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Die Erfindung betrifft eine magnetische Schnellmontageeinheit für Baumaschinen, insbesondere Straßenfertiger. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ebenfalls ein Verfahren zur magnetischen Schnellmontage einer Anbauvorrichtung an einer Baumaschine und eine Baumaschine mit einer derartigen magnetischen Schnellmontageeinheit.
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Beim Betrieb von Baumaschinen werden oftmals Anbauvorrichtungen eingesetzt, die außen an den Maschinen befestigt werden. Die Anbauvorrichtungen sind mit anderen Worten also derart an den Baumaschinen angebracht, dass sie von außerhalb der Baumaschine zugänglich sind. Unter Baumaschinen werden vorliegend insbesondere Straßenbaumaschinen, wie Straßenfertiger, Straßenfräsen, Stabilisierer, Recycler und Straßenwalzen oder auch weitere Bodenverdichtungsmaschinen, wie Müllverdichter, verstanden. Als Anbauvorrichtungen kommen beispielsweise Sensoren, die zur Erhöhung der Sicherheit des Betriebs und/oder zur Präzisierung der Steuerung dienen, in Betracht. So werden beispielsweise, insbesondere bei Straßenfertigern und Straßenfräsen, Kameras als Anbauvorrichtungen eingesetzt, um dem Fahrer jederzeit optimale Sicht auf den Einbau zu ermöglichen.
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Typischerweise sind derartige Anbauvorrichtungen vergleichsweise teuer und/oder anfällig für Vandalismus. Es ist deshalb häufig gewünscht, sie am Ende eines Arbeitstages von der Baumaschine zu entfernen und am nächsten Arbeitstag wieder anzubringen, damit die Anbauvorrichtungen nicht nachts beschädigt oder gar gestohlen werden können. Auch ist häufig nicht ein flächendeckender Einsatz dieser Anbauvorrichtungen erforderlich, so dass nicht stets jede Maschine mit entsprechenden Anbauvorrichtungen ausgerüstet werden muss. Es wird daher als Vorteil empfunden, wenn ein und dieselbe Anbauvorrichtung auch an verschiedenen Maschinen im Wechsel eingesetzt werden kann.
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Die Anbauvorrichtungen, insbesondere Kameras, werden beispielsweise bisher mittels Schraubverbindungen an Baumaschinen befestigt. Diese führen zu einer zuverlässigen Befestigung der Anbauvorrichtung. Allerdings dauert es relativ lange, die Anbauvorrichtung am Ende eines Arbeitstages von der Baumaschine zu entfernen, wodurch die Gefahr entsteht, dass die Bediener die Anbauvorrichtung doch an der Baumaschine belassen, was zu den angesprochenen Risiken führt. Außerdem können die Anbauvorrichtungen dann nur dort angebracht werden, wo sich entsprechende Schraublöcher und/oder Fassungen an der Baumaschine zur Aufnahme der Anbauvorrichtung befinden.
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Um die Montage beziehungsweise Demontage der Kameras zu vereinfachen und zu beschleunigen, kommen Anbauvorrichtungen mit magnetischen Halterungen zur Verwendung. Diese haben den weiteren Vorteil, dass sie keine Fassung an der Baumaschine benötigen und daher überall befestigt werden können, je nachdem, wo sie eingesetzt werden sollen. Nachteilig an den bisherigen magnetischen Befestigungen ist jedoch, dass diese zwar schnell überall an der Baumaschine befestigt werden können, dass es allerdings aufwendig ist, die Anbauvorrichtung in die gewünschte Ausrichtung zu bringen. Dies betrifft insbesondere die Verwendung von Kameras als Anbauvorrichtung, die regelmäßig mit einem definierten Blickwinkel an der Baumaschine befestigt werden sollen. Die Ausrichtung der Kamera stellt einen vergleichsweise zeitintensiven Schritt dar. Durch die Position der Schraublöcher wird bei Schraubverbindungen die Ausrichtung der Anbauvorrichtung dagegen vorgegeben. Bei magnetischen Befestigungen, die überall an der Baumaschine eingesetzt werden können, fehlt eine derartige gleichbleibende Ausrichtung. Die korrekte Orientierung der Anbauvorrichtung muss per Hand frei eingestellt werden. Dadurch geht ein durch die schnelle Montage eingesparter Arbeitsaufwand zumindest teilweise durch die aufwendige Justierung beziehungsweise Ausrichtung wieder verloren. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es auf eine exakte Ausrichtung der Anbauvorrichtung, insbesondere der Kamera ankommt, beispielsweise, wenn die Kamera als Sensoreinrichtung genutzt wird, um die Verladung von Fräsgut zu erleichtern (wie in der
US 2013/0080000 A1 offenbart) oder sonstige Bild verarbeitende Schritte erfolgen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Montagemöglichkeit für Anbauvorrichtungen für Baumaschinen bereitzustellen, die zum einen ein schnelles An- und Abbauen der Anbauvorrichtung an der Baumaschine realisiert, die aber gleichzeitig auch ein schnelles, zuverlässiges und präzises Ausrichten der Anbauvorrichtung gegenüber der Baumaschine ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer magnetischen Schnellmontageeinheit, einem Verfahren zur magnetischen Schnellmontage und einer Baumaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Konkret gelingt die Lösung mit einer magnetischen Schnellmontageeinheit für Baumaschinen, insbesondere Straßenfertiger und Straßenfräsen, mit einer zur dauerhaften Anbringung an einer Baumaschine ausgebildeten Positionsmarkierung, einer auf der Positionsmarkierung magnetisch befestigbaren Anbauvorrichtung, einer an der Anbauvorrichtung angeordneten und die Ausrichtung der Anbauvorrichtung anzeigenden Ausrichtungsmarkierung, und einer an der Positionsmarkierung angeordneten Ausrichthilfe, wobei die Ausrichtungsmarkierung und die Ausrichthilfe derart ausgebildet sind, dass die Ausrichtung der Anbauvorrichtung gegenüber der Baumaschine bei auf der Positionsmarkierung befestigter Anbauvorrichtung an der relativen Lage der Ausrichtungsmarkierung zur Ausrichthilfe ablesbar ist. Dauerhaft ist dabei so zu verstehen, dass die Positionsmarkierung an der Maschine verbleiben soll, unabhängig davon, ob die Anbauvorrichtung anmoniert oder abgebaut ist.
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Die magnetische Schnellmontageeinheit kann dabei magnetische und nichtmagnetische Anteile umfassen. So kann beispielsweise die Positionsmarkierung magnetisch oder nichtmagnetisch an der Baumaschine angebracht beziehungsweise befestigt werden. Wesentlich ist, dass die Anbauvorrichtung mittelbar oder unmittelbar über eine über Magnetismus wirkende Verbindung an der Maschine reversibel befestigbar ist. Entsprechend umfasst die magnetische Schnellmontageeinheit bevorzugt auch selbst einen Haltemagneten, über den die Anbindung an die Baumaschine erreicht wird.
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Die Positionsmarkierung dient dazu, diejenige Stelle an der Baumaschine zu kennzeichnen, an der die Anbauvorrichtung befestigt werden soll. So kann ein Benutzer die Anbauvorrichtung immer an derselben Stelle anbringen, ohne lange über die exakte Positionierung der Anbauvorrichtung nachzudenken oder diese im schlimmsten Fall durch Ausprobieren finden zu müssen. Unter einer dauerhaften Anbringung wird vorliegend insbesondere auch verstanden, dass die Anbringung auch im Arbeitsbetrieb der Baumaschine nicht verrutscht und die Positionsmarkierung derart ausgebildet ist, dass sie nach Anbringung an der Baumaschine an dieser zumindest für Tage, alternativ auch permanent, verbleiben kann.
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Erfindungsgemäß sind eine Ausrichtungsmarkierung an der Anbauvorrichtung und eine Ausrichthilfe an der Positionsmarkierung vorgesehen. Die Ausrichtungsmarkierung dient dazu, eine optische Kennzeichnung der Ausrichtung bzw. der Arbeitsrichtung der Anbauvorrichtung bereitzustellen. Da die meisten Anbauvorrichtungen, wie beispielsweise Kameras, eine Richtung haben, in der sie ihre Funktion ausfüllen (beispielsweise die Blickrichtung einer Kamera oder die Messrichtung eines Sensors), muss dies bei der Montage der Anbauvorrichtung berücksichtigt werden, wenn sichergestellt werden soll, dass nach wiederholtem Ab- und Anbau eine identische Relativpositionierung der Anbauvorrichtung an der Baumaschine erreicht wird. Um die richtige Ausrichtung der Anbauvorrichtung gegenüber der Baumaschine sicherzustellen, wird die Ausrichthilfe an der Positionsmarkierung verwendet. Diese stellt einen Fixpunkt an der Baumaschine zur Verfügung, gegenüber dem die Ausrichtungsmarkierung, und damit die Anbauvorrichtung, justiert beziehungsweise ausgerichtet werden kann. Insgesamt ist die Ausrichtung der Anbauvorrichtung aus der gemeinsamen Betrachtung der Ausrichtungsmarkierung und der Ausrichthilfe, beziehungsweise aus deren Lage zueinander, ersichtlich. Die Ausrichtungsmarkierung und die Ausrichthilfe sind bevorzugt derart ausgebildet, dass sie bei an der Baumaschine montierter Anbauvorrichtung für einen Bediener sichtbar sind, die Ausrichthilfe wird also idealerweise nicht etwa durch die Anbauvorrichtung verdeckt. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Positionsmarkierung größer ist als diejenige Fläche, die durch die an der Baumaschine montierte Anbauvorrichtung abgedeckt beziehungsweise verdeckt wird. Derjenige Teil der Positionsmarkierung, der die Ausrichthilfe aufweist, steht vorzugsweise über die an der Baumaschine montierte Anbauvorrichtung vor und ist damit einsehbar. So kann der Bediener die Ausrichtung der Anbauvorrichtung auch nach einem ersten Anbringen der Anbauvorrichtung noch ablesen und gegebenenfalls korrigieren. Wesentlich ist somit der Grundgedanke der Erfindung, eine Positionierhilfe für eine magnetische Schnellmontageeinheit zur Verfügung zu stellen, wozu einerseits eine Markierung an der Baumaschine (Positionsmarkierung) und eine Markierung an der Anbauvorrichtung (unmittelbar oder mittelbar; Ausrichtungsmarkierung) vorgesehen ist. Damit nun sichergestellt ist, dass die Anbauvorrichtung nicht nur an derselben Stelle an der Baumaschine angebracht wird, sondern darüber hinaus auch mit derselben Ausrichtung, ist erfindungsgemäß eine Ausrichtmarkierung (Ausrichthilfe) an der Positionsmarkierung vorgesehen, die bei der Montage eine entsprechende Ausrichtung der Anbauvorrichtung codiert. Die erfindungsgemäße magnetische Schnellmontageeinheit ermöglicht somit den Anbau einer Anbauvorrichtung an ein und derselben Stelle an der Baumaschine mit ein und derselben Ausrichtung. Dadurch ist der An- und Abbau sehr einfach, wodurch insbesondere die Compliance der Bediener dahingehend, die Anbauvorrichtung nach dem Betrieb auch tatsächlich von der Baumaschine zu demontieren und vor dem Betrieb anzumontieren, erheblich gesteigert wird.
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Grundsätzlich ist es ausreichend, einen einzelnen Punkt, eine Linie oder eine ähnliche Markierung als Ausrichthilfe auf der Positionsmarkierung vorzusehen. Anhand dieser Markierung kann die Ausrichtung der Anbauvorrichtung mithilfe der Ausrichtungsmarkierung vorgenommen werden. Dagegen bevorzugt ist es allerdings, wenn die Ausrichthilfe eine Skalierung aufweist, mit deren Hilfe während der Montage verschiedene Ausrichtungen der Anbauvorrichtung einstellbar sind. Die Skalierung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie, insbesondere einheitlich voneinander beabstandete, Stufen vorgibt, in denen die Arbeitsrichtung der Anbauvorrichtung verstellt werden kann. Grundsätzlich kann die Arbeitsrichtung der Anbauvorrichtung selbstverständlich stufenlos verstellt werden, die Stufen kommen lediglich dadurch zustande, dass die Skalierung der Ausrichthilfe verschiedene Positionen kennzeichnet, die jeweils einer Stufe entsprechen. Die Skalierung kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass eine Verstellung der Ausrichtung der Anbauvorrichtung um eine Stufe einer Drehung der Anbauvorrichtung um maximal 20°, bevorzugt maximal 15°, besonders bevorzugt um maximal 10° und ganz besonders bevorzugt um maximal 5°, entspricht. Diese „Drehung” erfolgt bevorzugt um eine virtuelle Achse, die senkrecht von der Montageoberfläche der Baumaschine absteht. Eine Ausrichtung der Ausrichtungsmarkierung anhand dieser Stufen führt dann zu einer Ausrichtung der Anbauvorrichtung gegenüber der Baumaschine, die der jeweiligen Stufe entspricht. Auf diese Weise ist es besonders einfach, verschiedene Ausrichtungen einer Anbauvorrichtung an einer Positionsmarkierung einzustellen oder die Ausrichtung in Schritten, die den Stufen entsprechen, anzupassen. Der besondere Vorteil liegt weiterhin darin, dass durch die Skalierung die jeweiligen Ausrichtungen einfach und schnell zu reproduzieren sind, wenn sie zwischenzeitlich verstellt wurden oder die Anbauvorrichtung von der Baumaschine entfernt wurde.
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Für die meisten Anwendungen ist es ausreichend, wenn die Ausrichthilfe und insbesondere auch deren Skalierung nur in einem Bereich des Umfanges der auf der Baumaschine befestigten Anbauvorrichtung vorhanden sind, da es beispielsweise bei Kameras selten vorkommt, dass diese an einer Position tatsächlich in allen Richtungen sinnvoll eingesetzt werden können. Dennoch wird die Flexibilität der magnetischen Schnellmontageeinheit erhöht, wenn die Ausrichthilfe und insbesondere auch deren Skalierung eine Vielzahl von möglichen Ausrichtungen der Anbauvorrichtung ermöglichen. Es ist daher bevorzugt, dass die Ausrichthilfe den Umfang der auf der Positionsmarkierung befestigten Anbauvorrichtung zu wenigstens einem Drittel, bevorzugt zu wenigstens der Hälfte, weiter bevorzugt zu wenigstens zwei Dritteln und besonders bevorzugt vollständig, umgibt. Insbesondere weist die Ausrichthilfe über ihre gesamte Erstreckung hinweg die Skalierung auf, so dass die Anbauvorrichtung präzise und einfach über einen Bereich von bis zu 360° an einer Positionsmarkierung ausgerichtet werden kann.
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Bisweilen kommt es vor, dass für einzelne Arbeitsschritte die Ausrichtung der Anbauvorrichtung kurzzeitig verstellt werden muss und im Anschluss an den Arbeitsschritt wieder in die ursprüngliche Position gebracht werden soll. Darüber hinaus soll die Anbauvorrichtung, wenn sie am Ende des Arbeitstages von der Baumaschine entfernt wird, am nächsten Arbeitstag wieder exakt so angebracht und ausgerichtet werden können, wie sie am Tag zuvor war. Um dies zu realisieren, ist es bevorzugt, dass die magnetische Schnellmontageeinheit eine lösbar an der Ausrichthilfe befestigbare Referenzmarkierung umfasst, mit der eine gewünschte Ausrichtung der Anbauvorrichtung gegenüber der Baumaschine markierbar ist. Die Referenzmarkierung kann insbesondere magnetisch oder durch Kleben oder Klemmen an der Positionsmarkierung befestigbar sein. Auch denkbar wäre eine Rast- oder Steckverbindung mit der Positionsmarkierung. Besonders bevorzugt ist die eine magnetische Verbindung, die dadurch realisiert werden kann, dass die Referenzmarkierung einen Magneten umfasst, mit dem sie entweder an der Positionsmarkierung oder an der unter der Positionsmarkierung liegenden Baumaschine befestigt werden kann. Die Referenzmarkierung wird beispielsweise derart an der Ausrichthilfe der Positionsmarkierung befestigt, dass sie die Lage der Ausrichtungsmarkierung der Anbauvorrichtung anzeigt, auch wenn die Anbauvorrichtung mitsamt Ausrichtungsmarkierung entfernt oder deren Ausrichtung verändert worden ist. Soll die Anbauvorrichtung wieder in die entsprechende Ausrichtung gebracht werden, wird die Ausrichtungsmarkierung einfach anhand der Referenzmarkierung ausgerichtet. Auf diese Weise lässt sich die ursprüngliche Ausrichtung der Anbauvorrichtung gegenüber der Baumaschine einfach, schnell und exakt wiederherstellen.
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Um die Montage der Anbauvorrichtung an der Baumaschine weiter zu vereinfachen und zu beschleunigen, insbesondere wenn mehrere Anbauvorrichtungen an einer Baumaschine eingesetzt werden sollen und/oder mehrere Ausrichtungen für ein und dieselbe Anbauvorrichtung, ist es bevorzugt, wenn die Anbauvorrichtung und die Positionsmarkierung eine Zuordnungshilfe aufweisen, die die Zuordnung der Anbauvorrichtung zur Positionsmarkierung ermöglichen. Mit der Zuordnungshilfe gelingt somit für den Betrachter eine eindeutige Zuordnung einer bestimmten Anbauvorrichtung zu einer Positionsmarkierung und/oder einer bestimmten Ausrichtung der Anbauvorrichtung an der Positionsmarkierung. Beispielsweise weisen sowohl die Anbauvorrichtung als auch die Positionsmarkierung ein übereinstimmendes Symbol oder eine übereinstimmende Ziffer auf. Die Zuordnungshilfe kann allerdings auch lösbar ausgebildet sein, derart, dass sie jeweils an der Anbauvorrichtung und der Positionsmarkierung anbringbar sind. Die lösbare Verbindung der Zuordnungshilfe mit der Anbauvorrichtung und der Positionsmarkierung kann ebenfalls beispielsweise magnetisch, durch Klemmen, Kleben, Rasten oder Stecken erfolgen. Je nach Anwendung ist es dadurch möglich, die Anbauvorrichtungen den jeweiligen Positionsmarkierungen zuzuteilen. Auf diese Weise kann jeder Positionsmarkierung ohne lange Vorüberlegung eindeutig eine Anbauvorrichtung zugeordnet werden, die auf genau dieser Positionsmarkierung angebracht werden soll. Dies ist besonders bei der Verwendung von mehreren und/oder verschiedenen Anbauvorrichtungen von Vorteil.
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Wie schon beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine magnetische Schnellmontageeinheit zur Verfügung, die grundsätzlich bei sämtlichen, insbesondere wertvollen, Anbauvorrichtungen für Baumaschinen Verwendung finden kann. Es ist allerdings bevorzugt, dass die Anbauvorrichtung ein Sensor, insbesondere eine Kamera, ist. Neben Kameras kommen auch weitere Sensoren, wie beispielsweise Lasersensoren oder Ultraschallsensoren etc., in Betracht. Gerade bei Sensoren kommen die Vorteile der Erfindung mit genau einstellbarer und reproduzierbarer Ausrichtung besonders positiv zum Vorschein. Besonders bevorzugt betrifft die Erfindung eine magnetische Schnellmontageeinheit für eine Kamera für einen Straßenfertiger und/oder eine Straßenfräse.
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Die Positionsmarkierung und/oder die Ausrichtungsmarkierung kann grundsätzlich in vielfältiger Weise realisiert werden. Beispielsweise kann die jeweilige Markierung mit einem beständigen Stift oder einer Farbe oder auch eine Raumstruktur aufgebracht werden. Auch ein Anbringen eines markierenden Formteils mittels Schrauben oder einer Klemm-, Rast- oder Steckverbindung ist denkbar. Bevorzugt sind die Positionsmarkierung und/oder die Ausrichtungsmarkierung als, insbesondere wetterfester, Aufkleber ausgebildet. Wetterfest bedeutet vorliegend, dass der Aufkleber insbesondere hitze-, kälte-, licht-, wasser-, abrieb- und wischfest ausgebildet ist und ohne seine Funktion zu verlieren idealerweise mehrere Jahre im Freien Bestand hat. Dafür darf er sich weder lösen noch seine Markierungen oder die Skalierung der Ausrichthilfe verlieren. Die Ausbildung der Positionsmarkierung und/oder der Ausrichtungsmarkierung als Aufkleber ist zum einen kostengünstig und ermöglicht eine besonders einfache und schnelle und zudem äußerst vielfältige Anbringung an der Baumaschine beziehungsweise der Anbauvorrichtung. Schon bestehende magnetische Anbauvorrichtungen können zudem auf diese Weise einfach zur erfindungsgemäßen Schnellmontageeinheit nachgerüstet werden. Ferner kann dann beispielsweise die Anbauvorrichtung auch auf den Aufkleber aufgesetzt werden.
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Es ist ferner bevorzugt, wenn die Schnellmontageeinheit einen Standfuß und eine Sensorhalterung, insbesondere in Form einer Haltegabel mit zwei Haltebacken, zwischen denen der Sensor gehalten ist, aufweist. Der Standfuß dient der Befestigung an der Baumaschine und umfasst somit besonders bevorzugt einen Haltemagneten. Der Standfuß kann ferner bevorzugt dazu genutzt werden, die Ausrichtungsmarkierung zu tragen oder sogar zu bilden, beispielsweise durch eine geeignete Formgebung des Standfußes, insbesondere mithilfe einer Ausnehmung, eines Vorsprungs etc. Um eine besonders exakte Ausrichtung des Sensors zu ermöglichen, ist es ebenfalls bevorzugt, wenn die Sensorhalterung eine Justiereinrichtung aufweist, mit deren Hilfe eine Feineinstellung der Position des Sensors innerhalb der Sensorhalterung gegenüber dem Standfuß möglich ist. Diese Justiereinrichtung ist dabei idealerweise derart ausgebildet, dass der Sensor wenigstens um eine Raumachse, bevorzugt um eine Raumachse quer und insbesondere senkrecht zur Standfußfläche verstellbar ist. Eine besonders belastbare und funktionszuverlässige Justiereinrichtung wird beispielsweise durch geeignete, insbesondere gekurvte, Langlochführungen, insbesondere innerhalb der Haltebacken, erhalten.
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Die eingangs genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur magnetischen bzw. über einen Magneten wirkenden Schnellmontage einer Anbauvorrichtung, insbesondere eines Sensors wir ganz besonders einer Kamera, an einer Baumaschine, insbesondere einem Straßenfertiger und/oder einer Straßenfräse, mit den Schritten: Anbringen einer Positionsmarkierung mit einer Ausrichthilfe an der Baumaschine; Anbringen einer Ausrichtungsmarkierung an der Anbauvorrichtung; Magnetisches Befestigen der Anbauvorrichtung auf der Positionsmarkierung; und Ausrichten der Anbauvorrichtung anhand der Relativpositionen der Ausrichthilfe und der Ausrichtungsmarkierung. Um Wiederholungen zu vermeiden wird auf die vorstehenden Ausführungen zu den einzelnen Elementen Bezug genommen. Diese gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Sobald die Positionsmarkierung an der Baumaschine und die Ausrichtungsmarkierung an der Anbauvorrichtung angebracht sind (wobei dies auch ab Werk geschehen kann bzw. durch eine fest in einen Standfuß implementierte Ausrichtungsmarkierung erfolgen kann), müssen diese Schritte nicht nochmals wiederholt werden, außer, die Anbauvorrichtung soll in Zukunft an anderer Stelle als derjenigen der ersten Positionsmarkierung eingesetzt werden. Die Positionsmarkierung verbleibt an der Baumaschine, die Ausrichtungsmarkierung an der Anbauvorrichtung bzw. ist integraler Bestandteil mit dieser. Nur das Befestigen der Anbauvorrichtung und das Ausrichten derselben werden im täglichen Arbeitsgang wiederholt.
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Das Verfahren kann ebenfalls durch das Anbringen einer die Ausrichtung der Anbauvorrichtung gegenüber der Baumaschine markierenden lösbaren Referenzmarkierung an der Ausrichthilfe als weiterer Schritt ergänzt werden. Die Referenzmarkierung wird immer dann eingesetzt, wenn eine bestehende Ausrichtung der Anbauvorrichtung zur späteren Wiederherstellung markiert werden soll. Nachdem die ursprüngliche Ausrichtung wiederhergestellt ist, kann die Referenzmarkierung wieder entfernt werden. Es ist auch möglich, die Referenzmarkierung zu belassen, falls absehbar ist, dass die Anbauvorrichtung später wieder verstellt oder abgebaut wird, und danach wieder in die markierte Ausrichtung gebracht werden soll.
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Ein weiterer optionaler Schritt ist das Anbringen jeweils einer Zuordnungshilfe an der Anbauvorrichtung und der Positionsmarkierung, die die Zuordnung der Anbauvorrichtung zur Positionsmarkierung ermöglichen. Soll die Zuordnung verschiedener Anbauvorrichtungen zu den Positionsmarkierungen verändert werden, so können die jeweiligen Zuordnungshilfen ausgetauscht werden.
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Die Lösung der eingangs genannten Aufgabe gelingt ebenfalls mit einer Baumaschine, insbesondere einem Straßenfertiger, einer Straßenfräse, einem Stabilisierer, einem Recycler oder einem Müllverdichter, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen magnetischen Schnellmontageeinheit.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 eine Seitenansicht einer Baumaschine, hier Straßenfertiger;
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2 eine Frontansicht einer Anbauvorrichtung, hier Kamera;
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3 eine Draufsicht einer Anbauvorrichtung, hier Kamera;
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4 eine Draufsicht einer Positionsmarkierung;
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5 eine Draufsicht einer Positionsmarkierung mit Anbauvorrichtung;
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6 eine Draufsicht gemäß 5 mit Referenzmarkierung;
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7 eine Draufsicht gemäß 4 mit Referenzmarkierung;
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8 eine perspektivische Ansicht einer Positionsmarkierung und Anbauvorrichtung;
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9 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens;
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10 eine Seitenansicht einer alternativen Baumaschine, hier einer Straßenfräse;
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11 eine weitere alternative Ausführungsform einer Anbauvorrichtung in perspektivischer Schrägansicht;
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12 die Anbauvorrichtung aus 11 in einer Seitenansicht;
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13 eine Anzeigeeinrichtung in perspektivischer Schrägansicht von hinten;
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14 die Anzeigeeinrichtung aus 13 in Seitenansicht; und
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15 einen Straßenfertiger in perspektivischer Schrägansicht mit mehreren Anbauvorrichtungen des Typs aus den 11 und 12.
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1 zeigt eine Baumaschine, genauer einen Straßenfertiger 1, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird. Der Straßenfertiger 1 weist einen Fahrerstand 2 mit einer Steuerungskonsole auf, von dem aus ein Bediener den Straßenfertiger 1 steuern kann. Ein Antriebsaggregat 3 stellt die notwendige Energie für die Arbeit und die Fortbewegung des Straßenfertigers 1 zur Verfügung. Der Straßenfertiger 1 weist ein Fahrwerk 6 auf und ist selbstfahrend ausgebildet. Während des Arbeitsbetriebes wird Einbaugut vom Bunker 5 durch den Straßenfertiger 1 bis zur Bohle 4 transportiert, die das Einbaugut verteilt, verdichtet und als neue Tragschicht einer Straße auf dem Boden zurücklässt. Um diese Vorgänge zu überwachen, wird eine erfindungsgemäße magnetische Schnellmontageeinheit verwendet, die nachstehend näher erläutert wird. Am Straßenfertiger ist ferner eine Anbauvorrichtung 7 in Form einer Kamera mit dem Blickwinkel 11 anmontiert. Die Halterung erfolgt über eine magnetische Schnellmontageeinheit 17.
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Die 2 und 3 zeigen eine Anbauvorrichtung 7, die im dargestellten Beispiel eine Kamera ist. Sie weist einen Fuß 8 und einen Kopf 9 auf. Am Kopf 9 der Kamera befindet sich das Objektiv 10, von dem aus sich das Blickfeld 11 der Kamera im Blickwinkel α aufspannt. Diejenige Richtung, in die das Blickfeld 11 der Kamera zeigt, wird auch als Arbeitsrichtung der Anbauvorrichtung 7 beziehungsweise der Kamera bezeichnet. Der Fuß 8 der Kamera weist einen Befestigungsmagneten M und eine Befestigungsseite 19 auf, mit der die Anbauvorrichtung 7 an der Baumaschine, beispielsweise dem Straßenfertiger 1, befestigbar ist. Am Fuß 8 der Kamera ist eine Ausrichtungsmarkierung 12 angebracht, in diesem Fall ein wetterfester Aufkleber. Hier kann beispielsweise ergänzend oder alternativ auch auf andere Arten der Markierung, wie beispielsweise Einkerbungen, Vorsprünge etc. zurückgegriffen werden. Die Ausrichtungsmarkierung 12 ist derart ausgebildet und angebracht, dass der Blinkwinkel α und der Verlauf des Blickfeldes 11 an ihr ablesbar sind. Insbesondere 3 zeigt, dass die Ausrichtungsmarkierung 12 das Blickfeld 11 der Kamera in Draufsicht im Wesentlichen exakt anzeigt beziehungsweise markiert. Im gezeigten Beispiel ist die Ausrichtungsmarkierung 12 in Form eines Kreisringsegments ausgestaltet, dessen Schmalseiten an den Verlauf des Blickfeldes 11 angepasst sind. Die Ausrichtungsmarkierung 12 könnte allerdings auch anders ausgeformt sein, so lange der Verlauf des Blickfeldes 11 sich einfach ablesen lässt. Um die Anzeige optisch besser hervorzuheben kann die Ausrichtungsmarkierung 12 in einer Signalfarbe, beispielsweise rot, ausgeführt sein. Durch die Ausrichtungsmarkierung 12 ist die Arbeits- beziehungsweise Blickrichtung der Anbauvorrichtung 7 jederzeit sofort ersichtlich.
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4 zeigt eine Positionsmarkierung 13, die an einer nahezu beliebigen Stelle der Baumaschine einsatzadäquat befestigt ist. Wo die Positionsmarkierung 13 angebracht wird, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Die Positionsmarkierung 13 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Anlagefläche 14 und eine Ausrichthilfe 15. Im gezeigten Beispiel verläuft die Ausrichthilfe 15 kreisringförmig um die Anlagefläche 14 und umgibt diese vollständig. Die Ausrichthilfe 15 kann selbstverständlich auch andere Formen haben, beispielsweise kann sie rechteckig oder polygonal sein. Auch die Anlagefläche 14 und die Positionsmarkierung 13 an sich können unterschiedliche Formen aufweisen und müssen nicht, wie gezeigt, kreisförmig sein. Wesentlich ist, dass die Positionsmarkierung 13 mit der Ausrichthilfe 15 eine exakte Positionierung der Anbauvorrichtung mithilfe der dort angebrachten Ausrichtungsmarkierung 12 ermöglicht. Die Anlagefläche 14 ist derart ausgebildet, dass die Befestigungsseite 19 des Fußes 8 der Kamera vollständig auf die Anlagefläche 14 passt und somit bei an der Positionsmarkierung 13 auf der Anlagefläche 14 befestigter Kamera (siehe 5) die Ausrichthilfe 15 neben dem Fuß 8 weiter sichtbar bleibt. Die Ausrichthilfe 15 ist mit einer gleichmäßigen Skalierung 16 versehen, die ebenfalls, wie in 5 gezeigt, nicht vom Fuß 8 verdeckt wird, sondern über diesen übersteht und von außen einsehbar ist.
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Wie aus einer Zusammenschau der 4 und 5 hervorgeht, weist sowohl die Positionsmarkierung 13 als auch die Anbauvorrichtung 7 eine Zuordnungshilfe 20 auf, im gezeigten Beispiel das übereinstimmende Symbol „X”. Das „X” symbolisiert somit eine bestimmte Position auf der Positionsmarkierung für eine bestimmte Anbaueinrichtung. Die Zuordnungshilfe 20 kann, abweichend vom gezeigten Beispiel, auch an anderen Stellen der Positionsmarkierung 13 und der Anbauvorrichtung 7 angeordnet werden. Beispielsweise kann die Zuordnungshilfe 20 auch an der Ausrichthilfe 15 oder dem Kopf 9 angebracht werden. Dadurch, dass sowohl die Anbauvorrichtung 7 als auch die Positionsmarkierung 13 dieselbe Zuordnungshilfe 20 aufweisen, ist klar, dass genau diese Anbauvorrichtung 7 an dieser Positionsmarkierung 13 angebracht werden soll. Sind mehrere Anbauvorrichtungen 7 für die Verwendung an ein und derselben Baumaschine vorgesehen, so sind die anderen Paare aus Anbauvorrichtungen 7 und Positionsmarkierungen 13 mit anderen, von den gezeigten verschiedenen Zuordnungshilfen 20 gekennzeichnet, beispielsweise mit „Y”. So können auch mehrere Anbauvorrichtungen 7 an einer Baumaschine verwendet werden, ohne die Montage der Anbauvorrichtungen 7 zu verlangsamen.
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Die Ausrichtung der Anbauvorrichtung 7 anhand der mit der Skalierung 16 versehenen Ausrichthilfe 15 wird insbesondere aus 5 deutlich, die die gesamte magnetische Schnellmontageeinheit 17 zeigt. Das Blickfeld 11 der im Beispiel als Kamera ausgeführten Anbauvorrichtung 7 wird durch die Ausrichtungsmarkierung 12 angezeigt. In montiertem Zustand liegt die Ausrichtungsmarkierung 12 direkt neben der Ausrichthilfe 15 mit der Skalierung 16 und kann so einfach mit dieser abgeglichen werden. Soll die Anbauvorrichtung 7 um einen bestimmten Winkel verdreht werden, so kann dafür einfach die Skalierung 16 der Ausrichthilfe 15 benutzt werden. Beträgt eine Stufe der Skalierung 16 beispielsweise 5°, und soll die Anbauvorrichtung 7 um 10° gedreht werden, so wird die Ausrichtungsmarkierung 12 einfach um zwei Stufen der Skalierung 16 rotiert.
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Damit eine Ausrichtung der Anbauvorrichtung 7 nicht verloren geht, wenn diese neu ausgerichtet oder von der Baumaschine demontiert wird, wird eine Referenzmarkierung 18 eingesetzt, wie in den 6 bis 8 gezeigt. Die Referenzmarkierung 18 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als magnetisches Teil in Form eines Kreisringsegments ausgebildet. Die Form kann, insbesondere angepasst an die Form der jeweiligen Ausrichthilfe 15 und/oder der Ausrichtungsmarkierung 12, allerdings auch anders gewählt werden. Wichtig ist, dass die Referenzmarkierung 18 so an der Ausrichthilfe 15 anbringbar ist, dass sie eindeutig eine Position der Ausrichtungsmarkierung 12 anzeigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Referenzmarkierung 18 derart magnetisch auf der Ausrichthilfe 15 befestigt, dass sie einen Teil der Skalierung 16 verdeckt, der in den 6 und 7 deshalb gestrichelt, in 8 gar nicht dargestellt ist. 6 zeigt den Zustand, in dem die Referenzmarkierung 18 an die Ausrichtungsmarkierung 12 angelegt und auf der Ausrichthilfe 15 befestigt wurde. Sowohl die Ausrichtungsmarkierung 12 als auch die Referenzmarkierung 18 zeigen genau den Verlauf des Blickfeldes 11 der Kamera an. 7 zeigt den Zustand, nachdem die Anbauvorrichtung 7, sprich die Kamera, von der Positionsmarkierung 13 entfernt wurde. Die Referenzmarkierung 18 verbleibt auf der Ausrichthilfe 15. Soll die Kamera später wieder in derselben Ausrichtung an der Positionsmarkierung 13 angebracht werden, so muss lediglich die Ausrichtungsmarkierung 12 der Kamera wieder derart an die Referenzmarkierung 18 angelegt werden, dass beide innerhalb des Blickfeldes 11 der Kamera liegen. Dies ist durch ein einfaches Anlegen der Ausrichtungsmarkierung 12 an die Referenzmarkierung 18 möglich. Ein Zustand des Anbringens der Kamera an der Positionsmarkierung 13 und des Ausrichtens des Blickfeldes 11 ist in 8 perspektivisch dargestellt.
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Das Verfahren 27 zur magnetischen Schnellmontage einer Anbauvorrichtung 7 ist in 9 als Flussdiagramm dargestellt. Dieses Verfahren umfasst auch Schritte, die nur ein einziges Mal angewendet werden müssen und beschreibt so auch beispielsweise das Vorgehen bei einer Nachrüstung der magnetischen Schnellmontageeinheit der Erfindung bei schon bestehenden Systemen. Es beginnt mit Schritt 21, in dem die Positionsmarkierung 13 an der Baumaschine angebracht wird. Die Positionsmarkierung 13 kann überall da angeordnet werden, wo eine Anbauvorrichtung 7 benötigt wird. Als nächstes folgt Schritt 22, in dem die Ausrichtungsmarkierung 12 an der Anbauvorrichtung 7 derart befestigt wird, dass die Ausrichtungsmarkierung 12 die Arbeitsrichtung der Anbauvorrichtung 7 angibt. Im nachfolgenden optionalen Schritt 23 erfolgt das Anbringen der übereinstimmenden Zuordnungshilfen 20 an der Positionsmarkierung 13 und der Anbauvorrichtung 7, so dass klar gekennzeichnet wird, welche Anbauvorrichtung 7 zu welcher Positionsmarkierung 13 gehört. Das Anbringen beziehungsweise das Befestigen der Anbauvorrichtung 7 an der Baumaschine erfolgt im Schritt 24 des Verfahrens. Dieser Schritt ist aufgrund der magnetischen Befestigung besonders einfach, weil die Anbauvorrichtung 7 im Wesentlichen nur an der richtigen Stelle, nämlich auf der Positionsmarkierung 13, positioniert werden muss. Es folgt Schritt 25, indem ein Ausrichten der Anbauvorrichtung 7 an der Baumaschine erfolgt. Hierfür wird die relative Lage der Ausrichtungsmarkierung 12 zur Ausrichthilfe 15 beziehungsweise deren Skalierung 16 verwendet. Im letzten Schritt 26 des Verfahrens erfolgt eine Anbringung der Referenzmarkierung 18 an der Ausrichthilfe 15. So lange die Referenzmarkierung 18 an der Ausrichthilfe 15 verbleibt, kann dann im Schritt 25 zur Ausrichtung der Anbauvorrichtung 7 die Referenzmarkierung 18 und die Ausrichtungsmarkierung 12 herangezogen werden, auf die Ausrichthilfe 15 und deren Skalierung 16 kommt es dann nicht mehr an.
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10 veranschaulicht eine weitere Baumaschine 1, konkret eine Straßenfräse, die sich besonders für den Einsatz der Erfindung eignet. Neben Fahreinrichtungen 6, einem Fahrstand 2 und einem Antriebsmotor 3 sind wesentliche Elemente der Straßenfräse eine Fräseinheit 27 und eine Fräsgutfördereinrichtung 28. Im vorliegenden Anwendungsfall umfasst die Baumaschine 1 gleich zwei Anbauvorrichtungen 7 in Form von Kameras. Eine Kamera ist unterhalb der Fräsgutfördereinrichtung 28 angeordnet. Die andere Kamera ist in Arbeitsrichtung hinter der Fräseinheit 27 angeordnet und mit ihrer Blickrichtung auf den Arbeitsuntergrund gerichtet.
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Die 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anbauvorrichtung 7 einer magnetischen Schnellmontageeinheit (17) (in Bezug auf die Ausbildung der Ausrichtungsmarkierung 12 und der Ausrichthilfe 15 wird auf die vorhergehenden Ausführungen Bezug genommen). Die ebenfalls als Digitalkamera ausgebildete Anbauvorrichtung 7 umfasst zur Halterung der Kamera am Fuß 8 eine Lagergabel 29 mit zwei aufragenden Halteschenkeln 30, zwischen denen die Kamera angeordnet ist. Innerhalb eines begrenzten Verstellbereiches ist die Anbauvorrichtung dabei zur Feinjustierung an den Halteschenkeln 30 in ihrer Relativposition verstellbar. Dazu umfasst die Befestigung der Kamera an den Halteschenkeln 30 pro Schenkel jeweils zwei Befestigungsschrauben 31 und 32.
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Die von außen kommende Befestigungsschrauben 31 bildet die Achse einer Schwenkgelenkverbindung zwischen jeweils einem Halteschenkel 30 und der Kamera. Um diese quer und insbesondere senkrecht zur Aufstandfläche F verlaufende Drehgelenkachse D ist die Kamera innerhalb der Halteschenkel 30 gegenüber dem Fuß 8 verschwenkbar. Der Verstellbereich wird dabei durch die Langlochführung 33 begrenzt, die zusammen mit der Befestigungsschraube 32 eine Schiebeführungseinrichtung bildet. Durch das koaxial zur Drehgelenkachse D gekurvt ausgebildete Langloch 33 ist die ebenfalls von außen kommende Befestigungsschraube 32 geführt.
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Die 13 und 14 zeigen eine Anzeigehalterung 34, mit der ein Anzeigebildschirm 35 innerhalb des Fahrstandes 2 angeordnet werden kann. Über den Anzeigebildschirm 35 können die von der Kamera aufgenommenen Bilder angezeigt werden, wobei die Bilddaten beispielweise per Kabel oder auch kabellos von der Kamera übermittelt werden können. Der Anzeigebildschirm kann ebenfalls mit einer Schnellmontageeinheit befestigt werden. Im konkreten Ausführungsbeispiel weist der Halterung dazu einen Fuß 8, ein Verbindungsgelenk 36 sowie eine über ein Kugelgelenk 37 mit dem Verbindungsgelenk 36 verbundene Halteplatte 38 auf, die wiederum den Anzeigebildschirm hält. Zur Fixierung des Kugelgelenks ist eine Druckschraube 39 vorgesehen.
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15 verdeutlicht schließlich anhand eines Straßenfertigers verschiedene Positionierungen von Kameras am Straßenfertiger, die alternativ oder aber auch gleichzeitig durch mehrere Kameras genutzt werden. Die Anbringung erfolgt jeweils über eine erfindungsgemäße Schnellmontageeinheit 17. So ist es beispielsweise möglich, eine Kamera (17a) zur Füllstandüberwachung im Bunker und/oder zur Überwachung des Überladeprozesses von Einbaugut in den Bunker im in Arbeitsrichtung a vor dem Fahrstand 2 und hinter dem Bunker 5 befindlichen Bereich anzuordnen. Ergänzend oder alternativ können eine oder mehrere Kameras (17b) seitlich vom Fahrstand mit Blickrichtung nach vorn angeordnet werden, insbesondere am Fahrstand selbst, um den Fahrbahnverlauf und/oder der Verkehr mit Beladungsfahrzeugen überwachen zu können. Weiter ergänzend oder alternativ ist es schließlich auch möglich, insbesondere den Seitenrandbereich des Straßenfertigers vor der Einbaubohle mit kameras (17c) zu überwachen, deren Blickwinkel bevorzugt im Wesentlichen senkrecht auf die Bodenoberfläche gerichtet ist. Diese Kameras 17(c) können im hinteren Außenseitenbereich des Fahrstandes angebracht werden. Die vorstehend beschriebene Anzeigeeinrichtung 34/35 kann beispielsweise innerhalb des Fahrstandes 2 und/oder an Seitenbedienständen der Einbaubohle angeordnet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2013/0080000 A1 [0005]
