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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelags gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Straßenfertiger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Straßenfertiger dienen der Herstellung von Straßenbelägen aus Asphalt und anderen Straßenbaumaterialien, wie beispielsweise Beton. Solche Straßenfertiger sind selbstfahrend ausgebildet. Dazu verfügen sie über ein Fahrwerk bei dem es sich um ein Kettenfahrwerk oder ein Radfahrwerk handeln kann. Straßenfertiger weisen in Einbaurichtung gesehen mindestens einen vorderen Vorratsbehälter zur Aufnahme des Straßenbaumaterials, insbesondere heißen bituminösen Asphaltmaterials auf. Das Asphaltmaterial wird vom Vorratsbehälter mittels eines Förderers unter einer Plattform mit einem Bedienstand zu einer hinteren Verteilerschnecke transportiert, die das noch heiße bituminöse Straßenbaumaterial über die Arbeitsbreite des Straßenfertigers, vor mindestens einer hinteren Einbaubohle, verteilt. Zum Einbauen des Straßenbaumaterials wird die Einbaubohle durch zwei Tragarme auf dem Straßenbaumaterial abgesenkt.
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Zur Regulierung der Schichtdicke des Straßenbelags wird die Einbaubohle, einem Soll-Wert der Schichtdicke entsprechend, abgesenkt oder angehoben. Zum Anheben bzw. Absenken der Einbaubohle sind den Tragarmen an vorderen bzw. hinteren Enden Nivellierzylinder bzw. Hubzylinder zugeordnet, die mit dem Chassis des Straßenfertigers verbunden sind. Durch eine aufeinander abgestimmte Längenänderungen der Zylinder wird über die Tragarme die Einbaubohle angehoben oder abgesenkt. Nachdem durch Anheben oder Absenken der Einbaubohle eine bestimmten Schichtdicke eingestellt wurde, wird die Einbaubohle zur Herstellung des Straßenbelags über das Straßenbaumaterial gezogen. Hierbei wird der Hubzylinder entlastet, sodass die Bohle auf dem Asphalt schwimmt. Da sich während des Herstellungsprozesses die Schichtdicke bzw. der Abstand zwischen der Einbaubohle und dem Untergrund ungewollt ändern kann, muss die Schichtdicke während des Einbauprozesses bestimmt werden.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass die Schichtdicke des Straßenbelags mittels Abstandssensoren zwischen Referenzpunkten und der Einbaubohle bzw. dem Untergrund bestimmt wird. Ein anderer Ansatz zur Messung der Schichtdicke sieht es vor, dass der Abstand zwischen den Tragarmen und dem Untergrund mittels eines Abstandsmessgerät ermittelt wird. Als nachteilig hat es sich bei diesen Methoden zur Bestimmung der Schichtdicke erweisen, dass zusätzliches Geräte an den Straßenfertiger anzubauen sind. Des Weiteren muss es bei den genannten Methoden für eine verlässliche Messung der Schichtdicke gewährleistet sein, dass der Raum zwischen dem Abstandssensoren und dem Referenzpunkt leer ist. Bei unvorhergesehener Unterbrechung des Signallaufweges wird die Schichtdicke fehlerhaft bestimmt. Die Bohle bewegt sich dann in einer falschen relativen Lage zu dem Untergrund. Diese falsche Lage verfälscht bei bisherigen Verfahren die Messergebnisse.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Straßenfertiger und ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelags zu schaffen, bei dem die Schichtdicke des herzustellenden Straßenbelags auf eine einfache und genaue Art und Weise bestimmt werden kann.
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Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Demnach wird erfindungsgemäß durch Messung der Länge oder des Hubwegs, mindestens eines Hubzylinders und mindestens eines Nivellierzylinders, die Schichtdicke des Straßenbelags, während der Herstellung desselben, bestimmt. Da durch diese Längengenmessung direkt an den Nivellierzylindern bzw. Hubzylindern, die ohnehin Bestandteil des Straßenfertigers sind, die Schichtdickenmessung vorgenommen wird, muss kein weiterer Referenzpunkt bzw. kein weiteres Gerät zusätzlich an den Straßenfertiger angebaut werden. Außerdem gestaltet es sich als besonders vorteilhaft, dass die Messung an den Hubzylindern bzw. an den Nivellierzylindern erfolgt und nicht über eine gewisse Distanz bzw. anhand eines Referenzpunktes auf dem Untergrund. Längenänderungen bzw. Hubwege lassen sich durch die in die Zylinder integrierten Wegmesseinrichtungen äußerst genau und zuverlässig bestimmen. Durch Einkapselung der Messeinrichtung in die Hubzylinder bzw. in die Nivellierzylinder kann ein wirksamer Schutz vor den auf Straßenbaustellen üblicherweise rauen Umgebungsbedingungen erzielt werden. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Wegmesseinrichtungen außerhalb der Zylinder positiniert sind. Diese Bestimmung der Schichtdicke stellt ein völlig neues Verfahren dar, bei dem der Straßenfertiger die Referenz selbst bildet, dass heißt, die Ergebnisse sind unabhängig von Querneigungen oder Steigungen des Untergrunds.
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Bevorzugt sieht es die Erfindung weiter vor, dass zu Beginn der Herstellung des Straßenbelags die Stellung des Nivellierzylinders und/oder des Hubzylinders bei, vorzugsweise schwimmender Einbaubohle, als Referenzwert für die Schichtdickenbestimmung festgesetzt wird. Außerdem werden bei einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel für relative Messungen mit einem Nullabgleich die Abmessungen des Fertigers bestimmt bzw. benötigt, wie zum Beispiel der Einbauwinkel des Hub- und des Nivellierzylinders, der auf den Untergrund projizierte Abstand zwischen Hinterkante der Bohle und des Hubzylinders, sowie zwischen Hinterkante der Bohle und des Nivellierzylinders Vor dem Zuführen des Straßenbaumaterials wird die Einbaubohle durch Absenken der Tragarme auf dem Untergrund abgesenkt. Die Stellung bzw. die Länge der Hubzylinder und/oder der Nivellierzylinder wird als Referenzwert bzw. Nulllage für die weitere Bestimmung der Schichtdicke benutzt bzw. gespeichert. Nach Bestimmung der Länge der Hubzylinder und/oder der Nivellierzylinder wird die Einbaubohle wieder angehoben und das Straßenbaumaterial wird dem Untergrund zugeführt. Darauf folgend wird die Einbaubohle auf dem Straßenbaumaterial abgesenkt. Während des Einbauprozesses sind die Einbaubohle und Hubzylinder auf dem Straßenbaumaterial in einer schwimmenden Stellung.
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Da die Unterseite der Einbaubohle üblicherweise nicht parallel zum Untergrund ausgerichtet ist, schließt die Unterseite mit dem Untergrund einen in Einbaurichtung offenen Winkel ein. Durch das Auf- und Abschwenken der Tragarme mitsamt der Einbaubohle wird dieser Winkel verändert. Somit führt eine Änderung des Winkels auch zu einer Änderung der Schichtdicke. Durch das Auf- und Abschwenken der Tragarme wird auch die Position eines jedem Tragarm zugeordneten Zugpunktes verändert. Der Zugpunkt wird durch die Verbindung der Nivellierzylinder mit den Tragarmen definiert und verändert somit seine relative Position zur Einbaubohle bei einer Längenänderung der Nivellierzylinder. Somit wird durch die Positionsänderung des Zugpunkts auch der Winkel, unter welchem die Einbaubohle auf dem Asphalt schwimmt, verändert. Ist der Zugpunkt weit unten, neigt sich die Einbaubohle in Einbaurichtung nach vorn und die Schichtdicke verringert sich, bzw. umgekehrt. Durch Verfahren der Nivellierzylinder bzw. Verstellen der Zugpunkte wird der Winkel solange verändert, bis der Straßenbelag die gewünschte Schichtdicke aufweist. Diese Stellung bzw. diese Länge der Nivellierzylinder und der Hubzylinder können ebenfalls als Referenzwert für die weitere Bestimmung bzw. Überwachung der Schichtdicke verwendet werden.
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Da während des folgenden Herstellungsprozesses des Straßenbelags die Hubzylinder schwimmen, überträgt sich jede Änderung des Abstandes zwischen Einbaubohle und Untergrund auch auf die Hubzylinder, wodurch deren Länge bzw. Hubweg verändert wird. Da mit der Änderung des Abstandes zwischen der Einbaubohle und dem Untergrund eine Änderung des Einbauwinkels einhergeht, ändert sich auch die Schichtdicke des Straßenbelags. Somit lässt sich über die Messung der Längenänderung bzw. des Hubwegs relativ zu dem zuvor bestimmten Referenzwert bzw. relativ zu dem in der Nulllage bestimmten Referenzwertes die Änderung der Schichtdicke bzw. die Schichtdicke ermitteln. Wie bereits erwähnt, erfolgt eine derartige Bestimmung in der Änderung der Länge der Zylinder mit hoher Genauigkeit, so dass auch die Änderung der Schichtdicke genauestens überprüft werden kann.
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Insbesondere für die Herstellung von in Einbaurichtung betrachtet quergeneigten oder dachförmigen Straßenbelägen ist es von besonderem Vorteil, dass die Längenänderungen bzw. die Hubwege der Nivellierzylinder und/oder der Hubwege beider Tragarme bestimmt werden. So kann durch Abgleich der Werte der durch die den Tragarmen zugeordenten Nivellierzylinder und/oder der Hubwege festgestellt werden, ob der Auftrag des Straßenmaterials parallel zum Untergrund verläuft, bzw. ob die Schichtdicke quer zur Einbaurichtung variiert. Gegebenenfalls kann die Schichtdicke direkt korrigiert werden.
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Die Erfindung kann es insbesondere weiter vorsehen, dass die Längen oder die Hubwege der Hubzylinder und/oder der Nivellierzylinder während der Herstellung des Straßenbelags kontinuierlich, vorzugsweise taktweise bzw. periodisch bestimmt werden. So lassen sich auch nach Fertigstellung des Straßenbelags lückenlos Profiländerungen im Straßenbelag nachvollziehen. Alternativ ist es allerdings auch denkbar, dass bedingt durch die Beschaffenheit des Untergrunds eine taktweise bzw. periodische Bestimmung der Länge bzw. des Hubwegs der Hubzylinder ausreicht. Hierbei wird beispielsweise alle fünf, zehn oder sechzig Sekunden, in Abhängigkeit der Einbaugeschwindigkeit, die Länge der Hubzylinder bestimmt. Ein Vorteil dieser taktweisen Schichtdickenbestimmung liegt darin, dass weniger Messwert produziert werden bzw. weniger Messwerte ausgewertet werden müssen.
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Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht es weiter vor, dass die Schichtdicke anhand der Werte der Länge oder Hubwege der Nivellierzylinder und/oder der Hubzylinder und/oder der geometrischen Abmaße des Straßenfertigers bestimmt wird, insbesondere das die Schichtdicke von einem Prozessrechner mittels dieser Werte errechnet wird, vorzugsweise kontinuierlich oder periodisch, während der Herstellung des Straßenbelags. Für die rechnerische Ermittlung der Schichtdicke sind unter anderem die absoluten Längen der Zylinder, die genauen Positionen der Zylinder am Straßenfertiger, der Abstand zwischen den Hubzylindern untereinander und zu den Nivellierzylindern, die relative Position der Einbaubohle bzw. der Unterseite der Einbaubohle zu den Hubzylindern bzw. zu den Nivellierzylindern und die Abhängigkeit zwischen Einbauwinkel und Stellung des Nivellierzylinders wesentlich. Die Werte, die durch die Geometrie des Straßenfertigers und dessen Komponenten unveränderlich festgelegt sind, sowie weitere feste Relationen, werden von einer Software des Prozessrechners dauerhaft gespeichert. Zur Bestimmung der Schichtdicke ist somit lediglich die Länge bzw. der Hubweg der Hubzylinder zu bestimmen und in den Algorithmus zur Bestimmung der Schichtdicke aufzunehmen. Damit beschränkt sich der Rechenaufwand für den Prozessrechner auf eine einfache Rechenoperation. In Abhängigkeit von den Anforderungen des Straßenbelags kann es vom Vorteil sein diese rechnerische Bestimmung der Schichtdicke kontinuierlich während des Herstellungsprozesses durchzuführen oder taktweise mit einem Abstand von wenigen bis mehreren Sekunden. Insbesondere zur Herstellung von dachförmigen Straßenbelägen oder quergeneigten Straßenbelägen, wie beispielsweise für Kurven, ist es vorteilhafter, die Messung bzw. die rechnerische Ermittlung der Schichtdicke möglichst oft bzw. kontinuierlich durchzuführen.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass ein mittels des Prozessrechners berechneter Ist-Wert der Schichtdicke durch den Prozessrechner periodisch oder kontinuierlich mit einem vorgegebenen Soll-Wert der Schichtdicke verglichen wird. Dieser Soll-Wert kann über eine Fernbedienung oder direkt an dem Prozessrechner eingegeben werden. Der Soll-Wert richtet sich je nach Straßenbelag, örtlichen Beschaffenheiten, sowie Anforderungen an den Straßenbelag. Über die Software kann dem Ist-Wert ein gewisser Toleranzbereich und ein Offset zugewiesen werden, um eventuelle Ungenauigkeiten bzw. Messfehlern Rechnung zu tragen.
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Die Erfindung sieht es weiter vor, dass bei einer Abweichung des Schichtdicken Ist-Werts vom SchichtdickenSoll-Wert der Prozessrechner entsprechende Steuersignale zum Angleichen der Werte generiert, insbesondere die Schichtdicke durch Nachführen der Nivellierzylinder dem Ist-Wert angeglichen wird. Für den Fall, dass eine Abweichung von dem Soll-Wert festgestellt wird, der auch aus einem vorgegebenen Toleranzbereich rausfällt, berechnet der Prozessrechner einen Wert, gemäß dem die Nivellierzylinder nachgeführt werden müssen um den Einbauwinkel der Einbaubohle bzw. die Schichtdicke zu korrigieren. Bei kontinuierlicher Bestimmung der Schichtdicke werden derartige Änderungen schneller nachweisbar und sind somit mit einer geringeren Änderung des Nivellierzylinders behebbar.
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Ein Straßenfertiger zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf. Demnach ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens einem Nivellierzylinder und mindestens einem Hubzylinder eine Wegmesseinrichtung zugeordnet ist oder eine solche aufweist. Derartige Wegmesseinrichtungen können beispielsweise in den Zylindern integriert sein oder sich außerhalb an den Zylindern befinden. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Zylinder eine elektromagnetische bzw. eine magnetostriktive, optische oder elektromechanische Wegmesseinrichtung aufweisen. Insbesondere dadurch, dass die Wegmesseinrichtung zu einem integralen Bestandteil der Zylinder wird, kann die gesamte Wegmesseinrichtung extrem kompakt und ohne weitere Anbauteile am Straßenfertiger realisiert werden. Des Weiteren ist die Wegmesseinrichtung, dadurch dass sie integraler Bestandteil der Zylinder ist, vor den unwirtlichen Umweltbedingungen auf einer Straßenbaustelle geschützt und somit extrem wartungsarm. Dadurch, dass die Wegmesseinrichtung direkt den Zylindern zugeordnet ist, wird jegliche Bewegung dieser Zylinder bzw. der Komponenten die mit den Zylindern fest verbunden sind genauestens bestimmbar. Desweiteren wird dadurch jegliche Bewegung, die die Einbaubohle durchführt, auf die sich in einem schwimmenden Zustand befindenden Zylinder übertragen. Da über die relative Stellung der Einbaubohle über den mit einem Straßenbelag zu versehende Untergrund die Schichtdicke bestimmt wird, lässt sich über die Messung der Länge der Bohlenhubzylinder und Nivellierzylinder direkt jede Veränderung in der Schichtdicke bestimmen.
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Vorzugsweise sieht es die Erfindung weiter vor, dass die Wegmesseinrichtungen durch einen dem Straßenfertiger zugeordneten Prozessrechner auslesbar sind, insbesondere die Hubzylinder und/oder die Nivellierzylinder durch die Prozessrechner steuerbar sind. Demnach sind alle Hubzylinder bzw. Nivellierzylinder mit dem Prozessrechner verbunden.
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Diese zentralisierte Erfassung der Längen bzw. Längenänderung und Hubwege der Hubzylinder und/oder der Nivellierzylinder ermöglicht es, ein genaues Bild über die relative Lageänderung der Einbaubohle relativ zu dem Untergrund zu erstellen und somit eine Änderung der Schichtdicke zu ermitteln. Es ist außerdem denkbar, dass die Daten mittels eines kabellosen Netzwerks bzw. per W-LAN an einem sich von dem Straßenfertiger entfernten, zentralen Rechner gesendet und dort verarbeitet werden. Über diesen zentralen Rechner lassen sich beispielsweise in Abhängigkeit von den ermittelten Schichtdickenwerten andere Prozesse bzw. andere Straßenbaufahrzeuge, wie beispielsweise Walzen ansteuern, um eventuelle Unebenheiten im Straßenbelag lokal zu bestimmen und von den Walzen gezielt zu beheben.
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Bevorzugt kann es weiter erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Hubzylinder und/oder die Nivellierzylinder, vorzugsweise der Prozessrechner, durch eine Fernbedienung steuerbar sind, insbesondere die Messeinrichtung durch die Fernbedienung auslesbar ist. Sämtliche Parameter, die zum Betrieb der Einbaubohle bzw. zur Bestimmung der Schichtdicke notwendig sind, können alternativ auch über eine Fernbedienung, die entweder mit einem Kabel mit dem Straßenfertiger oder kabellos mit demselben verbunden ist, eingegeben werden. Gleichzeitig kann die Fernbedienung als Empfangsgerät für aktuelle Werte der Schichtdicke dienen. Auf diese Weise kann die Schichtdicke stets durch eine Person, die sich nicht direkt auf oder neben dem Straßenfertiger befindet ausgelesen und kontrolliert werden. Gleichzeitig können sämtliche Werte, insbesondere die Schichtdicke, durch ein Speichermedium langfristig für Dokumentationszwecke gesichert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1: eine schematische Seitenansicht eines Straßenfertigers,
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2: ein Ausschnitt eines hinteren Teils des Straßenfertigers, und
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3 ein Ausschnitt gemäß 2 mit einer abgesenkten Einbaubohle.
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Ein in 1 schematisch dargestellter Straßenfertiger 10 ist selbstfahrend ausgebildet. Dazu verfügt er über eine zentrale Antriebseinheit 11, die beispielsweise einen Verbrennungsmotor aufweist, der beispielsweise Hydraulikpumpen zur Versorgung von Hydraulikmotoren und gegebenenfalls einen Generator zur Erzeugung von Energie für elektrische Antriebe antreibt.
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Der Straßenfertiger 10 weist ein Fahrwerk 12 auf, dass im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 als Raupenfahrwerk ausgebildet ist, aber auch als Radfahrwerk oder als ein anderes Fahr- bzw. Laufwerk ausgebildet sein kann.
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In Einbaurichtung 13 gesehen ist vor der Antriebseinheit 11 ein wannen- bzw. muldenartig ausgebildeter Vorratsbehälter 14 angeordnet. Der Vorratsbehälter 14 nimmt einen Vorrat des zur Herstellung des Straßenbelags dienenden Straßenbaumaterials, beispielsweise Asphalt, auf. Gegebenenfalls können auch mehrere Vorratsbehälter 14 vorgesehen sein. Der Vorratsbehälter 14 weist zwei Klappen 15 auf, die gegenüberliegend angeordnet und parallel zur Einbaurichtung 13 hochklappbar sind. Während der Herstellung des Straßenbelages befinden sich die beiden Klappen 15 in einer hochgeklappten Position, so dass sie einen Winkel einschließen, dessen Scheitelpunkt mit einer Mittelachse des Straßenfertigers 10 zusammenfällt, wobei dieser Scheitelpunktbereich geöffnet ist, damit das Straßenbaumaterial auf ein, unter den Klappen 15 führendes Förderband rutschen kann. Für die Befüllung des Vorratsbehälters 14 sind die beiden Klappen 15 in eine waagerechte Position verschwenkt, so dass eine Aufnahmebreite des Vorratsbehälters 14 maximiert ist.
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Durch nicht dargestellte Förderorgane wird das Straßenbaumaterial vom Vorratsbehälter 14 unter der Antriebseinheit 11 hindurch zum, in Einbaurichtung 13 betrachtet hinteren Teil des Straßenfertigers 10 transportiert. Von einer hinter dem Fahrwerk 12 angeordneten Verteilerschnecke 16 wird das Straßenbaumaterial über die gesamte Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 verteilt. Dabei gelangt ein Vorrat des Straßenbaumaterials vor eine, hinter der Verteilerschnecke 16 und dem Fahrwerk 12 angehängte, auf- und abbewegbare Einbaubohle 17. Durch die Einbaubohle 17 wird eine Schicht des Straßenbelags mit einer bestimmten Dicke hergestellt.
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Die Einbaubohle 17 ist fest an zwei parallel zur Einbaurichtung 13 ausgerichteten holmenartigen Tragarmen 18 angeordnet. Die Tragarme 18 sind dem Straßenfertiger 10 schwenkbar zugeordnet. An einem Zugpunkt 19 am vorderen Ende 20 der Tragarme 18 ist jeweils ein Nivellierzylinder 21 angeordnet. Dieser Nivellierzylinder 21 ist dem Straßenfertiger 10 fest zugeordnet, und zwar vorzugsweise in Einbaurichtung 13 betrachtet, hinter dem Vorratsbehälter 14. Des Weiteren sind den Tragarmen 18 in Einbaurichtung 13 gesehen vor der Einbaubohle 17 jeweils ein Hubzylinder 22 bzw. ein Bohlenhubzylinder zugeordnet. Dieser Hubzylinder 22 dient im Wesentlichen dazu, die Einbaubohle 17 für den Straßentransport des Straßenfertigers 10 hochzuschwenken. Während des Herstellungsprozesses ist die Einbaubohle 17 abgesenkt und der Hubzylinder 22 befindet sich vorzugsweise in einer Schwimmstellung.
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Der Straßenfertiger 10 wird von einer nicht dargestellten Bedienperson von einem Bedienstand 23 gesteuert. Dieser Bedienstand 23 kann als geschlossene oder offene Kabine ausgebildet sein. Dabei weist der Bedienstand 23 einen Fahrersitz 24 und ein Bedienpult 25 auf.
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Für die Bestimmung der horizontalen Neigung des Straßenfertigers 10 kann der Straßenfertiger 10 einen Neigungssensor 26 aufweisen. Dieser Neigungssensor 26, der beispielsweise als Wasserwaage ausgebildet sein kann, ist dem Straßenfertiger 10 zentral, vorzugsweise zwischen dem Vorratsbehälter 14 und dem Bedienstand 23 zugeordnet. Dieser Neigungssensor 26 wird durch einen zentralen, nicht dargestellten Prozessrechner ausgelesen. Die Daten über den Neigungszustand 26 des Straßenfertigers 10 gegenüber der Horizontalen können für die Steuerung des Herstellungsprozesses bzw. zur Bestimmung des Einbauwinkels der Einbaubohle 17 verwendet werden.
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Üblicherweise ist eine Unterseite 27 der Einbaubohle 17 nicht parallel zu dem Untergrund 28 ausgerichtet, auf dem der Straßenbelag aufzubringen ist. So ist der Abstand 29 zwischen einem in Einbaurichtung 13 gesehenen vorderen Ende der Unterseite 27 der Einbaubohle 17 und dem Untergrund 28 größer als der Abstand 30 zwischen einem in Einbaurichtung 13 betrachtet hinteren Ende der Unterseite 27 der Einbaubohle 17 und dem Untergrund 28. Der so aufgespannte spitze Winkel zwischen der Unterseite 27 und dem Untergrund 28 ist demnach in Einbaurichtung 13 betrachtet geöffnet. Je nach Stellung der Einbaubohle 17 beträgt dieser Winkel wenige Winkelgrad (2).
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In einer Transportstellung der Einbaubohle 17 sind sowohl die Nivellierzylinder 21 als auch die Hubzylinder 22 in ihrer Länge minimiert, so dass der Tragarm 18 mitsamt der Einbaubohle 17 angehoben ist (2). In dieser Stellung wird der Einbaubohle 17, wie zuvor beschrieben, Straßenbaumaterial zugeführt. Für die Herstellung des Straßenbelags wird dann die Einbaubohle 17 durch den Hubzylinder 22 auf den herzustellenden Straßenbelag abgesenkt. Für den weiteren Herstellungsprozess befindet sich der Hubzylinder 22 und somit auch die Einbaubohle 17 in einer schwimmenden Stellung. Nachdem die Einbaubohle 17 auf dem Untergrund 28 bzw. auf dem Straßenbaumaterial abgesenkt wurde, wird durch Betätigung des Nivellierzylinders 21, der durch die Unterseite 27 der Einbaubohle 17 und dem Untergrund 28 gebildete Winkel eingestellt. Bei komplett eingezogenem Nivellierzylinder 21 ist der Winkel maximal und bei komplett ausgefahrenem Nivellierzylinder 21 minimal.
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Bei dem Herstellungsprozess wird die Einbaubohle 17 derart über das Straßenbaumaterial gezogen, das die Einbaubohle 17 über das Straßenbaumaterial hinweg rutscht bzw. gleitet. Für die Herstellung zu einer Seite abschüssigen, quergeneigten Fahrbahnen werden die Nivellierzylinder 21 der Tragarme 18, die gegenüberliegenden Seiten der Einbaubohle 17 zugeordnet sind, entsprechend verstellt bzw. nachgeführt. Für die Verwendung von zwei Einbaubohlen 17 auf einen Straßenfertiger 10 zur Herstellung von zwei Schichten, werden die Zylinder bzw. die Einbaubohlen 17 entsprechend angesteuert.
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Während des Herstellungsprozesses kann es durch Unebenheiten im Untergrund 28, Inhomogenitäten im Straßenbaumaterial, ungewollte Verstellung der Nivellierzylinder 21 oder dergleichen zu unerwünschten Schichtdickenänderungen des Straßenbelags kommen. Daher ist es als ganz wesentlich anzusehen, während des Herstellungsprozesses die Schichtdicke des herzustellenden Straßenbelags zu bestimmen.
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Die Erfindung sieht zur Bestimmung der Schichtdicke des Straßenbelags vor, die Länge bzw. den Hubweg der Nivellierzylinder 21 bzw. der Hubzylinder 22 während des Herstellungsprozesses kontinuierlich und/oder taktweise zu messen. Dazu kann eine entsprechende Wegmesseinrichtung in die Zylinder integriert, oder außen an die Zylinder angebaut werden. Weitere Anbauteile, wie Referenzplatten oder Sensorvorrichtungen zur Messung der Schichtdicke sind dann nicht mehr notwendig. Außerdem ist die Schichtdickenmessung nicht auf einen sauberen Untergrund oder dergleichen angewiesen. Es ist beispielsweise denkbar, dass in den Hubzylindern 22 und Nivellierzylindern 21 ein magnetostriktives Element angeordnet ist, dass genauestens jegliche Längenveränderungen des Hubzylinders 22 und somit jegliches Auf- und Abbewegen der Einbaubohle 17 misst. Alternativ sind jedoch vergleichbare Messmethoden, wie beispielsweise eine elektromagnetische, kapazitive, optische oder elektromechanische Messung denkbar. Insbesondere über die relative Längenänderung des Hubzylinders 22 und/oder der Nivellierzylinder 21 lassen sich kleinste Änderungen in der Schichtdicke bestimmen. Dazu ist es notwendig, dass beim Absenken der Einbaubohle 17 auf den Untergrund 28, die Stellung der Hubzylinder 22 und/oder der Nivellierzylinder 21 als Referenzwert gespeichert wird. Zur weiteren Bestimmung der Schichtdicke ist außerdem die Position des Hubzylinders 22 relativ zum Fahrwerk 12 wesentlich. Außerdem muss das Einfedern der Reifen bei der Bestimmung der Parameter beachtet werden. Für den Fall, dass das Fahrwerk 12 als Radfahrwerk ausgebildet ist, ist die Bestimmung von Referenzpunkten von Besonderer Bedeutung, da die Hinterräder eine gewisse Einfederung bei angehobener Bohle aufweisen.
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Die aktuelle Länge bzw. die Längenänderungen der Hubzylinder 22 und der Nivellierzylinder 21 werden durch einen dem Straßenfertiger 10 zugeordneten Prozessrechner ausgelesen. Durch die Software zur Bestimmung der Schichtdicke werden sämtliche geometrische Maße des Straßenfertigers sowie Referenzpunkte gespeichert. Durch die Ermittlung der Schichtdicke durch den Prozessrechner und durch Speicherung dieser Daten kann auch im Nachhinein noch nachvollzogen werden, welche Profilierung der Straßenbelag aufweist.
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Zu Beginn des Herstellungsprozesses kann entweder manuell oder über Funk ein Soll-Wert für die Schichtdicke bestimmt. In der Software des Prozessrechners wird dieser Soll-Wert ständig mit dem bestimmten Ist-Wert verglichen. Bei Abweichungen des Ist-Wertes von dem Soll-Wert steuert der Prozessrechner insbesondere die Nivellierzylinder 21 an, um die Änderung in der Schichtdicke zu kompensieren. Durch diesen rückkoppelnden Mess- und Kompensationszyklus wird sichergestellt, dass Ist-Wert und Soll-Wert zu jedem Zeitpunkt nahezu gleich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Straßenfertiger
- 11
- Antriebseinheit
- 12
- Fahrwerk
- 13
- Einbaurichtung
- 14
- Vorratsbehälter
- 15
- Klappe
- 16
- Verteilerschnecke
- 17
- Einbaubohle
- 18
- Tragarm
- 19
- Zugpunkt
- 20
- vorderes Ende
- 21
- Nivellierzylinder
- 22
- Hubzylinder
- 23
- Bedienstand
- 24
- Fahrersitz
- 25
- Bedienpult
- 26
- Neigungssensor
- 27
- Unterseite
- 28
- Untergrund
- 29
- Abstand
- 30
- Abstand
