DE102012105203A1 - Device and method for repairing a damaged road surface - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberflächeninstandsetzungseinrichtung zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche, welche an einem Fahrzeug 1, 2 angeordnet ist. Die Oberflächeninstandsetzungseinrichtung weist einen Sensor 5 zum Erfassen des Straßenzustandes und eine Oberflächenbearbeitungsvorrichtung 10 zum Bearbeiten einer beschädigten Fahrbahnoberfläche auf, welche einen Arbeitskopf 12 sowie eine Mehrzahl von Werkzeugen aufweist, wobei die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung 10 ausgebildet ist, bei Änderung einer Bearbeitungstätigkeit ein Werkzeug 13 aus dem Arbeitskopf 12 zu entnehmen und durch ein weiteres Werkzeug zu ersetzen. Die Oberflächeninstandsetzungseinrichtung weist des Weiteren eine mit dem Sensor 5 und der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung 10 verbundene Steuereinrichtung 6 auf, welche die Oberflächenbearbeitungseinrichtung 10 ansteuert, eine beschädigte Fahrbahnoberfläche basierend auf den erfassten Sensordaten zu bearbeiten. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche mittels einer an dem Fahrzeug 1, 2 angeordneten Oberflächeninstandsetzungseinrichtung und ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Oberflächeninstandsetzungseinrichtung.The present invention relates to a surface repairing device for repairing a damaged road surface disposed on a vehicle 1, 2. The surface repairing device has a road condition detecting sensor 5 and a surface treatment device 10 for working a damaged road surface having a working head 12 and a plurality of tools, the surface working device 10 being adapted to change a machining operation from a tool 13 to the working head 12 and replace it with another tool. The surface repairing apparatus further includes a controller 6 connected to the sensor 5 and the surface processing apparatus 10, which controls the surface processing apparatus 10 to machine a damaged road surface based on the detected sensor data. The present invention furthermore relates to a method for repairing a damaged road surface by means of a surface repair device arranged on the vehicle 1, 2 and a vehicle having the surface repair device according to the invention.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche oder zur Auswechslung von Dehnfugen. The present invention relates to a device and a method for repairing a damaged road surface or for the replacement of expansion joints.
Asphaltrisse sind der Ausgangspunkt für die Zersetzung einer Fahrbahn. Durch Luft, Regen und Licht wird das Bitumen zersetzt und damit der Belag spröde. Des Weiteren führt Frost zu einer schnellen Vergrößerung der Risse, so dass der Belag in der Folge flächig ausgetauscht werden muss. Um diese kostenintensive Sanierung zu verzögern, sollten Risse so schnell wie möglich verfugt werden. Dies geschieht derzeit auch mit maschineller Hilfe. Asphalt cracks are the starting point for the decomposition of a roadway. The bitumen is decomposed by air, rain and light and thus the surface becomes brittle. Furthermore, frost leads to a rapid enlargement of the cracks, so that the covering must be subsequently replaced in a planar manner. To delay this costly renovation, cracks should be grouted as quickly as possible. This is currently done with machine assistance.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Einrichtung und ein Verfahren zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche mittels einer an einem Fahrzeug angeordneten Oberflächeninstandsetzungseinrichtung zu schaffen, welche eine vereinfachte Anordnung der Komponenten sowie eine verbesserte Flexibilität der Einrichtung ermöglichen. An object of the present invention is to provide an improved device and method for repairing a damaged road surface by means of a vehicle-mounted surface repairing device, which enables a simplified arrangement of the components as well as an improved flexibility of the device.
Diese Aufgabe wird durch eine Oberflächeninstandsetzungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. This object is achieved by a surface repair device having the features of
Die Erfindung schafft demnach eine Oberflächeninstandsetzungseinrichtung zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche, welche an einem Fahrzeug angeordnet ist. Die Oberflächeninstandsetzungseinrichtung weist einen Sensor zum Erfassen des Zustandes der Fahrbahnoberfläche und eine Oberflächenbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten einer beschädigten Fahrbahnoberfläche auf. Die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung weist einen Arbeitskopf sowie eine Mehrzahl von Werkzeugen auf, wobei die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, bei Änderung einer Bearbeitungstätigkeit ein Werkzeug aus dem Arbeitskopf zu entnehmen und durch ein weiteres Werkzeug zu ersetzen. Die Oberflächeninstandsetzungseinrichtung weist überdies eine mit dem Sensor und der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung verbundene Steuervorrichtung auf, welche die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung ansteuert, eine beschädigte Fahrbahnoberfläche basierend auf den erfassten Sensordaten zu bearbeiten. The invention accordingly provides a surface repairing device for repairing a damaged road surface disposed on a vehicle. The surface repairing device has a sensor for detecting the condition of the road surface and a surface processing device for processing a damaged road surface. The surface processing device has a working head and a plurality of tools, wherein the surface processing device is designed to remove a tool from the working head and replace it with another tool when changing a machining operation. The surface repair device further includes a controller coupled to the sensor and the surface processing device that drives the surface processing device to machine a damaged road surface based on the sensed sensor data.
Durch Vorsehen der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung sowie der Mehrzahl von Werkzeugen zur Bearbeitung einer beschädigten Fahrbahnoberfläche, wobei die Werkzeuge bei Bedarf mit dem Arbeitskopf verbunden werden können und bei Änderung der Bearbeitungstätigkeit wechselbar sind, kann auf das Vorsehen einer Mehrzahl voneinander getrennter Komponenten bzw. Vorrichtungen zum Bearbeiten der Fahrzeugoberfläche verzichtet werden. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung der Komplexität der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung, einem geringeren Wartungsaufwand sowie einer geringeren Fehleranfälligkeit. By providing the surface processing apparatus as well as the plurality of tools for processing a damaged road surface, wherein the tools can be connected to the working head as needed and are changeable upon changing the machining operation, may be to provide a plurality of separate components for processing the vehicle surface be waived. This leads to a considerable reduction in the complexity of the surface repair equipment, a lower maintenance and a lower susceptibility to errors.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung parallel und/oder senkrecht zu einer Längsachse des Fahrzeugs bewegbar und um ihre Hochachse drehbar angeordnet ist. Dies gewährleistet einen großen Bearbeitungsbereich der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung. It is preferably provided that the surface processing device is movable parallel and / or perpendicular to a longitudinal axis of the vehicle and arranged rotatably about its vertical axis. This ensures a large processing area of the surface repair facility.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mit dem jeweiligen Werkzeug bestückte Arbeitskopf der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung in drei Bewegungsachsen bewegbar und um seine Hochachse drehbar angeordnet ist. Das mit dem Arbeitskopf verbundene Werkzeug kann somit in jede gewünschte Position gebracht werden. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the equipped with the respective tool working head of the surface processing device is movable in three axes of movement and arranged rotatably about its vertical axis. The tool connected to the working head can thus be brought into any desired position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Arbeitskopf der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung in einem Basiskörper der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung integriert oder an einem mit dem Basiskörper verbundenen Gelenkarm angeordnet ist. Die Anordnung des Arbeitskopfes in dem Basiskörper ermöglicht eine kompakte Ausbildung der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung. Die Anordnung des Arbeitskopfes an einem mit dem Basiskörper verbundenen Gelenkarm ermöglicht je nach Länge des Gelenkarms einen vergrößerten Bearbeitungsbereich der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung. According to a further preferred embodiment, it is provided that the working head of the surface processing device is integrated in a base body of the surface processing device or arranged on an articulated arm connected to the base body. The arrangement of the working head in the base body allows a compact design of the surface processing device. The arrangement of the working head on an articulated arm connected to the base body allows, depending on the length of the articulated arm, an enlarged working area of the surface treatment device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung am Heck des Fahrzeugs oder im Bereich zwischen einer vorderen und einer hinteren Fahrzeugachse angeordnet ist. Die Anordnung der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung am Heck des Fahrzeugs ermöglicht ein Nachrüsten der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung bei bestehenden Fahrzeugen. Die Anordnung der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung zwischen einer vorderen und einer hinteren Fahrzeugachse ermöglicht einen großen Bearbeitungsbereich der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung. According to a further preferred embodiment, it is provided that the surface treatment device is arranged at the rear of the vehicle or in the region between a front and a rear vehicle axle. The arrangement of Surface treatment device at the rear of the vehicle allows retrofitting of the surface treatment device in existing vehicles. The arrangement of the surface processing device between front and rear vehicle axles enables a large processing area of the surface processing device.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Werkzeugen durch Werkzeuge zum Fräsen, Trocknen, zur mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Reinigung oder zum Auffüllen mit Oberflächenbelagsmaterial einer Fahrbahnoberfläche ausgebildet sind. Somit können sämtliche Bearbeitungstätigkeiten zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche mittels der vorhandenen Werkzeuge durch die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden. According to a further preferred embodiment, it is provided that the plurality of tools are formed by tools for milling, drying, for mechanical, hydraulic or pneumatic cleaning or for filling with surface covering material of a road surface. Thus, all machining operations for repairing a damaged road surface by means of the existing tools can be performed by the surface treatment device.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die aktuell nicht verwendeten Werkzeuge in einem Werkzeugträger angeordnet sind. Das Vorsehen des Werkzeugträgers ermöglicht eine kompakte Anordnung der Mehrzahl von Werkzeugen, sodass ein benötigter Bauraum der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung gering ist. Dies ist insbesondere bei einer Nachrüstung der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung bei bestehenden Fahrzeugen von Vorteil. According to another embodiment, it is provided that the tools not currently used are arranged in a tool carrier. The provision of the tool carrier enables a compact arrangement of the plurality of tools, so that a required installation space of the surface repairing device is small. This is particularly advantageous when retrofitting the surface repair device in existing vehicles.
Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Einrichtung fahrbar ist. Eine beschädigte Fahrbahnoberfläche kann dadurch sowohl im Stand des Fahrzeugs als auch im Fahrbetrieb des Fahrzeugs bearbeitet werden. Preferably, it is further provided that the device is mobile. A damaged road surface can thereby be processed both in the state of the vehicle and while driving the vehicle.
Die Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche mittels einer an einem Fahrzeug angeordneten Oberflächeninstandsetzungseinrichtung. Das Verfahren umfasst ein Erfassen des Zustandes der Fahrbahnoberfläche mittels einem Sensor, ein Ansteuern der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung mittels einer mit dem Sensor und der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung verbundenen Steuervorrichtung, eine beschädigte Fahrbahnoberfläche basierend auf den erfassten Sensordaten zu bearbeiten. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Bearbeiten einer beschädigten Fahrbahnoberfläche mittels der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung, welche einen Arbeitskopf sowie eine Mehrzahl von Werkzeugen aufweist, wobei die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung bei Änderung einer Bearbeitungstätigkeit ein Werkzeug aus dem Arbeitskopf entnimmt und durch ein weiteres Werkzeug ersetzt. The invention further provides a method of repairing a damaged road surface by means of a surface repair device disposed on a vehicle. The method comprises detecting the condition of the road surface by means of a sensor, driving the surface processing device by means of a control device connected to the sensor and the surface processing device to machine a damaged road surface based on the detected sensor data. The method further includes machining a damaged road surface by means of the surface treatment device having a working head and a plurality of tools, wherein the surface processing device takes a tool from the working head and replaced by another tool when changing a machining operation.
Durch Vorsehen der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung sowie der Mehrzahl von Werkzeugen zur Bearbeitung einer beschädigten Fahrbahnoberfläche, wobei die Werkzeuge bei Bedarf mit dem Arbeitskopf verbunden werden können und bei Änderung der Bearbeitungstätigkeit wechselbar sind, kann auf das Vorsehen einer Mehrzahl voneinander getrennter Komponenten bzw. Vorrichtungen zum Bearbeiten der Fahrzeugoberfläche verzichtet werden. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung der Komplexität der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung, einem geringeren Wartungsaufwand sowie einer geringeren Fehleranfälligkeit. By providing the surface processing apparatus as well as the plurality of tools for processing a damaged road surface, wherein the tools can be connected to the working head as needed and are changeable upon changing the machining operation, may be to provide a plurality of separate components for processing the vehicle surface be waived. This leads to a considerable reduction in the complexity of the surface repair equipment, a lower maintenance and a lower susceptibility to errors.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung parallel und/oder senkrecht zu einer Längsachse des Fahrzeugs bewegt und um ihre Hochachse gedreht wird. Dies gewährleistet einen großen Bearbeitungsbereich der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung. According to a further preferred embodiment, it is provided that the surface processing device is moved parallel and / or perpendicular to a longitudinal axis of the vehicle and rotated about its vertical axis. This ensures a large processing area of the surface repair facility.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mit dem jeweiligen Werkzeug bestückte Arbeitskopf der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung in drei Bewegungsachsen bewegt und um seine Hochachse gedreht wird. Das mit dem Arbeitskopf verbundene Werkzeug kann somit in jede gewünschte Position gebracht werden. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the equipped with the respective tool working head of the surface processing device is moved in three axes of movement and rotated about its vertical axis. The tool connected to the working head can thus be brought into any desired position.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass mittels der Mehrzahl von Werkzeugen eine Fahrbahnoberfläche gefräst, getrocknet, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch gereinigt, oder mit Oberflächenbelagsmaterial aufgefüllt wird. Somit können sämtliche Bearbeitungstätigkeiten zum Instandsetzen einer beschädigten Fahrbahnoberfläche mittels der vorhandenen Werkzeuge durch die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden. According to a further preferred embodiment, it is provided that by means of the plurality of tools a road surface milled, dried, mechanically, hydraulically or pneumatically cleaned, or filled with surface covering material. Thus, all machining operations for repairing a damaged road surface by means of the existing tools can be performed by the surface treatment device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Räder des Fahrzeugs zum Bewegen des Fahrzeugs in Querrichtung von einer Neutralstellung parallel zu einer Fahrzeuglängsachse um mindestens 90° beidseits zur Fahrzeuglängsachse gedreht werden. Dadurch kann das mit der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung versehene Fahrzeug ebenfalls in Querrichtung zur Fahrzeuglängsachse bewegt werden. Dies ermöglicht beispielsweise bei der Bearbeitung von sich in Querrichtung erstreckenden Fahrbahnrissen einen vergrößerten Bearbeitungsbereich und somit eine verbesserte Flexibilität der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung. According to a further preferred embodiment, it is provided that the wheels of the vehicle for moving the vehicle in the transverse direction are rotated by a neutral position parallel to a vehicle longitudinal axis by at least 90 ° on both sides to the vehicle longitudinal axis. As a result, the vehicle provided with the surface repairing device can also be moved transversely to the vehicle longitudinal axis. This makes it possible, for example, when processing transversely extending roadway cracks, to have an increased machining area and thus an improved flexibility of the surface repairing device.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die aktuell nicht verwendeten Werkzeuge in einem Werkzeugträger angeordnet werden. Das Vorsehen des Werkzeugträgers ermöglicht eine kompakte Anordnung der Mehrzahl von Werkzeugen, sodass ein benötigter Bauraum der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung gering ist. Dies ist insbesondere bei einer Nachrüstung der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung bei bestehenden Fahrzeugen von Vorteil. According to a further preferred embodiment, it is provided that the tools not currently used are arranged in a tool carrier. The provision of the tool carrier allows a compact arrangement of the plurality of tools, so that a Required space of the surface repair device is low. This is particularly advantageous when retrofitting the surface repair device in existing vehicles.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Oberflächeninstandsetzungseinrichtung und einer Mehrzahl von Rädern, wobei die Räder des Fahrzeugs zum Bewegen des Fahrzeugs in Querrichtung von einer Neutralstellung parallel zu einer Fahrzeuglängsachse um zumindest 90° beidseits zur Fahrzeuglängsachse drehbar sind. Dadurch kann das mit der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung versehene Fahrzeug ebenfalls in Querrichtung zur Fahrzeuglängsachse bewegt werden. Dies ermöglicht beispielsweise bei der Bearbeitung von sich in Querrichtung erstreckenden Fahrbahnrissen einen vergrößerten Bearbeitungsbereich und somit eine verbesserte Flexibilität der Oberflächeninstandsetzungseinrichtung. The present invention further relates to a vehicle having a surface repair device according to the invention and a plurality of wheels, wherein the wheels of the vehicle for moving the vehicle in the transverse direction from a neutral position parallel to a vehicle longitudinal axis are rotatable by at least 90 ° on both sides to the vehicle longitudinal axis. As a result, the vehicle provided with the surface repairing device can also be moved transversely to the vehicle longitudinal axis. This makes it possible, for example, when processing transversely extending roadway cracks, to have an increased machining area and thus an improved flexibility of the surface repairing device.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the figures of the drawing and explained in more detail in the following description.
Es illustrieren: It illustrate:
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten. In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components.
Die Oberflächeninstandsetzungseinrichtung weist des Weiteren eine Oberflächenbearbeitungsvorrichtung
Der Basiskörper
Die gezeigte Oberflächenbearbeitungsvorrichtung
Die Oberflächeninstandsetzungseinrichtung weist des Weiteren eine Steuervorrichtung
Das mit dem Arbeitskopf
Der Arbeitskopf
Der Gelenkarm
Die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung
Die Räder
Der Arbeitskopf
Durch Vorsehen der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren vielmehr auch eine andere als eine der oben konkret beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. The invention is not limited to the above embodiments. Within the scope of protection, the device according to the invention or the method according to the invention may instead also assume any other than one of the concretely described embodiments.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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