DE102010022192A1

DE102010022192A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrbettung

Info

Publication number: DE102010022192A1
Application number: DE102010022192A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Feickert; Axel Schupp
Original assignee: WALTER FEICKERT GmbH
Current assignee: WALTER FEICKERT GmbH
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2011-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrbettung (15), umfassend zumindest das Ausheben eines Rohrgrabens (11) und eine anschließende Profilierung des Bodens (14) an einer Grabensohle (12) entsprechend der Außenkontur eines im Rohrgraben (11) zu verlegenden Rohres (13) mittels einer Profilierschablone (8), die eine Außenkontur (16) aufweist, welche der Außenkontur des Rohres (13) zumindest in dem Bereich des Rohres (13), in welchem das Rohr (13) auf der Grabensohle (12) und/oder auf einer auf die Grabensohle (12) aufgebrachten Rohrbettung (15) aufliegt, entspricht, wobei die Profilierschablone (8) am Ausleger (6) eines Baggers (1) angebracht wird und von dem Bagger (1) in Längsrichtung eines Rohrverlaufs durch und/oder über den Boden (14) und/oder die Rohrbettung (15) an der Grabensohle (12) geführt wird. Erfindungsgemäß wird die Profilierschablone (8) anhand von Daten eines im oder am Bagger (1) angeordneten mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems (2) und Daten von am oder im Bagger (1) angeordneten Bewegungssensoren (10) gesteuert durch und/oder über den Boden (14) und/oder die Rohrbettung (15) an der Grabensohle (12) geführt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrbettung (15) mit einer Profilierschablone (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrbettung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrbettung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Bekannte Verfahren zum Ausbilden einer Rohrbettung sind beispielsweise aus der DIN 4033 sowie aus der DIN EN 1610 bekannt. Bei den bekannten Verfahren wird zunächst ein Graben für das Rohr ausgehoben. Anschließend wird je nach Qualität des Bodens auf die Grabensohle zunächst eine erste Bettungsschicht aufgebracht, auf die das Rohr dann aufgelegt wird. Bei geeigneter Bodenqualität ist es auch möglich, das Rohr direkt auf die Grabensohle aufzulegen. In dieser Lage bildet sich jedoch im Wesentlichen nur ein Linienkontakt zwischen dem Rohr und der Grabensohle aus.
Die DE 100 46 299 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrbettung mit den Schritten Ausheben eines Grabens, Profilieren des Bodens an der Grabensohle entsprechend der Außenkontur eines zu verlegenden Rohres mit einem Profilierschild, der eine Außenkontur aufweist, welche der Außenkontur des Rohres zumindest in dem Bereich des Rohres, welcher auf die Rohrbettung aufgelegt wird, entspricht, wobei ein Laserstrahl parallel zur Richtung des zu verlegenden Rohres ausgerichtet wird, an dem Profilierschild ein Laserspiegel angebracht ist und der Profilierschild derart in Längsrichtung des zu verlegenden Rohres durch den Boden an der Grabensohle geführt wird, dass der Laserstrahl während der Bewegung des Profilierschildes immer in einem vorbestimmten Bereich auf den Laserspiegel auftrifft, sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Rohrbettung mit einem Profilierschild, der eine Außenkontur aufweist, welche der Außenkontur des zu verlegenden Rohres zumindest in dem Bereich des Rohres entspricht, der auf die Rohrbettung aufgelegt wird, einer Vorschubeinrichtung, welche mit dem Profilierschild verbunden ist, einem Laser, dessen Laserstrahl parallel zur Längsrichtung des zu verlegenden Rohres ausrichtbar ist, und einem an dem Profilierschild angebrachten Laserspiegel zum Empfang des Laserstrahls.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes, insbesondere einfacheres, schnelleres, exakteres und kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung einer Rohrbettung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Beim Verfahren zur Herstellung einer Rohrbettung, umfassend zumindest das Ausheben eines Rohrgrabens und eine anschließende Profilierung des Bodens an einer Grabensohle entsprechend der Außenkontur eines im Graben zu verlegenden Rohres mittels einer Profilierschablone, die eine Außenkontur aufweist, welche der Außenkontur des Rohres zumindest in dem Bereich des Rohres, in welchem das Rohr auf der Grabensohle und/oder auf einer auf die Grabensohle aufgebrachten Rohrbettung aufliegt, entspricht, wobei die Profilierschablone am Ausleger eines Baggers angebracht wird und von dem Bagger in Längsrichtung eines Rohrverlaufs durch und/oder über den Boden und/oder die Rohrbettung an der Grabensohle geführt wird, wird die Profilierschablone erfindungsgemäß anhand von Daten eines im oder am Bagger angeordneten mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems und Daten von am oder im Bagger angeordneten Bewegungssensoren gesteuert durch und/oder über den Boden und/oder die Rohrbettung an der Grabensohle geführt. Mittels der Daten des mehrdimensionalen Sattelitennavigationssystems wird vorteilhafterweise eine besonders präzise Führung der Profilierschablone und daraus resultierend eine exakte Rohrverlegung ermöglicht. Ein solches insbesondere dreidimensionales Sattelitennavigationssystems ermittelt und verarbeitet vorteilhafterweise nicht nur Daten in X- und Y-Richtung, sondern auch in Z-Richtung. Mit anderen Worten wird mittels des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems nicht nur ein Längen- und ein Breitengrad, sondern auch eine Höhe ermittelt.
Darüber hinaus können die mittels eines dreidimensionalen Satellitennavigationssystems ermittelten drei räumlichen Dimensionen, wie Längengrade, Breitengrade und die Höhe um eine zeitliche Dimension (Raumzeit) und/oder mindestens eine weitere räumliche Dimension (Hyperraum, vier-, fünfdimensional) durch Transformation ergänzt werden. Hierdurch ist eine präzisere Führung der Profilierschablone beispielsweise durch Berücksichtigung von Raumkrümmungen möglich.
Durch die Profilierung des Bodens an der Grabensohle ist zweckmäßigerweise ein aufwendiges Verdichten, Unterstopfen und Ausfüllen eines so genannten Zwickels zwischen dem Rohr und der Grabensohle wie beim herkömmlichen Verlegen des Rohres auf einer ebenen Grabensohle nicht mehr erforderlich.
Durch den Entfall dieser bisher üblichen Verdichtungsarbeiten seitlich des Rohres kann der Rohrgraben schmaler ausgehoben werden und in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann auf einen so genannten Verbau des Grabens verzichtet werden.
Besonders vorteilhafterweise wird das gesamte Verfahren von einer Position außerhalb des Rohrgrabens ausgeführt. Somit ist es nicht erforderlich, manuelle Arbeiten innerhalb des Grabens auszuführen. Auf diese Weise kann die Arbeitssicherheit erhöht werden.
Vor der Profilierung des Bodens und/oder der Rohrbettung an der Grabensohle werden Rohrverlaufsdaten gemäß eines Rohrverlegungsplans erfasst. Üblicherweise liegen die Rohrverlaufsdaten in einem so genannten Rohrverlegungsplan vor, beispielsweise in Koordinatenform. Diese Rohrverlaufsdaten werden auf herkömmliche Weise in digitale Daten umgewandelt. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform liegt der Rohrverlegungsplan in Form einer, beispielsweise vom Planer und/oder einem Architekten erstellten, elektronischen Datei vor, wodurch eine besonders einfache, fehlerfreie und schnelle Erfassung und Aufbereitung der Rohrverlaufsdaten und der daraus resultierenden Daten des Verlauf des Rohrgrabens ermöglicht wird.
Die Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten eines aus den Rohrverlaufsdaten resultierenden Verlaufs des Rohrgrabens werden an das mehrdimensionale Satellitennavigationssystem und eine Steuereinheit des Baggers übermittelt. Die Steuereinheit wird vorteilhafterweise mit den digitalen Daten des Verlaufs des Rohrgrabens und/oder den Rohrverlaufsdaten programmiert und ist mit dem mehrdimensionalen Sattelitennavigationssystem verbunden. Auf diese Weise werden der Verlauf des Rohrgrabens und/oder der Rohrverlauf des zu verlegenden Rohrs auch in unebenem Gelände schnell und exakt satelliten- und datengestützt ermittelt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass anhand der Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens im und/oder am Bagger angeordnete Bewegungssensoren und/oder das Satellitennavigationssystem kalibriert werden. Die Profilierschablone wird am Ausleger eines herkömmlichen Baggers angebracht und wird von dem Bagger durch den Boden geführt. Es sind somit keine aufwendigen Spezialmaschinen erforderlich, vielmehr können herkömmliche Bagger eingesetzt werden. Am Ausleger des Baggers, insbesondere an dessen Gelenken, sind herkömmliche Winkelsensoren angeordnet, welche mit der Steuereinheit des Baggers verbunden sind. Mittels dieser Winkelsensoren wird während des Betriebs des Baggers die exakte Position und/oder Stellung der Profilierschablone bestimmt. Um eine fehlerfreie Funktion der Steuereinheit und eine genaue Erfassung der Position und/oder der Stellung der Profilierschablone zu ermöglichen, werden alle Bewegungssensoren im Bagger und das Satellitennavigationssystem anhand der Daten des Rohrverlaufs und/oder des Verlaufs des Rohrgrabens vor Beginn der Arbeiten kalibriert.
Vorteilhafterweise wird eine Ausrichtung und/oder Positionierung der Profilierschablone während der profilierenden Bewegung in Längsrichtung des Rohrverlaufs entsprechend der im Steuergerät des Baggers hinterlegten Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens und der Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems automatisch oder manuell justiert. Daraus resultiert ein Verlauf des Rohrgrabens und ein Rohrverlauf des im Graben verlegten Rohres, welcher exakt dem im Rohrverlegungsplan vorgegebenen Rohrverlauf entspricht.
Der Bagger kann neben oder über dem Graben stehen und fahren. Dabei wird die am Ausleger angebrachte Profilierschablone von dem Bagger in Längsrichtung des Rohrverlaufs durch und/oder über den Boden an der Grabensohle geführt, wobei an der Grabensohle eine Rohrbettung entsprechend dem Profil bzw. der Außenkontur der Profilierschablone ausgebildet wird. Dabei ist die Profilierschablone besonders vorteilhafterweise mittels einer herkömmlichen Schnellwechseleinrichtung mit dem Ausleger des Baggers in alle Richtungen frei schwenkbar verbunden. Mittels dieser Schnellwechseleinrichtung kann die Profilierschablone auf einfache und schnelle Art und Weise gegen andere Werkzeuge, beispielsweise eine Schaufel oder Werkzeuge zum Aufbereiten und Verdichten des Bodens, ausgetauscht werden.
Der Boden an der Grabensohle und/oder die Rohrbettung werden entsprechend der Außenkontur des im Graben zu verlegenden Rohres mittels der Profilierschablone zweckmäßigerweise derart profiliert, dass die Außenkontur des Rohres vollflächig auf der profilierten Grabensohle und/oder auf der auf die Grabensohle aufgebrachten profilierten Rohrbettung aufliegt. Die daraus resultierende vollflächige Auflage der zur profilierten Grabensohle weisenden Außenkontur des Rohres ermöglicht eine gleichmäßigere, weil flächige, Verteilung der auf das Rohr einwirkenden Kräfte. Dadurch ist eine Belastung des Rohres im Vergleich zum Stand der Technik, in welchem sich zwischen dem Rohr und der ebenen Grabensohle im Wesentlichen nur ein Linienkontakt ausbildet, verringert. Daraus resultierend sind vorteilhafterweise die Haltbarkeit des Rohres vergrößert und die Lebensdauer verlängert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Ausrichtung und/oder Position der Profilierschablone mittels einer Anzeigevorrichtung in einem Innenraum des Baggers dargestellt und/oder projiziert. Die Anzeigevorrichtung wird vorzugsweise derart in einem Blickfeld des Führers des Baggers angeordnet, dass diesem ein leichtes Erfassen der Informationen auf der Anzeigevorrichtung ermöglicht wird. Beispielsweise sind im Fahrerhaus des Baggers ein herkömmlicher Monitor und/oder ein Kombiinstrument angeordnet. Dadurch wird insbesondere eine manuelle Ausrichtung und/oder Positionierung der Profilierschablone durch den Führer des Baggers verbessert, da dieser die nur teilweise in seinem Blickfeld liegende Profilierschablone vollständig auf der Anzeigevorrichtung sieht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten des Verlaufs des Rohrgrabens und/oder die Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems mittels der Anzeigevorrichtung und/oder einer weiteren Anzeigevorrichtung im Innenraum des Baggers dargestellt und/oder projiziert. Die Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten des Verlaufs des Rohrgrabens und/oder die Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems werden beispielsweise auf der Anzeigevorrichtung im Fahrerhaus des Baggers dargestellt. Alternativ ist eine weitere Anzeigevorrichtung zur Darstellung dieser Daten im Bagger vorhanden.
Durch die kombinierte visuelle Darstellung von Ausrichtung und/oder Position der Profilierschablone, Rohrverlaufsdaten und/oder Daten des Verlaufs des Rohrgrabens und/oder Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems wird dem Führer des Baggers ein Vergleich oder ein Abgleich dieser Daten untereinander erleichtert.
Der Führer des Baggers sieht auf dem Monitor genau, ob die Profilierschablone relativ zu den Rohrverlaufsdaten und/oder den Daten des Verlaufs des Rohrgrabens und/oder den Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems richtig ausgerichtet wird und kann den Bagger entsprechend steuern, so dass die Profilierschablone genau entlang dem im Rohrverlegungsplan vorgegebenen Rohrverlauf bewegt wird.
Somit kann die Ausrichtung und/oder die Position der Profilierschablone während der profilierenden Bewegung in Längsrichtung des Rohrverlaufs entsprechend der Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens und/oder der Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems vom Führer des Baggers justiert werden. Dadurch sind eine besonders exakte Profilierung der Grabensohle und ein daraus resultierender maßhaltiger Rohrverlauf mit geringstmöglichen Abweichungen gegenüber dem Rohrverlegungsplan erreichbar.
Bei der Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrbettung mit einer Profilierschablone, die eine Außenkontur aufweist, welche der Außenkontur des Rohres zumindest in dem Bereich des Rohres, in welchem das Rohr auf der Grabensohle und/oder auf einer auf die Grabensohle aufgebrachten Rohrbettung aufliegt, entspricht, wobei die Profilierschablone am Ausleger eines Baggers angebracht ist und von dem Bagger in Längsrichtung eines Rohrverlaufs durch und/oder über den Boden und/oder die Rohrbettung an der Grabensohle geführt ist, sind im oder am Bagger ein mehrdimensionales Satellitennavigationssystem und mehrere Bewegungssensoren angeordnet, mittels deren Daten eine Ausrichtung und/oder Positionierung der am Ausleger eines Baggers angebrachten Profilierschablone automatisch oder manuell steuer- und/oder regelbar ist. Durch die Einbeziehung der Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems und der Bewegungssensoren des Baggers in die automatische oder manuelle Steuerung und/oder Regelung des gesamten Baggers und des daran angeordneten Auslegers sowie der Profilierschablone ist vorteilhafterweise eine besonders präzise Führung der Profilierschablone im Rohrgraben und daraus resultierend eine exakte, zeitsparende, kostengünstige und besonders maßhaltige Rohrverlegung ermöglicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
1 schematisch einen Bagger mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
2 schematisch ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohrbettung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch einen Bagger 1 mit einer im oder am Bagger 1 angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Der Bagger 1 ist ein herkömmlicher Bagger, in oder an welchem ein herkömmliches mehrdimensionales Satellitennavigationssystem 2 angeordnet ist. Dieses Satellitennavigationssystem 2 ermittelt und verarbeitet nicht nur Daten in X- und Y-Richtung, sondern auch in Z-Richtung. Mit anderen Worten ist mittels des Satellitennavigationssystems 2 nicht nur ein Längen- und ein Breitengrad, sondern auch eine Höhe ermittelbar. Dabei werden die Daten in Bezug auf eine Referenzebene, insbesondere die Fahrzeugebene ermittelt.
Das Satellitennavigationssystem 2 umfasst zumindest zwei Antennen 3, die am Bagger 1 angeordnet sind, und eine stationäre Empfangs- oder Basisstation 19, die in herkömmlicher Art und Weise Signale von mehreren Satelliten, bevorzugt von mindestens vier Satelliten empfängt. Die Basisstation 19 ist stationär in der Umgebung des Baggers 1 bzw. des Rohrgrabens 11 angeordnet.
Das Satellitennavigationssystem 2, insbesondere die stationäre Basisstation 19 ist mit einem Steuergerät 4 des Baggers 1 verbunden.
Mit einem Ausleger 6 des Baggers 1 ist mittels einer herkömmlichen Schnellwechseleinrichtung 7 eine Profilierschablone 8 in alle Richtungen schwenkbar verbunden. Mittels dieser Schnellwechseleinrichtung 7 ist die Profilierschablone 8 auf einfache und schnelle Art und Weise gegen andere nicht dargestellte Werkzeuge, beispielsweise eine Schaufel oder Werkzeuge zum Aufbereiten und Verdichten des Bodens, austauschbar.
Durch die schwenkbare Verbindung von Profilierschablone 8 und Schnellwechseleinrichtung 7 ist ein Schwenken der Profilierschablone 8 um die X-, Y- und/oder Z-Achse möglich. Somit ist insbesondere eine Höhenfeineinstellung der Profilierschablone 8 sichergestellt.
In einer möglichen Ausführungsform ist die Schnellwechseleinrichtung 7 schwenkbar ausgebildet. Hierzu ist sie mit einem herkömmlichen Schwenkmechanismus versehen. Alternativ kann die Profilierschablone 8 selbst mit einem Schwenkmechanismus versehen sein.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform ist zwischen der Schnellwechseleinrichtung 7 und der Profilierschablone 8 eine herkömmliche so genannte Tilt-Vorrichtung angeordnet, welche das separate Schwenken oder Neigen der Profilierschablone 8 um die X-Achse ermöglicht. Dadurch ist eine Seitenneigung des Baggers, beispielsweise bedingt durch einen ebenen Untergrund, ausgleichbar.
Am Ausleger 6 des Baggers 1, insbesondere an jedem Gelenk 9 des Auslegers 6, sind herkömmliche Bewegungssensoren 10, im Weiteren als Winkelsensoren 10 bezeichnet, angeordnet, welche mit dem Steuergerät 4 des Baggers 1 verbunden sind. Diese Verbindung erfolgt auf herkömmlichem Weg, beispielsweise mittels einer elektrischen Leitung 5 oder mittels einer nicht dargestellten Kurzstreckenfunkübertragung.
Mittels der Winkelsensoren 10 ist während des Betriebs des Baggers 1 eine exakte Position und/oder Ausrichtung der Profilierschablone 8 bestimmbar.
Der Bagger 1 kann neben oder über einem Graben stehen und fahren. Dieser Graben ist vorzugsweise ein Rohrgraben 11 oder ein herkömmlicher Graben, aus welchem mittels der Profilierschablone 8 ein Rohrgraben 11 erzeugbar ist. Der Rohrgraben 11 ist ein Graben, auf dessen Grabensohle 12 ein Rohr 13 verlegbar ist.
Die am Ausleger 6 angebrachte Profilierschablone 8 ist von dem Bagger 1 in Längsrichtung eines Rohrverlaufs des zu verlegenden Rohres 13 zumindest einfach, vorzugsweise mehrfach durch und/oder über den Boden 14 an der Grabensohle 12 führbar, wobei an der Grabensohle 12 eine Rohrbettung 15 entsprechend dem Profil bzw. der Außenkontur 16 der Profilierschablone 8 ausbildbar ist.
In Abhängigkeit der Bodenbeschaffenheit, beispielsweise einer Tragfähigkeit oder einem Auftreten scharfkantiger Steine, welche das Rohr 13 beschädigen können, ist das Rohr 13 direkt auf den mit der Profilierschablone 8 profilierten Boden 14 verlegbar oder eine zusätzliche Rohrbettung 15 ist vor einer Profilierung der Grabensohle 12 zumindest partiell auf den Boden 14 aufbringbar.
Die Außenkontur 16 der Profilierschablone 8 ist korrespondierend zu einer Außenkontur des Rohres 13 zumindest in dem Bereich des Rohres 13 ausgebildet, in welchem das Rohr 13 auf der Grabensohle 12 und/oder auf einer auf die Grabensohle 12 aufgebrachten Rohrbettung 15 aufliegt.
Der Boden 14 an der Grabensohle 12 und/oder die Rohrbettung 15 ist somit entsprechend der Außenkontur des im Graben zu verlegenden Rohres 13 mittels der Profilierschablone 8 derart profilierbar, dass die Außenkontur des Rohres 13 vollflächig auf der profilierten Grabensohle 12 und/oder auf der auf die Grabensohle 12 aufgebrachten profilierten Rohrbettung 15 aufliegt. Die daraus resultierende vollflächige Auflage der zur profilierten Grabensohle 12 weisenden Außenkontur des Rohres 13 ermöglicht eine gleichmäßigere, weil flächige, Verteilung der auf das Rohr 13 einwirkenden Kräfte.
In einem Innenraum 17 des Baggers 1 ist zumindest eine Anzeigevorrichtung 18 angeordnet. Die Anzeigevorrichtung 18 ist mittels der Leitung 5 oder einem herkömmlichen nicht dargestellten Bussystem oder drahtlos über eine Funk-, insbesondere Bluetooth-Verbindung, mit dem Steuergerät 4 verbunden. Die Anzeigevorrichtung 18 ist vorzugsweise derart in einem Blickfeld eines Führers des Baggers 1 anordenbar, beispielsweise im Bereich einer Windschutzscheibe, dass diesem Führer ein leichtes und fehlerfreies Erfassen der Informationen auf der Anzeigevorrichtung 18 ermöglicht ist. Beispielsweise sind im Innenraum 17 des Baggers 1 ein herkömmlicher Monitor und/oder ein herkömmliches Display und/oder ein herkömmliches Kombiinstrument angeordnet.
Mittels der oder den Anzeigevorrichtungen 18 sind beispielsweise die Ausrichtung und/oder die Position der Profilierschablone 8 und/oder die Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder die Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems 2 im Innenraum 17 des Baggers 1 darstell- und/oder projizierbar.
Durch die visuelle Darstellung von Ausrichtung und/oder Positionierung der Profilierschablone 8, der Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder der Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems 2 mittels der Anzeigevorrichtung 18 ist dem Führer des Baggers 1 ein Vergleich oder ein Abgleich dieser Daten untereinander erleichtert.
Der Führer des Baggers 1 sieht auf der Anzeigevorrichtung 18 genau, ob die Profilierschablone 8 relativ zu den Rohrverlaufsdaten und/oder den Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder den Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems 2 korrekt ausgerichtet ist und kann den Bagger 1 entsprechend steuern, so dass die Profilierschablone 8 genau entlang des im Rohrverlegungsplan vorgegebenen Rohrverlaufs bewegt ist.
Somit ist die Ausrichtung und/oder die Position der Profilierschablone 8 während der profilierenden Bewegung in Längsrichtung des Rohrverlaufs entsprechend der Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder der Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems 2 manuell oder automatisch, beispielsweise durch automatische Ansteuerung des Hydraulikmechanismus justierbar. Dadurch sind eine besonders exakte Profilierung der Grabensohle und ein daraus resultierender maßhaltiger Rohrverlauf mit geringst möglichen Abweichungen gegenüber dem Rohrverlegungsplan erreichbar.
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohrbettung 15.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden vor der Profilierung des Bodens 14 und/oder der Rohrbettung 15 an der Grabensohle 12 Rohrverlaufsdaten gemäß eines Rohrverlegungsplans erfasst. Üblicherweise liegen die Rohrverlaufsdaten in einem so genannten Rohrverlegungsplan vor. Die Rohrverlaufsdaten werden beispielsweise in Koordinatenform angegeben, wobei diese Koordinaten vorzugsweise dreidimensional vorliegen, also nicht nur Längen- und Breitengrad, sondern auch eine Höhenangabe umfassen. Diese Rohrverlaufsdaten werden auf herkömmliche Weise in digitale Daten umgewandelt.
In einer alternativen Ausführungsform wird aus den Rohrverlaufsdaten des Rohrverlegungsplans der Verlauf des Rohrgrabens 11 ermittelt und es werden entsprechende Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 erzeugt.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform liegt der Rohrverlegungsplan in Form einer, beispielsweise vom Planer und/oder einem Architekten erstellten, elektronischen Datei vor, wodurch eine besonders einfache, fehlerfreie und schnelle Erfassung und Aufbereitung der Rohrverlaufsdaten und der daraus resultierenden Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 ermöglicht wird.
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 werden die in Verfahrensschritt S1 erzeugten Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten des aus den Rohrverlaufsdaten resultierenden Verlaufs des Rohrgrabens 11 an das mehrdimensionale Satellitennavigationssystem 2, insbesondere dessen stationäre Basisstation 19 und/oder das Steuergerät 4 des Baggers 1 übermittelt. Das Steuergerät 4 und/oder die Basisstation 19 werden vorteilhafterweise mit den digitalen Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder den Rohrverlaufsdaten programmiert.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Basisstation 19 integraler Bestandteil des Steuergeräts 4 des Baggers 1 sein.
Anhand der in Verfahrensschritt S2 im Steuergerät 4 und/oder der Basisstation 19 programmierten Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 werden die im und/oder am Bagger 1 angeordneten Winkelsensoren 10 und/oder das Satellitennavigationssystem 2 in einem dritten Verfahrensschritt S3 kalibriert. Mittels der Winkelsensoren 10 wird während des Betriebs des Baggers 1 die exakte Position und/oder Stellung der Profilierschablone 8 in Bezug auf die Referenzebene, z. B. die Baggerebene, bestimmt. Durch die Kalibrierung ist eine fehlerfreie Funktion des Steuergeräts 4 und eine genaue Erfassung der Position und/oder der Stellung der Profilierschablone 8 ermöglicht.
In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird ein Rohrgraben 11 entsprechend der zuvor im Steuergerät 4 und/oder in der Basisstation 19 programmierten Daten ausgehoben.
Der Rohrgraben 11 kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Rohrgraben schmaler ausgehoben werden, wodurch der während des Aushubs zu bewegende Abraum verringert ist. Dadurch ist die zum Ausheben des Rohrgrabens 11 benötigte Arbeitszeit verkürzt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann auf einen so genannten Verbau des Rohrgrabens 11 verzichtet werden.
In Abhängigkeit der Bodenbeschaffenheit, beispielsweise einer Tragfähigkeit oder einem Auftreten scharfkantiger Steine, welche das im Rohrgraben 11 zu verlegende Rohr 13 beschädigen können, wird der Boden 14 im Bereich der zu profilierenden Grabensohle 12 unverändert belassen oder es wird eine zusätzliche Rohrbettung 15 vor einer Profilierung der Grabensohle 12 zumindest partiell auf den Boden 14 aufgebracht.
In einem fünften Verfahrensschritt S5 wird der Boden 14 an der Grabensohle 12 und/oder die Rohrbettung 15 entsprechend der Außenkontur des im Graben zu verlegenden Rohres 13 mittels der Profilierschablone 8 derart profiliert, dass die Außenkontur des Rohres 13 vollflächig auf der profilierten Grabensohle 12 und/oder auf der auf die Grabensohle 12 aufgebrachten profilierten Rohrbettung 15 aufliegt. Die daraus resultierende vollflächige Auflage der zur profilierten Grabensohle 12 weisenden Außenkontur des Rohres 13 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gleichmäßigere, weil flächige, Verteilung der auf das Rohr 13 einwirkenden Kräfte. Dadurch ist eine Belastung des Rohrs im Vergleich zum Stand der Technik, in welchem sich zwischen dem Rohr 13 und einer ebenen Grabensohle im Wesentlichen nur ein Linienkontakt ausbildet, verringert. Daraus resultierend sind vorteilhafterweise die Haltbarkeit des Rohres 13 vergrößert und die Lebensdauer verlängert.
Die Ausrichtung und/oder Positionierung der Profilierschablone 8 wird während der profilierenden Bewegung in Längsrichtung des Rohrverlaufs während des Verfahrenschrittes S5 entsprechend der im Steuergerät 4 des Baggers 1 hinterlegten Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und der Daten des dreidimensionalen Satellitennavigationssystems 2 automatisch oder manuell justiert.
Je nach Vorgabe können dabei die mittels des dreidimensionalen Satellitennavigationssystems 2 ermittelten Daten, Längengrad, Breitengrad und Höhe um Daten mindestens einer weiteren Dimension, z. B. einer Zeit- und/oder einer Raumdimension ergänzt werden, die beispielsweise mittels des Steuergeräts 4 durch Transformation aus den bereits ermittelten dreidimensionalen Daten bestimmt werden.
Die profilierende Bewegung in Längsrichtung des Rohrverlaufs wird vorzugsweise in mehreren Durchgängen mit Abstufungen vom Groben ins Feine durchgeführt, bis eine Profilierungstiefe- und/oder Kontur des Rohrgrabens 11 entsprechend dem vorgegebenen Verlauf erzielt ist. Hierzu werden die momentan ermittelten Daten zur Höhe, Länge und Breite des Rohrgrabens 11 mit den vorgegebenen Daten zum Verlauf des Rohrgrabens 11 verglichen und die Profilierschablone 8 entsprechend manuell oder automatisch neu ausgerichtet und mehrfach bewegt. Dabei kann die profilierende Bewegung in Längsrichtung des Rohrverlaufs sowohl eine Hin- als auch eine Rückbewegung umfassen.
Durch die Profilierung des Bodens 14 an der Grabensohle 12 ist zweckmäßigerweise ein bisher notwendiges aufwendiges Verdichten, Unterstopfen und Ausfüllen eines so genannten Zwickels zwischen dem Rohr 13 und der Grabensohle 12 wie beim herkömmlichen Verlegen des Rohres auf einer ebenen Grabensohle ist nicht mehr erforderlich.
Durch den Entfall dieser bisher üblichen Verdichtungsarbeiten seitlich des Rohres 13 kann der Rohrgraben 11 schmaler ausgehoben werden.
Besonders vorteilhafterweise wird das gesamte Verfahren von einer Position außerhalb des Rohrgrabens 11 ausgeführt. Somit ist es nicht erforderlich, manuelle Arbeiten innerhalb des Rohrgrabens 11 auszuführen. Auf diese Weise kann die Arbeitssicherheit erhöht werden.
Alle zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Informationen, beispielsweise die Ausrichtung und/oder die Position der Profilierschablone 8, die Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder die Daten des Satellitennavigationssystems 2 werden kombiniert oder einzeln im Innenraum 17 des Baggers 1 auf der Anzeigevorrichtung 18 dargestellt.
Dabei können im Innenraum 17 des Baggers 1 mehrere Anzeigevorrichtungen 18 angeordnet sein, um beispielsweise für eine Höhenkontrolle die aktuelle Höhe in Bezug auf die Referenzhöhe (= Fahrzeug- oder Baggerebene) oder für eine Neigungskontrolle die aktuelle Neigung des Rohrgrabens 11 in Bezug auf eine vorgegebene Sollneigung als Anzeige zu erhalten. Auch können nicht dargestellte, mobile Anzeigevorrichtungen mit dem Steuergerät 4 verbunden sein, so dass beispielsweise ein Bauleiter sich ebenfalls die Daten anzeigen lassen kann.
Auf diese Weise kann der Führer des Baggers 1 mit einem Blick auf die Anzeigevorrichtungen 18 schnell und genau erfassen, ob die Profilierschablone 8 relativ zu den Rohrverlaufsdaten und/oder den Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder den Daten des Satellitennavigationssystems 2 richtig ausgerichtet ist. Der Führer des Baggers 1 kann den Bagger 1 somit entsprechend der Daten steuern, so dass die Profilierschablone 8 genau entlang dem im Rohrverlegungsplan vorgegebenen Rohrverlauf bewegt wird.
Durch die visuelle Darstellung von Ausrichtung und/oder Position der Profilierschablone 8, der Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens 11 und/oder der Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems 2 mittels der Anzeigevorrichtung 18 wird dem Führer des Baggers 1 ein Vergleich oder ein Abgleich dieser Daten untereinander erleichtert.
Bezugszeichenliste

1: Bagger
2: Satellitennavigationssystem
3: Antenne
4: Steuergerät
5: Leitung
6: Ausleger
7: Schnellwechseleinrichtung
8: Profilierschablone
9: Gelenk
10: Bewegungssensor
11: Rohrgraben
12: Grabensohle
13: Rohr
14: Boden
15: Rohrbettung
16: Außenkontur
17: Innenraum
18: Anzeigevorrichtung
19: Basisstation
S1 bis S5: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10046299 C1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 4033 [0002]
DIN EN 1610 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Rohrbettung (15), umfassend zumindest das Ausheben eines Rohrgrabens (11) und eine anschließende Profilierung des Bodens (14) an einer Grabensohle (12) entsprechend der Außenkontur eines im Rohrgraben (11) zu verlegenden Rohres (13) mittels einer Profilierschablone (8), die eine Außenkontur (16) aufweist, welche der Außenkontur des Rohres (13) zumindest in dem Bereich des Rohres (13), in welchem das Rohr (13) auf der Grabensohle (12) und/oder auf einer auf die Grabensohle (12) aufgebrachten Rohrbettung (15) aufliegt, entspricht, wobei die Profilierschablone (8) am Ausleger (6) eines Baggers (1) angebracht wird und von dem Bagger (1) in Längsrichtung eines Rohrverlaufs durch und/oder über den Boden (14) und/oder die Rohrbettung (15) an der Grabensohle (12) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierschablone (8) anhand von Daten eines im oder am Bagger (1) angeordneten mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems (2) und Daten von am oder im Bagger (1) angeordneten Bewegungssensoren (10) gesteuert durch und/oder über den Boden (14) und/oder die Rohrbettung (15) an der Grabensohle (12) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Profilierung des Bodens (14) und/oder der Rohrbettung (15) an der Grabensohle (12) Rohrverlaufsdaten gemäß eines Rohrverlegungsplans erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten eines aus den Rohrverlaufsdaten resultierenden Verlaufs des Rohrgrabens (11) an das mehrdimensionale Satellitennavigationssystem (2) und ein Steuergerät (4) des Baggers (1) übermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens (11) die im und/oder am Bagger (1) angeordnete Bewegungssensoren (10) und/oder das Satellitennavigationssystem (2) kalibriert werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung und/oder Position der Profilierschablone (8) während der profilierenden Bewegung in Längsrichtung des Rohrverlaufs entsprechend der im Steuergerät (4) des Baggers (1) hinterlegten Rohrverlaufsdaten und/oder der Daten des Verlaufs des Rohrgrabens (11) und der Daten des mehrdimensionalen Satellitennavigationssystems (2) automatisch oder manuell justiert werden bzw. wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung und/oder Position der Profilierschablone (8) mittels einer Anzeigevorrichtung (18) in einem Innenraum (17) des Baggers (1) dargestellt und/oder projiziert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) an der Grabensohle (12) und/oder die Rohrbettung (15) entsprechend der Außenkontur des im Rohrgraben (11) zu verlegenden Rohres (13) mittels der Profilierschablone (8) derart profiliert wird, dass die Außenkontur des Rohres (13) vollflächig auf der profilierten Grabensohle (12) und/oder auf der auf die Grabensohle (12) aufgebrachten profilierten Rohrbettung (15) aufliegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrverlaufsdaten und/oder die Daten des Verlaufs des Rohrgrabens (11) und/oder die Daten des Satellitennavigationssystems (2) mittels einer Anzeigevorrichtung (18) und/oder einer weiteren Anzeigevorrichtung (18) im Innenraum (17) des Baggers (1) dargestellt und/oder projiziert werden.
Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrbettung (15) mit einer Profilierschablone (8), die eine Außenkontur (16) aufweist, welche der Außenkontur des Rohres (13) zumindest in dem Bereich des Rohres (13), in welchem das Rohr (13) auf der Grabensohle (12) und/oder auf einer auf die Grabensohle (12) aufgebrachten Rohrbettung (15) aufliegt, entspricht, wobei die Profilierschablone (8) am Ausleger (6) eines Baggers (1) angebracht ist und von dem Bagger (1) in Längsrichtung eines Rohrverlaufs durch und/oder über den Boden (14) und/oder die Rohrbettung (15) an der Grabensohle (12) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Bagger (1) ein mehrdimensionales Satellitennavigationssystem (2) und mehrere Bewegungssensoren (10) angeordnet sind, anhand derer Daten eine Ausrichtung und/oder Positionierung der am Ausleger (6) des Baggers (1) angebrachten Profilierschablone (8) automatisch oder manuell steuer- und/oder regelbar ist.