专利名称：用于具有高度可调的翻松辊的地面翻松机运行的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行地面翻松机的方法，该地面翻松机具有至少一个高度可调的翻松辊。本发明还涉及一种用于执行这种方法的控制装置，也涉及一种地面翻松机。
背景技术：
由现有技术已知具有高度可调的翻松辊或翻松转动件的地面翻松机，其中通过调整高度可以改变在要处理的地面材料(例如道路覆层)中的翻松深度或者可以根据状况需要例如在不平度方面进行适配。通过一个或多个调节驱动装置实现翻松辊的高度调整。对于现有技术请参阅DE 2540047A1。在运行具有高度可调的翻松辊的地面翻松机时的问题尤其是翻松辊的下降，用于使翻松辊沉入到地面材料(例如浙青层)中或提高已经与地面材料嵌接的翻松辊的翻松深度。在翻松辊突然或太快下降时地面翻松机的驱动电机可能超过其功率极限受载，这导致 电机停机或者更严重地还导致损坏。此外可能损坏翻松辊的翻松刀。
发明内容
因此本发明的目的是，给出用于避免或减少现有技术中问题的措施。这个目的通过具有权利要求I特征的用于运行地面翻松机的方法实现，在从属权利要求中给出这种方法的优选的和有利的改进方案和实施形式。这个目的的实现还延伸到一种用于地面翻松机的控制装置，所述控制装置控制和/或调节按照本发明的方法。这种控制装置尤其是控制器。优选以软件为基础实现控制和/或调节。这个目的的实现也延伸到一种地面翻松机，所述地面翻松机具有至少一个所述控制装置并由此能够用于执行按照本发明的方法。这种地面翻松机是具有行驶控制台的建筑机械(大刮刀)或者手持的建筑机械(小刮刀)。这种地面翻松机尤其是道路翻松机或沟槽翻松机。按照本发明的用于运行具有至少一个高度可调的翻松辊的地面翻松机的方法设定，所述翻松辊在运行中下降时执行自动控制和/或调节的摇摆运动。所述摇摆运动指的是，所述翻松辊不是固定直线或者说固定水平地下降，而是给向下运动叠加翻松辊轴线的摆动运动，由此形成摆动或摇晃(torkeln)的下降运动。与翻松辊刚性直线的下降相比在具有叠加的摇摆运动下降时作用于翻松辊上的制动转矩的提高较小。此外还保护了刮刀和刮刀架。优选地设定，这样执行摇摆运动，使最多只50%的在一个作用线上的刮刀与地面材料嵌接。由此翻松辊能够更快地沉入到尤其是硬的地面材料中。所述控制指的是，以预先规定的方式和方法执行翻松辊的摇摆运动。而所述调节指的是一种自动的过程，其中在一调节回路中改变摇摆运动并且根据状况需要对其进行适配。优选设定，所述摇摆运动是翻松辊轴线的三维(空间)摇晃运动。三维摇晃运动尤其指的是，所述翻松辊轴线的至少一端且优选两端执行滚动运动。这将在下面结合图3详细说明。在此三维摇晃运动例如具体地通过转动件在垂直方向同时向上或向下移动并且翻松机向前或向后移动。同样可以设定，所述摇摆运动是翻松辊轴线的二维倾翻运动。所述翻松辊轴线的这种二维倾翻运动例如可以通过自动交替地操作在轴向上对置的、用于调整翻松辊高度的调节驱动装置来实现，由此在下降时得到翻松辊轴线的交变的摆动运动。这在下面结合图2详细说明。但是为此需要分开地操作各调节驱动装置。尤其是设定，在交替操作各调节驱动装置时控制和/或调节翻松辊轴线的所建立的倾翻角和/或倾翻频率。优选通过控制装置实现与此相关对调节驱动装置的操作。按照本发明的方法具有许多优点。由于按照本发明的方法例如在翻松运行中出现较少的故障，由此提高操纵舒适性并改善地面翻松机的运行可靠性。此外保护翻松辊上的刮刀和刮刀架，由此延长使用寿命。地面翻松机的驱动马达不仅提供用于地面翻松机行驶驱动所需的驱动能量，而且 提供用于翻松辊的旋转驱动的驱动能量。此外驱动马达也提供用于附属设备，例如用于调整翻松辊高度的调节驱动装置的驱动能量。驱动马达通常是柴油发动机，它在原边具有高的转矩。但是在翻松辊太快下降时驱动马达可能“突然熄火”。例如小翻松机尤其会出现这种情况。此外可能损坏传动系的部件。因此按照本发明的方法的一种优选的改进方案设定，在翻松辊下降时检测地面翻松机的驱动马达的瞬时转速或功率，并且当所述瞬时转速或功率达到或低于临界水平时，自动地降低翻松辊的下降速度。由此实现，在下降行程(下降路径)上的下降速度不是恒定的而是变化的。在此规定，当所述驱动马达的瞬时转速或功率又超过临界水平时，再自动提高翻松辊的下降速度。通过自动降低下降速度至少减少作用于翻松辊上的制动转矩的升高，所述制动转矩通过设置在翻松辊上的刮刀嵌入到地面材料中产生，由此使驱动马达不会突然被加载到其功率极限或者超过功率极限。在这种情况下有控制地降低下降速度例如给定的数值(例如以确定的百分比)。可选地能够调节下降速度，如同下面详细解释的那样。在本发明的范围内代替检测驱动马达的瞬时转速或瞬时功率，也可检测与此对应的运行参数，例如翻松辊的瞬时转速(尤其在变速比固定时)并且相应地设定确定的临界水平调整。此外例如可以对于液压驱动的翻松辊也可以采用油压和/或泵容积。对于下降速度的控制可选地或必要时也补充地可以设定，在所述翻松辊下降时检测所述地面翻松机的驱动马达的瞬时转速或功率并且根据所检测到的所述转速或功率自动地在利用调节回路的调节过程中调节并同时改变翻松辊的下降速度。由此以有利的方式对每个运行时刻实现最大可能的翻松辊下降速度。下降速度的调节指的是这样的自动的过程，其中在调节回路中根据状况需要改变在下降行程上的下降速度。而控制下降速度指的是这样的自动的过程，其中在需要的情况下限定在下降行程上的下降速度的变化，即，以预先规定的方式和方法实现所述变化。在现有技术中没有特别考虑下降速度且尤其没有与下降速度关联的控制和/或调节过程地下降翻松辊。如果所述翻松机具有多个高度可调的翻松辊，则可以单独地或共同地控制和/或调节下降。如果设有多个用于调整翻松辊高度的调节驱动装置，则可以优选对于每个单个的调节驱动装置(以分开的或共同的调节回路)控制和/或调节下降速度。由此尽管存在摇摆运动也能够控制和/或调节翻松辊的下降速度。同样能够通过单独地控制调节驱动装置和相应地控制和/或调节下降速度实现翻松辊的摇摆运动。在此例如可以通过分别地适配调节驱动装置中的液压压力和/或流向相关调节驱动装置体积流(液压油或类似介质)控制和/或调节下降速度。此外优选设定，只有当所述驱动马达的瞬时转速或功率达到或低于临界水平时，才进行调节过程，并且当所述驱动马达的瞬时转速或功率又超过临界水平时，(又)自动结束调节过程。此外可以可选或附加地设定，根据地面翻松机的瞬时行驶速度控制和/或调节翻松辊的下降速度。由此可以考虑以下情况，即所述地面翻松机的行驶速度也影响作用于翻松辊上的制动转矩。为了避免驱动马达熄火同样可以设定，根据翻松辊的瞬时下降速度控制和/或调节并由此改变地面翻松机的瞬时行驶速度。这可以对于其它调节和/或控制过程可选和/或补充地实现。这里的构思是，在翻松辊下降时对于地面翻松机找到一个运行点，在该运行点由驱动马达提供的功率能够最佳地分布在各个消耗器(行驶驱动装置，旋转驱动装置，调节驱动装置)上，不会是驱动马达受载到超过其最佳功率点。
下面借助于附图示例地详细描述本发明。附图中图I以侧视图示出高度可调的翻松辊嵌入到地面材料中，图2以正视图示出图I的具有二维摇摆运动的翻松辊下降，图3以立体图示出翻松辊在下降时的三维摇摆运动，图4示出用于调节图I的翻松辊的下降速度的调节回路。
具体实施例方式图I以示意侧视图示出翻松辊10。翻松辊10通过两个调节驱动装置20a/20b高度可调地设置在未示出的地面翻松机上。调节驱动装置20a/20b位于翻松辊10的轴向端部上，如图2的正视图所示的那样。在翻松辊10上设置多个未示出的刮刀，它们在翻松辊10旋转时在所示旋转方向R上(必要时也在相反的旋转方向上)以确定的高度H(翻松深度)松动并去除地面材料S。在翻松运行中通过利用调节驱动装置20a/20b调整高度可以改变翻松深度H，其中调节驱动装置尤其是液压操纵的调节驱动装置(所谓的升降柱)。此外通过调节驱动装置20a/20b可以使旋转的翻松辊10在开始翻松运行时下降到地面材料S中。下降运动通过箭头A表示。在突然或过快下降翻松辊10时地面翻松机的驱动马达可能过载。为了避免这一点设定，翻松辊10在运行中下降A时执行受自动控制和/或调节的摇摆运动。这下面结合图2详细说明。图2示意性示出翻松辊10具有二维摇摆运动(倾翻运动)T的下降，，其中作用于翻松辊10上的制动转矩的提高比在翻松辊10直线或水平下降时低。摇架式/秋千式的摇摆运动由此产生，首先只操作左边的调节驱动装置20a，由此使翻松辊10的左边的轴支承件向下下降一下降值X，这实现翻松辊10的翻松辊轴线成角度d的倾斜位置。接着只操作右边的调节驱动装置20b，由此使翻松辊10的右边的轴承以相同或更高的下降值I向下下降。这种操作重复地持续进行，直到翻松辊10占据其新的位置，此时翻松辊轴线L交替地倾翻(见标记符号L’)。在利用这种摇摆运动下降时建立的翻松辊10的倾斜位置用虚线示出并且以10’和10”表示。为了实现倾翻运动T不要求每次只操作一个调节驱动装置20a和20b。同样能够 同时地、但是以交替的不同的下降速度运行两个调节驱动装置20a和20b。图3示意性示出三维的摇摆运动(摇晃运动)T’，其中翻松辊10的翻松辊轴线的轴线末端描绘在圆轨迹上(必要时也在其它的轨迹曲线上)的摇滚运动并由此同时实现翻松辊10的摇晃的摇摆运动T’。调节驱动装置20a和20b相应地构成为用于执行这种空间的摇摆运动T’。可以设定，只有一个调节驱动装置20a或20b构成为用于执行这种三维的摇摆运动T’。图4示意性示出用于调节翻松辊10的下降速度的调节回路。该调节回路只在翻松辊10下降时启动并且单独地调节两个调节驱动装置20a和20b。框I代表瞬时的、即对于确定运行时刻作用于翻松辊10上的制动转矩，所述制动转矩通过设置在翻松辊10上的刮刀嵌入到地面材料S中引起。瞬时的制动转矩取决于地面材料S或地面特性(强度、组分、孔隙度等)。此外瞬时的制动转矩取决于翻松辊10的瞬时转速、翻松深度H和地面翻松机的瞬时行驶速度(以上不是穷尽的列举)。在给定的地面翻松机的驱动马达的驱动功率下在翻松辊10上升高的制动转矩导致驱动马达的转速D降低。因为翻松辊10下降引起附加地提高作用于翻松辊10上的制动转矩，这可能导致，达到或低于临界的转速水平。框II代表持续地检测驱动马达的瞬时转速D。为了监控的目的，将检测到的瞬时转速D与给定的临界转速K进行比较(框III)。如果检测到的瞬时转速D达到临界转速K或甚至下降低于临界转速，则启动调节过程，此时减小利用调节驱动装置20a和20b实现的翻松辊10的下降速度(框IV)，直到检测到的驱动马达瞬时转速D再次超过临界转速K。例如可以通过相应地控制用于调节驱动装置20a和20b的控制阀实现下降速度的降低(改变调节驱动装置中的液压压力和/或到相关调节驱动装置的体积流)，其中下降速度也可以一直降低到值O (下降运动停止)。同样可以设想，使翻松辊10在相反的方向上(-A)再略微抬起。为了调节优选使用PID调节器(方框III)。在上述的调节回路中例如同样也可以检测翻松辊10的液压传动装置的压力水平，并且为了监控和/或调节的目的相对于临界压力水平对其进行调整。
权利要求
1.一种用于运行地面翻松机的方法，该地面翻松机具有至少一个高度可调的翻松辊(10)，其特征在于，所述翻松辊(10)在运行中下降(A)时执行自动受控制和/或调节的摇摆运动(T、T’)。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述摇摆运动是翻松辊轴线(L)的三维摇晃运动(Τ’)。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述摇摆运动是翻松辊轴线(L)的二维倾翻运动(Τ)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过自动交替地操作沿轴向对置的、用于调整翻松辊(10)高度的调节驱动装置(20a、20b)实现所述翻松辊轴线(L)的二维倾翻运动⑴。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在交替地操作调节驱动装置(20a，20b)时，控制和/或调节翻松辊轴线(L)的倾翻角(d)和/或倾翻频率。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在翻松辊(10)下降(A)时检测地面翻松机的驱动马达的瞬时转速(D)或瞬时功率,并当所述瞬时转速(D)或瞬时功率达到或低于临界水平(K)时，自动地降低翻松辊(10)的下降速度。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述驱动马达的瞬时转速(D)或瞬时功率重新超过临界水平(K)时，自动地重新提高翻松辊(10)的下降速度。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述翻松辊(10)下降(A)时检测所述地面翻松机的驱动马达的瞬时转速(D)或瞬时功率，并根据这个所检测到的转速(D)或功率在调节过程中利用调节回路改变翻松辊(10)的下降速度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，通过单独地适配在用于调整翻松辊(10)高度的调节驱动装置(20a，20b)中的液压压力和/或单独地适配流向该调节驱动装置(20a，20b)的液压介质的体积流实现下降速度的调节。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，只有当所述驱动马达的瞬时转速(D)或瞬时功率达到或低于临界水平(K)时，才进行调节过程，并且当所述驱动马达的瞬时转速(D)或瞬时功率重新超过临界水平(K)时，自动结束调节过程。
11.如权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，还根据地面翻松机的瞬时行驶速度控制和/或调节翻松辊(10)的下降速度。
12.如权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，还根据翻松辊(10)的瞬时下降速度控制和/或调节地面翻松机的瞬时行驶速度。
13.一种用于地面翻松机的控制装置，该控制装置控制和/或调节如上述权利要求中任一项所述的方法。
14.一种地面翻松机，尤其道路翻松机或沟槽翻松机，包括如权利要求13所述的控制 装直。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行地面翻松机的方法，该翻松机具有至少一高度可调的翻松辊(10)，其中设定，所述翻松辊(10)在运行中下降(A)时执行自动受控制和/或调节的摇摆运动(T’)。本发明还涉及一种用于调节和/或控制这种方法的控制装置，也涉及一种具有这种控制装置的地面翻松机。
文档编号E01C23/088GK102844497SQ201180019229
公开日2012年12月26日 申请日期2011年4月15日 优先权日2010年4月16日
发明者S·瓦克斯曼 申请人:宝马格有限公司