CN110172893A - 具有用于摊铺熨平板电加热装置的功率调节器的路面整修机 - Google Patents

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Abstract

路面整修机(1)包括牵引车辆(3)和在摊铺行进方向(F)上拖在牵引车辆(3)后面的用于压实摊铺物料的摊铺熨平板(9)，所述牵引车辆(3)包括在摊铺行进方向(F)上在前部的用于接收摊铺物料的物料料斗(5)。在牵引车辆(3)上设置有用于提供电功率的发电机(G)。多个电加热装置(15)设置在摊铺熨平板(9)上用于电加热摊铺熨平板(9)。路面整修机(1)包括具有线路网络(25)的功率分配布置(23)，所述功率分配布置(23)配置成向电加热装置(15)供应由发电机(G)提供的电功率。功率分配布置(23)包括设置在摊铺熨平板(9)上的多个功率调节器(27)，并且每个功率调节器(27)与一个电加热装置(15)相关联。

Description

具有用于摊铺熨平板电加热装置的功率调节器的路面整修机
技术领域
本发明涉及一种具有摊铺熨平板的电加热的路面整修机。
背景技术
已知的路面整修机包括用于接收摊铺物料的物料料斗，该物料料斗相对于摊铺行进方向位于路面整修机牵引车辆的前部。在摊铺期间，摊铺物料经由合适的纵向输送装置从物料料斗输送到路面整修机的后部部分。在那里，使用螺旋布料器横向于摊铺行进方向分布该摊铺物料，并且因此将摊铺材料均匀地供给到被牵引车辆拖在后面的摊铺熨平板，用于压实摊铺物料。已知摊铺熨平板的作业部件(诸如夯杆、整平板和/或压杆)被电加热或用气体加热，以防止热的摊铺物料粘附到作业部件上。在电加热的情况下，电阻加热元件分布在摊铺熨平板中，并通过设置在牵引车辆上的三相发电机对电阻加热元件供应三相电流。
EP 1 036 883B1发现摊铺熨平板的电加热元件在全功率下持久运行在不利的作业条件下会对三相发电机施加重负载，并且还会能量效率低。为了解决这些问题，建议摊铺熨平板的电加热元件应循环切换。从设置在牵引车辆上的三相发电机，供电线路通向集成在摊铺熨平板的两个熨平板半部(左侧熨平板半部和右侧熨平板半部)上的电加热元件。在摊铺熨平板外的供电线路中设置接触器。通过在三相发电机的绕组中使用与温度相关的电阻器来监视三相发电机的温度。如果发电机的温度超过某阈值，则摊铺熨平板的加热元件的运行操作切换到计时运行。这意味着例如左侧熨平板半部的加热元件被关闭一段预定的时间，例如30秒，只有右侧熨平板半部的加热元件保持接通状态。当经过预定时间时，关闭右侧熨平板半部的加热元件，并再次接通左侧熨平板半部的加热元件。这会一直重复，允许三相发电机再次冷却。尽管这样的系统可以保护发电机免于过热，但是可实现的能量效率仍然有提高的空间。
EP 1 295 990B2公开了一种路面整修机，其具有摊铺熨平板，该摊铺熨平板具有基础熨平板部分和设置在其两侧上的延伸部分以增加摊铺宽度。摊铺熨平板分为四个部段，其中两个部段位于基础熨平板上，并且另两个部段中的每个位于这两个延伸部分中的一个上。在每个部段中设置四个电阻加热元件，以加热相应的熨平板部段。加热元件经由设置在摊铺熨平板外部的继电器开关连接到路面整修机的发电机，用于能量供应，其中公共继电器开关连接在两个相邻加热元件的上游。利用控制装置，如果在部段处测得的温度低于第一阈值，则闭合对应于该部段的加热元件的继电器开关以给加热元件供电。如果测得的温度超过较高的第二阈值，则再次断开相关联的继电器开关以中断该部段的加热。这是为了将熨平板部段保持在合适的温度窗口内。该系统的一个显著缺点是电缆布线工作量大。此外，其能量效率仍然可以提高。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有熨平板电加热装置的路面整修机，其在电缆布线工作量和能量效率方面得到改进。
该目的通过权利要求1的主题实现。从属权利要求指出本发明的有利实施例。
根据本发明的路面整修机包括牵引车辆和摊铺熨平板，该摊铺熨平板相对于路面整修机的摊铺行进方向拖在牵引车辆后面以压实摊铺物料。在摊铺行进方向上在牵引车辆的前部设置有用于接收摊铺物料的物料料斗。牵引车辆包括发电机，特别是三相发电机，用于提供电功率。发电机优选地经由路面整修机的主驱动单元，特别是柴油发动机，来运行。在摊铺熨平板上设置多个电加热装置，特别是电阻加热装置，用于电加热摊铺熨平板。路面整修机包括具有线路网络的功率分配布置，该功率分配布置被配置成向电加热装置供应由发电机提供的电功率。功率分配布置包括设置在摊铺熨平板上的多个功率调节器，每个功率调节器与一个电加热装置相关联。路面整修机的控制装置被配置成控制功率调节器以单独地动态地调节供应给相应地相关联的电加热装置的功率。
通过单独地动态地设置各个功率调节器，可以显著提高熨平板加热系统的能量效率。当路面整修机在作业时，加热装置可以单独地适应于在相应的加热装置的位置处所需的加热输出。发电机电压可以在很大程度上保持稳定，特别是在有利的作业范围内。
功率调节器直接设置在摊铺熨平板上，这一事实减少了所需的电缆布线和接线的量。因此，在位于牵引车辆上的线路网络的部分中已经不需要划分为多个单独的熨平板加热电路，这减少了用于加热装置布线的所需材料量，并且还使得更容易将摊铺熨平板电连接到牵引车辆。减小了在路面整修机的牵引车辆上的操纵室中所需的空间。
功率调节器优选地配置成连续地调节供应给相应地相关联的电加热装置的功率。这意味着每个加热装置的加热输出可以精确地适应电流需求，并且优选地以设定的功率要求连续地运行，直到功率要求发生变化。这可以提高能量效率。另外，可以在时间和空间上均匀地保持熨平板温度，这对摊铺结果会具有积极影响。
功率调节器例如可包括功率控制器和/或功率开关。特别优选的是使用晶闸管控制器。功率控制器或功率开关可用于可变地调节供应给加热元件的功率，范围为从0％至100％。功率控制器和功率开关可以毫无问题地在市场上得到。
功率调节器可以配置成通过脉冲包控制来单独地调节供应到相应地相关联的加热装置的功率。为此目的，功率调节器可以被配置成运行相应地相关联的加热装置的特别低频的单独计时，使得在每个计时循环中仅传输供电电流的一定数量的正弦波。通过改变单个循环，可以单独设置供应给相关联的加热装置的功率。如果功率调节器包括功率开关，则脉冲包控制是特别有利的。
还可以设想到的是，功率调节器被配置成通过相位角控制来调节供应给相应地相关联的加热装置的功率。为此目的，功率调节器可以配置成允许供电电流的正弦波仅部分地通过。例如，取决于要供应的功率，每个正弦波开始或结束时的该正弦波的一部分可以被“切下”而不被供给到功率调节器。通过适应性地调节切下的部分，可以单独设定供应给相关联的加热装置的功率。如果功率调节器包括功率控制器，则相位角控制是特别有利的。
优选地，线路网络中的功率调节器电连接在相关联的电加热装置的上游。具体地，相应的功率调节器可以直接连接在相关联的电加热装置的上游。
优选地，功率调节器彼此并联连接。这使得单独调节供应给各个加热装置的功率特别容易。
位于摊铺熨平板上的线路网络的部分可以具有节点，在所述节点处，线路网络至少朝向不同的功率调节器和相关联的加热装置分支。在摊铺熨平板上提供节点，这一事实减少了路面整修机电缆布线所需的材料。它还简化了摊铺熨平板到路面整修机的电连接，从而简化了摊铺熨平板的更换。
线路网络可以包括主熔断器，其连接在发电机的下游和所有加热装置的上游。具体地，这种主熔断器可以容易地直接连接在发电机的下游。
控制装置可以被配置为确定每个功率调节器的设定值并且基于相应的设定值来控制功率调节器。具体地，功率调节器的设定值可以单独地和/或彼此独立地确定。设定值可以对应于相关联的加热装置的加热输出的一种设定点。该设定点可经由功率调节器直接地和即刻地实现。
优选地，路面整修机包括输入装置，该输入装置使操作者能够为所有加热装置一起、为多组加热装置和/或为各个加热装置输入设定值。操作者可以根据作业条件(诸如所用的摊铺物料的类型、外部温度、天气、摊铺物料的温度待铺设的层的类型(例如，表面层或基层)等)直接输入加热输出，从而控制各个加热装置的输出。在其中可以为多组加热装置或各个加热装置输入设定值的实施例中，操作者可以单独地设定是否应该更多地加热摊铺熨平板的某些区域以及应更多地加热到什么程度。例如，在延伸熨平板的横向延伸部分上的加热装置可以被供给更多的功率，因为摊铺物料在到达路段的外侧区域时可能已经冷却到一定程度。
还可以设想到的是，设定值由控制装置自动生成，例如基于传感器信息(例如，外部温度、摊铺物料的温度和/或摊铺厚度)和/或已知的摊铺参数(例如，待摊铺的层的类型、熨平板配置和/或使用的摊铺物料的类型)。
优选地，路面整修机包括摊铺熨平板上的一个或多个温度传感器。控制装置可以被配置成在控制功率调节器时除了设定值之外还考虑来自一个或多个温度传感器的一个或多个输出。控制装置也可以配置成基于来自该一个或多个温度传感器的输出来确定设定值。通过考虑该一个或多个温度传感器的输出，可以将摊铺熨平板的某些区域的温度或摊铺熨平板的整体温度设定为所需的温度范围。控制装置还可以使用该一个或多个温度传感器的输出来检测并防止熨平板过热和/或降至最低温度以下。
优选地，温度传感器分配给每个功率调节器。相应的温度传感器的输出可以用于确定相关联的功率调节器的设定值，或者除了相应的设定值之外还可以考虑相应的温度传感器的输出。以这种方式，各个加热元件处的温度可以单独地设定为所需值并保持在所需值。
优选地，控制装置被配置成经由线路网络上的电力线通信来控制功率调节器，以向加热装置供应由发电机提供的电功率。这意味着没有必要提供额外的控制线路来控制功率调节器。然而，也可以设想到替代性地经由单独的模拟或数字控制线路来控制功率调节器。功率调节器的控制具体可以经由总线系统进行。例如，功率调节器可以经由CAN总线或经由单线连接来进行控制。
功率调节器优选地配置成检测相关联的加热装置的失效或故障状况并将其报告给控制装置。这消除了对额外的监视单元的需求，并且故障数据可在控制单元上集中获得。
附图说明
在下文中，将基于实施例参考附图进一步解释本发明。
图1示出根据一个实施例的路面整修机的示意性侧视图；以及
图2以平面视图的框图示出根据该实施例的路面整修机的示意图。
具体实施方式
图1示出根据一个实施例的根据本发明的路面整修机1的示意性侧视图。路面整修机1包括自行式牵引车辆3，其具有在摊铺行进方向F上位于前部的用于接收摊铺物料的物料料斗5。在牵引车辆3上还设置有操作平台7，其包括用于控制路面整修机1的输入装置8并为操作者提供空间。用于压实摊铺物料的摊铺熨平板9通过附接到牵引车辆3两侧的拉杆11拖在牵引车辆3的后面。牵引车辆3配备有用于将摊铺物料从物料料斗5输送到路面整修机1的后部部分中的输送装置。在路面整修机1的后部部分中，摊铺物料通过物料出口离开输送装置并到达螺旋布料器13(参见图2)，螺旋布料器13用于将摊铺物料在横向于摊铺行进方向F的方向上分布在摊铺熨平板9前面。
如图2中所示，发电机G设置在牵引车辆3上，在本实施例中其是三相发电机。发电机G由路面整修机1的主驱动单元M(例如柴油发动机)驱动，并提供电功率。多个电加热装置15设置在摊铺熨平板9上，用于电加热摊铺熨平板9。加热装置15可以是电阻加热元件，特别是加热棒。加热装置15可以设计成将摊铺熨平板9实质上加热到热的摊铺物料的温度，以防止摊铺物料粘附到摊铺熨平板9上。在所示的实施例中，摊铺熨平板9是延伸的熨平板，其具有基础熨平板17，以及相对于摊铺行进方向F安装在基础熨平板17两侧上的延伸部分19、21，延伸部分19、21可以缩回和延伸以调节摊铺宽度。然而，也可以设想到，摊铺熨平板9仅包括基础熨平板17，或者设想到设置有延伸部分19、21。
电加热装置15设置在基础熨平板17和延伸部分19、21上。路面整修机1包括具有线路网络25的功率分配布置23，该功率分配布置23为电加热装置15供应由发电机G提供的电功率。功率分配布置23还包括多个功率调节器27，每个功率调节器27分配给一个电加热装置15。在线路网络25中功率调节器27直接电连接在相关联的电加热装置15的上游并且设计成连续地调节供应到相应地相关联的电加热装置15的功率。
功率调节器27例如可以是功率控制器，特别优选的是晶闸管控制器。这种功率控制器可以配置成通过相位角控制来调节供应到相应地相关联的加热装置15的功率。为此目的，功率控制器只能部分地允许供电电流的正弦波通过。例如，如果需要，可以根据要提供的功率切下在每个正弦波开始或结束处该正弦波的一部分，即，不能将其供应给相关联的功率调节器。例如，通过适应性地调节切下的部分的长度，可以单独设定供应到相关联的加热装置15的功率。
还可以将功率调节器27设计为功率开关。这种功率开关可以设计成通过脉冲包控制单独地调节供应到相应地相关联的加热装置15的功率。功率开关例如可以通过低频单独计时来设定相应地相关联的加热装置15的功率，使得在每个计时中仅传输供电电流的一定数量的正弦波。可以通过改变各个计时来单独设定供应到相关联的加热装置15的功率。具体地，每个电加热装置15可以通过使用功率调节器27单独地在其额定功率的0％-100％的范围内操作。
如图2中所示，在线路网络25中功率调节器27彼此并联连接。线路网络25包括主熔断器29，其特别是直接连接在发电机G的下游并在所有加热装置15的上游。主熔断器29可以设置在牵引车辆3上，特别是可以设置在牵引车辆3的熔丝盒中。在所示的实施例中，线路网络25的第一节点31设置在牵引车辆3上。在此，功率供应在存在于基础熨平板17的中心轴线的左侧和右侧处的加热装置15之间分配。然而，这不是绝对必要的，并且也可以完全在摊铺熨平板9上进行分配。在摊铺熨平板9处，线路网络25包括另外的节点33，在该节点33处，线路网络25根据并联电路图朝向不同的功率调节器27和相关联的加热装置15分支。功率调节器27分别设置在相关联的加热装置15和相应的节点33之间。
在所示的实施例中，连接到线路网络25的连接部35、37设置在摊铺熨平板9的延伸部分19、21处，所述连接部提供可选择地附接的其他熨平板部件的电供应。
路面整修机1包括控制装置39，该控制装置39配置成控制功率调节器27以单独地动态地调节供应到相应地相关联的电加热装置15的功率。在所示实施例中，控制装置39和功率调节器27之间的通信经由线路网络25上的电力线通信(PLC)进行。因此，线路网络25的线路同时用于向加热装置15供应来自发电机G的功率以及在控制装置39和功率调节器27之间传输通信或命令。如图2中所示，控制装置39可以包括发射器和接收器单元41，用于经由线路网络25经由电力线通信发送和接收信号。功率调节器27可以包括用于经由电力线通信从控制装置39接收信号的接收器单元43。优选地，功率调节器27还配置成检测相关联的加热装置15的失效或故障状况并将其报告给控制装置39。为此目的，功率调节器27的接收单元43例如可以设计成用于电力线通信的传输和接收单元，并且因此允许与控制装置39的双向通信。加热装置15的失效或故障状况例如可以通过使用控制装置39在显示器44上指示，所述显示器44设置在输入单元8上。
如上所述，控制装置39配置成单独地动态地控制功率调节器27以适应性地调节供应到相应地相关联的电加热装置15的功率。为此目的，控制装置39可以确定每个功率调节器27的设定值，然后基于其控制功率调节器27。该设定可以指示要供应到对应于相应的功率调节器27的加热装置15的功率电平中的特定一个。控制装置39可以为每个功率调节器27确定单独的设定值，当然由此设定值的值对于所有加热装置15可以是相同的。可以通过控制装置39单独地和单一地调节设定值。
根据一个实施例，可以由操作者使用输入装置8来输入设定值。可以输入为所有加热装置15一起、为多组加热装置15或为单独的加热装置15输入设定值。还可以设想到的是，操作者可以在用于所有加热装置15一起、用于多组加热装置15和/或用于单独的加热装置15的输入之间进行选择。例如，设定值可以作为百分比输入，该百分比表示具体加热装置15所需的加热输出占加热装置15的正常输出的百分比(例如0％-100％)。操作者例如可以根据所使用的摊铺物料和/或室外温度输入所需的设定值。此外，设定值例如根据需要可以适应路面整修机1的摊铺行进速度。操作者还可以为各个加热装置15供应不同的输出。例如，摊铺熨平板9的延伸部分19和21的加热装置15可以被供应以更高的加热输出。如果摊铺宽度改变并且摊铺熨平板9的延伸部分19、21相应地延伸，则可以调节加热输出以具体地适合于各个外部的加热装置15。优选地，可以在路面整修机1的作业期间的任何时间调节设定值
可选地，温度传感器45可以设置在摊铺熨平板9上。温度传感器45可以测量摊铺熨平板9上的温度并且将测得结果传输到控制装置39，特别是经由电力线通信。除了在控制功率调节器27时特别是由用户输入的设定值之外，控制装置39还可以配置成考虑温度传感器45的输出。例如，控制装置39可以配置成当温度传感器45报告下降到低于预定阈值温度时自动地增加供应到加热装置15的功率。在一个简单的实施例中，仅提供一个温度传感器45就已足够。如在所示实施例中那样，该传感器可以设置在摊铺熨平板9的侧向外部部分中，因为预期这里温度最低。然而，根据进一步的发展，还可以设想到提供多个温度传感器45。具体地，温度传感器45可以分配给每个功率调节器27。在这种情况下，可以基于分配给相应的功率调节器27的温度传感器45的输出适应性地调节设定值。
不言而喻的是，控制装置39与功率调节器27或温度传感器45之间的通信不一定必须经由电力线通信进行。还可以设想到提供单独的控制线或信号线，并经由它们通过模拟或数字信号来控制功率调节器27。还可以设想到为温度传感器45提供单独的信号线。具体地，功率调节器27可以经由总线系统控制，可选择地使用的温度传感器45优选地连接到该总线系统。经由CAN总线或经由单线连接来控制功率调节器27是有利的。
发电机G可以专门用于供应加热装置15。然而，也可以设想到发电机G向路面整修机1上具有的其他用电设备供应功率。
控制装置39例如可以包括处理器和具有程序指令的存储器。可以设想到的是，控制装置39提供为紧凑的部件。然而，还可以设想到的是，控制装置39的部件分布在路面整修机1上。控制装置39可以是路面整修机1的主控制装置的一部分或者可以是路面整修机1的主控制装置之外的部分。

Claims (15)

1.路面整修机(1)，其包括牵引车辆(3)，所述牵引车辆(3)包括在摊铺行进方向(F)上在前部的用于接收摊铺物料的物料料斗(5)，并且路面整修机(1)包括在摊铺行进方向(F)上拖在牵引车辆(3)后面的用于压实摊铺物料的摊铺熨平板(9)，其中
在牵引车辆(3)上设置有用于提供电功率的发电机(G)；
多个电加热装置(15)设置在摊铺熨平板(9)上用于电加热摊铺熨平板(9)；
路面整修机(1)包括具有线路网络(25)的功率分配布置(23)，所述功率分配布置(23)配置成向电加热装置(15)供应由发电机(G)提供的电功率；
其特征在于，
功率分配布置(23)包括设置在摊铺熨平板(9)上的多个功率调节器(27)，并且每个功率调节器(27)与一个电加热装置(15)相关联；并且
路面整修机(1)包括控制装置(39)，所述控制装置(39)配置成控制功率调节器(27)以单独地动态地调节供应到相应地相关联的电加热装置(15)的功率。
2.根据权利要求1所述的路面整修机，其特征在于，所述功率调节器(27)配置成连续地调节供应到所述相应地相关联的电加热装置(15)的功率。
3.根据权利要求1或2所述的路面整修机，其特征在于，所述功率调节器(27)包括功率控制器，特别是晶闸管控制器和/或功率开关。
4.根据前述权利要求中任一项所述的路面整修机，其特征在于，所述功率调节器(27)配置成通过脉冲包控制来调节供应到所述相应地相关联的加热装置(15)的功率。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的路面整修机，其特征在于，所述功率调节器(27)配置成通过相位角控制来调节供应到所述相应地相关联的加热装置(15)的功率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的路面整修机，其特征在于，在所述线路网络(25)中所述功率调节器(27)每一个皆电连接在所述相关联的电加热装置(15)的上游。
7.根据前述权利要求中任一项所述的路面整修机，其特征在于，所述功率调节器(27)彼此并联连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的路面整修机，其特征在于，位于所述摊铺熨平板(9)上的所述线路网络(25)的一部分具有节点(33)，所述线路网络(25)在所述节点(33)处至少朝向不同的功率调节器(27)和所述相关联的加热装置(15)分支。
9.根据前述权利要求中任一项所述的路面整修机，其特征在于，所述线路网络(25)包括主熔断器(29)，所述主熔断器(29)连接在所述发电机(G)的下游且在所有加热装置(15)的上游。
10.根据前述权利要求之一所述的路面整修机，其特征在于，所述控制装置(39)配置成为所述功率调节器(27)确定相应的设定值并且基于所述相应的设定值来控制所述功率调节器(27)。
11.根据权利要求10所述的路面整修机，其特征在于，还包括输入装置(8)，其使得操作者能够为所有加热装置(15)一起、为多组加热装置(15)和/或为单独的加热装置(15)输入设定值。
12.根据权利要求10或11所述的路面整修机，其特征在于，还包括在所述摊铺熨平板(9)上的一个或多个温度传感器(45)，其中所述控制装置(39)配置为当所述功率调节器(27)受到控制时，不仅要考虑所述设定值，还要考虑一个或多个温度传感器(45)的一个或多个输出。
13.根据权利要求12所述的路面整修机，其特征在于，温度传感器(45)被分配给每个功率调节器(27)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的路面整修机，其特征在于，所述控制装置(39)配置成经由所述线路网络(25)上的电力线通信来控制所述功率调节器(27)，用于向所述加热装置(15)供应由发电机(G)提供的电功率，或经由CAN总线或经由单线连接来控制功率调节器(27)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的路面整修机，其特征在于，所述功率调节器(27)配置成检测所述相关联的加热器(15)的失效或故障状况并将其报告给所述控制装置(39)。
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