特許 7318092 土工ローラ及び土工ローラを動作させるための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-21

(45)【発行日】2023-07-31

(54)【発明の名称】土工ローラ及び土工ローラを動作させるための方法

(51)【国際特許分類】

   E01C 19/28 20060101AFI20230724BHJP

   E01C 19/26 20060101ALI20230724BHJP

【ＦＩ】

E01C19/28

E01C19/26

【請求項の数】 18

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022185106

(22)【出願日】2022-11-18

(65)【公開番号】P2023075944

(43)【公開日】2023-05-31

【審査請求日】2022-11-24

(31)【優先権主張番号】10 2021 130 259.5

(32)【優先日】2021-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508123375

【氏名又は名称】ハム アーゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｈａｍｍ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ヨーゼフ・ダグナー

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン・ブラウンシュレーガー

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン・ボイムル

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１４８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１９７４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／２００５０９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｃ １９／２８

Ｅ０１Ｃ １９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

土工機械のための土工ローラであって、ローラ回転軸（Ｄ_１、Ｄ_２）の方向に長い、ローラ内部空間（１６、２８）を包囲するローラシェル（１８、２６）と、少なくとも部分的に前記ローラ内部空間（１６、２８）に配置されたアンバランス装置（３２、３４）と、を含んでおり、前記アンバランス装置（３２、３４）は、アンバランス回転軸（Ｕ）に対して偏心の質量中心（Ｍ）を有する、前記アンバランス回転軸（Ｕ）の周りに回転可能な少なくとも１つのアンバランス質量（３６）と、前記アンバランス回転軸（Ｕ）の周りに回転するように、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）を駆動させるための、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータ（３８）を有するアンバランス駆動システム（４０）と、を含んでおり、前記アンバランス装置（３２、３４）が非アクティブ化された場合、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）は、静止位置にあり、前記アンバランス駆動システム（４０）は、アンバランス質量戻り段階において前記アンバランス装置（３２、３４）を非アクティブ化する際、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）が静止位置に移動するように動作させるように構成されている土工ローラ。

【請求項2】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、アンバランス質量戻り段階において、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）を、変位位置から前記静止位置に移動させるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の土工ローラ。

【請求項3】

前記静止位置では、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）の質量中心（Ｍ）が、垂直方向において、垂直に、前記アンバランス回転軸（Ｕ）の下に位置していること、及び、前記変位位置では、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）の質量中心（Ｍ）は、変位角を有して、静止位置から変位していることを特徴とする、請求項２に記載の土工ローラ。

【請求項4】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス装置（３２、３４）の非アクティブ化に際して、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の土工ローラ。

【請求項5】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、保持トルクを生成するために、保持電流が少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を通るように誘導するように構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の土工ローラ。

【請求項6】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス質量戻り段階に先行するアンバランス制動段階において、前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）の回転数を動作回転数から低下させるために、制動トルクを生成するために動作させるように構成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の土工ローラ。

【請求項7】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス装置（３２、３４）の非アクティブ化に際して、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていること、及び、前記制動トルクが、保持トルクよりも大きいことを特徴とする、請求項６に記載の土工ローラ。

【請求項8】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス装置（３２、３４）の非アクティブ化に際して、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていること、及び、前記アンバランス駆動システム（４０）が、移行回転数に到達した場合、又は／及び、アンバランス制動段階の開始後、所定の制動時間が経過した場合に、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていることを特徴とする、請求項６に記載の土工ローラ。

【請求項9】

前記移行回転数が、ゼロであることを特徴とする、請求項８に記載の土工ローラ。

【請求項10】

保持トルクが、少なくとも１つの前記アンバランス質量によって、少なくとも１つの前記アンバランス質量の位置決めの際に基準変位角において生成されるトルクに一致していることを特徴とする、請求項４に記載の土工ローラ。

【請求項11】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス装置（３２、３４）の非アクティブ化に際して、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていること、保持トルクが、少なくとも１つの前記アンバランス質量によって、少なくとも１つの前記アンバランス質量の位置決めの際に基準変位角において生成されるトルクに一致していること、及び、前記基準変位角が、前記静止位置に関して９０°の範囲にあることを特徴とする、請求項３に記載の土工ローラ。

【請求項12】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス装置（３２、３４）の非アクティブ化に際して、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていること、及び、前記アンバランス駆動システム（４０）が、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）が変位位置に位置決めされた場合、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）を前記変位位置から前記静止位置に移動させるために、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって生成されるトルクを保持トルクから低下させるために、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を動作させるように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の土工ローラ。

【請求項13】

前記アンバランス駆動システム（４０）が、保持トルクを生成するために、保持電流が少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を通るように誘導するように構成されていること、及び、前記アンバランス駆動システム（４０）が、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって生成されるトルクを低下させるために、前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって誘導される電流を保持電流から低下させるように構成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の土工ローラ。

【請求項14】

少なくとも１つのアンバランス質量のアンバランス回転軸（Ｕ）が、ローラ回転軸（Ｄ_１、Ｄ_２）に一致すること、又は／及び、少なくとも１つのアンバランス質量（３６）のアンバランス回転軸（Ｕ）が、前記ローラ回転軸（Ｄ_１、Ｄ_２）に対してずらされて、平行に配置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の土工ローラ。

【請求項15】

前記アンバランス質量それぞれのアンバランス回転軸（Ｕ）が、ローラ回転軸（Ｄ _１ 、Ｄ _２ ）に一致すること、又は／及び、前記アンバランス質量それぞれのアンバランス回転軸（Ｕ）が、前記ローラ回転軸（Ｄ _１ 、Ｄ _２ ）に対してずらされて、平行に配置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の土工ローラ。

【請求項16】

請求項１に記載の土工ローラ（１４、２４）を少なくとも１つ含んでいる土工機械。

【請求項17】

土工機械がソイルコンパクタであることを特徴とする、請求項１６に記載の土工機械。

【請求項18】

請求項１に記載の土工ローラ（１４、２４）を動作させるための方法であって、
ａ）アンバランス装置（３２、３４）を非アクティブ化する際に、アンバランス制動段階における少なくとも１つのアンバランス質量（３６）の回転数を、動作回転数から低下させるステップと、
ｂ）アンバランス制動段階に続くアンバランス質量戻り段階において、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータ（３８）によって保持トルクを生成し、少なくとも１つのアンバランス質量（３６）を静止位置に移動させるために、前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって生成されたトルクを、保持トルクから減少させるステップと、
を含んでいる方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばソイルコンパクタ等の土工機械において、地面を加工する、特に締固めるために用いられ得る土工ローラに関する。本発明はさらに、当該土工ローラ、又は、当該土工ローラを有する土工機械を動作させるための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばソイルコンパクタとして構成された土工機械において、締固めローラとして用いられ得る土工ローラは、アンバランス回転軸の周りに回転可能な少なくとも１つのアンバランス質量を備えたアンバランス装置を有し得る。アンバランス回転軸が、土工ローラの回転軸と一致する場合、少なくとも１つの回転しているアンバランス質量によって、ローラ回転軸に直交する方向の力が土工ローラに作用し、これによって、土工ローラは、土工ローラの回転軸に対して略直交する、周期的な振動運動を行う。例えば、土工ローラの回転軸に対してずらされて、平行に配置され、土工ローラの回転軸に関して直径上で互いに向かい合うアンバランス回転軸を有する２つのアンバランス質量が設けられている場合、土工ローラに周期的な揺動運動を行わせるために、回転しているアンバランス質量によって、土工ローラの回転軸に関して略接線方向に方向付けられた、周期的に変化するトルクが、土工ローラに作用し得る。

【0003】

当該土工機械において、化石燃料の使用を回避するため、又は、化石燃料の消費を削減するために、土工ローラに割り当てられたアンバランス電気駆動モータが設けられていてよく、当該アンバランス電気駆動モータによって、少なくとも１つのアンバランス質量が、回転するように駆動され得る。アンバランス装置が非アクティブ化されており、従って、アンバランス電気駆動モータが作動していない場合、アンバランス電気駆動モータは、駆動トルクも制動トルクも生成しないので、アンバランス電気駆動モータによって基本的に回転するように駆動され得るアンバランス質量は、ポテンシャルエネルギーが最小である静止位置に位置決めされ、当該静止位置では、当該アンバランス質量の質量中心は、概ね垂直に、アンバランス回転軸の下に位置している。当該静止位置にアンバランス質量が移動するのは、アンバランス質量が動作回転数で、配設されたアンバランス回転軸の周りを回転する動作状態から出発して、配設されたアンバランス電気駆動モータが非アクティブ化される場合である。静止状態への移行又は静止位置への移動が終了する際、基本的に制動トルクが加えられていないアンバランス質量は、比較的低い周波数及び減少する振幅で、静止位置の周りで揺動するが、これは、土工ローラ又は土工機械における対応する振動によって感知できる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、土工機械のための土工ローラと、当該土工ローラを動作させるための方法であって、アンバランス装置の非アクティブ化の際、すなわち静止状態への移行の際に、アンバランス質量の揺動運動の発生を回避することが可能である方法と、を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様によると、本課題は、土工機械、特にソイルコンパクタのための土工ローラによって解決され、当該土工ローラは、ローラ回転軸の方向に長い、ローラ内部空間を包囲するローラシェルと、少なくとも部分的にローラ内部空間に配置されたアンバランス装置と、を含んでおり、当該アンバランス装置は、アンバランス回転軸に対して偏心の質量中心を有する、アンバランス回転軸の周りに回転可能な少なくとも１つのアンバランス質量と、アンバランス回転軸の周りに回転するように、少なくとも１つのアンバランス質量を駆動するための、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータを有するアンバランス駆動システムと、を含んでおり、アンバランス装置が非アクティブ化された場合、少なくとも１つのアンバランス質量は、概ね静止位置にあり、当該アンバランス駆動システムは、アンバランス質量戻り段階（Unwucht-Rueckfuehrphase）においてアンバランス装置を非アクティブ化する際、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータを、少なくとも１つのアンバランス質量が静止位置に移動するように動作させるように構成されている。

【0006】

本発明に係る土工ローラの場合、アンバランス装置の非アクティブ化の際、すなわち静止状態への移行の際の、アンバランス質量の揺動は、アンバランス電気駆動モータの対応する動作によって、少なくとも１つのアンバランス質量が規定の静止位置に、すなわちポテンシャルエネルギーが最小の状態に移行することによって防止される。揺動運動は生じないが、少なくとも１つのアンバランス質量は、ポテンシャルエネルギーがより高い状態、すなわち少なくとも１つのアンバランス質量の質量中心が静止位置におけるよりも高い状態から、概ね連続的な下降運動において、静止位置の方向に移動する。

【0007】

この際、アンバランス駆動システムは、アンバランス装置の非アクティブ化に際して、少なくとも１つのアンバランス質量を、変位位置（Auslenklage）から静止位置に移動させるように構成されていてよい。つまり、少なくとも１つのアンバランス質量は、配設されたアンバランス電気駆動モータの動作によって、２つの位置、すなわち一方での変位位置と他方での静止位置との間で、揺動運動を生じずに、ポテンシャルエネルギーがより小さい、又は、最小の状態にもたらされる。

【0008】

静止位置において、少なくとも１つのアンバランス質量の質量中心は、垂直方向において、概ね垂直に、アンバランス回転軸の下に位置決めされていてよく、すなわち、ポテンシャルエネルギーが最小の状態にあってよいが、変位位置では、少なくとも１つのアンバランス質量の質量中心は、変位角を有して、静止位置から変位していてよい。

【0009】

アンバランス質量戻り段階の開始に際して、少なくとも１つのアンバランス質量の規定の運動を導入可能にするために、アンバランス駆動システムが、アンバランス装置の非アクティブ化に際して、特にアンバランス質量戻り段階の開始と共に、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータを、保持トルクの生成のために動作させるように構成されていることが提案される。

【0010】

このために、例えばアンバランス駆動システムは、保持トルクを生成するために、保持電流が少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータを通るように誘導するように構成されていてよい。

【0011】

少なくとも１つのアンバランス質量を、通常の回転動作から、アンバランス質量戻り段階においてアンバランス質量が大きな揺動運動を生じさせずに、静止位置に戻る状態に移行させるために、アンバランス駆動システムは、アンバランス質量戻り段階に先行するアンバランス制動段階において、アンバランス電気駆動モータを、少なくとも１つのアンバランス質量の回転数を動作回転数から低下させるために、制動トルクを生じさせるように動作させるように構成されていてよい。特に、当該アンバランス制動段階を、少なくとも１つのアンバランス質量を変位位置に移動させる、又は、変位位置の領域に位置決めするために用いることが可能であり、これによって、少なくとも１つのアンバランス質量は、変位位置において、概ね静止する。

【0012】

アンバランス制動段階を可能な限り短く保つために、制動トルクが保持トルクよりも大きいことが提案される。例えば、制動トルクは、アンバランス電気駆動モータによって生じ得る最大の制動トルクの範囲にあり得る。

【0013】

アンバランス質量戻り段階に導入するために、アンバランス駆動システムは、移行回転数に到達した場合、又は／及び、アンバランス制動段階の開始後、所定の制動時間が経過した場合に、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータを、保持トルクの生成のために動作させるように構成されていてよい。

【0014】

移行回転数は、例えばゼロであってよい。これは、アンバランス制動段階において、少なくとも１つのアンバランス質量が、実際に停止させられており、アンバランス制動段階の終了時に変位位置に位置している、又は、変位位置の領域において、非常に低い速度でのみ運動を実施しているということを意味している。

【0015】

いずれの変位位置において、アンバランス制動段階の終了時に、少なくとも１つのアンバランス質量が停止するか又は略停止するかは、一般的に知られていないので、保持トルクが、少なくとも１つのアンバランス質量によって、少なくとも１つのアンバランス質量の位置決めの際に基準変位角において生成されるトルクに一致していると有利であり、好ましくは、基準変位角は、静止位置に関して９０°の範囲内にある。このように、少なくとも１つのアンバランス質量が、保持トルクが小さすぎるゆえに突然落下することが防止される。

【0016】

アンバランス質量戻り段階において少なくとも１つのアンバランス質量を静止位置に移動させるために、アンバランス駆動システムは、少なくとも１つのアンバランス質量が変位位置に位置決めされた場合、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータを、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータによって生成されるトルクを、保持トルクから低下させるように動作させるように構成されていてよい。

【0017】

トルクの保持トルクからの低下は、例えばアンバランス駆動システムが、アンバランス電気駆動モータによって誘導される電流を保持電流から低下させるように構成されていることによって得られる。

【0018】

土工ローラの振動運動を生じさせるために、少なくとも１つのアンバランス質量、好ましくは各アンバランス質量のアンバランス回転軸は、ローラ回転軸に一致し得る。土工ローラを揺動運動させるべき場合には、代替的又は付加的に、少なくとも１つのアンバランス質量、好ましくは各アンバランス質量のアンバランス回転軸が、ローラ回転軸に対してずらされて、平行に配置されていると規定してよい。

【0019】

本発明はさらに、本発明に従って構成された少なくとも１つの土工ローラを含む土工機械、好ましくはソイルコンパクタに関する。

【0020】

さらに、冒頭に述べた課題は、好ましくは本発明に従って構成された土工機械内の、本発明に従って構成された土工ローラを動作させるための方法によって解決され、当該方法は、
ａ）アンバランス装置を非アクティブ化する際に、アンバランス制動段階における少なくとも１つのアンバランス質量の回転数を、動作回転数から低下させるステップと、
ｂ）アンバランス制動段階に続くアンバランス質量戻り段階において、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータによって保持トルクを生成し、少なくとも１つのアンバランス質量を静止位置に移動させるために、アンバランス電気駆動モータによって生成されたトルクを、保持トルクから減少させるステップと、
を含んでいる。

【0021】

以下において、本発明を、添付の図面を参照して詳細に記載する。示されているのは以下の図である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】２つの土工ローラを備えた、ソイルコンパクタとして構成された土工機械を示す側面図である。

【図2】土工ローラに配設されたアンバランス質量と共に、土工ローラの原理を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１では、ソイルコンパクタとして構成された土工機械が全体として符号１０で示されている。土工機械１０は、車両後部１２に、ローラ回転軸Ｄ_１の周りに回転可能な土工ローラ１４を、ローラ内部空間１６を包囲するローラシェル１８と共に含んでいる。土工機械１０を操縦するために、関節連結領域２０で車両後部１２と関節連結された車両前部２２において、土工機械１０は、ローラシェル２６によって包囲されたローラ内部空間２８を備えたさらなる土工ローラ２４を有している。車両後部１２には、さらに運転台３０が設けられており、運転台３０から、操作者が、例えば土工機械１０を、アスファルト材料等の締め固められるべき地面の上で移動させるために、土工機械１０を操作することができる。

【0024】

土工機械１０において、両方の土工ローラ１４は、そのローラ回転軸Ｄ_１、Ｄ_２の周りに回転するように駆動されていてよい。このために、例えば電気油圧式駆動システムには、電動機によって駆動されるトラクション油圧ポンプと、各土工ローラ１４に割り当てられたトラクション油圧モータと、が設けられていてよい。

【0025】

さらに、少なくとも１つの土工ローラ、好ましくは両方の土工ローラに割り当てられた、図１において破線で原理が示されたそれぞれ１つのアンバランス装置３２、３４が設けられていてよい。当該アンバランス装置の構造及び作用機構に関しては、車両後部１２の土工ローラ１４に配設されたアンバランス装置３２を用いて、以下において詳細に記載する。両方の土工ローラ１４、２４において当該アンバランス装置３２又は３４が設けられている場合、当該アンバランス装置は、互いに同じ構造を有し、同じように動作し得ることが指摘される。

【0026】

土工ローラ１４に配設されたアンバランス装置３２は、図示された例ではローラ回転軸Ｄ_１に一致するアンバランス回転軸Ｕの周りに回転するように駆動可能である少なくとも１つのアンバランス質量３６を含んでおり、アンバランス質量３６は、アンバランス回転軸Ｕに対して偏心の質量中心Ｍを有している。図２では、アンバランス質量３６は、アンバランス回転軸Ｕの周りの、以下において言及する２つの回転位置に位置決めされて示されていることが指摘される。さらに、例えば複数の当該アンバランス質量３６が、アンバランス回転軸Ｕの方向において連続して、ローラ内部空間１６内に配置されていてよいことが指摘される。

【0027】

アンバランス質量３６には、例えば同じくローラ内部空間１６に配置されたアンバランス電気駆動モータ３８が配設されている。アンバランス電気駆動モータ３８は、ソイルコンパクタ１０に設けられたバッテリ、燃料電池等から供給を受け、土工動作において、すなわち例えばアスファルト材料等を締固める際に、配設されたアンバランス質量３６を、アンバランス回転軸Ｕの周りに回転するように駆動することができる。この関連において、アンバランス電気駆動モータ３８が、例えばアンバランス回転軸Ｕの方向において連続して配置された複数のアンバランス質量３６を駆動するために設けられていてよいことが指摘される。代替的に、当該アンバランス質量３６が複数設けられている場合、各アンバランス質量３６に割り当てられた、アンバランス質量３６を駆動する別個のアンバランス電気駆動モータ３８が設けられていてもよいであろう。アンバランス電気駆動モータ３８は、好ましくは三相電動機であり、インバータの制御下にあり、目標回転数又は目標トルクで回転するために、インバータを用いて、それぞれ必要な電圧又はそれぞれ必要な電流が供給される。

【0028】

土工機械１０が動作している間、アンバランス装置３２がアクティブ化された、つまり動作している場合、アンバランス電気駆動モータ３８は、アンバランス質量３６を、アンバランス回転軸Ｕの周りに、毎分数千回転で回転するように駆動する。これによって、ローラ回転軸Ｄ_１に対して概ね直交する力が、土工ローラ１４に作用し、土工ローラ１４は、周期的な振動運動を行う。

【0029】

アンバランス装置３２の動作が終了すべき場合、つまり、アンバランス装置３２が非アクティブ化されるべき場合、まず例えばアンバランス制動段階における非アクティブ化の開始と共に、アンバランス回転軸Ｕの周りでのアンバランス質量３６の回転数が減少させられる。このために、例えばアンバランス電気駆動モータ３８は、発電機として動作可能であり、これによって、アンバランス質量３６の減少する運動エネルギーから電気エネルギーが得られ、電気エネルギーが、エネルギー貯蔵装置、つまり例えば土工機械１０に設けられたバッテリに貯蔵される。代替的に、アンバランス電気駆動モータ３８は、制動モードで動作することも可能であり、制動モードでは、アンバランス電気駆動モータ３８の給電によって、アンバランス質量３６の回転に抵抗する制動トルクが生成される。基本的に、アンバランス制動段階の異なる部分段階においても、アンバランス電気駆動モータ３８は、発電モード又は制動モードで動作し得る。アンバランス制動段階を可能な限り短く保つために、アンバランス制動段階では、アンバランス電気駆動モータ３８は、目標回転数として、ゼロの領域の回転数が到達されるべきであるというさらなる要求のもとで、例えば可能な限り最大の制動トルクを生成するために制御され得る。

【0030】

アンバランス制動段階の終了時、すなわち移行回転数がゼロの領域に到達する際、アンバランス質量３６は、基本的には知られていない変位位置にある。アンバランス質量３６又はその質量中心は、図２において下側に示した静止位置にあってよく、当該静止位置では、アンバランス質量３６の質量中心Ｍは、概ね垂直に、ローラ回転軸Ｄ_１の下に位置決めされている。しかしながら、一般的に、アンバランス質量３６は、アンバランス制動段階の終了時に、静止位置には一致しない変位位置に位置決めされているであろうし、アンバランス電気駆動モータ３８の制御を継続する場合、アンバランス質量３６の目標回転数がゼロであるべきだという要求のもとで、当該変位位置に保持されるであろう。

【0031】

アンバランス質量３６がアンバランス電気駆動モータ３８によって回転するように駆動される場合、例えばアンバランス電気駆動モータ３８の制御から、又は、速度センサによって供給されて、一般的に、アンバランス質量３６又はアンバランス電気駆動モータ３８の現在の回転数に関する情報が存在する。動作回転数から低下したアンバランス質量３６の回転数が、例えばゼロの領域の、アンバランス制動段階に関して設定された目標回転数に一致し得る移行回転数に到達する場合、又は、アンバランス制動段階の開始後、アンバランス質量３６が、静止位置に一致しない変位位置において静止に至ることを確実にする、十分に長い時間が経過した場合、例えばアンバランス電気駆動モータ３８及び配設された制御ユニットを含むアンバランス駆動システム４０は、アンバランス質量３６の振動及び揺動を回避するために、アンバランス質量戻り段階に移行する。このような状態において、まずアンバランス質量３６が変位位置に保持されている場合に、アンバランス電気駆動モータ３８が完全に非アクティブ化される、つまり非通電になるならば、アンバランス質量は、アンバランス回転軸Ｕの周りで揺動運動を実施するであろう。すなわち、アンバランス質量は、もはや円運動の上死点を越えては移動しない。当該揺動運動は、図２において下側に示した、アンバランス質量３６の質量中心Ｍが垂線Ｖの方向、すなわち重力の方向において直接、すなわち垂直にアンバランス回転軸Ｕの下に位置している位置にアンバランス質量３６が着くまで、振幅を減少させながら継続するであろう。アンバランス装置３２が非アクティブ化されている場合、又は、アンバランス駆動システム４０が非アクティブ化されている場合でも、アンバランス質量３６は、このアンバランス質量３６の静止位置に対応する位置にあるか、又は、当該位置に留まる。

【0032】

この土工機械１０における感知可能な振動をもたらすアンバランス質量３６の揺動運動を回避するために、アンバランス電気駆動モータ３８は、アンバランス質量戻り段階に移行する際に、アンバランス電気駆動モータ３８が規定の保持トルクを生成するように給電される。保持トルクは、基本的に、アンバランス制動段階において生成される、又は、生成可能な最大の制動トルクよりも小さく、例えば、基本的に、保持トルクがアンバランス電気駆動モータ３８によって生成される場合に、アンバランス質量３６が、静止位置から変位した変位位置に位置したままであるか、又は、保持され得るように規定されている。このために、例えば、保持トルクとして、変位位置が静止位置に関して９０°の基準変位角を有する場合にも、アンバランス質量３６が静止位置への方向に移動しない大きさであるトルクが生成される、と規定してよい。当該変位位置において、アンバランス質量３６は、その質量中心Ｍが、アンバランス回転軸Ｕに交差する水平線Ｈ上にあるように位置決めされている。これは、重力場におけるアンバランス回転軸Ｕと質量中心Ｍとの間の最大有効てこ（maximalen effektiven Hebels）Ｅに基づいて、アンバランス質量３６が、最大の、かつ、保持トルクに抵抗する、又は、対応するトルクを生成する状態である。

【0033】

アンバランス電気駆動モータ３８が、アンバランス質量戻り段階の開始時に、このような保持トルクを生成する場合、アンバランス質量はまず変位位置に留まるであろう。この状態から出発して、アンバランス質量戻り段階において、アンバランス電気駆動モータ３８によって生成されるトルクは、保持トルクから徐々に低下させられる。これは、アンバランス電気駆動モータ３８によって誘導される電流の低下によって行われる。例えば直線的に低下するトルク又は電流に基づいて、アンバランス質量３６は、さしあたり位置している変位位置から、徐々に下に向かって、静止位置の方向に移動し、アンバランス電気駆動モータ３８によって生成されるトルクがゼロの値にまで低下した場合、アンバランス質量３６は静止位置にあるであろう。

【0034】

アンバランス電気駆動モータ３８によって供給されるトルクを、保持トルクからゼロの値にまで低下させる際、アンバランス質量３６は、揺動運動を生じずに、徐々に、かつ、概ね連続的に、静止位置に戻されるので、オーバーシュート、又は、静止位置を超える移動は概ね生じない。つまり、アンバランス質量３６は、土工機械１０で感知可能な揺動運動を生じずに、静止位置に戻される。この状態に達した場合、アンバランス駆動システム４０の動作は停止するか、又は、アンバランス電気駆動モータ３８には、もはや電圧は印加されないので、アンバランス電気駆動モータは通電しておらず、アンバランス質量３６に作用するトルクも生成しない。アンバランス質量３６は、重力によってその静止位置に留まり、静止位置では、アンバランス質量３６又はその質量中心Ｍは、ポテンシャルエネルギーが最小である位置にある。

【0035】

本発明に係る土工ローラ１４又は２４の態様では、アンバランス質量３６の静止位置への移行が、土工機械１０が、重力場において水平に方向付けられた地面の上に停止しているのか、又は、傾斜した地面の上に停止しているのかとは無関係に行われ得ると特に有利である。アンバランス質量３６は、静止位置において、アンバランス電気駆動モータ３８が非アクティブ化されている場合に、つねにポテンシャルエネルギーが最小の状態にあり、当該状態においては、その質量中心Ｍは、垂直に、すなわち重力の方向においてアンバランス回転軸Ｕの下に位置している。土工機械１０が位置している地面の傾斜に関する情報を提供するために、センサ系は不要である。

【0036】

最後に指摘しておくべきことに、本発明に従って構成された土工ローラ１４、２４、又は、当該土工ローラを動作させるための方法において、アンバランス電気駆動モータ３８によって生成されるべき保持トルクは、例えば図２に示した、アンバランス質量３６によって生成されるトルクが最大である状態においてアンバランス質量３６を保持するために必要な保持トルクよりも小さくてよい。これによって、アンバランス質量戻り段階の時間を短縮することができる。基本的に、アンバランス質量戻り段階の長さは、例えばトルクの直線的な低下からは外れて、保持トルクを始点として、まずアンバランス質量戻り段階の開始時に、トルク又はアンバランス電気駆動モータ３８によって誘導される電流を、アンバランス質量戻り段階の終了時よりも速く低下させることによっても短縮することができる。基本的に、アンバランス質量戻り段階内には、一時的に、アンバランス質量３６を静止位置により速く接近させるために、一時的に、アンバランス電気駆動モータ３８によって供給されるトルクがゼロ又はゼロの領域の値にまで低下させられる段階もあり得る。

【0037】

さらに指摘しておくべきことに、アンバランス質量戻り段階の開始時における保持トルクは、アンバランス回転軸Ｕの周りで、アンバランス質量３６が静止位置に落下しないこと、又は、静止位置への方向において加速することを確実にする方向において生成される。従って、図２に示された変位位置にアンバランス質量３６を位置決めする際、保持トルクは時計回りの方向に生成される。アンバランス質量３６が、図２においてアンバランス回転軸Ｕの右に位置しているのであれば、保持トルクは、反時計回りに生成されるであろう。

【0038】

最後に指摘しておくべきことに、本発明の原理は、振動運動を生じさせるために設けられたアンバランス装置にだけではなく、例えば２つのアンバランス質量が、ローラ回転軸に対してずらされた、平行なアンバランス回転軸を有して、例えばローラ回転軸に関して互いに直径上で向かい合うように配置されているアンバランス装置にも適用され得る。このようなローラ回転軸に対して偏心のアンバランス回転軸の場合も、１つ又は複数のアンバランス電気駆動モータがアクティブでない場合、アンバランス質量は、ポテンシャルエネルギーが最小の状態において位置決めされる。このような配置の場合にも、アンバランス質量の揺動運動を回避するために、上述した方法を用いることができる。
［付記項１］
土工機械、特にソイルコンパクタのための土工ローラであって、ローラ回転軸（Ｄ _１ 、Ｄ _２ ）の方向に長い、ローラ内部空間（１６、２８）を包囲するローラシェル（１８、２６）と、少なくとも部分的に前記ローラ内部空間（１６、２８）に配置されたアンバランス装置（３２、３４）と、を含んでおり、前記アンバランス装置（３２、３４）は、アンバランス回転軸（Ｕ）に対して偏心の質量中心（Ｍ）を有する、前記アンバランス回転軸（Ｕ）の周りに回転可能な少なくとも１つのアンバランス質量（３６）と、前記アンバランス回転軸（Ｕ）の周りに回転するように、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）を駆動させるための、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータ（３８）を有するアンバランス駆動システム（４０）と、を含んでおり、前記アンバランス装置（３２、３４）が非アクティブ化された場合、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）は、概ね静止位置にあり、前記アンバランス駆動システム（４０）は、アンバランス質量戻り段階において前記アンバランス装置（３２、３４）を非アクティブ化する際、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）が静止位置に移動するように動作させるように構成されている土工ローラ。
［付記項２］
前記アンバランス駆動システム（４０）が、アンバランス質量戻り段階において、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）を、変位位置から前記静止位置に移動させるように構成されていることを特徴とする、付記項１に記載の土工ローラ。
［付記項３］
前記静止位置では、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）の質量中心（Ｍ）が、垂直方向において、概ね垂直に、前記アンバランス回転軸（Ｕ）の下に位置していること、及び、前記変位位置では、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）の質量中心（Ｍ）は、変位角を有して、静止位置から変位していることを特徴とする、付記項２に記載の土工ローラ。
［付記項４］
前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス装置（３２、３４）の非アクティブ化に際して、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていることを特徴とする、付記項１から３のいずれか一項に記載の土工ローラ。
［付記項５］
前記アンバランス駆動システム（４０）が、保持トルクを生成するために、保持電流が少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を通るように誘導するように構成されていることを特徴とする、付記項４に記載の土工ローラ。
［付記項６］
前記アンバランス駆動システム（４０）が、前記アンバランス質量戻り段階に先行するアンバランス制動段階において、前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）の回転数を動作回転数から低下させるために、制動トルクを生成するために動作させるように構成されていることを特徴とする、付記項１から５のいずれか一項に記載の土工ローラ。
［付記項７］
前記制動トルクが、保持トルクよりも大きいことを特徴とする、付記項４を引用する場合の付記項６に記載の土工ローラ。
［付記項８］
前記アンバランス駆動システム（４０）が、移行回転数に到達した場合、又は／及び、アンバランス制動段階の開始後、所定の制動時間が経過した場合に、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を、保持トルクを生成するために動作させるように構成されていることを特徴とする、付記項４を引用する場合の、付記項６又は７に記載の土工ローラ。
［付記項９］
前記移行回転数が、ゼロであることを特徴とする、付記項８に記載の土工ローラ。
［付記項１０］
保持トルクが、少なくとも１つの前記アンバランス質量によって、少なくとも１つの前記アンバランス質量の位置決めの際に基準変位角において生成されるトルクに一致していることを特徴とする、付記項４から９のいずれか一項に記載の土工ローラ。
［付記項１１］
基準変位角が、前記静止位置に関して９０°の範囲にあることを特徴とする、付記項３を引用する場合の付記項１０に記載の土工ローラ。
［付記項１２］
前記アンバランス駆動システム（４０）が、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）が変位位置に位置決めされた場合、少なくとも１つの前記アンバランス質量（３６）を前記変位位置から前記静止位置に移動させるために、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって生成されるトルクを保持トルクから低下させるために、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）を動作させるように構成されていることを特徴とする、付記項２を引用する場合の、付記項４から９のいずれか一項に記載の土工ローラ。
［付記項１３］
前記アンバランス駆動システム（４０）が、少なくとも１つの前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって生成されるトルクを低下させるために、前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって誘導される電流を保持電流から低下させるように構成されていることを特徴とする、付記項５を引用する場合の付記項１２に記載の土工ローラ。
［付記項１４］
少なくとも１つのアンバランス質量、好ましくは前記アンバランス質量それぞれのアンバランス回転軸（Ｕ）が、ローラ回転軸（Ｄ _１ 、Ｄ _２ ）に一致すること、又は／及び、少なくとも１つのアンバランス質量（３６）、好ましくは前記アンバランス質量それぞれのアンバランス回転軸（Ｕ）が、前記ローラ回転軸（Ｄ _１ 、Ｄ _２ ）に対してずらされて、平行に配置されていることを特徴とする、付記項１から１３のいずれか一項に記載の土工ローラ。
［付記項１５］
付記項１から１４のいずれか一項に記載の土工ローラ（１４、２４）を少なくとも１つ含んでいる土工機械、好ましくはソイルコンパクタ。
［付記項１６］
好ましくは付記項１５に記載の土工機械（１０）内の、付記項１から１４のいずれか一項に記載の土工ローラ（１４、２４）を動作させるための方法であって、
ａ）アンバランス装置（３２、３４）を非アクティブ化する際に、アンバランス制動段階における少なくとも１つのアンバランス質量（３６）の回転数を、動作回転数から低下させるステップと、
ｂ）アンバランス制動段階に続くアンバランス質量戻り段階において、少なくとも１つのアンバランス電気駆動モータ（３８）によって保持トルクを生成し、少なくとも１つのアンバランス質量（３６）を静止位置に移動させるために、前記アンバランス電気駆動モータ（３８）によって生成されたトルクを、保持トルクから減少させるステップと、
を含んでいる方法。

【符号の説明】

【0039】

１０ 土工機械
１２ 車両後部
１４、２４ 土工ローラ
１６、２８ ローラ内部空間
１８、２６ ローラシェル
２０ 関節連結領域
２２ 車両前部
３０ 運転台
３２、３４ アンバランス装置
３６ アンバランス質量
３８ アンバランス電気駆動モータ
４０ アンバランス駆動システム
Ｄ_１、Ｄ_２ ローラ回転軸
Ｅ 最大有効てこ
Ｈ 水平線
Ｍ 質量中心
Ｕ アンバランス回転軸
Ｖ 垂線

【図1】

【図2】