經由整平器加熱的電阻制動的製作方法

2023-12-11 03:26:47 2

經由整平器加熱的電阻制動的製作方法
【專利摘要】一種方法和多種設備設置用於在鋪設機器(2)中幫助制動，鋪設機器(2)具有由液壓馬達(34)驅動的液壓驅動地面接合元件(33)和由發電機(37)供能的一個或多個整平器電加熱元件(24)。在機器(2)速度超過預定閾值(56)時出現機器減速系統(35)應用的事件中，驅動系(33)的液壓馬達(34)被構造成驅動液壓系統的液壓泵(32)。液壓泵(32)連結到系統發電機(37)以產生電能來以大於之前提供給一個或多個整平器電加熱元件(24)的電流的電流驅動一個或多個整平器電加熱元件(24)。
【專利說明】經由整平器加熱的電阻制動

【技術領域】
[0001]本發明涉及鋪設機器，更具體地涉及經由整平器板加熱的鋪設機器的制動。

【背景技術】
[0002]浙青道路通常通過鋪設例如含浙青聚集混合物或浙青的加熱鋪設材料到路床上來建造。在加熱浙青鋪設之後，它通常被分散、平整和壓實，使得在冷卻時，實現車輛可以通過的具有一致性平整表面的道路。為了分散加熱浙青，可以使用已知為整平器的鋪設機器。這種整平器可以通過牽引機、卡車等牽拉，或者可以自推進。卡車或牽引機供應浙青，並且整平器接著加熱、振動和操控浙青成平整一致性表面。整平器通常採用具有一個或多個可分離的整平器單元的整平器組件。
[0003]整平器可代表整個機器質量的顯著部分，並可因此對於機器制動性能具有顯著影響。特別是，牽引機或聯接到多個填充整平器的其他牽拉機器可具有滿足最小停止時間/最大停止距離要求的難題，因為整平器及其內容物的附加質量。因此，會需要超過牽引機或卡車減速所提供的那些的附加制動能力。
[0004]可以經由連結到機器輪的液壓驅動迴路從機器運動汲取附加能量。在此布置中，液壓流體將吸收減速未汲取的過多能量，減緩機器，其中過多能量接著從液壓流體經由散熱器或其他裝置消散。但是，液壓流體的熱循環可不利地影響流體壽命，並還至少臨時降級流體性能，導致降低的性能以及更頻繁的流體更換的需求。此外，液壓流體可具有小於更具挑戰狀況下有效停止機器所需的最大熱容量。簡言之，用於汲取和消散過多鋪設機器速度的機構至今還未完全令人接受。
[0005]將理解到出於讀者便利，此【背景技術】的段落通過發明人給出，並旨在討論發明人所注意到的問題和解決方案，而沒有描述或解釋現有技術。因此，此段落所包含的任何問題或解決方案不指明該問題或解決方案是現有技術。


【發明內容】

[0006]根據本發明的一個方面，提供用於在鋪設機器中幫助制動的方法，鋪設機器具有由通過液壓泵供能的液壓馬達驅動的液壓驅動地面接合元件、機器減速系統和通過發電機供能的一個或多個整平器電加熱元件。在此實施方式中，該方法包括在機器的速度超過預定閾值時檢測機器減速系統的應用；並且進行響應，造成液壓馬達驅動液壓泵，造成發電機從中產生電能，並且驅動一個或多個整平器電加熱元件，使得到一個或多個整平器電加熱元件的電流超過檢測機器減速系統的應用時提供給一個或多個整平器電加熱元件的電流。
[0007]根據本發明的另一方面，提供用於在路床上鋪設鋪設材料的鋪設系統。鋪設系統包括具有發動機和驅動系的牽引機，驅動系通過一個或多個液壓馬達驅動。通過發動機驅動的液壓供應系統包括液壓泵和用於控制液壓流體來往於一個或多個液壓馬達的流動的一個或多個控制閥。機器減速系統選擇性地連結到機器驅動系。包括具有用於加熱整平器板的一個或多個加熱元件的整平器組件，如同被構造成提供電能到一個或多個加熱元件的發電機。連結到發電機、液壓供應系統和機器減速系統的控制器被構造成在機器速度超過預定閾值時出現機器減速系統應用的事件中造成能量從驅動系統的一個或多個液壓馬達傳輸到液壓泵，從液壓泵傳輸到發電機並從發電機傳輸到一個或多個加熱兀件。
[0008]根據本發明的另一方面，提供用於牽拉具有一個或多個電供能整平器加熱元件的鋪設整平器的牽引機。牽引機包括發動機和驅動系以及通過發動機驅動的液壓供應系統，驅動系通過一個或多個液壓馬達驅動。液壓供應系統包括液壓泵和用於控制液壓流體來往於一個或多個液壓馬達的流動的一個或多個控制閥。機器減速系統選擇性地連結到機器驅動系。牽引機還包括被構造成提供電能到一個或多個加熱元件的發電機和連結到發電機、液壓供應系統和機器減速系統的控制器，控制器被構造成在機器速度超過預定閾值時出現機器減速系統應用的事件中造成能量從驅動系統的一個或多個液壓馬達傳輸到液壓泵，從液壓泵傳輸到發電機，並從發電機傳輸到一個或多個加熱兀件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的實施方式可以相對於其應用的示例性整平器的透視圖；
[0010]圖2是示出根據本發明的至少一些實施方式的鋪設系統中的動力源和排放裝置的系統不意圖；
[0011]圖3是示出根據本發明的至少一些實施方式經由整平器加熱為鋪設系統提供制動幫助的示例性過程的流程圖；
[0012]圖4是示出根據本發明的至少一些實施方式經由整平器加熱為鋪設系統提供制動幫助的替代過程的流程圖；
[0013]圖5是示出根據本發明的至少第一實施方式具有閾值觸發幫助的機器制動性能的數據圖；以及
[0014]圖6是示出根據本發明的至少替代實施方式具有閾值觸發幫助的機器制動性能的數據圖。
[0015]雖然本發明可以具有多種改型和替代構造，其一些示例性實施方式將在下面詳細示出和描述。但是應該理解到不打算局限於所公開的【具體實施方式】；相反，意圖在於本發明將在本發明的精神和範圍內覆蓋所有變型、替代構造和等同。

【具體實施方式】
[0016]本發明提供用於經由液壓電整平器板加熱進行鋪設機器制動的系統和方法。現在參考圖1，根據本發明的一種或多種實施方式，示意示出示例性鋪設系統2。將理解到只有有助於適當理解本發明的那些部件在這裡示出和/或描述。不過，在本發明的範圍內考慮和設想通常與這種鋪設機器組合或結合使用的多種其他部件。
[0017]在所示實施方式中，鋪設系統2包括拖曳整平器組件6的牽引機4。牽引機4可包括發動機、傳動裝置和輪、履帶或其他機車裝置以便運動牽引機4和聯接的整平器組件6。在一種實施方式中，發動機驅動液壓泵以產生用來經由一個或多個液壓馬達推進牽引機4的加壓液壓流體。此外，牽引機4可包括用於接收和臨時存儲浙青供應的料鬥19，以及用於將浙青從料鬥19運動到整平器組件6的供應器輸送機或螺旋輸送器。一旦浙青到達整平器組件6，整平器組件6可將浙青平整和成形為具有希望厚度、尺寸和均勻性的層以便沉積在路床或之前的道路層上。為此，整平器組件6可採用平整臂、模具板和振動器，這些部件出於簡要說明而未在這裡描述。
[0018]整平器組件6可包括主整平器板14和左右延長器16和18。主整平器板14還可分別包括左右主整平器元件24和26。左延長器16可連接到左主整平器元件24的左側，並且右延長器18可連接到右主整平器元件26的右側。在至少一些實施方式中，每個左右延長器16和18分別可以通常應用的方式安裝在主整平器板14的前後部內，並可以液壓控制。不管在所示實施方式中已經示出了整平器組件6的多個整平器元件(左主整平器元件
24、右主整平器元件26、左延長器16、右延長器18等)的事實，在至少一些實施方式中，這些部分的數量可特別根據鋪設區域的寬度來變化。
[0019]現在參考圖2，該附圖是以有助於理解本發明的程度示出鋪設系統2內的動力源和排放裝置以及控制信道的系統示意圖。如可以看到，鋪設系統2在牽引機4內包括發動機30和通過發動機30驅動的液壓供應系統31。液壓供應裝置31主要包括液壓泵32以及用於控制液壓流體來往於機器驅動系33的流動的一個或多個控制閥。
[0020]機器驅動系33包括被構造成推進鋪設系統2的牽引機4的一個或多個液壓馬達
34。因此可以提供通過發動機30供應的功率以驅動液壓供應系統31的液壓泵32。繼而，液壓泵32提供加壓流體來驅動機器驅動系33的一個或多個液壓馬達34。
[0021]為了在正常操作條件下制動牽引機4以及整個鋪設系統2，機器減速系統35被選擇性地連結到機器驅動系33。機器減速系統35包括用於允許操作者指令機器減緩的一個或多個設施。這些包括如下項中的一個或多個:搖杆或撥動開關或其他二進位輸入，其具有指示機器運動的第一位置，以及指示機器停止的第二位置；可以從中間位置移位到多個前進速度位置的操縱杆以及減速踏板，有時稱為「減速板」。
[0022]因此，例如在正常操作條件下需要制動時，由於機器減速系統35的一個或多個元件，液壓泵32被減行程，並且停止加壓流體提供給機器驅動系33的一個或多個液壓馬達34，並且減速系統35經由摩擦或經由與機器驅動系33的其他相互作用從驅動系(以及從整個鋪設系統2)汲取平移能量。
[0023]但是，機器減速系統35具有用於汲取能量的有限能力以及能夠汲取能量的有限速率，並因此機器經由機器減速系統35減緩的能力受到限制。因此，會難以或不能在極端條件下，例如在重載鋪設系統2的高速運動期間，使得鋪設系統2在所需距離和/或時間內完全停止。
[0024]如上所述，鋪設系統2包括在其中具有用於在將浙青鋪設在路床或之前鋪設層上之前加熱浙青的一個或多個加熱器的整平器組件6。在一種實施方式中，整平器組件6的一個或多個加熱器經由電阻加熱元件36加熱，其從發電機37接收電能。發電機37繼而經由液壓泵32或經由例如帶、齒輪系等機械裝置通過發動機30驅動。替代地，發電機37可以例如經由液壓連接連結到液壓泵32本身。
[0025]控制器38連通地連結到發電機37、液壓供應系統31和減速系統35，並如在下面更詳細地描述，被構造成協調經過這些元件的能量傳輸。以此方式，鋪設系統2的平移能量可以在正常條件期間通過減速系統35單獨汲取，並且可以在極端條件下通過允許液壓泵32用作液壓馬達進一步汲取，液壓馬達通過機器驅動系33驅動以驅動發電機37並消散經過整平器組件6的電阻加熱元件36產生的電能，使得該能量作為熱量消散。
[0026]在一種或多種實施方式中,控制器38被實施為結合有一個或多個微型控制器和/或微型處理器(這裡總體稱為「處理器」或「數字處理器」)的計算裝置。處理器通過從例如非易失性存儲器、磁性或光碟存儲器、快閃記憶體驅動器等非易失性計算機可讀取介質讀取計算機可執行指令或編碼操作。將理解到在計算機可執行指令的執行中通過處理器使用的數據可以存儲以及讀取。控制器38具有一個或多個界面來接收數據和/指令，以及輸出數據和/或指令的一個或多個輸出。
[0027]發電機37可以是任何類型的交流(AC)或直流(DC)發電機，其可以通常用於鋪設機器。發電機37可經由任何適當裝置連結到整平器組件6的電阻加熱元件36。
[0028]雖然控制器38和發電機37被示出為容納在鋪設系統2的牽引機4中，這在每個實施方式中不是必須的。相反，在其他實施方式中，控制器38和發電機37的一種或兩者可從牽引機4遠離定位。在替代實施方式中，根據需要，控制器38定位在用於控制發電機38和繼電器的遠程位置。
[0029]現在參考圖3，示出根據本發明的至少一些實施方式通過控制器38執行以經過整平器組件6的電阻加熱元件36消散能量的制動過程39。如所示，在制動過程39的階段40，控制器38接收通過減速系統35發送的制動指令。在階段41，控制器38使液壓泵32減行程，以開始機器的減緩，並繼續到階段42。
[0030]在制動過程39的階段42，控制器38確定當前機器速度是否超過預定閾值速度，例如15kph或其他適當速度。如果在階段41確定在接收制動指令時機器速度沒有超過預定閾值速度，過程39終止，並且出現制動，而不使用發電機37加熱整平器組件6。
[0031]如果相反在階段42確定當前機器速度超過預定閾值速度，制動過程39繼續到階段43，其中控制器38發送信號到發電機37和/或相關繼電器或開關以提供全加熱電流到整平器組件6的電阻加熱元件36。隨著液壓泵32減行程，泵作為馬達通過機器動能驅動，並且繼而經過發動機30的公共連接為發電機37供能。換言之，驅動系33的液壓馬達34的轉動為作為液壓馬達的液壓泵32供能，並且液壓泵32的轉動用來為發電機37的轉動供能。通過發電機37的轉動產生的過多電能通過整平器組件6的電阻加熱元件36的加熱來吸收。
[0032]在制動指令生效時期間，系統元件的操作如階段41和43設置那樣保持。但是，如果制動指令在階段44顛倒，經過整平器組件6的電阻加熱元件36的能量消散不再需要，並且控制器38在階段45顛倒液壓泵32的減行程，並將整平器組件6的電阻加熱元件36的加熱設置返回到其之前狀態。
[0033]在替代實施方式中，控制器38利用整平器組件6的電阻加熱元件36的能量消散能力，以便以逐漸方式幫助制動。根據此實施方式的第二制動過程46在圖4的流程圖中示出。在第二制動過程46的階段47，控制器38從減速系統35接收制動指令。在階段48，如同之前的實施方式，控制器38使液壓泵32減行程，以開始減緩機器並繼續到階段49。
[0034]在制動過程46的階段49，控制器38確定當前機器速度是否超過預定閾值速度。如果機器速度沒有超過預定閾值速度，過程46終止並出現制動，而不使用發電機37來加熱整平器組件6，否則過程46向前運動到階段50。在階段50，控制器38發送信號給發電機37和/或相關繼電器或開關來與機器速度超過預定閾值速度的程度成比例地提供加熱電流到整平器組件6的電阻加熱元件36。
[0035]在一種實施方式中，附加電流量被計算，使得在提供附加電流之後，超過當前速度的機器速度能力的範圍與達到最大可用或許可電流之前可用的剩餘電流增加的範圍相對應。因此，在機器處於全速度並需要減速時，最大許可加熱電流提供給電阻加熱元件36，並且對於較少量的過多速度，成比例的較少電流提供給電阻加熱元件36，使得隨著機器速度減小到閾值，供應到電阻加熱元件36的附加電流達到零。在一種替代實施方式中，任何水平的減速觸發所有可用的過多能量經過發電機37洩放到整平器板14。
[0036]從階段50，過程46繼續到階段51，此處確定減速指令是否已經停止或機器速度是否降低到閾值以下。如果都沒有出現，過程46返回到階段50。如果至少制動指令已經停止，那麼控制器38在階段52顛倒液壓泵32的減行程，在階段53將整平器組件6的電阻加熱元件36的加熱設置返回到其之前狀態，並且接著返回到階段47。如果指定指令保持生效，但是機器速度降低到閾值以下，過程46跳過階段52並繼續到階段53。
[0037]工業實用性
[0038]大體上，本發明提出用於通過經由與鋪設系統相關的整平器組件的加熱消散能量來輔助鋪設系統的運動的制動的控制系統。特別是，本發明的系統經過機器液壓驅動系統汲取機器運動的能量，將汲取能量分流到發電機，並經由整平器組件加熱元件的加熱消散分流的能量。在本發明系統的實施方式中，能量經過整平器加熱元件的消散針對超過預定閾值速度的速度來實施。
[0039]在進一步實施方式中，對於速度超過閾值的制動應用，整平器加熱元件接收全加熱電流，經由熱量消散最大可能的能量。在替代的進一步實施方式中，對於速度超過閾值的制動應用，整平器加熱元件接收增加附加量的加熱電流，使得最大機器速度下的制動應用會造成最大加熱電流的應用。
[0040]現在參考圖5，圖形表示54示出在一種實施方式中整平器組件6的電阻加熱元件36的加熱是機器速度的函數，以消散機器能量方式。具體地，圖形表示54繪出X軸上的機器速度相對於y軸上的整平器電流55。可以看出，從零機器速度開始，對於多達預定閾值56的速度下的制動應用，整平器電流不受機器減速指令影響。因此，整平器電流55停留在操作者選擇的值，以支持電流加熱需要。對於機器速度超過閾值56的制動應用，整平器電流55隨著整平器組件6的電阻加熱元件36接收全加熱電流而在閾值56處以步進方式增力口，以消散機器能量。
[0041]圖6的制動圖57說明使用用於以上描述的制動幫助的替代方案的能量消散。特別是，制動圖57示出在與之前實施方式相同的閾值56處開始的增量制動幫助的整平器電流響應58。但是，不是以步進方式增加電阻加熱元件36的制動幫助，隨著需要減速的機器速度增加到其最大，去往電阻加熱元件36的電流平穩增加到最大整平器電流。
[0042]將理解到本發明提供用於通過汲取液壓能量、將其轉換成電能並經由加熱整平器組件6的電阻加熱元件36消散電能來幫助機器制動的有效和高效的機構和控制系統。不僅所描述的系統和方法總體改善了極端條件下的鋪設系統的制動性能，而且它們還提供潛在的能量節省，因為通常浪費的能量可用來加熱系統的在任何情況下必須加熱來操作的元件。
[0043]雖然只給出一些實施方式，本領域普通技術人員將能夠從以上描述中明白改型和變型。這些和其他替代被認為是等同的，並且在本發明和所附權利要求的精神和範圍內。
【權利要求】
1.一種在鋪設機器(2)中幫助制動的方法，鋪設機器(2)具有由通過液壓泵(32)供能的液壓馬達(34)驅動的液壓驅動地面接合元件(33)、機器減速系統(35)和通過發電機(37)供能的一個或多個整平器電加熱元件(24、26)，發電機(37)連結到液壓泵(32)，該方法包括: 在機器⑵的速度超過預定閾值(56)時檢測機器減速系統(35)的應用；以及 在機器(2)的速度超過預定閾值(56)時，響應於檢測機器減速系統(35)的應用: 使液壓泵(32)減行程，並允許液壓馬達(34)驅動液壓泵(32);以及通過由連結到液壓泵(32)的發電機(37)產生的電能驅動一個或多個整平器電加熱元件(24、26)，使得到一個或多個整平器電加熱元件(24、26)的電流超過在檢測機器減速系統(35)的應用時提供給一個或多個整平器電加熱元件(24、26)的電流。
2.根據權利要求1所述的在鋪設機器(2)中幫助制動的方法，其中，預定閾值(56)是最大許可機器速度的百分比。
3.根據權利要求1或2所述的在鋪設機器(2)中幫助制動的方法，其中，通過發電機(37)產生的電能驅動一個或多個整平器電加熱元件(24、26)包括與機器速度超過預定閾值(56)的量成比例地驅動一個或多個整平器電加熱兀件(24、26)。
4.根據權利要求1-3任一項所述的在鋪設機器(2)中幫助制動的方法，其中，通過發電機(37)產生的電能驅動一個或多個整平器電加熱元件(24、26)包括以全功率驅動一個或多個整平器電加熱元件(24、26)。
5.根據權利要求4所述的在鋪設機器(2)中幫助制動的方法，還包括確定機器減速系統(35)的應用已經停止，並且響應於確定機器減速系統(35)的應用已經停止，顛倒液壓泵(32)的減行程，並將提供給一個或多個整平器電加熱元件(24、26)的電流返回操作指令水平。
6.根據權利要求1-5任一項所述的在鋪設機器(2)中幫助制動的方法，其中，鋪設機器(2)包括牽拉牽引機(4)和容納一個或多個整平器電加熱元件(24、26)的被拉動的整平器組件(6)。
7.根據權利要求6所述的在鋪設機器(2)中幫助制動的方法，其中，整平器組件(6)包括一個或多個整平器延長器(16、18)，並且其中至少所述一個或多個整平器電加熱元件(24,26)的分組位於一個或多個整平器延長器(16、18)內。
8.一種用於牽拉具有一個或多個電供能整平器加熱元件(24、26)的鋪設整平器(6)的牽引機(4)，牽引機(4)包括: 發動機(30)和驅動系(33)，驅動系(33)通過一個或多個液壓馬達(34)驅動； 通過發動機(30)驅動的液壓供應系統(31)； 能夠通過操作者指令致動的機器減速系統(35)； 能夠提供電能到一個或多個加熱元件(24、26)的發電機(37);以及通訊地連結到發電機(37)、液壓供應裝置(31)和減速系統(35)的控制器(38)，其能夠在機器速度超過預定閾值(56)時出現機器減速系統(35)的致動的事件中造成能量從一個或多個液壓馬達(34)傳輸到液壓泵(32)，從液壓泵(32)傳輸到發電機(37)，並從發電機(37)傳輸到一個或多個加熱兀件(24、26)。
9.根據權利要求8所述的用於牽拉鋪設整平器￠)的牽引機(4)，其中，控制器(38)能夠通過指令全功率到一個或多個加熱元件(24、26)而在機器速度超過預定閾值(56)時造成能量從一個或多個液壓馬達(34)傳輸到液壓泵(32)，從液壓泵(32)傳輸到發電機(37),並從發電機(37)傳輸到一個或多個加熱兀件(24、26)。
10.根據權利要求8或9所述的用於牽拉鋪設整平器￠)的牽引機(4)，其中，控制器(38)能夠通過指令附加功率到一個或多個加熱元件(24、26)而在機器速度超過預定閾值(56)時造成能量從一個或多個液壓馬達(34)傳輸到液壓泵(32)，從液壓泵(32)傳輸到發電機(37)，並從發電機(37)傳輸到一個或多個加熱元件(24、26)，其中附加功率是預定閾值(56)和機器速度之間的差的函數。
【文檔編號】E01C19/22GK104204356SQ201380017118
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月28日 優先權日:2012年3月28日
【發明者】T·A·弗雷利奇, R·T·泰塞 申請人:卡特彼勒路面機械公司