DE202006020680U1 - Soil compaction system with position-related documentation of machine and compaction data - Google Patents
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Abstract
Bodenverdichtungssystem, mit
– einer Bodenverdichtungsvorrichtung (1), die eine von einem Antrieb (9) angetriebene Schwingungserregereinrichtung (7) und ein von der Schwingungserregereinrichtung (7) beaufschlagbares Bodenkontaktelement (6) aufweist; und mit
– einer Dokumentationsvorrichtung (2), die eine Positionserfassungseinrichtung (12) zum Erfassen einer aktuellen Position der Bodenverdichtungsvorrichtung (1) und zum Erzeugen von entsprechenden Positionsdaten aufweist;
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Dokumentationsvorrichtung (2) aufweist
– eine Prozessdatenerfassungseinrichtung (13) zum Erfassen von Prozessdaten des Verdichtungsprozesses; und
– eine Auswerteeinrichtung (15), mit der die Positionsdaten und die Prozessdaten einander zuordenbar und speicherbar sind; und dass
– die Prozessdaten ausgewählt sind aus der Gruppe:
– Zeitdaten;
– Maschinenleistungsdaten, insbesondere Antriebs- oder Schwingungserreger-bezogene Daten;
– Kursdaten;
– Orientierungsdaten, bezogen auf die Bodenverdichtungsvorrichtung (1);
– Verdichtungsdaten;
– Reaktionsdaten der Bodenverdichtungsvorrichtung (1).Soil compaction system, with
- A soil compacting device (1) having a driven by a drive (9) vibration exciter device (7) and one of the vibration exciter device (7) acted upon bottom contact element (6); and with
- a documentation device (2) having a position detection device (12) for detecting a current position of the soil compaction device (1) and for generating corresponding position data;
characterized in that
- The documentation device (2)
- A process data acquisition device (13) for detecting process data of the compression process; and
- An evaluation device (15), with which the position data and the process data can be assigned to each other and stored; and that
- the process data are selected from the group:
- time data;
- machine performance data, in particular drive or vibration exciter-related data;
- price data;
- Orientation data, based on the soil compacting device (1);
- compaction data;
- Reaction data of the soil compacting device (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Bodenverdichtungssystem nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a soil compaction system according to the preamble of claim 1.
Es sind Bodenverdichtungssysteme bekannt, bei denen eine Bodenverdichtungsvorrichtung, wie z. B. eine Vibrationsplatte oder eine Vibrationswalze, mit einer Dokumentationsvorrichtung ausgestattet ist, um während des Betriebs die aktuelle Position der Bodenverdichtungsvorrichtung zu erfassen.It are soil compaction systems known in which a soil compacting device, such as B. a vibrating plate or a vibrating roller, with a Documentation device is equipped to during the operation of the current position of the soil compacting device capture.
Aus
der
In
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Bodenverdichtungssysteme weiterzuentwickeln, so dass eine Überwachung der Verdichtungsqualität nicht nur während der Verdichtungsarbeit, sondern auch bei nachträglicher Auswertung möglich wird.Of the Invention is based on the object, the known soil compaction systems to further develop, allowing a monitoring of the compaction quality not only during the compaction work, but also with subsequent evaluation becomes possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Bodenverdichtungssystem mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention the task by a soil compaction system with the features of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of Invention are given in the dependent claims.
Demnach umfasst das erfindungsgemäße Bodenverdichtungssystem außer einer Bodenverdichtungsvorrichtung auch eine Dokumentationsvorrichtung, die – ähnlich wie beim Stand der Technik – eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer aktuellen Position der Bodenverdichtungsvorichtung und zum Erzeugen von entsprechenden Positionsdaten aufweist. Weiterhin umfasst die Dokumentationsvorrichtung erfindungsgemäß eine Prozessdatenerfassungseinrichtung zum Erfassen von Prozessdaten des Verdichtungsprozesses sowie eine Auswerteeinrichtung, mit der die Positionsdaten und die Prozessdaten einander zuordenbar und speicherbar sind.Therefore comprises the soil compaction system according to the invention besides a ground compaction device, also a documentation device, the - similar to the prior art - a Position detection device for detecting a current position the Bodenverdichtungsvorichtung and for generating the corresponding Has position data. Furthermore, the documentation device comprises According to the invention, a process data acquisition device for collecting process data of the compression process and a Evaluation device with which the position data and the process data are assignable to each other and storable.
Das bedeutet, das bei dem erfindungsgemäßen Bodenverdichtungssystem nicht nur die Positionsdaten, sondern auch die sich beim Verdichten ergebenden Prozessdaten speicherbar sind. Dabei werden die Prozessdaten den Positionsdaten derart zugeordnet, dass auch nachträglich für jede beliebige Position, die die Bodenverdichtungsvorrichtung während des Verdichtungsvorgangs eingenommen hat, die zugeordneten Prozessdaten auslesbar sind. Die Prozessdaten können dabei alle Arten von Daten sein, die den Arbeits- bzw. Verdichtungsprozess betreffen oder wiederspiegeln. Insbesondere erlauben die Prozessdaten Rückschlüsse auf die Intensität und Qualität der Verdichtungsarbeit, wie unten noch ausführlich erläutert wird.The means that in the soil compaction system according to the invention not only the position data, but also the compression resulting process data can be stored. In the process, the process data become assigned to the position data such that even later for any position that the soil compaction device during of the compaction process, the assigned process data are readable. The process data can be of any kind of data concerning the work or compaction process or reflect. In particular, the process data allow conclusions to be drawn on the intensity and quality of compaction work, as will be explained in detail below.
Damit hat einerseits der Bediener der Bodenverdichtungsvorrichtung schon während des Verdichtungsvorgangs die Möglichkeit, die Qualität seiner Verdichtungsarbeit zu überwachen und gegebenenfalls gezielt Nachverdichtungen von einzelnen Stellen des zu verdichtenden Bodens vorzunehmen. Andererseits aber kann der Vorgesetzte des Bedieners, z. B. auch der Bauunternehmer, jederzeit nachträglich den Verdichtungsvorgang nachvollziehen und die dabei erreichte Qualität überprüfen. Der Bauunternehmer gewinnt qualitätsbestimmende Daten, die er auch für den Nachweis der ordentlich durchgeführten Arbeiten benötigt. Bei einem eventuellen späteren Streit über Bauschäden kann er bei ordnungsgemäßer Datenlage dokumentieren, dass ihn kein Verschulden trifft. Dies kann erhebliche wirtschaftliche Vorteile bieten. Insgesamt erlangt der Bauunternehmer die Möglichkeit, die Arbeitsqualität seiner Mitarbeiter zu überwachen und zu dokumentieren.In order to on the one hand, the operator of the soil compaction device already during the compression process the possibility to monitor the quality of his compaction work and, where appropriate, targeted recompression of individual sites make the soil to be compacted. On the other hand, though the manager of the operator, z. B. also the contractor, at any time retroactively follow the compression process and check the quality achieved. The contractor wins quality-determining data, he also for the proof of properly performed work needed. In a possible later dispute over Building damage he can with proper Document data that he is not at fault. This can provide significant economic benefits. Total achieved the contractor the possibility of quality of work monitor and document his employees.
Vorzugsweise umfassen die Positionsdaten die Daten einer Position der Bodenverdichtungsvorrichtung in der Horizontalen. Zusätzlich kann es zweckmäßig sein, auch die Position der Bodenverdichtungsvorrichtung in der Vertikalen zu erfassen.Preferably The position data includes the data of a position of the soil compaction device in the horizontal. In addition, it may be appropriate be, also the position of the soil compacting device in the To capture vertical.
Dabei können die Positionsdaten je nach geforderter Präzision in Form von rela tiven und/oder absoluten Ortskoordinaten erfassbar sein. Zur Erfassung von relativen Ortskoordinaten sind vorzugsweise im Bereich des Arbeitsgebietes Fixpunkte zu setzen, auf die sich die Relativposition der Bodenverdichtungsvorrichtung beziehen soll. Die Relativposition kann dann – bezogen auf die jeweiligen Fixpunkte – z. B. mit Hilfe von Lasersteuerungssystemen ermittelt werden. Als absolute Ortskoordinaten gelten z. B. die Erdkoordinaten (Längen- und Breitengrade), die mit Hilfe von GPS-Systemen o. Ä. bereitgestellt werden können.there can the position data depending on the required precision in the form of rela tive and / or absolute location coordinates detectable be. For detecting relative location coordinates are preferred to set fixed points in the area of the working area to which should relate the relative position of the soil compaction device. The relative position can then - based on the respective Fixed points - z. B. with the aid of laser control systems be determined. As absolute location coordinates z. B. the Earth coordinates (latitude and longitude), with the help of from GPS systems or similar can be provided.
Ein Relativ-Koordinatensystem kann auch etabliert werden, ohne weitere Fixpunkte zu setzen. Z. B. kann ausgehend von dem Positionserfassungssystem ein Koordinatensystem willkürlich gewählt werden. Alle Koordinaten werden dann relativ zu diesem Koordinatensystem angegeben.A relative coordinate system can also be established without setting more fixpoints. For example, starting from the position detection system, a coordinate system can be arbitrarily selected. All coordinates are then given relative to this coordinate system.
Die Prozessdaten können vorzugsweise unterschiedlicher Natur sein. Dazu gehören Zeitdaten, Maschinenleistungsdaten, nämlich insbesondere Antriebs- oder Schwingungserreger-bezogene Daten, Kursdaten, auf die Bodenverdichtungsvorrichtung bezogene Orientierungsdaten, Verdichtungsdaten oder Reaktionsdaten der Bodenverdichtungsvorrichtung. Vorzugsweise werden für jede Position der Bodenverdichtungsvorrichtung mehrere Prozessdaten erfasst und gespeichert, um eine ausreichende Informationsbreite zu erreichen, mit der auch später noch die Qualität der Verdichtungsarbeit beurteilt werden kann. Grundsätzlich genügt es aber auch, wenn nur ein Typ von Prozessdaten positionsgebunden gespeichert wird.The Process data may preferably be different in nature be. These include time data, machine performance data, namely in particular drive or vibration-related Data, heading data, related to the soil compaction device Orientation data, compaction data or reaction data of the soil compaction device. Preferably, for each position of the soil compacting device multiple process data is captured and stored to a sufficient extent Information width to reach, with the later still the Quality of compaction work can be assessed. Basically, it is sufficient if only one Type of process data is stored position-bound.
Vorzugsweise sind die Prozessdaten durch die Prozessdatenerfassungseinrichtung wenigstens teilweise unter Nutzung der Positionsdaten generierbar. Wie später noch dargelegt wird, können als Prozessdaten z. B. der Bewegungsweg oder die Geschwindigkeit der Bodenverdichtungsvorrichtung über Grund genutzt werden. Die dafür notwendigen Informationen lassen sich sehr leicht aus den Positionsdaten herleiten. Der Bewegungsweg der Bodenverdichtungsvorrichtung z. B. entspricht einer Aneinanderreihung der jeweiligen Positionsdaten. Die Geschwindigkeit der Bodenverdichtungsvorrichtung lässt sich in einfacher Weise aus der Änderung der Position der Bodenverdichtungsvorrichtung über die Zeit ermitteln.Preferably are the process data by the process data acquisition device at least partially generated using the position data. As will be explained later, as process data z. B. the path of movement or the speed of the soil compaction device over Reason to be used. The necessary information can be derived very easily from the position data. The path of movement the soil compacting device z. B. corresponds to a juxtaposition the respective position data. The speed of the soil compaction device is low in a simple way from changing the position of the Determine soil compacting device over time.
Die Zeitdaten sind vorteilhafterweise in Form von absoluten Zeitinformationen (Uhrzeit, Datum) oder in Form von relativen Zeitinformationen (z. B. bezogen auf den Beginn des Verdichtungsvorgangs) erfassbar. Die Erfassung von absoluten Zeitinformationen in Verbindung mit einer justiziablen, also dauerhaften und unveränderbaren Speicherung der Daten erlaubt es, die Daten auch als Beweismittel für einen Rechtsstreit wegen Bauschadenshaftung zu verwenden.The Time data is advantageously in the form of absolute time information (Time, date) or in the form of relative time information (eg. B. based on the beginning of the compression process) detectable. The Acquisition of absolute time information in connection with a legal, ie permanent and unchangeable storage The data also allows the data to be used as evidence of to use a legal dispute because of damage liability.
Als Maschinenleistungsdaten eignen sich vorzugsweise die Drehzahl und/oder Leistung eines zu dem Antrieb gehörenden Motors, die Drehzahl und/oder Leistung der Schwingungserregereinrichtung oder die Frequenz und/oder Amplitude einer von der Schwingungserregereinrichtung erzeugten Schwingung. Anhand dieser Daten lässt sich ermitteln, welche Energie jeweils in den Boden eingebracht wird. Da erfindungsgemäß diese Daten zusammen mit den Positionsdaten gespeichert werden können, lässt sich jederzeit rückschauend ermitteln, welche Verdichtungsenergie an welcher Stelle des Bodens eingeleitet wurde.When Machine performance data are preferably the speed and / or Power of a motor belonging to the drive, the speed and / or Power of the vibrator or the frequency and / or Amplitude of a vibration generated by the vibration exciter device. These data can be used to determine which energy each introduced into the soil. Since according to the invention this Data can be stored together with the position data, can be determined at any time in retrospect, which Compression energy was initiated at which point of the soil.
Als Kursdaten eignen sich der Bewegungsweg (Kurs) oder die Geschwindigkeit der Bodenverdichtungsvorrichtung über Grund. Weiterhin kann die Lenkbewegung der Bodenverdichtungsvorrichtung – entweder bezogen auf ein absolutes Erd-Inertialsystem (Kreisel-Kompass) oder in Form einer Relativbewegung – erfasst werden. Ebenso kann die Gierbewegung um die Hochachse der Bodenverdichtungsvorrichtung erfasst werden. Sofern als Prozessdaten die Daten zum Bewegungsweg in der Auswerteeinrichtung gespeichert werden sollen, ist es sehr zweckmäßig, darüber hinaus zusätzlich weitere Prozessdaten zu speichern, da die Bewegungsweg-Daten allein nur bedingt Auskunft über die Qualität eines Verdichtungsprozesses geben können. Insbesondere sagen die Angaben über den Bewegungsweg der Bodenverdichtungsvorrichtung nichts darüber aus, wie lange eine jeweilige Stelle verdichtet worden ist bzw. welche Verdichtungsenergie an der Stelle in den Boden eingeleitet wurde.When Course data is the path of movement (course) or speed the soil compaction device over ground. Farther can the steering movement of the soil compacting device - either based on an absolute earth inertial system (gyro compass) or in the form of a relative movement - be detected. As well can the yawing motion about the vertical axis of the soil compacting device be recorded. Provided that the data for the movement path is used as process data stored in the evaluation device, it is very useful In addition, additional process data save because the Bewegungsweg data only limited information about the quality of a compaction process. In particular, the information about the path of movement of the soil compaction device nothing about how long a given place compacts or what compaction energy at the point in the soil was initiated.
Die als Prozessdaten interessanten Orientierungsdaten können z. B. die Ausrichtung (Heading) der Bodenverdichtungsvorrichtung oder der Vorhalt der Bodenverdichtungsvorrichtung, nämlich eine Abweichung von Ausrichtung und tatsächlichem Kurs der Bodenverdichtungsvorrichtung sein.The As orientation data interesting as process data z. B. the alignment (heading) of the soil compacting device or the Vorhalt the soil compacting device, namely a deviation from orientation and actual course of the Ground compaction device.
Die Erfassung der Ausrichtung bzw. des Vorhalts erlangt vor allem dann Bedeutung, wenn die Bodenverdichtungsvorrichtung eine Vibrationsplatte mit rechteckiger Bodenkontaktplatte ist. Bei einer Abweichung von Ausrichtung und Kurs steht die Bodenkontaktplatte schräg zur Fahrtrichtung der Vibrationsplat te, so dass der Boden im Bereich der quer zur Fahrtrichtung überstehenden Ecken der Bodenkontaktplatte nur durch eine relativ kleine Fläche der Bodenkontaktplatte und damit auch nur kurz überfahren wird. Dementsprechend wird in diesen Bereichen verhältnismäßig wenig Verdichtungsenergie in den Boden eingebracht. Bei entsprechender Dokumentation mit dem erfindungsgemäßen Bodenverdichtungssystem können derartige Probleme von dem Bediener frühzeitig erkannt werden, so dass er die dementsprechend zu wenig verdichteten Bereiche nachverdichten kann.The Detection of the orientation or the Vorhalts obtained above all Meaning, if the soil compacting device a vibrating plate with rectangular ground contact plate is. In case of a deviation from Alignment and course, the ground contact plate is inclined to the direction of travel of the vibrating plate, so that the ground in the area the transverse to the direction of travel protruding corners of the ground contact plate only by a relatively small area of the ground contact plate and thus only a short run over. Accordingly becomes proportionate in these areas little compression energy is introduced into the soil. With appropriate Documentation with the soil compaction system according to the invention Such problems can be prematurely detected by the operator be recognized so that he accordingly insufficiently compacted Can recompress areas.
Aufgrund der so ermittelten Prozessdaten kann dem Bediener z. B. die von ihm überfahrene Fläche auf einem Bildschirm graphisch in aufbereiteter Form dargestellt werden. Durch Einfärben der Fläche oder durch eine geeignete 3D-Darstellung kann der Bediener unmittelbar Informationen darüber erhalten, welcher Verdichtungsenergie-Betrag an welcher Stelle des Bodens eingebracht wurde. Je nach Einfärbung der Fläche oder Höhenlage der 3D-Darstellung wurde an der jeweiligen Stelle viel oder wenig Energie eingebracht bzw. der Boden stark oder nur gering verdichtet.Due to the process data thus determined, the operator z. B. the area traveled by him on a screen graphically presented in a processed form. By coloring the surface or by a suitable 3D representation, the operator can immediately obtain information about which amount of compaction energy has been introduced at which point of the soil. Depending on the coloration of the area or altitude of the 3D representation, much or little energy was introduced at the respective location or the ground was strong or only slightly compressed.
Die ebenfalls als Prozessdaten geltenden Verdichtungsdaten geben Auskunft über den Verdichtungszustand, insbesondere über die Änderung des Verdichtungszustands des Bodens. Als Verdichtungsdaten eignen sich vorzugsweise die im Betrieb zu messende Federsteifigkeit des Bodens, die Dämpfung der Verdichtungsbewegung, die Beschleunigung (auch: Änderung der Beschleunigung) des Bodenkontaktelements, die Änderung des Abstands zwischen Obermasse und Untermasse sowie die Änderung des Schwingungsverhaltens des Bodenkontaktelements. Es sind im Stand der Technik bereits zahlreiche Methoden beschrieben, mit denen das Verdichtungsergebnis, z. B. die mit zunehmender Verdichtung steigende Federsteifigkeit des Bodens, ermittelt werden kann. Auch das erfindungsgemäße Bodenverdichtungssystem ist in der Lage, unter Nutzung eines oder mehrerer dieser Verfahren bereits im Betrieb Informationen über den Verdichtungszustand des Bodens zu erlangen. Eine bewährte Methode ist dabei die Änderung des Schwingungs- bzw. Beschleunigungsverhaltens des Bodenkontaktelements. Auch die Änderung des Abstands zwischen Obermasse und Untermasse, also insbesondere die Änderung der Schwingungsamplitude des Bodenkontaktelements im Verhältnis zur Obermasse, lässt Rückschlüsse auf den Verdichtungszustand des Bodens zu.The Also compaction data, which are valid as process data, provide information the compression state, in particular on the change of Compaction state of the soil. As compaction data are suitable preferably the spring rigidity of the soil to be measured during operation, the damping of the compression movement, the acceleration (also: change of acceleration) of the ground contact element, the change in the distance between the upper mass and the lower mass and the change in the vibration behavior of the ground contact element. Numerous methods have already been described in the prior art, with which the compression result, z. As with increasing compaction increasing spring stiffness of the soil, can be determined. Also the soil compacting system according to the invention able to use one or more of these methods already in operation information about the compression state of the To gain ground. A proven method is the change the vibration or acceleration behavior of the ground contact element. Also the change of the distance between upper mass and lower mass, ie in particular the change in the oscillation amplitude of the ground contact element in relation to the upper mass leaves Conclusions about the compaction state of the soil to.
Als Reaktionsdaten der Bodenverdichtungsvorrichtung werden vorzugsweise Daten erfasst, die sich aus dem Verhalten der Bodenverdichtungsvorrichtung durch die Reaktionskräfte beim Verdichtungsvorgang ergeben. Zu den Reaktionsdaten gehören insbesondere die Bewegung einer den Antrieb aufweisenden Obermasse der Bodenverdichtungsvorrichtung, die Beschleunigung der Obermasse, die Neigung der Obermasse längs und/oder quer zu einer Fahrtrichtung der Bodenverdichtungsvorrichtung sowie die Nickbewegung von Obermasse oder Bodenkontaktelement bezüglich der Längs- und/oder Querachse der Bodenverdichtungsvorrichtung.When Reaction data of the soil compacting device is preferably Data collected, resulting from the behavior of the soil compacting device result from the reaction forces during the compression process. The reaction data include in particular the movement a drive having the upper mass of the soil compacting device, the acceleration of the upper mass, the inclination of the upper mass along and / or transverse to a direction of travel of the soil compacting device and the pitching motion of the upper mass or ground contact element with respect to the longitudinal and / or transverse axis of the soil compacting device.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erlaubt die Auswerteeinrichtung aufgrund einer festgestellten Änderung von auf die Vertikale bezogenen Positionsdaten Angaben über eine geänderte Schütthöhe, eine Verdichtung und/oder eine Setzwirkung des zu verdichtenden Bodens. Sofern die Bodenverdichtungsvorrichtung über frisch aufgeschüttetes Gut fährt, ändert sich ihre Höhenlage. Im Zuge der nachfolgenden Verdichtungswirkung senkt sich die Vertikalposition wieder ab, was durch die Auswerteeinrichtung erfasst und angezeigt werden kann.at a particularly advantageous embodiment of the invention allows the evaluation device due to a detected change of vertical positional information about an altered bed height, a compression and / or a setting effect of the soil to be compacted. If the soil compacting device over fresh heaped good moves, changes their altitude. In the course of the subsequent compaction effect the vertical position decreases again, which is due to the evaluation device can be detected and displayed.
Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Teil der Dokumentationsvorrichtung an oder in der Bodenverdichtungsvorrichtung vorgesehen. Dies betrifft insbesondere die Einrichtungen, die zur Erfassung der Positions- oder Prozessdaten erforderlich sind.advantageously, At least part of the documentation device is on or in provided the soil compacting device. This applies in particular the facilities used to collect the position or process data required are.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens ein Teil der Dokumentationsvorrichtung räumlich getrennt von der Bodenverdichtungsvorrichtung angeordnet ist. Dies betrifft insbesondere die Elemente der Dokumentationsvorrichtung, die nicht unmittelbar zum Erfassen der Positions- oder Prozessdaten genutzt werden müssen, z. B. die Auswerteeinrichtung, eine Speichereinrichtung oder eine Anzeige. Grundsätzlich werden die Einrichtungen der Dokumentationsvorrichtung unter Verwendung von elektronischen Schaltungen realisiert, die jedoch schwingungsempfindlich sind. Aufgrund der naturgemäß hohen Schwingungen im Bereich der Bodenverdichtungsvorrichtung ist es daher sehr vorteilhaft, wenn – soweit möglich – die Elemente der Dokumentationsvorrichtung an anderer Stelle, z. B. am Rand des zu verdichtenden Geländes, positionierbar sind. Die Datenübertragung kann dann über Kabel oder auch kabellos erfolgen.Especially it is advantageous if at least a part of the documentation device spatially separated from the soil compacting device is arranged. This applies in particular to the elements of the documentation device, not directly for capturing the position or process data must be used, for. B. the evaluation, a Storage device or a display. Basically the facilities of the documentation device using realized by electronic circuits, however, sensitive to vibration are. Due to the naturally high vibrations in the field of soil compacting device it is therefore very advantageous if - as far as possible - the elements the documentation device elsewhere, for. B. at the edge of to be compacted terrain, are positionable. The data transmission can then be done via cable or wireless.
Alternativ können aber auch sämtliche Bauelemente der Dokumentationsvorrichtung direkt auf der Bodenverdichtungsvorrichtung vorgesehen sein, so dass keine zusätzlichen Geräte außerhalb der Bodenverdichtungsvorrichtung aufgebaut und gehandhabt werden müssen. Dies kann insbesondere im rauhen Baustellenbetrieb Vorteile haben, wo teure elektronische Geräte schnell abhanden kommen könnten.alternative but also all components of the documentation device be provided directly on the soil compacting device, so that no additional devices outside the soil compacting device are constructed and handled have to. This can especially in rough construction site operation Have advantages where expensive electronic devices quickly lose could come.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung mit einer Speichereinrichtung verbindbar, in der die einander zugeordneten Positions- und Prozessdaten speicherbar sind.Preferably is the evaluation device connectable to a storage device, in the assigned position and process data storable are.
Die Speichereinrichtung kann vorteilhafterweise derart ausgestaltet werden, dass sie die in ihr gespeicherten Daten unverlierbar und unveränderbar speichert. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die während des Verdichtungsvorgangs entstehenden Daten unveränderlich gespeichert werden, damit die Speichereinrichtung auch in einem späteren Rechtsstreit, z. B. wegen Bauschadenshaftung, als Beweismittel zugelassen werden kann.The Storage device can advantageously be designed in such a way be that they are captive and the data stored in it immutable stores. This way you can be sure be that arising during the compression process Data is stored invariably to allow the storage device even in a later legal dispute, eg. B. because of damage liability, can be admitted as evidence.
Die Speichereinrichtung sollte von der Auswerteeinrichtung trennbar sein, um sie nach Abschluss der Verdichtungsarbeiten nachfolgend – z. B. im Büro des Bauleiters – auswerten zu können oder für spätere Dokumentationen aufzubewahren.The Storage device should be separable from the evaluation after completion of the compaction work - eg. B. in the office of the site manager - to evaluate or to be kept for later documentation.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung mit der Speichereinrichtung kabellos verbindbar. Es ist dementsprechend insgesamt von Vorteil, wenn die Speichereinrichtung von der Bodenverdichtungsvorrichtung räumlich trennbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation device can be connected to the storage device wirelessly. Accordingly, it is altogether advantageous if the storage device of the soil compacting device is spatially separable.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Auswerteeinrichtung eine Sollwertvorgabeeinrichtung für die Vorgabe von Prozessdaten auf. Durch die Auswerteeinrichtung ist dann ein sinnvoller Abgleich von Sollwerten und Istwerten der betreffenden Prozessdaten durchführbar. Die Auswerteeinrichtung kann auf diese Weise dem Bediener unmittelbar während der Verdichtungsarbeit anzeigen, ob die jeweils geforderten Sollwerte schon erreicht sind oder Korrekturen bzw. weitere Maßnahmen zur Bodenverdichtung erforderlich sind.at a further embodiment of the invention, the evaluation device a setpoint specification device for the specification of process data. By the evaluation is then a meaningful balance of Setpoints and actual values of the relevant process data can be carried out. The evaluation can in this way the operator immediately during the compaction work, indicate whether each required setpoints have already been reached or corrections or Further measures for soil compaction are required.
Vorzugsweise ist eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, auf der die Abweichungen von Sollwerten und Istwerten der Prozessdaten angezeigt werden können. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung mit einer Ausgabeeinrichtung verbindbar, über die die einander zugeordneten Positions- und Prozessdaten an eine getrennt von der Bodenverdichtungsvorrichtung vorgesehene Empfangseinrichtung ausgebbar sind. Durch diese Trennung ist es möglich, dass wenigstens ein Teil der Dokumentationsvorrichtung räumlich getrennt von der Bodenverdichtungsvorrichtung angeordnet ist.Preferably a display device is provided on which the deviations from Setpoints and actual values of the process data can be displayed. In a particularly advantageous embodiment of the invention the evaluation device connectable to an output device, via the assigned position and process data to a receiving device provided separately from the soil compacting device are dispensable. Due to this separation, it is possible that at least part of the documentation device spatially is arranged separately from the soil compacting device.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung mit der Ausgabeeinrichtung kabellos verbindbar.Preferably the evaluation device with the output device is wireless connectable.
Weiterhin kann an der Bodenverdichtungsvorrichtung eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sein, auf der wenigstens ein Teil der erfassten oder von der Auswerteeinrichtung erstellten Daten anzeigbar ist.Farther For example, a display device may be provided on the soil compacting device be provided on the at least part of the detected or from the evaluator created data is displayed.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bodenverdichtungsvorrichtung eine Vibrationsplatte ist, da sich bei Vibrationsplatten grundsätzlich der Verdichtungserfolg, wie z. B. auch der zurückgelegte Kurs, sehr viel schwieriger erfassen lässt, als z. B. bei einer Vibrationswalze.Especially It is advantageous if the soil compacting device is a vibrating plate is, as in vibration plates in principle, the compaction success, such as As well as the covered course, much more difficult can capture, as z. B. in a vibratory roller.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Es zeigen:These and other advantages and features of the invention will become apparent below using an example with the aid of the figures closer explained. Show it:
Das
Bodenverdichtungssystem weist eine als Bodenverdichtungsvorrichtung
dienende Vibrationsplatte
Die
Vibrationsplatte
Bestandteil
der Untermasse
Die
Schwingungserregereinrichtung
Die
Drehzahl des Antriebs
Die
Dokumentationsvorrichtung
Demnach
weist die Dokumentationsvorrichtung eine Positionserfassungseinrichtung
Als
Positionserfassungseinrichtung eignet sich z. B. ein auf der Vibrationsplatte
Alternativ – z.
B. bei erhöhten Genauigkeitsanforderungen – kann
auch ein lokal vorhandenes Positionsbestimmungssystem auf Laserbasis genutzt
werden, mit dem meist relative Positionsdaten, bezogen auf ein lokales
Koordinatensystem am Verdichtungsort, ermittelbar sind. Für
die Positionserfassungseinrichtung
Die Systeme sind meist ortsfest am Rande des Arbeitsfeldes aufgestellt. Die Positionsdaten können dann z. B. über Funk an ein auf dem Verdichtungsgerät angebrachtes Auswertesystem mitgeteilt werden bzw. dem räumlich getrennten Auswerte-/Dokumentationssystem übermittelt werden.The Systems are usually stationarily positioned at the edge of the working field. The position data can then z. B. via radio to an evaluation system installed on the compactor be communicated or the spatially separated evaluation / documentation system transmitted become.
Als
Positionsdaten müssen wenigstens Daten bezüglich
der Position der Bodenverdichtungsvorrichtung in der Horizontalen
ermittelt werden, also Informationen bezüglich der Längen-
und Breitengrade bzw. X- und Y-Koordinaten. Soweit erforderlich, können
auch zusätzliche Informationen bezüglich der Position
in der Vertikalen erfasst werden (Z-Koordinate). Hierzu ist es meist
erforderlich, ein Laser-Positionsbestimmungssystem vorzusehen, um
die Höhenlage der Bodenverdichtungsvorrichtung
Weiterer
Bestandteil der Dokumentationsvorrichtung
Die
Prozessdaten lassen sich in mehrere Obergruppen gruppieren, nämlich
Zeitdaten, Maschinenleistungsdaten, Kursdaten, Orientierungsdaten, Verdichtungsdaten
und Reaktionsdaten. Die einzelnen Gruppen werden nachfolgend erläutert:
Als
Zeitdaten sind insbesondere Zeitinformationen in absoluter oder
relativer Form geeignet. Dazu gehört die Uhrzeit (absolute
Zeit) oder der Zeitverlauf nach Beginn eines Verdichtungsvorgangs
(relative Zeit).The process data can be grouped into several supergroups, namely, time data, machine performance data, heading data, orientation data, compaction data, and reaction data. The individual groups are explained below:
In particular, time information in absolute or relative form is suitable as time data. This includes the time of day (absolute time) or the time course after the beginning of a compression process (relative time).
Als
weitere Prozessdaten können die Maschinenleistungsdaten
erfasst werden, also Daten, die den Antrieb
Die Maschinenleistungsdaten liefern einen ziemlich genauen Hinweise darauf, wieviel Verdichtungsenergie in den Boden eingebracht wird. Dabei ist davon auszugehen, dass die Verlustenergie (Wärme, Reibung, etc.) bereits im Vorfeld im Wesentlichen bekannt ist und von der vom Motor abgegebenen Energie abgezogen werden kann.The Machine performance data provide pretty accurate indications on how much compaction energy is introduced into the soil. It can be assumed that the loss energy (heat, Friction, etc.) is already known in advance and essentially can be subtracted from the energy emitted by the engine.
Als
besonders wichtige Prozessdaten gelten die Kursdaten. Hierzu gehören
der Bewegungsweg (Kurs) der Vibrationsplatte
Zur Bestimmung der Kursdaten ist es sehr hilfreich, wenn bei der Prozessdatenerfassung auch die parallel ermittelten Positionsdaten genutzt werden können. So ist es besonders einfach, den Kurs der Bodenverdichtungsvorrichtung anhand der Abfolge von Einzelpositionen zu ermitteln. Hierbei kann der Kurs entweder kontinuierlich oder getaktet mit bestimmten Zeitabständen (Zehntelsekunden, ganze Sekunden, mehrere Sekunden) erfasst werden.to Determining the course data, it is very helpful if in process data collection also the position data determined in parallel can be used. So it is very easy, the course of the soil compacting device based on the sequence of individual items. Here, the Course either continuous or timed at specific intervals (Tenth of a second, whole seconds, several seconds) are detected.
Die Geschwindigkeit der Bodenverdichtungsvorrichtung lässt sich ebenfalls sehr einfach aus der Änderung der ermittelten Positionsdaten, bezogen auf die verstrichene Zeit, errechnen.The speed of the soil compacting device can also be very easily from the change in the determined position data, be drew on the elapsed time, calculate.
Zum
Erfassen von Lenk- oder Gierbewegungen der Vibrationsplatte
Als
Prozessdaten können weiterhin die Orientierungsdaten genutzt
werden, wobei darunter die Orientierung der Bodenverdichtungsvorrichtung
zu verstehen ist. Dies betrifft insbesondere die Ausrichtung (Heading)
der Bodenverdichtungsvorrichtung oder den Vorhalt der Bodenverdichtungsvorrichtung, nämlich
eine Abweichung von Ausrichtung und Kurs. Insbesondere beim Querfahren
auf einem schrägem Gelände ist es bei der Vibrationsplatte
Von
besonderem Interesse können Prozessdaten sein, die die
Verdichtungsdaten umfassen. Hierzu gehören insbesondere
die jeweilige Federsteifigkeit beschreibenden Größen
wie Steife- und Schermodul des Bodens, die Dämpfung der
Verdichtungsbewegung, die Änderung des Schwingungsverhaltens
der Bodenkontaktplatte
Für
die Messung der Federsteifigkeit des Bodens sind im Stand der Technik
be reits verschiedene Systeme beschrieben worden, die im Wesentlichen auf
ein Erfassen der Bewegung des Bodenkontaktelements, also z. B. der
Bodenkontaktplatte
Ergänzend
hierzu kann es von Vorteil sein, wenn als Prozessdaten Reaktionsdaten
der Bodenverdichtungsvorrichtung genutzt werden, nämlich insbesondere
die oben bereits beschriebene Bewegung (Beschleunigung) der Obermasse
Mit
der Prozessdatenerfassungseinrichtung
Die
Dokumentationsvorrichtung
Zusätzlich zu den Positionsdaten sollten dabei stets auch die zu den Prozess daten gehörenden Zeitdaten gespeichert werden, um die erforderliche Eindeutigkeit herzustellen. So ist es z. B. üblich, dass eine Vibrationsplatte mehrfach das gleiche Gebiet überfährt, also mehrfach die gleiche Position einnimmt, so dass für identische Positionsdaten je nach Zeitpunkt unterschiedliche Prozessdaten vorliegen können. Um die Prozessdaten eindeutig zuordnen zu können, ist daher als weiteres Differenzierungskriterium die Speicherung der zugehörigen Zeitdaten erforderlich.additionally The position data should always include the process data associated time data are stored to the required uniqueness manufacture. So it is z. B. usual that a vibrating plate repeatedly crossed over the same area, so several times occupies the same position, allowing for identical positional data Depending on the time, different process data may be available. To be able to uniquely assign the process data is therefore as a further differentiation criterion the storage of the associated Time data required.
Bei
den in der Speichereinrichtung
Als
Prozessdaten sollten vorzugsweise stets die den jeweiligen Positionsdaten
zugeordneten Zeitdaten (t) gespeichert werden. Außerdem
ist es zweckmäßig, die Positionsdaten für
die Vertikale (Z-Koordinate) zu speichern, um den Verdichtungsfortschritt
zu dokumentieren. Ebenso können Maschinenleistungsdaten
(P) oder Maschinen- bzw. Erregerdrehzahlen (n) gespeichert werden.
Zudem können je nach Ausgestaltung beliebige andere oder weitere
Prozessdaten, wie oben genannt, in der Speichereinrichtung
Bei
der in
Mit
der Auswerteeinrichtung
Weiterhin
ist mit der Auswerteeinrichtung
Die
Speichereinrichtung
Wie
Es
ist auch denkbar, anstelle der Prozessdatenerfassungseinrichtung
Dabei
ist grundsätzlich anzustreben, so wenig elektronische Bauteile
wie möglich direkt an der stark schwingungsbehafteten Vibrationsplatte
Selbstverständlich
ist es aber auch möglich, die gesamte Dokumentationsvorrichtung
Für die Qualitätsüberwachung müssen Daten erfasst werden, die bei in-situ aber auch bei einer nachträglichen Auswertung Aussagen zum Arbeitsablauf erlauben. Wichtige qualitätsrelevante Informationen sind dabei die Schütthöhe einer zusätzlich zu verdichtenden Lage und die Verdichtungssetzung nach jedem Übergang, aber auch die Vortriebsgeschwindigkeit und die Ausrichtung der Sollvortriebsrichtung im Verhältnis zum tatsächlichen Bewegungsweg (Vorhalt). Bei längerfristigen Abweichungen kann dementsprechend auf eine seitliche Neigung des Untergrunds zum Bewegungsweg geschlossen werden. Die Daten können einen vierdimensionalen Raum (x, y, z, t) aufspannen, dem weitere Prozessdaten zugeordnet sein können.For the quality control must have data recorded in situ but also in a subsequent one Evaluation statements on the workflow allow. Important quality relevant Information is thereby the dumping height of a in addition to compacting position and the compaction after every transition, but also the propulsion speed and the orientation of the Sollvortriebsrichtung in proportion to the actual movement path (Vorhalt). For longer term Deviations can accordingly on a lateral inclination of the Underground to be closed to the movement path. The data can span a four-dimensional space (x, y, z, t), the others Process data can be assigned.
Auf die Verdichtungswirkung können verschiedene Maschinenparameter Einfluss nehmen, die bei Bedarf als Prozessdaten gespeichert werden können. Fällt z. B. die Motor- oder Erregerdrehzahl stark ab, geht zwangsläufig auch die Verdichtungsarbeit stark zurück. Wird eine hohe Motorleistung benötigt, kann dementsprechend viel Energie in den Boden eingetragen werden. Dies kann auf einen noch lockeren oder bindigen Boden schließen lassen. Wenn die Motorleistung stark schwankt, ist zu vermuten, dass das zu verdichtende Material stark inhomogen ist. Häufige oder starke Drehbewegungen um die Hochachse (Gierbewegungen) deuten auf Bodeninhomogenitäten oder Unebenheiten hin.On the compaction effect can be different machine parameters Influence that can be stored as process data if required. Falls z. B. the engine or exciter speed from strong, is inevitably also the compression work back strongly. If a high engine power is required, can accordingly a lot of energy is entered into the soil. This can be on one let loose or cohesive soil close. If the engine power fluctuates strongly, it is to be assumed that the to be compacted Material is highly inhomogeneous. Frequent or strong rotational movements around the vertical axis (yaw movements) indicate soil inhomogeneities or bumps.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wurde das erfindungsgemäße Bodenverdichtungssystem anhand einer Vibrationsplatte erläutert. Selbstverständlich kann anstelle einer Vibrationsplatte auch eine Verdichtungswalze – gegebenenfalls auch mit Schwingungserreger – verwendet werden, deren Positions- und Prozessdaten in analoger Form verarbeitet werden.at The above embodiment has been the invention Soil compaction system explained with reference to a vibrating plate. Of course, instead of a vibrating plate also a compaction roller - possibly also with vibration exciter - used whose position and process data are processed in analogue form become.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Representative=s name: MUELLER - HOFFMANN & PARTNER PATENTANWAELTE, DE Representative=s name: MUELLER - HOFFMANN & PARTNER PATENTANWAELTE, 81667 |
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Owner name: WACKER NEUSON PRODUKTION GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: WACKER NEUSON SE, 80809 MUENCHEN, DE Effective date: 20111017 |
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Representative=s name: MUELLER HOFFMANN & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE Effective date: 20111017 Representative=s name: MUELLER - HOFFMANN & PARTNER PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20111017 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20130104 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20141104 |
|
| R071 | Expiry of right |