DE102010014904A1

DE102010014904A1 - Einsprüheinrichtung für eine Baumaschine und Verfahren zum Betrieb einer Einsprüheinrichtung

Info

Publication number: DE102010014904A1
Application number: DE102010014904A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Heusinger; Andreas Nacke; Thorsten Jörig
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-20
Also published as: CN102234976A; US8888404B2; US20110274491A1; CN102234976B

Abstract

Die Erfindung betrifft Einsprüheinrichtung zum Einbringen eines Fluids in den Arbeitsraum einer Baumaschine zum Bearbeiten von Böden oder Fahrbahnen, umfassend wenigstens eine Austrittsdüse, durch die das Fluid in den Arbeitsraum eingebracht wird, ein Leitungssystem, über das das Fluid zu der wenigstens einen Austrittsdüse hingeleitet wird, und eine Steuereinheit, über die die Fluidzufuhr zur Austrittsdüse hin steuerbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Baumaschine zum Bearbeiten von Böden oder Fahrbahnen, insbesondere eine Fräse für das Abfräsen von Fahrbahn- und Bodenbelägen, einen Stabilisierer zur Stabilisierung von nicht tragfähigen Böden oder einen Recycler zur Wiederherstellung reparaturbedürftiger Straßenbefestigungen, mit einer solchen Einsprüheinrichtung, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitseinrichtung einer solchen Baumaschine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einsprüheinrichtung zum Einbringen eines Fluids in den Arbeitsraum einer Baumaschine zum Bearbeiten von Böden oder Fahrbahnen, eine Baumaschine mit einer solchen Einsprüheinrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Einsprüheinrichtung einer solchen Baumaschine.
Die Erfindung findet Verwendung bei Baumaschinen zum Bearbeiten von Böden oder Fahrbahnen, insbesondere bei einer Fräse für das Abfräsen von Fahrbahn- und Bodenbelägen, bei einem Stabilisierer zur Stabilisierung von nicht tragfähigen Böden und bei einem Recycler zur Wiederherstellung reparaturbedürftiger Straßenbefestigungen. Eine gattungsgemäße Baumaschine ist beispielsweise aus der EP 0 960 239 B1 bekannt. Solche Baumaschinen sind mit einer Arbeitswalze versehen, mit der der Boden oder die Fahrbahn aufgebrochen und/oder durchmischt werden kann. Betrifft die Bearbeitung eine Asphalt- oder Betonfahrbahn, ist ein typischer Arbeitsvorgang das Abfräsen der Fahrbahn. Die Arbeitswalze ist bezüglich ihrer Zylinderachse horizontal unmittelbar oder mittelbar an einem Maschinenrahmen der Baumaschine gelagert und erstreckt sich quer zur Längsrichtung der Baumaschine. Die Arbeitswalze ist von einer Schutzhaube abgedeckt und umschließt in ihrem Inneren einen Arbeitsraum, in dem die Arbeitswalze im Arbeitseinsatz rotiert. Der Arbeitsraum ist zum Boden hin geöffnet, sodass die Arbeitswalze in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Boden kommen kann. Die Haube verhindert somit zunächst, dass das von der um ihre Längsachse rotierenden Arbeitswalze abgefräste Material unkontrollierbar in die Umgebung der Baumaschine geschleudert wird. Der von der Haube nach außen begrenzte Arbeitsraum dient ferner dem Materialtransport, um beispielsweise von der Fräswalze abgefrästes Material kontrolliert abtransportieren zu können. Eine weitere Anwendung des Arbeitsraums kann ferner darin liegen, den Arbeitsraum als Mischraum zu nutzen, in dem das abgearbeitete Bodenmaterial mit einem Zusatz vermischt werden kann, um beispielsweise eine Bodenbefestigung bzw. -stabilisierung zu erreichen. Typische Zusätze sind zum Beispiel hydraulische oder bituminöse Bindemittel oder Wasser.
Aus diesem Grund weist eine gattungsgemäße Baumaschine eine Einsprüheinrichtung auf, mit der ein Fluid in den Arbeitsraum der Baumaschine eingebracht werden kann. Die Einsprüheinrichtung weist dazu wenigstens eine Austrittsdüse auf, durch die das Fluid in den Arbeitsraum eingeleitet wird. Ferner ist ein Leitungssystem vorhanden, über das das Fluid zu der wenigstens einen Austrittsdüse hingeleitet wird. Ein weiteres wesentliches Element ist schließlich eine Steuereinheit, über die die Fluidzufuhr zur Austrittsdüse hin steuerbar ist. Die Steuereinheit stellt somit die zentrale Steuerkomponente der Einsprüheinrichtung dar und ist für die Steuerung der Einsprüheinrichtung bzw. der einzelnen Komponenten der Einsprüheinrichtung zuständig. Bei der Steuereinheit kann es sich beispielsweise um einen entsprechend programmierten Mikrokontroller handeln, der über geeignete Signalverbindungen die jeweiligen Komponenten der Einsprüheinrichtung ansteuert. Typische Steuerfunktionen sind beispielsweise das Ein- und Ausschalten der Fluidzufuhr, die Regulation des Fluiddrucks beziehungsweise der Fluidmenge pro Zeiteinheit, die durch die wenigstens eine Austrittsdüse austritt, die Art des Fluids, etc.
Über die wenigstens eine Austrittsdüse ist es möglich, von außen Fluid in das Innere der Schutzhaube beziehungsweise in den Arbeitsraum einzubringen. Die Baumaschine weist dazu ein entsprechendes Leitungssystem auf, welches das Fluid an die wenigstens eine Austrittsdüse heranführt. Das Leitungssystem kann dazu beispielsweise einen oder mehrere entsprechende Fluidvorratsbehälter aufweisen, die in die Baumaschine integriert ausgebildet sind. Alternativ ist es auch möglich, die Fluidversorgung über ein entsprechendes Versorgungsfahrzeug, wie beispielsweise einen Tankwagen, sicherzustellen, der an das Leitungssystem der Baumaschine angeschlossen ist und sich mit der im Betrieb befindlichen Baumaschine mit bewegt. Das Leitungssystem kann optional weitere Komponenten umfassen, wie beispielsweise eine oder mehrere Pumpen, über die das Fluid vom Vorratsbehälter in das Leitungssystem und schließlich zur wenigstens einen Austrittsdüse hin gepumpt wird, Filter, etc.
Ein typischer Anwendungsfall, bei dem das Einbringen eines Fluids in den Arbeitsraum der Baumaschine gewünscht ist, ist das Vermengen des von der Arbeitswalze abgearbeiteten Materials im Arbeitsraum mit Wasser, um beispielsweise zusammen mit vorher auf den zu bearbeitenden Boden aufgebrachten Bindemitteln, wie beispielsweise Kalk, verbesserte Materialeigenschaften des Bodenmaterials zu erzielen. Alternativ kann durch ein Anfeuchten des Bodenmaterials beispielsweise auch die Staubentwicklung beim Bearbeiten reduziert werden. Weitere beispielhafte Anwendungen sind das Einbringen bituminöser Bindemittel, das Erzeugen und Einbringen von Schaumbitumen, etc.
Im praktischen Einsatz solcher Baumaschinen mit einer Einsprüheinrichtung hat sich jedoch gezeigt, dass die wenigstens eine Austrittsdüse der Einsprüheinrichtung häufig von dem abgearbeiteten Material zugesetzt wird. Dadurch ist kein kontrolliertes Einbringen eines Fluids in den Arbeitsraum mehr möglich. Dies ist insofern besonders unbefriedigend, als dass die Reinigung der wenigstens einen Austrittsdüse vergleichsweise zeitaufwendig ist und hohe Standzeiten der Baumaschine auslöst.
Aus der DE 102 41 067 B3 ist aus diesem Grunde eine modifizierte Austrittsdüse mit einer ansteuerbaren Schließeinrichtung bekannt, über die ein Stößel in die Austrittsdüse hineinbewegt werden kann, um etwaiges in der wenigstens einen Austrittsdüse vorhandenes Material ausstoßen zu können und die Freigängigkeit der wenigstens einen Austrittsdüse zu erreichen. Solange die Austrittsdüse nicht in Betrieb ist, kann die Öffnung der Austrittsdüse ferner mit dem Stößel verschlossen werden, so dass kein Bodenmaterial in die Austrittsdüse eindringen kann. Die dort beschriebene Schließeinrichtung für eine Austrittsdüse weist allerdings einen vergleichsweise aufwendigen Aufbau auf und umfasst eine Vielzahl beweglicher und unbeweglicher Teile, womit insbesondere der Wartungsaufwand nicht unerheblich ist. Darüber hinaus stellt die dort beschriebene Einsprüheinrichtung aufgrund ihrer Komplexität einen beträchtlichen Kostenfaktor dar.
Davon ausgehend ist es somit die Aufgabe der Erfindung, die Einsprüheinrichtung einer gattungsgemäßen Baumaschine dahingehend zu verbessern, dass sie wirksam das Zusetzen der wenigstens einen Austrittsdüse auf einfache und vergleichsweise preiswerte Art verhindert und gleichzeitig besonders wartungsarm ist.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Einsprüheinrichtung, einer Baumaschine mit einer solchen Einsprüheinrichtung sowie einem Verfahren zum Betrieb einer Einsprüheinrichtung einer solchen Baumaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin dass die Steuereinheit in der Weise ausgebildet ist, dass sie eine Reinigungsfunktion der wenigstens einen Austrittsdüse derart regelt, dass ein Fluidstoß zur Reinigung intervallartig durch die wenigstens eine Austrittsdüse in den Arbeitsraum austritt. Die Reinigung der wenigstens einen Austrittsdüse wird somit nicht über ein mechanisches Element, wie beispielsweise den Stößel einer entsprechenden Schließeinrichtung, erreicht, sondern durch einen durch die wenigstens eine Austrittsdüse hindurch geführten Fluidstoß. Unter einem Fluidstoß ist nachfolgend insbesondere das kurzfristige und schlagartige Hindurchleiten eines Fluids durch die wenigstens eine Austrittsdüse zu verstehen. Mit dem Fluidstoß gelangt somit für einen kurzen Moment das Fluid unter vergleichsweise hohem Druck an die wenigstens eine Austrittsdüse und stößt dadurch gegebenenfalls vorhandenes die wenigstens eine Austrittsdüse versperrendes Material aus der Öffnung der Austrittsdüse in den Arbeitsraum heraus bzw. reißt abgelagertes und die wenigstens eine Austrittsdüse partiell blockierendes Material im Fluidstoß mit. Damit ist die Ausbildung der Austrittsdüse in der Weise, dass ein separates mechanisch bewegbares Teil vorhanden sein muss, um eine Reinigung der Austrittsdüse zu erreichen, nicht mehr erforderlich. Wesentlich für die Reinigungsfunktion ist somit die spezielle Ausführung der Steuereinheit, die zur Regelung der Reinigungsfunktion der wenigstens einen Austrittsdüse ausgebildet ist.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass der Fluidstoß nicht nur einmal bzw. bei Bedarf per Hand ausgelöst wird. Erfindungsgemäß ist es vielmehr vorgesehen, dass zur Reinigung intervallartig Fluidstöße erzeugt werden. Intervallartig bezeichnet einen sich zeitlich regelmäßig wiederholenden Vorgang, wobei ein Intervall sowohl die Dauer des Fluidstoßes an sich als auch den zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen liegenden Zeitraum umfasst. Die Steuereinheit ist erfindungsgemäß somit in der Weise ausgebildet, dass sie regelmäßig bzw. in regelmäßigen zeitlichen Abständen einen Fluidstoß durch die Austrittsdüse auslöst. Vorausgesetzt, die Reinigungsfunktion ist nicht explizit ausgeschaltet, erfolgt das Auslösen des Fluidstoßes durch die Steuereinheit zudem automatisch, so dass die Reinigungsfunktion im Hintergrund ablaufen kann, ohne dass beispielsweise ein Maschinenführer immer wieder einen einzelnen Fluidstoß auslösen muss.
Es ist zwar grundsätzlich möglich, die Reinigungsfunktion auch bei regulär aktivierter Einsprüheinrichtung, also in einem Betriebsmodus, in dem Fluid in einer solchen Menge in den Arbeitsraum eingebracht wird, um eine Bodeneigenschaft zu ändern, zu aktivieren. Die vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung machen sich allerdings ganz besonders dann bemerkbar, wenn die Reinigungsfunktion dann von der Steuereinheit ausgelöst wird, wenn die ”Einsprühfunktion” abgeschaltet ist bzw. die Einsprüheinrichtung ausgeschaltet ist und der Maschinenführer somit dem zu bearbeitenden Boden kein Fluid in nennenswerten Mengen zuführen möchte. Die Steuereinheit ist bei dieser Ausführungsform mit anderen Worten in der Weise ausgebildet, dass die Reinigungsfunktion (zumindest bei deaktivierter Einsprühfunktion) im Hintergrund des Maschinenbetriebs automatisch und kontinuierlich abläuft. Dabei ist die Fluidmenge, die pro Fluidstoß in den Arbeitsraum durch die wenigstens eine Austrittsdüse austritt, so gering, dass sie auf die Materialeigenschaften des im Arbeitsraum befindlichen zu bearbeitenden Materials keinen Einfluss hat. Die Fluidmenge, die pro Fluidstoß in den Arbeitsraum gelangt, ist wesentlich kleiner als die Fluidmenge, die bei aktivierter Einsprühfunktion in den Arbeitsraum eingebracht wird. Die Fluidmenge, die während der Reinigungsfunktion aufgrund der Fluidstöße pro Zeiteinheit in den Arbeitsraum gelangt, ist daher auch gerade nicht nennenswert und hat beispielsweise keinen Einfluss auf die Bodeneigenschaften.
Grundsätzlich ist es möglich, dass die Steuereinheit in der Weise ausgebildet ist, dass die Reinigungsfunktion automatisch mit der Inbetriebnahme der Arbeitseinrichtung beginnt und über den gesamten Zeitraum des Betriebs der Arbeitseinrichtung im Hintergrund abläuft. Es ist jedoch bevorzugt, die Steuereinheit in der Weise auszubilden, dass sie in Abhängigkeit vom Betriebszustand der wenigstens einen Austrittsdüse die Reinigungsfunktion an der wenigstens einen Austrittsdüse steuert. Bei dieser Ausführungsform erfasst die Steuereinheit somit, wann die Einsprüheinrichtung bzw. die Einsprühfunktion aktiviert und wann sie deaktiviert ist. Im inaktivierten Zustand der wenigstens einen Austrittsdüse, das heißt dann, wenn kein Fluid in den Arbeitsraum eingebracht werden soll, ist die wenigstens eine Austrittsdüse für das Zusetzen durch Bodenmaterial besonders anfällig. Erfindungsgemäß ist es daher bevorzugt, dass die Steuereinheit in der Weise ausgebildet ist, dass sie wenigstens im inaktivierten Zustand der Austrittsdüse die Reinigungsfunktion automatisch auslöst. Sobald die Einsprühfunktion abgeschaltet bzw. das Einbringen von Fluid in den Arbeitsraum nicht vorgesehen ist, aktiviert die Steuereinheit bei dieser Ausführungsform die Reinigungsfunktion, in deren Folge intervallartig Fluidstöße an der Austrittsdüse ausgelöst werden. Weiter bevorzugte Steuereinheiten ermöglichen ferner Auswahlmöglichkeiten, ob die Reinigungsfunktion überhaupt aktiviert sein soll, ob die Reinigungsfunktion auch während des regulären Einsprühbetriebs der Austrittsdüse aktiviert sein soll, oder ob die Reinigungsfunktion nur dann aktiviert werden soll, wenn die Austrittsdüse im inaktivierten Zustand ist, beziehungsweise kein Fluid in den Arbeitsraum eingebracht werden soll.
Selbstverständlich kann die Länge des durch die Steuereinheit ausgelösten Fluidstoßes variieren. Die Reinigung der wenigstens einen Austrittsdüse mit einem Fluidstoß gelingt jedoch besonders gut, wenn die Länge des Fluidstoßes im Bereich zwischen 0,1 und 5 Sekunden, insbesondere zwischen 0,4 und 3 Sekunden, und ganz besonders zwischen 0,8 und 1,5 Sekunden, liegt. Eine weitere Größe, die wesentlichen Einfluss auf das Reinigungsergebnis der Reinigungsfunktion hat, ist das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen. Optimale Reinigungsergebnisse werden dabei erreicht, wenn die Steuereinheit in der Weise ausgebildet ist, dass ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen im Bereich zwischen 5 Sekunden und 5 Minuten, insbesondere zwischen 30 Sekunden und 3 Minuten, ganz besonders zwischen 1 und 2 Minuten, liegt.
Das Risiko, inwieweit die Austrittsdüse von zu bearbeitendem Material zugesetzt wird, hängt unter anderem von der Materialbeschaffenheit des zu bearbeitenden Bodenmaterials ab. So gibt es Bodenmaterialien, bei denen die wenigstens eine Austrittsdüse sehr schnell zugesetzt wird, und andere Bodenmaterialien, die kaum oder gar nicht zum Zusetzen der wenigstens einen Austrittsdüse neigen. Um diesen individuellen Unterschieden des Bodenmaterials gerecht zu werden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Steuereinheit in der Weise auszubilden, dass sie wenigstens einen regelbaren Parameter aufweist, der an die Neigung des Bodens, die wenigstens eine Austrittsdüse zuzusetzen, angepasst werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist es daher vorgesehen, dass wenigstens einer der Parameter ”Länge des Fluidstoßes zur Reinigung”, ”zeitlicher Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen”, ”Fluiddruck während eines Fluidstoßes” oder ”verwendetes Fluid während des Fluidstoßes” an der Steuereinheit regelbar ist. Ein Maschinenführer kann somit die Einstellungen an der Steuereinheit während des Betriebs der Baumaschine an die jeweiligen Bodenbeschaffenheiten und/oder den jeweiligen Arbeitsbetrieb anpassen.
Die Reinigungsfunktion kann über eine Vielzahl verschiedener Fluide, wie beispielsweise gasförmige Fluide, insbesondere Druckluft, oder flüssige Fluide erreicht werden. Der Verwendung flüssiger Fluide ist zur Erzeugung des Fluidstoßes bevorzugt. Insbesondere handelt es sich bei dem zur Erzeugung des Fluidstoßes genutzten Fluids um eine Flüssigkeit, insbesondere um ein hydraulisches Bindemittel bzw. eine Bindemittelsuspension, und ganz besonders um Wasser. Wasser hat den großen Vorteil, dass es in geringen Mengen ganz besonders wenig in dem zu bearbeitenden Bodenmaterial stört und mit einer gewissen Restfeuchte sowieso bereits im zu bearbeitenden Bodenmaterial vorhanden ist.
Grundsätzlich ist es zwar möglich, dass auch andere Fluide, wie beispielsweise Schaumbitumen oder ähnliches, zur Auslösung des Fluidstoßes genutzt werden. Es ist jedoch einfacher, die Steuereinheit in der Weise auszubilden, dass sie die Reinigungsfunktion in der Weise steuert, dass die Flüssigkeit zur Auslösung des Fluidstoßes der Reinigungsfunktion stets Wasser ist. Sobald die Steuereinheit somit die Reinigungsfunktion in Gang setzt, greift sie auf die entsprechend vorhandene Wasserversorgung der Austrittsdüse zurück. Diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als dass eine vom zum Beispiel Maschinenführer durchzuführende Änderung bzw. Einstellung des Fluids hinfällig ist. Darüber hinaus führen gattungsgemäße Baumaschinen üblicherweise zumindest eine Mindestmenge Wasser mit, die für die Reinigungsfunktion genutzt werden kann.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die Steuereinheit nur bei gewährleisteter Fluidversorgung die Reinigungsfunktion aktiviert. Dazu kann beispielsweise ein entsprechender Sensor vorgesehen sein, der das Vorhandensein von Wasser in einem Vorratsbehälter oder eine adäquate Verbindung mit einem Tankfahrzeug etc. prüft. Ist die Fluidversorgung nicht gewährleistet, kann die Steuereinheit ein entsprechendes Hinweissignal auslösen, wie beispielsweise das Aufflackern einer Warnlampe, etc.
Die Einsprüheinrichtung kann lediglich eine einzige dem Arbeitsraum Fluid zuführende Austrittsdüse aufweisen. Bevorzugt sind jedoch Ausführungsformen der Einsprüheinrichtung, die mehr als wenigstens eine Austrittsdüse aufweisen, um einen gleichmäßigeren Fluideintrag in den Arbeitsraum, insbesondere über dessen gesamte Breite, zu ermöglichen. Die vorhandenen Austrittsdüsen sind dazu beispielsweise in Reihen, vorzugsweise in wenigstens einer Reihe parallel zur Längsachse der Arbeitswalze, angeordnet.
Für den Fall, dass die Einsprüheinrichtung neben der wenigstens einen Austrittsdüse wenigstens eine weitere Austrittsdüse aufweist, ist die Steuereinheit vorzugsweise in der Weise ausgebildet, dass sie auch die wenigstens eine weitere Austrittsdüse beziehungsweise sämtliche der vorhandenen Austrittsdüsen mit der Reinigungsfunktion erfasst. Das mögliche Zusetzen einer Austrittsdüse mit dem zu bearbeitenden Bodenmaterial ist üblicherweise nicht auf bestimmte Positionen im Arbeitsraum beschränkt. Es ist insofern auch vorteilhaft, mehrere und ganz besonders alle der vorhandenen Austrittsdüsen mit der Reinigungsfunktion zu erfassen, um jeglichem Zusetzen einer Austrittsdüse im Arbeitsraum vorzubeugen.
Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass die vorhandenen Austrittsdüsen in ihrer Gesamtheit gemeinsam bzw. gleichzeitig und zusammen von der Steuereinheit angesteuert werden. Löst die Steuereinheit bei dieser Ausführungsform somit die Reinigungsfunktion aus, erstreckt sich die Reinigungsfunktion auf sämtliche Austrittsdüsen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Steuereinheit zur Regelung der Reinigungsfunktion die vorhandenen Austrittsdüsen individuell ansteuert. Bei dieser Ausführungsform kann die Steuereinheit somit bei jeder der vorhandenen Austrittsdüsen individuell und unabhängig von den anderen Austrittsdüsen einen Fluidstoß auslösen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass beispielsweise ein inaktiver Teil der vorhandenen Austrittsdüsen gezielt der Reinigungsfunktion ausgesetzt werden kann, wohingegen der aktive Teil der Austrittsdüsen von der Reinigungsfunktion nicht erfasst wird.
Eine individuelle Ansteuerung sämtlicher Austrittsdüsen kann, je nach Ausführungsform, verhältnismäßig aufwendig sein. Um dennoch eine zumindest annähernd individualisierte Steuerung der Reinigungsfunktion der Austrittsdüsen zu ermöglichen, ist es in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Steuereinheit zur Regelung der Reinigungsfunktion die vorhandenen Austrittsdüsen gruppiert ansteuert. Eine Gruppe wird dabei jeweils von wenigstens zwei Austrittsdüsen gebildet. Diese Ausführungsform zeichnet sich somit dadurch aus, dass sie zur Reinigungsfunktion jeweils in Gruppen organisierte Austrittsdüsen ansteuert.
Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Steuereinheit in der Weise ausgebildet ist, dass sie zur Regelung der Reinigungsfunktion sämtliche der vorhandenen Austrittsdüsen gemeinsam ansteuert. Löst die Steuereinheit bei dieser Ausführungsform im Rahmen der Reinigungsfunktion einen Fluidstoß aus, erstreckt sich dieser gleichzeitig über sämtliche der vorhandenen Austrittsdüsen. Diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als dass die Steuereinheit vergleichsweise einfach ausgebildet sein kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Leitungssystem einen Wasserbalken, an dem wenigstens zwei Austrittsdüsen angeordnet sind. Unter einem Wasserbalken ist vorliegend ein im Wesentlichen parallel zur Längsachse der zylindrischen Arbeitswalze geführtes Versorgungsrohr zu verstehen, an dem wenigstens zwei Austrittsdüsen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinheit nicht die Austrittsdüsen unmittelbar ansteuert, sondern mittelbar über eine Kontrolle des Wasserbalkens. Der Wasserbalken stellt somit ein zentrales Leitungsteil dar, das wenigstens zwei Austrittsdüsen mit Fluid, insbesondere Wasser, versorgt. Über eine Steuerung der Fluidversorgung der beiden Austrittsdüsen über eine Steuerung des Wasserbalkens gelingt es somit konstruktiv vergleichsweise einfach, mehrere Austrittsdüsen gruppiert anzusteuern.
Grundsätzlich sind zahlreiche Varianten denkbar, wie die Steuereinheit konkret die Fluidversorgung der wenigstens einen Austrittsdüse bzw. die Auslösung des Fluidstoßes steuert. So ist es beispielsweise möglich, eine an das Leitungssystem angeschlossene Pumpe zur Reinigungsfunktion intervallartig an- und abzustellen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der wenigstens ein Ventil vorhanden ist, insbesondere direkt vor der wenigstens einen Austrittsdüse, das im Rahmen der Reinigungsfunktion von der Steuereinheit angesteuert wird. Ventile, insbesondere Fluidventile, können vergleichsweise einfach realisiert werden und ermöglichen es, das Leitungssystem bis zum Ventil vor der Austrittsdüse hin unter Druck zu halten. Durch eine intervallartige Öffnung des Ventils kann dann vergleichsweise einfach der Fluidstoß erzeugt werden. Besonders effektiv ist es dabei, wenn das Ventil unmittelbar vor der Austrittsdüse zwischen Leitungssystem und Austrittsdüse angeordnet ist, da dann der Druckabfall zwischen Ventilausgang und der Öffnung der Austrittsdüse besonders gering ist.
Bezüglich der Anordnung eines oder mehrerer Ventile kann ebenfalls auf zahlreiche Alternativen zurückgegriffen werden. So ist es beispielsweise möglich, das Ventil in der Weise anzuordnen, dass gleichzeitig mehrere Austrittsdüsen von einem Fluidstoß erfasst werden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn jeder der vorhandenen Austrittsdüsen jeweils ein Ventil, idealerweise unmittelbar, vorgeschaltet ist. Ein besonders breites Spektrum von Steuerungsalternativen ergibt sich für diese Ausführungsform dann, wenn die Steuereinheit zudem in der Weise ausgebildet ist, dass sie jedes Ventil separat ansteuert.
Sind mehr als wenigstens eine Austrittsdüse vorhanden, ist es ferner möglich, die Steuereinheit in der Weise auszubilden, dass sie den Fluidstoß gleichzeitig für die wenigstens zwei Austrittsdüsen beziehungsweise gleichzeitig für sämtliche vorhandene Austrittsdüsen auslöst. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die vorhandenen wenigstens zwei Austrittsdüsen rollierend von der Steuereinheit zur Auslösung eines Fluidstoßes angesteuert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise einem übergroßen Druckabfall im Leitungssystem vorgebeugt werden, sodass die Effizienz und Zuverlässigkeit der Reinigungswirkung eines jeden Fluidstoßes gewährleistet ist. Die wenigstens zwei Austrittsdüsen werden bei dieser Ausführungsform somit abwechselnd zur Durchführung der Reinigungsfunktion beziehungsweise zur Auslösung eines Fluidstoßes von der Steuereinheit angesteuert. Rollierend ist dabei in dem Sinne zu verstehen, dass an den vorhandenen Austrittsdüsen immer wiederkehrend, abwechselnd und in einer bestimmten Reihenfolge von der Steuereinheit der jeweilige Fluidstoß ausgelöst wird.
Selbstverständlich kann die Steuereinheit auch in der Weise ausgebildet sein, dass sie jeweils Untergruppen der vorhandenen Austrittsdüsen abwechselnd ansteuert. Besonders bevorzugt ist es, die Steuereinheit hinsichtlich der Ansteuerung der Anzahl der Austrittsdüsen pro Fluidstoß regulierbar auszubilden. So ist es beispielsweise möglich, in Problembereichen beziehungsweise in den Bereichen, in denen ein Zusetzen der dort vorhandenen wenigstens einen Austrittsdüse besonders häufig auftritt, die Frequenz der Fluidstöße im Vergleich zu anderen Bereichen, bei denen ein Zusetzen der dort vorhandenen wenigstens einen Austrittsdüse nicht so häufig auftritt, zu erhöhen, beziehungsweise die Reinigungsfunktion an die im Arbeitsraum individuell vorherrschenden Gegebenheiten anzupassen.
Ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung liegt ferner in einer Baumaschine zum Bearbeiten von Böden oder Fahrbahnen, insbesondere einer Fräse für das Abfräsen von Fahrbahn- und Bodenbelägen, einem Stabilisierer zur Stabilisierung von nicht tragfähigen Böden oder einem Recycler zur Wiederherstellung reparaturbedürftiger Straßenbefestigungen, mit einer erfindungsgemäßen Einsprüheinrichtung. Diese verschiedenen Baumaschinentypen verbindet, dass sie jeweils eine horizontal und quer zur Längsachse der Baumaschine angeordnete Arbeitswalze aufweisen, die rotierend zur Untergrundbearbeitung, sei es beispielsweise Erdboden, Betonstraßenbelag, etc., eingesetzt werden. Nach außen hin ist der Raum um die Arbeitswalze von einer Abdeck- bzw. Schutzhaube (nachfolgend auch einfach als ”Haube” bezeichnet) abgeschlossen, sodass zum Boden hin ein Arbeitsraum gebildet wird, der beispielsweise zum Durchmischen des zu bearbeitenden Bodens mit Zusatzstoffen, Fluiden, etc., dient. Diese Arbeitseinrichtung ist unmittelbar oder mittelbar an einem Maschinenrahmen der Baumaschine angeordnet. Die Baumaschine ist ferner vorzugsweise selbstfahrend ausgebildet und weist wenigstens ein Vorderrad und wenigstens zwei Hinterräder auf, die beispielsweise über entsprechende Hydromotoren verfügen können. Alternativ sind auch Ausführungsformen mit entsprechenden Antriebsraupen möglich. Zur Fluidversorgung kann die Baumaschine ferner entweder wenigstens einen Fluidvorratsbehälter zum Mitführen des Fluids aufweisen oder, alternativ, über das Leitungssystem mit einem Tankfahrzeug oder ähnlichem zur Fluidversorgung der Einsprüheinrichtung verbunden sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einem Verfahren zum Betrieb einer Arbeitseinrichtung einer Baumaschine, insbesondere einer Baumaschine der vorstehend genannten Ausführungsform. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Verfahren wenigstens das Auslösen eines Fluidstoßes durch die Steuereinheit zur Reinigung wenigstens einer Austrittsdüse und das Wiederholen dieses Schrittes nach dem Ablauf eines festgelegten Zeitintervalls vorsieht. Der Fluidstoß wird erfindungsgemäß mit anderen Worten getaktet ausgelöst, sodass jeweils ein festgelegtes Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen liegt. Ein Fluidstoß zeichnet sich dadurch aus, dass für einen vergleichsweise kurzen Zeitraum Fluid unter vergleichsweise hohem Druck vom Leitungssystem durch die wenigstens eine Austrittsdüse hindurch in den Arbeitsraum geleitet wird. Zu Beginn des Fluidstoßes steigt der Druck des zur Austrittsdüse hingeleiteten Fluids somit sprunghaft an und fällt am Ende des Fluidstoßes wieder sprunghaft auf das Ausgangsniveau zurück.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen die Schritte ”Prüfen, ob die wenigstens eine Austrittsdüse inaktiv ist” und ”Auslösen des Fluidstoßes der Reinigungsfunktion durch die Steuereinheit” ausschließlich dann vor, wenn die wenigstens eine Austrittsdüse inaktiv ist. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Reinigungsfunktion somit nur dann durchgeführt, wenn die Austrittsdüse gerade nicht zur regulären Zuführung eines Fluids in den Arbeitsraum benutzt wird. Insbesondere in diesem Betriebszustand ist die Gefahr des Zusetzens der Austrittsdüse am größten.
Es ist ferner möglich, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren jede Austrittsdüse von der Steuereinheit individuell angesteuert wird. Dies ermöglicht es beispielsweise, dass die Reinigungsfunktion rollierend beziehungsweise abwechselnd und nacheinander bei den vorhandenen Austrittsdüsen von der Steuereinheit ausgelöst wird. Es ist aber auch möglich, die Steuereinheit in der Weise auszubilden, dass sie gleichzeitig den Fluidstoß bei wenigstens zwei Austrittsdüsen oder Austrittsdüsengruppen auslöst. Dabei können selbstverständlich auch mehrere Untergruppen rollierend von der Steuereinheit mit einem Fluidstoß versorgt werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1: Seitenansicht einer gattungsgemäßen Baumaschine;
2: Seitenschnittansicht in den Arbeitsraum der Baumaschine aus 1;
3: Aufbau einer Einsprüheinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
4: Aufbau einer Einsprüheinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
und
5a, 5b, und 5c: Verschiedene Ausführungsformen der Reinigungsfunktion;
Gleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen angegeben.
Die Seitenansicht aus 1 zeigt eine Baumaschine 1, konkret, je nach Anwendungsfall, einen sogenannten Stabilisierer oder Recycler. Die wesentlichen Elemente der Baumaschine 1 sind ein Maschinenrahmen 2, ein Vorderradpaar 3 und ein Hinterradpaar 4, wobei lediglich jeweils das auf der linken Seite befindliche Rad sichtbar ist. Der Maschinenrahmen 2 ist ferner zweigliedrig aufgebaut und weist zur Verbindung der beiden Glieder eine Knickgelenkverbindung 5 auf, welche unterhalb der in Pfeilrichtung b höhenverstellbaren Fahrerkabine 6 angeordnet ist. Ferner ist eine Antriebsvorrichtung 7 vorhanden, die die zum Antrieb der Baumaschine 1 und der nachstehend noch näher dargestellten Arbeitseinrichtung benötigte Antriebsenergie zur Verfügung stellt. Die Baumaschine 1 dient zum Bearbeiten von Böden oder Fahrbahnen und weist dazu die Arbeitseinrichtung in Form einer Arbeitswalze auf. Die Arbeitswalze ist um ihre Zylinderachse rotierbar mittelbar am Maschinenrahmen 2 der Baumaschine 1 gelagert und von einer Haube 8 umgeben, die den Raum um die Arbeitseinrichtung nach oben und zu den Seiten hin abschließt. Nach unten bzw. zum Boden 9 hin ist die Haube 8 offen ausgebildet. Die Haube 8 umschließt somit einen Arbeitsraum, in dem die Arbeitswalze gelagert ist. Die Arbeitswalze (in 1 von der Haube 8 verdeckt) ist relativ zur Haube 8 und zum Maschinenrahmen in Pfeilrichtung c höhenverstellbar und weist dazu eine entsprechende Verstelleinrichtung auf. in der in 1 gezeigten Stellung ist die Arbeitswalze hochgestellt und nicht in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Boden 9. Diese Stellung der Arbeitswalze wird beispielsweise im Transportmodus der Baumaschine 1 eingenommen, wohingegen die Arbeitswalze im Arbeitsmodus bzw. Bodenbearbeitungsmodus nach unten abgesenkt wird und in den Boden in der gewünschten Tiefe eintaucht. Zur Bodenbearbeitung wir die Baumaschine in Pfeilrichtung a (Vorwärtsrichtung) über den Boden 9 bewegt.
Der konkrete Aufbau des von der Haube 8 glockenartig überdeckten Arbeitsraumes 10 ist in der Schnittansicht gemäß 2 näher dargestellt. Die Haube 8 umschließt demnach den Arbeitsraum 10 nach oben und zu den Seiten hin. Nach unten beziehungsweise in Richtung des Fahrbahnbodens 9 ist die Haube 8 dagegen geöffnet ausgebildet, so dass die von der Haube 8 umgebene Arbeitswalze 11 in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Boden 9 durch Absenken der Arbeitswalze 11 gebracht werden kann. Die Arbeitswalze 11 ist im Inneren der Haube 8 angeordnet. Die Längsachse 12 der Arbeitswalze 11 verläuft horizontal und senkrecht zur Fortbewegungsrichtung a der Baumaschine 1. Auf der Außenseite der zylindrischen Arbeitswalze 11 ist eine Vielzahl von Zähnen 13, konkret über ein Meißelwechselhaltersystem, angeordnet. Die Arbeitswalze 11 rotiert um ihre Zylinderachse 12 in Pfeilrichtung d, also gegenläufig zur Fortbewegungsrichtung der Baumaschine 1. Die Arbeitswalze 11 trägt somit Bodenmaterial in der Tiefe ΔT ab, umfassend den Fahrbahnboden 9 und einen Teil der darunterliegenden Unterschicht 14.
In den von der Haube 8 nach außen begrenzten Arbeitsraum 10 ragt von der Außenseite eine Austrittsdüse 15, die über ein Ventil 16 an ein Leitungssystem 17 angeschlossen ist. Das Leitungssystem 17 umfasst ferner einen Wasservorratsbehälter, der an der Baumaschine 1 gelagert ist (nicht sichtbar), sowie eine Pumpe (nicht dargestellt), die das Wasser aus dem Vorratsbehälter über das Leitungssystem 17 zur Austrittsdüse 15 hin fördern kann. Die Pumpe ist ferner in der Weise ausgebildet, dass sie das Leitungssystem 17 unter Druck setzt. Wird das Ventil 16 dementsprechend kurz geöffnet, entwickelt sich ein Fluidstoß und Fluid durchtritt das Ventil 16 vom Leitungssystem kommend in die Austrittsdüse 15 und gelangt schließlich durch die Austrittsdüse 15 hindurch in den Arbeitsraum 10. Gegebenenfalls in der Austrittsdüse 15 vorhandenes Bodenmaterial wird durch diesen Fluidstoß aus der Austrittsdüse 15 entfernt und in den Arbeitsraum 10 ausgestoßen oder mitgerissen. Die Austrittsdüse 15, das Ventil 16, das Leitungssystem 17, die Pumpe und der Wasservorratsbehälter sind Teil einer Einsprüheinrichtung an der Baumaschine, die das Einbringen eines Fluids, konkret von Wasser, in den Arbeitsraum 10 ermöglicht. Der prinzipielle Aufbau der Einsprüheinrichtung aus 2 ist in 3 näher veranschaulicht.
Zentrales Element der Einsprüheinrichtung 18 aus 3 ist die Steuereinheit 19. Diese koordiniert die einzelnen Funktionen der Einsprüheinrichtung 18, insbesondere die Einsprühfunktion und die Reinigungsfunktion. Die Einsprüheinrichtung 18 weist neben der Steuereinheit 19 fünf Austrittsdüsen 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 und 15.5 auf, die mit ihrem einen in 3 nach unten weisenden Ende Fluid in den Arbeitsraum 10 einsprühen können. Dazu sind die Austrittsdüsen 15.1 bis 15.5 jeweils über ein Ventil 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 und 16.5 mit dem Leitungssystem 17 verbunden. Das Leitungssystem 17 umfasst einen Wasserbalken 20 der mit den Austrittsdüsen 15.1 bis 15.5 über die jeweiligen Ventile 16.1 bis 16.5 in fluidischer Verbindung steht. Der Wasserbalken 20 ist über eine Leitung 21 mit einer Pumpe 22 verbunden, die Fluid, vorliegend Wasser, aus einem Vorratsbehälter 23 hinaus in die Leitung 21 des Leitungssystems 17 pumpen kann. Die Pumpe 22 und die Ventile 16.1 bis 16.5 sind über Steuerverbindungen 24 (zwischen der Steuereinheit 19 und der Pumpe 22) und 25.1 (zwischen der Steuereinheit 19 und den Ventilen 16.1 und 16.2) und 25.2 (zwischen der Steuereinheit 19 und den Ventilen 16.3, 16.4 und 16.5) verbunden, über die die Steuereinheit 19 sowohl die Pumpe 22 an- und ausschalten kann als auch die Ventile 16.1 bis 16.5 öffnen und schließen kann.
Ist die Baumaschine 1 im Arbeitsbetrieb (das heißt, die Arbeitswalze 11 rotiert und trägt Bodenmaterial ab), befindet sich abgetragenes Material im Arbeitsraum 10 der 2. Dieses Material kann die Austrittsöffnung der Austrittsdüse 15 verstopfen. Um dies zu verhindern, ist die Steuereinheit 19 in 3 derart ausgebildet, dass sie eine Reinigungsfunktion auslösen kann. Dazu wird zunächst die Pumpe 22 von der Steuereinheit 19 aktiviert, bis ein vorgegebener Fluiddruck im Leitungssystem 17 erreicht wird. Fällt der Fluiddruck im Leitungssystem unter diesen vorgegebenen Wert, aktiviert die Steuereinheit 19 erneut die Pumpe 22. Die dazu vorhandene Sensorik ist in 3 nicht näher angegeben. Die Reinigungsfunktion besteht nun darin, dass die Steuereinheit intervallartig einen Fluidstoß auslöst, der die Austrittsdüsen 15.1 bis 15.5 durchstößt. In bestimmten Zeitabständen gelangt somit ein kleiner Teil des Fluids im Leitungssystem 17 durch Öffnen des jeweiligen Ventils 16 zur zugeordneten Austrittsdüse 15 und damit in den Arbeitsraum 10. Die Steuereinheit 19 in 3 löst die vorhandenen Ventile dazu jeweils gruppiert aus. Über die Steuerverbindung 25.1 werden die Ventile 16.1 und 16.2 zusammen angesteuert. Die Ventile 16.3, 16.4 und 16.5 werden dagegen gemeinschaftlich über die Steuerverbindung 25.2 von der Steuereinheit 19 geöffnet und geschlossen. In bestimmten gleichmäßigen Zeitabständen öffnet die Steuereinheit abwechselnd die Ventile 16.1 und 16.2 (= Gruppe 1) und 16.3, 16.4 und 16.5 (= Gruppe 2). Die Steuereinheit 19 gewährleistet somit, dass zur Reinigungsfunktion nicht alle Ventile 16.1 bis 16.5 zeitgleich geöffnet werden, was einen verhältnismäßig hohen Druckabfall im Leitungssystem 17 zur Folge hätte. Es wird vielmehr jeweils eine Untergruppe G1 oder G2 der Ventile von der Steuereinheit aktiviert. Dementsprechend durchtritt jeweils ein Fluidstoß zugleich die Austrittsdüsen 15.1 und 15.2 oder zugleich die Austrittsdüsen 15.3, 15.4 und 15.5.
Eine in den Figuren nicht näher dargestellte weitere Ausführungsform besteht darin, dass jedes Ventil 16.1 bis 16.5 aus 3 eine separate bzw. individuelle Funktionsverbindung mit der Steuereinheit 19 aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, die einzelnen Austrittsdüsen 15.1 bis 15.5 einzeln zur Durchführung der Reinigungsfunktion anzusteuern. Die Steuereinheit bei dieser Ausführungsform ist so zum Beispiel in der Weise ausgebildet, dass die Ventile 16.1 bis 16.5 rollierend, das heißt jeweils der Reihe nach beziehungsweise zyklisch, von der Steuereinheit 19 geöffnet werden. Dementsprechend wird an jeder Austrittsdüse 15.1 bis 15.5 einzeln und nacheinander jeweils ein Fluidstoß erzeugt. Beginnend zum Beispiel an der Austrittsdüse 15.1, würde anschließend der Reihe nach jede weitere Austrittsdüse 15.2 bis 15.5 von der Steuereinheit 19 zu Auslösung eines Fluidstoßes über das jeweils vorgelagerte Ventil angesteuert werden (als nächstes somit 15.2, dann 15.3, dann 15.4 und dann 15.5). Sind sämtliche Austrittsdüsen 15.1 bis 15.5 (bzw. jeweils vorgelagerten Ventile 16.1 bis 16.5) von der Steuereinheit 19 einmal angesteuert worden, beziehungsweise ist an jeder Austrittsdüse 15.1 bis 15.5 jeweils ein Fluidstoß ausgelöst worden, ist die Steuereinheit 19 dieser Ausführungsform in der Weise ausgebildet, dass sie wieder von vorne, das heißt am Ventil 16.1 beziehungsweise an der Austrittsdüse 15.1 beginnt und den Vorgang über den gesamten Zeitraum der aktivierten Reinigungsfunktion entsprechend wiederholt.
In 4 ist ein weiterer alternativer Aufbau der Einsprüheinrichtung 18 angegeben. Ein wesentlicher Unterschied liegt zunächst darin, dass die Einsprüheinrichtung zwei Vorratsbehälter 23a und 23b umfasst. Die Pumpe 22 kann nun von der Steuereinheit 19 in der Weise gesteuert werden, dass sie entweder das im Vorratsbehälter 23a oder das im Vorratsbehälter 23b bevorratete Fluid in das Leitungssystem 17 pumpt. Je nach Einstellung wählt die Steuereinheit 19 beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 aus, ob der Fluidstoß durch das im Vorratsbehälter 23a oder durch das im Vorratsbehälter 23b bevorratete Fluid erzeugt wird. Es ist allerdings auch eine Einstellung der Steuereinheit 19 möglich, dass diese zur Reinigungsfunktion stets aus einem der Vorratsbehälter 23a oder 23b zurückgreift.
Eine weitere Besonderheit beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 liegt darin, dass die Austrittsdüsen 15.1 bis 15.6 bereits gruppiert an das Leitungssystem 17 beziehungsweise konkret an einen Wasserbalken 20 pro Gruppe angeschlossen sind. So sind die Austrittsdüsen 15.1 bis 15.3 unmittelbar an den Wasserbalken 20.1 angeschlossen und bilden zusammen die Gruppe G1. Die Gruppe G2 umfasst die Austrittsdüsen 15.4, 15.5 und 15.6, die zusammen unmittelbar an den zweiten Wasserbalken 20.2 angeschlossen sind und in ihrer Gesamtheit die Gruppe G2 bilden. Beide Wasserbalken 20.1 und 20.2 weisen jeweils ein Ventil 16.1 beziehungsweise 16.2 auf, welche über jeweils separate Leitungssysteme 21 mit der Pumpe 22 in fluidischer Verbindung stehen. Die Steuereinheit steuert sowohl die Pumpe 22 über die Steuerverbindung 24 als auch das Ventil 16.1 der Gruppe G1 über die Steuerverbindung 25.1 und das Ventil 16.2 der Gruppe G2 über die Steuerverbindung 25.2. Öffnet die Steuereinheit 19 das Ventil 16.1, gelangt Fluid somit über den Wasserbalken 20.1 gleichzeitig an die Austrittsdüsen 15.1, 15.2 und 15.3. Die Auslösung eines Fluidstoßes durch die Steuereinheit 19 durch ein Öffnen des Ventils 16.1 betrifft somit gleichzeitig die drei Austrittsdüsen 15.1, 15.2 und 15.3. Gleiches gilt für das Ventil 16.2, den Wasserbalken 20.2 und die Austrittsdüsen 15.4 bis 15.6. Die durch die Steuereinheit 19 veranlasste Reinigungsfunktion erfolgt nun in der Weise, dass diese zunächst die Pumpe 22 aktiviert, wodurch ein Druck im gesamten Leitungssystem 17 zwischen der Pumpe 22 und den Ventilen 16.1 und 16.2 aufgebaut wird. Zur Erzeugung des Fluidstoßes öffnet die Steuereinheit wechselweise die Ventile 16.1 und 16.2, wodurch es zur Erzeugung eines gleichzeitigen Fluidstoßes an den Austrittsdüsen 15.1 bis 15.3 der Gruppe G1 und 15.4 bis 15.6 der Gruppe G2 kommt.
Die 5a, 5b und 5c geben schließlich verschiedene Betriebsmodi der Reinigungsfunktion der Steuereinheit 19 wieder und veranschaulichen, über welche Einstellungen beispielsweise Anpassungen der Reinigungsfunktion an sich ändernde Bodenmaterialien erreicht werden können. Die 5a bis 5c sind jeweils Graphen, deren Abszisse ein Zeitstrahl ist, auf dem die fortschreitende Zeit t von links nach rechts verläuft. Auf der Ordinate ist dagegen der Druck p eines Fluidstoßes beim Durchtritt einer Austrittsdüse angezeigt. Die Fluidstöße in 5a haben demnach eine Länge t₁. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen liegt das Zeitintervall t₂. Bezogen auf die Ausführungsform der Einsprüheinrichtung aus 3 ist die Steuereinheit in der Weise ausgebildet, dass sie zunächst die Ventile der Gruppe G1 (Ventile 16.1 und 16.2) für einen Zeitraum t₁ öffnet. Nach dem Ablauf des Zeitraums t₁ werden die Ventile der Gruppe G1 wieder geschlossen. Nach dem Ablauf eines an den Zeitraum t₁ anschließenden Zeitintervalls t₂ werden die Ventile 16.3 bis 16.5 der Gruppe G2 geöffnet, und ein Fluidstoß durchtritt die Austrittsdüsen 15.3 bis 15.5. Nach dem Ablauf eines Zeitraums t₁ werden diese Ventile der Gruppe G2 wieder geschlossen und die Steuereinheit löst als nächstes nach dem Ablauf eines weiteren Zeitintervalls t₂ abermals die Öffnung der Ventile 16.1 und 16.2 der Gruppe G1 aus, sodass ein erneuter Fluidstoß die Austrittsdüsen 15.1 und 15.2 durchtritt. Die Gruppen G1 und G2 werden somit nacheinander und abwechselnd von der Steuereinheit 19 angesteuert, sodass in den Gruppen G1 und G2 abwechselnd ein Fluidstoß an den entsprechenden Austrittsdüsen erzeugt wird. Dies ist durch die oben liegenden Bezugszeichen G₁ und G₂ in 5a veranschaulicht. Solange die Reinigungsfunktion von der Steuereinheit 19 aktiviert ist, setzt sich diese alternierende Reinigungsfunktion an den Austrittsdüsen mit den intervallartigen Pausen fort.
Bei der im Absatz [0045] beschriebenen Alternative der Ausführungsform aus 3 ist es ferner möglich, die Ventile 16.1 bis 16.5 einzeln und nacheinander anzusteuern. Diese Variante der Ansteuerung durch die Steuereinheit 19 ist unterhalb der Abszisse in 5a angegeben. Danach steuert die Steuereinheit 19 zunächst das Ventil 16.1 an, wodurch es über den Zeitraum t₁ zu einem Fluidstoß an der Austrittsdüse 15.1 kommt. Danach schließt die Steuereinheit 19 das Ventil 16.1 wieder. Nach dem Zeitintervall t₂ öffnet die Steuereinheit 19 das Ventil 16.2, wodurch über den Zeitraum t₁ ein Fluidstoß an der Austrittsdüse 15.2 erzeugt wird, usw. Hat die Steuereinheit 19 die Ventile 16.1 bis 16.5 einmal der Reihe nach in dem vorstehend beschriebenen Muster einmal durch, beginnt sie erneut beim Ventil 16.1. Die Steuereinheit 19 steuert somit rollierend beziehungsweise zyklisch die einzelnen Ventile an, wodurch es in regelmäßigen Zeitabständen zur sich wiederholenden und individuellen Erzeugung eines Fluidstoßes an den einzelnen Austrittsdüsen kommt.
5b zeigt eine alternative Einstellung der Reinigungsfunktion an der Steuereinheit 19. So ist der Ausgangsdruck p₂ des Fluidstoßes im Vergleich zum Ausgangsdruck p₁ des Fluidstoßes in 5a wesentlich höher. Darüber hinaus wurde das Zeitintervall t₁ des Fluidstoßes verkürzt und der Abstand zwischen zwei Fluidstößen t₂ verlängert. Der Ansteuerungsmodus ist weiter dahingehend geändert, dass die Steuereinheit abwechselnd alleine die Gruppe G₁ und anschließend die Gruppen G₁ und G₂ zusammen ansteuert. Diese Variante ist dann sinnvoll, wenn das Risiko das Zusetzens der entsprechenden wenigstens einen Austrittsdüse bei der Gruppe G₁ wesentlich höher ist als bei der Gruppe G₂. Weitere Einstellungsalternativen, die in 5b nicht weiter angegeben sind, erstrecken sich beispielsweise auf die Verwendung verschiedener Fluide, der Aktivierung der Reinigungsfunktion auch im Arbeitsbetrieb der Arbeitswalze 11, etc.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 5c liegt eine wesentliche Besonderheit schließlich darin, dass die Steuereinheit 19 die Reinigungsfunktion erst im ”Trockenbetrieb” der Arbeitswalze 11 aktiviert. Im ”Nassbetrieb” der Arbeitswalze 11 ist die Pumpe 22 dauerhaft aktiviert und die entsprechend vorhandenen Ventile sind mehr oder weniger dauerhaft geöffnet, sodass eine erhebliche Menge Fluid in den Arbeitsraum eingebracht und mit dem zu bearbeitenden Bodenmaterial vermengt wird. Im Nassbetrieb soll beispielsweise ein im Vorfeld auf den zu bearbeitenden Boden aufgebrachtes Bindemittel, wie beispielsweise Kalk, mit ausreichend Wasser angefeuchtet werden. Die Menge des eingebrachten Fluids geht dabei weit über die im Rahmen der Reinigungsfunktion in das zu bearbeitende Bodenmaterial eingebrachte Fluidmenge hinaus. Im Trockenbetrieb wird dagegen keine nennenswerte Fluidmenge in den Arbeitsraum eingebracht. Die bei aktivierter Reinigungsfunktion über ein festgelegtes Zeitintervall im Trockenbetrieb in den Arbeitsraum eingebrachte Fluidmenge entspricht dabei maximal einem Zehntel der im gleichen Zeitintervall während des Nassbetriebes in den Arbeitsraum eingebrachtes Fluid.
In 5c ist links zunächst der Nassbetrieb dargestellt, in dem kontinuierlich Fluid unter dem Druck p₃ in den Arbeitsraum über die wenigstens eine Austrittsdüse gepumpt wird. Zum Zeitpunkt t_x allerdings wird der ”Nassbetrieb” abgeschaltet und zum ”Trockenbetrieb” gewechselt. Um nun allerdings auch im ”Trockenbetrieb” ein Zusetzen der vorhandenen Austrittsdüsen mit zu bearbeitendem Bodenmaterial zu verhindern, startet mit dem Abschalten des Nassbetriebes eine Timer-Funktion der Steuereinheit und löst einen ersten Fluidstoß nach dem Ablauf eines Zeitintervalls t₂ (beginnend mit dem Ausschalten des ”Nassbetriebes” zum Zeitpunkt t_x) aus. Die Steuereinheit 19 beim Ausführungsbeispiel gemäß 5c ist somit in der Weise ausgebildet, dass sie die Reinigungsfunktion automatisch nach dem Abschalten des ”Nassbetriebes” aktiviert. Ein individuelles Eingreifen des Maschinenführers ist bei dieser Ausführungsform somit nicht erforderlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0960239 B1 [0002]
DE 10241067 B3 [0007]

Claims

Einsprüheinrichtung (18) zum Einbringen eines Fluids in den Arbeitsraum (10) einer Baumaschine (1) zum Bearbeiten von Böden (9) oder Fahrbahnen, umfassend – wenigstens eine Austrittsdüse (15), durch die das Fluid in den Arbeitsraum (10) eingebracht wird, – ein Leitungssystem (17), über das das Fluid zu der wenigstens einen Austrittsdüse (15) hingeleitet wird, – und eine Steuereinheit (19), über die die Fluidzufuhr zur Austrittsdüse (15) hin steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass sie eine Reinigungsfunktion der wenigstens einen Austrittsdüse (15) derart regelt, dass sie intervallartig einen Fluidstoß zur Reinigung der wenigstens eine Austrittsdüse (15) auslöst.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass die Länge (t₁) des Fluidstoßes im Bereich zwischen 0,1 und 5 Sekunden, insbesondere zwischen 0,4 und 3 Sekunden, und ganz besonders zwischen 0,8 und 1,5 Sekunden, liegt.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass ein Zeitintervall (t₂) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen im Bereich zwischen 5 Sekunden und 5 Minuten, insbesondere zwischen 30 Sekunden und 3 Minuten, ganz besonders zwischen 1 und 2 Minuten, liegt.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass sie in Abhängigkeit vom Betriebszustand der wenigstens einen Austrittsdüse (15) die Reinigungsfunktion an der wenigstens einen Austrittsdüse (15) steuert.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der folgenden Parameter an der Steuereinheit (19) regelbar ist: – Länge (t₁) des Fluidstoßes zur Reinigung; – zeitlicher Abstand (t₂) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluidstößen; – Fluiddruck während eines Fluidstoßes; und – verwendetes Fluid während des Fluidstoßes.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine Flüssigkeit, insbesondere ein Bindemittel oder Wasser, ist.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise die Reinigungsfunktion steuert, dass die Flüssigkeit der Reinigungsfunktion stets Wasser ist.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der wenigstens einen Austrittsdüse (15) wenigstens eine weitere Austrittsdüse (15) vorhanden ist, wobei die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass sie auch die wenigstens eine weitere Austrittsdüse (15) mit der Reinigungsfunktion erfasst.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass sie zur Regelung der Reinigungsfunktion die vorhandenen Austrittsdüsen (15) individuell ansteuert.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass sie zur Regelung der Reinigungsfunktion die vorhandenen Austrittsdüsen (15) gruppiert ansteuert.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass sie zur Regelung der Reinigungsfunktion die vorhandenen Austrittsdüsen (15) gemeinsam ansteuert.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (17) einen Wasserbalken (20) umfasst, an dem wenigstens zwei Austrittsdüsen (15) angeordnet sind.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (16) vorhanden ist, das im Rahmen der Reinigungsfunktion von der Steuereinheit (19) angesteuert wird.
Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der vorhandenen Austrittsdüsen (15) jeweils ein Ventil (16) vorgeschaltet ist, wobei die Steuereinheit (19) in der Weise ausgebildet ist, dass sie jedes Ventil (16) für sich ansteuert.
Baumaschine (1) zum Bearbeiten von Böden oder Fahrbahnen, insbesondere eine Fräse für das Abfräsen von Fahrbahn- und Bodenbelägen (9), ein Stabilisierer zur Stabilisierung von nicht tragfähigen Böden oder ein Recycler zur Wiederherstellung reparaturbedürftiger Straßenbefestigungen, mit einer Einsprüheinrichtung (18) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
Verfahren zum Betrieb einer Einsprüheinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 einer Baumaschine, insbesondere eine Baumaschine gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: a) Auslösen eines Fluidstoßes durch die Steuereinheit (19) zur Reinigung wenigstens einer Austrittsdüse (15), b) Wiederholen des Schritts a) nach dem Ablauf eines festgelegten Zeitintervalls (t₂).
Verfahren zum Betrieb einer Einsprüheinrichtung einer Baumaschine gemäß Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte – Prüfen, ob die wenigstens eine Austrittsdüse (15) inaktiv ist und – Auslösen des Fluidstoßes der Reinigungsfunktion durch die Steuereinheit (19) ausschließlich dann, wenn die wenigstens eine Austrittsdüse (15) inaktiv ist.
Verfahren zum Betrieb einer Einsprüheinrichtung (11) einer Baumaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17 mit mehreren Austrittsdüsen (15), gekennzeichnet durch das gleichzeitige Auslösen des Fluidstoßes bei wenigstens zwei Austrittsdüsen (15) oder wenigstens zwei Austrittsdüsengruppen (G1, G2).