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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelags gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen Straßenfertiger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
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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.
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Um Straßenbeläge unterschiedlicher Breite herstellen zu können, weisen Einbaubohlen bekannter Straßenfertiger zusätzlich zu einem Einbaubohlenhauptteil oder einem Einbaubohlenmittelteil an den äußeren Enden des Einbaubohlenmittelteils Einbaubohlenverstellteile auf. Diese Einbaubohlenverstellteile sind dem Einbaubohlenmittelteil verfahrbar zugeordnet. Dadurch lässt sich die Breite der Einbaubohle an beiden Seiten gleichermaßen oder nur auf einer Seite verändern bzw. 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.
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Straßenbeläge bzw. Asphaltschichten einer zu erstellenden Fahrbahn werden häufig in mehreren nebeneinanderliegenden Bahnen gefertigt, um die notwendige Fahrbahnbreite zu erreichen. Dazu fertigt der Straßenfertiger nacheinander die mehreren nebeneinanderliegenden Bahnen an und orientiert sich dabei an bisher fertiggestellten Bahnen. Alternativ fahren mehrere Straßenfertiger zur gleichzeitigen Herstellung einer mehrbahnigen Fahrbahn leicht versetzt nebeneinander. Für die nebeneinanderliegenden Fahrbahnen ist es ganz wesentlich, dass zwischen zwei angrenzenden Fahrbahnen kein Spalt und keine Überlappung entstehen, so dass sich Rillen oder Kanten bilden könnten. Dazu läuft bisher eine Bedienperson neben einer Bohlenkante des Straßenfertigers mit, um die Bohlenkante an der bereits fertiggestellten Asphaltbahn auszurichten, so dass kein Spalt oder Überlapp entsteht. Durch den Einsatz einer Bedienperson ist dieses Verfahren sehr kostenintensiv und fehleranfällig. Schon bei der geringsten Unachtsamkeit der Bedienperson kann dies zu einem Fehler in der Herstellung des Straßenbelags führen, der nur mit größerem Aufwand behoben werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Straßenfertiger zu schaffen, bei dem die Herstellung des Straßenbelags kostengünstig und zuverlässig erfolgt.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelags zur Lösung der genannten Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass die Einbaubreite der Einbaubohle relativ zu der Kante der bereits fertiggestellten Bahn des Straßenbelags während der Herstellung des Straßenbelags unter Verwendung der zu messenden Referenz verändert wird. Dadurch, dass die Referenz direkt während der Herstellung gemessen wird und die Einbaubreite der Einbaubohle aufgrund dieses Messwertes nachgeführt bzw. verändert wird, ist ein exaktes Einbauen der weiteren Bahnen des Straßenbelags möglich.
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Vorzugsweise kann es die Erfindung weiter vorsehen, dass mindestens eine weitere der Einbaubohle, vorzugsweise die Einbaubreite an einer Seite der Einbaubohle, relativ zu der Kante der bereits fertiggestellten Bahn des Straßenbelags auf Basis der durch mindestens einen Sensor ermittelten Daten, insbesondere Daten mindestens eines Sensors der der Einbaubohle zugeordnet ist, so verfahren bzw. verändert wird, dass die Herstellung einer weiteren Bahn des Straßenbelags relativ zu der bereits fertiggestellten Bahn übergangslos erfolgt, insbesondere ohne Höhendifferenz. Dabei kann erfindungsgemäß berücksichtigt werden, dass sich die Zuletzt hergestellte Bahn des Straßenbelags in ihrer Höhe noch setzt. Dadurch, dass der relative Abstand zweier nebeneinanderliegender Bahnen des Straßenbelags, sowie deren Höhendifferenz angeglichen werden, entsteht eine nahezu einstückige Fahrbahn mit nur wenigen Unebenheiten.
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Vorzugsweise ist es weiter vorgesehen, dass nur die Seite der Einbaubohle bzw. die Einbaubreite an der Seite der Einbaubohle verfahren bzw. verändert wird, die der Kante der bereits fertiggestellten Bahn des Straßenbelags zugewandt ist. Somit muss nur ein Bohlenverstellteil der Einbaubohle nachgeführt werden. Neben der Veränderung der Einbaubreite der Einbaubohle ist es auch denkbar, dass der Straßenfertiger leicht nachgeführt bzw. gelenkt wird, so dass eine Angleichung der herzustellenden Bahn und des fertigen Straßenbelags erfolgt. Die Angleichung in der Höhe erfolgt durch Ansteuerung der Zylinder die der Einbaubohle zugeordnet sind und diese in vertikaler Richtung heben und senken können.
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Als besonders vorteilhaft sieht es die Erfindung weiter vor, dass die von der bereits hergestellten Kante abgewandte Seite der Einbaubohle bzw. die Einbaubreite an dieser Seite der Einbaubohle verfahren bzw. verändert wird, und zwar so, dass die Kante der neu hergestellten Bahn des Straßenbelags gerade verläuft. Als Referenz hierzu eignet sich beispielsweise ein Nivelliersystem oder eine GPS-Einrichtung. Die begradigte Herstellung der Fahrbahnkante, die der bereits fertiggestellten Bahn abgewandt ist, hat den Vorteil, dass eine weitere der sich in Herstellung befindenden Bahn folgenden Bahn des Straßenbelags sehr einfach an diese angleichen lässt. Außerdem ist es denkbar, dass sich die abgewandte Fahrbahnseite eine Fahrbahnbegrenzung darstellt, die mit Leitplanken oder dergleichen auszustatten ist und ihrerseits als Referenz für derartige Zeichen dient.
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Außerdem kann es als besonders vorteilhaft angesehen werden, dass die Kante einer bereits hergestellten Bahn des Straßenbelags durch mindestens einen Sensor, vorzugsweise kontinuierlich, insbesondere Taktweise während der Herstellung des Straßenbelags erfasst wird, insbesondere ein relativer Abstand und eine Höhendifferenz zwischen der Kante und der Einbaubohle bestimmt wird. Die Frequenz der taktweisen Bestimmung der Kante einer bereits hergestellten Bahn des Straßenbelags ist abhängig von der Geschwindigkeit des Straßenfertigers bzw. von der Einbaugeschwindigkeit und kann sich mit dieser verringern bzw. erhöhen. Es ist außerdem denkbar, dass diese Daten für spätere Analysen oder Qualitätsprotokolle gespeichert werden.
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Die Erfindung sieht es weiter vor, dass die von dem mindestens einen Sensor aufgenommenen Daten von einem dem Straßenfertiger zugeordneten Bordrechner gespeichert, verarbeitet und insbesondere dazu verwendet werden, Steuerventile mindestens eines Bohlenzylinders der Einbaubohle zum Verändern der Einbaubreite der Einbaubohle zu steuern. Außerdem werden die aufgenommenen Daten dazu verwendet, Steuerventile für die vertikale Bewegung der Einbaubohle zu steuern. Diese automatisierte Nachführung der Einbaubohle hat den Vorteil, dass keine Bedienperson mehr notwendig ist, die ununterbrochen den Verlauf der hergestellten und der bereits hergestellten Kante des Straßenbelags verfolgt.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht es vor, dass durch wenigstens einen weiteren Sensor eine momentane Einbaubreite der Einbaubohle bestimmt und diese an den Bordrechner übermittelt wird, oder dass die Kante der Bahn des bereits fertiggestellten Straßenbelags und die momentane Einbaubreite des Straßenfertigers durch denselben Sensor ermittelt wird. Der dem Straßenfertiger zugeordnete Bordrechner kann dann anhand dieser Daten bestimmen, ob die Breite der Einbaubohle verändert wird oder der Straßenfertiger als Ganzes gesteuert wird oder beides.
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Ein Straßenfertiger zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 8 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass mindestens eine Seite der Einbaubohle unter Verwendung der durch den Sensor bestimmten Position der Kante durch Verfahren des mindestens einen Einbaubohlenverstellteils veränderbar ist. Durch dieses Verfahren des Einbaubohlenverstellteils ist der Abstand zwischen der bereits hergestellten Bahn des Straßenbelags und der herzustellenden Bahn des Straßenbelags minimierbar bzw. ganz vermeidbar. Zusätzlich ist es denkbar, dass der Straßenfertiger als ganzes nachgeführt bzw. gesteuert wird. Vorzugsweise findet eine Kombination aus Veränderung der Einbaubreite der Einbaubohle und Steuern des Straßenfertigers statt. Die beiden Einbaubohlenverstellteile der Einbaubohlen sind unabhängig voneinander verfahrbar, so dass ein Einbaubohlenverstellteil beispielsweise der bereits hergestellten Bahn des Straßenfertigers entsprechend nachgeführt wird, während das andere Einbaubohlenverstellteil nicht nachgeführt wird und somit eine gerade Kante erstellt.
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Bevorzugt ist es weiter vorgesehen, dass der wenigstens eine Sensor ein Ultraschallsensor, ein Kamerasystem oder dergleichen ist und vorzugsweise der Einbaubohle direkt zugeordnet ist, vorzugsweise zur Bestimmung eines Sollwerts und/oder eines Istwertes der Einbaubreite eines relativen Abstandes zwischen der Kante und der Einbaubohle und/oder einer Höhendifferenz zwischen der Kante und der Einbaubohle. Dem Sensor ist vorzugsweise ein Bordrechner zugeordnet, der sich direkt auf dem Straßenfertiger befindet. Die von dem Sensor ermittelten Daten werden direkt von dem Rechner verarbeitet, können aber auch an weitere Verarbeitungseinrichtungen weitergeleitet werden bzw. über ein kabellose Verbindung.
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Insbesondere sieht es die Erfindung weiter vor, dass der wenigstens eine Sensor einem Bordrechner zugeordnet ist, der Steuerventile mindestens eines Bohlenzylinders zum verändern der Einbaubreite des Straßenfertigers ansteuert, vorzugsweise zur Angleichung des Istwertes an den Sollwert der Einbaubreite. Insbesondere ist es vorgesehen, dass nicht nur die Einbaubreite der Einbaubohle bzw. des Straßenfertigers, sondern auch die relative Höhe der Einbaubohle zu der bereits hergestellten Bahn des Straßenbelags ermittelbar und entsprechend steuerbar ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Straßenfertigers mit einer Einbaubohle,
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2 eine schematische Rückansicht des Straßenfertigers mit der Einbaubohle,
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3 und ein schematisches Blockdiagramm zur Herstellung eines Straßenbelags.
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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, z. B. Beton eingesetzt werden.
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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 für Hydraulikmotoren und ggf. einen Generator zur Erzeugung von Energie für elektrische Antriebe oder Heizungen aufweist.
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Der Straßenfertiger 10 verfügt im Übrigen über ein Fahrwerk 12, dass im gezeigtem Ausführungsbeispiel der 1 als Radfahrwerk ausgebildet ist. Der Straßenfertiger 10 kann aber auch mit einem Raupenfahrwerk versehen sein. Das Fahrwerk 12 wird von der Antriebseinheit 11 derart angetrieben, dass sich der Straßenfertiger 10 zur Herstellung des Straßenbelags in Fertigungsrichtung 13 fortbewegt.
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In Fertigungsrichtung 13 gesehen, ist vor dem Fahrwerkt 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 Kratzförderer ausgebildetes Förderorgan wird das noch heiße Straßenbaumaterial vom Vorratsbehälter 14 entgegen der Fertigungsrichtung 13 zum hinteren Ende 15 des Straßenfertigers 10 transportiert. Das hintere Ende 15 des Straßenfertigers 10 befindet sich in Fertigungsrichtung 13 gesehen hinter dem Fahrwerk 12 und der Antriebseinheit 11.
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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 dergleichen verschwenken die Tragarme 18, um die Einbaubohle 17, vorzugsweise auch die Verteilerschnecke 16 anzuheben bzw. abzusenken (1).
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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 und 21. Die Bohlenverstellteile 20, 21 sind gegensinnig gegenüber dem Bohlenmittelteil 19 gemäß den Pfeilen 22 zusammen- und auseinanderfahrbar, um die Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 zu verändern. Die Bohlenverstellteile 20 und 21 sind aber auch einzeln voneinander unabhängig verfahrbar (2).
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Es ist denkbar, dass zur weiteren Vergrößerung der Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 sogenannte Anbauteile vorgesehen sind. Die Anbauteile sind außen an dem Bohlenmittelteil 19 oder den Bohlenverstellteilen 20, 21 montierbar, um so die Breite der Einbaubohle 17 noch zu vergrößern. Derartige Anbauteile sind hier nicht dargestellt.
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Erfindungsgemäß weist der Straßenfertiger 10 bzw. die Einbaubohle 17 Sensoren 23 und 24 auf (2). Bei diesen Sensoren 23, 24 kann es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren, Entfernungsmesser, oder dergleichen, aber auch um abbildende Sensoren wie Kameras handeln. Die Sensoren 23 bzw. 24 sind der Einbaubohle 17 bzw. dem Bohlenmittelteil 19 und/oder den Bohlenverstellteilen 20, 21 zugeordnet. Die in der 2 dargestellten Sensoren 23, 24 sind lediglich als schematisiert anzusehen.
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Die Sensoren 23, 24 sind erfindungsgemäß derart ausgerichtet, dass sie auf eine Referenz ausgerichtet bzw. ausrichtbar sind. Bei einer derartigen Referenz kann es sich beispielsweise um eine Schnur oder ähnliches oder eine Kante einer Bahn eines bereits fertiggestellten Straßenbelags handeln. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens einer der Sensoren 23, 24 eine derartige Kante eines bereits fertiggestellten Straßenbelags als Referenz für die Herstellung einer weiteren Bahn des Straßenbelags erfasst. Dieses Erfassen kann beispielsweise über ein Bilderkennungsverfahren erfolgen. Dem Straßenfertiger 10 ist ein Bordrechner 25 zugeordnet der die Sensoren 23, 24 steuert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren der Erfindung sieht es vor, dass die Referenzen, insbesondere die Kanten eines bereits fertiggestellten Straßenbelags durch die Sensoren 23, 24 erfasst werden und diese Informationen von dem Bordrechner 25 auf den Straßenfertiger 10 verarbeitet bzw. gespeichert bzw. analysiert werden (3). Zur Erfassung der Kante sind die Sensoren 23 bzw. 24 zunächst manuell ausrichtbar, oder die Sensoren 23, 24 suchen sich selbstständig gemäß einer vorgegebenen Kantendatenbank eine entsprechende Referenz. Der Bordrechner 25 errechnet aus den gemessenen Daten der Sensoren 23, 24 Steuerwerte mit denen Steuerventile 26 zur Ansteuerung der Bohlenzylinder 27 ansteuerbar sind. Diese Bohlenzylinder 27 der Einbaubohle 17 dienen der Höhenverstellung der Einbaubohle 17 relativ zu dem zu fertigenden Straßenbelag bzw. die Einbaubreite bzw. Arbeitsbreite der Einbaubohle 17. So lassen sich über die Steuerventile 26 und die Bohlenzylinder 27 direkt die Bohlenverstellteile 20, 21 relativ zum Bohlenmittelteil 19 derart bewegen, dass die Einbaubreite gemäß der zu messenden Referenz verstellt wird (3). Dadurch lassen sich leichte Schlangenbewegungen oder Kurven in der Kante des bereits hergestellten Straßenbelags durch Verstellen der Bohlenverstellteile 20, 21 ausgleichen und so ansonsten auftretende Spalten bzw. Rillen bzw. Unebenheiten vermeiden.
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Zusätzlich kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein zusätzlicher Sensor, der hier nicht weiter dargestellt ist, die Einbaubreite der Einbaubohle 17 während der Herstellung des Straßenbelags bestimmt. Bei einem derartigen Bohlenbreiten-Istwertgeber 28 kann es sich um einen extra Sensor handeln, der dem Bohlenmittelteil 19 oder den Bohlenverstellteilen 20, 21 zugeordnet ist. Außerdem ist es denkbar, dass die genannten Sensoren 23, 24 eine derartige Funktion zusätzlich aufweisen. Der Bohlenbreiten-Istwertgeber 28 misst die aktuelle Einbaubreite der Einbaubohle 17 kontinuierlich oder taktweise und übermittelt diesen Wert wiederrum an den Bordrechner 25. Der Bordrechner 25 wiederrum gleicht diesen Wert der Bohlenbreite mit den Daten, die er von den Sensoren 23 und 24 übermittelt bekommen hat ab, um wiederrum entsprechende Signale an die Steuerventile 26 zu geben (3). Der Bordrechner 25 ermittelt so, ob und wieweit die Bohlenverstellteile 20, 21 verfahren werden müssen, oder der Straßenfertiger 10 in seiner Steuerung beeinflusst werden muss.
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Während das Bohlenverstellteil 20, 21, das der Kante des bereits hergestellten Straßenbelags zugeordnet ist, entsprechend den Referenzwerten der Sensoren 22, 23 nachgeführt wird, kann das entsprechende gegenüberliegende Bohlenverstellteil 20, 21 derart verfahren werden, dass es direkt eine gerade, dass heißt keine Schlangenlinien aufweisende, Kante der aktuellen hergestellten Bahn des Straßenbelags erzeugt. Eine derart gerade Kante erleichtert die Herstellung folgender Bahnen des Straßenbelags.
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Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung sind lediglich als beispielhaft zu betrachten und beschränken keinesfalls das erfindungsgemäße Verfahren bzw. den erfindungsgemäßen Straßenfertiger; vielmehr sind weitere Variationen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des Straßenfertigers denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Straßenfertiger
- 11
- Antriebseinheit
- 12
- Fahrwerk
- 13
- Fertigungsrichtung
- 14
- Vorratsbehälter
- 15
- hinteres Ende
- 16
- Verteilerschnecke
- 17
- Einbaubohle
- 18
- Tragarm
- 19
- Bohlenmittelteil
- 20
- Bohlenverstellteil
- 21
- Bohlenverstellteil
- 22
- Pfeil
- 23
- Sensor
- 24
- Sensor
- 25
- Bordrechner
- 26
- Steuerventil
- 27
- Bohlenzylinder
- 28
- Istwertgeber
