用于測定表示壓實機接觸狀態(tài)的接觸范圍的裝置制造方法
【專利摘要】一種用于測定表示壓實機軋輥和待壓實的地基之間的接觸狀態(tài)的接觸范圍(α)的裝置，該裝置包括在可圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線(D)轉(zhuǎn)動的壓實機軋輥(12)的至少一個采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)上的、產(chǎn)生接觸信號的至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)，其中該接觸信號指示采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)與待壓實的地基(14)的接觸起始位置(A)和接觸終止位置(E)。
【專利說明】用于測定表示壓實機接觸狀態(tài)的接觸范圍的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于測定表示壓實機軋輥與待壓實的地基的接觸狀態(tài)的接觸范圍的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通常采用自動化的地面壓實機壓實地基，例如土地、不同種類的巖石或者道路建設(shè)中的浙青，這些地面壓實機以一個或者必要時多個壓實機軋輥駛過待壓實的地基并且通過壓力負載、必要時結(jié)合振蕩運動或者振動運動使得待壓實的地基的結(jié)構(gòu)材料變得緊密。由于施加在地基上的壓力負載，相比于待壓實的地基通常明顯更堅硬的壓實機軋輥將在待壓實的地基中產(chǎn)生沉陷凹坑。這種地基越堅硬或者說已經(jīng)變得越來越緊密，壓實機軋輥進入地基的結(jié)構(gòu)材料中深度就會越小，這導致隨著剛性的增加或者說緊密程度的增加使壓實機軋輥在待壓實的地基上的接觸寬度就越小。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于測定表示壓實機軋輥與待壓實的地基的接觸狀態(tài)的接觸范圍的裝置和方法，該裝置和該方法使得能夠以簡單并且可靠的方式和方法推斷出待壓實的地基的結(jié)構(gòu)材料的壓實狀態(tài)。
[0004]根據(jù)本實用新型的第一方案，通過一種用于測定表示壓實機軋輥和待壓實的地基之間的接觸狀態(tài)的接觸范圍的裝置實現(xiàn)該目的，該裝置包括在可圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動的壓實機軋輥的至少一個采集圓周區(qū)域上的產(chǎn)生接觸信號的至少一個接觸傳感器，其中該接觸信號指示采集圓周區(qū)域與待壓實的地基的接觸起始位置和接觸終止位置。
[0005]通過根據(jù)本實用新型構(gòu)造的裝置提供這樣的信息，該信息表示在壓實機軋輥的一整圈中，與采集圓周區(qū)域相關(guān)的、采集圓周區(qū)域與待壓實的地基相接觸的那部分。該部分越大，即接觸起始位置和接觸終止位置之間的間隔越大，那么壓實機軋輥和待壓實的地基之間的接觸范圍就越大，這表示，壓實機軋輥相對較深地進入待壓實的地基的材料中并且該材料因此被壓實地不那么緊密。隨著壓實程度的增加，壓實機軋輥進入到待壓實的地基的結(jié)構(gòu)材料中更淺，這表示，又在壓實機軋輥的整個一周或者整個周長中與待壓實的地基接觸的這部分減小。通過根據(jù)本實用新型的裝置所測定的接觸范圍使得能夠推斷出待壓實的地基的緊密程度，并因此能夠用于確定在待壓實的地基上的進一步壓實以及處理措施。
[0006]為了通過根據(jù)本實用新型的裝置能夠在壓實機軋輥運動過程中更精確地或者說多次測定接觸范圍，使分別具有至少一個接觸傳感器的多個采集圓周區(qū)域圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線分布地優(yōu)選設(shè)置在壓實機軋輥的相同的軸向區(qū)域中。對此，采集圓周區(qū)域以基本相等的例如約90°的圓周間距相互設(shè)置是特別有利的。由于采集圓周區(qū)域的均勻間隔設(shè)置能夠以規(guī)定的時間推移提供各個采集圓周區(qū)域的周期性的采集樣本并且用于做出評估。
[0007]通過在至少一個、優(yōu)選每個采集圓周區(qū)域中在壓實機軋輥的軋輥面的內(nèi)側(cè)上設(shè)置至少一個接觸傳感器而能夠避免接觸傳感器在壓實操作過程中的損壞。例如可以使這種接觸傳感器構(gòu)造為:
[0008]-聲學的傳感器，優(yōu)選超聲波傳感器或者哨子傳感器；或者
[0009]-鍵控傳感器；或者
[0010]-壓力傳感器。
[0011]這些都是能夠在相對簡單的結(jié)構(gòu)中以可靠的方式和方法推斷出各個接觸傳感器、即各個采集圓周區(qū)域定位的區(qū)域是否與待壓實的地基接觸的傳感器。
[0012]為了能夠具體評估由接觸傳感器所提供的信號，還設(shè)有用于采集壓實機軋輥的旋轉(zhuǎn)定位的旋轉(zhuǎn)定位采集裝置。與各個接觸傳感器輸出的接觸信號相比，關(guān)于壓實機軋輥的旋轉(zhuǎn)定位的信息的提供能夠以特別有利的方式用于獲得關(guān)于壓實機軋輥與待壓實的地基的不對稱的接觸情況、特別是通過壓實機軋輥的前進運動而通常在待壓實的地基中所產(chǎn)生的前部波浪的出現(xiàn)情況的信息。
[0013]對此例如可以規(guī)定，旋轉(zhuǎn)定位采集裝置包括至少一個接觸傳感器和與該至少一個接觸傳感器進行采集相互作用、且不可與壓實機軋輥一起圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動的至少一個旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域。
[0014]因為本實用新型利用壓實機軋輥圍繞其壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動，在這種轉(zhuǎn)動過程中測定關(guān)于各個采集圓周區(qū)域形成接觸以及終止接觸的信息，所以根據(jù)一個特別有利的變型方案，接觸范圍能夠表示壓實機軋輥的與待壓實的地基相接觸的圓周區(qū)域。該圓周區(qū)域可以通過長度、例如周長區(qū)域或者角度區(qū)段表示。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一個方案，通過一種用于優(yōu)選借助根據(jù)本實用新型構(gòu)造的裝置測定表示壓實機軋輥與待壓實的地基的接觸狀態(tài)的接觸范圍的方法實現(xiàn)前述目的，該方法包括:在壓實機軋輥圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動的過程中采集壓實機軋輥的至少一個采集圓周區(qū)域和待壓實的地基之間的接觸。
[0016]在根據(jù)本實用新型的該方法中，還以有利的方式根據(jù)壓實機軋輥轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)的在至少一個采集圓周區(qū)域和待壓實的地基之間的接觸起始位置和接觸終止位置測定壓實機軋輥和待壓實的地基之間的接觸，或者說是表示該接觸的接觸范圍。在接觸起始位置和接觸終止位置之間所經(jīng)過的時間段中，各個采集圓周區(qū)域與待壓實的地基相接觸，而在接觸終止位置之后直至接下來的接觸起始位置該采集圓周區(qū)域不與待壓實的地基相接觸。
[0017]為了能夠以簡單的方式和方法根據(jù)接觸起始位置和接觸終止位置或者說根據(jù)它們之間所經(jīng)過的時間段測定表示接觸狀態(tài)的幾何尺寸，規(guī)定:還根據(jù)壓實機軋輥的運動速度或/和壓實機軋輥的半徑測定接觸范圍。
[0018]在根據(jù)本實用新型的方法的特別是僅以唯一一個接觸傳感器進行工作的變型方案中可以規(guī)定，根據(jù)在壓實機軋輥圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動一圈的過程中指示出至少一個采集圓周區(qū)域與待壓實的地基接觸的第一運動持續(xù)時間和指示出沒有接觸的第二運動持續(xù)時間之間的比例，或/和根據(jù)該第一運動持續(xù)時間和指示出壓實機軋輥轉(zhuǎn)動一周的第二運動持續(xù)時間之間的比例測定接觸范圍。在這個操作步驟中，將各個采集圓周區(qū)域與待壓實的地基相接觸的運動持續(xù)時間與沒有這種接觸的持續(xù)時間或者壓實機軋輥轉(zhuǎn)動整個一周的持續(xù)時間相比。兩種可行性方案都以簡單的方式和方法獲得關(guān)于壓實機軋輥與待壓實的地基實際接觸的角度分量的信息，如上所述，這使得能夠推斷出壓實機軋輥進入待壓實的地基的材料中的深度。
[0019]在地面壓實機或者說地面壓實機的壓實機軋輥向前運動的過程中出現(xiàn)的前部波浪、即沿地面壓實機的運動方向待壓實的材料在各個壓實機軋輥前面出現(xiàn)的積聚還使得能夠推斷出待壓實的地基的狀態(tài)。這種前部波浪的出現(xiàn)原則上導致壓實機軋輥與待壓實的地基的接觸不對稱，因為沿壓實機軋輥的運動方向位于該壓實機軋輥后面的區(qū)域沒有出現(xiàn)這種程度的這樣前部波浪或者說待壓實的地基的材料積聚。本實用新型采用接觸范圍由在至少一個采集圓周區(qū)域與待壓實的地基的接觸起始位置和接觸參考位置之間的第一接觸范圍部分和在接觸參考位置和接觸終止位置之間的第二接觸范圍部分組成的這種方案。
[0020]該接觸參考位置例如可以表示采集圓周區(qū)域的在采集圓周區(qū)域的圓周運動的過程中關(guān)于與待壓實的地基基本上處于正交的垂直線的最深定位，其中第一接觸范圍部分是接觸范圍的前側(cè)部分并且第二接觸范圍部分是接觸范圍的后側(cè)部分。在待壓實的地基基本水平并且壓實機軋輥相應(yīng)水平地運動時，這樣的接觸參考位置可以包括沿豎直方向基本上直接位于壓實機軋輥的旋轉(zhuǎn)軸線下面的接觸區(qū)域。沿運動方向前面的部分視為前側(cè)，并且通常由于前面提到的前部波浪的存在而具有比隨后的后側(cè)部分更大的范圍。
[0021]為了在根據(jù)本實用新型的方法中獲得關(guān)于壓實機軋輥或者說各個采集圓周區(qū)域采用哪種旋轉(zhuǎn)定位的信息，規(guī)定:根據(jù)至少一個旋轉(zhuǎn)定位參考測定接觸參考位置。這樣的旋轉(zhuǎn)定位參考例如可以通過至少一個采集圓周區(qū)域與旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域的相互作用產(chǎn)生。
[0022]在使用多個采集圓周區(qū)域的情況下可以以有利的方式這樣進行，在第二采集圓周區(qū)域處于接觸參考位置上時，第一采集圓周區(qū)域大致上通過與旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域的相互作用而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)定位參考。
[0023]通過能夠根據(jù)本實用新型的方法測定的接觸范圍，能夠表示壓實機軋輥的與待壓實的地基相接觸的圓周區(qū)域。從該圓周區(qū)域例如通過到由待壓實的地基所展開的平面上的正交投影可以測定壓實機軋輥在待壓實地基上的接觸寬度，而對此又能夠利用該接觸寬度，通過數(shù)學運算測定關(guān)于各種物理量的信息，例如待壓實的地基的彈性系數(shù)或者說泊松比。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面參考附圖詳細說明本實用新型。在附圖中示出了:
[0025]圖1示出了在壓實機軋輥在地基上運動的過程中在待壓實的地基上的壓實機軋棍的原理不意圖；
[0026]圖2示出了表示由在圖1的壓實機軋輥中設(shè)置的四個接觸傳感器所提供的接觸信號的時間曲線圖；
[0027]圖3以簡化的方式和方法示出了壓實機軋輥在待壓實的地基上的接觸寬度的測定;
[0028]圖4示出了赫茲公式，該公式描述接觸寬度和待壓實材料的材料剛性之間的關(guān)系;
[0029]圖5示出了設(shè)置在壓實機軋輥的壓輥面的內(nèi)側(cè)上并且以哨子傳感器形式構(gòu)造的接觸傳感器的原理示意圖；
[0030]圖6示出了與圖5相應(yīng)的構(gòu)造為超聲波傳感器的接觸傳感器的示意圖；
[0031]圖7示出了與圖5相應(yīng)的構(gòu)造為鍵控傳感器的接觸傳感器的示意圖；
[0032]圖8示出了與圖5相應(yīng)的構(gòu)造為壓力傳感器的接觸傳感器的示意圖。

【具體實施方式】
[0033]圖1在原理性的側(cè)視圖以及關(guān)于壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D的剖面圖中示出了整體用10標記的裝置，借助該裝置能夠測定壓實機軋輥12的在待壓實的地基14上的在本示例中以角度描述的接觸范圍α。裝置10在由壓實機軋輥12的軋輥面13包圍的內(nèi)腔16中包括四個接觸傳感器1、2、3、4。接觸傳感器I在此設(shè)置在壓實機軋輥12的采集圓周區(qū)域18中。接觸傳感器2設(shè)置在采集圓周區(qū)域20中。接觸傳感器3設(shè)置在采集圓周區(qū)域22中，而接觸傳感器4設(shè)置在采集圓周區(qū)域24中。這些接觸傳感器1、2、3、4中的每一個都提供一個接觸信號S1、S2、S3、S4，該接觸信號根據(jù)各個采集圓周區(qū)域18、20、22、24與待壓實的地基14的結(jié)構(gòu)材料相接觸(這在本示例中僅采集圓周區(qū)域22或者說接觸傳感器3是這種情況)、或者沒有與待壓實的地基14的結(jié)構(gòu)材料相接觸(這在本示例中采集圓周區(qū)域18、20和24或者說設(shè)置在其中的接觸傳感器1、2、4是這種情況)而進行變化。
[0034]在圖1所示的實施例中，四個接觸傳感器1、2、3、4相互之間以相同的90°的角距設(shè)置。這意味著，接觸傳感器I關(guān)于壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D位于接觸傳感器3的在直徑上相對的一側(cè)，而接觸傳感器2關(guān)于壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D位于接觸傳感器4的在直徑上相對的一側(cè)。
[0035]在具有這種類型的壓實機軋輥12的地面壓實機朝向運動方向V運動的過程中，以及隨之壓實機軋輥12圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D朝向方向R轉(zhuǎn)動的過程中，沿運動方向V在壓實機軋輥12之前形成統(tǒng)稱為前部波浪26的材料積聚。在前部波浪26的區(qū)域中軋輥面13開始與待壓實的地基14的結(jié)構(gòu)材料相接觸。在圖1中由虛線A表示該區(qū)域。在由虛線E標示的區(qū)域中軋輥面13與待壓實的地基14的接觸終止。僅在這里由角度α所限定的位于線A和E之間的區(qū)域中才形成壓實機軋輥12和待壓實的地基14之間的接觸。
[0036]通過下面所述的方式和方式能夠運用示例性地構(gòu)造為貼靠在軋輥面13的外圓周上的參考輪28的旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30，在與接觸傳感器1、2、3、4的共同作用下產(chǎn)生壓實機軋輥12的旋轉(zhuǎn)定位參考。每當其中一個接觸傳感器1、2、3、4運動經(jīng)過旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30時，在各個接觸傳感器1、2、3、4的接觸信號S1、S2、S3、S4中出現(xiàn)指示這種運動經(jīng)過的變化，這指示出產(chǎn)生各自接觸信號的接觸傳感器在該時間點已經(jīng)經(jīng)過旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30。需要指出，該旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30不是必須構(gòu)造為參考輪。壓實機軋輥12上的經(jīng)過接近開關(guān)的多個突起部也能夠用于測定壓實機軋輥12的各個旋轉(zhuǎn)定位。圖1所示的變型方案中也可以在結(jié)合接觸傳感器1、2、3、4的情況下形成旋轉(zhuǎn)定位參考，該變型方案由于結(jié)構(gòu)簡單的不需要額外的傳感器的設(shè)計而特別有利。
[0037]還從圖1中看出，在所示的示例中旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30以一個高度方向直接定位在壓實機軋輥12的旋轉(zhuǎn)軸線D上方。這意味著，在通過待壓實的地基14所展開的平面上、例如在水平面上處于正交的垂直線S —方面切割旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30并且另一方面切割壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D。垂直線S在位于線A和E之間的圓周區(qū)域中、即壓實機軋輥12與待壓實的地基14相接觸的圓周區(qū)域中限定接觸參考位置K。該接觸參考位置K將在兩條線A和E之間展開的角度α分成在線Α、即接觸起始位置和接觸參考位置K之間延伸的角度aBug和在接觸參考位置K和線E、即接觸終止位置之間延伸的角度α.,。由于在壓實機軋輥12朝向方向V前進運動時出現(xiàn)前部波浪26的情況，因此通常來說角度α的部分ciBug大于隨后的部分α.,。只有在沒有出現(xiàn)這種前部波浪的情況下，這兩個部分ciBug和Ciltedt才有可能彼此大致相等，即壓實機軋輥12與待壓實的地基14的接觸相對于接觸參考位置K是對稱的。在這種情況下需要指出，壓實機軋輥12在垂直于圖1的圖面的縱向上明顯具有縱向長度I，并且在此范圍內(nèi)將接觸參考位置K以及通過虛線A和E限定的位置看作是基本上平行于壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D沿著壓實機軋輥12延伸的各條線。
[0038]圖2示出了由接觸傳感器1、2、3、4所產(chǎn)生的接觸信號S1、S2、S3、S4在時間上的變化曲線。這些接觸信號S1、S2、S3、S4僅是示例性地示出最不同的信號變化，該信號變化分別表示是否其中一個合適的采集圓周區(qū)域18、20、22、24與待壓實的地基14相接觸或者例如是否經(jīng)過旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30。在所示的示例中每當有材料位于各個采集圓周區(qū)域?qū)γ鏁r，信號水平都下降，而當沒有材料位于各個采集圓周區(qū)域?qū)γ鏁r，信號水平處于高水平。
[0039]下面根據(jù)由在采集圓周區(qū)域18和22中的兩個接觸傳感器I和3所產(chǎn)生的接觸信號SI和S3闡述裝置10的工作原理或者說是用于測定表示壓實機軋輥12和待壓實的地基14之間的接觸的、例如由角度α所表示的接觸范圍的操作步驟。
[0040]在由箭頭U所表示的壓實機軋輥12圍繞其壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D轉(zhuǎn)動完整一周的過程中，采集圓周區(qū)域22運動并且以其接觸傳感器3在線A的區(qū)域中、即在圖2中的時間點tA與待壓實的地基14接觸。接觸信號S3的信號水平在該時間點明顯下降。例如可以選擇接觸信號S3具有其最小值的時間點作為出現(xiàn)接觸的時間點。在繼續(xù)運動的過程中，采集圓周區(qū)域22到達線E的區(qū)域中，從而采集圓周區(qū)域22在時間點tE與待壓實的地基14脫離接觸，并且信號水平因此再次提高。在這里例如信號水平再次提高的時間點可以用作采集圓周區(qū)域22和待壓實的地基14之間接觸終止位置的時間點。這意味著，采集圓周區(qū)域22在兩個時間點tA和tE之間與待壓實的材料接觸。時間點h描述圖1的狀態(tài)。
[0041]壓實機軋輥12與待壓實的地基14接觸的圓周長度、或者說角度范圍α能夠以簡單的方式和方法通過時間點tE和扒之間的時間間隔h的時長與整個一周U的長度的比例測定。通過該比例能夠以簡單的方式和方法在沒有其他的數(shù)學運算的情況下測定最終表示360°的整個角度的一小部分或者一個角度區(qū)段的角度α。在考慮到壓實機軋輥12的半徑r和壓實機軋輥的可由此算出的整個周長的情況下，可以測定壓實機軋輥12與待壓實的地基14相接觸的周長。為了使朝向方向V的運動速度上的變化與由此得出的在旋轉(zhuǎn)方向R上的旋轉(zhuǎn)速度上的變化能夠得到補償，還可以考慮壓實機軋輥12的運動中的運動速度或者說角速度。在經(jīng)簡化的假設(shè)中，壓實機軋輥12轉(zhuǎn)動一周U的過程中該壓實機軋輥以基本上恒定的速度運動，那么理論上就不需要這樣的速度補償。
[0042]以前述方式和方法能夠測定壓實機軋輥12和待壓實的地基之間的接觸區(qū)域的大小。在進一步考慮已經(jīng)提到的接觸參考位置K的情況下，還能夠準確地將角度α、即壓實機軋輥12的與待壓實的地基14相接觸的整個圓周區(qū)域分成兩個部分a Bug和a Hecko圖2示出，在時間點tE和tA之間，如果采集圓周區(qū)域22經(jīng)由接觸參考位置K離開，采集圓周區(qū)域18剛好以其接觸傳感器I運動經(jīng)過旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30。這意味著，在采集圓周區(qū)域22從接觸參考位置K上經(jīng)過時，接觸傳感器I的接觸信號SI突然變化，例如下降到低的水平。出現(xiàn)接觸信號SI下降或者其下降到例如最低水平的時間點可以對此用作旋轉(zhuǎn)定位頻率，從而與接觸傳感器3的接觸信號S3相關(guān)聯(lián)地將時間間隔&分成圖1中也標識出的兩個部分，即前側(cè)的向前的或者說在時間上首先出現(xiàn)的部分aBug和隨后的部分α-,。
[0043]在運用前述裝置的情況下，不僅能夠測定壓實機軋輥12與待壓實的地基14相接觸的周長或者說角度區(qū)段，而且也能夠測定相對于接觸參考位置K的接觸不對稱，而該不對稱又使得能夠推斷出在壓實機軋輥12前面形成的前部波浪26。
[0044]圖2中可以看出，通過相應(yīng)的方式和方法在采集圓周區(qū)域18與待壓實的地基14接觸時，接觸傳感器3經(jīng)過旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30就表明到達接觸參考位置K。相應(yīng)地，形成兩個接觸傳感器2和4或者說由此所產(chǎn)生的接觸信號S2和S4的關(guān)系。這意味著，在壓實機軋輥12圍繞其壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D僅旋轉(zhuǎn)一周U的過程中產(chǎn)生角度α或者角度分量a Bug和a Heck的四個記錄，這使得能夠采集到具有高精確度或者說重復率高的值，并且與此相應(yīng)地還能夠針對待進行的壓實過程相應(yīng)地經(jīng)常參考這些值。
[0045]在這種情況下需要指出，前面通過圖1和2所示的工作原理當然也可以在選擇其他數(shù)量的采集圓周區(qū)域及其另一種相對定位的情況下使用。例如可以設(shè)置具有120°角距的三個采集圓周區(qū)域。也可以例如僅有相互之間具有任意的圓周距離的兩個采集圓周區(qū)域進行工作。總是需要考慮的是:有利的方法是其中一個采集圓周區(qū)域處于接觸參考位置K上時，另一個采集圓周區(qū)域與旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30共同作用以形成旋轉(zhuǎn)定位參考是。即使是單一的采集圓周區(qū)域也可能會通過與旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域的相互作用而達到所希望的結(jié)果。但是在這種情況下還必須額外地考慮壓實機軋輥12的運動速度或角速度，以測定經(jīng)過旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域的采集圓周區(qū)域何時處于接觸參考位置中。不管使用多少采集圓周區(qū)域或者接觸傳感器，原則上都能夠?qū)⒌孛鎵簩崣C中的任意位置上的旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域定位在出于結(jié)構(gòu)上的原因可能或有利的位置。這樣例如在圖1所示的示例中旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30能夠圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D以90°向前或向后移動，從而能夠例如使用接觸傳感器4或接觸傳感器2的接觸信號S4或S2與采集圓周區(qū)域22或者說接觸傳感器3相關(guān)聯(lián)。
[0046]圖3以簡化的示例說明在通過角度α所表示的接觸范圍的情況下能夠或者說如何測定接觸寬度b。在圖3所示的情況下沒有前部波浪26，因此圖1中所提到的兩個角度分量aBug和0116。,原則上應(yīng)該是相等的。通過角度α所表示的周長范圍由到通過待壓實的地基14所展開的平面上的正交投影換算成接觸寬度b。在圖3所示的理想化的沒有前部波浪的對稱情況下，角度分量aBug和α Jfedt大小相等并且整個角度α等于兩倍的接觸寬度2b。而接觸寬度b對此又能夠用在圖4所示的赫茲公式中，同時還考慮已知的值:壓實機軋輥12的半徑r，壓實機軋輥12沿壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線D的方向上的長度1，以及由壓實機軋輥12所施加的重力F，從而推斷出材料特性、例如彈性系數(shù)E或者說泊松比V。需要指出，特別是在出現(xiàn)前部波浪以及待壓實的地基14的相對于接觸參考位置K不對稱接觸的情況下，對于兩個部分aBug和Ciltedt例如采用矢量分解分別單獨計算接觸寬度。但是原則上也有這種可能性，通過多次試驗測定待壓實材料的物理性質(zhì)和合適的由前述接觸范圍表示的接觸比例之間的關(guān)系，并且將這種關(guān)系例如以表格的形式或者在數(shù)據(jù)庫中保存，從而在壓實過程中通過比較采用接觸信號所測定的接觸范圍和相應(yīng)的在試驗中所測定的值可以推斷出地基14的壓實狀態(tài)。
[0047]圖5至8示出了接觸傳感器的各種示例，這些接觸傳感器能夠安裝在圖1概括性示出的裝置10中。圖5示出了作為哨子傳感器同樣已知的聲學的接觸傳感器1，該聲學的接觸傳感器通過空氣導管30輸送在接觸傳感器I中產(chǎn)生哨音的空氣L。而該哨音又能夠由麥克風32接收。接觸傳感器I通過軋輥面14中的開口 34朝向外部敞開，因此根據(jù)開口34是否被遮蓋而調(diào)整出現(xiàn)在接觸傳感器I中產(chǎn)生的聲音的不同頻率，由此能夠識別出采集圓周區(qū)域18例如在旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域30或者在待壓實地基14上經(jīng)過。
[0048]圖6示出了作為超聲波傳感器的接觸傳感器I的結(jié)構(gòu)。該超聲波傳感器產(chǎn)生超聲波信號，該超聲波信號根據(jù)采集圓周區(qū)域18是否被材料遮蓋而受到不同的反射，并且以不同的水平接收在相應(yīng)的例如提供在接觸傳感器I中的接收器中。
[0049]圖7示出了構(gòu)造為機械的鍵控傳感器的接觸傳感器I。該接觸傳感器具有貫穿軋輥面14中的開口 34的鍵控器36，如果采集圓周區(qū)域18被材料遮蓋，則該鍵控器向內(nèi)移動。該鍵控器36例如可以構(gòu)造為交換銜鐵，因此該交換銜鐵在接觸傳感器I中的移動導致產(chǎn)生相應(yīng)的信號。
[0050]圖8示出了構(gòu)造為壓力傳感器的接觸傳感器I。通過壓縮空氣導管38輸送壓縮空氣L。只要孔34沒有被遮蓋，該壓縮空氣L就能夠通過例如同樣在軋輥面14中的發(fā)揮節(jié)流功能的孔34漏出。如果有材料位于采集圓周區(qū)域18對面，該材料阻止壓縮空氣L通過孔34流出或者使壓縮空氣很難流出，那么在接觸傳感器I中所提供的壓力傳感器就能采集到這種情況。
[0051]對此需要指出，圖1所示的接觸傳感器2至4自然也可以相應(yīng)地構(gòu)造。還需要說明，在裝置10中也可以結(jié)合不同結(jié)構(gòu)類型的接觸傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測定表示壓實機軋輥和待壓實的地基之間的接觸狀態(tài)的接觸范圍(α)的裝置，所述裝置包括在能夠圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線(D)轉(zhuǎn)動的壓實機軋輥(12)的至少一個采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)上的產(chǎn)生接觸信號(S1、S2、S3、S4)的至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)，其中所述接觸信號(S1、S2、S3、S4)指示采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)與待壓實的地基(14)的接觸起始位置(A)和接觸終止位置(E)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，使分別具有至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)的多個采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)圍繞壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線(D)分布地設(shè)置在所述壓實機軋輥(12)的相同的軸向區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)以相等的圓周間距相互設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)以相等的90°的圓周間距相互設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的裝置，其特征在于，在至少一個采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)中在所述壓實機軋輥(12)的軋輥面(13)的內(nèi)側(cè)上設(shè)置至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在每個采集圓周區(qū)域(18、20、22、24)中在所述壓實機軋輥(12)的軋輥面(13)的內(nèi)側(cè)上設(shè)置至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的裝置，其特征在于，至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)為: -聲學的傳感器；或者 -鍵控傳感器；或者 -壓力傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的裝置，其特征在于，至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)為超聲波傳感器或者哨子傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)有用于采集所述壓實機軋輥(12)的旋轉(zhuǎn)定位的旋轉(zhuǎn)定位采集裝置(1、2、3、4、30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)定位采集裝置(1、2、3、4、30)包括至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)和至少一個與所述至少一個接觸傳感器(1、2、3、4)進行采集相互作用、且不能與所述壓實機軋輥(12) —起圍繞所述壓實機軋輥旋轉(zhuǎn)軸線(D)轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)定位參考區(qū)域(30)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的裝置，其特征在于，所述接觸范圍(α)表示所述壓實機軋輥(12)的與待壓實的地基(14)相接觸的圓周區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的裝置，其特征在于，所述接觸范圍(α)表示所述壓實機軋輥(12)的與待壓實的地基(14)相接觸的周長區(qū)域或者角度區(qū)段。
【文檔編號】E02D3/026GK204174508SQ201420596432
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】S·威爾沃克, W·弗爾科爾, F·克普夫 申請人:哈姆股份公司