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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfräsen von Oberflächenbelägen, vorzugsweise Straßenbelägen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Vor allem schadhafte Oberflächenbeläge werden durch Abfräsen mindestens teilweise entfernt und durch eine neue Oberbelagsschicht ersetzt. Auf diese Weise werden vor allem schadhafte Straßenbeläge erneuert.
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Der schadhafte Oberflächenbelag, insbesondere Straßenbelag, kann in den meisten Fällen nicht durchgehend abgefräst werden, weil sich im Bereich des abzufräsenden Belags ”Hindernisse” befinden, die nicht abgefräst werden dürfen oder können. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Einbauteile im Oberflächenbelag der Straße, wie zum Beispiel Schachtdeckel. Auch zum Demarkieren darf nicht der gesamte Belag abgefräst werden. Im Bereich solcher Hindernisse ist es erforderlich, die Fräswalze einer üblicherweise selbstfahrenden Fräse so weit auszuheben, dass die Fräswalze geringfügig über dem Straßenbelag sich befindet, so dass dieser von der Fräswalze überfahren wird, ohne dass sie den Belag und den sich im betreffenden Bereich befindenden Einbau, beispielsweise Schachtdeckel, beschädigt. Die Bedienungsperson der Fräse (Fräsenführer) muss bei jedem Hindernis die richtige Höhe der Fräswalze einstellen, damit diese das Hindernis nicht beschädigt. Nach dem Hindernis muss der Fräsenführer die Fräswalze wieder genauso weit absenken wie vor dem Hindernis, damit kein Absatz in der Fräsfläche entsteht. Das erfordert viel Erfahrung und Gefühl. Trotzdem kann es vorkommen, dass entweder das Hindernis beschädigt wird oder ein ungewollter Absatz in der Fräsfläche vor und hinter dem Hindernis entsteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abfräsen von Oberflächenbelägen, insbesondere Straßenbelägen, zu schaffen, das ein einfaches und zuverlässiges Überfahren von Hindernissen zulässt und unterschiedliche Frästiefen vor und hinter dem Hindernis vermeidet.
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Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Dadurch, dass in die Steuerung mindestens ein weiteres Profil (wobei es sich im einfachsten Falle um ein Höhenmaß der Fräswalze handeln kann) abgespeichert wird und vom Bediener der Fräse das Fräsprofil oder das mindestens eine andere Profil bedarfsgerecht ausgewählt wird, kann das Fräsprofil oder das mindestens eine andere Profil automatisch exakt reproduzierbar angefahren werden. Beim Profilwechsel braucht also der Bediener der Fräse nicht das veränderte frühere Profil oder Fräsprofil selbst manuell wieder einzustellen. Muss ein Hindernis überfahren werden, kann der Bediener das Fräsprofil durch einen einfachen Knopfdruck verlassen, so dass das andere Profil automatisch genau angefahren wird. Wenn mehrere andere Profile in der Steuerung abgespeichert sind, braucht der Bediener nach dem Verlassen des Fräsprofils nur das gewünschte andere Profil auszuwählen, das dann auch automatisch angefahren wird. Umgekehrt wird hinter dem Hindernis das abgespeicherte Fräsprofil automatisch durch einen einfachen Knopfdruck wieder angefahren, wodurch die Steuerung, vorzugsweise eine Regelung, sicherstellt, dass das Fräsprofil vor und hinter dem Hindernis das gleiche ist. Außerdem wird durch das Anfahren des mindestens einen anderen Profils sichergestellt, dass das Hindernis ohne Beschädigung durch die Fräswalze überfahren wird.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht es vor, dass das mindestens eine weitere Profil ein anderes Fräsprofil, ein Aushebeprofil und/oder ein Überfahrprofil ist, das in die Steuerung eingegeben und abgespeichert wird. Bei einem anderen Fräsprofil kann es sich beispielsweise um ein Fräsprofil mit einer Neigung oder einer anderen Neigung beim Fräsen von Kurven handeln. Das Aushebeprofil ist so gewählt, dass zum Überfahren eines Hindernisses mindestens im Bereich des Hindernisses überhaupt kein Fräsen stattfindet. Beim Überfahrprofil kann es sich um ein solches handeln, bei dem die Frästiefe temporär verändert wird, um beispielsweise bei besonders schadhaften Stellen den Belag tiefer abzufräsen oder sogar den gesamten Belag zu entfernen. Durch die Abspeicherung solcher Profile in der Steuerung kann der Bediener der Fräse durch einfaches Umschalten einen Profilwechsel vornehmen, wobei gezielt das vom Bediener jeweils ausgewählte Profil angefahren wird und außerdem eine exakte, reproduzierbare Rückkehr zum vorhergehenden Profil durch einfachen Knopfdruck automatisch erfolgt. Der Bediener wird dadurch entlastet und der Fräsvorgang zuverlässiger gestaltet. Außerdem wird der Profilwechsel durch nur einen einfachen Knopfdruck des Bedieners beschleunigt. Das vom Bediener ausgewählte Profil wird von der Steuerung gezielt angefahren. Bevorzugt ist die Steuerung dann als eine Regelung ausgebildet, die Sollwerte des jeweiligen Profils nach der Auswahl desselben durch den Bediener exakt geregelt anfährt und das ausgewählte Sollprofil so lange exakt geregelt aufrechterhält, bis ein anderes Profil ausgewählt wird.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Fräsprofil und das mindestens eine weitere Profil in verschiedenen Ebenen liegen. Mit einem höherliegenden Profil kann ein Hindernis gezielt überfahren werden, ohne dass dieses von den Fräsmeißeln der Fräswalze beschädigt wird.
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Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, zur Bildung des Fräsprofils und/oder des mindestens einen weiteren Profils die Frästiefe oder einen Abstand zu einer Bezugsfläche auf jeder Seite der Fräswalze in die Steuerung einzugeben und abzuspeichern. Durch die Frästiefe wird die Ebene bestimmt, die beim Abfräsen des schadhaften Belags die Fräsfläche bildet oder eine andere, vorzugsweise darüberliegende Ebene zum Überfahren eines Hindernisses, bei der vorzugsweise kein Fräsen erfolgt, insbesondere im Bereich des Hindernisses der Belag nicht abgefräst wird, so dass das Hindernis unversehrt bleibt. Werden auf jeder Seite der Fräswalze Abstände zur Bezugsfläche definiert, kann auch eine geneigte Fräsfläche erzeugt werden, beispielsweise eine Kurvenneigung. Beim Überfahren eines Hindernisses kann hingegen ein Profil verwendet werden, bei dem die Fräswalze eine andere Neigung aufweist oder vorzugsweise horizontal verläuft. Wenn dann nach dem Überfahren des Hindernisses zum Fräsprofil wieder umgeschaltet wird, können sowohl die zuvor eingestellte Frästiefe als auch die Neigung der Fräswalze wieder exakt angefahren werden. Dadurch wird der Fräsverlauf vor dem Hindernis hinter dem Hindernis reproduzierbar fortgeführt.
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Alternativ ist es denkbar, zur Bildung des Fräsprofils und/oder des mindestens einen weiteren Profils die Frästiefe an vorzugsweise einer Seite der Frästrommel und eine Querneigung, vorzugsweise in Prozent oder Winkelgerade, in der Steuerung abzuspeichern. Auch so kann eine einmal eingestellte Neigung der Fräswalze nach einer Veränderung derselben durch Auswahl eines anderen Profils wieder automatisch angefahren werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht es vor, das Fräsprofil und das mindestens eine weitere Profil in der Steuerung separat abrufbar abzuspeichern. So kann die Bedienungsperson der Fräse jede gewünschte, den Gegebenheiten entsprechende Frästiefe und/oder Neigung der Fräswalze aus der Steuerung gezielt abrufen, wozu ein einfacher Tastendruck ausreicht. Die Steuerung bzw. Regelung übernimmt dann das automatische Anfahren und die Aufrechterhaltung der ausgewählten Frästiefe und/oder Neigung, die dem jeweils ausgewählten Profil entspricht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann des Weiteren so ausgestaltet sein, dass das Fräsprofil und das mindestens eine weitere Profil von jeweils einer eigenen Bedieneroberfläche eines Bedienpults selektiv vom Bediener der Fräse abrufbar sind. Der Bediener braucht so lediglich die Bedieneroberfläche zu wechseln, um das gewünschte Profil, insbesondere Fräsprofil, einzustellen und nach einem erstmaligen Einstellen nur durch einen Knopfdruck auf der betreffenden Bedienoberfläche abzurufen. Das Anfahren und Nachführen der Fräswalze bis zum Erreichen des gewünschten Profils oder Fräsprofils erfolgt dann automatisch durch die Steuerung oder Regelung.
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Bevorzugt ist ein Zurückgreifen der Steuerung, insbesondere der Regelung, für das Fräsprofil und das mindestens eine weitere Profil anhand von Sensoren vorgesehen. Die Sensoren können beliebig ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass die Sensoren die Höhe der Fräswalze über den abzufräsenden Belag oder über der Fräsfläche detektieren. Insbesondere sind Sensoren vorgesehen, die die Höhe jeder Seite der Fräswalze gegenüber dem Untergrund oder einer Seite und einem Winkel der Drehachse der Fräswalze gegenüber der Horizontalen detektieren. Dabei ist es denkbar, für unterschiedliche Profile bzw. Fräsprofile jeweils eigene, den Anforderungen gerecht werdende Sensoren vorzusehen. Beispielsweise können Sensoren vorgesehen sein, die die Oberfläche des noch nicht abgefrästen Belags oder auch von Hindernissen detektieren, während andere Sensoren vorgesehen sein können, um die Fräsfläche zu detektieren, die entstanden ist durch das bereits erfolgte teilweise oder vollständige Abfräsen des Straßenbelags oder eines anderen Oberflächenbelags. Vor allem bei unterschiedlichen Sensoren können für die verschiedenen Profile geeignete und gegebenenfalls verschiedene Bezugsgrößen verwendet werden. Außerdem ist durch die unterschiedlichen Sensoren eine Kontrolle der Frästiefen möglich, indem Isttiefen mit Solltiefen, die in der Steuerung zur Darstellung der gewünschten Profile abgespeichert sind, verglichen und gegebenenfalls bei vorhandenen Unterschieden die Höhe oder Neigung der Fräswalze geregelt so verändern werden, dass die Istwerte mit den Sollwerten des jeweils ausgewählten Profils übereinstimmen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung des Abfräsens eines Straßenbelags mit einem Schacht,
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2 eine Prinzipdarstellung analog zur 1 beim Überfahren des Straßenschachts, und
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3 eine Prinzipdarstellung analog zu den 1 und 2 beim Abfräsen des Straßenbelags hinter dem Straßenschacht.
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Die Erfindung wird im Zusammenhang mit dem Abfräsen eines Straßenbelags 10 erläutert; sie eignet sich aber auch für das Abfräsen anderer Oberflächenbeläge.
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Der Straßenbelag 10 wird oberseitig mindestens teilweise entfernt durch eine an sich bekannte selbstfahrende Fräse. Von dieser Fräse ist nur symbolisch eine um eine Drehachse 11 drehend antreibbare Fräswalze 12 dargestellt. Die Fräswalze 12 ist in an sich bekannter Weise an ihrem Außenumfang mit einer Vielzahl vorstehender Fräsmeißel 13 versehen. Die Straßenfräse weist symbolisch in den Figuren dargestellte Sensoren 14 und 15 auf, die berührungslos den senkrechten Abstand zur Oberfläche 16 des noch nicht abgefrästen Straßenbelags 10 und zur Fräsfläche 17, nämlich die Oberseite des Straßenbelags 10 nach dem Abfräsen, ermitteln. Es werden von den Sensoren 14 und 15 die senkrechten Abstände der Bezugspunkte der Sensoren 14 und 15 zur Oberfläche 16 des Straßenbelags 10 bzw. der Fräsfläche 17 detektiert. Bevorzugt sind die Sensoren 14 und 15 doppelt vorhanden, nämlich an jeder der gegenüberliegenden Stirnseiten der Fräswalze 12 angeordnet. Alternativ ist es denkbar, nur einen Sensor 14 und 15 an einer Stirnseite der Fräswalze 12 vorzusehen. Dann wird zusätzlich der Fräswalze 12 ein nicht gezeigter Neigungssensor zugeordnet, der die Neigung der Drehachse 11 der Fräswalze 12 gegenüber der Horizontalen ermittelt. Es kann auch ausreichend sein, nur Sensoren 14 oder Sensoren 15 an jeder Stirnseite der Fräswalze 12 anzuordnen. Wenn ein Neigungssensor vorhanden ist, kann es ausreichen, nur einen einzigen Sensor 14 oder 15 einer Stirnseite der Fräswalze 12 zuzuordnen.
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Die Figuren zeigen einen im Straßenbelag 10 angeordneten Straßenschacht 18 mit einem oberen Schachtdeckel 19, dessen Oberseite 20 im gezeigten Ausführungsbeispiel geringfügig gegenüber der Oberfläche 16 des Straßenbelags 10 vorsteht. Es ist auch denkbar, dass die Oberseite 20 des Schachtdeckels 19 bündig mit der Oberfläche 16 des Straßenbelags 10 abschließt oder geringfügig tiefer liegt. Der Straßenschacht 18, insbesondere der Schachtdeckel 19 desselben, stellt ein ”Hindernis” für die Fräse im Straßenbelag 10 dar, das beim Abfräsen des Straßenbelags 10 nicht beschädigt werden darf. Das Gleiche gilt für andere Hindernisse im Straßenbelag 10. Damit die Hindernisse beim Abfräsen des Straßenbelags 10 nicht beschädigt werden, muss die Fräswalze 12 vor und hinter dem Hindernis, also im gezeigten Ausführungsbeispiel dem Straßenschacht 18, ausgehoben werden, so dass die Fräse mit laufender Fräswalze 12 den Schachtdeckel 19 überfahren kann, ohne dass dabei die Fräsmeißel 13 der Fräswalze 12 mit der Oberseite 20 des Schachtdeckels 19 in Berührung kommen.
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Die Fräse verfügt am Bedienstand über ein nicht gezeigtes Bedienpult, das für das Fräsprofil und jedes weitere Profil eine eigene Bedienoberfläche aufweist. Es ist aber auch denkbar, dass das Bedienpult nur eine Bedienoberfläche für das Fräsprofil und eine Bedienoberfläche für alle anderen Profile aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass nur ein Fräsprofil und ein anderes Profil zum Überfahren des Straßenschachts 18 zum Betrieb der Fräse erforderlich sind. Dann weist das Bedienpult zwei Bedienoberflächen auf, und zwar eine für das Fräsprofil und eine für das andere Profil, nämlich das Überfahrprofil.
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Jede Bedienoberfläche verfügt über Tasten zum Einstellen der Tiefe der Fräswalze 12 und gegebenenfalls die Neigung der Drehachse 11 der Fräswalze 12. Darüber hinaus verfügt jede Bedienoberfläche über einen Auswahltaster, womit ausgewählt werden kann, ob die Fräse nach dem Fräsprofil fräsen soll oder nach dem anderen Profil der Straßenschacht 18 überfahren werden soll. Durch Drücken des jeweiligen Tasters wird das Fräsprofil oder das andere Profil ausgewählt und danach die Fräse betrieben. Das jeweils ausgewählte Profil wird dem Bediener auf der jeweiligen Bedienoberfläche angezeigt durch ein vorzugsweise optisches Signal, beispielsweise eine Kontrollleuchte. Daran kann der Bediener der Fräse sehen, ob das Fräsprofil oder das andere Profil momentan ausgewählt ist.
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Des Weiteren verfügt die Fräse über eine nicht gezeigte Steuerung. Die Steuerung dient bevorzugt zur Regelung der Höhe und Neigung der Fräswalze 12. In einen Speicher der Steuerung ist das Fräsprofil und das jeweilige andere Profil, das vorzugsweise zu Beginn der Arbeiten individuell auf der jeweiligen Bedienoberfläche eingestellt worden ist, abgespeichert. Je nach ausgewähltem Profil fährt die Regelung dieses danach immer dann automatisch an, wenn es durch Betätigung des Auswahltasters auf der jeweiligen Bedienoberfläche von der Bedienungsperson ausgewählt worden ist. Danach dienen die abgespeicherten Werte des aufgerufenen Profils als Sollwerte, die die Regelung während des Betriebs fortlaufend mit den von den Sensoren 14 und/oder 15 ermittelten Messwerten vergleicht und die Höhe und/oder Neigung der Fräswalze 12 ständig so einstellt und nachführt, dass die Soll- und Istwerte übereinstimmen oder die Istwerte in einem gewissen Toleranzbereich der Sollwerte liegen.
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Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert, wobei davon ausgegangen wird, dass nur zwei Profile, und zwar ein Fräsprofil zum Abfräsen des schadhaften Straßenbelags 10 und als anderes Profil ein Überfahrprofil zum für das Überfahren des Schachtdeckels 19 notwendige Ausheben der Fräswalze 12 eingespeichert sind.
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Zu Beginn der Arbeiten gibt der Bediener an der jeweiligen separaten Bedienoberfläche das Fräsprofil und das Überfahrprofil ein. Es ist auch denkbar, dass die abgespeicherten Profile aus einem vorhergehenden Einsatz der Fräse übernommen werden, falls diese den Anforderungen entsprechen. Die eingegebenen Profile werden in der Steuerung gespeichert. Die somit in der Steuerung hinterlegten Profile, nämlich das Fräsprofil und das Überfahrprofil, bleiben so lange in der Steuerung gespeichert, bis sie aufgrund anderer Gegebenheiten geändert werden müssen. Nach dem einmaligen anfänglichen Eingeben des Fräsprofils und des Übergabeprofils in die Steuerung der Fräse erübrigen sich weitere Eingaben. Der Bediener muss nur noch wählen zwischen dem Fräsprofil und dem Überfahrprofil.
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Die 1 veranschaulicht das Abfräsen des Straßenbelags 10. Dieses geschieht nach dem Fräsprofil, das der Bediener an der entsprechenden Bedieneroberfläche durch einfachen Tastendruck ausgewählt hat. Die Fräswalze 12 wird von der selbstfahrenden Fräse in Fräsrichtung 21 über den abzufräsenden Straßenbelag 10 bewegt.
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Sobald die Fräswalze 12 kurz vor dem Straßenschacht 18 angelangt ist, wählt der Bediener der Fräse durch Betätigung eines Auswahlknopfs oder -tasters auf dem betreffenden Bedienerfeld das Überfahrprofil aus. Von der Steuerung wird automatisch geregelt nun die Fräswalze 12 so weit hochgefahren, dass sie dem Überfahrprofil entspricht. Die Straßenfräse kann dann bei rotierender Fräswalze 12 gemäß der Darstellung in der 2 den Straßenschacht 18 überfahren, ohne dass dabei die Fräsmeißel 13 der Fräswalze 12 mit der Oberseite 20 des Schachtdeckels 19 in Berührung kommen, und so der Schachtdeckel 19 beschädigungslos von der Fräswalze 12 überfahren wird.
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Unmittelbar hinter dem Straßenschacht 18 schaltet der Bediener durch Betätigung nur des Auswahlknopfs, wobei es sich um einen Schalter, Taster oder berührungssensitiven Sensor handeln kann, die Fräse wieder auf das Fräsprofil um. Es wird dann von der Steuerung automatisch geregelt die Fräswalze 12 wieder abgesenkt, damit sie hinter dem Straßenschacht 18 den Straßenbelag 10 mit vorzugsweise der gleichen Frästiefe abfräsen kann, wie das vor dem Straßenschacht 18 erfolgt ist (3).
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Das Fräsprofil und das Überfahrprofil werden in der Steuerung hinterlegt durch den Abstand der Bezugspositionen der Sensoren 14 bzw. 15 von der Fräsfläche 17 bzw. der Oberfläche 16 des Straßenbelags 10 oder gegebenenfalls auch der Oberseite 20 des Schachtdeckels 19.
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Die in Fräsrichtung 21 gesehen hinter der Fräswalze 12 angeordneten Sensoren 15 tasten die Oberseite der Fräsfläche 17 ab. Demgegenüber detektieren die vor der Fräswalze 12 angeordneten Sensoren 14 die Oberfläche 16 des noch nicht abgefrästen Straßenbelags 10. Durch Vergleiche der Werte beider Sensoren 15 kann die Frästiefe exakt überwacht werden. Die Sensoren 14 und 15 liefern Istwerte des senkrechten Abstands der Fräsfläche 17 bzw. der Oberfläche 16 des Straßenbelags 10 von Bezugspunkten der Fräse, an denen die Sensoren 14, 15 ortsfest befestigt sind. Die Istwerte werden mit den Sollwerten aus dem in der Steuerung abgespeicherten Fräsprofil bzw. Überfahrprofil verglichen. Die Regelung sorgt für die Einhaltung der Sollwerte. Wenn umgeschaltet wird vom Fräsprofil zum Überfahrprofil, wird von der Steuerung die Fräswalze 12 entsprechend angehoben und das Anheben so geregelt, dass die von den Sensoren 14 und 15 aufgenommenen Istwerte übereinstimmen mit den Sollwerten des neu ausgewählten Profils.
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Die an jedem Rand der Fräse, vorzugsweise an gegenüberliegenden Stirnbereichen der Fräswalze 12 angeordneten Sensoren 14 und 15 können auch zum Anfahren und Überwachen einer gewünschten Querneigung dienen, die das Fräsprofil oder gegebenenfalls auch das Überfahrprofil aufweisen sollen. Die Sensoren 14 und 15 auf gegenüberliegenden Seiten der Fräswalze 12 zeigen dann entsprechend unterschiedliche Höhen bzw. Abstände vom Straßenbelag 10 und/oder der Fräsfläche 17. Falls Neigungssensoren vorgesehen sind, überwachen diese die Neigung der Fräswalze 12, nämlich die Abweichung ihrer Drehachse 11 von ihrer Horizontalen, unmittelbar. Dann brauchen keine Sensoren 14 und 15 an beiden Seiten der Fräswalze 12 vorgesehen zu sein.
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Aufgrund der Erfindung kann der Bediener einfach zwischen verschiedenen vorher in die Steuerung bzw. Regelung eingegebenen Profilen wählen. Wird ein anderes Profil gewählt, erfolgt ein automatisches Anfahren der Profilwerte oder -parameter desselben, ohne dass der Bediener die Profilwerte bzw. -parameter erneut in die Steuerung eingeben muss. Die Steuerung ist vorzugsweise als Regelung ausgebildet, die automatisch für die Einhaltung des jeweils ausgewählten Profils sorgt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Straßenbelag
- 11
- Drehachse
- 12
- Fräswalze
- 13
- Fräsmeißel
- 14
- Sensor
- 15
- Sensor
- 16
- Oberfläche
- 17
- Fräsfläche
- 18
- Straßenschacht
- 19
- Schachtdeckel
- 20
- Oberseite
- 21
- Fräsrichtung
