叶片式抹地机.pdf

本发明涉及一种叶片式抹地机，具有至少一个保持在机架(1)上的旋转件(4、5)，该件具有旋转传动的传动轴(6)以及多个保持在传动轴(6)上的叶片(7)。具有叶片偏转装置，叶片(7)通过其可以在通过传动轴(6)旋转时在与地基相关不同于环形轨迹的轨迹上移动。

1.  叶片式抹地机，具有
-可在所要抹平的地基上移动的机架(1)；
-传动装置；以及具有
-至少一个保持在机架(1)上的旋转件(4、5)，该旋转件具有由传动装置旋转传动的传动轴(6)以及多个保持在传动轴(6)上的叶片(7)，
其中，叶片式抹地机利用叶片(7)平放在地基上；其特征在于，具有叶片偏转装置，叶片(7)通过该装置可以在通过传动轴(6)旋转时在与地基相关不同于圆形轨迹的轨迹上移动。

2.  按权利要求1所述的叶片式抹地机，其特征在于，旋转件(4、5)通过叶片偏转装置可周期性从零位中偏转出来，在该位置上叶片(7)在其与地基相关旋转时描绘一个圆形轨迹。

3.  按权利要求2所述的叶片式抹地机，其特征在于，偏转的周期相当于叶片转速的一倍、两倍或者四倍频率。

4.  按权利要求1所述的叶片式抹地机，其特征在于，叶片(7)在其旋转时可通过叶片偏转装置在与传动轴(6)相关不同于圆形轨迹的轨迹上移动。

5.  按权利要求4所述的叶片式抹地机，其特征在于，每个叶片(7)可通过叶片偏转装置相对于传动轴(6)沿其纵轴线移动。

6.  按权利要求4或5所述的叶片式抹地机，其特征在于，叶片偏转装置具有内摆线传动机构，该机构具有
-一个保持在支架(1)上的齿圈，其中轴线与传动轴(6)的旋转轴线重合；
-多个内齿轮，它们各自分配给一个叶片(7)并在齿圈的内部旋转；
-一个支承内齿轮的齿轮架，以及具有
-导向装置，通过其可为每个叶片(7)连同所分配的内齿轮将各自内齿轮的面上具有的导向点的运动的与传动轴(6)的旋转轴线相关的径向分量传递到所分配的叶片(7)上。

7.  按权利要求6所述的叶片式抹地机，其特征在于，齿圈的内径大于内齿轮外径的整数倍。

8.  按权利要求6或7所述的叶片式抹地机，其特征在于，齿圈和内齿轮各自具有轮齿，以及内齿轮与齿圈啮合。

9.  按权利要求6-8之一所述的叶片式抹地机，其特征在于，在每个内齿轮上各自导向点与内齿轮旋转轴线的径向距离可在多个不同位置上进行校正。

10.  按权利要求6-9之一所述的叶片式抹地机，其特征在于，每个导向点可校正到各自内齿轮旋转轴线的高度。

11.  按权利要求6-10之一所述的叶片式抹地机，其特征在于，导向装置具有轴颈，它们固定在内齿轮上的导向点上并嵌入叶片(7)内。

12.  按权利要求6-11之一所述的叶片式抹地机，其特征在于，叶片(7)在其对着传动轴(6)的末端上在连杆内引导。

13.  按权利要求4或5之一所述的叶片式抹地机，其特征在于，
-叶片偏转装置具有与传动轴(6)同轴设置的连杆导轨和每个叶片
(7)各自具有一个摆动杆装置；
-每个叶片(7)在分配给其的摆动杆装置上沿其纵轴线引导；
-摆动杆装置在连杆导轨上这样引导，使通过连杆导轨强加给摆动杆装置的运动的与传动轴(6)的旋转轴线相关的径向分量可以传递到由该摆动杆装置各自引导的叶片上。

14.  按权利要求4或5之一所述的叶片式抹地机，其特征在于，叶片偏转装置具有单独分配给各自叶片(7)的力传动装置。

15.  按权利要求14所述的叶片式抹地机，其特征在于，力传动装置可通过控制装置进行控制。

16.  按权利要求15所述的叶片式抹地机，其特征在于，
-具有距离传感装置，用于识别叶片式抹地机与障碍物的距离；
-距离传感装置的信号可传送到角落识别装置上；
-如果角落识别装置与机架的位置相关识别在哪个方向或角位置上通过障碍物形成角落，则可从角落识别装置向控制装置传送角落信号，以及
-力传动装置通过控制装置可这样进行控制，使距角落最近的叶片(7)通过分配给其的力传动装置沿其纵轴线这样移动，使角落通过叶片(7)在其环绕传动轴(6)继续旋转时至少进一步抹平。

17.  按权利要求1-16之一所述的叶片式抹地机，其特征在于，至少叶片(7)的外端由防外力作用的柔性护板(8)覆盖。

叶片式抹地机
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的叶片式抹地机。
背景技术
这种叶片式抹地机主要用于在混凝土尚未硬透的情况下抹平混凝土表面，特别是地面。作为叶片式抹地机实践中证明有效的除了手导向的叶片式抹地机外，还有操作者可以坐在装置本身上并在所要抹平的混凝土上行驶的可驾驶的叶片式抹地机。除了提高舒适性外，由此还可以避免脚踩在尚软的混凝土表面上。此外在可驾驶的叶片式抹地机上坐在装置上的操作者的重量还附加起到抹平作用。
叶片式抹地机通常由一个里面安装传动装置的机架组成。传动装置在可驾驶的叶片式抹地机情况下传动至少两个旋转件，它们具有各自一个由传动装置传动上面各自固定旋转叶片的传动轴。旋转叶片基本上水平延伸，从而整个装置利用旋转叶片平放在所要抹平的混凝土表面上。旋转叶片通过传动装置进行旋转并从所要抹平的表面驶过。因为旋转叶片的定位角可以相对于支承其的传动轴调整，所以可以产生不同的压力作用。这样操作者可以使旋转叶片首先以相对平的定位角和低转速驶过新铺的混凝土表面，而在硬透过程即将结束之前可以明显更大的定位角向表面施加更高的局部压力，以便将表面压光。各旋转叶片定位角的调整利用本身公知的叶片移动完成，其中，操作者例如可以通过操纵手柄对旋转叶片的位置施加影响。
图1示出这样一种US 6.368.016B1也公开了的叶片式抹地机。它以透视示意图示出一种可驾驶的叶片式抹地机。
在一般称为机架1的框架上安装一个座椅2，操作者或驾驶员可以坐在上面。处于座椅2下面的是一个未示出的传动装置，例如可以通过加注口3输入燃料的内燃机。
在机架1的下面可以看到两个旋转件4、5。旋转件4、5具有各自一个传动轴6和多个叶片7(图1中各自四个)。旋转件4、5通过传动装置相向旋转传动。
环绕旋转件4、5设置由多个支承件和板材件组成的保护架8，以避免站在叶片式抹地机附近人员的脚意外伸入旋转件的区域内或者受到碾压。
US 6.368.016 B1中介绍了用于调整叶片7定位角的多种可能性，所以这里不再进行过多介绍。
如图所示，叶片7随同支承其的传动轴6旋转运动，从而既相对于传动轴6也相对于所要压实的地基(混凝土表面)进行回转运动。
由此在房间的角落上存在的问题是，叶片7不能一直深入到角落内，从而较大区域得不到抹平。这些区域必须然后用手工后续处理，这样会造成表面状态上的质量缺陷或一般意味着增加劳动成本。
发明内容
本发明的目的在于，对叶片式抹地机进行如下改进，使其可以更好地抹平角落区域。
该目的依据本发明通过权利要求1所述的叶片式抹地机得以实现。本发明具有优点的进一步构成在从属权利要求中予以说明。
依据本发明的叶片式抹地机具有叶片偏转装置，叶片通过其可以在通过传动轴旋转时-与地基相关-在不同于圆形轨迹的轨迹上移动。
通过叶片偏转装置特别是达到叶片优选沿其纵轴线，也就是沿它们所固定在传动轴上的轴线或从叶片固定部位向叶片尖延伸的轴线可以向外周期性移动。叶片的纵轴线因此与传动轴的旋转轴线基本上径向相对。按照这种方式，叶片在角落区域内可以从其零位或起始位置中移出，而它们可以重新移入其他旋转位置内并此外也许甚至在剩余的旋转区域内在圆形轨迹上运动。
根据叶片的偏转因此可以完全抹平角落区域。
依据本发明的解决方案既可以用于具有一个旋转件的手导向叶片式抹地机也可以用于具有两个或者多个旋转件的可驾驶叶片式抹地机。
在本发明一种具有优点的构成中，具有传动轴和叶片的旋转件通过叶片偏转装置可周期性地从零位中偏转出来，在该位置上叶片在其与地基相关旋转时描绘一个圆形轨迹。零位因此是通常的起始位置，在该位置上叶片-如现有技术中那样-完全正常地在圆形轨迹上旋转。叶片偏转装置使旋转件现在这样移动，使通过叶片形成的星形叶片周期性移动到角落内并在继续旋转时重新拉出。叶片的外端，也就是叶片尖在此方面具有优点地具有与叶片半径约45％的斜面。
偏转的周期可以相当于叶片转速的一倍、两倍、三倍或者四倍频率。
在本发明的另一种实施方式中，叶片通过叶片偏转装置可与传动轴相关在不同于圆形轨迹的轨迹上移动。因此在上述实施方式中，包括传动轴在内的整个旋转件从“零位”中偏转出来，而在现在所介绍的实施方式中，仅传动轴保留在常见的起始位置或者零位上，而叶片通过叶片偏转装置在其环绕传动轴旋转期间沿其纵轴线这样移动，使其不跟随圆形轨迹。
在本发明一种特别具有优点的进一步构成中，叶片偏转装置具有内摆线传动机构。内摆线是一个点在一个孔的内表面上无滑动滚动的轮边缘上的运动曲线。孔的直径应为轮的整倍数。如果观察轮上一个不是处于轮边缘上，而是径向继续向内的点，那么可以称其为缩短的内摆线。
内摆线传动机构具有一个保持在支架上的齿圈(相当于孔)，其中轴线与传动轴的旋转轴线重合。齿圈的内部旋转多个内齿轮(相当于上述的“轮”)，它们各自分配给一个叶片。内齿轮的数量因此与叶片的数量相应，其中，依据目的可以使用三到六个叶片。
内齿轮通过例如圆盘或者行星齿轮架支承。
此外具有导向装置，通过其可为每个叶片将叶片所属的内齿轮的面上具有的导向点的运动的与传动轴的旋转轴线相关的径向分量传递到所分配的叶片上。这意味着，在叶片环绕传动轴旋转时，内齿轮连同叶片旋转并与此同时在齿圈的内部滚压。由此内齿轮转动，从而各自在其侧面(齿面)上确定的导向点仿照内摆线运动。导向点这种运动的径向分量被传递到各自所分配的叶片上，从而叶片在确定部位上径向向外并此后重新向内运动。按照这种方式无需很大的控制开支便可以实现叶片抹平相当清晰定界的锐角区域。这些区域的角度这样确定，使叶片也可以很容易地移动到角落内。
对于叶片偏转装置来说特别具有优点的是，内齿轮的直径为齿圈孔径的三分之一或者四分之一。
具有优点的是，齿圈和内齿轮是相互啮合的齿轮，从而可以避免滑动。
在本发明一种特别具有优点的进一步构成中，所称的导向点与内齿轮旋转轴线的径向距离可在不同位置上进行校正，以便按照这种方式产生不同(缩短)的内摆线。如果导向点可根据内齿轮旋转轴线的高度进行校正，那么它不再跟踪一条内摆线，而是进行一种简单的圆形运动，由此叶片也仅在环绕传动轴的圆形轨迹上运动。
导向点的运动传递到分配给它的叶片上可简单地以机械的方式实现。例如，导向装置可以具有轴颈，它们各自固定在内齿轮上的导向点上并嵌入叶片内。
叶片的运动可以通过叶片在其对着传动轴的末端上在连杆内引导进行支持。连杆的形状在此方面不言而喻应与所选择的内摆线相配合。可以选择使用导杆。
在本发明的另一种实施方式中，叶片偏转装置具有与传动轴同轴设置的连杆导轨以及每个叶片各自具有一个最好由两个摆动杆组成的摆动杆装置。每个叶片在此方面通过摆动杆装置沿其纵轴线引导。属于摆动杆装置的摆动杆也在在连杆导轨上这样引导，使通过连杆导轨强加给摆动杆的运动与传动轴的旋转轴线相关的径向分量可以传递到由这些摆动杆各自引导的叶片上。如果每个叶片具有两个摆动杆，那么它们在此方面是叶片的一种平行导轨类型。叶片旋转时它们在连杆上移动并完成连杆导轨强加给它们的运动，这种运动也被传递到叶片上。
在本发明的另一种实施方式中，叶片偏转装置具有力传动装置，它们单独分配给各自的叶片。这意味着，每个叶片可单独在激活分配给其的力传动装置情况下在其相对于传动轴的径向位置中沿其纵轴线移动。
力传动装置可通过控制装置进行控制，从而其激活并因此各自的叶片位置可与旋转件的旋转位置相协调。该控制装置可以非常方便地实现叶片几乎任意的运动轨迹。
在一种特别具有优点的进一步构成中设置一距离传感装置，利用其可以识别叶片式抹地机与障碍物的距离。它例如可以是超声波传感器或者无线电定位装置，后者例如作为轿车上的电子泊车助手近年来得到日益广泛的应用(例如梅塞德斯-奔驰公司的“Parktronic”系统)。特别合适的是，距离传感装置具有环绕叶片式抹地机分布的多个传感器，以便可靠地识别障碍物。但也可以使用简单的机械测径仪。
在传感器的适当分布情况下，相应的信号可以通过角落识别装置进行分析，能够识别出角落的存在以及其相对于可以与叶片式抹地机的机架部位的位置。这种信息可以传送到控制装置上，后者再控制力传动装置，使叶片在其旋转时尽可能远地移动到角落内，以便按照这种方式抹平尽可能大的角落区域。
附图说明
下面借助附图对本发明的这些和其他优点以及特征进行详细说明。其中：
图1示出一种公知的可驾驶叶片式抹地机的透视图；
图2示出本发明第一实施方式中星形叶片的不同位置；
图3示意示出内摆线的展开；
图4示意示出缩短内摆线的展开；
图5示出本发明第二实施方式中星形叶片的运动曲线；
图6示出本发明第二实施方式一种变体方案的运动曲线；
图7示出本发明第三实施方式星形叶片的运动曲线。
具体实施方式
借助图1结合现有技术已经介绍了一种叶片式抹地机。对本发明来说，重要的是旋转件4、5的区域，特别是在传动轴6与保持在其上的叶片7的共同作用方面。
图2示意示出本发明第一实施方式中旋转件的运动，其中，整个旋转件(例如图1中的旋转件4)周期性以旋转件或叶片转速的四倍频率线性移动到所要抹平的角落12内并重新拉出。
为此图2示出旋转件的、特别是示意示出四个叶片7的四个位置。起始位置称为位置a、a＇，在该位置上四个叶片7中两个叶片的各自末端a、a＇与形成角落12的两个墙壁10、11垂直。
在旋转件旋转15°进入位置b、b′期间，其中心(示意示出传动轴6)在角落12的方向从起点6向角落12分布的直线上移动。传动轴6在角落12方向直线上的移动在继续旋转时增加15°(旋转位置c、c′)，直至最后在旋转总计45°后到达位置d、d′，在该位置上叶片尖(附图符号d)准确到达角落12。
在继续旋转时，传动轴6必须重新沿直线从角落12中出来回移到与位置a、a＇相应的起始位置内，而旋转件连同叶片7继续旋转。
旋转件的偏转可以利用相应控制的力传动装置进行。
在本发明的第二实施方式中，叶片偏转装置具有内摆线传动机构。如果轮无滑动地在一个孔的内表面滚动，那么该轮边缘上的一个点构成作为运动曲线的内摆线。在此方面，孔的直径必须为轮直径的整数倍。
图3a)示出内摆线，其中，小(虚线)轮的直径为(虚线)孔的孔直径的三分之一。内摆线具有三个换向点。
在图3b)中，小轮的直径为孔直径的四分之一，从而形成具有四个换向点的内摆线。
如果观察该轮上的一个点，该点继续径向向内靠近轮的旋转轴线，那么就称为图4所示的缩短的内摆线。
在第二实施方式中可以具有优点地利用内摆线的运动形式，以便在机械上控制叶片7的纵向运动。
为此在机架1上固定一个未示出的啮合齿圈，其中轴线与传动轴6的旋转轴线重合。齿圈的内部旋转多个同样未示出的内齿轮，它们各自分配给一个叶片并与齿圈啮合。一个齿圈上可以旋转六个或者更少的内齿轮。如果需要六个以上的内齿轮，它们应在多个平行的平面上旋转。
内部旋转的小内齿轮设置在一个具有多个分布在圆周上的支承点的圆盘上并通过这些支承点环绕轴线(传动轴6)在齿圈的中心上传动。支承点这样设置在圆盘上，使内齿轮在齿圈上固定旋转。
各叶片7大致在其中心经枢轴承固定在内齿轮的轴颈上。铰接轴颈在内齿轮上的位置根据缩短内摆线的理论不完全处于内齿轮的边缘上，而是更加向内。
叶片7的内端应基本上与旋转传动装置(传动轴6)的中心线对中心。叶片7在那里可以利用具有连杆的移动件引导。
为使叶片7在其移出的位置上也能够实际一直靠近界定所要压实的地基的墙壁，合适地可构成出于安全技术原因所要求的护板，例如保护架8，其可以局部掀起或者柔性地回移。
图5示出叶片轮缘在四个尖角内摆线中的运动形式。内曲线表示使叶片7通过导向点运动的内摆线的运动曲线。外曲线为叶片7环绕传动轴6旋转时叶片尖的运动曲线。叶片7的不同位置通过虚线举例示意示出。
图6示出具有三个尖角的内摆线，其中，内齿轮的直径为齿圈的三分之一。在这里为进行说明示出环绕仅示意示出的传动轴6的旋转轴线旋转期间不同的叶片位置。可以明显看出，可以简单地将叶片式抹地机利用通过内摆线形成的叶片尖运动到所要抹平的角落内。
在设计叶片偏转装置时必须注意的是，叶片7上各自存在的抹平边无时不进行返回运动。与向前运动相反的微小偏移时就会使抹平边埋入所要压实的地面内并对抹平效果产生不利影响。
在本发明第二实施方式的一种变体方案中，内齿轮上存在的导向点或那里具有的轴颈移动设置在内齿轮上。如果轴颈一直移动到内齿轮的中心内，也就是移动到旋转轴线的高度上，那么叶片7进行传统叶片式抹地机的常规圆形运动。
在本发明的第三实施方式中，每个叶片悬挂在摆动杆装置上，该装置可以使叶片沿其纵轴线径向移动。径向移动通过连杆产生，其形状可以自由选择。连杆的形状例如可与上述的内摆线相应。但它不必三个或者四个尖角构成。摆动杆装置最好可以为每个叶片具有两个未示出的摆动杆用于支承叶片。
传动轴6旋转运动的转矩通过两个摆动杆传递到各自所分配的叶片上。
在这种实施方式中可以视为优点的是，通过连杆可以更自由地构成叶片7的运动轨迹，而且叶片7例如仅需为“尖端”(内摆线的尖角)从其圆形轨迹中运动出来。但因为然后作用于叶片式抹地机的力由于不同的摩擦比而不再对称，所以存在的危险是叶片式抹地机不希望地侧面向外漂移。因此具有优点的是，相对面上-与传动轴相关-的叶片运动与其他叶片的交叉运动相反。
图7示出这样一种运动图。内曲线描绘一种可能的连杆曲线，如果叶片在其旋转时纯径向移动的话，则该曲线影响外部轮廓。该外部轮廓又相当于叶片所要经过的面积。图7中通过虚线还示出不同的叶片位置。
本发明的该第三实施方式中存在的优点是，可以实现几乎任意的刀尖角。小于90°的锐角对操作者来说具有优点，因为他因此也可以移动到非常狭窄的角落内。
因此在这种实施方式中存在的可能性是，通过不同的，例如不对称的连杆形状补偿力。在具有两个旋转件(图1)的可驾驶叶片式抹地机上，可以简单方式从反向轴线的倾角中获得叶片径向偏转所需的反作用力。
在本发明的第四实施方式中，所要运动的叶片通过可单独控制的力传动装置径向移动。这种力传动装置例如可以是液压缸或者电动致动器。
从机架1向旋转的传动轴6上的能量传递可以在适当的位置上进行。为在取决于叶片的旋转位置情况下使其精确定位可设置一控制装置，它可以单独控制每个叶片的力传动装置。控制装置也可以与旋转传动装置的处理器连接，以便使叶片的运动与旋转运动同步。利用控制装置可以选择叶片常规的圆形运动或者“角落运动”。此外在压实更大面积时，也许不希望或不需要通过很远距离使叶片跟踪不同于圆形运动的轨迹。然后仅在角落的附近依据目的可以利用控制装置改变叶片的运动断面。
在本发明第四实施方式的一种特殊的进一步构成中，距离传感器可以识别到界线墙壁的距离并这样相应控制叶片位置。特别是在准确识别距离时，叶片各自仅一定程度上径向偏转，使其尖端直接对着墙壁，但或多或少不行驶。这样在抹平墙壁附近的地基时大大减轻操作者的劳动，因为他不必再像以往那样为精确抹平直至墙壁的区域而全神贯注地工作。角落也可以按照这种方式从任何起始位置进行抹平，从而对不同于90°角的角落也可以迅速和高效地进行处理。