壓實輥的制作方法

專利名稱：壓實輥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的壓實輥。
背景技術：
在土方工程或筑路建設中，希望盡可能快地將非結合的、水力結合或含瀝青結合材料壓實到規定的普氏(Proctor)或馬歇爾(Marshall)密度，但是同時要防止過壓實，尤其是在磨耗層情況下，減少礦物組分的粒子破碎。
在含瀝青的路面上，為了確保層間良好地粘結，或在磨耗層情況下確保高度夾持力，在壓實過程中應避免表面光滑。在含瀝青材料的情況下，由于材料的冷卻使壓塑性降低，并且在最不利的情形中不能達到規定的最終密度，因此為了壓實次數少，絕對需要設定最佳系統參數。當壓實排水瀝青(drain asphalt)(開孔瀝青)時，靠近表面的區域內的孔不能封閉，以便獲得所想要的排水，并且當汽車在輪胎與路面間的接觸區內滾動時，能減少所謂的“氣泵(air-pumping)”的效果。
在滾動體的振動幅度過大的地方，或振動頻率接近如橋結構或其它結構的自然頻率的地方，那些地方可能發生損壞，因此在這些情形中，尤其是涉及具有傳統偏心加載轉動軸的壓實輥的情況下，必需關閉振動，以避免損壞。結果，然后為了達到規定的最終密度，如果完全借助靜態壓實輥(static roller)達到最終的密度，需要多次靜態壓實輥通過。
公知的用于壓實非結合土壤和水力或含瀝青層的振動壓實輥配置有偏心加載的轉動軸。在這種情形中，提供了至少一中固定的失衡。如通常情形，還可能額外提供變換重量(changeover weight)，以便產生兩個不同的標稱振幅。但是，不能在兩個標稱幅度間調節振幅。
同樣公知的，與歐洲專利EP0053598B類似，瀝青壓實可以利用滾動體借助公知為振蕩，而不是環形或方向性振動來進行。但是，由于在此材料僅被一個靜態的線性載荷來壓實，并交替地承受剪應力，而到一定深度上壓實不會發生。在滾動體和地面間的強制的滑動不可避免地導致牽引問題。振蕩力矩由兩個失衡的軸產生，這兩個軸平行于輥的轉動軸安裝，并且它們的失衡偏斜180°，沿同一方向同步運行。在含瀝青的材料情況下，振蕩效果會導致不想要的波紋，光滑的效果以及封閉孔隙。
在壓實輥中，同樣公知的是在可圍繞滾動體軸轉動的失衡器和固定失衡器之間的角度可調節，以使得所形成的失衡能以無極變化的方式設定。
德國文獻DE69425111 T2公開了一種壓實輥，其失衡可以通過液壓缸和連桿以無極變化的方式調節，該失衡器布置成相對于滾動體軸可橫向轉動。但是，這是十分昂貴和復雜的。
在德國專利申請DE4129182A1和歐洲專利申請EP0954187A2中描述的壓實輥中，方向性振動器包括至少兩個激勵器軸，它們沿相反方向運動，并且其產生的力可以以無極變化的方式從水平方向轉到豎直方向，而無需力矩。標稱振幅或失衡在這個系統內沒有改變。尤其在涉及水平振動的情況下，這也是會發生不想要的波紋、光滑效果和閉孔的情況。
德國專利申請DE10031617A1也公開了一種用于土壤壓實機的振動發生器，其中一根激勵器軸設置有一個失衡器、一個相對該激勵器軸徑向布置并具有一個彈簧加載的活塞的缸，該活塞被用于借助通過改變轉速而改變的離心力使失衡自動調節的目的。除具有可變偏心度和轉速的離心力的高度非線性不能完全補償金屬或液壓彈簧的彈力這個事實之外，同樣在此每個頻率被精確地配有一個振幅。另外，從停止狀態起，起動該失衡軸只能以高度失衡加速。

發明內容
本發明的目的是提供一種如權利要求1前序部分所述的壓實輥，其對特定的路面建筑材料或局部環境，諸如橋梁和振動靈敏結構及建筑物的存在，具有最佳的振動適應性。
此發明目的可通過權利要求1特征部分的內容來實現。
承啟上文，設置了一個動力缸，其腔室與該失衡缸相連通，并經一個可控閥連接到一個液壓源，以用于補給漏油的目的，該閥在失衡活塞的兩端位置之間的中心或中間位置關閉，由此，可以增大或減少標稱振幅。
這使得進行漏油補給和標定成為可能，結果通過這樣做，不會削弱壓實效果。而且，可以以結構簡單的方式調節滾動體振動的標稱振幅。這進一步使得振動輥的振動頻率和運行速度可以自動適應標稱振幅，進而又一次獲得最佳的壓實結果。因此，可以確保厚層(如防霜層)，薄層(如用于壓實瀝青的表面層)和敏感層(如開孔瀝青)的壓實。
本發明的其它目的、優點和本發明的實施例可以通過下面的說明以及權利要求獲得。


下面參照附圖中所示的示范性實施例對本發明進行更詳細的說明。
圖1是雙輪壓路機的示意側視圖；圖2是圖1的雙輪壓路機的滾動體的截面圖；圖3是圖2的一個細節圖；圖4a和4b是用于調節圖1的雙輪壓路機的標稱振幅的兩個實施例；圖5a至5c是用于圖1的雙輪壓路機的實施例的三個不同的工作設置；圖6a至6c是用于圖1的雙輪壓路機的另一實施例的三個不同的工作設置。
具體實施例方式
圖1所示的雙輪壓路機包括一個帶有駕駛室的上部結構1、滾動體2和3，它們經可轉向地轉動聯接器4安裝在所述上部結構1之下的前、后處。在兩個滾動體2、3之間是一個發動機室5，其內裝有驅動發動機，通常是柴油機。
如圖2所示，前和/或后滾動體2、3包括兩個沿軸向并排布置的輪胎半部(tyre halves)6a、6b和一個相應的徑向延伸的輪胎端板7，該輪胎端板7具有一個中央通孔。相應的軸承凸緣8緊固在輪胎端板7上。經兩個軸承凸緣8和間隔管9、通過軸承10，兩個輪胎半部6a、6b彼此連接以便可繞滾動體的軸線轉動，其中該軸承10例如是布置在軸承凸緣8和間隔管9之間的滾子軸承。
可轉向地連接到上部結構1上的轉動聯接器4在兩側經阻尼件11(例如橡膠金屬件)和凸緣板11a彈性地連接到相應的中空液壓移動馬達12上。在輸出側，移動馬達12經凸緣13連接于相鄰的軸承凸緣8，并由此驅動相應的輪胎半部6a、6b.
處于滾動體中央的是激勵器軸14，它由液壓振動馬達15驅動，并經軸承相對于軸承凸緣8安裝。失衡缸16居中地安裝在激勵器軸14內鉆孔中。為此目的，失衡缸16具有一個相對應的軸環，并且在其相對側，具有螺紋段，以用于借助鎖緊環和一對螺母夾緊。失衡缸16容納失衡活塞17，以便它可以相對于滾動體軸液壓徑向調節。
當通過平移失衡活塞17改變偏心度時，在激勵器軸14內足以實現滾動體的最小的標稱振幅的失衡可以以無極變化的方式添加。為了在最小的結構空間內獲得標稱振幅的調節范圍盡可能大，失衡活塞17可以充有鉛。
失衡活塞17配置有導向帶和活塞密封環。由于充分的間隙，激勵器軸14的變形(離心力造成的彎曲)未傳遞到失衡缸。移動失衡活塞17所需的油量通過激勵器軸14內的鉆孔18而實現。油壓經該失衡活塞17和鉆孔19的一個錐面傳遞到活塞的頭部。
為了潤滑間隔管9內的空間以及相鄰軸承等，在軸承凸緣8之一中具有進油和出油噴嘴20。
如圖3所示，失衡活塞17加壓是通過旋轉軸襯21借助用于移動失衡活塞17的精確計量的油量進行的，旋轉軸襯21借助橡膠彈簧22和附加的振動物22以低的振動懸于移動馬達12之一上。振動物23容納支承活塞25的適配器24，以便活塞可以移動。該活塞經管26與激勵器軸14容納的另一個活塞27相連。由于熱膨脹，旋轉軸襯21和激勵器軸14之間的徑向和軸向移動通過活塞25、27的密封件28補償。銷29防止密封件28和激勵器軸14或旋轉軸襯21的適配器24之間旋轉滑動。
根據圖4a中的實施例中，用于改變失衡活塞17的位置所需的油量通過移動動力缸34a的調節活塞34來計量。在此，調節活塞34的活塞桿30連接到一個梯形或球形的螺桿傳動31上，該螺桿傳動的心軸在拉應力或壓應力作用下不可移動(自鎖)。該螺桿傳動31由一個電力或液壓馬達32驅動。對活塞桿的移動增量的測量，或如合適的話對螺桿傳動31(優選地在此是一體的，因此未示出)的角度測量用來設定失衡活塞17的偏心度或標稱振幅。為了標定和為了漏油補償的目的，在活塞側設置了一個第二油連接，其的2/2向閥33作為操作狀態的函數能自動地轉換流動位置。
根據圖4b所示的實施例，采用調節活塞34及其活塞桿30改變失衡活塞17的位置所需的油量在活塞桿側修訂成可變的油量。為此目的，一個電磁的3/3向閥以如下方式循環致動，即，使調節活塞34可以移動非常小的距離。當3/3向閥35連接到壓力上時，調節活塞34沿活塞側方向移動，當連接到油箱上時，由于失衡活塞17的離心力而沿活塞桿側方向移動。在此，3/3向閥35的鎖定O位置取代圖4a的螺桿傳動31的自鎖作用。在此，為設定失衡活塞17的離心度或標稱振幅的目的，帶有活塞桿30的調節活塞34的專有的功能是對移動增量的測量。偏心度和漏油補償與圖4a的那些相應。
圖5a至5c描述了結合圖4a的調節裝置的失衡活塞17的各種位置(也同樣適用于圖4b的調節裝置)。在下列四個工作狀態過程中，失衡活塞17處于圖5a所示的位置。
1.在振動裝置停止和柴油機運行時，失衡活塞17的油壓與2/2向閥33入口處的壓力相對應，該閥基本連接以在這個操作狀態下流動。結果，漏油量被補給，同時失衡活塞17克服“最小失衡度”阻擋(標定)沿最小離心度被施力。
2.振動驅動器應以最小的慣性力矩盡可能快地加速，直到達到最小的工作頻率為止。結果，以最小標稱振幅迅速通過共振范圍，從而，連接組件，如旋轉聯接器4或上部結構1及其連接件只稍稍經受應力。當已經達到最小工作頻率時，這個2/2向閥33阻塞油的流動。漏油補給和標定同時自動結束。
3.最小標稱振幅在最大振動頻率處設定。打開2/2向閥33，結果漏油被補給并進行標定。
4.當關閉振動驅動器時，為了以小的慣性力矩制動振動驅動器，失衡活塞17自動沿最小標稱振幅的方向移動。一旦調節活塞34的位置與圖5a所示的相一致，2/2向閥33的入口壓力就被連通而流動。從這一時刻起，漏油得以補給且系統得以標定。
失衡活塞17處于圖5b所示位置，同時只是手動或自動設定最大的標稱幅度和最小的操作頻率。2/2向閥33在此連通以流動，且油壓與方向閥的入口壓力相一致。在此工作狀態中，漏油可得以補給，且系統標定。一旦調節活塞34達到圖5b所示位置，2/2向閥33立即自動關閉。接著，標稱振幅從此工作狀態以無極變化的方式減小。為了避免超過失衡活塞17可允許的離心力，操作頻率可沿較小標稱振幅的方向如借助特征圖控制經歷隨動控制。
當失衡活塞17處于圖5c所示位置時，2/2向閥關閉，并且不可能補給漏油和標定。標稱振幅以無極變化的方式從這個操作狀態增加或減小。工作頻率可以沿較小標稱幅度的方向隨動控制，就象失衡活塞17沿較大標稱幅度的位置的情況一樣。
當旋轉驅動器關閉時，失衡活塞17立即從圖5b和5c所示的位置沿最小標稱振幅方向移動，這與增大工作頻率無關。
為了實現最佳土壤或瀝青的壓實，如上所述，振動頻率匹配標稱振幅。作為振動頻率的函數，同時可以自動設定最佳滾動速度，并為此顯示給該壓路機駕駛員。作為地面密度(硬度)的函數，失衡活塞17的位置既可以手動調節又可以自動控制。在雙輪壓路機振動輥中，可以只在前或只在后或在兩個滾動體2、3上配裝能以上述方式調節的失衡裝置。
在圖6a至6c所示的實施例中，設置了一個方向閥35來取代圖5a至5c的液壓馬達32，這個閥連接到活塞桿側上的動力缸34的腔室上，而方向閥33，在此是一個三向閥，再連接到調節活塞34上游的動力缸34腔室上。
在圖6a所示的實施例中，在調節活塞34完全縮回后，振動器關閉，失衡缸16從液壓源經泵37充油。為此，在振動器關閉的同時，方向閥33如圖6a所示被連接。限壓閥36連接到從泵37到方向閥33的管線上。如果所述閥36響應，這意味著失衡缸16被完全充滿油。
參照圖6b，在達到失衡缸16完全充滿油的狀態時，方向閥33換向，從而油可以從動力缸34a流回液壓源，尤其是從調節活塞34的上游腔室經限壓閥38流回，而先前的關閉的方向閥35打開，以便液壓油可調節調節活塞34。接著，調節缸34a內油完全返回到液壓源，由此，系統同時標定。
參照圖6c，如果達到這個狀態，方向閥33、35關閉，且振動器開啟。如果然后達到一特定頻率，如28Hz，通過方向閥35的相應開度，幅度從圖6c所示的最小幅度的位置調節。
在這個實施例中，除漏油補給和標定外，在系統內也發生液壓油的總量在每個振動壓實停止或中斷的場合中也發生至少大比例的附加交換，該系統包括缸16和34a。對于液壓油的陳化和冷卻這是有利的。
對于本領域技術人員很明顯所例舉的和說明的示范性實施例并非旨在限定本發明，而是在不脫離權利要求中所限定的本發明的精神的范圍下，能作出多種改動和變型。
權利要求
1.一種壓實輥，具有至少一個帶振動驅動器的滾動體(2，3)，該振動驅動器包括具有一定失衡器的可驅動激勵器軸(14)，所述軸相對該滾動體(2，3)軸向安裝在所述滾動體內，該失衡器包括相對滾動體(2，3)的軸線居中布置的失衡缸(16)，并且該失衡缸由激勵器軸(14)支撐，并具有失衡活塞(17)，該活塞(17)可以相對滾動體(2，3)的軸線液壓徑向調節，并且液壓流體可以借助一個外部調節裝置經激勵器軸(14)內的鉆孔(18)供給該失衡缸(16)，同時使標稱振幅無極變化地適應鋪路環境，該調節裝置具有動力缸(34a)，該動力缸具有動力活塞(34)和與失衡缸相連通的腔室，其特征在于，為了漏油補給的目的，動力缸(34a)與失衡缸(16)相連通的腔室經可控閥(33)連接到液壓源，該閥在失衡活塞(17)處于中心位置時關閉，由此增大或減小標稱振幅。
2.根據權利要求1所述的壓實輥，其特征在于，在達到最小工作頻率時，閥(33)關閉。
3.根據權利要求1或2所述的壓實輥，其特征在于，在振動驅動器已經關閉后，可以經由可控閥(33)在失衡缸(16)和液壓油源之間進行液壓油交換。
4.根據權利要求3所述的壓實輥，其特征在于，在振動驅動器關閉后，經該可控制閥(33)可在動力缸(34a)和液壓油源間進行液壓油交換。
5.根據權利要求3或4所述的壓實輥，其特征在于，隨著動力活塞(34)回縮，可控制閥(33)可連接到液壓油源上。
6.根據權利要求5所述的壓實輥，其特征在于，隨著動力活塞(34)回縮和失衡缸(16)充油，可控閥(33)可與液壓油源連接，并且動力活塞(24)可伸展。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的壓實輥，其特征在于，失衡缸(16)經旋轉軸襯(21)連接到調節裝置上，該軸襯經阻尼件(22)支撐在滾動體(2，3)上。
8.根據權利要求7所述的壓實輥，其特征在于，在旋轉軸襯(21)與激勵器軸(14)之間布置有管線(26)，該管線以轉動固定的方式并由在其端部的活塞(25，27)帶有軸向間隙地連接。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的壓實輥，其特征在于，動力活塞(34)可機械或液壓地調節。
10.根據權利要求9所述的壓實輥，其特征在于，動力活塞(34)的位置可由檢測裝置監測。
11.根據權利要求9或10所述的壓實輥，其特征在于，調節裝置作為滾動體(2，3)的壓實性能的測量值的函數而加以控制。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的壓實輥，其特征在于，失衡活塞(17)內填充有重金屬。
全文摘要
本發明涉及一種壓實輥，其包括至少一個帶振動驅動器的滾動體(2，3)，該驅動器包括具有失衡器的可驅動激勵器軸(14)，所述軸相對滾動體(2，3)軸向安裝于所述滾動體內，該失衡器包括相對滾動體居中布置的失衡缸(16)，失衡缸由激勵器軸(14)支持，并具有可以相對于滾動體(2，3)的軸線借助調節裝置液壓徑向調節的失衡活塞(17)。
文檔編號E01C19/28GK1445415SQ0311052
公開日2003年10月1日 申請日期2003年3月7日 優先權日2002年3月7日
發明者理查德·斯特爾布林克, 斯蒂芬·瓦克斯曼 申請人:Abg普通建筑機械公司