民用工程隔室式輥子的製作方法

2023-07-04 00:49:46

專利名稱：民用工程隔室式輥子的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於壓實或夯實土地，特別是用於道路建設的輥子。
背景技術：
對於道路建設和建造新體育場以及類似建築的施工，當前常見的 是在土地上壓砂，該壓砂出於用砂子的重量壓實土地的目的。在此過 程中，壓砂將水壓出土地並且壓縮了土地的體積。在期望的土地的壓 實已經發生後，壓砂被重新移走，在壓砂被移走之後，根據計劃的最 後的用途，土地可以被鋪設瀝青，鋪設草皮或者類似的鋪設物。
該方法的缺點是由於一米或者更厚的壓砂經常被要求用於這種方 法中，不得不運送來大量的砂子，使用這種壓砂的勞動密集度非常的 大。然後，為了實現所需的壓實效果，這種壓砂不得不在土地上被放
置很長一段時間，具體介於90到450天之間。最後，在計劃的道路、 體育場或者類似的建築能夠被進一步施工之前，大量的砂子不得不被 再次運走。總而言之，這種壓實的辦法是一個費錢、費力並且費時的 過程。
作為一種對於上述方法的替代方案，如輥子這樣的不同類型的壓 實體也能夠被用於壓實土地。能夠用於壓實土地的各種不同的輥子為 人們所知。這些輥子-一般由金屬輥筒組成，該輥筒繞構成車輛一部分 的旋轉軸旋轉。除了滾筒自己的重量之外，它還進一步負載有車輛的 一部分重量。如果需要，輥子也會從內部被製造得更重來增加重量。
例如，美國專利號為3,662,657的專利公開了一種用於拖拉機的鋪 設草皮用輥子，能夠替代拖拉機後輪的圓柱輥子體被使用於拖拉機之 上。在這個例子中，每個輥子體由滾筒組成，該滾筒包含有裝有水的 同心貯水隔室。輥子體由繞軸排列的中心孔組成，通過這些孔，輥子 體能夠被安裝在各自的輪轂之上。直到輥子體被安裝在輪轂之後，隔室才被注入水。
該方法的缺點是，這些由液體來增重的輥子體依然相對較大並且 因此難以控制。對於除了輥壓草皮的應用類型來說，例如上述的道路 建設、建設體育場以及類似的建築，經常需要更大的輥子壓力。這將
增加美國3,662,657號專利中所述的輥子的尺寸並且因此使輥子更加難 以控制。

發明內容
本發明的目的是至少部分地克服上述缺點或者提供一種可用的替 代方案。
通過權利要求1中所述的輥子，此目的得以實現。該輥子包括輥 子體，為了在土地上施加壓實的壓力，輥子體能夠在土地上滾動。輥 子體是由多個沿著軸的方向延伸的隔室組成的，這些隔室被安裝分布 於繞中心軸的圓周方向上。輥子的隔室優選以一種易於分離的方式彼 此相互連接，那麼他們能夠在現場被組裝和拆卸，並且能夠被彼此分 開運輸。這使得運送這些隔室變得容易且快捷。結果，以至少3米的、 特殊情況可長至IO米的直徑組裝輥子體成為可能，並且這種尺寸不會 成為快速且安全的公路運輸的障礙，也不會使現場操作變得困難。此 外，這使得沿著難於到達的地點運輸單個隔室變為可能，例如通過狹 窄的小徑。除較容易的運輸外，對於不得不製造較大直徑的輥子體的 情況，隔室的製造一般也較容易。
具體地說，每一隔室均由至少一個液體腔組成。當到達所需現場 以後，隔室能夠被互相連接，並且根據所需的壓實壓力， 一個或多個 隔室能夠被注滿或者注入部分液體。例如，通過十米的輥子直徑，可 以因此獲得超過60噸每米寬度(per metre of width)的壓力。
更加具體地說，隔室中的液體腔彼此間處於流動互通之中。通過 另外提供用於泵壓隔室中的液體腔之間的液體的泵壓裝置以及通過控 制單元控制的泵壓裝置，隔室間液體的適當轉移能夠產生一個驅動輥 子的力。此處的控制單元被配置為用於如下目的，在操作過程中，它 從隔室中的一個液體腔泵壓液體到隔室中的另一個液體腔，前一個液 體腔此時處於相對於預想的輥子移動方向的後方，後一個液體腔此時處於相對於預想的輥子移動方向的前方。有利地是，輥子體現在不需 要由汽車或者類似的設備來推動，卻能夠有利地作為一個獨立的單元 來操作。有利地是，用輥子在土地上通過一遍以後，所需壓實效果就 能夠實現，對於這樣一種低級別要求，更易於選擇泵壓速度以及相應 的驅動速度。當然，也可能用輥子的幾次通過來壓實土地。 進一步優選的具體實施方案在附屬權利要求中被說明。
本發明也涉及到權利要求19-23中的輥子的使用方法。


本發明將通過參考附圖被進一步詳細解釋，在圖中
圖1是由多個隔室組成的輥子體的立體簡圖2是具有液體驅動器的一個不同方案的截面的簡圖3是與圖1相一致的具有平板部分的示意圖4是與圖1相一致的具有圓柱隔室的不同方案的示意圖；以及
圖5是圖1的截面簡圖，該圖表示了泵壓單元的一個具體實施方案。
具體實施例方式
在附圖中，輥子由數字1來表示其整體。輥子1由多個相互連接 的不漏液體的隔室2組成，通過裝入液體3'，該隔室能夠施加壓力於 土地上。在隔室2之間轉移液體3'能夠產生驅動輥子1的力。
輥子1能夠施加巨大的壓力於一點之上並且能夠驅動其自身，這 樣根據現有技術的壓砂就不再是必須的了。例如，具有十米直徑的充 水輥子能夠傳遞78噸每米寬度的壓力。
通過在位於輥子1垂直平面的一半部分中的更多的隔室2中裝入 比另外一半部分更多的液體，輥子1能夠提供用於驅動的能量。如圖2 所示，輥子l將向具有較多填充液體的那半部，即4的方向運動。
所有的隔室都具有至少一個液體接頭5，通過該接頭，液體3'能夠 被泵進或泵出隔室2。如果接頭5位於隔室2的側面上，通過在隔室2 中放置具有負重吸入口 7的軟管6，用於泵出的最低點能夠被找到。
通過控制單元(未表示在圖中)，例如PLC，從一個或者更多的隔室2'中可以選擇哪個將被泵出液體，從一個或者更多的隔室2〃中可以 選擇哪個將被泵滿液體。通過可控關閉閥裝置，使所選隔室2與液體 泵的入口或者出口連接，意味著能夠形成用於在所需的方向移動輥子1 的能量。充氣和排氣也是此過程中的一部分。
為了防止輥子1傾覆，或者為了避免具有這種結構以防止傾覆發 生，輥子l的寬度必須比其高度長。
如果隔室2被均勻填至全寬度，輥子1將被以直線驅動。如果隔 室2被內部分隔成如圖1中所示的部分2a， 2b，由於分隔的隔室2的 不均勻的填充，驅動方向會受到某種程度的影響。由於一個輥子比別 的輥子傳遞更多的前進動力，驅動方向也能夠受到彼此連接的輥子的 影響。
根據應用場合，隔室2能夠具有不同的外形。如果隔室2具有扇 形外形，如圖1和圖2所示，這些扇形外形一起為輥子1提夠了圓形 的外部形狀，那麼輥子l將逐步地驅動其自身(以震動移動的方式)。
如果隔室沒有形成圓形的外部形狀，輥子將在土地中產生震動， 並且在克服止點位置後，輥子倒向下一個隔室的方向。
圖3表示的是一個具體實施例，在此實施例中，隔室2是由平板 狀的圓周外壁10組成的。如果輥子1驅動自身或者在操作過程中被驅 動，那麼當輥子從一個隔室翻轉向另一個隔室的時候在土地上會發生 震動，而此震動是有利的。這些局部震動促進土地的壓緊，就像輥子 從一個隔室翻轉向另 一個隔室的振動一樣。
圖4表示的是一種不同方案，在此方案中，輥子是由數個安裝在 兩個中間支架16上的圓柱隔室15組成。此處的隔室15具有液體腔。 在此具體實施方案中，泵壓設備或者其他類型的驅動裝置能夠容納於 隔室15之間的留下的空的中心空間17。這意味著這種不同方案也能夠 以獨立單元的形式構成。
如圖5所示，每個隔室2的每個液體腔3具有泵出接頭20，該接 頭經由關閉閥21與泵出線路22相連，並且每個隔室也具有泵入接頭 24，該泵入接頭經由關閉閥25與泵入線路26相連。此處的線路22、 26是以沿著和/或通過液體腔3延伸的環形線路的形式構成的。泵28 設置在泵出線路22和泵入線路26之間。通過以一種適當的方式經由控制單元(未表示)控制泵28和關閉閥21、 25，在某隔室2之間能夠 產生液流。這種情況的例子如具有運行的泵28和打開的關閉閥21'、 25'的液流30所示。輥子1內的適當的重量轉移將引起輥子1向4的方 向被驅動。
同樣如圖5清晰所示，為了在輥子體的中心製造空的空間，扇形 隔室2被截短。例如，控制單元(未表示出)能夠被容納於此空間中。 截斷部分進一步意味著材料被節省並且獨立隔室的高度仍然受到限 制。這使得通過例如公路的運輸簡單化。
除了所示的具體實施方案，許多不同的實施方案也是可行的。例 如，單獨的隔室能夠直接彼此連接安裝於中間支架上，或者能以其他 的方式被一起固定。連接是使隔室易於組裝和拆卸，並且是以例如滑 動連接或者螺紋連接的形式構成的。如果需要，盤形元件能夠被安裝 在隔室組件的四周，在運行中，盤形元件使隔室緊靠要被壓實的土地。 隔室也能具有不同的外形，並且在被組裝的狀態，可以彼此倚靠或者 被分開。如果有數個隔室節段部分在軸的方向上彼此相鄰設置，所述 節斷部分能夠通過內置的隔離物構成。在一個不同實施方案中，使隔 室的節斷部分完全彼此分開且在組裝的過程中使他們彼此連接也是可 能的。仍然在一個不同實施方案中，隔室也能夠通過隔離牆獲得，該 隔離牆是以密封的方式設置在套筒形元件的內部並且使隔室彼此分 開。泵壓裝置也能夠由外部泵壓單元來構成，但也能被容納於隔室組 件的內部。隔室優選具有相同的設計。這使得生產和組裝簡單化。使 用的液體優選是水，但是其他的液體或者填充劑例如砂子也是可以的。
以這種方式能夠獲得輥子，該輥子可以施加巨大的壓力於土地上， 結果土層被夯實。如果輥子是由具有圓形外部形狀的扇形隔室組成， 這將理所當然地引起均勻的壓力。如果輥子是由一圈不具有均勻外表 的隔室組成，這將引起跳動的壓力。通過測量當前輥子中的液體的量， 輥子可以被調整為具有不同的壓力。通過轉移隔室中的液體，輥子可 以轉移重心，結果移動其自身。移動的方向能夠通過內部分割隔室並 且等量的填充這些部分來調整。移動的方向能夠通過將輥子連接在一 起並且等量的填充這些輥子來調整。如果水是作為液體來使用，這個 "重量"不需要被引入。輥子能夠被組裝和拆卸，並且可移動。
權利要求
1. 一種用於壓實土地的，特別是用於道路建設的輥子，包括具有中心軸的輥子體；其特徵在於所述輥子體由數個隔室(2)組成，所述隔室(2)分布於繞中心軸的圓周方向上。
2、 如權利要求1所述的輥子，其中每個隔室(2)由至少一個液 體腔(3)組成。
3、 如權利要求2所述的輥子，其中的液體腔(3)可彼此間流動 互通。
4、 如權利要求2或3所述的輥子，具有用於在隔室(2)中的液 體腔(3)之間泵壓液體(3')的泵壓裝置(28)。
5、 如權利要求4所述的輥子，其中具有控制單元，該控制單元被 配置用於從隔室(2')中的液體腔(3)泵壓液體(3')到隔室(2〃 ) 中的另一個液體腔(3)，前一個液體腔(3)此時處於相對於預想的 輥子移動方向的後方，後一個液體腔(3)此時處於相對於預想的輥子 移動方向(4)的前方。
6、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中用於驅動輥子的驅動 裝置被容納於輥子體內。
7、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中在軸的方向上的輥子 體是由數個彼此相鄰設置的隔室部分(2a、 2b)組成。
8、 如權利要求7所述的輥子，其中具有控制單元，該控制單元被 配置用於在運行過程中泵壓液體(3')，所述泵壓液體(3')是從一個 隔室部分(2a、 2b)中的液體腔(3)中泵壓到隔室部分(2a、 2b)的 處於相對其側面的另一個液體腔(3)中。
9、 如權利要求2-8任一項所述的輥子，其中每一隔室(2)均包 含外部液體接頭(5)。
10、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中隔室(2)設計為具 有從截面看去的扇形外形。
11、 如權利要求IO所述的輥子，其中扇形外形的隔室(2)被截斷。
12、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中隔室(2)共同界定 一個基本上為圓柱的外部周邊表面。
13、 如權利要求l-12任一項所述的輥子，在該輥子中隔室(2)共 同界定一個由非圓弧的、特別是平板部件(10)組成的外部周邊表面。
14、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中隔室(2)在繞中心 軸的圓周方向以相鄰方式被分布安裝。
15、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中隔室(2)組裝成的 組裝體具有至少3米的外部直徑。
16、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中隔室(2)具有相同 的外形。
17、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中隔室(2)的組裝體 形成延長的輥子體。
18、 如上述權利要求任一項所述的輥子，其中隔室(2)彼此可分 離的連接。
19、 如上述權利要求任一項所述的輥子的使用方法，包括步驟 -運輸隔室(2)至所需現場；-驅動隔室(2)的組裝體於要被壓實的土地上。
20、 如權利要求19所述的方法，還包括步驟 -用液體(3')填充一個或者多個隔室(2)。
21、 如權利要求20所述的方法，其中驅動的步驟至少包括使用從 -一個隔室(2')向另一隔室(2〃 )中泵壓液體(3')的泵壓裝置。
22、 如權利要求20或21所述的方法，其中所述液體是水。
23、 如權利要求19-22任一項所述的方法，其中運輸步驟通過運輸 未組裝的隔室(2)來實現，在到達所需現場後，隔室(2)被組裝以 形成輥子體。
全文摘要
本發明涉及一種用於壓實土地的，特別是用於道路建設的輥子，該輥子包括具有中心軸的輥子體。輥子體由數個隔室(2)組成，所述隔室(2)分布於繞中心軸的圓周方向上。特別地，每個隔室(2)均至少由一個液體腔(3)組成。更特別地，隔室(2)中的液體腔(3)可彼此間流動互通。
文檔編號E02D3/026GK101305134SQ200680042168
公開日2008年11月12日 申請日期2006年11月7日 優先權日2005年11月14日
發明者P·J·布依斯曼 申請人:布依斯曼控股公司