[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bodenverdichter, mit welchem das Aufbaumaterial
eines Bodens, beispielsweise Asphalt, verdichtet werden kann.
[0002] Vor allem beim Verdichten von Asphalt besteht das Problem, dass beim Überfahren des
zu verdichtenden Asphalts Teile des Materials an der Außenumfangsfläche der Walzeneinheiten
der zum Verdichten eingesetzten Bodenverdichter anhaften kann. Die Neigung zum Anhaften
an den Walzeneinheiten ist dann besonders ausgeprägt, wenn derartige Walzeneinheiten
mehrere in Richtung einer Walzendrehachse aufeinander folgend angeordnete Gummiräder
umfassen.
[0003] Um diesem Problem entgegenzutreten, ist es beispielsweise aus der
EP 3 258 013 A1 bekannt, auf die Oberfläche derartiger Gummiräder ein Gemisch aus Trennmittel und
Wasser aufzuspüren.
[0004] Ein anderer Ansatz zum Vermeiden des Anhaftens von Asphalt besteht darin, die Oberflächen
der den Asphalt überfahrenden Walzeneinheiten zu erwärmen. Hierzu offenbart beispielsweise
die
JP 27623294 A das Leiten von aus dem als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsaggregat eines
Bodenverdichters ausgestoßenem, heißem Verbrennungsabgas auf die Außenumfangsfläche
der Gummiräder einer Walzeneinheit. Die
DE 7244979 U offenbart das Erwärmen der Außenumfangsfläche einer Walzeneinheit vermittels einer
aus einer Gasflasche gespeisten und in einem Propangasbrenner generierten Flamme.
[0005] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bodenverdichter mit wenigstens
einer Walzeneinheit vorzusehen, bei welchem bei kompaktem Aufbau eine effiziente Erwärmung
der in Kontakt mit dem zu verdichtenden Material tretenden Außenumfangsfläche wenigstens
einer Walzeneinheit erreicht werden kann.
[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Bodenverdichter, umfassend
einen Verdichteraufbau und wenigstens eine an dem Verdichteraufbau um eine Walzendrehachse
drehbar getragene Walzeneinheit, wobei in Zuordnung zu wenigstens einer Walzeneinheit
eine Walzenheizung vorgesehen ist, wobei die Walzenheizung ein mit flüssigem Brennstoff
betriebenes Heizgerät mit einem Brennerbereich, einer Brennstoffpumpe zum Fördern
von flüssigem Brennstoff aus einem Brennstofftank zu dem Brennerbereich sowie einem
Verbrennungsluftgebläse zum Fördern von Verbrennungsluft zu dem Brennerbereich umfasst.
[0007] Bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Bodenverdichter wird zur Bereitstellung der auf
eine Walzeneinheit zu übertragenden Wärme ein mit flüssigem Brennstoff gespeistes
Heizgerät genutzt. Derartige Heizgeräte werden beispielsweise als Standheizungen oder
Zuheizer in Personenkraftfahrzeugen, Nutzfahrzeugen und Omnibussen eingesetzt, um
zusätzlich zu bzw. unabhängig von dem Betrieb eines als Brennkraftmaschine ausgebildeten
Antriebsaggregats Wärme bereitzustellen, durch welche beispielsweise ein Kühlmittelkreislauf
oder/und ein Innenraum eines Fahrzeugs erwärmt werden kann. Ein derartiges mit Brennstoff
betriebenes Heizgerät kann bei einem erfindungsgemäß aufgebauten Bodenverdichter daher
unabhängig vom Betrieb eines Antriebsaggregats des Bodenverdichters Wärme bereitstellen,
so dass die Möglichkeit besteht, bereits vor der Inbetriebnahme des Antriebsaggregats
und angepasst an den tatsächlich bestehenden Wärmebedarf eine Walzeneinheit, welcher
eine derartige Walzenheizung zugeordnet ist, zu erwärmen. Auch besteht die Möglichkeit,
ein derartiges Heizgerät mit Brennstoff zu speisen, der auch für das Antriebsaggregat
des Bodenverdichters genutzt werden kann. Es besteht daher nicht die Notwendigkeit,
einen zusätzlichen Brennstofftank für das Heizgerät bereitzustellen. Dieses kann aus
dem selben Tank gespeist werden, aus dem auch das Antriebsaggregat gespeist wird.
[0008] Um die in dem Heizgerät im Verbrennungsprozess generierte Wärme insbesondere durch
Wärmestrahlung auf eine zugeordnete Walzeneinheit übertragen zu können, wird vorgeschlagen,
dass die Walzenheizung ferner einen von dem Brennerbereich ausgestoßenes Verbrennungsabgas
aufnehmenden und Wärme in Richtung zu der Walzeneinheit abgebenden Heizkörper umfasst.
[0009] Zur Aufnahme von im Verbrennungsabgas transportierter Wärme in dem Heizkörper kann
in diesem ein Abgasströmungsvolumen mit einem Verbrennungsabgas von dem Brennerbereich
aufnehmenden Eintrittsbereich und einem Verbrennungsabgas nach außen abgebenden Austrittsbereich
gebildet ist.
[0010] Um eine unmittelbare Beaufschlagung der Oberfläche einer Walzeneinheit mit, abhängig
von der Heizleistung des Heizgeräts, sehr heißem Verbrennungsabgas zu vermeiden, kann
ein das Abgasströmungsvolumen verlassender Strom von Verbrennungsabgas im Wesentlichen
nicht auf die zugeordnete Walzeneinheit zu gerichtet sein.
[0011] Dabei wird eine effiziente thermische Wechselwirkung beispielsweise dadurch erreichbar,
dass das Abgasströmungsvolumen einen wenigstens bereichsweise mäanderartig verlaufenden
Strömungskanal umfasst.
[0012] Um Wärmeverluste soweit als möglich zu vermeiden und damit eine effiziente Übertragung
von Wärme auf die einer Walzenheizung zugeordnete Walzeneinheit zu unterstützen, kann
das Abgasströmungsvolumen an wenigstens einer von der zugeordneten Walzeneinheit abgewandten
Seite durch eine Isolationswand des Heizkörpers begrenzt sein. Eine derartige Isolationswand
kann mit Material aufgebaut oder überdeckt sein, welches eine Wärmeabgabe durch Wärmeleitung
und auch durch Wärmestrahlung weitestgehend ausschließt. Beispielsweise kann eine
derartige Isolationswand mit auch im Fahrzeugbau zur thermischen Isolierung von Komponenten
oder Innenräumen eingesetztem Isoliermaterial aufgebaut sein.
[0013] Zur Abgabe von Wärme in Richtung zu der einer Walzenheizung zugeordneten Walzeneinheit
wird vorgeschlagen, dass der Heizkörper eine der zugeordneten Walzeneinheit zugewandt
positionierte Wärmeabgabefläche umfasst.
[0014] Die Wärmeabgabefläche kann wenigstens teilweise an einer das Abgasströmungsvolumen
begrenzenden Wärmeübertragungswand des Heizkörpers bereitgestellt sein. Eine derartige
Wärmeübertragungswand ist also vorteilhafterweise mit thermisch gut leitendem und
auch die Abgabe von Strahlungswärme unterstützendem Material, wie zum Beispiel Blechmaterial,
aufgebaut.
[0015] Wenigstens eine Walzeneinheit kann eine Mehrzahl von um die Walzendrehachse dieser
Walzeneinheit drehbaren Gummirädern umfassen, wobei der eine Mehrzahl von Gummirädern
umfassenden Walzeneinheit eine Walzenheizung zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich
kann wenigstens eine Walzeneinheit einen Metallmantel umfassen, wobei der einen Metallmantel
umfassenden Walzeneinheit eine Walzenheizung zugeordnet ist. Somit wird deutlich,
dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung bei jeder Art von Walzeneinheiten eingesetzt
werden kann, unabhängig davon, ob diese an ihrem mit dem zu verdichtenden Material
in Kontakt tretenden Außenumfangsbereich mit Gummimaterial oder Metallmaterial aufgebaut
sind.
[0016] Wenn wenigstens eine Walzenheizung an einer in einer Verdichterlängsrichtung von
dem Verdichteraufbau abgewandten Seite der zugeordneten Walzeneinheit angeordnet ist,
besteht einerseits die Möglichkeit, eine derartige Walzenheizung in einem Bereich
unterzubringen, in welchem ein gegenseitiges Stören mit anderen Baugruppen des Bodenverdichters
weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Ferner kann bei derartiger Positionierung
eine Walzenheizung auch dazu beitragen, eine zu erwärmende Walzeneinheit derart zu
umkapseln, dass Wärmeverluste minimiert werden können.
[0017] Um an dem Bodenverdichter die insbesondere zum Bewegen desselben erforderliche Energie
bereitstellen zu können, kann an dem Verdichteraufbau ein Antriebsaggregat vorgesehen
sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung das Wärme
durch Erzeugung von Verbrennungsabgas generierende Heizgerät kein Antriebsaggregat
ist, da es nicht die Energie zum Antreiben irgendwelcher zu bewegender Systembereiche
eines Bodenverdichters liefert, bzw. nicht durch ein Antriebsaggregat bereitgestellt
ist. Das zur Bereitstellung der auf eine Walzeneinheit zu übertragenden Wärme genutzte
Heizgerät und das Antriebsaggregat zur Bereitstellung der Energie zum Bewegen des
Bodenverdichters oder von Systembereichen desselben, wie zum Beispiel von in einer
Walzeneinheit vorgesehenen Unwuchten, sind voneinander separat aufgebaute und hinsichtlich
der durch diese zu erfüllenden Funktionen auch voneinander unabhängig betreibbare
System bereiche.
[0018] Insbesondere wenn das Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine ausgebildet ist, können
das Antriebsaggregat und das Heizgerät der wenigstens eine Walzenheizung aus dem selben
Brennstofftank gespeist werden. Dies vermeidet die Notwendigkeit, einen zusätzlichen
Brennstofftank für das Heizgerät bereitstellen zu müssen, wenngleich auch dies möglich
ist, wenn einerseits der dafür erforderliche Bauraum an einem Bodenverdichter zur
Verfügung steht, andererseits beispielsweise der Bedarf besteht, eine vergleichsweise
große Brennstoffmenge für den Betrieb des Bodenverdichters bereitzuhalten.
[0019] Ein besonderer Vorteil eines derartigen mit flüssigem Brennstoff zu speisenden Heizgeräts
besteht darin, dass durch die dosierte Zufuhr von Brennstoff und die entsprechend
dosierte Zufuhr von Verbrennungsluft die Menge des zu verbrennenden Gemisches und
damit die im Verbrennungsbetrieb bereitgestellte Heizleistung exakt eingestellt werden
können. Dies ermöglicht es, die Heizleistung eines derartigen Heizgeräts auf den tatsächlich
vorhandenen Wärmebedarf abzustimmen. Um diesen Wärmebedarf ermitteln zu können, wird
vorgeschlagen, dass in Zuordnung zu wenigstens einer Walzeneinheit eine Temperaturerfassungsanordnung
zur Erfassung einer Temperatur im Bereich einer Walzenoberfläche vorgesehen ist, und
dass das Heizgerät der dieser Walzeneinheit zugeordneten Walzenheizung auf Grundlage
einer von der Temperaturerfassungsanordnung erfassten Walzenoberflächentemperatur
betreibbar ist.
[0020] Um bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Bodenverdichter eine Überhitzung durch einen
zu lange andauernden oder einen zu intensiven Betrieb einer Walzenheizung zu vermeiden,
wird weiter vorgeschlagen, dass wenigstens ein Überhitzungssensor vorgesehen ist,
wobei dann, wenn eine durch den wenigstens einen Überhitzungssensor erfasste Temperatur
eine zugeordnete Temperaturschwelle übersteigt, wenigstens eine in Zuordnung zu einer
Walzeneinheit vorgesehene Walzenheizung deaktivierbar ist.
[0021] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren
detailliert beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- in prinzipieller Darstellung einen Bodenverdichter mit zwei Walzeneinheiten und diesen
zugeordneten Walzenheizungen;
- Fig. 2
- den Heckbereich des Bodenverdichters der Fig. 1 mit einem daran vorgesehenen Antriebsaggregat
des Bodenverdichters;
- Fig. 3
- in prinzipieller Darstellung eine Walzenheizung des in Fig. 1 dargestellten Bodenverdichters;
- Fig. 4
- eine Schnittansicht der Walzenreizung der Fig. 3, geschnitten längs einer Linie IV-IV
in Fig. 3.
[0022] Die Fig. 1 und 2 zeigen einen allgemein mit 10 bezeichneten Bodenverdichter. Der
Bodenverdichter 10 umfasst einen Verdichteraufbau 12, an dem in einem in einer Verdichterlängsrichtung
L im Wesentlichen zentralen Bereich ein Bedienstand 14 vorgesehen ist. An den in der
Verdichterlängsrichtung L liegenden Endbereichen 16, 18 des Verdichteraufbaus 12 sind
Walzeneinheiten 20, 22 um jeweilige Walzendrehachsen A
1 und A
2 drehbar getragen. Die im Endbereich 16 vorgesehene Walzeneinheit 20 umfasst eine
Mehrzahl von in Richtung der Walzendrehachse A
1 aufeinander folgend angeordneten Gummirädern 24. Die Walzeneinheit 22 ist im dargestellten
Ausgestaltungsbeispiel als in Richtung der Walzendrehachse A
2 durchlaufende Verdichterwalze mit einem mit Metallmaterial aufgebauten Mantel 26
ausgebildet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die mit dem Mantel 26 aus Metallmaterial
aufgebaute Walzeneinheit 22 auch eine geteilte Walzeneinheit sein könnte, die in Richtung
der Walzendrehachse A
2 aufeinander folgend zwei um die Walzendrehachse A
2 drehbare Segmente umfasst. Zumindest eine der beiden Walzeneinheiten 20, 22 ist zum
Bewegen des Bodenverdichters 10 in der Verdichterlängsrichtung L zur Drehung um die
jeweils zugeordnete Walzendrehachse A
1, A
2 antreibbar. Hierzu ist am Verdichteraufbau 12 ein als Brennkraftmaschine ausgebildetes
Antriebsaggregat 28 vorgesehen. Das Antriebsaggregat 28 wird aus einem Brennstofftank
30 mit Brennstoff gespeist und treibt beispielsweise eine oder mehrere Hydraulikpumpen
eines Hydraulikkreislaufs an, über welchen auch die Antriebsenergie zu der bzw. den
angetriebenen Walzeneinheiten 20 oder/und 22 übertragen wird.
[0023] Es ist darauf hinzuweisen, dass der Bodenverdichter 10 im Bereich seines Verdichteraufbaus
12 herkömmlich aufgebaut sein kann. Beispielsweise kann der Verdichteraufbau 12 einen
Vorderwagen und einen Hinterwagen umfassen, die um eine Lenkachse bezüglich einander
verschwenkbar sind, um den Bodenverdichter 10 zu lenken. Zum Lenken könnte aber auch
zumindest eine der Walzeneinheiten 20, 22 am Verdichteraufbau 12 um eine Lenkachse
verschwenkbar getragen sein.
[0024] In Zuordnung zu den beiden Walzeneinheiten 20, 22 sind am Verdichteraufbau 12 jeweils
Walzenheizungen 32, 34 vorgesehen. Jede der Walzenheizungen 32, 34 ist bezüglich der
zugeordneten Walzeneinheit 20, 22 an deren vom Verdichteraufbau 12 abgewandten Seite
positioniert. Dies führt zu einem Aufbau, bei welchem die Walzenheizung 32 am Endbereich
16 im Wesentlichen die in dieser Richtung letzte Baugruppe des Bodenverdichters 10
ist, während die Walzenheizung 34 am Endbereich 18 in dieser Richtung im Wesentlichen
die letzte Baugruppe des Bodenverdichters 10 bereitstellt.
[0025] Da die beiden Walzenheizungen 32, 34 zueinander grundsätzlich gleich aufgebaut sein
können, wird deren Aufbau und deren Funktion nachfolgend mit Bezug auf die der im
Endbereich 16 vorgesehenen Walzeneinheit 20 zugeordnete Walzenheizung 32 detailliert
beschrieben.
[0026] Die in den Fig. 3 und 4 etwas detaillierter dargestellte Walzenheizung 32 ist mit
zwei wesentlichen Systembereichen aufgebaut. Dies ist zum einen ein mit Brennstoff
betriebenes Heizgerät 36, und ist zum anderen ein allgemein mit 38 bezeichneter Heizkörper.
Das Heizgerät 36 umfasst einen allgemein mit 40 bezeichneten Brennerbereich. Der Brennerbereich
40 kann beispielsweise mit einer Brennkammer 42 und einem daran anschließenden Flammrohr
44 aufgebaut sein. Der Brennkammer 42 wird vermittels einer Brennstoffpumpe 46, beispielsweise
Dosierpumpe, aus dem Brennstofftank 30, aus dem auch das Antriebsaggregat 28 gespeist
wird, flüssiger Brennstoff B zugeführt. Ein Verbrennungsluftgebläse 48 fördert Verbrennungsluft
V in die Brennkammer, so dass in der Brennkammer 42 ein Gemisch aus Brennstoff B und
Verbrennungsluft V gebildet wird, das gezündet bzw. verbrannt wird. Ist das Heizgerät
36 als Verdampferheizer aufgebaut, wird der flüssige Brennstoff B durch die Brennstoffpumpe
46 in ein poröses Verdampfermedium, beispielsweise ein Verdampfervlies, eingespeist.
Von diesem Verdampfermedium wird der Brennstoffdampf in die Brennkammer 42 abgegeben,
um dort mit der Verbrennungsluft V vermischt zu werden. Ist der Brennerbereich 40
als Zerstäuberbrenner aufgebaut, wird der von der Brennstoffpumpe 46 zugeführte Brennstoff
im Bereich einer Zerstäuberdüse zerstäubt, so dass gleichermaßen eine sehr feine Durchmischung
von Brennstoff B und Verbrennungsluft V erreicht wird, um das für die Verbrennung
erforderliche Gemisch bereitstellen zu können.
[0027] Es ist darauf hinzuweisen, dass das Heizgerät 36 bzw. dessen Brennerbereich 40 im
Wesentlichen aufgebaut sein kann, wie im Bereich von Personenkraftwagen, Nutzkraftfahrzeugen
bzw. Omnibusse eingesetzte Zuheizer oder Standheizungen.
[0028] Der Heizkörper 38 ist im Wesentlichen kastenartig aufgebaut und stellt in seinem
Inneren ein allgemein mit 50 bezeichnetes Abgasströmungsvolumen bereit. In einem Eintrittsbereich
52 des Abgasströmungsvolumens 50 tritt im Verbrennungsbetrieb entstehendes Verbrennungsabgas
A aus dem Brennerbereich 40 bzw. dem Flammrohr 44 in das Abgasströmungsvolumen 50
ein. Nach Durchströmen des Abgasströmungsvolumens 50 verlässt das Abgas A das Abgasströmungsvolumen
50 in einem Austrittsbereich 54 über einen oder mehrere Austrittsstutzen 56 nach außen.
Nach außen bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass das Abgas nach Durchströmen
des Heizkörpers 38 zur Umgebung hin oder zu einem weiterführenden Abgasführungssystem
abgegeben werden kann. Dabei tritt das Abgas A aus dem Heizkörper 38 in einem der
zugeordneten Walzeneinheit 20 nicht zugewandten Bereich, beispielsweise einen dem
Untergrund zugewandten Bereich, aus dem Abgasströmungsvolumen 50 auf. Dies bedeutet,
dass der Strom von das Abgasströmungsvolumen 50 verlassendem Abgas A nicht auf die
Oberfläche der Walzeneinheit 20 zu gerichtet ist, sondern, wie in Fig. 3 angedeutet,
das Abgasströmungsvolumen 50 beispielsweise auf den Untergrund zu gerichtet, mit einer
Haupt-Strömungsrichtungskomponente in Richtung von der Walzeneinheit 20 weg gerichtet
verlässt.
[0029] Das Abgasströmungsvolumen 50 im Heizkörper 38 ist im Wesentlichen mit einem mäanderartig
zwischen dem Eintrittsbereich 52 und dem Austrittsbereich 54 verlaufenden Strömungskanal
58 aufgebaut. Der Strömungskanal 58 umfasst im dargestellten Beispiel fünf aneinander
anschließende und zueinander im Wesentlichen parallel verlaufende Kanalabschnitte
60, 62, 64, 66, 68. Im Eintrittsbereich 52 tritt den Brennerbereich 40 verlassendes
Abgas A in den Kanalabschnitt 60 ein. An dem vom Eintrittsbereich 52 entfernten Ende
geht der Kanalabschnitt 60 in den Kanalabschnitt 62 über. Im Kanalabschnitt 62 strömt
das Abgas in einer der Strömungsrichtung im Kanalabschnitt 60 entgegengesetzten Strömungsrichtung.
Entsprechendes gilt auch für die dann aufeinander folgenden Kanalabschnitte 62, 64,
66, 68. Auf diese Art und Weise wird gewährleistet, dass das gesamte Abgasströmungsvolumen
50 im Wesentlichen gleichmäßig vom gesamten Abgasstrom durchströmt wird und somit
eine im Wesentlichen gleichmäßige Wärmeabgabe gewährleistet ist. Um der im Verlaufe
der Durchströmung des Abgasströmungsvolumens 50 abnehmenden Abgastemperatur, mit welcher
auch eine Volumenabnahme des Abgasstroms einhergeht, Rechnung zu tragen, kann der
Strömungsquerschnitt der aufeinander folgenden Kanalabschnitte 60, 62, 64, 66, 68
entsprechend abnehmen, wodurch im Wesentlichen gleichbleibende Druckverhältnisse und
somit über die gesamte Länge des Abgasströmungskanals 58 eine im Wesentlichen auch
gleichbleibende und die Temperaturabnahme kompensierende Wärmeübertragung gewährleistet
ist. Beispielsweise kann der Kanalabschnitt 60 den größten Strömungsquerschnitt bereitstellen,
während der Strömungsquerschnitt dann in Richtung zum letzten Kanalabschnitt 68 abnimmt
und der Kanalabschnitt 68 den kleinsten Strömungsquerschnitt bereitstellt.
[0030] Die im Abgas durch den Heizkörper 38 transportierte und auf diesen übertragene Wärme
wird im Bereich einer der zugeordneten Walzeneinheit 20 zugewandten Wärmeübertragungswand
70 durch Strahlungswärme in Richtung zur Walzeneinheit 20 abgegeben. Dazu stellt die
Wärmeübertragungswand 70 eine der Walzeneinheit 20 zugewandte Wärmeabgabefläche 72
bereit. In Anpassung an die kreisrunde Außenumfangskontur der Walzeneinheit 20 kann
die Wärmeübertragungswand 70 bzw. die durch diese bereitgestellte Wärmeabgabefläche
72 eine winkelige Struktur mit zueinander angewinkelt stehenden Flächenbereichen 74,
76 der Wärmeabgabefläche 72 aufweisen. Für einen effizienten Wärmeübertrag ist die
Wärmeübertragungswand 70 beispielsweise aus vergleichsweise dünnem Blechmaterial aufgebaut,
welches einerseits eine hohe Leitfähigkeit für von dem Abgas aufgenommene Wärme aufweist
und andererseits ein gutes Wärmeabstrahlungsvermögen bereitstellt. Auch die die Kanalabschnitte
60, 62, 64, 66, 68 voneinander trennenden Wände 78, 80, 82, 84 können aus derartigem
vergleichsweise dünnem Blechmaterial aufgebaut sein.
[0031] Um Wärmeverluste nach außen so weit als möglich zu vermeiden, ist der Heizkörper
38 an seinen der zugeordneten Walzeneinheit 20 nicht zugewandten Seiten zumindest
teilweise mit einer Isolationswand 86, 88 aufgebaut. Eine derartige Isolationswand
86, 88 kann beispielsweise bereitgestellt sein durch eine mit isolierendem Material
überzogene Blechwand bzw. kann einen sandwichartigen Aufbau aufweisen, bei welchem
das isolierende Material zwischen zwei Blechwänden oder dergleichen aufgenommen ist.
Derartiges isolierendes Material kann beispielsweise als Fasermaterial oder geschäumtes
Material aufgebaut sein, wie es auch in anderen Bereichen von Fahrzeugen eingesetzt
wird, um eine thermische Isolierung zu erzeugen.
[0032] Die im Heizgerät 36 im Verbrennungsbetrieb generierte Wärme kann durch den Heizkörper
38 effizient in Form von Wärmestrahlung in Richtung zur zugeordneten Walzeneinheit
20 abgegeben werden. Dabei kapselt der an der vom Verdichteraufbau 12 abgewandten
Seite der Walzeneinheit 20 positionierte Heizkörper 38 der Walzenheizung 32 die Walzeneinheit
20 zumindest bereichsweise ein. Um diese Einkapselung noch weiter zu verbessern, können
die in Richtung der Walzendrehachse A
1 liegenden Endbereiche der Walzeneinheit 20 durch den Heizkörper 20 an den Verdichteraufbau
12 anschließende Abschlussplatten 90, 92, wie sie in den Fig. 1 und 2 in Zuordnung
zu den beiden Walzenheizungen 32, 34 erkennbar sind, überdeckt werden, so dass ein
im Wesentlichen nur in Richtung nach unten offener und die jeweilige Walzeneinheit
20, 22 aufnehmender Raumbereich entsteht.
[0033] Die im Bereich des Heizgeräts 36 bereitgestellte Heizleistung kann durch die dosierte
Zufuhr von Brennstoff B und Verbrennungsluft V zur Brennkammer 32 sehr fein variiert
werden. Es ist daher auch möglich, durch entsprechende Anpassung der Heizleistung
die im Verbrennungsbetrieb bereitgestellte Wärme an den vorhandenen Wärmebedarf anzupassen.
Um diesen Wärmebedarf zu ermitteln, ist in Fig. 2 beispielsweise in Zuordnung zur
Walzeneinheit 20 eine Temperaturerfassungsanordnung 94 dargestellt. Diese kann einen
oder mehrere Temperatursensoren 96 umfassen, die beispielsweise als optisch arbeitende
Temperatursensoren die Oberflächentemperatur der Walzeneinheit 20 erfassen können.
Diese Temperaturinformation wird einer Ansteueranordnung 98 zugeführt, welche entsprechende
Ansteuersignale zum Heizgerät 36 leitet, um dessen Heizleistung an die Oberflächentemperatur
der Walzeneinheit 20 anzupassen. Beispielsweise kann die Temperaturerfassungsanordnung
94 in Zuordnung zu jedem der Gummiräder 24 einen Temperatursensor 96 umfassen. Da
grundsätzlich davon auszugehen ist, dass die Temperaturen aller Gummiräder 24 näherungsweise
auf gleichem Niveau sein werden, kann das Erfassen der Temperatur im Bereich der Oberfläche
von einem der Gummiräder 24, beispielsweise einem zentral positionierten Gummirad
24, ausreichend sein. Selbstverständlich kann eine derartige Temperaturerfassungsanordnung
alternativ oder zusätzlich auch der Walzeneinheit 22 zugeordnet sein, so dass auch
der Heizbetrieb der der Walzeneinheit 22 zugeordneten Walzenheizung 34 an den Wärmebedarf
angepasst eingestellt werden kann.
[0034] Im Bedienstand 14 kann eine Schalteinheit 100 vorgesehen sein, über welche eine Bedienperson
über die Ansteuereinheit 98 eine oder beide Walzenheizungen 34, 36 ein- bzw. ausschalten
kann. Da die beiden Walzenheizungen 32, 34 vom Antriebsaggregat 28 unabhängig betrieben
werden können, ist es möglich, bereits vor der Aufnahme des Verdichtungsbetriebs bzw.
vor dem Starten des Antriebsaggregats 24 eine oder beide der Walzenheizungen 32, 34
im Betrieb zu setzen, um dafür zu sorgen, dass bereits zu Beginn des Verdichtungsbetriebs
die jeweils zugeordnete Walzeneinheit 20, 22 eine das Anhaften beispielsweise von
Asphalt im Wesentlichen vermeidende Oberflächentemperatur aufweist. In dieser Vorwärmphase
ist es nicht erforderlich, auch das Antriebsaggregat 28 zu betreiben. Die für den
Betrieb der Walzenheizungen 32, 34 bzw. auch der Ansteuereinheit 98 erforderliche
elektrische Energie kann durch eine am Bodenverdichter 10 vorgesehene Energiequelle,
beispielsweise Batterie, bereitgestellt werden.
[0035] In Fig. 2 ist ferner ein Überhitzungssensor 102 erkennbar, welcher an thermisch kritischen
Bereichen des Bodenverdichters 10 insbesondere im Bereich der Walzenheizungen 32 bzw.
34 vorgesehen sein kann. Wird im Betrieb des Bodenverdichters 10 bei aktivierter Walzenheizung
32 oder/und 34 durch den Überhitzungssensor 102 eine Temperatur im Bereich von dessen
Umgebung erfasst, die über einer zugeordneten Temperaturschwelle liegt, wird zumindest
eine der Walzenheizungen 32, 34 bzw. deren Heizgerät 36 deaktiviert. Beispielweise
kann nur diejenige Walzenheizung 32 bzw. 34 deaktiviert werden, die näher an dem Überhitzungssensor
102 positioniert ist und deren Betrieb somit primär für das Auftreten einer Überhitzung
im Bereich dieses Überhitzungssensors 102 verantwortlich ist. Ein derartiger Zustand
kann beispielsweise dann auftreten, wenn bei vergleichsweise niedrigen Umgebungstemperaturen
auch ein lange andauernder, kontinuierlicher Betrieb der Walzenheizungen 32, 34 nicht
zu einer ausreichenden bzw. einem Abschalten derselben führenden Erwärmung der Walzenoberflächen
führt. Aufgrund des lange andauernden Betriebs beispielsweise mit vergleichsweise
großer Heizleistung kann die Temperatur in der Umgebung einer jeweiligen Walzenheizung
32 bzw. 34 so stark ansteigen, dass andere Systembereiche des Bodenverdichters 10
in diesem Bereich beschädigt werden können. Ein bzw. mehrere derartige Überhitzungssensoren
102 können daher primär in den Bereichen des Bodenverdichters 10 vorgesehen sein,
welche durch eine durch die Walzenheizungen 32, 34 generiert lokale übermäßige Erwärmung
beschädigt werden könnten.
[0036] Ein derartiges Abschalten der Walzenheizungen 32, 34 bzw. der Heizgeräte 36 derselben
kann auch erfolgen, wenn ein Fehler beispielsweise in der Brennstoffzufuhr oder in
der Verbrennungsluftzufuhr erkannt wird. Auch können die Walzenheizungen 32, 34 dann
deaktiviert werden, wenn erkannt wird, dass der Bodenverdichter über eine vorbestimmte
Zeitdauer hinweg steht und nicht über den zu verdichtenden Untergrund bewegt wird.
Auf diese Art und Weise kann eine ungleichmäßige, übermäßige lokale Erwärmung der
Walzeneinheiten 20, 22 vermieden werden.
[0037] Es ist darauf hinzuweisen, dass unter Beibehalt der Prinzipien der vorliegenden Erfindung
verschiedene bauliche Variationen vorgenommen werden können. So kann beispielsweise
die einem jeweiligen Heizgerät zugeordnete Brennstoffpumpe vom Brennerbereich dieses
Heizgeräts losgelöst im Leitungsbereich zwischen dem Brennerbereich und dem Brennstofftank
angeordnet werden. Auch können die an den beiden Endbereichen des Verdichteraufbaus
vorgesehenen Walzenheizungen angepasst an die unterschiedliche Ausgestaltungsart der
dort jeweils vorgesehenen Walzeneinheiten unterschiedlich dimensioniert sein. Dort,
wo grundsätzlich ein höherer Wärmebedarf besteht, kann eine größer dimensionierte
Walzenheizung, beispielsweise mit einem Heizgerät mit größerer maximaler Heizleistung,
vorgesehen werden. Ist am Verdichteraufbau ausreichend Bauraum verfügbar und besteht
Bedarf für eine vergleichsweise große Brennstoffmenge, kann für die oder jede der
Walzenheizungen auch ein separater Brennstofftank vorgesehen werden. Dies ermöglicht
es auch, für den Betrieb der Walzenheizungen einen anderen flüssigen Brennstoff einzusetzen,
beispielsweise kostengünstigeres Heizöl.
[0038] Da bei dem erfindungsgemäßen Bodenverdichter die daran vorgesehenen Walzenheizungen
als separate Baugruppen vorgesehen sind und nicht beispielsweise die im Abgas des
Antriebsaggregats transportierte Wärme genutzt wird, besteht die Möglichkeit, unabhängig
von der Leistungsanforderung an das Antriebsaggregat im Bereich jeder der Walzenheizungen
die erforderliche Wärme zur Verfügung zu stellen. Gleichwohl kann grundsätzlich auch
vorgesehen sein, dass zusätzlich zu dem durch ein jeweiliges Heizgerät im Bereich
der Walzenheizung bereitgestellten und Wärme transportierenden Abgasstrom auch das
von dem als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsaggregat ausgestoßene Abgas in
den Heizkörper von zumindest einer der Walzenheizungen eingespeist wird, so dass auch
die in diesem Verbrennungsabgas des Antriebsaggregats transportierte Wärme dazu genutzt
werden kann, die jeweils zugeordnete Walzeinheit zu erwärmen. Das bei einer jeweiligen
Walzenheizung dann noch zusätzlich vorgesehene Heizgerät kann dann betrieben werden,
um die noch zusätzlich erforderliche Wärmeenergie bereitzustellen. Ist ein Erwärmen
einer Walzeneinheit nicht erforderlich, kann bei derartigem Aufbau einerseits das
Heizgerät deaktiviert werden oder deaktiviert gehalten werden, und der vom Antriebsaggregat
abgegebene Abgasstrom kann so geführt werden, dass er in ein jeweiliges Abgasströmungsvolumen
nicht eintritt.
1. Bodenverdichter, umfassend einen Verdichteraufbau (12) und wenigstens eine an dem
Verdichteraufbau (12) um eine Walzendrehachse (A1, A2) drehbar getragene Walzeneinheit (20, 22), wobei in Zuordnung zu wenigstens einer
Walzeneinheit (20, 22) eine Walzenheizung (32, 34) vorgesehen ist, wobei die Walzenheizung
(32, 34) ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät (36) mit einem Brennerbereich
(40), einer Brennstoffpumpe (46) zum Fördern von flüssigem Brennstoff (B) aus einem
Brennstofftank (30) zu dem Brennerbereich (40) sowie einem Verbrennungsluftgebläse
(48) zum Fördern von Verbrennungsluft (V) zu dem Brennerbereich (40) umfasst.
2. Bodenverdichter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenheizung (32, 34) ferner einen von dem Brennerbereich (40) ausgestoßenes
Verbrennungsabgas (A) aufnehmenden und Wärme in Richtung zu der Walzeneinheit (20,
22) abgebenden Heizkörper (38) umfasst.
3. Bodenverdichter nach Anspruch 2 ,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Heizkörper (38) ein Abgasströmungsvolumen (50) mit einem Verbrennungsabgas
(A) von dem Brennerbereich (40) aufnehmenden Eintrittsbereich (52) und einem Verbrennungsabgas
(A) nach außen abgebenden Austrittsbereich (54) gebildet ist, vorzugsweise wobei ein
das Abgasströmungsvolumen (50) verlassender Strom von Verbrennungsabgas (A) im Wesentlichen
nicht auf die zugeordnete Walzeneinheit (20, 22) zu gerichtet ist.
4. Bodenverdichter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasströmungsvolumen (50) einen wenigstens bereichsweise mäanderartig verlaufenden
Strömungskanal (58) umfasst.
5. Bodenverdichter nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasströmungsvolumen (50) an wenigstens einer von der zugeordneten Walzeneinheit
(20, 22) abgewandten Seite durch eine Isolationswand (86, 88) des Heizkörpers (38)
begrenzt ist.
6. Bodenverdichter nach einem der Ansprüche 2-5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (38) eine der zugeordneten Walzeneinheit (20, 22) zugewandt positionierte
Wärmeabgabefläche (70) umfasst.
7. Bodenverdichter nach Anspruch 6 und Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabgabefläche (72) wenigstens teilweise an einer das Abgasströmungsvolumen
(50) begrenzenden Wärmeübertragungswand (70) des Heizkörpers (38) bereitgestellt ist.
8. Bodenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Walzeneinheit (20) eine Mehrzahl von um die Walzendrehachse (A1) dieser Walzeneinheit (20) drehbaren Gummirädern (24) umfasst, wobei der eine Mehrzahl
von Gummirädern (24) umfassenden Walzeneinheit (20) eine Walzenheizung (32) zugeordnet
ist, oder/und dass wenigstens eine Walzeneinheit (22) einen Metallmantel (26) umfasst,
wobei der einen Metallmantel (26) umfassenden Walzeneinheit (22) eine Walzenheizung
(34) zugeordnet ist.
9. Bodenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Walzenheizung (32, 34) an einer in einer Verdichterlängsrichtung
(L) von dem Verdichteraufbau (12) abgewandten Seite der zugeordneten Walzeneinheit
(20, 22) angeordnet ist.
10. Bodenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verdichteraufbau (12) ein Antriebsaggregat (38) vorgesehen ist.
11. Bodenverdichter nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (28) als Brennkraftmaschine ausgebildet ist, und dass das Antriebsaggregat
(28) und das Heizgerät (36) der wenigstens eine Walzenheizung (32, 34) aus dem selben
Brennstofftank (30) gespeist werden.
12. Bodenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in Zuordnung zu wenigstens einer Walzeneinheit (20, 22) eine Temperaturerfassungsanordnung
(94) zur Erfassung einer Temperatur im Bereich einer Walzenoberfläche vorgesehen ist,
und dass das Heizgerät (36) der dieser Walzeneinheit (20, 22) zugeordneten Walzenheizung
(32, 34) auf Grundlage einer von der Temperaturerfassungsanordnung erfassten Walzenoberflächentemperatur
betreibbar ist.
13. Bodenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Überhitzungssensor (102) vorgesehen ist, wobei dann, wenn eine durch
den wenigstens einen Überhitzungssensor erfasste Temperatur eine zugeordnete Temperaturschwelle
übersteigt, wenigstens eine in Zuordnung zu einer Walzeneinheit (20, 22) vorgesehene
Walzenheizung (32, 34) deaktivierbar ist.