DD243951B1

DD243951B1 - Wegeabhaengig geregeltes dosiersystem vorzugsweise fuer bitumenspritzmaschinen

Info

Publication number: DD243951B1
Application number: DD28384585A
Authority: DD
Inventors: Lothar Beetz
Original assignee: Entwurfs Und Ingenieurbuero De
Priority date: 1985-12-06
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1989-10-25
Also published as: DD243951A1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein wegeabhängig geregeltes Dosiersystem für eine auf einem Fahrgestell angeordnete Bitumenspritzmaschine.

Derartige Maschinen — auch Goudronatoren genannt — dienen bei der Straßeninstandhaltung zum Aufbringen bituminöser Bindemittel auf die zu behandelnde Fahrbahn. Hierbei ist es erforderlich, eine bestimmte Schichtdicke bzw. Auftragsmenge pro Flächeneinheit genau und gleichmäßig einzuhalten.

Das ausgebrachte Bindemittelvolumen muß also der zurückgelegten Wegstrecke proportional sein, d. h. es muß wegeabhängig dosiert werden. Betrachtet man den Zusammenhang zeitlich bezogen, so muß der Bindemittelstrom durch die Spritzdüsen der Fahrgeschwindigkeit proportional sein.

Da die Vorrichtung zum Dosieren unterschiedlicher Materialien geeignet ist, kann zur Erweiterung des Einsatzgebietes anstelle der Bindemittelpumpe eine für das jeweils zu dosierende Material geeignete Fördereinrichtung (z.B. Pumpe, Förderschnecke, Förderband usw.) verwendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den meisten bekannten Goudronatoren wird diese Proportionalität dadurch eingehalten, daß sowohl die Fahrgeschwindigkeit als auch der Spritzdruck und damit der Bindemittelstrom automatisch oder manuell konstant gehalten werden.

Da der Düsendurchfluß außer vom Druck auch von der Viskosität des zu verspritzenden Mediums abhängt, diese aber bei bituminösen Bindemitteln stark temperaturabhängig ist, kann es leicht zu Dosierungsfehlern kommen. Um diese in Grenzen zu halten, muß die Temperatur des Bindemittels — möglichst automatisch — konstant gehalten werden.

Wenn das System ausreichend genau arbeiten soll, sind also drei unabhängig arbeitende Regelkreise (für Geschwindigkeit, Druck und Temperatur) nötig, was einen erheblichen Aufwand erfordert. Eine Korrektur des Spritzdruckes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit wäre wegen des nichtlinearen Zusammenhanges zwischen Druck und Düsendurchfluß noch aufwendiger als eine zusätzliche Geschwindigkeitsregelung.

Ein weiterer Nachteil des Systems ist, daß die gewünschte Auftragsmenge nicht direkt eingestellt werden kann. Die erforderlichen Einstellwerte für Spritzdruck und Geschwindigkeit müssen Spritztabellen entnommen werden. Die Temperatur wird entsprechend dem verwendeten Bindemittel festgelegt.

Da in der Praxis die Temperatur-Viskositätskennlinie der Bindemittel von Lieferung zu Lieferung recht unterschiedlich sein kann,

müssen regelmäßig Probemessungen durchgeführt werden und ggf. die Verarbeitungstemperatur korrigiert oder neue Spritztabellen aufgestellt werden.

Die geschilderten Nachteile können vermieden werden, wenn direkt der den Spritzdüsen zugeführte Bindemittelstrom geregelt wird, was durch entsprechende Regelung der Drehzahl der Bindemittelförderpumpe geschehen kann. Da der benötigte Bindemittelstrom linear von der Fahrgeschwindigkeit abhängt, ist eine geschwindigkeitsabhängige Regelung problemlos möglich, was ein Konstanthalten der Geschwindigkeit unnötig macht.

Eine nach diesem Prinzip arbeitende Lösung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Das rein hydraulisch arbeitende System erfordert jedoch einen erheblichen Realisierungsaufwand. Neben einer sehr teuren Hydraulikverstellpumpe und dem Antriebsmotor der Bindemittelpumpe werden zur Erfassung der Geschwindigkeit und der Bindemittelpumpendrehzahl zwei weitere Hydraulikpumpen benötigt, die in Reihe geschaltet sind und in deren Verbindungsleitung der Steuerdruck für das Servoeinstellgerät der Verstellpumpe aufgebaut wird. Außerdem wird ein mechanisches, stufenlos verstellbares Getriebe benötigt, das zwischen Bindemittelpumpe und eine der Hilfspumpen geschaltet wird. Das an diesem Getriebe einzustellende Übersetzungsverhältnis richtet sich nach der gewünschten Auftragsmenge und der eingestellten Arbeitsbreite.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Dosierungssystem zu schaffen, das wegeabhängig — d. h. geschwindigkeitsproportional — arbeitet und sich gegenüber der vorher beschriebenen Lösung durch einfachen, preiswert zu realisierenden Aufbau und eine direkte Einstellmöglichkeit der gewünschten Auftragsmenge an einem mit einer in l/m² geeichten Skala versehenen Einstellelement auszeichnet.

Zur Vermeidung der oben dargestellten Nachteile bekannter Lösungen sollen für den hydraulischen Antrieb der Bindemittelpumpe preiswerte Zahnradmaschinen eingesetzt werden.

Die elektrische Ansteuerschaltung für das im Hydraulikkreislauf erforderliche Stellorgan soll mit den Mitteln einer Kfz-Elektrowerkstatt gewartet und repariert werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den durch die Zahnradpumpe erzeugten Ölstrom durch ein elektrisch betätigtes Stellorgan zu steuern und für dieses Stellorgan eine möglichst unkomplizierte Ansteuerschaltung zu entwickeln. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein für die Erfassung der Fahrgeschwindigkeit vorgesehener Tachogenerator über zwei in Reihe geschaltete Spannungsteiler und ein zur Erfassung der Bindemittelpumpendrehzahl vorgesehener zweiter Tachogenerator über einen dritten Spannungsteiler an einen Dreipunktregler angeschlossen sind, der im einfachsten Fall durch ein polarisiertes Relais gebildet wird. Über die Kontakte dieses Relais ist ein als Integrationsglied wirkender Elektromotor mit dem Bordnetz des Trägerfahrzeuges verbunden. Die Welle des Motors ist in geeigneter Weise mit dem im Hydraulikkreislauf angeordneten Stellorgan (Stromregelventil) verbunden.

Das von dem ersten Tachogenerator erzeugte geschwindigkeitsproportionale Gleichspannungssignal wird über die beiden Spannungsteiler, an denen die Arbeitsbreite und die Sollauftragsmenge eingestellt werden, als Führungsgröße dem Dreipunktregler zugeführt. Eine Erhöhung dieser Signalspannung hat zur Folge, daß der Regler den Elektromotor in der Drehrichtung einschaltet, daß er das Stromregelventil in der Weise verstellt, daß sich der Ölstrom erhöht. Dadurch erhöht sich die Drehzahl der Bindemittelpumpe und auch das von dem mit der Pumpe verbundenen zweiten Tachogenerator erzeugte Gleichspannungssignal, das über den zur Eichung des Systems dienenden dritten Spannungsteiler als Istwert ebenfalls dem Regler zugeführt wird. Wenn dieser Istwert den Wert der Führungsgröße erreicht, schaltet der Regler den Motor wieder ab. Dieser Vorgang wiederholt sich in gleicher oder entgegengesetzter Weise bei jeder Änderung der Fahrgeschwindigkeit oder der Einstellung der Potentiometer.

Ausführungsbeispiel

Vom Fahrzeugmotor 1 wird eine Zahnradhydraulikpumpe 2 angetrieben, die Drucköl über das Stromregelventil 5 zum Zahnradhydraulikmotor 4 fördert, der die Bindemittelpumpe 3 antreibt. Diese fördert Bindemittel aus dem Behälter 15 zu dem mit einer Anzahl von Spritzdüsen 16 versehenen Spritzbalken 17. Die Drehzahl der Bindemittelpumpe wird durch den Tachogenerator 7 und als Gleichspannungssignal U1 der Regeleinrichtung 6 zugeführt. Durch einen zweiten, von einem Meßrad 9 angetriebenen Tachogenerator 8 wird die Geschwindigkeit erfaßt und als Gleichspannungssignal U2 der Regeleinrichtung 6 zugeführt. Innerhalb der Regeleinrichtung 6 gelangt das Gleichspannungssignal U 2 über zwei hintereinandergeschaltete Spannungsteiler 10 und 11, die zum Einstellen der Arbeitsbreite und der Sollauftragsmenge dienen, an die Spule eines polarisierten Relais 13. Das Gleichspannungssignal U1 wird über einen weiteren Spannungsteiler 12, mit dem das System geeicht werden kann, an das andere Ende der Spule des polarisierten Relais 13 gelegt. Das im Abgleichzweig der so entstandenen Brückenschaltung liegende polarisierte Relais 13 wirkt als 3-Punkt-Regler. Diesem ist als Integrationsglied der Elektromotor 14 nachgeschaltet, der über die Arbeitskontakte des polarisierten Relais 13 an das Fahrzeugbordnetz geschaltet und mechanisch mit dem Stromregelventil 5 verbunden ist.

Der Abgleich der Brücke und damit die Ruhelage der Relaiskontakte ist von der Größe der Gleichspannungssignale U1 und U 2 und von den Einstellungen der Spannungsteiler 10,11 und12abhängig.

Wird im abgeglichenen Zustand beispielsweise die Einstellung der Sollauftragsmenge oder die Fahrgeschwindigkeit (und damit das Gleichspannungssignal U 2) verändert, kommt es zu einem Stromfluß durch das polarisierte Relais 13. In Abhängigkeit von der Richtung des Stromes wird der Kontakt für Rechtslauf oder der für Linkslauf des Elektromotors 14 geschlossen. In der Folge davon verändert der Elektromotor 14 die Einstellungen des Stromregelventils 5 und damit die Drehzahl des Zahnradhydraulikmotors 4, des Tachogenerators 7 und der Bindemittelpumpe 3, wodurch sich der dem Spritzbalken 17

zugeführte Bindemittelstrom in der erforderlichen Weise ändert. Dieser Vorgang hält so lange an, bis das sich mit der Drehzahl des Tachogenerators 7 ändernde Gieichspannungssignal U 1 die Brücke wieder abgeglichen hat und dadurch der Elektromotor 14 abgeschaltet worden ist. Dadurch, daß Arbeitsbreite und Auftragsmenge unabhängig voneinander eingestellt werden können und mittels des Spannungsteilers 12 eine Eichung des Systems möglich ist, kann der Spannungsteiler 10 bzw. 11 für die Einstellung der Sollauftragsmenge mit einer direkt in l/m² geeichten Skala versehen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

DD-PS 143282 (E 01 C, 19/17) DE-PS 1658422 (E 01 C, 19/12)

Claims

1. Wegeabhängig geregeltes Dosiersystem, vorzugsweise für Bitumenspritzmaschinen, bestehend aus einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen Zahnradhydraulikpumpe, einem eine Bindemittelpumpe antreibenden Zahnradhydraulikmotor, einem zur Beeinflussung des Ölstroms zwischengeschalteten, elektrisch betätigten Stellorgan, zwei Tachogeneratoren — oder Impulsgeber mit nachgeschalteten f/A-Wandlem—zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit und der Drehzahl der Bindemittelpumpe, gekennzeichnet dadurch, daß der zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit dienende Tachogenerator (8) mit zwei in Reihe geschalteten Spannungsteilern (10; 11) verbunden ist, die zur Einstellung der Arbeitsbreite und der Sollauftragsmenge dienen, der zur Erfassung der Pumpendrehzahl dienende Tachogenerator (7) mit einem weiteren Spannungsteiler (12) zur Eichung des Systems verbunden ist und die Ausgänge dieser Spannungsteiler (11; 12) mit einem Dreipunktregler verbunden sind, dessen Ausgang über ein Integrationsglied mit dem im Hydraulikkreislauf angeordneten Stellorgan verbunden ist.

2. Wegeabhängig geregeltes Dosiersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Spannungsteiler (10) zum Einstellen der Arbeitsbreite als Stufenschaltung ausgeführt ist, wobei die Anzahl der Stufen der Anzahl der Spritzdüsen entspricht, und daß an Spritzmaschinen deren Arbeitsbreite sich während des Spritzens verändern läßt, an den Düsen Kontakte angeordnet sind, die mit einer entsprechenden Anzahl von Widerständen zu einer Spannungsteilerkaskade zusammengeschaltet sind.

3. Wegeabhängig geregeltes Dosiersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Dreipunktregler vorzugsweise durch ein polarisiertes Relais (13) gebildet wird und die Ausgänge der Spannungsteiler (11; 12) an eine oder zwei gegensinnig wirkende Wicklungen des polarisierten Relais (13) angeschlossen sind.

4. Wegeabhängig geregeltes Dosiersystem nach Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Integrationsglied ein Elektromotor (14) ist, der überdie Kontakte des polarisierten Relais (13) an das Fahrzeugbordnetz angeschlossen ist, und dessen Welle in geeigneter Weise mit dem hydraulischen Stellorgan verbunden ist.