本发明涉及一种压路机，该压路机包括至少一个能围绕滚轮转动轴线转动地支承在机架上的碾压滚轮，其中，至少一个碾压滚轮在其两个轴向端部区域中分别经由悬挂装置可相对于机架运动地支承在机架上。
背景技术：
在压路机中，为了改善碾压效率，与至少一个碾压滚轮对应地使用这样的装置，该装置在碾压运行中在待碾压的地基上滚动的碾压滚轮中产生在碾压滚轮上周期作用的力。该力可基本沿竖直方向施加，从而引起碾压滚轮的振动加速度或振动运动，或该力可沿周向方向施加，从而引起碾压滚轮的振荡加速度或振荡运动。
为了尤其在构造有这种碾压滚轮的压路机中使得周期性作用到碾压滚轮上的力没有传递到机架(碾压滚轮可转动地支承在机架上)上，碾压滚轮在其两个轴向端部区域上经由允许相对于机架相对运动的悬挂装置支承在机架上。例如由ep016872a2已知使用气动式悬挂装置。由us5,716,162已知使用具有由弹性体材料构造的可弹性变形的悬挂元件的悬挂装置。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种压路机，在该压路机中至少一个碾压滚轮以基本没有损害碾压效率的方式可相对于机架运动地支承在机架上。
根据本发明，该目的通过一种压路机实现，该压路机包括至少一个可围绕滚轮转动轴线转动地支承在机架上的碾压滚轮，其中，至少一个碾压滚轮在其两个轴向端部区域中分别经由悬挂装置可相对于机架运动地支承在机架上，其中，至少一个、优选每个悬挂装置包括至少一个使碾压滚轮可运动地与机架联接的螺旋弹簧。
在此应指出，在本发明中通过悬挂装置允许的碾压滚轮相对于机架的运动是基本横向于滚轮转动轴线的运动、必要时也是在滚轮转动轴线的方向上的运动，即除了原则上存在的碾压滚轮围绕滚轮转动轴线的可转动性还有在碾压滚轮和机架之间的允许的相对运动。
在根据本发明的构造中，为了实现在碾压滚轮和机架之间的相对运动使用多个螺旋弹簧或至少一个螺旋弹簧。已知，通过使用螺旋弹簧，一方面实现了基本禁止使周期作用的力从碾压滚轮传递到机架上的悬挂，其中，另一方面使得为了提供悬挂而使用的元件、即螺旋弹簧本身基本不吸收能量，从而为了改善碾压效果在碾压滚轮上周期性施加的力或为此使用的能量基本完全地在碾压滚轮的区域中用于加速，或用于产生碾压滚轮的周期运动。此外，相比于例如在弹性体元件、例如橡胶缓冲垫(在这种情况下弹性体元件同时具有倾斜)的情况下，使用螺旋弹簧悬挂碾压滚轮，使得相对于机架的相对运动能够以较大的程度将与速度成比例的缓冲力传递到机架上。
需要指出，在本发明中，螺旋弹簧优选涉及可沿弹簧纵轴线的方向负荷拉力和压力的、具有一个或多个弹簧圈的弹簧，尤其是具有包围弹簧纵轴线的螺距不为零的弹簧圈的弹簧。对此，这种螺旋弹簧可具有沿弹簧纵轴线的方向不变的径向尺寸，即，相对于弹簧纵轴线基本恒定的圈半径或弹簧圈的基本恒定的弯曲半径。这种螺旋弹簧也可构造成具有沿弹簧纵轴线的方向至少局部可变的螺距，或/和可至少局部地具有相对于弹簧纵轴线可变的弹簧半径且因此具有可变的弹簧圈弯曲半径，例如为了提供这种螺旋弹簧的基本恒定的形状，在这种螺旋弹簧中弹簧圈沿径向向外螺旋状地扩展。
为了能够在实现碾压滚轮围绕滚轮转动轴线转动运动的情况下，以简单的方式经由至少一个螺旋弹簧实现碾压滚轮的悬挂，提出，至少一个悬挂装置包括滚轮支架单元，其中，碾压滚轮可围绕滚轮转动轴线转动地支承在滚轮支架单元上，且滚轮支架单元经由至少一个螺旋弹簧与机架联接。
对此，根据第一实施例可规定，滚轮支架单元包括第一支架元件和第二支架元件，碾压滚轮可围绕滚轮转动轴线转动地支承在第一支架元件上，第二支架元件在第一联接区域中可摆动地支承在机架上且在第二联接区域中经由至少一个螺旋弹簧与机架联接，其中，第一支架元件在第三联接区域中可摆动地与第二支架元件联接。
为了避免通过借助支架元件提供的杠杆作用使得提供联接的螺旋弹簧过载或产生不利的倾斜力矩，提出，第三联接区域在第二支架元件的纵向延伸方向上定位在第一联接区域和第二联接区域之间，或/和第三联接区域在竖直方向上近似定位在滚轮转动轴线之下。
此外，通过螺旋弹簧可以下述方式确保有效的支撑作用，即，至少一个使第二支架元件与机架联接的螺旋弹簧借助机架在沿竖直方向近似位于第二联接区域之上或之下的支撑区域中支撑在机架上。
为了在允许碾压滚轮相对于机架相对运动的情况下，尤其也在压路机的运动方向上能够提供有效的支撑作用，提出，第一支架元件在第四联接区域中经由至少一个螺旋弹簧与机架联接。
对此，通过以下方式防止产生倾斜力矩，即，第四联接区域在竖直方向上近似地定位在第三联接区域或/和滚轮转动轴线之上或之下。
使得第一支架元件与机架联接的至少一个螺旋弹簧可在沿竖直方向近似位于与第四联接区域相同高度的在机架上的支撑区域中支撑在机架上。
在根据本发明构造的悬挂装置的可替代的构造方式中提出，滚轮支架单元包括支架元件，碾压滚轮可围绕滚轮转动轴线转动地支承在支架元件上，且支架元件以围绕滚轮转动轴线彼此以周向间距布置的多个第一联接区域分别经由至少一个螺旋弹簧与机架联接。
为了能够实现在支架元件和机架之间的沿多个方向稳定的支撑相互作用，提出，在支架元件上设置至少一个第一联接区域，优选设置多个沿周向方向围绕滚轮转动轴线依次连续的第一联接区域，且在至少一个、优选每个第一联接区域中，支架元件经由至少两个第一螺旋弹簧与机架联接。对此，尤其可提出，在支架元件上设置关于滚轮转动轴线彼此在径向上相对的至少一对第一联接区域。
为了在支架元件和机架之间的均匀的力传递，在至少一对第一联接区域中在两个第一联接区域中的每一个上两个第一螺旋弹簧从相应的第一联接区域开始近似彼此平行地且沿相反方向延伸，或/和在至少一对第一联接区域中在两个第一联接区域中的每一个上两个第一螺旋弹簧从相应的第一联接区域开始彼此成角度地且沿相反方向延伸。
对此，特别有利的是这种构造方案，在其中在支架元件上设置具有彼此近似平行延伸的第一螺旋弹簧的一对第一联接区域和具有彼此成角度的第一螺旋弹簧的一对第一联接区域，其中优选地，一对第一联接区域中的第一联接区域和另一对第一联接区域中的第一联接区域沿周向方向交替地彼此连续地布置，或/和其中优选地，具有彼此成角度的第一螺旋弹簧的第一联接区域沿竖直方向近似重叠地布置，且具有彼此近似平行延伸的螺旋弹簧的第一联接区域沿竖直方向近似位于相同的高度上。
为了确保第一螺旋弹簧基本没有传递在滚轮转动轴线的方向上作用的力，提出，至少一部分、优选所有第一螺旋弹簧以位于至少一个与滚轮转动轴线基本正交的平面中的弹簧纵轴线布置。
为了在该构造方案中确保碾压滚轮的轴向对中，可规定，支架元件在至少一个第二连接区域中经由至少一个第二螺旋弹簧与机架联接，且至少一个第二螺旋弹簧的弹簧纵轴线未位于与滚轮转动轴线基本正交的平面中，其中优选地，至少一个、优选所有第二螺旋弹簧的弹簧纵轴线基本沿滚轮转动轴线的方向延伸。
在可替代的可取消基本沿滚轮转动轴线延伸且使碾压滚轮沿轴向相对于机架对中的螺旋弹簧的构造方案中提出，至少一部分、优选所有第一螺旋弹簧以未位于至少一个与滚轮转动轴线基本正交的平面中的弹簧纵轴线布置。
为了在该构造中也限定地支持径向对中，可规定，在至少一对第一联接区域中，第一螺旋弹簧分别在支撑区域中支撑在机架上，且支撑区域与滚轮转动轴线具有与通过该第一螺旋弹簧与机架联接的第一联接区域不同的径向间距。
在碾压滚轮中可设置用于产生基本周期性的加速度、优选振荡加速度或/和振动加速度的装置。
附图说明
下面参考附图详细描述本发明。其中：
图1示出了支承在机架上的碾压滚轮；
图2示出了图1中的碾压滚轮的径向视图，该碾压滚轮具有悬挂装置；
图3示出了具有用于碾压滚轮的悬挂装置的可替代的实施方式的支承在机架上的碾压滚轮；
图4示出了图3中的碾压滚轮的轴向视图，该碾压滚轮具有对应的悬挂装置；
图5示出了图3中的碾压滚轮的径向视图，该碾压滚轮具有对应的悬挂装置；
图6示出了具有悬挂装置的另一可替代的实施方式的可转动地支承在机架上的碾压滚轮；
图7示出了图6中的碾压滚轮的轴向视图，该碾压滚轮具有对应的悬挂装置；
图8示出了图6中的碾压滚轮的径向视图，该碾压滚轮具有对应的悬挂装置；
图9示出了具有支承在机架上的碾压滚轮的压路机的侧视图。
具体实施方式
在图9中示出了概括性地用10表示的压路机，压路机在后部12上具有驾驶室14和能通过同样可设置在后部12上的未示出的驱动设备驱动而使压路机10向前运动的车轮16。为了使压路机10转向可围绕基本竖直的轴线摆动地与后部12连接的前部18包括围绕碾压滚轮20的机架22，该机架具有基本沿压路机10的运动方向延伸的且在其之间容纳碾压滚轮20的机架纵向区段24。碾压滚轮20在其两个轴向端部区域中沿轴向在此相对于滚轮转动轴线(碾压滚轮20可围绕该滚轮转动轴线转动地支承在机架22上)经由下面详细描述的悬挂装置支承或悬挂在该机架纵向区段24上，即，碾压滚轮20可实施相对于机架22的相对运动。这种相对运动能力实现了在碾压滚轮20和机架22之间的振动解耦，这尤其在以下情况中是非常重要的，即，在碾压滚轮20之上或之中设有图9仅示意性示出的装置26，借助该装置可将力或加速度施加到碾压滚轮20上，以便使得碾压滚轮例如在竖直方向v上或围绕滚轮转动轴线的周向方向上加速。这种用于产生碾压滚轮20的振动加速度或振动运动或/和振荡加速度或振荡运动的装置在现有技术中是已知的且无需详细描述。
下面参考图2至图8描述悬挂装置的不同实施方式，碾压滚轮20借助悬挂装置支承或悬挂在机架22上，且悬挂装置基于在碾压滚轮20和机架22之间实现的相对运动能力提供在碾压滚轮20和机架22之间的振动脱耦，使得在碾压滚轮20的区域中产生的振动基本没有传递到机架22上且因此没有传递到前部18或后部22上。在此需要指出，优选地，碾压滚轮20在其两个轴向端部区域中经由彼此基本构造相同的悬挂装置支承或悬挂在机架20上。但是原则上在碾压滚轮20的两个轴向端部区域上也可使用彼此构造不同的悬挂装置。下面分别参考设置在碾压滚轮20的两个轴向端部区域中的其中一个描述这种悬挂装置的实施方式。
在图1和图2中示出了概括性地用28示出的用于碾压滚轮20的悬挂装置的第一实施方式。对此根据图2中所示的碾压滚轮20的轴向端部区域30可看出，该碾压滚轮具有圆柱状地且借助圆形轮廓包围滚轮转动轴线a的滚轮外罩32。在轴向的端部区域30中，在滚轮外罩32中可设置滚轮盘片34，其通常也称为圆片。行驶马达36可支承在该滚轮盘片34上，通过行驶马达可驱动碾压滚轮20使其围绕滚轮转动轴线a转动。该构造尤其在与图9所示不同地，压路机10在后部上同样具有碾压滚轮且需要驱动碾压滚轮中的至少一个转动时设置。如果压路机10具有在图9中所示的驱动轮16，则无需为碾压滚轮20本身分配自己的行驶马达。同时可在碾压滚轮20之上或之中设置用于前面描述的装置26的驱动马达，以便驱动该装置的不平衡质量围绕相应的转动轴线转动。
悬挂装置28包括概括性地用38表示的滚轮支架单元，碾压滚轮20例如经由行驶马达36或设置在滚轮盘片34上的支承元件可围绕滚轮转动轴线a转动地支承在滚轮支架单元上。滚轮支架单元38包括第一支架元件40，碾压滚轮20可围绕滚轮转动轴线a转动地支承在第一支架元件上。
滚轮支架元件38还包括第二支架元件42，第二支架元件在第一联接区域44中可围绕与滚轮转动轴线a基本平行的轴线摆动地支承在机架22上。为此，在机架22上可设置或载有支承板46，第二支架元件42可摆动地支承在支承板上。
在第二联接区域48中，第二支架元件42经由螺旋弹簧50联接在机架22、例如支承板46上。对此可在机架22或支承板46上设置支撑区域52，螺旋弹簧50的两个端部区域中的其中一个作用在该支撑区域上，而螺旋弹簧50的两个端部区域中的另一个作用在第二支架元件42的第二联接区域48上。在图1和图2的示意图中可看出，第二支架元件42近似在水平方向h上延伸，而螺旋弹簧50近似在竖直方向v上延伸。
第一支架元件40在第三联接区域54中可摆动地与第二支架元件42连接。对此，第三联接区域54在第二支架元件42的纵向延伸方向上位于第一联接区域44和第二联接区域48之间，第一联接区域和第二联接区域分别设置在第二支架元件42的端部区域上。
在关于滚轮转动轴线a与第三联接区域44基本径向相对布置的第四联接区域56中，螺旋弹簧58以其一个端部区域作用在第一支架元件40上。螺旋弹簧58的另一端部区域作用在例如同样设置在支承板46上或机架42上的支撑区域60上，从而经由螺旋弹簧58使得第一支架元件40以及碾压滚轮20支撑在机架22上。
在图1中可看出，第一支架元件40近似在竖直方向v上延伸，使得第四联接区域56和滚轮转动轴线在竖直方向v上经由第三联接区域54定位。这意味着，即使在重力作用下也没有产生明显的使第一支架元件40相对于第二支架元件42偏转的倾斜力矩。更确切地说，由于机架22经由两个彼此联接的支架元件40、42悬挂在碾压滚轮20上，使得滚轮支架元件38具有以下状态，在该状态下两个支架元件40、42相对于彼此在一个相对摆动位置中，该相对摆动位置相应于势能最小的状态。
借助滚轮支架元件38的铰接构造方案，碾压滚轮20可在螺旋弹簧50压缩或伸长的情况下实施基本在竖直方向v上的相对于机架22的相对运动，而在螺旋弹簧58压缩或伸长的情况下碾压滚轮20可相对于机架22基本实施在水平方向h上的运动。在本文中应指出，水平方向h可理解成基本平行于待碾压的地基u的方向，而竖直方向v可理解成基本正交于待碾压的地基u的方向。
因此，通过悬挂装置38在两个螺旋弹簧50、58压缩或伸长的情况下都能实现碾压滚轮20在每个任意的方向上基本正交于滚轮转动轴线a的相对运动，而在滚轮转动轴线a的方向上经由滚轮支架单元38使碾压滚轮20限定地相对于机架22被支撑。这确保能够在碾压滚轮20和机架22之间传递横向力，即，在滚轮转动轴线a的方向上作用的力，该力尤其会在压路机10转向时出现。
在图3至图5中示出了悬挂装置的可替代的实施方式。在图3至图5中，与前面所述组合件或组件在结构或功能上相应的组合件或组件用相同的附图标记加上后缀“a”表示。
悬挂装置28a包括滚轮支架单元38a，碾压滚轮20a可围绕滚轮转动轴线a转动地支承在滚轮支架单元上，滚轮支架单元具有基本呈十字形构造的支架元件64a。四个联接臂68a、70a、72a、74a从中央的主体区段66a开始彼此以约为90°的相对角间距延伸，其中碾压滚轮20可转动地支承在主体区段上，从而联接臂68a和72a相对于滚轮转动轴线a彼此在径向上相对地布置。相应地，联接臂70a、74a彼此相对于滚轮转动轴线a在径向上相对地布置。在联接臂68a、70a、72a、74a的远离滚轮转动轴线a的端部区域中的每一个中分别形成第一联接区域76a、78a、80a、82a。在第一联接区域76a、78a、80a、82a中的每一个中，支架元件64a借助两个螺旋弹簧84a、86a与机架22a或设置在其上的支承板46a联接。对此，根据图4和图5可看出，使得在竖直方向上定位在最上方的第一联接区域76a与机架22a联接的两个螺旋弹簧84a、86a以彼此成角度的弹簧纵轴线f布置，这同样也适用于使得在竖直方向上定位在最下方的第一联接区域80a联接在机架22a上的螺旋弹簧84a、86a。
在两个第一联接区域78a、82a在竖直方向v上布置在中间、即基本在与滚轮转动轴线a相同的高度上时，分别将第一联接区域联接在机架22a上的螺旋弹簧84a、86a以彼此基本平行的弹簧纵轴线f且因此彼此也基本连续地布置。尤其与第一联接区域76a、80a共同作用的螺旋弹簧84a、86a相对于水平方向h的倾斜定位使得能够借助大的杠杆在碾压滚轮20a和机架22a之间传递驱动力矩。经由基本在竖直方向v上定向的螺旋弹簧84a、86a可有效地传递在竖直方向v上作用的力，经由该螺旋弹簧使得第一联接区域70a或74a相对于机架22a受到支撑。
由图3至图5可看出，将第一联接区域76a、78a、80a、82a联接在机架22a或支承板46a上的所有螺旋弹簧84a、86a(在本发明中该螺旋弹簧代表第一螺旋弹簧)以其弹簧纵轴线f布置在与滚轮转动轴线a正交的共同的平面中，该共同的平面例如可相应于图4中的绘图平面。因此，第一螺旋弹簧84a、86a的使其连接在第一联接区域76a、78a、80a、82a上的端部区域和第一螺旋弹簧84a、86a的使其连接在机架或支承板46a的相应支撑区域88a上的端部区域在滚轮转动轴线a的方向上彼此基本没有错位。
因此，第一螺旋弹簧84a、86a基本设置成且适用于使得碾压滚轮20a在垂直于滚轮转动轴线a偏转时相对于机架22a受到支撑。为了实现轴向对中，在支架元件64a上例如在支架元件的中央的主体区域66a上设置第二联接区域90a，支架元件64a在该第二联接区域中经由第二螺旋弹簧92a与机架22a、例如支承板46a联接，且因此在轴向方向上受到支撑。对此，第二螺旋弹簧92a优选布置成，使得其弹簧纵轴线f基本平行于滚轮转动轴线a延伸。例如可设置四个这种第二螺旋弹簧92a，它们彼此具有相同的周向间距。为了能够实现第一螺旋弹簧84a、86a的在一个平面中的布置方式，例如可在支架元件64a或第一联接区域76a、78a、80a、82a上以及在机架22a或支承板46a上设置相应的在滚轮转动轴线a的方向上彼此重叠的区段87a或89a。
而且在图3至图5所示的实施方式中，碾压滚轮20a通过第一螺旋弹簧84a、86a基本为了垂直于滚轮转动轴线a的运动而相对于机架22a受到支撑，且因此可不仅在竖直方向v上而且在水平方向h上相对于机架22a运动。限定的轴向定位以及尤其沿轴向作用的力、即例如转向力的传递基本经由第二螺旋弹簧92a实现。在可替代的构造方式中，在第二螺旋弹簧的位置上可设置一个或多个例如基本在滚轮转动轴线a的方向上延伸的联接杆，联接杆在一侧支撑在支承板46a上且在另一侧支撑在支架元件64a上，其中，这种联接杆在其至少一个端部区域中弹性地、例如经由橡胶轴承受到支撑，从而允许碾压滚轮20a沿滚轮转动轴线a的方向运动。
在图6至图8中示出了图3至图5所示的悬挂装置实施方式的变型方案。在该附图中，与前面所述组合件在结构或功能上相应的组合件用相同的附图标记加上后缀“b”表示。
在图6至图8所示的实施方式中，相应悬挂装置28b的滚轮支架单元38b的支架元件64b仅具有基本在竖直方向上延伸的两个联接臂68b和72b以及设置在其上的第一联接区域76b、80b。两个第一联接区域76b、80b中的每一个又经由两个螺旋弹簧84b、86b与机架22b或设置在其上的支承板46b联接。不同于在图3至图5所示的实施方式，第一螺旋弹簧84b、86b并未以其相应的弹簧纵轴线f位于与滚轮转动轴线a基本正交的平面中。在此，第一联接区域76b、80b和支撑区域88a不仅在围绕滚轮转动轴线a的周向方向上而且在滚轮转动轴线a的方向上彼此错开，在第一联接区域和支撑区域中螺旋弹簧84b、86b作用在支承板46b或机架22b上。
在该实施方式中，碾压滚轮20b经由第一螺旋弹簧84b、86b不仅在垂直于滚轮转动轴线a的方向上可运动地支承在机架22b上，而且也在滚轮转动轴线a的方向上相对于机架受到支撑或对中地保持，尤其在碾压滚轮22b的两个轴向端部区域上彼此构造基本相同的悬挂装置28b用于使碾压滚轮20b悬挂在机架22b上时。因此，在该实施方式中可取消在图3至图5的实施方式中使用的、基本在滚轮转动轴线a的方向上延伸的第二螺旋弹簧。这实质上简化了相应的悬挂装置28b的构造，因为在每个悬挂装置28b中总共仅使用四个第一螺旋弹簧84b、86b且没有第二螺旋弹簧。对此特别有利的是，两个第一联接区域76b、80b在竖直方向v上布置在滚轮转动轴线a之上或之下，即，两个联接臂68b、72b基本在竖直方向v上延伸。因此，经由与两个第一联接区域76b、80b共同作用的螺旋弹簧84b、86b尤其可有效地传递在竖直方向上作用的力，其中，可假设由于压路机10的重量该压路机在竖直方向上作用的且需要支撑的力可明显大于在碾压运行中在水平方向h上作用的力。尽管如此，在悬挂装置28b的该实施方式中使得，经由使得碾压滚轮20b与机架22b联接的第一螺旋弹簧84b、86b实现了有效的振动脱耦，从而使得在碾压滚轮22b的区域中产生的周期性运动或加速度基本没有传递到机架22b上。
根据本发明的用于碾压滚轮的悬挂装置的所有实施方式利用了如下优点，即，通过将螺旋弹簧用作传递悬挂力的弹性元件虽然实现了在碾压滚轮和机架(该碾压滚轮可转动地支承在机架上)之间的优异的振动脱耦，但是没有由于将能量吸入可弹性变形的元件中而产生明显的缓冲作用。在碾压滚轮的区域中提供的使碾压滚轮周期运动的能量，即，例如基本在竖直方向v上的振动运动或振动加速度、或者基本在周向方向上的振荡运动或振荡加速度可基本完全地用于产生该运动。
最后应指出，在优选不仅可负荷压力而且可负荷拉力的螺旋弹簧的设计或布置方面，自然可设置不同的变型方案。由此例如在图3至图5所示的实施方式中第一螺旋弹簧或其至少一部分也可布置成，其弹簧纵轴线不是精确地位于与滚轮转动轴线基本正交的平面中。以这种方式也可使该第一螺旋弹簧有助于碾压滚轮的轴向对中。