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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konstanthaltung der Breite einer Markierungslinie bzw. für die Erzeugung von Markierungslinien, wobei ein unter Spritzdruck stehender, flüssiger Markierungsstoff mittels mindestens einer in einem Spritzkopf einer Markierungsmaschine angeordneten Spritzdüse auf eine zu markierende Oberfläche aufgetragen wird.
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Zum Herstellen oder Erneuern von Horizontalmarkierungen, wie Begrenzungs-, Leit- und Warnlinien auf Straßen oder auf anderen Verkehrsflächen, mittels bekannter Markierungsmaschinen (vgl. beispielsweise die
DE 19 27 622 C1 ) werden flüssige, verspritzbare Markierungsfarben durch Hochdruck- oder Airlessverspritzung unter Bewegung der Markierungsmaschine in Linienlängsrichtung auf die zu markierende Oberfläche aufgebracht.
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Den bei der Hochdruckverspritzung eingesetzten Spritzdüsen ist immanent, dass sich bei Veränderung der Farbdurchflussmenge der stromaufwärts herrschende Druck ändert und geringfügig, aber merklich, sich auch die Spritzbreite des dreieckförmigen Spritzfächers ändert, und zwar wird mit zunehmendem Druck die Spritzbreite und somit auch die Linienbreite der Horizontalmarkierung größer.
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Zur Vermeidung derartiger unerwünschter Linienbreitenänderungen ist durch die
EP 2 191 903 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden, demgemäß die Position der Spritzdüse in Bezug auf die zu markierende Oberfläche mit Hilfe des Spritzdruckes oder eines von dem Spritzdruck abhängigen Druckes eines anderen Fluids die Markierungslinienbreite bei Spitzdruckänderungen konstant haltend gesteuert wird.
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Hierbei wird der sich mit der Markierungsgeschwindigkeit ändernde Spritzdruck der Farbe oder ein davon abhängiger anderer Druck dazu benutzt, die Position der Spritzdüse oder einer diese aufweisenden Spritzpistole relativ zu der zu markierenden Oberfläche so zu steuern, dass bei sich änderndem Spritzdruck die sich auf der zu markierenden Oberfläche ergebende Spritzbreite gleich bleibt. Bei dieser Abstandssteuerung der Spritzdüse zu der zu markierenden Oberfläche führt eine Verkleinerung des Abstandes wegen des sich mit wachsendem Abstand verbreiternden, dreieckigen Spritzfächers zu einer geringeren Linienbreite, eine Vergrößerung des Abstandes vergrößert die Linienbreite der Markierungslinie.
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Der Nachteil bei dem bekannten Verfahren und der Vorrichtung ist, dass weitere, wesentliche Einflussgrößen zur Konstanthaltung der Breite der Markierungslinien nicht erfasst bzw. berücksichtigt werden.
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So wird die Veränderung der Linienbreite aufgrund von Spritzdruckänderungen maßgeblich auch von den Materialeigenschaften der Markierungslinienfarbe beeinflusst.
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Desweiteren führen Temperaturänderungen bzw. -schwankungen zu einer entsprechend höheren bzw. geringeren Viskosität der Markierungslinienfarbe, wodurch ebenfalls die Linienbreite der Horizontalmarkierung beeinflusst wird.
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Ferner verändert sich die Linienbreite auch durch zunehmenden Verschleiß der Spritzdüse. Hierbei treten durch Abnutzung insbesondere Veränderungen des Düsenschliffes auf, wodurch sich die Spritzbreite des dreieckförmigen Spritzfächers ändert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen sich die beschriebenen Nachteile vermeiden lassen und eine Horizontalmarkierung mit einer fortwährend konstanten Linienbreite erzeugt werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die jeweils aktuelle Temperatur des flüssigen Markierungsstoffes und/oder der an der Spritzdüse gemessene Spritzdruck in eine zentrale Rechen- und Steuereinheit der Markierungsmaschine eingegeben und dort mit in Tabellenform, differenziert nach Spritzdruck und Temperatur des Markierungsstoffes, hinterlegten Werten für den Referenzabstand der Spritzdüse zu der Oberfläche verglichen werden, so dass bei Veränderung des Spritzdruckes und/oder der Temperatur des Markierungsstoffes jeweils ein Korrekturwert ermittelt oder errechnet wird, der als Stellgrößenänderung an eine Höhenverstellung des Spritzkopfes weitergegeben wird. Es lässt sich damit bei Veränderung der Einflussgrößen ein Korrekturwert für den optimalen Abstand der Spritzdüse zum Boden erreichen, der dann von der Steuerung in Form einer Stellgrößenänderung an die Spritzkopf-Höhenverstellung weiter gegeben werden kann.
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Die in einer in der Rechen- und Steuereinheit implementierten Datenbank hinterlegten, tabellarischen Referenz-Sollwerte für den Spritzdruck und die Temperatur des Markierungsstoffes weisen jeweils einen weit gefassten aber eng abgestuften Wertebereich auf. Das heißt Spritzdruckabweichungen im Zehntelbar-Bereich sind hier genauso erfasst wie Temperaturabweichungen im Zehntelgrad-Bereich. Insbesondere ist hier der weit gefasste Wertebereich für die Temperaturänderungen von Bedeutung, um ein breites Spektrum der Konsistenz des Markierungsstoffes abzudecken, die je nach gegebener Temperatur eine Viskosität (Zähflüssigkeit) bis hin zu einer Fluidität (Fließfähigkeit) aufweisen kann.
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Die Rechen- und Steuereinheit vergleicht die abgespeicherten Referenz-Sollwerte und die daraus resultierenden Steuer- bzw. Regelgrößen für den optimalen Abstand der Spritzdüse zu der Oberfläche permanent mit den Istwerten des aktuellen Spritzdruckes und der momentanen Temperatur des Markierungsstoffes und führt, wenn erforderlich, daraufhin einen Steuer- bzw. Regeleingriff bezüglich der Höheneinstellung des Spritzkopfes aus.
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Desweiteren besteht zusätzlich die Möglichkeit, dass auch die die Spritzdüse durchströmende Menge des flüssigen Markierungsstoffes erfasst und in die Rechen- und Steuereinheit zur Auswertung und Änderung der Höhenverstellung eingegeben wird. In der Rechen- und Steuereinheit wird das Verhältnis zwischen dem vorherrschenden Spritzdruck und der dabei benötigten Spritzmenge des Markierungsstoffes ausgewertet, wobei eine Änderung des Verhältnisses aus Spritzdruck und Spritzmenge des Markierungsstoffes Aufschluss über den Verschleiß der Spritzdüse gibt.
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Bei zunehmendem Düsenverschleiß verändert sich ebenfalls die Linienbreite der Horizontalmarkierung, was durch einen Steuer- bzw. Regeleingriff der Rechen- und Steuereinheit kompensiert werden kann, indem die Position des die Spritzdüse aufweisenden Spritzkopfes relativ zu der zu markierenden Oberfläche gesteuert wird.
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Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, weitere die Linienbreite beeinflussenden Parameter, wie die Materialdichte des Markierungsstoffes, zu erfassen und in der Rechen- und Steuereinheit auszuwerten, um sodann eine daraus resultierende Stellgröße an die Höhenverstellung zur Positionierung des Spritzkopfes weiterzugeben.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Markierungsmaschine eine zentrale Rechen- und Steuereinheit aufweist, an die ein die Temperatur des flüssigen Markierungsstoffes und/oder ein den Spritzdruck an der Spritzdüse und ermittelndes Meßmittel angeschlossen ist. Vorzugsweise ist an der Spritzdüse ein den Spritzdruck erfassender Drucksensor angeordnet, während die den flüssigen Markierungsstoff zur Spritzdüse transportierende Leitung mit einem Temperaturfühler oder dergleichen versehen ist.
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Der Drucksensor und der Temperaturfühler ermitteln hierbei die vorherrschenden Istwerte des Spritzdruckes bzw. der Temperatur und leiten diese an die Rechen- und Steuereinheit (SPS) weiter. Dort kann der Korrekturwert aus den in Tabellenform hinterlegten Werten ermittelt oder direkt errechnet werden, wozu die Tabelle bzw. die Tabellenwerte in eine Berechnungsformel überführt werden.
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Desweiteren kann an die zentrale Rechen- und Steuereinheit vorteilhaft ein die durch die Spritzdüse strömende Menge des flüssigen Markierungsstoffes erfassender Durchflusswächter angeschlossen werden.
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Die fortlaufend erfassten Istwerte des Spritzdruckes, der Temperatur und optional auch der Materialmenge des Markierungsstoffes werden in der Rechen- und Steuereinheit mit den vorgegebenen und in der Datenbank hinterlegten Werten, die in Kombination miteinander jeweils einen Referenz-Sollwert für den Abstand der Spritzdüse zu der zu markierenden Oberfläche liefern, verglichen. Weicht der solchermaßen ermittelte Abstandswert vom aktuellen erfassten Abstand der Spritzdüse zur Oberfläche ab, erfolgt eine entsprechende Stellgrößenänderung in Form eines Signalwertes, durch den der die Spritzdüse aufweisende Spritzkopf von der zu markierenden Oberfläche weg bzw. zu dieser hin verfahren wird.
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Dazu ist der Spritzkopf vorzugsweise an einer elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch verfahrbaren Höhenverstellung angeordnet. Die Höhenverstellung kann beispielsweise eine motorisch angetriebene Hubspindel sein, an der der die Spritzdüse tragende Spritzkopf angeordnet ist und durch Drehung der Spindel seinen Abstand in Bezug auf die markierende Oberfläche verändert.
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Ferner kann der Hubspindel bzw. dem Spritzkopf vorteilhaft ein elektronisches Meßlineal zugeordnet sein, über das der jeweils aktuelle Abstandswert des Spritzkopfes in Bezug auf die Oberfläche erfasst und als entsprechendes Istwertsignal der Rechen- und Steuereinheit zugeführt wird.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in der einzigen Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Eine nur angedeutete Markierungsmaschine 1 ist mit einer von einem hier nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, angetriebenen Farbpumpe 2 ausgerüstet, die eine Markierungslinienfarbe über eine Leitung 3 zu einem Spritzkopf 4 mit Spritzdüse 5 fördert, wobei der Spritzkopf 4 an einer Hubspindel 6 angeordnet ist, die von einem Elektromotor 7 bewegt wird.
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Die Spritzdüse 5 erzeugt einen dreieckförmigen Spritzfächer 8 aus der Markierungslinienfarbe, wodurch bei Fortbewegung der Markierungsmaschine 1 in Bewegungsrichtung 9 auf einer zu markierenden Oberfläche 10 eine Markierungslinie 11 aufgespritzt wird.
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Die Markierungslinie 11 soll dabei über ihre gesamte Länge eine möglichst konstante Breite 12 aufweisen, wobei Veränderungen des Spritzdruckes an der Spritzdüse 5, Temperaturänderungen der Markierungslinienfarbe und Veränderungen des Düsenschliffs durch Verschleiß dies nicht stets gewährleisten. Durch die vorgenannten Einflussgrößen verändert sich der Öffnungswinkel des dreieckförmigen Spritzfächers, was bei gleichbleibendem Abstand der Spritzdüse 5 zu der zu markierenden Oberfläche 10 zu einer Veränderung der Breite 12 der Markierungslinie 11 führt.
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Zur Erfassung des jeweils momentanen Spritzdruckes ist der Spritzdüse 5 ein Meßaufnehmer für Druck 13 zugeordnet, während die jeweils aktuelle Temperatur der Markierungslinienfarbe über einen Meßaufnehmer für Temperatur 14 ermittelt wird. Desweiteren ist der die Markierungslinienfarbe transportierenden Leitung 3 ein Meßaufnehmer für Durchfluss 15 zugeordnet.
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Der Druckmesser 13, der Temperaturmesser 14 und der Durchflussmesser 15 sind über Signalleitungen 16, 17, 18 mit einer zentralen Rechen- und Steuereinheit 19 der Markierungsmaschine 1 verbunden.
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In der Rechen- und Steuereinheit 19 ist eine Datenbank implementiert, in der in Tabellenform, differenziert nach Spritzdruck und Temperatur der Markierungslinienfarbe, hinterlegte Werte für den Referenzabstand der Spritzdüse 5 zu der zu markierenden Oberfläche 10 gespeichert sind. Das heißt hier sind vorab genau die Sollwerte für den Spritzdruck und die Temperatur ermittelt und in ein Verhältnis zueinander gesetzt worden, bei denen der jeweils daraus resultierende Abstand der Spritzdüse 5 zu der zu markierenden Oberfläche 10 eine konstante Breite 12 der Markierungslinie 11 gewährleistet.
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Diese festgelegten Referenz-Sollwerte für den Spritzdruck und die Temperatur werden in der Rechen- und Steuereinheit 19 fortlaufend mit den über die Signalleitungen 16, 17 von dem Druckmesser 13 und dem Temperaturmesser 14 übertragenen Istwerten verglichen und bei einer Veränderung des Spritzdruckes und/oder der Temperatur der Markierungslinienfarbe jeweils ein Korrekturwert ermittelt oder errechnet, der als Steuergröße über eine Signalleitung 20 an den Elektromotor 7 der Hubspindel 6 übertragen wird.
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Desweiteren wird in der Rechen- und Steuereinheit 19 die von dem Durchflussmesser 15 aktuell ermittelte Spritzmenge der Markierungslinienfarbe mit dem anstehenden Spritzdruck verglichen. Eine Änderung des Verhältnisses zwischen Spritzdruck und Spritzmenge gibt Aufschluss über den Düsenverschleiß, wobei mit zunehmendem Verschleiß die Breite des dreieckförmigen Spritzfächers 8 zunimmt. Jede Änderung des Verhältnisses zwischen Spritzdruck und Spritzmenge hat einen entsprechend generierten Korrekturwert zur Folge, der ebenfalls mit in die Ermittlung der Steuergröße zur Ansteuerung des Elektromotors 7 der Hubspindel 6 einfließt.
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In der Folge wird der Spritzkopf 4 mit der Spritzdüse 5 über die Hubspindel 6 in den vorher berechneten Abstand zu der zu markierenden Oberfläche 10 bewegt, der bei dem momentan vorherrschenden Spritzdruck, der aktuellen Temperatur und der dabei die Spritzdüse durchströmenden Menge der Markierungslinienfarbe eine Beibehaltung der konstanten Breite 12 der Markierungslinie 11 sicher stellt.
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Der Hubspindel 6 und damit einhergehend dem Spritzkopf 4 mit der Spritzdüse 5 ist ein elektronisches Meßlineal 21 zugeordnet, das über eine Signalleitung 22 mit der Rechen- und Steuereinheit 19 verbunden ist. Einerseits überträgt das elektronische Meßlineal 21 über die Signalleitung 22 einen entsprechenden Signalwert bezüglich der momentanen Höhenposition des Spritzkopfes 4 und andererseits wird über das elektronische Meßlineal 21 das Anfahren der von der Rechen- und Steuereinheit 19 vorgegebenen Höhenposition des Spritzkopfes 4 überwacht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Markierungsmaschine
- 2
- Farbpumpe
- 3
- Leitung
- 4
- Spritzkopf
- 5
- Spritzdüse
- 6
- Hubspindel
- 7
- Elektromotor
- 8
- Spritzfächer
- 9
- Bewegungsrichtung
- 10
- Oberfläche
- 11
- Markierungslinie
- 12
- Breite der Markierungslinie
- 13
- Meßaufnehmer für Druck
- 14
- Meßaufnehmer für Temperatur
- 15
- Meßaufnehmer für Durchfluss
- 16
- Signalleitung
- 17
- Signalleitung
- 18
- Signalleitung
- 19
- Rechen- und Steuereinheit
- 20
- Signalleitung
- 21
- Meßlineal
- 22
- Signalleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1927622 C1 [0002]
- EP 2191903 B1 [0004]
