DE102006050359A1

DE102006050359A1 - Soil compacting system, comprises soil compacting device and documentation device, where soil compacting device is equipped with oscillation excitation device and documentation device with process data capturing device and evaluation device

Info

Publication number: DE102006050359A1
Application number: DE200610050359
Authority: DE
Original assignee: Wacker Construction Equipment AG
Current assignee: Wacker Neuson SE
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2008-04-30
Also published as: DE202006020680U1; WO2008049542A1

Abstract

The soil compacting system comprises a soil compacting device and a documentation device (2). The soil compacting device is equipped with an oscillation excitation device (7) that is driven by a drive (9) and a soil contact element acted upon by the oscillation excitation device. The documentation device comprises a process data capturing device (13) for capturing the process data of the compacting process. An evaluation device (15) is provided, by which the position data and process data is associated with each other and stored.

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 the current during operation To detect position of the soil compacting device.

Aus der US 5,646,844 ist ein Bodenbearbeitungssystem bekannt, bei dem außer der Position von Frontladern in der Horizontalen auch deren Position in der Vertikalen erfasst wird. Aus der Änderung der Vertikalposition der Frontlader erlaubt das System Rückschlüsse auf den Arbeitsfortschritt bei der Einebnung eines Untergrunds. Auf diese Weise kann das System z. B. eine Hilfestellung beim Einebnen von Gelände bieten.From the US 5,646,844 a tillage system is known in which in addition to the position of front loaders in the horizontal and their position in the vertical is detected. By changing the vertical position of the front loaders, the system allows conclusions to be drawn about the progress of work when leveling a subgrade. In this way, the system z. B. provide assistance in leveling terrain.

In der DE 103 17 160 A1 wird ein System zur automatisierten Bodenverdichtung beschrieben. Dabei ist eine Positionserfassungseinrichtung vorgesehen, die permanent die aktuelle Position der Bodenverdichtungsvorrichtung erfasst und anzeigt. Die Positionsdaten der Bodenverdichtungsvorrichtung können protokolliert werden, um nachträglich festzustellen, dass das von der Bodenverdichtungsvorrichtung zu verdichtende Gebiet vollständig überfahren wurde.In the DE 103 17 160 A1 a system for automated soil compaction is described. In this case, a position detection device is provided which permanently detects and displays the current position of the soil compaction device. The position data of the soil compacting device may be logged to subsequently determine that the area to be compacted by the soil compacting device has been completely overrun.

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 continue to develop, so that monitoring the compaction quality is not only during the compression work, but also in subsequent evaluation is 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 Task by a soil compaction system with the features of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are specified 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 except a soil compacting device also a documentation device, the - similar to in 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 the position data assigned such that also subsequently for any Position that the soil compaction device during the compaction process has taken the assigned process data can be read out. The Process data can doing all sorts of data that the work or compaction process affect or reflect. In particular, the process data allow Conclusions on the intensity and quality the 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 while the compression process the possibility the quality to monitor 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 later follow the compaction process and check the quality achieved. Of the Contractor wins quality-determining Data he also for the proof of properly performed work needed. at a possible later dispute over structural damage can he with proper data document that he is not at fault. This can be significant offer economic benefits. Overall, the contractor attains the possibility, the quality of work to monitor his staff and to document.

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. additionally it may be appropriate also the position of the soil compaction device in the vertical capture.

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 can be detected. To capture of relative location coordinates are preferably in the area of the work area Fix points to set the relative position of the soil compacting device should relate. The relative position can then - based on the respective Fixed points - z. B. be determined using laser control systems. As absolute Location coordinates apply z. B. the earth coordinates (length and Latitude), with the help of GPS systems o. Ä. provided can be.

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 can preferably be of different nature. 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 detects multiple process data and stored in order to achieve sufficient information width, with that too later still the quality the compaction work can be assessed. Basically, it is enough even if only one type of process data is stored positionally becomes.

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. How later still set out can as process data z. As the path of movement or speed the Bodenverdichtungsvorrichtung be used over ground. 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 can be in a simple way from the change determine the position of the 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 judicable, ie permanent and unchangeable storage of data also allows the data as evidence of litigation To use building 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. Based on this data leaves determine what energy each introduced into the soil becomes. Since according to the invention this Data can be stored together with the position data can be looking back at any time Determine which compaction energy at which point of the soil was initiated.

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. Furthermore, the steering movement the soil compaction device - either based on a absolute earth inertial system (gyro compass) or in the form of a Relative movement - detected become. Likewise, the yaw movement about the vertical axis of the soil compaction device be recorded. Provided that the data for the movement path is used as process data to be stored in the evaluation, it is very convenient, beyond additionally save more process data because the motion path data alone only limited information about the quality a compression process. In particular, the say Information about the path of movement of the soil compacting device nothing about how long a respective point has been compressed or what compaction energy was initiated at the point in the ground.

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 can be z. B. the alignment (heading) of the soil compacting device or the Vorhalt the soil compacting device, namely a deviation from orientation and in fact Course of the soil compacting 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 Orientation and course is the. Ground contact plate at an angle to the direction of travel the vibrating plate te, so that the ground in the region of the transverse to the direction of travel protruding Corners of the ground contact plate only by a relatively small area of Ground contact plate and thus only briefly passed over. Accordingly becomes relatively little in these areas Compression energy introduced into the soil. With appropriate Documentation with the soil compaction system according to the invention can such problems are detected early by the operator, so that he re-compresses the correspondingly under-compacted areas can.

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 valid as process data provide information about the Densification state, in particular via the change in the compression state of the soil. As compaction data are preferably in the Operation to be measured spring stiffness of the soil, the damping of Compression movement, acceleration (also: change of acceleration) of the Ground contact element, the change the distance between upper mass and lower mass as well as the change the vibration behavior of the ground contact element. It is in the state The technique has already described numerous methods with which the Compaction result, z. As the rising with increasing compression Spring stiffness of the soil, can be determined. Also, the soil compacting system according to the invention is able to use one or more of these methods already in operation information about to obtain the compaction state of the soil. A proven method is the change the vibration or acceleration behavior of the ground contact element. Also the change the distance between the upper mass and lower mass, ie in particular the change the oscillation amplitude of the ground contact element in relation to Upper mass, lets Conclusions on the compaction state of the soil too.

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 through the reaction forces result in the compression process. The reaction data include in particular the movement of 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 as well the pitching motion of the upper mass or ground contact element with respect to Along- 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 allowed the evaluation device due to a detected change of vertical positional information about one modified Schütthöhe, one Compaction and / or a setting effect of the soil to be compacted. If the soil compacting device on freshly poured good drives, changes their altitude. In the course of the subsequent compaction effect, the vertical position lowers again from what are detected and displayed by the evaluation can.

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 is arranged by the soil compacting device. this concerns especially the elements of the documentation device that are not used directly to capture the position or process data Need to become, z. As the evaluation, a memory device or a Display. in principle For example, the facilities of the documentation apparatus are used realized by electronic circuits, however, sensitive to vibration are. Due to the naturally high It is vibrations in the area of the soil compaction device 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 over 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 can but also all Components of the documentation device directly on the soil compacting device be provided so no additional equipment outside the soil compacting device are constructed and handled have to. This can have advantages in rough construction site operation in particular, where expensive electronic devices could quickly get lost.

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. In this way it can be ensured that during the Compacting process resulting data are stored invariably, so that the storage device in a later litigation, z. Because of Building 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. In the Office of the Site manager - evaluate to be able to or for latter Keep 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 device can in this way the operator immediately while Show the compression work, if the respective required setpoints already reached or corrections or further measures are required for soil compaction.

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. at a particularly advantageous embodiment of the invention is the Evaluation device connectable to an output device via which the assigned position and process data to a separate Receiving device provided by the soil compacting device are dispensable. Through this separation, it is possible that at least one Part of the documentation device spatially separated from the soil compacting device is arranged.

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 B. also the traveled Course, much more difficult to grasp than, for example, 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 explained in more detail by way of example with the aid of the figures. It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Bodenverdichtungssystem; und 1 a schematic representation of an inventive soil compaction system; and

2 ein Blockschaltbild einer bei dem erfindungsgemäßen Bodenverdichtungssystem verwendeten Dokumentationsvorrichtung. 2 a block diagram of a documentation device used in the soil compaction system according to the invention.

1 zeigt in schematischer Darstellung den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Bodenverdichtungssystems. 1 shows a schematic representation of the basic structure of a soil compaction system according to the invention.

Das Bodenverdichtungssystem weist eine als Bodenverdichtungsvorrichtung dienende Vibrationsplatte 1 und eine durch einen gestrichelten Kasten gekennzeichnete Dokumentationsvorrichtung 2 auf. Wie sich aus der Darstellung ergibt, kann zumindest ein Teil der Dokumentationsvorrichtung 2 direkt an die Vibrationsplatte 1 angegliedert sein, während ein anderer Teil der Dokumentationsvorrichtung 2 räumlich von der Vibrationsplatte 1 entfernt ist. Wie später noch erläutert wird, ist es auch möglich, die Dokumentationsvorrichtung 2 vollständig an der Vibrationsplatte 1 anzuordnen. Ebenso kann angestrebt werden, den überwiegenden Teil der Dokumentationsvorrichtung 2 von der Vibrationsplatte 1 zu trennen, um sie vor schädlichen Schwingungseinflüssen zu schützen.The soil compacting system has a vibration plate serving as a soil compaction device 1 and a documentation device indicated by a dashed box 2 on. As can be seen from the illustration, at least a part of the documentation device 2 directly to the vibration plate 1 be affiliated while another part of the documentation device 2 spatially from the vibrating plate 1 is removed. As will be explained later, it is also possible to use the documentation device 2 completely on the vibration plate 1 to arrange. Likewise, it may be desirable to have the majority of the documentation device 2 from the vibration plate 1 to separate them to protect them from harmful vibration.

Die Vibrationsplatte 1 ist in bekannter Weise aufgebaut. Sie weist eine Untermasse 3 auf, auf der über eine Federeinrichtung 4 eine Obermasse 5 schwingend beweglich gelagert ist.The vibration plate 1 is constructed in a known manner. She has a lower mass 3 on, on the over a spring device 4 an upper mass 5 is mounted swinging movable.

Bestandteil der Untermasse 3 ist eine als Bodenkontaktelement dienende Bodenkontaktplatte 6, die eine Schwingungserregereinrichtung 7 trägt. Die Schwingungserregereinrichtung 7 weist hier beispielhaft zwei gegenläufig drehbar und formschlüssig miteinander gekoppelte Unwuchtwellen 8 auf, deren gegenläufige Drehbewegung in üblicher Weise eine gerichtete Schwingung erzeugt und in die Bodenkontaktplatte 6 einleitet. Jedoch sind auch andere Typen von Schwingungserregereinrichtungen 7 möglich, die im Stand der Technik bekannt sind. Der konkrete Aufbau der Schwingungserregereinrichtung 7 ist für die Ausführung der Erfindung ohne Belang.Component of the lower mass 3 is a ground contact plate serving as a ground contact element 6 which is a vibration exciter device 7 wearing. The vibration exciter device 7 Here, by way of example, has two imbalance shafts that can be rotated in opposite directions and are positively coupled with each other 8th on, the opposite rotational movement generates in a conventional manner a directed vibration and in the ground contact plate 6 initiates. However, other types of vibrator devices are also 7 possible, which are known in the art. The concrete structure of the vibration exciter device 7 is irrelevant to the practice of the invention.

Die Schwingungserregereinrichtung 7 bzw. die Unwuchtwellen 8 werden durch einen zu der Obermasse gehörigen Antrieb 9 drehend angetrieben. Der Antrieb 9 weist meist einen Verbrennungsmotor auf, der über einen Riementrieb oder eine Hydraulikeinrichtung die Drehbewegung auf die Unwuchtwellen 8 überträgt.The vibration exciter device 7 or the unbalanced shafts 8th are by a belonging to the upper mass drive 9 driven in rotation. The drive 9 usually has an internal combustion engine, via a belt drive or a hydraulic device, the rotational movement of the unbalanced shafts 8th transfers.

Die Drehzahl des Antriebs 9 sowie die Phasenlage der Unwuchtwellen 8 und – gegebenenfalls – die Relativlage einzelner Unwuchtelemente der Unwuchtwellen 8 zueinander können über eine Fernsteuerung 10 vom Bediener eingestellt werden. Im gezeigten Beispiel werden die Steuerdaten der Fernsteuerung 10 über eine Infrarotstrecke auf ein Infrarotauge 11 zu der Vibrationsplatte 1 übertragen. Ebenso ist es bekannt, die Steuerdaten über eine Funkstrecke oder über Kabel zu übermitteln. Weiterhin ist es möglich, dass die Vibrationsplatte 1 ergänzend oder alternativ eine Deichselsteuerung aufweist, über die der Bediener die Möglichkeit hat, die Vibrationsplatte manuell, teilweise auch durch direkte Körperkrafteinwirkung zu steuern. Für die Erfindung eignen sich demnach sämtliche Arten von Vibrationsplattensteuerungen.The speed of the drive 9 as well as the phase position of the unbalanced shafts 8th and - if appropriate - the relative position of individual unbalance elements of the imbalance shafts 8th can each other via a remote control 10 be set by the operator. In the example shown, the control data of the remote control 10 via an infrared link to an infrared eye 11 to the vibration plate 1 transfer. It is also known to transmit the control data over a radio link or via cable. Furthermore, it is possible that the vibrating plate 1 additionally or alternatively has a drawbar control over which the operator has the ability to control the vibrating plate manually, partly by direct application of body force. Accordingly, all types of vibration are suitable for the invention disk controllers.

Die Dokumentationsvorrichtung 2 ist in 1 nur stark schematisiert in Form eines gestrichelten Kastens dargestellt. Einzelheiten ergeben sich aus 2.The documentation device 2 is in 1 only very schematically shown in the form of a dashed box. Details emerge 2 ,

Demnach weist die Dokumentationsvorrichtung eine Positionserfassungseinrichtung 12 auf, zum Erfassen der aktuellen Position der Vibrationsplatte 1 während des Verdichtungsvorgangs und zum Erzeugen von entsprechenden Positionsdaten.Accordingly, the documentation device has a position detection device 12 on, for detecting the current position of the vibrating plate 1 during the compression process and for generating corresponding position data.

Als Positionserfassungseinrichtung eignet sich z. B. ein auf der Vibrationsplatte 1 angeordneter GPS-Empfänger oder ein dem vergleichbares System, mit dem in bekannter Weise GPS-Daten, nämlich insbesondere Angaben über den aktuellen Längen- und Breitengrad der Vibrationsplatte, ermittelt werden können. Das GPS-System kann zur Genauigkeitsverbesserung auch mit einer lokalen Differenzialkorrektur ausgestattet sein.As a position detection device is z. B. on the vibrating plate 1 arranged GPS receiver or a comparable system with the GPS data in a known manner, namely in particular information about the current longitude and latitude of the vibrating plate, can be determined. The GPS system can also be equipped with a local differential correction for accuracy improvement.

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 12 ist es wichtig, kontinuierlich bzw. mit relativ kurzen Zeitabständen (z. B. einige Sekunden) möglichst präzise Informationen über den Aufenthaltsort der Vibrationsplatte 1 zu erhalten.Alternatively - eg. B. with increased accuracy requirements - can also be used a locally existing laser positioning system, with the most relative position data, based on a local coordinate system at the compression location, can be determined. For the position detection device 12 It is important, continuously or with relatively short time intervals (eg a few seconds) as accurate information about the whereabouts of the vibration plate 1 to obtain.

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 e.g. above Radio to an evaluation system mounted on the compactor be communicated or spatially separate evaluation / documentation system.

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 1 zuverlässig und mit ausreichender Präzision bestimmen zu können. Die Z-Koordinate eignet sich nämlich – wie später noch erläutert wird – u. a. dazu, die Setz- und Verdichtungswirkung beim Verdich tungsvorgang bzw. die Erhöhung des Bodens durch eine frische Schüttlage zu ermitteln. Da die dabei auftretenden Höhenänderungen lediglich im Bereich von Zentimetern oder gar Millimetern liegen, bestehen hohe Präzisionsanforderungen an die Bestimmung der Z-Koordinate.As position data at least data with respect to the position of the soil compacting device in the horizontal must be determined, that is, information regarding the latitude and longitude or X and Y coordinates. If necessary, additional information regarding the position in the vertical can also be recorded (Z-coordinate). For this purpose, it is usually necessary to provide a laser positioning system to the altitude of the soil compacting device 1 to determine reliably and with sufficient precision. The Z coordinate is in fact - as will be explained later - inter alia, to determine the setting and compaction effect during the compaction processing operation or the increase of the soil by a fresh bulk. Since the occurring height changes are only in the range of centimeters or even millimeters, there are high precision requirements for the determination of the Z coordinate.

Weiterer Bestandteil der Dokumentationsvorrichtung 2 ist eine Prozessdatenerfassungseinrichtung 13, mit der je nach Ausgestaltung eine Vielzahl von Prozessdaten des Verdichtungsprozesses gemessen, ermittelt, berechnet und ausgewertet werden können.Another component of the documentation device 2 is a process data acquisition device 13 with which, depending on the configuration, a plurality of process data of the compression process can be measured, determined, calculated and evaluated.

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 9 und die Schwingungserregereinrichtung 7 betreffen. Insbesondere eignen sich dabei Drehzahl oder Leistung des zu dem Antrieb 9 gehörenden Motors bzw. der Schwingungserregereinrichtung 7 (Unwuchtwellen 8). Ebenso kann die Frequenz und/oder die Amplitude der von der Schwingungserregereinrichtung 7 erzeugten Verdichtungsschwingung erfasst werden.As additional process data, the machine performance data can be recorded, that is, data representing the drive 9 and the vibration exciter device 7 affect. In particular, while speed or power are suitable for the drive 9 associated motor or the vibration exciter device 7 (Unbalanced shafts 8th ). Likewise, the frequency and / or the amplitude of the vibration exciter device 7 generated compression vibration are detected.

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 from the can be deducted from the engine power.

Als besonders wichtige Prozessdaten gelten die Kursdaten. Hierzu gehören der Bewegungsweg (Kurs) der Vibrationsplatte 1 über Grund, die Geschwindigkeit der Vibrationsplatte 1 über Grund, die Lenkbewegung – entweder bezogen auf ein absolutes Inertialsystem oder in Form einer Relativbewegung – sowie eine Gierbewegung um die Hochachse der Vibrationsplatte 1.The course data are regarded as particularly important process data. These include the movement path (course) of the vibration plate 1 over reason, the speed of the vibration plate 1 over reason, the steering movement - either based on an absolute inertial system or in the form of a relative movement - and a yaw motion about the vertical axis of the vibrating plate 1 ,

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 particularly easy to the course of the soil compaction device based on the sequence of individual items. Here, the Course either continuously or clocked at certain intervals (tenths of seconds, whole seconds, several seconds).

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 1 können spezielle Sensoren (Gierratensensor, Kreiselkompass) genutzt werden. Hierzu sei auch auf die DE 100 53 446 A1 verwiesen, die diesbezüglich weitere Angabe macht.For detecting steering or yawing movements of the vibrating plate 1 Special sensors (yaw rate sensor, gyrocompass) can be used. This is also on the DE 100 53 446 A1 referred to in this regard.

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 1 erforderlich, sie bezüglich dem eigentlichen Bewegungsweg leicht schräg zu stellen, damit durch die Vortriebswirkung der Schwingungserregereinrichtung 7 auch eine Kraft gegen den abschüssigen Hang erzeugt wird, um ein Abdriften der Vibrationsplatte 1 zu vermeiden. Dadurch entsteht eine mitunter erhebliche Abweichung zwischen der Ausrichtung der Bodenverdichtungsvorrichtung (Richtung der Maschinenlängsachse) und dem tatsächlichen Kurs über Grund.As a process data orientation data can continue to be used, including the orientation of the soil compacting device is understood. This concerns in particular the alignment (heading) of the soil compaction device or the advance of the soil compaction device, namely a deviation of orientation and course. Especially when crossing on a sloping terrain, it is in the vibrating plate 1 required to make them slightly inclined with respect to the actual path of movement, so by the propulsive action of the vibration exciter device 7 Also a force is generated against the sloping slope to drift off the vibrating plate 1 to avoid. This results in a sometimes significant deviation between the orientation of the soil compacting device (machine longitudinal axis direction) and the actual heading over ground.

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 6, die Beschleunigung der Bodenkontaktplatte 6 oder die Änderung des Abstands zwischen Ober- und Untermasse 3, 5.Of particular interest may be process data that includes the compaction data. These include in particular the respective spring stiffness descriptive variables such as stiffness and shear modulus of the soil, the damping of the compression movement, the change in the vibration behavior of the soil contact plate 6 , the acceleration of the ground contact plate 6 or the change in the distance between the upper and lower mass 3 . 5 ,

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 6, gerichtet sind. Dabei wird auch die Bewegung der Obermasse 5 hinzugezogen. Bei weichem, lockerem Untergrund kann sich die Bodenkontaktplatte 1 frei bewegen, so dass die Obermasse 5 verhältnismäßig in Ruhe bleibt. Bei einem härteren Untergrund, z. B. bei zunehmender Verdichtung, erfährt die Bodenkontaktplatte 6 Schläge, die zwangsläufig auch über die Federeinrichtung 4 an die Obermasse 5 weitergegeben werden. Durch entsprechende Beschleunigungssensoren und Auswertungen lassen sich so Informationen über den Verdichtungszustand des Bodens, also z. B. über seine Federsteifigkeit, gewinnen.For the measurement of the spring stiffness of the soil be already been described in the prior art be already different systems, which are essentially based on detecting the movement of the ground contact element, ie, for. B. the ground contact plate 6 , are directed. It also the movement of the upper mass 5 consulted. In soft, loose ground, the ground contact plate can 1 move freely, leaving the upper mass 5 remains relatively calm. For a harder ground, z. B. with increasing compression, learns the ground contact plate 6 Blows, which inevitably also on the spring device 4 to the upper mass 5 be passed on. By appropriate acceleration sensors and evaluations so information about the compaction state of the soil, so z. B. on its spring stiffness win.

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 5, die Neigung der Obermasse 5 bezüglich der Längs- oder Querachse der Vibrationsplatte 1 sowie eventuelle Nickbewegungen von Obermasse 5 oder Bodenkontaktplatte 6. Die Reaktionsdaten werden in engem Zusammenhang mit den Verdichtungsdaten stehen.In addition, it may be advantageous if reaction data of the soil compacting device are used as process data, namely in particular the movement (acceleration) of the upper mass already described above 5 , the slope of the upper mass 5 with respect to the longitudinal or transverse axis of the vibrating plate 1 as well as possible pitching motions of upper mass 5 or ground contact plate 6 , The reaction data will be closely related to the compaction data.

Mit der Prozessdatenerfassungseinrichtung 13 sind je nach Ausgestaltung geeignete Sensoren 14 gekoppelt, die die erforderlichen Prozessinformationen bereitstellen können. Dazu gehören die bereits erwähnten Gierratensensoren, aber auch Drehzahlsensoren, Beschleunigungssensoren, etc.With the process data acquisition device 13 are depending on the design of suitable sensors 14 coupled, which can provide the required process information. These include the yaw rate sensors already mentioned, but also speed sensors, acceleration sensors, etc.

Die Dokumentationsvorrichtung 2 weist eine Auswerteeinrichtung 15 auf, der die Positionsdaten von der Positionsdatenerfassungseinrichtung 12 und die Prozessdaten von der Prozessdatenerfassungseinrichtung 13 zugeführt werden. In der Auswerteeinrichtung 15 werden die Positionsdaten und die Prozessdaten einander jeweils zugeordnet und schließlich in einer Speichereinrichtung 16 gespeichert. Bei der Speicherung muss sichergestellt werden, dass die Positionsdaten und die Prozessdaten stets eindeutig und damit letztendlich untrennbar miteinander verbunden sind, so dass jederzeit, also auch später noch für jede beliebige Position, die die Bodenverdichtungsvorrichtung während eines Verdichtungsvorgangs eingenommen hat, die zugehörigen, genau an dieser Position vorhandenen Prozessdaten auslesbar sind.The documentation device 2 has an evaluation device 15 on, the position data from the position data acquisition device 12 and the process data from the process data acquisition device 13 be supplied. In the evaluation device 15 The position data and the process data are assigned to each other and finally in a memory device 16 saved. During storage, it must be ensured that the position data and the process data are always unambiguously and thus ultimately inseparably connected to each other, so that at any time, including later for any position, the soil compaction device has taken during a compression process, the associated, exactly This position available process data can be read out.

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.In addition to The position data should always be the one to the process data belonging time data stored to produce the required uniqueness. So it is z. B. usual, that a vibrating plate repeatedly passes over the same area, ie repeatedly occupies the same position, so that for identical Position data depending on the time may have different process data. Around Being able to uniquely assign the process data is therefore another Differentiation criterion the storage of the associated time data required.

Bei den in der Speichereinrichtung 16 gespeicherten Positionsdaten sind die zur Definition der Position in der Horizontalen erforderlichen X- und Y-Koordinaten abgespeichert. Ergänzend können auch noch – wie oben bereits dargelegt – die Z-Koordinaten für die Vertikale gespeichert werden.In the memory device 16 stored position data are stored for defining the position in the horizontal X and Y coordinates. In addition, as already explained above, the Z coordinates for the vertical can also be stored.

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 16 abgespeichert werden.As process data, preferably the time data (t) assigned to the respective position data should always be stored. In addition, it is convenient to store the position data for the vertical (Z coordinate) to document the compaction progress. Likewise, machine performance data (P) or engine or exciter speeds (n) can be stored. In addition, depending on the design any other or additional process data, as mentioned above, in the storage device 16 be stored.

Bei der in 2 gezeigten Speichereinrichtung 16 ergeben sich somit für jede jeweils ausgewertete Position Wertepaare (Tupel) mit unter Umständen einer Vielzahl von Einzelwerten. Zur Speicherung eignet sich daher eine tabellarische Speicherung, wie in 2 gezeigt. Selbstverständlich sind auch andere Speicherverfahren denkbar, mit denen die Wertepaare bzw. Tupel zuverlässig gespeichert werden können.At the in 2 shown storage device 16 Thus, value pairs (tuples) with, under certain circumstances, a large number of individual values result for each evaluated position. For storage therefore a tabular storage, as in 2 shown. Of course, other storage methods are also conceivable with which the value pairs or tuples can be reliably stored.

Mit der Auswerteeinrichtung 15 ist weiterhin eine Anzeigeeinrichtung 17 verbunden, auf der ein Teil der Positions- und/oder Prozessdaten während des Betriebs angezeigt werden kann. Ebenso ist es möglich, dass auf der Anzeigeeinrichtung 17 Abweichungen zwischen einem z. B. vom Bediener vorgegebenen Sollwert für Prozessdaten und den tatsächlich vorhandenen Istwerten angezeigt werden.With the evaluation device 15 is still a display device 17 on which part of the position and / or process data can be displayed during operation. It is also possible that on the display device 17 Deviations between a z. B. specified by the operator setpoint for process data and the actual values actually available are displayed.

Weiterhin ist mit der Auswerteeinrichtung 15 eine Ausgabeeinrichtung 18 gekoppelt, die eine Schnittstelle darstellt, über die die einander zugeordneten Positions- und Prozessdaten an eine getrennt von der Auswerteeinrichtung 15 vorgesehene Empfangseinrichtung 19 ausgebbar sind. Die Empfangseinrichtung 19 kann dann entweder die Speichereinrichtung 16 aufweisen oder mit einem eigenen Speicher ausgestattet sein, um die Ergebnisse der Auswerteeinrichtung 15 zu dokumentieren.Furthermore, with the evaluation 15 an output device 18 coupled, which represents an interface, via which the associated position and process data to a separate from the evaluation 15 provided receiving device 19 are dispensable. The receiving device 19 then either the storage device 16 or be equipped with its own memory to the results of the evaluation 15 to document.

Die Speichereinrichtung 16 kann mit der Auswerteeinrichtung 15 lösbar verbunden sein, um z. B. nach Beendigung eines Arbeitsvorgangs die Speichereinrichtung 16 von der Auswerteeinrichtung 15 und damit von der Bodenverdichtungsvorrichtung 1 zu trennen. Die Speichereinrichtung 16 kann dann an einem separaten Ort gelagert werden, um den Arbeitsvorgang dauerhaft zu dokumentieren. Ebenso ist es möglich, die Daten aus der Speichereinrichtung 16 auszulesen und auf einem preiswerten Speichermedium (CD-ROM) dauerhaft abzuspeichern.The storage device 16 can with the evaluation device 15 be releasably connected to z. B. after completion of a work, the memory device 16 from the evaluation device 15 and thus of the soil compacting device 1 to separate. The storage device 16 can then be stored in a separate location to permanently document the work process. It is also possible to transfer the data from the storage device 16 read out and permanently store on a cheap storage medium (CD-ROM).

Wie 1 zeigt, ist es möglich, dass direkt an der Vibrationsplatte 1 lediglich die notwendigsten Einrichtungen zum Erfassen der Positionsdaten und der Prozessdaten vorgesehen sind. Im gezeigten Beispiel sind daher die Positionserfassungseinrichtung 12 und die Prozessdatenerfassungseinrichtung 13 direkt an der Vibrationsplatte 1 vorgesehen, während die Auswerteeinrichtung 15 mit der Speichereinrichtung 16 räumlich getrennt angeordnet ist. Die Daten können dann über eine entsprechende Datenübertragungsstrecke (Funk, Infrarot, Kabel) übertragen werden.As 1 shows, it is possible that directly on the vibration plate 1 only the most necessary means for detecting the position data and the process data are provided. In the example shown, therefore, the position detection device 12 and the process data acquisition device 13 directly on the vibration plate 1 provided while the evaluation device 15 with the storage device 16 is arranged spatially separated. The data can then be transmitted via a corresponding data transmission link (radio, infrared, cable).

Es ist auch denkbar, anstelle der Prozessdatenerfassungseinrichtung 13 lediglich die Sensoren 14 direkt an der Vibrationsplatte 1 anzuordnen und deren Daten an die räumlich getrennte Prozessdatenerfassungseinrichtung 13 zu übertragen. Ähnliches gilt für die Positionserfassungseinrichtung 12.It is also conceivable, instead of the process data acquisition device 13 only the sensors 14 directly on the vibration plate 1 to arrange and their data to the spatially separated process data acquisition device 13 transferred to. The same applies to the position detection device 12 ,

Dabei ist grundsätzlich anzustreben, so wenig elektronische Bauteile wie möglich direkt an der stark schwingungsbehafteten Vibrationsplatte 1 vorzusehen, um eine Beschädigung der meist empfindlichen Elektronik zu vermeiden.In principle, it is desirable to have as few electronic components as possible directly on the vibration plate subject to high vibration 1 provided to avoid damage to the most sensitive electronics.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die gesamte Dokumentationsvorrichtung 2 in die Vibrationsplatte 1 zu integrieren. Es sollten dann lediglich Vorkehrungen getroffen werden, um die Daten aus der Speichereinrichtung 16 dauerhaft getrennt von der Vibrationsplatte 1 speichern zu können.Of course, it is also possible, the entire documentation device 2 in the vibration plate 1 to integrate. Only provision should then be made for the data from the storage device 16 permanently separated from the vibration plate 1 to save.

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 quality control have to Data collected in situ but also in a subsequent Evaluation statements on the workflow allow. Important quality relevant Information is thereby the dumping height of a additionally to compacted position and compression after each transition, but also the propulsion speed and the orientation of the Sollvortriebsrichtung in relation to to the actual Movement path (lead). For longer term Deviations can accordingly on a lateral inclination of the Underground to be closed to the movement path. The data can be one spanning four-dimensional space (x, y, z, t), the further 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 different machine parameters influence, if necessary can be stored as process data. Falls z. B. the engine or exciter speed strong off, inevitably goes also the compression work back strong. Will a high engine power needed Accordingly, a lot of energy can be entered into the soil. This may indicate a still loose or cohesive soil. If the engine power fluctuates strongly, it is to be assumed that the to be compacted Material is highly inhomogeneous. Common or strong rotational movements about the vertical axis (yaw movements) indicate on 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 was the soil compaction system according to the invention explained with reference to a vibrating plate. Of course you can instead of a vibrating plate and a compaction roller - if necessary also with vibration exciter - used whose position and process data are processed in analogue form become.

Claims

Soil compaction system, comprising - a soil compacting device ( 1 ), one of a drive ( 9 ) driven vibration exciter device ( 7 ) and one of the vibration exciter device ( 7 ) acted upon soil contact element ( 6 ) having; and with - a documentation device ( 2 ), which comprises a position detection device ( 12 ) for detecting a current position of the soil compaction device ( 1 ) and generating corresponding position data; characterized in that - the documentation device ( 2 ) - a process data acquisition device ( 13 ) for acquiring process data of the compaction 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 related to the soil compaction device ( 1 ); - compaction data; Reaction data of the soil compacting device ( 1 ).

Ground compacting system according to claim 1, characterized in that by the evaluation device ( 15 ) the process data together with the position data can be stored in such a way that, for a specific position, the soil compaction device ( 1 ) has taken during a compression process, at a later date, the associated process data can be read out.

Ground compacting system according to claim 1 or 2, characterized in that the position data comprise data of a position of the soil compacting device ( 1 ) in the horizontal.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the position data comprise data of a position of the soil compacting device ( 1 ) in the vertical.

Soil compaction system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the position data in the form of relative and / or absolute location coordinates can be detected.

Soil compaction system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the process data by the process data acquisition device at least partially generated using the position data are.

Soil compaction system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the time data in the form of absolute Time information or in the form of relative time information, in particular with regard to a start of a compression process, are detectable.

Ground compaction system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the machine performance data are selected from the group: - speed and / or power of one to the drive ( 9 ) belonging engine; - speed and / or power of the vibration exciter device ( 7 ); Frequency and / or amplitude of one of the vibration exciter device ( 7 ) generated vibration.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the course data are selected from the group: - movement path (course) of the soil compacting device ( 1 ) over reason; Speed of the soil compaction device ( 1 ) over reason; Steering movement of the soil compaction device ( 1 ) related to a terrestrial inertial system; Steering movement of the soil compaction device ( 1 ) in the form of a relative movement; Yaw movement about the vertical axis of the soil compaction device ( 1 ).

Ground compacting system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the orientation data are selected from the group: - alignment (heading) of the soil compaction device ( 1 ); - Vorhalt the soil compaction device ( 1 ), namely a deviation from orientation and course.

Soil compaction system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the compaction data are selected from the group: - measured spring stiffness of the soil; - damping of the compression movement; Change of the vibration behavior of the ground contact element ( 6 ); - acceleration of the ground contact element ( 6 ); - change of the distance between upper mass ( 5 ) and lower mass ( 3 ).

Ground compacting system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the reaction data of the soil compacting device ( 1 ) are selected from the group: - movement of a drive having upper Dimensions ( 5 ) of the soil compacting device ( 1 ); - acceleration of the upper mass ( 5 ); - slope of the upper mass ( 5 ) with respect to a longitudinal and / or transverse axis of the soil compaction device ( 1 ); - Nick movement of the upper mass ( 5 ) or the ground contact element ( 6 ) with respect to the longitudinal and / or transverse axis of the soil compacting device ( 1 ).

Ground compacting system according to one of claims 1 to 12, characterized in that by the evaluation device ( 15 ) can be generated due to a change of the position data relative to the vertical information about a changed bed height, a compression and / or a setting effect of the soil to be compacted.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 13, characterized in that at least part of the documentation device ( 2 ) on or in the soil compacting device ( 1 ) is provided.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 14, characterized in that at least part of the documentation device ( 2 ) spatially separated from the soil compaction device ( 1 ) is arranged.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 15, characterized in that the evaluation device ( 15 ) with a memory device ( 16 ) is connectable, in which the associated position and process data can be stored.

Ground compacting system according to claim 16, characterized in that the evaluation device ( 15 ) with the storage device ( 16 ) is wirelessly connectable.

Ground compacting system according to claim 16 or 17, characterized in that the storage device ( 16 ) of the soil compaction system, in particular of the soil compacting device ( 1 ) is spatially separable.

Soil compaction system according to one of claims 1 to 18, characterized in that the evaluation device ( 15 ) has a nominal value specification device for specifying process data, and in that by the evaluation device ( 15 ) a comparison of setpoints and actual values of process data is feasible.

Ground compacting system according to claim 19, characterized in that a display device ( 17 ) is provided for indicating deviations from setpoints and actual values of the process data.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 20, characterized in that the evaluation device ( 15 ) with an output device ( 18 ) is connected, via which the associated position and process data to a separate from the soil compacting device ( 1 ) receiving device ( 19 ) are dispensable.

Ground compacting system according to claim 21, characterized in that the evaluation device ( 15 ) with the output device ( 18 ) is wirelessly connectable.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 22, characterized in that on the soil compacting device ( 1 ) a display device ( 17 ) is provided on the at least part of the detected or by the evaluation device ( 15 ) can be displayed.

Ground compacting system according to one of claims 1 to 23, characterized in that the soil compaction device ( 1 ) is a vibrating plate.