group of rotating unbalanced masses (3, 4) can be changed.

8. Ground compaction device as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that the operating element(s) (8) can be deflected out of a zero position against a spring effect, in which zero position an overall force resulting from the rotating unbalanced masses (3, 4) has no horizontal component.

9. Ground compaction device as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that in addition to the operating elements (8) a remote control device is provided having a transmitter unit, which can be spatially separated from the ground compaction device, and having a receiver unit (9) attached to the ground compaction device, wherein by means of the receiver unit (9) a signal for controlling the adjusting device (6) can be produced.

Revendications

1. Dispositif de compactage du sol comportant

- une plaque de contact avec le sol (5) ;

- un générateur de vibrations (1, 2, 3, 4) agissant sur la plaque de contact avec le sol (5), qui comporte au moins deux masses de balourd (3, 4) tournant en sens contraire l'une par rapport à l'autre et dont les positions de phase sont réglables l'une par rapport à l'autre à l'aide d'un dispositif de réglage (6 à 10) ; et comportant

- au moins un élément de commande (8) déplaçable pour commander le dispositif de réglage (6, 10);

caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de détection (11) pour déterminer la position du ou des éléments de commande (8) et produire un signal afin de commander le dispositif de réglage (6).

2. Dispositif de compactage du sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commande (8) et le dispositif de détection (11) sont placés sur un étrier de guidage (7) du dispositif de compactage du sol.

3. Dispositif de compactage du sol selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection (11) comporte au moins un capteur capacitif, inductif ou résistif.

4. Dispositif de compactage du sol selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection (11) comporte au moins un capteur de Hall (13) ou un contact Reed ainsi qu'un élément transmetteur (12) placé sur l'élément de commande (8).

5. Dispositif de compactage du sol selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection (11) comporte au moins un interrupteur de proximité.

6. Dispositif de compactage du sol selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (6) comporte une unité à piston et cylindre actionnée au moyen d'un fluide, ainsi qu'une soupape électromécanique, commandée par le signal du dispositif de détection (11), pour commander un courant de fluide sur l'unité à cylindre et piston.

7. Dispositif de compactage du sol selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments de commande (8) qui sont déplaçables indépendamment l'un de l'autre et par lesquels on peut modifier la position de phase d'un groupe respectif de masses de balourd (3, 4) tournantes.

8. Dispositif de compactage du sol selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les éléments de commande (8) peuvent être déviés à l'encontre de l'action d'un ressort, depuis une position neutre dans laquelle une force globale, résultant des masses de balourd (3, 4) tournantes, ne comporte pas de composante horizontale.

9. Dispositif de compactage du sol selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, outre les éléments de commande (8), un dispositif de télécommande avec une unité d'émission pouvant être séparée du dispositif de compactage du sol, et une unité de réception (9) placée sur le dispositif de compactage du sol, l'unité de réception (9) permettant de produire un signal pour commander le dispositif de réglage (6).

Zeichnung