DE102018007825A1 - Method for controlling a soil compaction machine and soil compaction machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (22) zur Steuerung einer Bodenverdichtungsmaschine (1), insbesondere zur Vermeidung von Verdichtungsfehlern, umfassend die Schritte: Erregen (23) einer Vibration mit einer Vibrationsfrequenz (f) in wenigstens einer Verdichtungsbandage (5) mittels einer Erregereinrichtung (13), Fortbewegen (24) der Bodenverdichtungsmaschine (1) über einen zu verdichtenden Boden (8) mit einer Fahrgeschwindigkeit (v), und Verändern (28) der Fahrgeschwindigkeit (v) und/oder der Vibrationsfrequenz (f), mit einem Bestimmen und Überwachen (25) der Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke (IPF) aus der Fahrgeschwindigkeit (v) und der Vibrationsfrequenz (f), einem Abgleichen (26) der bestimmten Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke (IPF) mit vorgegebenen Grenzwerten (IPF, IPF, IPF) und einem Reduzieren (27) der vertikalen Vibrationsamplitude (A) der Verdichtungsbandage (5) bei Über- oder Unterschreiten wenigstens eines der Grenzwerte (IPF, IPF, IPF). Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Bodenverdichtungsmaschine (1) mit einer Steuereinheit (15), die zur Durchführung des Verfahrens (22) ausgebildet ist und/oder dieses durchführt.The invention relates to a method (22) for controlling a soil compaction machine (1), in particular to avoid compaction errors, comprising the steps: excitation (23) of a vibration with a vibration frequency (f) in at least one compaction bandage (5) by means of an excitation device (13 ), Moving (24) the soil compaction machine (1) over a soil (8) to be compacted at a driving speed (v), and changing (28) the driving speed (v) and / or the vibration frequency (f), with a determination and monitoring (25) the number of vibrations per travel distance (IPF) from the driving speed (v) and the vibration frequency (f), a comparison (26) of the determined number of vibrations per travel distance (IPF) with predetermined limit values (IPF, IPF, IPF) and a reduction (27) of the vertical vibration amplitude (A) of the compression bandage (5) if the size exceeds or falls below at least one values (IPF, IPF, IPF). The invention also relates to a soil compaction machine (1) with a control unit (15) which is designed to carry out the method (22) and / or carries it out.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bodenverdichtungsmaschine, insbesondere zur Vermeidung von Verdichtungsfehlern. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Bodenverdichtungsmaschine mit einer Steuereinheit, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und/oder dieses durchführt.The invention relates to a method for controlling a soil compaction machine, in particular to avoid compaction errors. In addition, the invention relates to a soil compaction machine with a control unit which is designed to carry out the method and / or carries it out.
Gattungsgemäße Bodenverdichtungsmaschinen sind beispielsweise als Straßenwalzen, insbesondere Tandemwalzen oder Walzenzüge ausgebildet. Sie werden beim Straßen- und Wegebau zum verdichten des Untergrundes, beispielsweise heißer Asphaltschichten oder Erdboden, eingesetzt. Dafür weisen die Bodenverdichtungsmaschinen typischerweise Verdichtungsbandagen auf, die beispielsweise als Walzenbandagen mit einem hohlzylindrischen Grundkörper ausgebildet sind. Die Verdichtungsbandagen können entweder glatte, runde Oberflächen aufweisen, oder ebenfalls polygonal oder mit über den Umfang des hohlzylindrischen Grundkörpers hinausragenden Vorsprüngen als Brecherbandagen ausgebildet sein. Es kann eine oder mehrere Verdichtungsbandagen an einer Bodenverdichtungsmaschine vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass eine Verdichtungsbandage in Kombination mit Rädern oder anderen Fahrwerken eingesetzt wird. Die gattungsgemäßen Bodenverdichtungsmaschinen sind insbesondere selbstfahrend ausgebildet und umfassen einen Antriebsmotor, der typischerweise ein Dieselverbrennungsmotor ist. Dieser treibt unter anderem die Verdichtungsbandage an, so dass im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschinen ein Fortbewegen der Bodenverdichtungsmaschine über einen zu verdichtenden Boden mit einer Fahrgeschwindigkeit erfolgt.Generic soil compaction machines are designed, for example, as road rollers, in particular tandem rollers or single drum rollers. They are used in road and path construction to compact the subsurface, for example hot layers of asphalt or soil. For this purpose, the soil compaction machines typically have compaction bandages that are designed, for example, as roller bandages with a hollow cylindrical base body. The compression bandages can either have smooth, round surfaces, or can also be designed polygonally or with projections projecting beyond the circumference of the hollow cylindrical base body as breaker bandages. One or more compaction bandages can be provided on a soil compaction machine. It is also possible that a compaction bandage is used in combination with wheels or other running gear. The generic soil compaction machines are in particular designed to be self-propelled and comprise a drive motor, which is typically a diesel internal combustion engine. This drives the compaction bandage, among other things, so that during the working operation of the soil compaction machines the soil compaction machine is moved at a driving speed over a soil to be compacted.
Um die Verdichtungsleistung der gattungsgemäßen Bodenverdichtungsmaschinen zu erhöhen, erfolgt typischerweise ein Erregen einer Vibration mit einer Vibrationsfrequenz in wenigstens einer Verdichtungsbandage mittels einer Erregereinrichtung. Die Erregereinrichtung wird auch als Vibrationserreger bezeichnet und umfasst beispielsweise einen oder mehrere Kreiserreger und kann insbesondere als Richtschwinger ausgebildet sein. Durch das Erregen einer Vibration an der Verdichtungsbandage kann die Verdichtungsleistung um ein Vielfaches gegenüber einer einfachen Überfahrt der Bodenverdichtungsmaschine über den zu verdichtenden Boden erhöht werden. Eine gattungsgemäße Erregereinrichtung ist beispielsweise aus der
Im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschinen kommt es häufig zu einem Verändern der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz. Dies kann zu unerwünschten Effekten bis hin zu Verdichtungsfehlern führen. Wird beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit verringert, während die Vibrationsfrequenz gleich bleibt, so führt die Verdichtungsbandage auf einer kürzeren Strecke eine erhöhte Zahl an Schwingungen durch die Vibrationen durch. Auf diese Weise wird auf dieser kürzeren Strecke stärker verdichtet, als wenn die Walze bei der gleichen Vibrationsfrequenz schneller fahren würde. Dies geht so weit, dass die Walze bei zu langsamer Geschwindigkeit regelrecht Dellen in den zu verdichtenden Boden drückt und/oder Partikel im zu verdichtenden Untergrundmaterial nennenswert zerstört und dadurch verkleinert werden. Fährt die Bodenverdichtungsmaschine dagegen bei einer gegebenen Vibrationsfrequenz zu schnell, so werden auf einer großen Strecke relativ zu wenige Vibrationsschwingungen durchgeführt, was dazu führt, dass die einzelnen Vibrationsschwingungen oder Schläge zu weit auseinander liegen. Dies kann zur Bildung von Wellen im Boden führen. Problematisch hieran ist, dass es kaum mehr möglich ist, diese Unebenheiten überhaupt wieder auszugleichen, sobald sie erst einmal entstanden sind. Auch bei mehrmaliger Überfahrt der betroffenen Stellen kann nicht immer sichergestellt werden, dass die Verdichtungsfehler behoben sind. Dies wird noch dadurch erschwert, dass auch eine zu starke Verdichtung nachteilig ist, so dass nicht beliebig oft über die betroffene Stelle gefahren werden kann. Während der Verdichtungsarbeiten muss der Bediener der Bodenverdichtungsmaschine also einen großen Teil seiner Aufmerksamkeit darauf verwenden, dass keine Verdichtungsfehler entstehen. Dadurch wird er von der eigentlichen Verdichtungsarbeit abgelenkt.The working speed of the soil compaction machines often changes the driving speed and / or the vibration frequency. This can lead to undesired effects or even compaction errors. If, for example, the driving speed is reduced while the vibration frequency remains the same, the compaction drum performs an increased number of vibrations due to the vibrations over a shorter distance. In this way, compaction is more intensive on this shorter route than if the roller were traveling faster at the same vibration frequency. This goes so far that the roller literally presses dents into the soil to be compacted at too slow speed and / or particles in the substrate material to be compacted are appreciably destroyed and thereby reduced. If, on the other hand, the soil compacting machine runs too fast at a given vibration frequency, relatively too few vibrational vibrations are carried out over a long distance, which leads to the individual vibrating vibrations or impacts being too far apart. This can lead to the formation of waves in the ground. The problem with this is that it is hardly possible to compensate for these bumps once they have arisen. Even if the affected areas are crossed several times, it cannot always be ensured that the compaction errors have been eliminated. This is made even more difficult by the fact that too much compression is disadvantageous, so that it is not possible to drive over the affected area as often as desired. During the compaction work, the operator of the soil compaction machine must devote a large part of his attention to ensuring that no compaction errors occur. This distracts him from the actual work of compaction.
Diese Problematik tritt insbesondere bei Hybridsystemen auf, die aufgrund der immer strenger werdenden Umweltvorschriften immer häufiger zum Einsatz kommen. Bodenverdichtungsmaschinen, die beispielsweise als hydraulische oder elektrische Hybride ausgebildet sind, weisen typischerweise einen für geringere Leistung ausgelegten Antriebsmotor auf, der im Arbeitsbetrieb beim Auftreten von Leistungsspitzen mit Energie aus einem Zwischenspeicher, beispielsweise einem hydraulischen Druckspeicher oder einem elektrischen Speicher, unterstützt wird. Reicht allerdings die im Zwischenspeicher enthaltene Energie nicht aus, um eine Leistungsspitze zu überbrücken, entweder weil die Leistungsspitze zu groß ist oder zu lange anhält, so übersteigt die angeforderte Leistung die vom Antriebsmotor maximal zur Verfügung gestellte Leistung. In diesem Fall muss typischerweise die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Vibrationsfrequenz der Bodenverdichtungsmaschine reduziert werden. Auf diese Weise kommt es bei Hybridsystemen verstärkt zur vorstehend beschriebenen Problematik, dass für eine gegebene Vibrationsfrequenz zu schnell oder zu langsam gefahren wird oder dass für eine gegebene Fahrgeschwindigkeit die Vibrationsfrequenz zu hoch oder zu gering ist.This problem occurs particularly in hybrid systems, which are used more and more frequently due to the increasingly strict environmental regulations. Soil compacting machines, which are designed, for example, as hydraulic or electrical hybrids, typically have a drive motor designed for lower power, which is supported during work when power peaks occur with energy from an intermediate store, for example a hydraulic pressure store or an electrical store. However, if the energy contained in the buffer is not sufficient to bridge a power peak, either because the peak power is too large or too long, the requested power exceeds the maximum power made available by the drive motor. In this case, the driving speed and / or the vibration frequency of the soil compacting machine must typically be reduced. In this way, hybrid systems increasingly experience the problem described above that driving is too fast or too slow for a given vibration frequency or that the vibration frequency is too high or too low for a given driving speed.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Bodenverdichtungsmaschine und eine Bodenverdichtungsmaschine anzugeben, bei denen die Entstehung von Unebenheiten im zu verdichtenden Boden bis hin zu Verdichtungsfehlern zuverlässig vermieden wird. Dies soll gleichzeitig mit möglichst wenig Aufwand für den Bediener der Bodenverdichtungsmaschine möglich sein und insbesondere den Einsatz von Hybridsystemen verbessern. It is therefore the object of the present invention to provide a method for controlling a soil compaction machine and a soil compaction machine in which the formation of unevenness in the soil to be compacted, up to compaction errors, is reliably avoided. At the same time, this should be possible for the operator of the soil compacting machine with as little effort as possible and, in particular, improve the use of hybrid systems.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren und einer Bodenverdichtungsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The problem is solved with a method and a soil compaction machine according to the independent claims. Preferred developments are specified in the dependent claims.
Konkret gelingt die Lösung bei einem eingangs genannten Verfahren durch das Bestimmen und Überwachen der Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke aus der Fahrgeschwindigkeit und der Vibrationsfrequenz, Abgleichen der bestimmten Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke mit vorgegebenen Grenzwerten und Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude der Verdichtungsbandage bei Über- oder Unterschreiten wenigstens eines der Grenzwerte. Als Vibrationsschlag wird dabei vorliegend eine Periode derjenigen Schwingungen bezeichnet, in die die Verdichtungsbandage durch die Erregereinrichtung versetzt wird. Ein Vibrationsschlag umfasst daher beispielsweise bei einer Vibration in vertikaler Richtung ein Absinken der Verdichtungsbandage aus einer neutralen Position heraus nach unten, dann ein Anheben der Verdichtungsbandage zurück bis zur neutralen Position und nach oben über diese hinaus mit einem anschließenden erneuten Absenken der Verdichtungsbandage auf die neutrale Position. Die Anzahl derartiger Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke wird dann beispielsweise als Vibrationsschläge pro Meter oder pro Fuß angegeben und als IPF-Wert bezeichnet (aus dem Englischen: „impacts per foot“). Die Bezeichnung IPF-Wert wird vorliegend unabhängig von der verwendeten Längeneinheit genutzt, so dass die jeweils verwendete Einheit bei konkreten Werten anzugeben ist. Auch ein Wert, der die Vibrationsschläge pro Meter angibt, wird daher als IPF-Wert bezeichnet.Specifically, the solution to a method mentioned at the outset is achieved by determining and monitoring the number of vibrations per covered route from the driving speed and the vibration frequency, comparing the determined number of vibrations per covered route with predetermined limit values and reducing the vertical vibration amplitude of the compression bandage when or falling below at least one of the limit values. In the present case, a period of those vibrations is referred to as a vibration shock, in which the compression bandage is placed by the excitation device. A vibration shock therefore includes, for example, a vibration in the vertical direction of a lowering of the compaction bandage from a neutral position downwards, then a lifting of the compaction bandage back to the neutral position and upwards beyond this, followed by a further lowering of the compaction bandage to the neutral position . The number of such vibration shocks per distance traveled is then specified, for example, as vibration shocks per meter or per foot and is referred to as the IPF value (from the English: “impacts per foot”). The term IPF value is used here regardless of the length unit used, so that the unit used in each case must be specified for specific values. A value that indicates the vibration shocks per meter is therefore also referred to as the IPF value.
Ein Grundgedanke der Erfindung beruht also darauf, den IPF-Wert zu bestimmen und zu überwachen. Dadurch kann der IPF-Wert als Steuergröße im Verfahren genutzt werden. Die Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke wird aus den bekannten Größen der Fahrgeschwindigkeit und der Vibrationsfrequenz berechnet. Konkret entspricht der IPF-Wert der Division der Vibrationsfrequenz durch die Fahrgeschwindigkeit. Da auch die Fahrgeschwindigkeit und die Vibrationsfrequenz typischerweise kontinuierlich gemessen werden, kann auch der IPF-Wert kontinuierlich bestimmt und überwacht werden. Durch die Kenntnis des IPF-Wertes ist es möglich, den jeweils aktuellen Wert mit einem Sollwert, einem Sollwertebereich oder mit Grenzwerten zu vergleichen. So können beispielsweise Grenzwerte vorgegeben werden, wie ein maximaler IPF-Wert und ein minimaler IPF-Wert, zwischen denen sich der aktuell gemessene und daher an der Bodenverdichtungsmaschine vorliegende IPF-Wert im Optimalfall während des Arbeitsbetriebes aufhalten soll. In diesem Bereich ist die Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke so eingestellt, dass die auf den zu verdichtenden Boden aufgebrachten Vibrationsschläge sowohl weit genug auseinanderliegen um keine übermäßige Verdichtung an einer Stelle durchzuführen als auch nah genug aneinander liegen, so dass eine einheitliche Verdichtung des Bodens stattfindet, ohne dass Wellen entstehen.A basic idea of the invention is therefore based on determining and monitoring the IPF value. As a result, the IPF value can be used as a control variable in the process. The number of vibrations per distance traveled is calculated from the known variables of the driving speed and the vibration frequency. Specifically, the IPF value corresponds to the division of the vibration frequency by the driving speed. Since the driving speed and the vibration frequency are typically measured continuously, the IPF value can also be continuously determined and monitored. Knowing the IPF value makes it possible to compare the current value with a setpoint, a setpoint range or with limit values. For example, limit values can be specified, such as a maximum IPF value and a minimum IPF value, between which the currently measured IPF value, which is therefore present on the soil compacting machine, should ideally be found during work. In this area, the number of vibration shocks per distance traveled is set so that the vibration shocks applied to the soil to be compacted are both far enough apart to not carry out excessive compaction at one point and close enough to one another that the soil is compacted uniformly without waves.
Wird dagegen dieser Bereich des zulässigen IPF-Wertes verlassen, da der aktuelle IPF-Wert entweder den maximalen Grenzwert überschreitet oder den minimalen Grenzwert unterschreitet, so wird im erfindungsgemäßen Verfahren die vertikale Vibrationsamplitude der Verdichtungsbandage reduziert. Die vertikale Vibrationsamplitude entspricht dabei demjenigen Schwingungsanteil der Verdichtungsbandage, der in vertikaler Richtung schwingt beziehungsweise ausgerichtet ist. „Vertikal“ bedeutet hier senkrecht zu einem im Wesentlichen ebenen Bodenuntergrund. Insbesondere diese vertikale Vibration beziehungsweise vertikale Vibrationsamplitude bringt besonders viel Verdichtungsleistung in den Boden ein, sodass bei einem IPF-Wert außerhalb des optimalen Bereiches Verdichtungsfehler drohen. Bei einem Kreisschwinger, der in sämtliche Richtungen gleich stark schwingt, entspricht die vertikale Vibrationsamplitude daher der aktuellen Gesamtamplitude. Bei einem Richtschwinger beispielsweise, kann die Richtung der Schwingung frei verstellt werden, so dass die Schwingung beispielsweise zwischen vollständiger vertikaler Ausrichtung und vollständiger horizontaler Ausrichtung verstellbar ist. Eine Schwingung eines Richtschwingers kann immer als Überlagerung einer horizontalen und einer vertikalen Schwingung angesehen werden. Bei einem derartigen Richtschwinger entspricht die vertikale Vibrationsamplitude also immer demjenigen Anteil der Schwingung, der in vertikaler Richtung ausgerichtet ist. Durch das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude wird erfindungsgemäß erreicht, dass eine geringere Verdichtungsleistung auf den Boden aufgebracht wird. Dies verhindert Verdichtungsfehler, da eine zu starke punktuelle Verdichtung sowohl bei zu großem als auch bei zu kleinem IPF-Wert ausgeschlossen ist. Insbesondere bei einem Richtschwinger führt dies ebenfalls dazu, dass dieser weiter mit einer konstanten Frequenz betrieben werden kann, wodurch ein Reduzieren der Vibrationsfrequenz mit anschließend notwendigem neuem Anfahren der Erregereinrichtung entfällt. Dies hat sowohl Vorteile bezüglich des Antriebsmotors, der dadurch genauer im optimalen Leistungsbereich betrieben werden kann, als auch bezüglich des Komforts für einen Bediener.If, on the other hand, this range of the permissible IPF value is left, since the current IPF value either exceeds the maximum limit value or falls below the minimum limit value, the vertical vibration amplitude of the compression bandage is reduced in the method according to the invention. The vertical vibration amplitude corresponds to that part of the compression bandage that vibrates or is aligned in the vertical direction. “Vertical” here means perpendicular to an essentially flat ground. In particular, this vertical vibration or vertical vibration amplitude brings a particularly high level of compaction performance into the soil, so that an IPF value outside the optimal range threatens compaction errors. In the case of a circular oscillator that vibrates equally strongly in all directions, the vertical vibration amplitude therefore corresponds to the current overall amplitude. In the case of a directional oscillator, for example, the direction of the oscillation can be freely adjusted so that the oscillation can be adjusted, for example, between complete vertical alignment and complete horizontal alignment. A vibration of a directional oscillator can always be seen as a superposition of a horizontal and a vertical vibration. In the case of such a directional oscillator, the vertical vibration amplitude always corresponds to that part of the vibration which is oriented in the vertical direction. By reducing the vertical vibration amplitude it is achieved according to the invention that a lower compaction power is applied to the ground. This prevents compaction errors, since too much selective compaction is ruled out if the IPF value is too large or too small. In the case of a directional oscillator in particular, this also leads to the fact that it can continue to be operated at a constant frequency, as a result of which the vibration frequency is reduced and the drive must then be started again Excitation device is not required. This has advantages both with regard to the drive motor, which can thereby be operated more precisely in the optimal power range, and with regard to comfort for an operator.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise von einer Steuereinheit der Bodenverdichtungsmaschine durchgeführt. Die Steuereinheit kann entweder als separate Steuereinheit ausgebildet sein, oder beispielsweise in einen Bordcomputer der Bodenverdichtungsmaschine integriert sein. Insbesondere wird das Verfahren automatisch von der Steuereinheit durchgeführt, ohne dass ein Bediener hierzu weitere Steuerbefehle eingeben muss. Die Steuereinheit kann allerdings beispielsweise zum Ein- und Ausschalten des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein. Entweder die Steuereinheit an sich oder der Bordcomputer der Bodenverdichtungsmaschine weist also ein Steuerelement auf, über das das Verfahren ein- beziehungsweise ausschaltbar ist. Dieses Steuerelement kann sowohl ein Schalter als auch lediglich ein Teil einer digitalen beziehungsweise virtuellen Bedienoberfläche sein. Die Steuereinheit kann ebenfalls eine Anzeigeeinrichtung umfassen, die beispielsweise einem Bediener den aktuellen IPF-Wert und/oder aktuell von der Steuereinheit im Rahmen des Verfahrens ergriffene Schritte anzeigt. Auch diese Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise über einen Bildschirm des Bordcomputers realisiert sein.The method according to the invention is carried out, for example, by a control unit of the soil compaction machine. The control unit can either be designed as a separate control unit or can be integrated, for example, in an on-board computer of the soil compaction machine. In particular, the method is carried out automatically by the control unit without an operator having to enter further control commands. However, the control unit can be designed, for example, to switch the method according to the invention on and off. Either the control unit itself or the on-board computer of the soil compaction machine therefore has a control element by means of which the method can be switched on or off. This control element can be both a switch and only part of a digital or virtual user interface. The control unit can also include a display device which, for example, displays to an operator the current IPF value and / or the steps currently taken by the control unit as part of the method. This display device can also be implemented, for example, on a screen of the on-board computer.
Grundsätzlich kann das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude mit jeder hierzu fähigen Erregereinrichtung erfolgen. Beispielsweise können Erregereinrichtungen genutzt werden, die verschiedene diskrete Stufen unterschiedlicher Vibrationsfrequenz aufweisen. Diese Stufen können dann bei einem Unter- oder Überschreiten der entsprechenden Grenzwerte genutzt werden. Besonders vorteilhaft und daher bevorzugt ist es allerdings, dass das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude stufenlos erfolgt. Dies ist beispielsweise bei einer Erregereinrichtung, wie sie vom „BOMAG Asphalt Manager“ der Anmelderin verwendet wird, der Fall. Mit einer derartigen Erregereinrichtung kann die vorliegende Erfindung besonders flexibel genutzt werden. Beispielsweise kann hier für den IPF-Wert ein optimaler Bereich zwischen einem maximalen IPF-Wert und einem minimalen IPF-Wert als Grenzwerte eingestellt sein, in dem das Verfahren noch kein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durchführt. Bei einem Über- beziehungsweise Unterschreiten dieser Grenzwerte muss dann nicht schlagartig eine starke Reduktion der vertikalen Vibrationsamplitude durchgeführt werden, sondern es kann beispielsweise ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durchgeführt werden, wobei derjenige Betrag, um den die Vibrationsamplitude reduziert wird, proportional zum Über- beziehungsweise Unterschreiten des Grenzwertes durch den aktuellen, gemessenen IPF-Wert ist. Auf diese Weise passt das Verfahren die Verdichtungsleistung durch die Vibration der Verdichtungsbandage besonders flexibel an die jeweilige Betriebssituation der Bodenverdichtungsmaschine an.In principle, the vertical vibration amplitude can be reduced with any excitation device capable of this. For example, excitation devices can be used which have different discrete stages with different vibration frequencies. These levels can then be used if the corresponding limit values are fallen short of or exceeded. However, it is particularly advantageous and therefore preferred that the vertical vibration amplitude is reduced continuously. This is the case, for example, with an excitation device such as that used by the applicant's “BOMAG Asphalt Manager”. The present invention can be used particularly flexibly with such an excitation device. For example, an optimum range between a maximum IPF value and a minimum IPF value can be set here as limit values for the IPF value, in which the method does not yet reduce the vertical vibration amplitude. If these limit values are exceeded or undershot, a sharp reduction in the vertical vibration amplitude does not have to be carried out abruptly, but instead, for example, the vertical vibration amplitude can be reduced, the amount by which the vibration amplitude is reduced being proportional to the overshoot or undershoot of the limit value by the current measured IPF value. In this way, the method adjusts the compaction performance by the vibration of the compaction bandage in a particularly flexible manner to the respective operating situation of the soil compaction machine.
Es hat sich gezeigt, dass eine optimale Verdichtung, bei der kein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude notwendig ist, beispielsweise in einem Bereich von
Das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude kann im Extremfall bis zum vollständigen Verschwinden der vertikalen Vibrationsamplitude erfolgen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die vertikale Vibrationsamplitude bei Über- oder Unterschreiten eines kritischen Grenzwertes der Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke auf null reduziert wird. Der kritische Grenzwert wird vorliegend auch als
Im Betrieb der Bodenverdichtungsmaschine kommt es vor, dass Leistungsspitzen auftreten, beispielsweise beim Anfahren der Maschine sowie wenn beispielsweise Abhänge oder Böschungen hinauf gefahren werden. Wird aufgrund einer derartigen Betriebssituation auf einmal mehr Leistung von der Bodenverdichtungsmaschine gefordert, so kommt es häufig dazu, dass kurzfristig die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Vibrationsfrequenz verändert, insbesondere reduziert, werden müssen, um dem Leistungsbedarf gerecht zu werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in diesen Situationen die Steuerung der Bodenverdichtungsmaschine erheblich vereinfachen. Es ist daher bevorzugt, dass das Verändern der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz aufgrund einer erhöhten angeforderten Leistung der Bodenverdichtungsmaschine erfolgt. Insbesondere bei diesen, vom Bediener manchmal schwer vorhersehbaren Veränderungen ist es besonders praktisch, wenn im Zweifelsfall durch das Verfahren ein automatisches Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durchgeführt wird, ohne dass der Bediener hierfür tätig werden muss. So können Verdichtungsfehler effizient vermieden werden.During the operation of the soil compacting machine, power peaks occur, for example when starting up the machine and when, for example, slopes or embankments are driven up. If, due to such an operating situation, more power is suddenly required from the soil compaction machine, it often happens that the driving speed and / or the vibration frequency have to be changed, in particular reduced, in order to meet the power requirement. In these situations, the method according to the invention can considerably simplify the control of the soil compaction machine. It is therefore preferred that the changing of the driving speed and / or the vibration frequency takes place due to an increased requested performance of the soil compacting machine. Particularly in the case of these changes, which are sometimes difficult to predict by the operator, it is particularly practical if, in case of doubt, the method automatically reduces the vertical vibration amplitude without the operator having to take any action. In this way, compaction errors can be avoided efficiently.
Wie eingangs bereits erläutert, ist die Problematik von auftretenden Leistungsspitzen und der daraus folgenden zeitweisen Überforderung des Antriebsmotors insbesondere bei Hybridsystemen problematisch. Genau diese Systeme profitieren daher besonders stark von der vorliegenden Erfindung, die auch beim Auftreten von Leistungsspitzen und den damit verbundenen Reaktionen der Maschine in Bezug auf eine Veränderung der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz dafür sorgt, dass keine Verdichtungsfehler auftreten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bodenverdichtungsmaschine also als Hybrid, insbesondere elektrischer oder hydraulischer Hybrid, ausgebildet. Insbesondere umfasst die Bodenverdichtungsmaschine einen Zwischenspeicher und es erfolgt vor der Veränderung der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz bei einer erhöhten angeforderten Leistung der Bodenverdichtungsmaschine ein Freigeben von zusätzlicher Leistung durch den Zwischenspeicher. Der Zwischenspeicher kann beispielsweise einen elektrischer Speicher, wie ein Akku, oder ein hydraulischer Speicher, beispielsweise ein Druckspeicher, sein. Das Freigeben von zusätzlicher Leistung erfolgt daher entweder durch die Freigabe von zusätzlicher elektrischer Energie oder beispielsweise durch das Freigeben von im Zwischenspeicher aufgenommener, unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit. Auf diese Weise sollen bei Hybridsystemen typischerweise auftretende Leistungsspitzen überbrückt werden.As already explained at the beginning, the problem of occurring power peaks and the resulting excessive overloading of the drive motor is problematic, in particular in hybrid systems. It is precisely these systems which therefore benefit particularly greatly from the present invention, which ensures that no compression errors occur even when power peaks occur and the machine's reactions to a change in the driving speed and / or the vibration frequency. In a preferred embodiment, the soil compaction machine is thus designed as a hybrid, in particular an electrical or hydraulic hybrid. In particular, the soil compacting machine comprises an intermediate store, and additional power is released by the intermediate store before the change in driving speed and / or the vibration frequency when the required power of the soil compacting machine is increased. The intermediate store can be, for example, an electrical store, such as a rechargeable battery, or a hydraulic store, for example a pressure store. The release of additional power therefore takes place either by the release of additional electrical energy or, for example, by the release of hydraulic fluid which is received in the intermediate store and is under pressure. In this way, power peaks that typically occur in hybrid systems are to be bridged.
Oftmals reicht die im Zwischenspeicher gespeicherte Energie allerdings nicht dazu aus, die Leistungsspitze komplett zu überbrücken. Beispielsweise dauert die Bergauffahrt länger an, als sie unter den aktuellen Betriebsparametern vom Antriebsmotor und dem Zwischenspeicher aufrechterhalten werden kann. Um das gesamte Potenzial des Hybridsystems vollständig auszuschöpfen, ist es in diesem Fall bevorzugt, dass erst nach dem vollständigen Verbrauch der im Zwischenspeicher gespeicherten Energie das Verändern der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz erfolgt, falls weiterhin eine erhöhte angeforderte Leistung der Bodenverdichtungsmaschine vorliegt. Auf diese Weise erfolgt auch erst dann ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durch das Verfahren, wodurch länger mit hoher vertikaler Vibrationsamplitude und damit hoher Verdichtungsleistung gearbeitet werden kann. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere im Zusammenspiel mit einem Hybridsystem besonders effizient.However, the energy stored in the buffer store is often not sufficient to completely bridge the peak power. For example, the uphill journey takes longer than it can be maintained by the drive motor and the buffer under the current operating parameters. In order to fully exploit the entire potential of the hybrid system, it is preferred in this case that the driving speed and / or the vibration frequency are only changed after the energy stored in the intermediate store has been completely used up, if there is still an increased requested output of the soil compacting machine. In this way, the method only then reduces the vertical vibration amplitude, so that it is possible to work longer with a high vertical vibration amplitude and thus high compression performance. In this way, the method according to the invention is particularly efficient, particularly in interaction with a hybrid system.
Es ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls vorgesehen, dass der Ladezustand des Zwischenspeichers ebenfalls zur Steuerung des Verfahrens herangezogen wird. Der Ladezustand des Zwischenspeichers wird also mittels eines geeigneten Sensors erfasst. Anhand des Ladezustands wird dann entschieden, beispielsweise von der Steuereinheit, ob eine Leistungsspitze durch Nutzung der im Zwischenspeicher gespeicherten Energie überbrückt werden kann oder ob sofort ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude notwendig ist. Insbesondere der Übergang von einer Freigabe zusätzlicher Leistung beziehungsweise Energie aus dem Zwischenspeicher zu einem Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude kann von der Steuereinheit anhand des gemessenen Ladezustands des Zwischenspeichers gesteuert werden. Unabhängig vom Ladezustand des Zwischenspeichers wird so immer die notwendige Maßnahme ergriffen, um Verdichtungsfehler zu vermeiden.In a preferred embodiment of the invention, it is also provided that the state of charge of the intermediate store is also used to control the method. The state of charge of the buffer store is therefore detected by means of a suitable sensor. On the basis of the state of charge, a decision is then made, for example by the control unit, as to whether a peak power can be bridged by using the energy stored in the intermediate store or whether a reduction in the vertical vibration amplitude is necessary immediately. In particular, the transition from releasing additional power or energy from the intermediate store to reducing the vertical vibration amplitude can be controlled by the control unit on the basis of the measured state of charge of the intermediate store. Regardless of the state of charge of the buffer, the necessary measure is always taken to avoid compression errors.
Grundsätzlich kann das Verfahren derart verwendet werden, dass nur und ausschließlich ein Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann die vertikale Vibrationsamplitude nur vom Bediener selbst beispielsweise über einen Steuerbefehl erhöht werden. Dies kann als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme dienen, damit nicht ohne den Willen des Bedieners auf einmal wieder stärker verdichtet wird. Um den Bediener allerdings weiter zu entlasten, ist es alternativ hierzu bevorzugt vorgesehen, dass ein Erhöhen der vertikalen Vibrationsamplitude erfolgt, wenn der wenigstens eine Grenzwert wieder über- oder unterschritten wird. Befindet sich also beispielsweise der aktuell gemessene IPF-Wert wieder über dem minimalen kritischen Grenzwert oder unter dem maximalen kritischen Grenzwert, so kann die vertikale Vibrationsamplitude wieder von null erhöht werden. Die kontinuierliche Verstellung der vertikalen Vibrationsamplitude zwischen den kritischen Grenzwerten und dem maximalen beziehungsweise minimalen Grenzwert kann im Wesentlichen andersherum wie das vorstehend bereits beschriebene Reduzieren erfolgen. Auf diese Weise wird die aktuell auf den Boden aufgebrachte Verdichtungsleistung immer an die momentan vorliegende Betriebssituation angepasst, ohne dass ein Bediener hierzu eingreifen muss.In principle, the method can be used in such a way that only and only one Reducing the vertical vibration amplitude is done. In other words, the vertical vibration amplitude can only be increased by the operator himself, for example using a control command. This can serve as an additional safety measure, so that it is not suddenly compacted again without the operator's will. In order to further relieve the operator, however, it is alternatively preferred that the vertical vibration amplitude be increased when the at least one limit value is again exceeded or undershot. If, for example, the currently measured IPF value is again above the minimum critical limit value or below the maximum critical limit value, the vertical vibration amplitude can be increased again from zero. The continuous adjustment of the vertical vibration amplitude between the critical limit values and the maximum or minimum limit value can be carried out essentially the other way around as the reduction already described above. In this way, the compaction performance currently applied to the soil is always adapted to the current operating situation without an operator having to intervene.
Insbesondere wird das Potential der Maschine am besten ausgeschöpft, wenn im optimalen Bereich zwischen dem maximalen und dem minimalen Grenzwert maximal verdichtet wird. Dies bedeutet insbesondere, dass die vertikale Vibrationsamplitude auf ihren Maximalwert verstellt wird, wenn sich die Anzahl der Vibrationsschläge pro zurückgelegter Fahrstrecke in einem vorgegebenen optimalen Bereich, insbesondere zwischen den Grenzwerten
Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert die vertikale Vibrationsamplitude, die von der Erregereinrichtung an der Verdichtungsbandage bewirkt wird. Durch dieses Reduzieren sinkt typischerweise ebenfalls die Leistungsaufnahme der Erregereinrichtung. Werden beispielsweise von einem Richtschwinger lediglich horizontale Schwingungen erregt, so kann die Leistungsaufnahme der Erregereinrichtung gegenüber dem Fall, dass ausschließlich vertikale Schwingungen erregt werden, bis auf die Hälfte absinken. Auf diese Weise wird zusätzliche Leistung im Antriebsstrang der Bodenverdichtungsmaschine frei, die dann anderweitig genutzt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist es beispielsweise vorgesehen, dass die durch das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude eingesparte Leistung zu einem Erhöhen der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz eingesetzt wird. Auf diese Weise kann einer Verlangsamung der Bodenverdichtungsmaschine und/oder einer Reduzierung der Vibrationsfrequenz zumindest teilweise entgegengewirkt werden. Insgesamt wird die Geschwindigkeit der Bodenverdichtungsmaschine dadurch beispielsweise weniger stark reduziert, wodurch wiederum der Arbeitsbetrieb effizienter ist.The method according to the invention reduces the vertical vibration amplitude which is caused by the excitation device on the compaction drum. This reduction typically also reduces the power consumption of the excitation device. If, for example, only a horizontal vibrator is excited by a directional oscillator, the power consumption of the excitation device can decrease by half compared to the case in which only vertical vibrations are excited. In this way, additional power is released in the drive train of the soil compacting machine, which can then be used for other purposes. In a preferred embodiment it is provided, for example, that the power saved by reducing the vertical vibration amplitude is used to increase the driving speed and / or the vibration frequency. In this way, a slowdown of the soil compaction machine and / or a reduction in the vibration frequency can be at least partially counteracted. Overall, the speed of the soil compaction machine is reduced less strongly, for example, which in turn makes the work operation more efficient.
Auch hier zeigt sich allerdings wieder die besondere Effizienz der Erfindung beim Einsatz mit einem Hybridsystem. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht nämlich vor, dass die durch das Reduzieren der vertikalen Vibrationsamplitude eingesparte Leistung zu einem Aufladen des Zwischenspeichers eingesetzt wird. Insbesondere bei einer lang anhaltenden Leistungsspitze, bei der die im Zwischenspeicher gespeicherte Energie bereits verbraucht wurde, ist der Zwischenspeicher entsprechend leer. Muss sodann infolge einer Veränderung der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Vibrationsfrequenz aufgrund des dann gemessenen aktuellen IPF-Wertes die vertikale Vibrationsamplitude reduziert werden, so kann die freiwerdende Leistung zumindest zu einer Ladung des Zwischenspeichers genutzt werden. Auf diese Weise steht bei der nächsten Leistungsspitze wieder ein geladener Zwischenspeicher zur Verfügung, so dass die Effizienz des Hybridsystems steigt.Here too, however, the particular efficiency of the invention when used with a hybrid system is again evident. A particularly preferred embodiment provides that the power saved by reducing the vertical vibration amplitude is used to charge the buffer store. In particular in the case of a long-lasting peak in power, in which the energy stored in the intermediate store has already been used up, the intermediate store is correspondingly empty. If the vertical vibration amplitude then has to be reduced as a result of a change in the driving speed and / or the vibration frequency on the basis of the current IPF value then measured, the power released can at least be used to charge the buffer store. In this way, a charged buffer is available again at the next peak performance, so that the efficiency of the hybrid system increases.
Besonders ein Anfahren und Abbremsen der Erregereinrichtung kann im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsmaschine störend sein. Es ist daher bevorzugt, dass die Vibrationsfrequenz der Vibration der wenigstens einen Verdichtungsbandage im Wesentlichen konstant gehalten wird. Insbesondere wird diese konstant gehalten. Im Wesentlichen bedeutet vorliegend, dass zwar betriebsbedingte Schwankungen vorliegen können, aber keine von außen induzierten oder gesteuerten Veränderungen an der Vibrationsfrequenz vorgenommen werden. Auf diese Weise kann die Erregereinrichtung immer gleich angetrieben werden und es muss beispielsweise bei Reversierfahrten nicht gekuppelt werden. Dies bedeutet natürlich gleichzeitig, dass bei auftretenden Lastspitzen die Fahrgeschwindigkeit reduziert wird, um diese zu überbrücken. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird also bevorzugt nur die Fahrgeschwindigkeit verändert und die Vibrationsfrequenz konstant gehalten. Alternativ ist es ebenfalls möglich, die Vibrationsfrequenz und insbesondere die Vibrationsfrequenz und die Fahrgeschwindigkeit zu verändern. Auch die Vibrationsfrequenz kann also reduziert werden, um eine Leistungsspitze zu überbrücken. Dabei muss allerdings beachtet werden, dass die Vibrationsfrequenz nicht bis auf die Resonanzfrequenz der Bandage abgesenkt wird, damit keine Schäden an der Maschine entstehen. Auch bei einer Änderung der Vibrationsfrequenz ist es daher bevorzugt, dass diese nur derart verändert wird, dass die Erregereinrichtung im Arbeitsbetrieb überkritisch betrieben wird. Insbesondere ist es bevorzugt, die Vibrationsfrequenz zu reduzieren, wenn die vertikale Vibrationsamplitude im Wesentlichen null ist, also die Schwingung beispielsweise nur horizontal ausgerichtet ist. In diesem Fall kann eine Reduzierung der Vibrationsfrequenz ebenfalls verschleißmindernd sein. In diesem Fall sind die ansonsten zu befürchtenden Schäden für das Arbeitsergebnis ebenfalls geringer. Durch eine Änderung der Vibrationsfrequenz und/oder der Fahrgeschwindigkeit kann die Steuereinheit eine Einhaltung des optimalen IPF-Wertes besonders flexibel regeln beziehungsweise steuern.Starting and braking the excitation device in particular can be disruptive in the working operation of the soil compacting machine. It is therefore preferred that the vibration frequency of the vibration of the at least one compression bandage is kept substantially constant. In particular, this is kept constant. Essentially, in the present case means that there may be operational fluctuations, but no externally induced or controlled changes to the vibration frequency are made. In this way, the excitation device can always be driven in the same way and, for example, it does not have to be coupled when reversing. Of course, at the same time, this means that the driving speed is reduced in order to bridge these during peak loads. In the method according to the invention, therefore, preferably only the driving speed is changed and the vibration frequency is kept constant. Alternatively, it is also possible to change the vibration frequency and in particular the vibration frequency and the driving speed. The vibration frequency can also be reduced in order to bridge a power peak. However, care must be taken to ensure that the vibration frequency is not reduced to the resonance frequency of the drum, so that the machine is not damaged. Even if the vibration frequency changes, it is therefore preferred that it is changed only in such a way that the excitation device is operated in a supercritical manner in working mode. In particular, it is preferred to reduce the vibration frequency when the vertical Vibration amplitude is essentially zero, that is, for example, the vibration is only aligned horizontally. In this case, reducing the vibration frequency can also reduce wear. In this case, the damage otherwise to be feared for the work result is also less. By changing the vibration frequency and / or the driving speed, the control unit can regulate and control compliance with the optimal IPF value in a particularly flexible manner.
Darüber hinaus ermöglicht es die vorliegende Erfindung ebenfalls, den Antriebsmotor immer möglichst nah an seinem optimalen Leistungspunkt zu betreiben, da eine Möglichkeit angegeben wird, Lastspitzen zu überwinden, ohne eine vom Antriebsmotor abgegebene Leistung zu verändern. Es ist daher bevorzugt, dass eine Leistungsabgabe beziehungsweise die Drehzahl eines Antriebsmotors der Bodenverdichtungsmaschine im Wesentlichen konstant gehalten wird. Insbesondere wird die Leistungsabgabe beziehungsweise die Drehzahl konstant gehalten. Auch hier bedeutet im Wesentlichen, dass zwar betriebsbedingte Schwankungen möglich sind, aber beispielsweise keine von außen induzierten beziehungsweise gesteuerten Veränderungen der Leistungsabgabe beziehungsweise der Drehzahl vorgenommen werden. Durch einen derart optimalen Betrieb des Antriebsmotors wird zum einen dessen Standzeit verlängert und gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch gesenkt.In addition, the present invention also makes it possible to always operate the drive motor as close as possible to its optimal power point, since a possibility is given to overcome load peaks without changing a power output by the drive motor. It is therefore preferred that an output or the speed of a drive motor of the soil compacting machine is kept substantially constant. In particular, the power output or the speed is kept constant. Here, too, essentially means that, although operational fluctuations are possible, for example, no externally induced or controlled changes in the power output or the speed are carried out. Such optimal operation of the drive engine extends its service life and at the same time reduces fuel consumption.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls von einer Bodenverdichtungsmaschine mit einer Steuereinheit gelöst, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und/oder dieses durchführt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird also zur Steuerung der Bodenfräsmaschine eingesetzt, die für diesen Einsatz ausgebildet ist und zumindest eine Steuereinheit umfasst, die in der Lage ist, das Verfahren durchzuführen. Sämtliche vorstehend für das Verfahren beschriebenen Merkmale, Wirkungen und Vorteile gelten genauso im übertragenen Sinne für die erfindungsgemäße Bodenverdichtungsmaschine. Gleichzeitig gelten sämtliche für die Bodenverdichtungsmaschine beschriebenen Merkmale, Wirkungen und Vorteile genauso für das erfindungsgemäße Verfahren. Es wird daher lediglich zur Vermeidung von Wiederholungen auf die jeweils anderen Ausführungen Bezug genommen.The above-mentioned object is also achieved by a soil compaction machine with a control unit which is designed to carry out and / or carry out the method according to the invention. The method according to the invention is therefore used to control the floor milling machine, which is designed for this use and comprises at least one control unit which is able to carry out the method. All of the features, effects and advantages described above for the method apply in the figurative sense to the soil compaction machine according to the invention. At the same time, all of the features, effects and advantages described for the soil compaction machine apply equally to the method according to the invention. It is therefore only to avoid repetition that reference is made to the other statements.
Die Bodenverdichtungsmaschine umfasst insbesondere einen Maschinenrahmen, einen Antriebsmotor, wenigstens eine Verdichtungsbandage, eine Erregereinrichtung zur Erregung einer Vibration an der Verdichtungsbandage mit einer Vibrationsfrequenz, sowie einen Frequenzsensor zur Messung der Vibrationsfrequenz und einen Fahrstreckensensor zur Messung der zurückgelegten Fahrstrecke. Der Frequenzsensor und der Fahrstreckensensor sind mit der Steuereinheit verbunden und liefern dieser, insbesondere kontinuierlich, entsprechende Messwerte der Vibrationsfrequenz und der zurückgelegten Fahrstrecke. Diese werden von der Steuereinheit bei der Durchführung des Verfahrens eingesetzt.The soil compaction machine comprises in particular a machine frame, a drive motor, at least one compaction drum, an excitation device for exciting a vibration on the compaction drum with a vibration frequency, as well as a frequency sensor for measuring the vibration frequency and a route sensor for measuring the distance traveled. The frequency sensor and the route sensor are connected to the control unit and, in particular continuously, supply the latter with corresponding measured values of the vibration frequency and the distance traveled. These are used by the control unit when carrying out the method.
Wie vorstehend ebenfalls bereits erläutert wurde, ist die Bodenverdichtungsmaschine ganz besonders bevorzugt als Hybrid, insbesondere hydraulischer Hybrid, mit einem Zwischenspeicher ausgebildet. Gerade bei einem derartigen Hybridsystem ist die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft.As has also already been explained above, the soil compaction machine is very particularly preferably designed as a hybrid, in particular a hydraulic hybrid, with an intermediate store. The present invention is particularly advantageous in the case of such a hybrid system.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:
-
1 : eine Seitenansicht einer Tandemwalze; -
2 : eine Seitenansicht eines Walzenzuges; -
3 : ein Schema des Antriebs und der Steuereinheit einer Bodenverdichtungsmaschine; -
4 : den zeitlichen Ablauf des Verfahrens bei stufenweiser Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit; -
5 : den zeitlichen Ablauf des Verfahrens bei stufenweiser Verringerung der Fahrgeschwindigkeit; -
6 : den zeitlichen Ablauf des Verfahrens beim Einsatz eines Hybridsystems; und -
7 : ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.
-
1 : a side view of a tandem roller; -
2nd : a side view of a single drum roller; -
3rd : a diagram of the drive and the control unit of a soil compacting machine; -
4th : the chronological sequence of the procedure with a gradual increase in driving speed; -
5 : the timing of the procedure with a gradual reduction in driving speed; -
6 : the timing of the procedure when using a hybrid system; and -
7 : a flow chart of the process.
Gleiche beziehungsweise gleich wirkende Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Sich wiederholende Bauteile sind nicht in jeder Figur gesondert bezeichnet.The same or equivalent components are denoted in the figures with the same reference numerals. Repeating components are not identified separately in each figure.
Die
In
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113818312A (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-21 | 宝马格有限公司 | Ground compacting device for compacting a base surface covering layer, asphalt roller and method for operating a ground compacting device |
WO2022001704A1 (en) * | 2020-06-28 | 2022-01-06 | 三一汽车制造有限公司 | Control method for road roller machine, and road roller machine |
DE102021206135A1 (en) | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Hydrostatic drive for a roller and method for power distribution of such a drive |
DE102022108663A1 (en) | 2022-04-09 | 2023-10-12 | Bomag Gmbh | METHOD FOR ASSISTED OPERATING SUPPORT OF A SOIL COMPACTION MACHINE AND SOIL COMPACTION MACHINE |
DE102022122738A1 (en) | 2022-09-07 | 2024-03-07 | Wacker Neuson Linz Gmbh | Method for operating a mobile work machine |
DE102022209497A1 (en) | 2022-09-12 | 2024-03-14 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for controlling a hydrostatic drive |
EP4353905A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-04-17 | BOMAG GmbH | Construction machine, in particular paver or tandem roll |
EP4450708A1 (en) | 2023-04-20 | 2024-10-23 | BOMAG GmbH | Road construction machine, in particular road finisher or tandem roller |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111764235B (en) * | 2020-06-19 | 2022-02-18 | 三一汽车制造有限公司 | Engineering machinery turning control method, engineering machinery and computer equipment |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69602033T2 (en) * | 1995-10-24 | 1999-08-26 | Ingersoll-Rand Co. | METHOD AND DEVICE FOR DISPLAYING THE DEGREE OF DENSITY REACHED BY A VIBRATION ROLLER |
DE10212389A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Caterpillar Inc | Compacting machine speed controller uses three inputs for speed drive speed and impact spacing all selectable via sensor-fitted control unit for adaptation to ground in work. |
EP2172279A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-07 | Bomag Gmbh | Device for generating a circuit vibration or a directed vibration with infinitely adjustable vibration amplitude or exciter power |
WO2018174853A1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | Volvo Construction Equipment Ab | Vibratory compaction machines providing coordinated impacts from first and second drums and related control systems and methods |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2938438A (en) * | 1955-07-28 | 1960-05-31 | Baldwin Lima Hamilton Corp | Vibratory compactor |
US3075436A (en) * | 1960-05-06 | 1963-01-29 | Engineering Dev Co Inc | Soil compaction machine |
DE2001988A1 (en) * | 1970-01-17 | 1971-07-22 | Benno Kaltenegger | Road roller |
DE2021457B2 (en) * | 1970-05-02 | 1973-08-30 | Losenhausen Maschinenbau AG, 4000 Dusseldorf | METHOD AND DEVICE FOR COMPACTING ROAD CONSTRUCTION MATERIAL |
US3737244A (en) * | 1971-07-28 | 1973-06-05 | R Wilson | Soil compactor |
GB1483046A (en) * | 1974-09-30 | 1977-08-17 | Banbury Buildings Holdings Ltd | Casting or distributing a mass of material from a hopper |
US4568218A (en) * | 1984-07-16 | 1986-02-04 | Wacker Corporation | Adjustably controllable centrifugal vibratory exciter |
DE19704495A1 (en) * | 1997-02-07 | 1998-08-13 | Bomag Gmbh | Vibration rammer |
DE102004038657A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Bomag Gmbh | Device and method for determining an acceleration-independent inclination angle |
DE102008005066A1 (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Wacker Construction Equipment Ag | Vibration plate with belt drive with multiple deflection |
US20110158745A1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-06-30 | Caterpillar Paving Products Inc. | Vibratory system for a compactor |
US9937529B1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-04-10 | Caterpillar Inc. | Device for controlling the movement of an eccentric mass of a vibration inducing mechanism |
CN106868989B (en) * | 2017-03-01 | 2022-09-06 | 长安大学 | Steel wheel stepless amplitude-adjusting device for vibrating roller |
WO2018236333A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | Volvo Construction Equipment Ab | Vibratory eccentric assemblies for compaction machines |
CN107288013A (en) * | 2017-08-24 | 2017-10-24 | 泉州市西决三维科技有限公司 | A kind of rapid construction based on Municipal Road Engineering is shaken leveling device |
CN108385466A (en) * | 2018-03-08 | 2018-08-10 | 中交公局桥隧工程有限公司 | Modified Bitumen Pavement surface construction technology |
CN108824136A (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-16 | 沈家洛 | A kind of easy hand propelled packer with antidetonation |
CN109183574A (en) * | 2018-09-01 | 2019-01-11 | 陕西中大机械集团有限责任公司 | A kind of multiduty big anti-isolation paver of the big thickness of width of intelligence |
-
2018
- 2018-10-04 DE DE102018007825.7A patent/DE102018007825A1/en not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-09-30 EP EP19786719.5A patent/EP3861170B1/en active Active
- 2019-09-30 WO PCT/EP2019/000282 patent/WO2020069769A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69602033T2 (en) * | 1995-10-24 | 1999-08-26 | Ingersoll-Rand Co. | METHOD AND DEVICE FOR DISPLAYING THE DEGREE OF DENSITY REACHED BY A VIBRATION ROLLER |
DE10212389A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Caterpillar Inc | Compacting machine speed controller uses three inputs for speed drive speed and impact spacing all selectable via sensor-fitted control unit for adaptation to ground in work. |
EP2172279A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-07 | Bomag Gmbh | Device for generating a circuit vibration or a directed vibration with infinitely adjustable vibration amplitude or exciter power |
WO2018174853A1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | Volvo Construction Equipment Ab | Vibratory compaction machines providing coordinated impacts from first and second drums and related control systems and methods |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113818312A (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-21 | 宝马格有限公司 | Ground compacting device for compacting a base surface covering layer, asphalt roller and method for operating a ground compacting device |
EP3926096A1 (en) | 2020-06-19 | 2021-12-22 | BOMAG GmbH | Soil compacting device for compacting a subgrade layer, asphalt roller and method of operating a soil compacting device |
DE102020003682A1 (en) | 2020-06-19 | 2021-12-23 | Bomag Gmbh | SOIL COMPACTION DEVICE FOR COMPACTING A SUBSTRATE LAYER, ASPHALT ROLLER AND METHOD FOR OPERATING A SOIL COMPACTION DEVICE |
US11781273B2 (en) | 2020-06-19 | 2023-10-10 | Bomag Gmbh | Ground compaction apparatus for compacting a subsoil cover layer, asphalt roller, and method for operating a ground compaction apparatus |
WO2022001704A1 (en) * | 2020-06-28 | 2022-01-06 | 三一汽车制造有限公司 | Control method for road roller machine, and road roller machine |
DE102021206135A1 (en) | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Hydrostatic drive for a roller and method for power distribution of such a drive |
DE102022108663A1 (en) | 2022-04-09 | 2023-10-12 | Bomag Gmbh | METHOD FOR ASSISTED OPERATING SUPPORT OF A SOIL COMPACTION MACHINE AND SOIL COMPACTION MACHINE |
EP4357525A1 (en) | 2022-04-09 | 2024-04-24 | BOMAG GmbH | Method for assisted operation assistance of a soil compaction machine and soil compaction machine |
DE102022122738A1 (en) | 2022-09-07 | 2024-03-07 | Wacker Neuson Linz Gmbh | Method for operating a mobile work machine |
DE102022209497A1 (en) | 2022-09-12 | 2024-03-14 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for controlling a hydrostatic drive |
EP4353905A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-04-17 | BOMAG GmbH | Construction machine, in particular paver or tandem roll |
DE102022210852A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-05-08 | Bomag Gmbh | CONSTRUCTION MACHINERY, ESPECIALLY ROAD PAVER OR TANDEM ROLLER |
EP4450708A1 (en) | 2023-04-20 | 2024-10-23 | BOMAG GmbH | Road construction machine, in particular road finisher or tandem roller |
DE102023203670A1 (en) | 2023-04-20 | 2024-10-24 | Bomag Gmbh | Road construction machine, in particular road paver or tandem roller, for working a soil in one working direction |
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