DE102013201762A1 - Vorrichtung zur erfassung der temperatur eines durch einen strassenfertiger zu verarbeitenden asphaltmaterials, ultraschallsensor und strassenfertiger - Google Patents

Vorrichtung zur erfassung der temperatur eines durch einen strassenfertiger zu verarbeitenden asphaltmaterials, ultraschallsensor und strassenfertiger Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur eines durch einen Straßenfertiger zu verarbeitenden Asphaltmaterials (104) umfasst zumindest einen Temperaturmesskopf (126), wobei der zumindest eine Temperaturmesskopf (126) in einen Ultraschallsensor (120) zur Erfassung der Füllhöhe des Asphaltmaterials (104) integriert ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Straßenfertigern oder Asphaltfertigern, und hier insbesondere auf die Erfassung einer Füllhöhe sowie die Erfassung einer Temperatur des zu verarbeitenden Asphaltmaterials. Ausführungsbeispiele betreffen die Kombination eines Ultraschallsensors mit einem Infrarot-Temperaturmesselement zur Schnecken- oder Lattenroststeuerung eines Straßen- bzw. Asphaltfertigers.
  • 1 zeigt eine Darstellung eines bekannten Straßenfertigers 100, der dazu dient, auf eine vorbereitete Oberfläche 102 eine oder mehrere Lagen aus einem Asphaltmaterial 104 aufzubringen. Der Straßenfertiger 100 umfasst einen Behälter 106, der an einem vorderen Ende 108 des Straßenfertigers 100 angeordnet ist, und dazu dient, das zu verarbeitende Asphaltmaterial aufzunehmen. Im hinteren Teil 110 befindet sich eine Einbaubohle 112, die dazu dient, das zu verarbeitende Asphaltmaterial über die gesamte Einbaubreite auf die vorbereitete Oberfläche 102 aufzubringen. Um eine gleichmäßige Verteilung des Materials vor der Einbaubohle 112 zu gewährleisten, ist eine Förderschnecke 114 im hinteren Teil 110 des Fertigers 100 vorgesehen. Das zu verarbeitende Material wird von dem Behälter 106 mittels eines Förderbandes 116, beispielsweise ein vor- und zurücklaufendes Kratzerband, zu der Förderschnecke 114 gefördert. Der Fertiger 100 umfasst ferner eine Steuerung 118, die in 1 schematisch dargestellt ist. Ferner ist im Bereich des Übergangs von dem Förderer 116 zur Schnecke 114, ein Ultraschallsensor 120 angeordnet. Die verschiedenen Sensoren innerhalb des Fertigers, einschließlich des Sensors 120 sind mit der Steuerung 118 verbunden, die ihrerseits ausgebildet ist, um basierend auf den erfassten Sensorsignalen verschiedene Elemente des Straßenfertigers, beispielsweise den nicht näher gezeigten Antrieb sowie die Förderbänder und Förderstrecken anzusteuern.
  • 2 ist eine vergrößerte Darstellung des hinteren Bereichs 110 des Fertigers aus 1. Mit dem Pfeil 122 ist eine Bewegungsrichtung des Fertigers angedeutet. Ferner ist zu erkennen, dass mittels des Förderbandes 116 das Asphaltmaterial in Richtung des hinteren Teils des Fertigers, genauer gesagt in Richtung der Schnecke 114 bewegt wird, und mittels der Schnecke 114 über die Breite des Fertigers verteilt wird, um so mittels der Einbaubohle 112 auf die vorbereitete Oberfläche 102 aufgebracht zu werden. 2 zeigt die Anordnung des Sensors 120 bezüglich des Förderers 116 und bezüglich der Schnecke 114. Der Sensor 120 ist an einer Position oberhalb der Schnecke 114 angeordnet, derart, dass dessen Ultraschallenergie, wie durch die Pfeile 126a, 126b angedeutet ist, auf den oberen Bereich der Förderschnecke 114 gerichtet ist, um eine Füllhöhe des Asphaltmaterials 104 über der Förderschnecke 114 zu erfassen.
  • Zur Steuerung der Drehzahl der Förderschnecke 114 bzw. des Förderbandes 116 ist bekannt, den in 2 gezeigten Ultraschallsensor 120 zu verwenden, wobei ein oder mehrere der gezeigten Ultraschallsensoren über die Breite der Förderschnecke verteilt angeordnet sein können. Das heiße Asphaltmaterial bzw. Asphaltmischgut 104 wird von dem Behälter 106 mittels den Förderbändern 116 in den hinteren Teil 110 der Maschine befördert und dort mittels der Förderschnecke 114 gleichmäßig auf die Seiten verteilt. Um sicherzustellen, dass stets ausreichend Material zur Verfügung steht, wird die Füllhöhe des Gutes 104 über der Schnecke mittels des Ultraschallsensors 120 gemessen, und die Drehzahl der Förderschnecke abhängig von dem Messergebnis eingestellt.
  • Neben einer gleichmäßigen Füllhöhe des Materials 104 über der Schnecke 114 ist auch die Temperatur des Materials 104 ein wichtiges Kriterium für die Qualität des späteren Straßenbelages. Das Asphaltmischgut wird in einer Mischanlage aufbereitet, und Lastkraftwagen mit wärmeisolierenden Behältern transportieren das Material von der Mischanlage zu dem Fertiger. Am Fertiger wird das Material in den Behälter 106 eingefüllt. Auf dem Weg von der Mischanlage zum Fertiger treten mehr oder weniger starke Abkühleffekte des Materials 104 auf, bedingt durch die Länge des Transportweges, die Dauer des Transports, der Außentemperatur oder der Wirksamkeit der Isolation.
  • Um sicherzustellen, dass der zu erzeugende Straßenbelag die erwünschte Qualität aufweist, ist es daher erforderlich, die Temperatur des Mischgutes auch am Fertiger nochmals zu überprüfen. Bekannt ist es, hierfür herkömmliche Messgeräte an entsprechenden Positionen innerhalb des Fertigers vorzusehen, was jedoch einen hohen Aufwand im Hinblick auf die Montage sowie eine zusätzliche Verdrahtung bedingt.
  • Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ansatz zur Temperaturerfassung innerhalb eines Straßenfertigers zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, einen Ultraschallsensor gemäß Anspruch 9 sowie einen Straßenfertiger gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur eines durch einen Straßenfertiger zu verarbeitenden Asphaltmaterials, mit:
    zumindest einem Temperaturmesskopf,
    wobei der zumindest eine Temperaturmesskopf in einen Ultraschallsensor zur Erfassung der Füllhöhe des Asphaltmaterials integriert ist.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung ein Gehäuse, in dem ein oder mehrere Ultraschallwandler und der zumindest eine Temperaturmesskopf angeordnet sind.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen sind der Ultraschallwandler und der Temperaturmesskopf in die gleiche Richtung gerichtet.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung einen Anschluss, der wirksam mit dem Ultraschallsensor und dem Temperaturmesskopf verbunden ist, um entsprechende Messsignale bereitzustellen, z. B. in Form einer digitalen Schnittstelle oder einer analogen Schnittstelle.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen umfasst der Temperaturmesskopf einen berührungslos arbeitenden Temperatursensor, z. B. einen Infrarotsensor umfasst.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung eine einer Steuerung, die mit dem Ultraschallsensor elektrisch verbunden ist, um die Messsignale von dem Ultraschallsensor und von dem Temperaturmesskopf zu empfangen, und um Steuerungssignale für den Straßenfertiger basierend auf den Messsignalen zu erzeugen und auszugeben.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Ultraschallsensor zur Erfassung der Füllhöhe eines durch einen Straßenfertiger zu verarbeitenden Asphaltmaterials, mit einen Temperaturmesskopf zur Erfassung der Temperatur des Asphaltmaterials.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Straßenfertiger, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einem erfindungsgemäßen Ultraschallsensor zum Erfassen der Füllhöhe und der Temperatur des zu verarbeitenden Asphaltmaterials.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen umfasst Straßenfertiger eine Förderschnecke zum Verteilen eines zu verarbeitenden Asphaltmaterials, wobei die Vorrichtung oder der Ultraschallsensor angeordnet sind, um die Füllhöhe und die Temperatur des zu verarbeitenden Asphaltmaterials über der Förderschnecke zu erfassen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ansatz geschaffen, der es ermöglicht, auf einfache Art und Weise, unter Vermeidung unnötigen Aufwands und unnötiger Verdrahtungen, zusätzlich zur Füllhöhe auch eine Temperatur eines durch einen Straßenfertiger zu verarbeitenden Asphaltmaterials zu erfassen, und entsprechende Messsignale an eine zentrale Steuerung auszugeben, die dann abhängig von den erfassten Temperaturen entsprechende Steuersignale zum Betrieb des Straßenfertigers erzeugen und an entsprechende Elemente des Straßenfertigers ausgeben kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur des zu verarbeitenden Asphaltmaterials bereitzustellen, die einen Temperaturmesskopf umfasst, vorzugsweise einen berührungslosen Infrarotmesskopf, der in den oben beschriebenen, existierenden Ultraschallsensor integriert ist. Somit schaffen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Ansatz, der einen bestehenden Ultraschallsensor verwendet, in den ein berührungsloser Infrarotsensor in den existierenden Ultraschallmesskopf integriert wird. Der Ultraschallsensor kann gemäß Ausführungsbeispielen eine digitale Schnittstelle aufweisen, was den Vorteil hat, dass das zusätzliche Sensorelement, in Form des Temperaturmesssensors, keinen zusätzlichen Verdrahtungsaufwand mit sich bringt, da über die digitale Schnittstelle nur eine zusätzliche Adresse bereitgestellt werden muss, mittels der die Temperaturinformationen bereitgestellt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine analoge Schnittstelle vorgesehen sein, die über ein mehradriges Kabel mit einer zentralen Steuerung verbunden ist, um entsprechende Ansteuersignale bzw. Messsignale an dem Ultraschallmesskopf bereitzustellen bzw. von diesem auszugeben. Im Regelfall umfasst das vorhandene Kabel ein oder mehrere Adern, die unbenutzt sind, so dass auch bei Verwendung einer analogen Schnittstelle der Verdrahtungsaufwand reduziert werden kann, da auf eine ohnehin vorhandene, zusätzliche Ader des Kabels, welche bisher nicht verwendet wird, zurückgegriffen werden kann.
  • Ferner ist der erfindungsgemäße Ansatz vorteilhaft, da er eine einfache Montage ermöglicht, da zusammen mit dem Einbau eines Sensorelements gleichzeitig die Höhenerfassung und die Temperaturerfassung bewerkstelligt wird. Es ist also nicht länger erforderlich, zwei Sensoren entsprechend einzubauen.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung eines bekannten Straßenfertigers;
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des hinteren Bereichs des Fertigers aus 1; und
  • 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Ultraschallsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Ultraschallsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung. In 3 ist der Sensor 120 dargestellt, der ein Gehäuse 122 aufweist, in dem ein oder mehrere Ultraschallwandler 124 und ein oder mehrere Temperaturmessköpfe 126 angeordnet sind. Der Temperaturmesskopf 126 kann beispielsweise einen oder mehrere berührungslose Sensoren, beispielsweise Infrarotsensoren umfassen. Die Sensoren 124, 126 sind angeordnet, um in die gleiche Messrichtung ausgerichtet zu sein, wobei der Wandler 124 Ultraschallsignale 128 aussendet bzw. die am Füllgut 104 reflektierte Ultraschallenergie 130 empfängt. Der Temperaturmesskopf 126 empfängt die von dem Füllgut 104 abgegebene Wärmestrahlung 132. Der Sensor 120 ist über eine geeignete elektrische Verbindung 134, beispielsweise ein mehradriges Kabel mit der Steuerung des Straßenfertigers verbunden, um die Messsignale von den Sensoren 124, 126 zur Weiterverarbeitung durch die Steuerung an diese weiterzugeben. Ebenso empfängt der Sensor 120 über die Verbindung 134 Signale zum Ansteuern der Sensoren, beispielsweise um den Ultraschallwandler zwischen dem Sendebetrieb und dem Empfangsbetrieb umzuschalten.
  • Basierend auf den Ultraschallsignalen 128, 130 kann eine Laufzeitmessung durchgeführt werden, basierend auf der die Höhe des Füllmaterials 104 bezogen auf eine Referenzhöhe bestimmt werden kann. Basierend auf der vom Füllgut 104 abgegebenen Wärmestrahlung 132 wird ein entsprechendes Temperaturmesssignal durch den Sensor 126 erzeugt und an die Steuerung weitergegeben.
  • Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst der Ultraschallsensor 120 einen Ultraschallwandler und einen Temperaturmesskopf, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass die vorliegende Anmeldung nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt ist. Vielmehr können mehrere Ultraschallwandler und auch mehrere Temperatursensoren vorgesehen sein.
  • Ein Ultraschallwandler 120, wie er anhand der 3 beschrieben wurde, kann in einem Straßenfertiger, wie er anhand der 1 und 2 beschrieben wurde, an der genannten Position eingesetzt werden. Gemäß Ausführungsbeispielen können auch mehrere der in 3 gezeigten Sensoren beispielsweise über die Breite der Förderschnecke mit bestimmten Abständen voneinander angeordnet sein. Alternativ kann der erfindungsgemäße Sensor auch an anderen Stellen des Fertigers angeordnet sein, z. B. im Bereich des Behälters oder entlang des Förderers 116, um dort die Füllhöhe und die Temperatur des Gutes zu erfassen. Auch können mehrere der erfindungsgemäßen Sensoren vorgesehen sein.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur eines durch einen Straßenfertiger (100) zu verarbeitenden Asphaltmaterials (104), mit: zumindest einem Temperaturmesskopf (126), dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperaturmesskopf (126) in einen Ultraschallsensor (120) zur Erfassung der Füllhöhe des Asphaltmaterials (104) integriert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Gehäuse (122), in dem ein oder mehrere Ultraschallwandler (124) und der zumindest eine Temperaturmesskopf (126) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Ultraschallwandler (124) und der Temperaturmesskopf (126) in die gleiche Richtung gerichtet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, mit einem Anschluss (134), der wirksam mit dem Ultraschallsensor (120) und dem Temperaturmesskopf (126) verbunden ist, um entsprechende Messsignale bereitzustellen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Anschluss (134) eine digitale Schnittstelle oder eine analoge Schnittstelle umfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Temperaturmesskopf (126) einen berührungslos arbeitenden Temperatursensor umfasst.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der berührungslos arbeitende Temperatursensor einen Infrarotsensor umfasst.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Steuerung (118), die mit dem Ultraschallsensor (120) elektrisch verbunden ist, um die Messsignale von dem Ultraschallsensor (120) und von dem Temperaturmesskopf (126) zu empfangen, und um Steuerungssignale für den Straßenfertiger (100) basierend auf den Messsignalen zu erzeugen und auszugeben.
  9. Ultraschallsensor (120) zur Erfassung der Füllhöhe eines durch einen Straßenfertiger (100) zu verarbeitenden Asphaltmaterials (104), gekennzeichnet durch einen Temperaturmesskopf (126) zur Erfassung der Temperatur des Asphaltmaterials (104).
  10. Straßenfertiger (100), mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einem Ultraschallsensor (120) nach Anspruch 9 zum Erfassen der Füllhöhe und der Temperatur des zu verarbeitenden Asphaltmaterials (104).
  11. Straßenfertiger (100) nach Anspruch 10, mit einer Förderschnecke (114) zum Verteilen eines zu verarbeitenden Asphaltmaterials (104), wobei die Vorrichtung oder der Ultraschallsensor (120) angeordnet sind, um die Füllhöhe und die Temperatur des zu verarbeitenden Asphaltmaterials (104) über der Förderschnecke (114) zu erfassen.
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