用于压实机的振动设备的制作方法

本发明涉及用于诸如道路辗压机(roadroller)和板式振动机(vibratoryplate)的压实机的振动设备的设计。振动设备包括偏心质量体(eccentricmass)，偏心质量体围绕非旋转轴(non-rotatingshaft)旋转以产生振动。偏心质量体由与该偏心质量体集成在一起的马达旋转。通过集成在非旋转轴中的配电系统来为马达供电。本发明特别适用于具有可调节振幅或可调节振动方向的电驱动振动设备。本发明使快速且高水平的早期调节(precociousadjustment)变得可能，并且由于这个原因，这些电驱动振动设备特别适用于根据地面条件自动调节压实性能的系统。

美国专利公开号us2014/0161529示出了一种具有液压马达的振动设备，该液压马达与设备的偏心质量体集成在一起并同时构成质量体的一部分。该马达围绕非旋转轴布置，并且由穿过轴内的管路分布的液压液体驱动。具有该布置的优点在于，在轴的被连接到压实机的液压系统的端部处不需要转动连接。根据应用，该设备可以设置有多个类似的布置，以便实现可调节的振动设备。这种可调节的振动设备的问题在于，液压驱动不能提供这些连接所需的快速性和精确度。

本发明的目的是获得一种振动设备，其包括前述且已知的设备的优点并同时解决了其问题。此外，总体目的是实现电驱动振动设备。本发明通过为电驱动提供与这种驱动相关的快速且精确的调节来实现该目的。附加的优点在于，在主要相同的振动设备中，可产生具有可调节振幅的圆周振动或不具有可调节振幅的圆周振动和具有可调节方向的定向振动。在之前，这需要不同的且机械上复杂的设备，但在本发明中，这只是关于可编程电子系统中的逻辑的问题。

为了进一步解释本发明的特征，在下文，通过不具有任何限制性特征的示例，参考附图1-6描述了根据本发明的用于压实机的振动设备的一些优选的实施方案，其中：

图1示出了具有根据本发明的振动设备的辗压机滚筒的纵截面。

图2示出了图1的振动设备的放大和局部剖视图。

图3-4示出了在产生圆周振动的驱动模式期间来自图1的设备的侧视图。

图5-6示出了在产生定向振动的驱动模式期间来自图1的设备的侧视图。

图1示出了布置在自推进式辗压机(self-propelledroller)(未示出)的辗压机滚筒2中的振动设备1。辗压机配置成用于柴油-电驱动，但其也能够以纯电驱动或与其他矿物或非矿物燃料组合的电驱动来使用振动设备1。振动设备1包括轴3、第一偏心质量体4、第二偏心质量体5和第三偏心质量体6以及控制单元7(在图中示意性示出)。此外，振动设备1包括每个偏心质量体4、5、6一个的马达8，马达8用于围绕轴3旋转驱动质量体4、5、6。辗压机滚筒2通过轴3围绕振动设备1可旋转地布置，轴3通过轴承连接到滚筒2。可旋转连接的目的是，使得能够使用辗压机的滚筒马达(未示出)来旋转驱动滚筒2，以便使辗压机向前或向后行驶。轴3的一个端部(图中右侧那个)通过橡胶安装件不可旋转但柔性地连接到辗压机的框架(未示出)。柔性安装件的目的是，使得振动设备1能够跟随振动运动，该振动运动是其以期望的方式致动滚筒2以执行的。仅为振动设备1提供一个偏心质量体是完全可能的，该偏心质量体以与图中第三偏心质量体6相同的方式被配置。在本发明的这种实施方案中，仅仅可以致动振动设备1以产生具有不可调节振幅的圆周振动运动。将振动设备1替代地布置在板式振动机的底板中也是很有可能的。在这种实施方案中，轴3应不可旋转地连接到底板。控制单元7配置成从辗压机的发电机和/或蓄电池接收电功率，并且配置成将功率分配给马达8。控制单元7还配置成接收来自辗压机的操作者的控制操作，并且配置成处理来自辗压机中的传感器和电子系统的信号。特别是与辗压机压实性能有关的信号。控制单元7包括可编程电子系统，该可编程电子系统配置成根据系统的预设逻辑来控制马达8的驱动。控制单元7配置成通过致动分配给马达8的电功率的至少一个参数来控制马达8的驱动。

图2示出了振动设备1的偏心质量体4、5、6和集成在质量体4、5、6中的马达8。偏心质量体中的两个(第一偏心质量体4和第二偏心质量体5)配置成具有相等的质量，并且使得与相应的质量体4、5的重心重合且垂直于轴3的长度延伸方向的假想平面(imaginedplanes)位于离第三偏心6的重心相同的距离处。换句话说，具有相等质量的两个偏心质量体4、5对称地布置在第三偏心质量体6的两侧上。第三偏心质量体6配置成具有与其他两个偏心质量体4、5加起来的质量相等的质量。该配置使得能够在产生圆周振动期间将振动振幅调节至最大值和零之间的适当的值。

每个马达8都包括绕组单元9和转子10。马达8大体上类似地布置并且其性能适于其所驱动的偏心质量体。由于该原因，附图中的参考标记仅针对用于第三偏心质量体6的马达8。由于马达8的转子10与质量体6集成在一起并连接到质量体6，因此马达8被称为与偏心质量体6集成在一起。转子10通过经由侧盖11、轴承12和内管13可旋转地连接到轴3而围绕轴3可旋转地布置。内管13使得能够在准备振动设备1期间预组装马达8并将其推到轴3上。内管13和轴3通过键槽连接而彼此旋转锁定。绕组单元9通过内管13连接到轴3。绕组单元9配置成产生至少一个磁场，目的是致动转子10以使其围绕轴3旋转。转子10包括至少一个永磁体14，并由此配置成使得转子10可被磁场致动以旋转。如果绕组单元9配置成产生旋转磁场，则永磁体14可以由鼠笼式绕组或转子绕组代替。振动设备1还包括连接到控制单元7(见图1)的三个旋转位置传感器15。旋转位置传感器中的每个配置成检测一个偏心质量体4、5、6的重心相对于轴3的即时旋转角度位置。旋转位置传感器15包括与轴承12集成在一起的所谓的霍尔效应传感器。然而，不需要将旋转位置传感器15与轴承12集成在一起。传感器15也可以与马达8集成在一起或者作为单独的部件布置。旋转位置传感器15通过电缆16连接到控制单元。电缆配置成用于传导电信号。电缆16还配置成用于将电功率从控制单元7分配到马达8。轴3包括通道17，该通道17配置成能够在马达8/旋转位置传感器15和轴3的端部之间进行电缆16的布线。

图3示出了在第一类型驱动模式期间的振动设备1，在该第一类型驱动模式中，所产生的圆周振动的振幅最大(用锥形曲线示出)。来自碾压机的操作者的指令或来自辗压机的自动控制其压实功率的信号，已经将控制单元7(如图1中所示)的可编程电子系统致动以执行逻辑中对应于该驱动模式的一部分。处于该类型驱动模式的控制单元配置成以可控的速度沿着第一旋转方向(在附图中用较长的弯曲箭头示出)驱动第三偏心质量体6的马达8(如图2中所示)。单元7同时配置成以与第一旋转方向相同的旋转方向(在图中用短箭头示出)驱动其他两个偏心质量体4、5的马达8。以两个偏心质量体4、5的重心的旋转角度位置相比较于第三偏心质量体6的重心的旋转角度位置的可控差来执行其他两个偏心质量体4、5的马达8的驱动。在上述驱动期间，旋转角度位置的差为零。

图4示出了与图3相同类型的驱动模式，但振动设备1现在被调节至90度的旋转角度位置差。因此，控制单元7(如图1中所示)已经将振动设备1致动至这样的调节，该调节导致第一偏心质量体4和第二偏心质量体5都以90度的旋转角度位置差跟随第三偏心质量体6旋转。在该驱动期间，振动设备1将产生具有图3中的驱动所致的振幅的约71％的圆周振动。因此，振动设备1可通过将旋转角度位置差在0度和180度之间调控而被调节成输出在0和最大振幅之间的振动振幅。

图5示出了第二类型驱动模式期间的振动设备1，在该第二类型驱动模式中，所产生的振动的方向是垂直的(在图中用锥形曲线/垂直箭头示出)。控制单元7(图1中所示)配置成沿着第一旋转方向(该第一旋转方向在图中用较长的弯曲箭头示出)驱动第三偏心质量体6的马达8。在驱动期间，偏心质量体6的重心在可控的单圈时间下的每次回转之后获得可控的旋转角度位置。同时，其他两个偏心质量体4、5的马达8在同一时间沿着相比较于第一旋转方向相反的旋转方向被驱动。该驱动以与第三偏心质量体6的马达8大致相同的旋转速度进行。该驱动被进行成使得：在每次回转之后，两个偏心质量体4、5的重心都获得与第三偏心质量体6的重心相同的旋转角度位置。偏心质量体6的重心的可控的旋转角度位置在上述驱动下被设置为对应于垂直定向振动的值。

图6示出了与图5相同类型的驱动，但在这里旋转角度位置被设置为对应于从垂直平面倾斜45度的振动方向的值。通过改变旋转角度位置的值，振动设备1因此可被调节至输出完全垂直定向的振动和水平定向的振动或两者的组合。因此，该驱动类型特别适用于向前和向后进行的板式振动机。

术语“偏心质量体”涉及不平衡质量体，当该不平衡质量体围绕轴3旋转时产生偏心力矩。偏心力矩是不平衡质量与该质量体的旋转中心和其重心之间的距离的长度的乘积。如果将一个或多个偏心重量体连接到一个转子10，则其加起来的不平衡质量被认为是“偏心质量”，并且总的不平衡质量的重心被认为是“偏心质量的重心”。

本发明决不限于上述或附图中所示的实施方案的形式，然而，根据本发明的用于压实机的振动设备可以制成各种形状和尺寸，而不脱离本发明的范围。