DE102014010233A1

DE102014010233A1 - Verfahren zur Bestimmung der Einbaubreite einer Einbaubohle, Straßenfertiger und eine Einbaubohle des Straßenfertigers

Info

Publication number: DE102014010233A1
Application number: DE102014010233.5A
Authority: DE
Inventors: Kai Splettstößer
Original assignee: Dynapac GmbH
Current assignee: Dynapac GmbH
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2016-01-14

Abstract

Straßenfertiger (10) dienen zur Herstellung von Straßenbelägen. Solche Straßenfertiger (10) verfügen in Einbaurichtung (13) gesehen hinter einem Fahrwerk (12) über eine Einbaubohle (17). Die Einbaubohle (17) kann sowohl breitenunveränderlich, aber auch mit veränderlicher Arbeitsbreite ausgebildet sein. Insbesondere bei Einbaubohlen (17) mit veränderbarer Arbeitsbreite ist es wesentlich, die gesamte Einbaubreite zu kennen. Daher wird zumindest vor Herstellung des Straßenbelages die gesamte Einbaubreite bzw. Arbeitsbreite der Einbaubohle (17) bestimmt. Dieses Messen der Arbeitsbreite der Einbaubohle (17) erfolgt üblicherweise mittels eines Maßbandes von dem eine Bedienperson die Breite abliest. Dieses Ablesen der Arbeitsbreite von einem Maßband bzw. durch Anlegen einer Messeinrichtung ist sehr ungenau, arbeitsaufwändig und fehlerbehaftet. Außerdem kann eine derartige Messung nur bei Stillstand des Straßenfertigers (10) erfolgen. Die Erfindung schafft daher eine Einbaubohle (17) und einen solche aufweisende Straßenfertiger (10), sowie ein Verfahren für eine einfache und zuverlässige Bestimmung der Einbaubreite der Einbaubohle (17).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einbaubohle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Straßenfertiger mit einer Einbaubohle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Straßenfertiger dienen zur Herstellung von Straßenbelägen aus vorzugsweise Asphalt (Schwarzdecken), aber auch Beton. Solche üblicherweise selbstfahrenden Straßenfertiger verfügen in Einbaurichtung gesehen hinter einem Fahrwerk über eine Einbaubohle. Die Einbaubohle kann sowohl breitenunveränderlich, aber auch als sogenannte Vario-Bohle mit veränderlicher Arbeitsbreite ausgebildet sein.
Um Straßenbeläge unterschiedlicher Breite herstellen zu können, weisen Einbaubohlen bekannter Straßenfertiger zusätzlich zu einem Einbaubohlenhauptteil oder einem Einbaubohlenmittelteil an den äußeren Enden des Einbau bohlenmittelteils Einbaubohlenverstellteile auf. Diese Einbaubohlenverstellteile sind dem Einbaubohlenmittelteil verfahrbar zugordnet. Dadurch lässt sich die Breite der Einbaubohle an beiden Seiten gleichermaßen oder nur auf einer Seite vergrößern. Außerdem sind sogenannte Anbauteile bekannt, die an die äußeren Enden des Einbaubohlenmittelteils gekoppelt werden. Durch derartige Anbauteile lässt sich eine vorgegebene, feste Verbreiterung der Einbaubreite erreichen.
Insbesondere bei Einbaubohlen, die Einbaubohlenverstellteile aufweisen, ist es wesentlich, die gesamte Einbaubreite zu kennen. Daher wird zumindest vor Beginn der Herstellung des Straßenbelages die gesamte Einbaubreite bzw. Arbeitsbreite der Einbaubohle bestimmt. Es ist aber auch in Einzelfällen erforderlich, dass die Einbaubreite während des Herstellungsprozesses gemessen und eventuell nachjustiert bzw. für bestimmte Bedingungen verstellt werden muss. Dieses Messen der Arbeitsbreite der Einbaubohle erfolgt üblicherweise mittels eines Maßbandes durch eine Bedienperson. Dieses Ablesen der Arbeitsbreite von einem Maßband bzw. durch Anlegen einer Messeinrichtung ist sehr ungenau, arbeitsaufwändig und fehlerbehaftet. Außerdem kann eine derartige Messung nur bei Stillstand des Straßenfertigers erfolgen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einbaubohle und einen solche aufweisende Straßenfertiger sowie ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Ermittlung der Einbaubreite der Einbaubohle einfach und zuverlässig erfolgt.
Eine Einbaubohle zur Lösung der genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Demnach ist die Einbaubreite der Einbaubohle durch eine Wegmesseinrichtung bestimmbar. Dabei wird nicht die absolute Breite der Einbaubohle bestimmt, sondern lediglich der Weg, den das mindestens eine Bohlenverstellteil relativ zu dem Bohlenmittelteil beim Verfahren zurücklegt. Die Bestimmung der Einbaubreite wird somit auf eine relative Messung reduziert.
Insbesondere sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, dass durch die Wegmesseinrichtung ein Ausfahrweg und/oder ein Einfahrweg des mindestens einen Bohlenverstellteils relativ zum Bohlenmittelteil bestimmbar sind. Dies ist besonders vorteilhaft, da nicht bei jeder Messung erneut die gesamte Breite der Einbaubohle bestimmt werden muss; vielmehr muss lediglich der Weg beim Einfahren bzw. Ausfahren des Bohlenverstellteils relativ zum Bohlenmittelteil bestimmt werden.
Bevorzugt sieht die Erfindung weiter die Möglichkeit vor, dass die Wegmesseinrichtung einen Messwertgeber und einen Messwertempfänger aufweist, wobei der Messwert mechanischer, akustischer, optischer oder elektrischer bzw. elektromagnetischer Natur sein kann. Der Messwertgeber bzw. der Messwertempfänger ist dabei jeweils so ausgebildet, dass er den entsprechenden Messwert erzeugt bzw. empfangen kann. Bei einem mechanischen Messwertgeber kann es sich beispielsweise um Vorsprünge handeln oder eine Schnecke auf der ein Messwertgeber läuft. Bei dem entsprechenden Messwertempfänger kann es sich beispielsweise um eine Lichtschranke oder ein Drehzahlsensor handeln. Bei einem elektrischen Messwertgeber kann es sich beispielsweise um einen Leiter entlang der Einbaubohle handeln, der beim Verfahren des Bohlenverstellteils an verschiedenen Stellen abgegriffen wird und somit durch einen Messwertempfänger der sich ändernde Widerstand bestimmbar ist. Bei einem akustischen Messwertgeber kann es sich beispielsweise um einen Ultraschallsender handeln und bei dem Messwertempfänger um ein Mikrofon oder ähnliches. Bei dem elektromagnetischen Messwertgeber kann es sich beispielsweise um eine Spule handeln, durch die beim Verfahren des Bohlenverstellteils verschiedene Eisenkerne führbar sind und die Spannungsanstiege in der Spule durch ein Voltmeter messbar sind. Des Weiteren kann es sich bei dem Messwertgeber bzw. bei dem Messwertempfänger um jede denkbare Einrichtung handeln.
Als besonders Vorteilhaft kann es außerdem vorgesehen sein, dass dem Bohlenmittelteil als Messwertgeber mindestens eine Lichtquelle, vorzugsweise ein Laser oder eine Laserdiode, zugeordnet ist und dem mindestens einen Bohlenverstellteil ein das von der mindestens einen Lichtquelle emittierte Licht reflektierenden, vorzugsweise in sich selbst reflektierenden, Reflektor zugeordnet ist oder dass dem mindestens einem Bohlenverstellteil eine Lichtquelle, vorzugsweise ein Laser oder eine Laserdiode, zugeordnet ist und dem Bohlenmittelteil mindestens ein das von der Lichtquelle emittierte Licht reflektierenden, vorzugsweise in sich selbst reflektierenden, Reflektor zugeordnet ist. Somit kann das Bohlenmittelteil zwei Lichtquellen bzw. Laser aufweisen die in entgegengesetzte Richtung Licht- bzw. Laserstrahlen bzw. Laserpulse aussenden und zwar in Richtung von auf den Bohlenverstellteilen angebrachten Reflektoren. Die Reflektoren auf den beiden Bohlenverstellteilen sind derart ausgerichtet, dass der Lichtstrahl bzw. der Laserpuls in sich zurückreflektiert wird. Bei dieser Anordnung ist es unerheblich, wo auf dem Bohlenmittelteil die Lichtquelle angeordnet ist. Ebenso unerheblich ist es, an welcher Stelle auf dem Bohlenverstellteil der Reflektor angeordnet ist. Wichtig ist lediglich, dass zwischen dem Reflektor und der Lichtquelle freie Sicht besteht, so dass der Lichtstrahl nicht geblockt wird. Bevorzugt ist es vorgesehen, den Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Reflektor möglichst groß zu gestalten, um so die Messgenauigkeit zu erhöhen.
Bevorzugt ist es außerdem, dass den Bohlenverstellteilen der Reflektor zugeordnet ist und dem Bohlenmittelteil die Lichtquelle. So befindet sich auf den beweglichen Elementen, nämlich dem Bohlenverstellteil, lediglich ein passives Bauteil, nämlich der Reflektor, der keinerlei Leitungen oder Verbindungen zum Betrieb benötigt und auf dem unbeweglichen Bohlenverstellteil die Lichtquelle und Sensoren, die über eine kabelgebundene oder kabellose Spannungsversorgung verfügen müssen. Bei dieser Spannungsversorgung kann es sich auch um mindestens eine dem Bohlenmittelteil zugeordnete Batterie handeln.
Die Erfindung sieht es weiter als besonders bevorzugte Möglichkeit vor, dass jeder Lichtquelle mindestens ein Reflektor und als Messwertempfänger ein Sensor zur Messung, vorzugsweise zur zeitaufgelösten Messung, eines reflektierten Lichtstrahls und/oder eines Lichtpulses zugeordnet ist. Es ist außerdem denkbar, dass jeder Lichtquelle zwei oder mehrere Reflektoren zugeordnet sind, um den Abstand bzw. Lichtlaufweg zwischen Lichtquelle und Sensor zu vergrößern. Bei dem Sensor kann es sich um eine Photozelle oder ein ähnliches lichtempfindliches Sensormittel handeln. Vorzugsweise kann die Zeitauflösung des lichtsensitiven Sensors einige Nano- bzw. einige Pikosekunden betragen.
Des Weiteren ist die Möglichkeit erfindungsgemäß vorgesehen, dass der mindestens eine Reflektor beabstandet von der Lichtquelle und dem Sensor auf dem Bohlenverstellteil, vorzugsweise an einer beliebigen Stelle auf dem Bohlenverstellteil angeordnet ist zur Bestimmung des Ausfahrwegs und/oder des Einfahrwegs des mindestens einen Bohlenversellteils anhand einer Laufzeitmessung eines Lichtpulses oder anhand einer Phasenverschiebung zwischen einem von der Lichtquelle emittierten und von dem Reflektor reflektierten Lichtstrahls. Zur Bestimmung des Ausfahrwegs und/oder des Einfahrwegs kann die Laufzeit des Lichtpulses gemessen werden. Dazu wird von der Lichtquelle bzw. der Laserquelle ein kurzer Licht- bzw. Laserpuls ausgesandt und nachdem dieser an dem Reflektor reflektiert wurde von dem Sensor wieder gemessen. Da sich ein derartiger Puls mit einer bekannten Geschwindigkeit, nämlich Lichtgeschwindigkeit, fortbewegt, lässt sich bei Kenntnis der Zeit zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Lichtpulses die zurückgelegte Strecke des Pulses bestimmen. Die halbe von dem Laserpuls zurückgelegte Strecke entspricht gerade den einfachen Ausfahrweg bzw. Einfahrweg des Bohlenverstellteils. Bei extrem widrigen, wie beispielsweise heißen oder staubigen Bedingungen, kann diese Bestimmung des Laufweges durch einen entsprechenden Brechungsindex korrigiert werden. Erfindungsgemäß werden derartige Pulse in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Bohlenverstellteils in Subsekunden oder Sekundenbereich emittiert. Dadurch lässt sich bei Vergleich zwei aufeinanderfolgender Laufzeitmessungen, die relative Veränderung der bestimmten Wege berechnen. Vergrößert sich die Laufzeit des Lichtpulses bei aufeinanderfolgenden Lichtpulsen, so wird das Bohlenverstellteil ausgefahren, bei Verringerung der gemessenen Laufzeit wird das Bohlenverstellteil eingefahren. Anhand dieser Werte lässt sich der zurückgelegte Ausfahr- bzw. Einfahrweg des Bohlenverstellteils relativ zu dem Bohlenmittelteil bestimmen.
Bei der Bestimmung des Ausfahrweges und/oder des Einfahrweges des mindestens einen Bohlenverstellteils mittels der Phasenverschiebung werden der Lichtwellenzug der von der Laserquelle ausgesandten Laserstrahlen mit dem Lichtwellenzug der von dem Reflektor reflektieren Laserstrahlen in Deckung gebracht. Aufgrund der Lasereigenschaften kommt es bei der Überlagerung der Laser zu Interferenzen. Fallen zwei Lichtwellenberge der gegenläufigen Laserstrahlen aufeinander, verstärkt sich aufgrund konstruktiver Interferenz die Intensität des Lichtes. Fällt ein Lichtwellenberg mit einem Lichtwellental der gegenläufigen Laserstrahlen zusammen, verringert sich aufgrund destruktiver Interferenz die Intensität des Lichtes. Beim Verfahren des Reflektors relativ zu dem Sensor, dass heißt beim Verfahren des Bohlenverstellteils relativ zu dem Bohlenmittelteil, bewegen sich die Wellenberge und Wellentäler der gegenläufigen Laserstrahlen relativ zueinander, so dass es abwechselnd zu destruktiven und konstruktiven Interferenzen und somit Schwankungen in der Lichtintensität kommt. Diese Schwankungen können mittels eines lichtsensitiven Sensors, wie beispielsweise einer Photozelle, gezählt werden. Bei Kenntnis der Wellenlänge des Laserlichts und der Richtung, in die das Bohlenverstellteil verfahren wird, ist die absolute Breite der Einbaubohle bestimmbar.
Weiter ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die mindestens eine Lichtquelle und der mindestens eine Reflektor an einer der Fahrtrichtung des Straßenfertigers gleichgerichteten Seite des Bohlenmittelteils bzw. des Bohlenverstellteils zugeordnet sind. Durch diese Positionierung der Lichtquelle bzw. des Reflektors werden diese vor mechanischen Einflüssen, wie beispielsweise Zusammenstößen oder Steinstößen, geschützt.
Die Erfindung sieht weiter die Möglichkeit vor, dass dem Bohlenmittelteil an den beiden Enden jeweils ein Bohlenverstellteil zugeordnet ist mit einer Lichtquelle, einem Sensor oder einem Reflektor.
Bevorzugt ist es weiter vorgesehen, dass dem Straßenfertiger eine Bedieneinrichtung, insbesondere eine Außenbedieneinrichtung mit einem Anzeigemittel und einem Eingabemittel zugeordnet ist, zum Anzeigen der aktuellen Einbaubreite und zur Eingabe bzw. Auswahl von Breiten weiterer Bohlenbauteile die zusätzlich an die Einbaubohle anbaubar sind. Über diese Bedieneinrichtung lässt sich die Arbeitsweise der Wegmesseinrichtung steuern. So kann beispielsweise die Frequenz mit der Lichtpulse ausgesandt werden eingestellt werden. Zusätzlich lassen sich Angaben über die Breite der Bohlenverstellteile sowie über die Bohlenmittelteile und evtl. von Anbauteilen vornehmen, die zur Bestimmung der Arbeitsbreite der Einbaubohle wesentlich sind.
Ein Straßenfertiger zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 10 auf. Ein derartiger Straßenfertiger weist in Fertigungsrichtung gesehen hinter dem Fahrwerk eine auf- und abbewegbare Einbaubohle auf. Bei diesem erfindungsgemäßen Straßenfertiger ist es vorgesehen, dass die Einbaubreite durch eine Wegmesseinrichtung bestimmbar ist.
Bevorzugt ist der Straßenfertiger mit einer Einbaubohle versehen, die die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 9 aufweist. Demnach weist der Straßenfertiger eine Einbaubohle auf, bei dem durch eine Wegmesseinrichtung der Ausfahrweg und/oder Einfahrweg des mindestens einen Bohlenverstellteils relativ zum Bohlenmittelteil bestimmbar ist.
Ein Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 12 auf. Demnach ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einbaubreite der Einbaubohle durch eine Wegmesseinrichtung bestimmt wird. Dabei wird nicht direkt die absolute Breite der Einbaubohle gemessen, sondern vielmehr der Weg, den das mindestens eine Bohlenverstellteil relativ zu dem Bohlenmittelteil beim Verfahren zurücklegt.
Weiter sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, dass durch die Wegmesseinrichtung ein Ausfahrweg und/oder ein Einfahrweg des mindestens einen Bohlenverstellteils relativ zum Bohlenmittelteil bestimmt werden. Das ist insbesondere deswegen von Vorteil, da nicht die gesamte Breite der Einbaubohle bei jeder Messung erneut bestimmt werden muss, vielmehr muss lediglich der Weg beim Einfahren bzw. Ausfahren des Bohlenverstellteils relativ zum Bohlenmittelteil bestimmt werden.
Bevorzugt sieht es die Erfindung weiter vor, dass der Ausfahrweg und/oder Einfahrweg des mindestens einen Bohlenverstellteils durch einen Messwertgeber und einen Messwertempfänger ermittelt werden, wobei der Messwert mechanischer, akustischer, optischer oder elektrischer bzw. elektromagnetischer Natur sein kann. Der Messwertgeber bzw. der Messwertempfänger ist dabei jeweils so ausgebildet, dass der entsprechende Messwert ausgegeben bzw. empfangen wird.
Insbesondere sieht es die Erfindung vor, dass die Einbaubreite kontinuierlich, vorzugsweise diskontinuierlich, während des Betriebs des Straßenfertigers, insbesondere nur während des Verschiebens des mindestens einen Bohlenverstellteils relativ zum Bohlenmittelteil bestimmt wird. Bei der kontinuierlichen Bestimmung der Einbaubreite wird diese permanent bestimmt. Somit werden unvorhergesehene Veränderungen der Einbaubreite sofort erkannt und beispielsweise durch ein Warnsignal hervorgehoben. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, die Einbaubreite diskontinuierlich oder gepulst zu bestimmen. Das kann beispielsweise zu Einsparungen im Energieverbauch oder Speicherplatz führen. Erfindungsgemäß kann die Bestimmung des Ausfahrweges bzw. des Einfahrweges während der gesamten Herstellung des Straßenbelags erfolgen, oder nur während der Einstellung der Einbaubreite während des Verfahrens der Bohlenverstellteile.
Weiter ist es vorgesehen, dass die Einbaubreite über eine Laufzeitmessung eines von einer dem Bohlenmittelteil zugeordneten Lichtquelle emittierten und einem dem mindestens einen Bohlenverstellteil zugeordneten Reflektor reflektierenden Lichtpuls durch einen der Lichtquelle zugeordneten Sensor bestimmt wird. Zur Bestimmung der Einbaubreite kann die Laufzeit des Lichtpulses gemessen werden. Dazu wird von der Lichtquelle bzw. der Laserquelle ein kurzer Licht- bzw. Laserpuls ausgesandt und nachdem dieser an dem Reflektor reflektiert wurde von dem Sensor wieder gemessen. Da sich ein derartiger Puls mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, lässt sich bei Kenntnis der Zeit zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Lichtpulses die zurückgelegte Strecke des Pulses bestimmen. Diese Strecke entspricht gerade dem Zweifachen des Einfahr- bzw. Ausfahrwegs des Bohlenverstellteils. Bei extrem widrigen, wie beispielsweise heißen oder staubigen, Bedingungen, kann diese Bestimmung des Laufweges durch einen entsprechenden Brechungsindex korrigiert werden. Erfindungsgemäß werden derartige Pulse in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Bohlenverstellteils in Subsekunden oder Sekundenbereich emittiert. Dadurch lässt sich den durch Vergleich von zwei aufeinanderfolgender Laufzeitmessungen, die relative Veränderung der gemessenen Längen berechnen. Vergrößert sich die Laufzeit des Lichtpulses bei aufeinanderfolgenden Lichtpulsen, so wird das Bohlenverstellteil ausgefahren, bei Verringerung der gemessenen Laufzeit wird das Bohlenverstellteil eingefahren. Anhand dieser Werte kann der zurückgelegte Ausfahr- bzw. Einfahrweg des Bohlenverstellteils bzw. die Einbaubreite bestimmt werden.
Des Weiteren ist es Erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einbaubreite über eine Phasenverschiebung zwischen dem von der dem Bohlenmittelteil zugeordneten Lichtquelle emittierten und von dem mindestens einem Bohlenverstellteil zugeordneten Reflektor reflektierten Lichtstrahl oder einer Modulation des Lichtstrahls durch den der Lichtquelle zugeordneten Sensor bestimmt wird. Bei der Bestimmung der Einbaubreite durch die Phasenverschiebung werden die Lichtwellenzüge der von der Laserquelle ausgesandten Laserstrahlen mit den Lichtwellenzüge der von dem Reflektor reflektieren Laserstrahlen in Deckung gebracht. Aufgrund der Lasereigenschaften kommt es bei der Überdeckung der Lichtstrahlen zu Interferenzen. Fallen zwei Lichtwellenberge der entgegen gerichteten Laserstrahlen aufeinander, verstärkt sich aufgrund konstruktiver Interferenz die Intensität des Lichtes. Fällt ein Lichtwellenberg mit einem Lichtwellental zusammen, verringert sich aufgrund destruktiver Interferenz die Intensität des Lichts. Beim Verschieben des Reflektors relativ zu dem Sensor, dass heißt beim Verschieben des Bohlenverstellteils relativ zu dem Bohlenmittelteil, bewegen sich die Wellenberge und Wellentäler der gegenläufigen Laserstrahlen relativ zueinander, so dass es abwechselnd zu destruktiven und konstruktiven Interferenzen und somit zu Schwankungen in der Lichtintensität kommt. Diese Schwankungen können mittels eines lichtsensitiven Sensors, wie beispielsweise einer Photozelle, gezählt werden. Bei Kenntnis der Wellenlänge des Laserlichts und der Richtung, in die das Bohlenverstellteil verfahren wird, kann die absolute Breite der Einbaubohle bestimmt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht es vor, das die Einbaubreite anhand der von den Sensoren bestimmten Werte und einer Geometrie des Bohlenmittelteils und des mindestens einen Bohlenverstellteils, insbesondere einer Position des Reflektors und der Lichtquelle auf der Einbaubohle, bestimmt wird. Erst bei Kenntnis der Dimensionierung der Einbaubohlenteile kann die absolute Einbaubohlenbreite bestimmt werden. Diese Bestimmung erfolgt durch einen Prozessrechner der dem Straßenfertiger zugeordnet ist. Die Dimensionen bzw. die Positionierung der Reflektoren bzw. Lichtquellen kann über ein Eingabemittel eingegeben werden zur Berechnung der absoluten Einbaubreite durch einen Prozessrechner.
Erfindungsgemäß ist es weitervorgesehen, dass durch die ermittelte Einbaubreite, einer automatischen, parallel erfolgten Schichtdickenmessung eines eingebauten Mischgutmaterials und einer Einbaugeschwindigkeit des Straßenfertigers die Menge des bereits verbrauchten Mischguts ermittelt, insbesondere rechnerisch ermittelt wird. Durch die Ermittlung des eingebauten Mischgutmaterials, kann kalkuliert werden, wie viel Material sich noch in einem Vorratsbehälter befindet, bzw. wann der Vorratsbehälter mit neuem Mischgut aufgefüllt werden muss.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines Straßenfertigers mit einer Einbaubohle,
2 eine perspektivische Ansicht einer ausgefahrenen Einbaubohle,
3 eine schematische Ansicht auf die Einbaubohle,
4 und eine schematische Seitenansicht der Einbaubohle.
Der in der 1 dargestellte Straßenfertiger 10 dient zur Herstellung von Straßenbelägen. Bevorzugt dient der Straßenfertiger 10 zur Herstellung von sogenannten Schwarzdecken, nämlich Straßenbelägen aus Asphalt. Der Straßenfertiger 10 kann aber auch zur Herstellung von Straßenbelägen aus anderen Materialien, zum Beispiel Beton eingesetzt werden.
Der Straßenfertiger 10 ist selbstfahrend ausgebildet. Dazu verfügt der Straßenfertiger 10 über eine zentrale Antriebseinheit 11, die beispielsweise einen Verbrennungsmotor aufweist, der Hydraulikpumpen zur Versorgung von Hydraulikmotoren und gegebenenfalls einen Generator zur Erzeugung von Energie für elektrische Antriebe oder Heizungen aufweist.
Der Straßenfertiger 10 verfügt im Übrigen über ein Fahrwerk 12, dass in gezeigtem Ausführungsbeispiel als ein Raupenfahrwerk ausgebildet ist. Der Straßenfertiger 10 kann aber auch mit einem Radfahrwerkt versehen sein. Das Fahrwerkt 12 wird von der Antriebseinheit 11 derart angetrieben, dass sich der Straßenfertiger zur Herstellung des Straßenbelags in Fertigungsrichtung 13 fortbewegt.
In Fertigungsrichtung 13 gesehen, ist vor dem Fahrwerk 12 ein wannen- bzw. muldenartig ausgebildeter Vorratsbehälter 14 angeordnet. Der Vorratsbehälter 14 nimmt einen Vorrat des zur Herstellung des Straßenbelags dienenden Materials auf. Durch ein beispielsweise als Kratzerförderer ausgebildetes Förderorgan wird das noch heiße Straßenbaumaterial vom Vorratsbehälter 14 entgegen der Fertigungsrichtung 13 zum hinteren Ende 15 des Straßenfertigers transportiert. Das hintere Ende 15 des Straßenfertigers 10 befindet sich in Fertigungsrichtung 13 gesehen hinter dem Fahrwerk 12 und der Antriebseinheit 11.
Am hinteren Ende 15 des Straßenfertigers 10 sind eine Verteilerschnecke 16 und mit Abstand dahinter eine Einbaubohle 17 angeordnet. Die Verteilerschnecke 16 und die Einbaubohle 17 sind auf- und abbewegbar. Zu diesem Zweck sind die Einbaubohle 17 und die Verteilerschnecke 16 an Tragarmen 18 angehängt. Die Tragarme 18 sind schwenkbar am Fahrwerk 12 des Straßenfertigers 10 gelagert. Hydraulikzylinder oder der gleichen verschwenken die Tragarme 18, um die Einbaubohle 17, vorzugsweise auch die Verteilerschnecke 16, anzuheben bzw. abzusenken.
Der hier gezeigte Straßenfertiger 10 verfügt über eine als Vario-Bohle ausgebildete Einbaubohle 17 deren Einbaubreite bzw. Arbeitsbreite veränderbar ist. Diese Einbaubohle 17 verfügt über ein mittiges Bohlenmittelteil 19 mit etwa der Breite des Fahrwerks 12 und zwei, gegenüberliegenden Seiten des Bohlenmittelteils 19 zugeordneten, Bohlenverstellteilen 20. Die Bohlenverstellteile 20 sind gegensinnig gegenüber dem Bohlenmittelteil 19 zusammen- und auseinanderfahrbar, um die Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 zu verändern. Die Bohlenverstellteile 20 sind aber auch einzeln, unabhängig voneinander verfahrbar. Das Bohlenmittelteil 19 und ein Bohlenverstellteil 20 sind nur in der 1 dargestellt.
Es ist denkbar, dass zur weiteren Vergrößerung der Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 sogenannte Anbauteile vorgesehen sind. Die Anbauteile sind außen an den Bohlenverstellteilen 20 montierbar, um so die Breite der Bohlenverstellteile 20 noch zu vergrößern. Die Anbauteile sind hier nicht dargestellt.
Erfindungsgemäß weist die Einbaubohle 17 eine Wegmesseinrichtung zur Bestimmung der Einbaubreite auf. Bei dem hier dargestelltem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Wegmesseinrichtung aus einer Lichtquelle 21, 22 Sensoren 23, 24 und jeweils einer Lichtquelle 21, 22 bzw. jeweils einem Sensor 23, 24 zugeordneten Reflektor 25, 26. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind dem Bohlenmittelteil 19 mittig zwei Lichtquellen 21 und 22 zugeordnet und zwar derart, dass Lichtstrahlen der Lichtquelle 21, 22 in entgegengesetzte Richtungen emittiert werden. Bei den Lichtquellen 21, 22 kann es sich beispielsweise um Laser handeln.
Den an den Enden des Bohlenmittelteils 19 zugeordneten Bohlenverstellteilen 20 und 27 sind jeweils ein Reflektor 25 und 26 zugeordnet. Diese Reflektoren 25 und 26, sind derart ausgerichtet, dass sie die Lichtstrahlen 28, 29 in sich zurückreflektieren, sodass der den Lichtquellen 21 und 22 zugeordnete Sensor 23, 24 von dem Lichtstrahl 28, 29 erreicht wird. Es ist daher wesentlich, dass die Strecke zwischen den Reflektoren 25 und 26 und den Lichtquellen 21, 22 bzw. den Sensoren 23, 24 nicht unterbrochen wird.
Die Lichtquellen 21, 22 und die Sensoren 23, 24 sowie die Reflektoren 25, 26 sind auf einer der Fertigungsrichtung 13 abgewandten Seite der Einbaubohle 17 angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass die genannten Elemente an einer anderen Position des Bohlenmittelteils bzw. der Bohlenverstellteile 20, 27 angebracht sind (3). Wesentlich für die Erfindung ist es, dass die Reflektoren 25, 26 an einem anderen Bohlenteil angebracht sind, als die Lichtquellen 21, 22 und die Sensoren 23, 24 (4). Nur so lässt sich die Relativbewegung zwischen dem Bohlenmittelteil 19 und den Bohlenverstellteilen 20, 27 messen. Aus dieser Wegänderung beim Verfahren der Bohlenverstellteile 20, 27 relativ zu dem Bohlenmittelteil (19) in Kombination mit der Länge bzw. Breite des Bohlenmittelteils 19 und der Bohlenverstellteile 20, 27 und der Positionierung der Lichtquellen 21, 22, der Sensoren 23, 24 und der Reflektoren 25, 26 lässt sich die absolute Einbaubreite der Einbaubohle 17 bestimmen.
Der Ausfahrweg und/oder der Einfahrweg der Bohlenverstellteile 20, 27 mittels der Lichtquelle 21, 22 und der Reflektoren 25, 26 kann beispielsweise durch eine Lichtlaufzeitmessung oder eine Phasenverschiebung bestimmt werden. Bei der Lichtlaufzeitmessung wird die Laufzeit eines Lichtpulses von der Lichtquelle zum Reflektor und zurück gemessen. Anhand der Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Lichtpulses kann die Distanz zwischen den Lichtquellen 21, 22 und den Reflektoren 25, 26 bestimmt werden. Durch aufeinanderfolgende der Messungen zweier aufeinanderfolgender Lichtpulse kann durch Vergleich der bestimmten Laufwege eine relative Positionsveränderung des Bohlenmittelteils 19 zu den Bohlenverstellteilen 20, 27 bestimmt werden. Bei Kenntnis der Ausgangslage kann so die absolute Bohlenbreite bestimmt werden.
Bei Bestimmung der Ausfahr- bzw. Einfahrwege durch die Phasenverschiebung zweier Lichtstrahlen wird der emittierte Lichtstrahl und der reflektierte Lichtstrahl derart in Deckung gebracht, dass es beim Verfahren der Bohlenverstellteile 20, 27 zwischen den Wellenläufen der ausgesandten Lichtstrahlen und des reflektierten Lichtstrahls zu konstruktiven oder destruktiven Interferenzen kommt. Bei destruktiven Interferenzen zwischen den beiden Lichtstrahlen wird die Intensität des Signals am Sensor 23, 24 minimiert. Durch Zählung dieser Minimaldurchläufe kann der Weg, den das Bohlenverstellteil 20, 27 zurückgelegt hat, bestimmt werden. Bei zusätzlicher Kenntnis der Richtung der Verschiebung und der Anfangsposition, lässt sich wiederrum die absolute Einbaubreite der Einbaubohle 17 bestimmen.
Die Erfindung zur Bestimmung der aktuellen Einbaubreite einer Einbaubohle ist allerdings nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist es denkbar, dass die Einbaubreite auch mit anderen Mitteln bestimmbar ist.
Bezugszeichenliste

10: Straßenfertiger
11: Antriebseinheit
12: Fahrwerk
13: Fertigungsrichtung
14: Vorratsbehälter
15: hinteres Ende
16: Verteilerschnecke
17: Einbaubohle
18: Tragarm
19: Bohlenmittelteil
20: Bohlenverstellteil
21: Lichtquelle
22: Lichtquelle
23: Sensor
24: Sensor
25: Reflektor
26: Reflektor
27: Bohlenverstellteil
28: Lichtstrahl
29: Lichtstrahl

Claims

Einbaubohle (17) für einen Straßenfertiger (10) mit einem Bohlenmittelteil (19) und mindestens einem relativ zu dem Bohlenmittelteil verfahrbaren Bohlenverstellteil (20, 27), wobei das mindestens eine Bohlenverstellteil (20, 27) einem Endbereich des Bohlenmittelteils (19) verschiebbar zugeordnet ist und durch Verfahren des Bohlenverstellteils (20, 27) eine Einbaubreite der Einbaubohle (17) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaubreite durch eine Wegmesseinrichtung bestimmbar ist.
Einbaubohle (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wegmesseinrichtung ein Ausfahrweg und/oder ein Einfahrweg des mindestens einen Bohlenverstellteils (20, 27) relativ zum Bohlenmittelteil (19) bestimmbar sind.
Einbaubohle (17) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung einen Messwertgeber und einen Messwertempfänger aufweist, wobei der Messwert mechanischer, akustischer, optischer oder elektrischer bzw. elektromagnetischer Natur sein kann.
Einbaubohle (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bohlenmittelteil (19) als Messwertgeber mindestens eine Lichtquelle (21, 22), vorzugsweise ein Laser oder eine Laser-Diode, zugeordnet ist und dem mindestens einem Bohlenverstellteil (20, 27) ein das von der mindestens einen Lichtquelle (21, 22) emittierte Licht reflektierenden, vorzugsweise in sich selbst reflektierenden, Reflektor (25, 26) zugeordnet ist oder dass dem mindestens einem Bohlenverstellteil (20, 27) eine Lichtquelle (21, 22), vorzugsweise ein Laser oder eine Laser-Diode, zugeordnet ist und dem Bohlenmittelteil (19) mindestens ein das von der Lichtquelle (21, 22) emittierte Licht reflektierenden, vorzugsweise in sich selbst reflektierenden, Reflektor (25, 26) zugeordnet ist.
Einbaubohle (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtquelle (21, 22) mindestens ein Reflektor (25, 26) und als Messwertempfänger ein Sensor (23, 24) zur Messung, vorzugsweise zur zeitaufgelösten Messung, eines reflektierten Lichtstrahls (28, 29) und/oder eines Lichtpulses zugeordnet ist.
Einbaubohle (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Reflektor (25, 26) beabstandet von der Lichtquelle (21, 22) und dem Sensor (23, 24) auf dem Bohlenverstellteil (20, 27), vorzugsweise an einer beliebigen Stelle auf dem Bohlenverstellteil (20, 27) angeordnet ist zur Bestimmung des Ausfahrwegs und/oder des Einfahrwegs des mindestens einen Bohlenverstellteils (20, 27) anhand einer Laufzeitmessung eines Lichtpulses oder anhand einer Phasenverschiebung zwischen einem von der Lichtquelle (21, 22) emittierten und von dem Reflektor (25, 26) reflektierten Lichtstrahls (28, 29).
Einbaubohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle und der mindestens eine Reflektor 25, 26) an einer einer Fahrtrichtung (13) des Straßenfertigers (10) gegenüberliegenden und/oder gleichgerichteten Seite des Bohlenmittelteils (19) bzw. des Bohlenverstellteil (20, 27) zugeordnet sind.
Einbaubohle (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bohlenmittelteil (19) an den beiden Endbereichen jeweils ein Bohlenverstellteil (20, 27) zugeordnet ist mit einer Lichtquelle (21, 22), einem Sensor (23, 24) oder einem Reflektor (25, 26).
Einbaubohle (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Straßenfertiger (10) eine Bedieneinrichtung, insbesondere eine Außenbedieneinrichtung, mit einem Anzeigemittel und einem Eingabemittel zugeordnet ist, zum Anzeigen der aktuellen Einbaubreite und zur Eingabe bzw. Auswahl von Breiten weiterer Bohlenanbauteile, die zusätzlich an die Einbaubohle (17) anbaubar sind.
Straßenfertiger (10) mit einem einen Antrieb (11) aufweisenden Fahrwerk (12) und einer in Fertigungsrichtung (13) hinter dem Fahrwerk (12) angeordneten Einbaubohle (17), die mindestens ein relativ zu einem Bohlenmittelteil (19) verfahrbares Bohlenverstellteil (20, 27) aufweist, wobei das mindestens eine Bohlenverstellteil (20, 27) einem Endbereich der Einbaubohle (17) zugeordnet ist und durch Verfahren des Bohlenverstellteils (20, 27) eine Einbaubreite der Einbaubohle (17) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaubreite durch eine Wegmesseinrichtung bestimmbar ist.
Straßenfertiger (10) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Einbaubohle (17) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zur Bestimmung einer Einbaubreite einer Einbaubohle (17) eines Straßenfertigers (10), wobei die Einbaubohle (17) ein Bohlenmittelteil (19) und mindestens ein Bohlenverstellteil (20, 27) aufweist und das mindestens eine Bohlenverstellteil (20, 27) einem Endbereich des Bohlenmittelteil (19) verschiebbar zugeordnet ist, wodurch sich die Einbaubreite verändern lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaubreite durch eine Wegmesseinrichtung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wegmesseinrichtung ein Ausfahrweg und/oder ein Einfahrweg des mindestens einen Bohlenverstellteils (20, 27) relativ zum Bohlenmittelteil (19) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausfahrweg und/oder der Einfahrweg des mindestens einen Bohlenverstellteils (20, 27) durch einen Messwertgeber und einen Messwertempfänger ermittelt werden, wobei der Messwert mechanischer, akustischer, optischer oder elektrischer bzw. elektromagnetischer Natur sein kann.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaubreite kontinuierlich, vorzugsweise diskontinuierlich, während des Betriebs des Straßenfertigers (10), insbesondere nur während des Verschiebens des mindestens einen Bohlenverstellteils (20, 27) relativ zum Bohlenmittelteil (19) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaubreite über eine Laufzeitmessung eines von einer dem Bohlenmittelteil (19) zugeordneten Lichtquelle emittierten und einem dem mindestens einem Bohlenverstellteil (20, 27) zugeordneten Reflektor (25, 26) reflektierten Lichtpuls durch einen der Lichtquelle (21, 22) zugeordneten Sensor (23, 24) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaubreite über eine Phasenverschiebung zwischen dem von der dem Bohlenmittelteil (19) zugeordneten Lichtquelle (21, 22) emittierten und vom dem mindestens einem Bohlenverstellteil (20, 27) zugeordneten Reflektor (25, 26) reflektierten Lichtstrahl (28, 29) oder einer Modulation des Lichtstrahls (28, 29) durch den der Lichtquelle (21, 22) zugeordneten Sensor (23, 24) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaubreite anhand der von den Sensoren (23, 24) bestimmten Werte und einer Geometrie des Bohlenmittelteils (19) und des mindestens einem Bohlenverstellteils (20, 27), insbesondere einer Position des Reflektors (25, 26) und der Lichtquelle (21, 22) auf der Einbaubohle (17), bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch die ermittelte Einbaubreite einer automatischen, parallel erfolgenden Schichtdickenmessung eines eingebauten Mischgutmaterials und einer Einbaugeschwindigkeit des Straßenfertigers (10) die Menge des bereits verbrauchten Mischguts ermittelt, insbesondere rechnerische ermittelt wird.