DE102016111560A1

DE102016111560A1 - Kaltfräsenbeladungs- und Transportsteuerungssystem

Info

Publication number: DE102016111560A1
Application number: DE102016111560.6A
Authority: DE
Inventors: John Lee Marsolek; Eric S. Engelmann
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-01-12
Also published as: US9957675B2; US20170009408A1

Abstract

Ein Steuerungssystem (56) für eine Kaltfräse (10) mit einem Förderer (48), der dazu ausgebildet ist, Material in einen ersten Behälter (16) zu transportieren, ist offenbart. Das Steuerungssystem kann einen ersten Sensor (60), der dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal zu erzeugen, das eine Materialmenge angibt, die in den ersten Behälter abgegeben wird, eine Kommunikationsvorrichtung (66), die dazu ausgebildet ist, Informationen zwischen der Kaltfräse und dem ersten Behälter zu übertragen, und eine Steuerung (44), die mit dem ersten Sensor und der Kommunikationsvorrichtung elektronisch verbunden ist, aufweisen. Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, eine Eingangsgröße von dem ersten Behälter über die Kommunikationsvorrichtung zu empfangen und einen Füllstand des ersten Behälters basierend auf dem ersten Signal und der Eingangsgröße von dem ersten Behälter zu bestimmen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Steuerungssystem und insbesondere auf ein Beladungs- und Transportsteuerungssystem für eine Kaltfräse.
Hintergrund
Asphaltierte Straßen werden gebaut, um einen Fahrzeugverkehr zu erleichtern. In Abhängigkeit von der Verwendungshäufigkeit, den Grundbedingungen, Temperaturveränderungen, Feuchteniveaus und/oder physischem Alter werden die Oberflächen der Straßen schlussendlich deformiert und unfähig zum Tragen von Radlasten. Zum Sanieren der Straßen für eine fortgesetzte Fahrzeugverwendung wird verbrauchter Asphalt in Vorbereitung für einen neuen Deckeneinbau entfernt.
Kaltfräsen, die manchmal auch Straßenfräsen oder -aufreißer genannt werden, werden zum Aufbrechen und Entfernen von Schichten einer Asphaltstraße verwendet. Eine Kaltfräse weist typischerweise einen Rahmen auf, der von Antriebseinheiten mit Gleisketten oder Rädern angetrieben wird. Der Rahmen trägt eine Kraftmaschine, eine Bedienerstation, eine Fräswalze und Förderer. Die mit Schneidwerkzeugen bestückte Fräswalze wird durch eine geeignete Schnittstelle mit der Kraftmaschine zum Aufbrechen der Oberfläche der Straße gedreht. Das aufgebrochene Straßenmaterial wird von der Fräswalze auf die Förderer abgelegt, die das aufgebrochene Material in Haldenlastwagen zur Entfernung von der Baustelle transportieren. Wenn die Haldenlastwagen gefüllt sind, werden sie durch leere Haldenlastwagen ersetzt. Die gefüllten Lastwagen transportieren das aufgebrochene Material zum Wiederverwenden als Zuschlagstoff in neuem Asphalt oder zum anderweitigen Wiederverwenden zu unterschiedlichen Stellen. Dieser Transportvorgang wiederholt sich, bis der Fräsvorgang beendet ist.
Bediener können sich wünschen, jeden Lastwagen bis zu einer optimalen Kapazität zu befüllen, bevor er durch einen leeren Lastwagen ersetzt wird, während auch gewährleistet wird, das der Füll- und Lastwagenersetzungsvorgang effizient und kontinuierlich sind. Der Füllvorgang stützt sich typischerweise auf eine konstante Kommunikation zwischen Bedienern der Kaltfräse und des Lastwagens, sodass gewährleistet ist, dass der Lastwagen mit dem Förderer der Kaltfräse ausgerichtet ist, sodass verhindert wird, das Material verschüttet wird, und gewährleistet wird, dass das Material gleichmäßig innerhalb des Lastwagens verteilt wird. Der Lastwagenersetzungsvorgang stützt sich auch auf eine Kommunikation zwischen Bedienern der Kaltfräse und der Lastwagen, um mitzuteilen, wann der aktuelle Lastwagen voll ist und wann der nächste Lastwagen ankommen wird. Bediener verwenden typischerweise Handsignale und Hupen zum Mitteilen von Informationen, zum Beispiel wann beschleunigt, verlangsamt, gestoppt wird und wann der Lastwagen voll ist. Allerdings können diese Kommunikationsverfahren ungenau sein, falsch interpretiert werden und nicht in der Lage sein, andere wichtige oder komplexere Informationen mitzuteilen.
Ein Ansatz zum Steuern der Beladung von gefrästem Material in ein Transportfahrzeug ist in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2013/0080000 A1 von Von der Lippe et al., die am 28. März 2013 veröffentlicht wurde, offenbart (die ‘000-Veröffentlichung). Die ‘000-Veröffentlichung offenbart insbesondere ein System zum Bestimmen eines Füllstands des Transportfahrzeugs, Bestimmen der relativen Positionierung einer Fräsmaschine und des Transportfahrzeugs und Signalisieren von Anweisungen zu dem Bediener des Transportfahrzeugs zum Halten einer richtigen Positionierung des Fahrzeugs relativ zu der Fräsmaschine. Das System weist eine Kamera auf, die eine Materialbeladung innerhalb des Transportfahrzeugs und den Abstand zwischen dem Transportfahrzeug und der Fräsmaschine erfasst. Eine Steuerung verwendet die Daten von der Kamera zum Erzeugen von Signalen zum Anweisen des Bedieners des Transportfahrzeugs zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit mit Bezug zu der Fräsmaschine. Wenn das Transportfahrzeug voll ist, erzeugt die Steuerung ein Signal, das den Bediener anweist, von der Fräsmaschine abzufahren. Signale werden zu dem Bediener des Transportfahrzeugs über eine visuelle Anzeige und eine Audiovorrichtung kommuniziert.
Während das System der ‘000-Veröffentlichung eine teilweise Steuerung des Beladungsvorgangs erlauben kann, kann es dennoch nicht optimal sein. Insbesondere kann das System der ‘000-Veröffentlichung nur Geschwindigkeits- und Abfahranweisungen zu dem Bediener des Transportfahrzeugs übermitteln und kann andere wichtige Informationen nicht zwischen der Fräsmaschine und dem Transportfahrzeug kommunizieren.
Das Steuerungssystem der vorliegenden Offenbarung löst eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme und/oder andere Probleme im Stand der Technik.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Steuerungssystem für eine Kaltfräse mit einem Förderer, der dazu ausgebildet ist, Material in einen ersten Behälter abzugeben bzw. zu transportieren. Das Steuerungssystem kann einen ersten Sensor, der dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal zu erzeugen, das eine in den ersten Behälter transportierte Materialmenge angibt, eine Kommunikationsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, Informationen zwischen der Kaltfräse und dem ersten Behälter zu übertragen, und eine Steuerung, die mit dem ersten Sensor und der Kommunikationsvorrichtung elektronisch verbunden ist, aufweisen. Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, eine Eingangsgröße von dem ersten Behälter über die Kommunikationsvorrichtung zu empfangen und einen Füllstand des ersten Behälters basierend auf dem ersten Signal und der Eingangsgröße von dem ersten Behälter zu bestimmen.
Gemäß einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Betreiben einer Kaltfräse. Das Verfahren kann das Abgeben bzw. Transportieren von Material in einen ersten Behälter über einen Förderer, das Bestimmen einer in den ersten Behälter transportierten Materialmenge und das Empfangen einer Eingangsgröße von dem ersten Behälter aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen eines Füllstands des ersten Behälters basierend auf der in den ersten Behälter transportierten Materialmenge und der Eingangsgröße von dem ersten Behälter aufweisen.
Gemäß einem weiteren anderen Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Kaltfräse gerichtet. Die Kaltfräse kann einen Rahmen, eine mit dem Rahmen verbundene Fräswalze, einen schwenkbar mit dem Rahmen verbundenen Förderer, der dazu ausgebildet ist, gefrästes Material in einen ersten Behälter zu laden, und einen ersten Sensor, der dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal zu erzeugen, das eine in den ersten Behälter transportierte Materialmenge angibt, aufweisen. Die Kaltfräse kann ferner einen zweiten Sensor, der dazu ausgebildet ist, ein zweites Signal zu erzeugen, das eine Position des Förderers mit Bezug zu dem ersten Behälter angibt, eine Kommunikationsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, Informationen zwischen der Kaltfräse und dem ersten Behälter und zwischen der Kaltfräse und einem zweiten Behälter zu übertragen, und eine Steuerung, die mit dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und der Kommunikationsvorrichtung elektronisch verbunden ist, aufweisen. Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, eine Eingangsgröße von dem ersten Behälter über die Kommunikationsvorrichtung zu empfangen, einen Befehl zum Anpassen der Position des Förderers mit Bezug zu dem ersten Behälter basierend auf dem ersten und zweiten Signal und der Eingangsgröße von dem ersten Behälter zu erzeugen, einen Füllstand des ersten Behälters basierend auf dem ersten Signal und der Eingangsgröße von dem ersten Behälter zu bestimmen und ein Abfertigungssignal zu erzeugen, wenn der Füllstand des ersten Behälters einen Schwellwert überschreitet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, die in einem Ausschnitt eine Ansicht einer beispielhaft offenbarten Kaltfräse zeigt.
2 ist eine perspektivische Darstellung eines beispielhaft offenbarten Förderers, der mit der Kaltfräse von 1 verwendet werden kann.
3 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaft offenbarten Förderungsmesssystems, das mit der Kaltfräse von 1 verwendet werden kann.
Ausführliche Beschreibung
Für den Zweck dieser Offenbarung ist der Ausdruck „Asphalt“ als eine Mischung eines Zusatzstoffs und eines Asphaltkitts (Bitumenkitts bzw. Asphaltzements) definiert. Asphaltkitt ist eine bräunlich-schwarze Festkörper- oder Teilfestkörpermischung von Bitumen, das als ein Nebenprodukt der Petroleumdestillation erhalten wird. Der Asphaltkitt kann erwärmt und mit dem Zusatzstoff zur Verwendung beim Einbau von Straßenflächen verwendet werden, wo das Gemisch beim Abkühlen aushärtet. Eine „Kaltfräse“ ist als eine Maschine definiert, die zum Entfernen von Schichten von gehärtetem Asphalt von einer bestehenden Straße verwendet wird. Es versteht sich, dass die offenbarte Kaltfräse auch oder alternativ zum Entfernen von Zement oder anderen Straßenflächen oder zum Entfernen von Material, das sich von Straßenflächen unterscheidet, wie beispielsweise in einem Bergbaubetrieb, verwendet werden kann.
1 zeigt eine Kaltfräse 10, die auf einer Baustelle 12, wie beispielsweise einem Straßenfräsbetrieb, verwendet wird. Als Teil des Fräsbetriebs kann die Kaltfräse 10 eine Fläche 14 der Straße fräsen und das gefräste Material auf eine Ladefläche 15 eines ersten Transportfahrzeugs („das Transportfahrzeug“) 16 abgeben bzw. transportieren. Ein zweites Transportfahrzeug 18 kann in der Nähe der Kaltfräse 10 positioniert sein, von einer Abfertigungseinrichtung herbeigerufen werden oder von einer Materiallagerstelle 20 zurückkehren, wenn das Transportfahrzeug 16 gefüllt ist. Wenn das Transportfahrzeug 16 voll ist, kann es von der Kaltfräse 10 zum Liefern des gefrästen Materials zu der Lagerstelle 20 abfahren und das zweite Transportfahrzeug 18 kann sich der Kaltfräse 10 zum Ersetzen des Transportfahrzeugs 16 annähern, sodass der Fräsbetrieb weitergehen kann.
2 stellt eine beispielhafte Kaltfräse 10 mit einen Rahmen 22, der von einem oder mehreren Fortbewegungsvorrichtungen 24 getragen wird, einer Fräswalze 26, die unter einem Mittelstück bzw. Bauch des Rahmens 22 drehbar gelagert ist, und einer Kraftmaschine 28, die an dem Rahmen 22 montiert und dazu ausgebildet ist, die Fräswalze 26 und die Fortbewegungsvorrichtungen 24 anzutreiben, dar. Die Fortbewegungsvorrichtungen 24 können entweder Räder oder Gleisketten aufweisen, die mit Aktoren 30 verbunden sind, die dazu ausgebildet sind, den Rahmen 22 relativ zu einer Bodenfläche gesteuert anzuheben oder abzusenken. Es sollte beachtet werden, dass in der offenbarten Ausführungsform das Anheben und Absenken des Rahmens 22 auch zum Verändern einer Frästiefe der Fräswalze 26 in die Fläche 14 dienen kann. In einigen Ausführungsformen können, falls gewünscht, die gleichen oder andere Aktoren 30 zum Lenken der Kaltfräse 10 und/oder zum Anpassen einer Bewegungsgeschwindigkeit der Fortbewegungsvorrichtungen 24 (zum Beispiel zum Beschleunigen oder Bremsen der Fortbewegungsvorrichtungen 24) verwendet werden. Ein Förderersystem 32 kann schwenkbar an einem vorderen Ende mit dem Rahmen 22 verbunden und dazu ausgebildet sein, Material weg von der Fräswalze 26 und in einen Behälter, wie beispielsweise das Transportfahrzeug 16 (unter Bezugnahme auf 1), zu transportieren. Falls gewünscht, können andere Typen von Behältern verwendet werden.
Der Rahmen 22 kann eine Bedienerstation 34 tragen. Die Bedienerstation 34 kann jegliche Anzahl an Schnittstellenvorrichtungen 36, die zum Steuern der Kaltfräse 10 verwendet werden, aufnehmen. In dem offenbarten Beispiel können die Schnittstellenvorrichtungen 36 neben anderen Dingen eine Anzeige 38, eine Warnvorrichtung 40 und eine Eingabevorrichtung 42 aufweisen (38–42 sind nur in 3 gezeigt). In anderen Ausführungsformen kann die Bedienerstation 34 außerhalb der Kaltfräse 10 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Bedienerstation 34 als eine Fernsteuerung ausgebildet sein, wie beispielsweise eine Handsteuerung, die ein Benutzer zum Steuern der Kaltfräse 10 von irgendwo auf der Baustelle 12 verwenden kann. Die Bedienerstation 34 kann alternativ als ein Softwareprogramm und eine Benutzerschnittstelle für einen Computer ausgebildet sein und kann eine Kombination von Hardware und Software aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann die Kaltfräse 10 autonom sein und kann keine Bedienerstation 34 aufweisen.
Die Anzeige 38 kann dazu ausgebildet sein, die Position der Kaltfräse 10 (zum Beispiel der Fräswalze 26) relativ zu Merkmalen der Baustelle (zum Beispiel gefrästen und/oder ungefrästen Teilen der Fläche 14) wiederzugeben und dem Bediener Daten und/oder andere Informationen anzuzeigen. Die Warnvorrichtung 40 kann dazu ausgebildet sein, den Bediener der Kaltfräse 10 bezüglich einer Nähe der Fräswalze 26 zu den Merkmalen der Baustelle und/oder, wenn bestimmte Datenteile ein zugehörigen Schwellwert überschreiten, akustisch und/oder visuell zu warnen bzw. zu alarmieren. Die Eingabevorrichtung 42 kann dazu ausgebildet sein, Daten und/oder Steueranweisungen von dem Bediener der Kaltfräse 10 zu empfangen. Andere Schnittstellenvorrichtungen (zum Beispiel Steuervorrichtungen) können auch möglich sein und eine oder mehrere der oben beschriebenen Schnittstellenvorrichtungen könnten, falls gewünscht, in einer einzelnen Schnittstellenvorrichtung kombiniert werden.
Die Eingabevorrichtung 42 kann beispielsweise eine analoge Eingabevorrichtung sein, die Steueranweisung über einen oder mehrere Knöpfe, Schalter, Wähler, Hebel etc. empfängt. Die Eingabevorrichtung 42 kann auch oder alternativ digitale Komponenten aufweisen, wie beispielsweise eine oder mehrere programmierbare Tasten, berührungsempfindliche Bildschirme und/oder visuelle Anzeigen. Die Eingabevorrichtung 42 kann dazu ausgebildet sein, eines oder mehrere Signale zu erzeugen, die unterschiedliche, der Kaltfräse 10 zugeordnete Parameter und/oder von deren umgebender Umwelt basierend auf einer Eingabe, die von dem Benutzer empfangen wurde, angeben.
In einer Ausführungsform kann die Eingabevorrichtung 42 dazu ausgebildet sein, eine Bedienerauswahl zu empfangen, die einen Typ oder eine Bedingung des Behälters, in den das gefräste Material abgelegt wird, angibt. Zum Beispiel kann der Bediener das Transportfahrzeug 16 aus einer Liste von unterschiedlichen Typen von Transportfahrzeugen und/oder anderen Typen von teilweise mobilen oder stationären Behältern auswählen. In einigen Ausführungsformen kann jeder Behälter eine zugeordnete Identifikationsnummer (ID-Nummer) aufweisen, die manuell von dem Benutzer in die Eingabevorrichtung 42 zum Zugreifen auf Informationen über das Transportfahrzeug 16 eingegeben werden kann. Jeder Behälter kann ein Profil aufweisen, das dessen ID-Nummer zugeordnet ist und das verschiedene Datenstücke umfassen kann. Zum Beispiel kann jedes Profil ein vorbestimmtes Fassungsvermögen, Abmessungen (zum Beispiel Länge, Breite, Höhe etc.), eine Form oder ein Bild, ein Leergewicht (Eigengewicht bzw. Tara), eine Gewichtsbegrenzung W_L, eine gewünschte Nutzlast (zum Beispiel ein Zielfüllstand, -gewicht, -volumen etc.) und/oder andere Parameter, die jedem spezifischen Behälter oder jedem spezifischen Behältertyp zugeordnet sind, aufweisen.
Die Eingabevorrichtung 42 kann auch oder alternativ dazu ausgebildet sein, dem Bediener zu erlauben, manuell bestimmte Datenstücke einzugeben, wie beispielsweise das Fassungsvermögen, die Form, die Gewichtsbegrenzung W_L, das Leergewicht und/oder andere dem Behälter zugeordnete Parameter. Die Eingabevorrichtung 42 kann auch dazu ausgebildet sein, dem Bediener zu erlauben, anzugeben, wenn ein Behälter leer und/oder bereit zum Befüllen ist. Zum Beispiel kann der Bediener einen Knopf drücken oder eine andere Funktion der Eingabevorrichtung 42 betätigen, wenn ein leerer Behälter, wie beispielsweise das zweite Transportfahrzeug 18 (unter Bezugnahme auf 1), angekommen und bereit zum Befüllen ist, nachdem das Transportfahrzeug 16 gefüllt wurde und/oder abgefahren ist. Die Behälterinformation(-en) können zu einer Steuerung 44 (unter Bezugnahme auf 3) gesendet und/oder in dieser gespeichert und für eine weitere Verarbeitung verwendet werden.
Das Förderersystem 32 kann einen ersten Förderer 46 neben der Fräswalze 26 aufweisen, der dazu ausgebildet ist, gefrästes Material zu einem zweiten Förderer 48 abzugeben bzw. zu transportieren. Der Förderer 48 kann schwenkbar an dem Rahmen 22 angebracht sein, sodass die Höhe, bei der gefrästes Material den Förderer 48 verlässt, angepasst werden kann. D.h., eine Schwenkausrichtung des Förderers 48 in der Vertikalrichtung kann zum Anheben und Absenken des Förderers 48 angepasst werden. Der Förderer 48 kann auch so an dem Rahmen 22 schwenkbar angebracht sein, dass die Querposition, bei der gefrästes Material den Förderer 48 verlässt, angepasst werden kann. D.h., eine Schwenkausrichtung des Förderers 48 in der Horizontalrichtung kann zum Bewegen des Förderers 48 von einer Seite zur anderen Seite angepasst werden.
Die Förderer 46 und 48 können ein (Förder-)Band (einen Fördergurt) 50 aufweisen, der von mehreren Rollenbaugruppen 52 getragen und von einem Motor 54 angetrieben wird. Der Motor 54 kann beispielsweise als ein Hydraulikmotor 54 ausgebildet sein, der von einem Hydrauliksystem (nicht gezeigt) angetrieben wird. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 54 ein Elektromotor oder ein anderer Motortyp sein. Der Motor 54 kann von der Kraftmaschine 28 oder von einer anderen Leistungsquelle angetrieben werden.
Wie in 3 dargestellt ist, kann eine Beladungs- und Transportsteuerungssystem 56 („das Steuerungssystem“) der Kaltfräse 10 zugeordnet sein und Elemente aufweisen, die zum Überwachen und Analysieren einer Materialabgabe in das Transportfahrzeug 16 zusammenarbeiten und eine Kommunikation zwischen der Kaltfräse 10 und den Transportfahrzeugen 16, 18 ermöglichen bzw. erleichtern. Zum Beispiel können Elemente des Steuerungssystems 56 zum Bestimmen eines Massenstroms ṁ oder eines Volumenstroms V . eines gefrästen Materials, das von der Kaltfräse 10 in das Transportfahrzeug 16 abgegeben wird, einem Gesamtgewicht W_m („das Gewicht“) des gefrästen Materials, das abgegeben bzw. transportiert wurde, eines Füllstandes Σ des Transportfahrzeugs 16, einer verbleibenden Zeitdauer T_F, bis das erste Transportfahrzeug 16 voll ist und/oder anderer statistischer Informationen zusammenwirken bzw. zusammenarbeiten. Die Elemente des Steuerungssystems 56 können die Schnittstellenvorrichtungen 36, einen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor 58, einen Materialmesssensor 60 („der Sensor“), eine Positionsbestimmungsvorrichtung 62, einen Positionssensor 64, eine Kommunikationsvorrichtung 66 und die Steuerung 44 aufweisen, die elektronisch mit jedem der anderen Elemente verbunden ist. Informationen, die den Massenstrom ṁ, den Volumenstrom V ., das Gewicht W_m, den Füllstand Σ und die verbleibende Zeit T_F aufweisen, können dem Bediener der Kaltfräse 10 über die Anzeige 38 angezeigt werden und von dem Bediener und/oder der Steuerung 44 zum Regeln der Betriebsparameter der Kaltfräse 10 (zum Beispiel Bewegungsgeschwindigkeit, Walzendrehzahl, Frästiefe etc.) und/oder zum Abfertigen von Transportfahrzeugen 16, 18 verwendet werden. Diese Informationen und/oder andere Daten können über die Kommunikationsvorrichtung 66 weg von der Kaltfräse 10 zur Verwendung von Bedienern der Transportfahrzeuge 16, 18, einer Baustellenverwaltung, zu Back-Office-Analysen gesendet werden.
Die Geschwindigkeitssensoren 58 können dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, das eine Linearförderbandgeschwindigkeit des Förderbands 50 angibt. Zum Beispiel kann der Geschwindigkeitssensor 58 ein von einer Welle angetriebener Sensor sein, der an einer Riemenscheibe 68 des Förderersystems 32 angebracht ist. Die Riemenscheibe 68 kann das Förderband 50 berühren und von dem Motor 54 (unter Bezugnahme auf 2) angetrieben werden. Die Riemenscheibe 68 kann alternativ eine freidrehende Riemenscheibe sein, wie beispielsweise ein Leitrad, eine Spannrolle oder ein anderer Riemenscheibentyp. Der Geschwindigkeitssensor 58 kann alternativ direkt an einer Welle des Motors 54 angebracht sein und dessen Signal kann auch die Drehzahl des Motors 54 angeben. In einigen Ausführungsformen können mehrere Geschwindigkeitssensoren 58 verwendet werden und deren Ausgangsgrößen können von der Steuerung 44 zum Verringern von Ungenauigkeiten, die durch einen Schlupf des Förderbands 50 bewirkt werden, verarbeitet werden. Der Geschwindigkeitssensor 58 kann die Drehzahl einer Welle oder eines Rads unter Verwendung von magnetischen, optischen, pulsierenden oder anderen Typen von messenden Elementen erfassen. Von dem Geschwindigkeitssensor 58 erzeugte Signale können zu der Steuerung 44 kommuniziert und für eine weitere Verarbeitung verwendet werden.
Der Sensor 60 kann einen oder mehrere Sensoren und/oder Systeme von Sensoren aufweisen, die dazu ausgebildet sind, ein Signal zu erzeugen, das eine in das Transportfahrzeug 16 über den Förderer 48 transportierte bzw. übertragene Materialmenge angibt. In einer Ausführungsform kann der Sensor 60 beispielsweise eine Bandwaage sein. D.h., der Sensor 60 kann einen Kraftaufnehmer aufweisen, der dazu ausgebildet ist, eine von dem Gewicht des Materials auf dem Förderer 48 auf das (Förder-)Band 50 aufgebrachte Normalkraft zu messen. Das von dem Sensor 60 erzeugte Signal kann von der Steuerung 44 in Verbindung mit dem von dem Geschwindigkeitssensor 58 und/oder anderen Sensoren (zum Beispiel einem Neigungsmesser) zum Bestimmen des Massenstroms ṁ und/oder des Volumenstroms V . des gefrästen Materials, das in das Transportfahrzeug 16 transportiert wird, verwendet werden.
In einer anderen Ausführungsform kann der Sensor 60 ein Signal erzeugen, das eine zum Antreiben des Förderers 48 verwendete Leistung angibt. Zum Beispiel kann der Sensor 60 dazu ausgebildet sein, eine Hydraulikdruckdifferenz, eine elektrische Spannung oder einen anderen Parameter des Motors 54 zu messen. Das von dem Sensor 60 erzeugte Signal kann von der Steuerung 44 in Verbindung mit anderen Parametern (zum Beispiel Hydraulikfluiddurchfluss, Motordrehzahl, Motorverstellung, elektrischer Widerstand, elektrischer Strom etc.) zum Bestimmen der zum Antreiben des Förderers 48 verwendeten Leistung verwendet werden. Die zum Antreiben des Förderers 48 verwendete Leistung kann zusammen mit anderen Parametern (zum Beispiel der Größe und Drehzahl der Riemenscheibe 68, einem Neigungswinkel des Förderers 48 etc.) von der Steuerung 44 zum Bestimmen des Massenstroms ṁ und/oder des Volumenstroms V . des gefrästen Materials, das in das Transportfahrzeug 16 abgegeben wird, verwendet werden.
Der Sensor 60 kann alternativ als andere Typen von Sensoren ausgebildet sein, die dazu ausgebildet sind, die von dem Förderer 48 transportierte Materialmenge zu bestimmen, ohne sich bewegende Teile des Förderers 48 zu berühren. Zum Beispiel kann der Sensor 60 ein Radioaktivitätserfassungssystem, ein Laserscansystem, einen optischen Scanner, eine Kamera und/oder einen Ultraschallsensor aufweisen, der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das ein Volumen V des Materials auf dem Förderer 48 angibt. Falls gewünscht, können andere Typen von Sensoren oder Sensorsystemen verwendet werden. Von solchen Sensoren erzeugte Signale können von der Steuerung 44 in Verbindung mit anderen Parametern (zum Beispiel der Bandgeschwindigkeit) zum Bestimmen des Massenstroms ṁ und/oder des Volumenstroms V . des gefrästen Materials, das in das Transportfahrzeug 16 transportiert wird, verwendet werden.
Die Positionsbestimmungsvorrichtung (Positionsvorrichtung) 62 kann dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, das eine geographische Position der Kaltfräse 10 relativ zu einem lokalen Referenzpunkt, einem der Arbeitsfläche zugeordneten Koordinatensystem, einem der Erde zugeordneten Koordinatensystem oder jeglichen anderen Typ von 2D- oder 3D-Koordinatensystem angibt. Zum Beispiel kann die Positionsbestimmungsvorrichtung 62 als ein elektronischer Empfänger ausgebildet sein, der dazu ausgebildet ist, mit einem oder mehreren Satelliten zu kommunizieren, oder als ein lokales Funk- oder Laserübertragungssystem, das zum Bestimmen einer relativen geographischen Position von sich selbst verwendet wird. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 62 kann hochfrequente, schwache Funk- oder Lasersignale von mehreren Positionen zum Triangulieren einer relativen geographischen 3D-Position empfangen und analysieren. Ein diese geographische Position angebendes Signal kann dann von der Positionsbestimmungsvorrichtung 62 zu der Steuerung 44 kommuniziert bzw. übertragen werden.
Das von der Positionsbestimmungsvorrichtung 62 erzeugte Signal kann mit anderen Informationen, wie beispielsweise bekannten Abmessungen der Kaltfräse 10, zum Bestimmen der geographischen Position von bestimmten Komponenten der Kaltfräse 10 während eines Betriebs kombiniert werden. Zum Beispiel kann ein bekannter Versatz zwischen der Positionsbestimmungsvorrichtung 62 und einer Position auf dem Förderer 48 (zum Beispiel einem Ende des Förderers 48) zum Bestimmen und/oder Überwachen der Position des Förderers 48 während eines Fräsbetriebs verwendet werden. Diese Information kann von der Steuerung 44 zum Bestimmen der Position des Förderers 48 bezüglich anderer Objekte, wie beispielsweise dem Transportfahrzeug 16, verwendet werden. Zum Beispiel kann diese Information zum Bestimmen eines Abstands zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 verwendet werden, der von der Steuerung 44 für eine weitere Verarbeitung verwendet werden kann.
Der Positionssensor 64 kann dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, das einen Abstand zwischen dem Förderer 48 und anderen Objekten, wie beispielsweise dem Transportfahrzeug 16, durch körperliches (physisches bzw. physikalisches) Messen der Position der anderen Objekte angibt. Zum Beispiel kann der Positionssensor 64 ein optischer Sensor, ein Ultraschallsensor, ein Lasersensor oder ein anderer Sensortyp sein, der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das einen Abstand zwischen einem anderen Objekt und sich selbst angibt. Der Positionssensor 64 kann an dem Förderer 48 oder an einer anderen Position an der Kaltfräse 10, wo er in der Lage ist, Objekte vor und/oder seitlich des Förderers 64 zu erfassen, montiert sein.
Das von dem Positionssensor 64 erzeugte Signal kann von der Steuerung 44 zum Erzeugen einer quantitativen und/oder qualitativen Abbildung des Abstands zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 verwendet werden. Zum Beispiel kann das von dem Positionssensor 64 erzeugte Signal zum Bestimmen eines aktuellen Abstands zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 verwendet werden. Das Signal kann auch oder alternativ von der Steuerung 44 zum Erzeugen einer akustischen und/oder sichtbaren (visuellen) Abstandsangabe verwendet werden, wie beispielsweise durch sich verändernde Geräusche (zum Beispiel Pieptöne, Töne etc.) und/oder Lichter (zum Beispiel Blinker, Balken, Farben etc.). Diese Information kann von der Steuerung 44 dazu verwendet werden, einen gewünschten Abstand zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 automatisch zu halten oder einem Bediener zu ermöglichen, diesen manuell zu halten. Der Abstand kann so gesteuert werden, dass gewährleistet wird, dass das Transportfahrzeug 16 mit gefrästen Material richtig beladen wird. Diese Information kann auch von der Steuerung 44 verwendet werden, sodass eine ungewünschte Berührung zwischen der Kaltfräse 10 und dem Transportfahrzeug 16 verhindert wird, wie beispielsweise durch Benachrichtigen der Bediener, wenn das Transportfahrzeug 16 innerhalb eines Schwellwertabstands zu dem Förderer 48 ist.
Der Positionssensor 64 kann dazu ausgebildet sein, Signale zu erzeugen, die Abstände zwischen dem Förderer 48 und verschiedenen Merkmalen und/oder Teilen des Transportfahrzeugs 16 angeben. D.h., der Positionssensor 64 kann dazu ausgebildet sein, Profile, Kanten und/oder andere Merkmale des Transportfahrzeugs 16 zu identifizieren und ein Signal zu erzeugen, das einen Abstand zwischen diesen Merkmalen und einem Referenzpunkt, wie beispielsweise einen Mittelpunkt des Sensors 64 oder eine Position auf bzw. an dem Förderer 48, angibt. Diese Information kann während eines Fräsbetriebs zum Bestimmen einer Position des Förderers 48 mit Bezug zu dem Transportfahrzeug 16 verwendet werden. Zum Beispiel kann der Positionssensor 64 dazu ausgebildet sein, die Abstände zwischen dem Förderer 48 und den Querseiten des Transportfahrzeugs 16 (zum Beispiel links, rechts, vorne, hinten etc.) zu bestimmen, und diese Abstände können von der Steuerung 44 zum Gewährleisten einer richtigen Beladung des Transportfahrzeugs 16 und zum Verhindern einer Verschüttung von gefrästem Material verwendet werden.
Die Kommunikationsvorrichtung 66 kann Hardware und/oder Software aufweisen, die das Senden und Empfangen von Datennachrichten zwischen der Steuerung 44 und einer außerhalb vorgesehenen Einrichtung ermöglicht. Die Datennachrichten können, wie gewünscht, über eine direkte Datenverbindung und/oder eine kabellose Kommunikationsverbindung gesendet und empfangen werden. Die direkte Datenverbindung kann eine Ethernetverbindung, ein verbundenes Flächennetzwerk (CAN) oder eine andere im Stand der Technik bekannte Datenverbindung aufweisen. Die kabellose Kommunikation kann Satelliten, Mobilfunktechnik, Bluetooth, WiFi, Infrarot und/oder andere Typen von kabelloser Kommunikation aufweisen, die der Kommunikationsvorrichtung 66 ermöglichen, Informationen auszutauschen.
Zum Beispiel kann die Kommunikationsvorrichtung 66 dazu ausgebildet sein, mit dem ersten Transportfahrzeug 16 über eine Kommunikationsvorrichtung 70, die mit einer Steuerung 72 des Transportfahrzeugs 16 elektronisch verbunden ist, zu kommunizieren. Wenn die Kaltfräse 10 und das Transportfahrzeug 16 weit entfernt voneinander sind, können Daten zwischen den Kommunikationsvorrichtungen 66, 70 über ein Mobilfunknetzwerk, ein Satellitennetzwerk oder ein anderes Langstreckendatennetzwerk übertragen werden. Eine Information von dem Transportfahrzeug 16, wie beispielsweise ein Signal, das eine geographische Position angibt, die von der Positionsbestimmungsvorrichtung 74 erzeugt wurde, eine Fahrzeug-ID und andere gewünschte Informationen, können über das Langstreckennetzwerk kommuniziert werden. Wenn die Kaltfräse 10 und das Transportfahrzeug 16 nahe beieinander sind, können die Kommunikationsvorrichtungen 66, 70 automatisch eine Kommunikationsverbindung über ein Kurzstreckennetzwerk, wie beispielsweise Bluetooth, Infrarot, WiFi oder ein anderes Netzwerk zum Teilen von größeren Datenmengen, ausbilden. Das Kurzstreckennetzwerk kann effizienter und kostensparender zum Übertragen von größeren Datenmengen während eines Fräsbetriebs sein als das Langstreckennetzwerk.
Die Steuerung 44 kann dazu ausgebildet sein, Eingangsgrößen und andere Informationen von dem Transportfahrzeug 16 über die Kommunikationsvorrichtung 66 zu empfangen. Solche Eingangsgrößen können beispielsweise die Fahrzeug-ID und/oder die zugeordneten Profile des Transportfahrzeugs 16 aufweisen. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 44 direkt jedes Informationsstück in dem zugeordneten Profil des Transportfahrzeugs 16 über die Kommunikationsvorrichtung 66 empfangen. Solche Informationen können beispielsweise ein vorbestimmtes Fassungsvermögen, die geometrische Abmessungen (zum Beispiel Länge, Breite, Höhe etc.), die Form oder das Bild, das Leergewicht, die Gewichtsgrenze W_L, die gewünschte Nutzlast (zum Beispiel Zielfüllstand, Zielgewicht, Zielvolumen, gewünschtes Material etc.), einen aktuellen Füllstand und/oder andere Parameter aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 44 das zugeordnete Profil von jeglicher Anzahl an Behältern, wie beispielsweise das Transportfahrzeug 16, speichern und auf sie durch die ID referenzieren, sodass nur die ID und/oder eine neue Information über die Vorrichtung 66 während des Fräsbetriebs kommuniziert werden müssen. Die Profilinformation kann durch Verbinden der Steuerung 44 mit einem Server, einer Datenbank oder einer Behältersteuerung über die Kommunikationsvorrichtung 66 periodisch aktualisiert werden.
Unter Verwendung der Eingangsgröße(n) von dem Transportfahrzeug 16 und anderen Informationen kann die Steuerung 44 dazu ausgebildet sein, eine in das Transportfahrzeug 16 transportierte bzw. abgegebene Materialmenge zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 dazu ausgebildet sein, einen Massenstrom ṁ des gefrästen Materials, das von dem Förderer 48 transportiert wird, zu bestimmen und den Massenstrom ṁ und andere Informationen auf der Anzeige 38 anzuzeigen. Die Steuerung 44 kann das Signal von dem Materialmesssensor 60, das eine Kraft, einen Druck, ein Volumen, eine Spannung etc. angibt, empfangen und die Steuerung kann die Masse m des Materials auf dem Band 50 basierend auf dem Signal bestimmen. Unter Verwendung der Masse m in Verbindung mit anderen Informationen (zum Beispiel Bandgeschwindigkeit) kann die Steuerung 44 dazu ausgebildet sein, den Massenstrom ṁ des von dem Förderer 48 transportierten Materials zu bestimmen. Die Steuerung 44 kann kontinuierlich den Massenstrom ṁ bestimmen und das Gesamtgewicht W_m des von dem Förderer 48 in das Transportfahrzeug 16 über eine vergangene Förderungsdauer transportierte Material basierend auf dem Massenstrom ṁ bestimmen. Das Gesamtgewicht W_m des gefrästen Materials kann auch oder alternativ basierend auf dem Volumenstrom V . und einer bekannten Dichte des gefrästen Materials bestimmt werden.
Die Steuerung 44 kann ein Gesamtgewicht W_total und einen Füllstand Σ des Transportfahrzeugs 16 basierend auf dem Massenstrom ṁ, dem Volumenstrom V . und/oder dem Gewicht W_m des gefrästen Materials und bekannten Merkmalen des Transportfahrzeugs 16 (zum Beispiel Geometrie, Fassungsvermögen, Form, Leergewicht, Gewichtsbeschränkung W_L etc.), die über die Kommunikationsvorrichtung 66 empfangen wurden, bestimmen. Unter Verwendung dieser Informationen und dem Signal von dem Sensor 60 kann die Steuerung 44 dazu ausgebildet sein, eine verbleibende Zeit T_F zu bestimmen, bis das Transportfahrzeug 16 voll ist (das heißt einen Schwellwert erreicht, einen gewünschten Füllstand erreicht etc.). Zum Beispiel kann die Steuerung 44 den Massenstrom ṁ, den Volumenstrom V ., das Gewicht W_m und/oder den Füllstand Σ mit der Gewichtsbeschränkung W_L, dem Fassungsvermögen und/oder dem Zielfüllstand des Transportfahrzeugs 16 über eine Förderungsdauer vergleichen und bestimmen, wie viel Zeit verbleibt, bis das Transportfahrzeug voll sein wird.
Die Steuerung 44 kann dazu ausgebildet sein, den Füllstand Σ, die verbleibende Zeit T_F, bis das Transportfahrzeug 16 voll ist, den Volumenstrom V ., den Massenstrom ṁ, das Gewicht W_m, das Gesamtgewicht W_total des Transportfahrzeugs 16 und/oder andere Informationen dem Bediener der Kaltfräse 10 über die Anzeige 38 anzuzeigen. Die Steuerung 44 kann auch dazu ausgebildet sein, diese und andere Informationen über die Kommunikationsvorrichtung 66 zu kommunizieren und sie dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 über eine Anzeige 76, die innerhalb einer Bedienerstation des Transportfahrzeugs 16 positioniert ist, anzuzeigen. Auf diese Weise können die Bediener der Kaltfräse 10 und des Transportfahrzeugs 16 in der Lage sein, den Füllvorgang mit den gleichen Informationen zu überwachen und zu steuern. Es sollte beachtet werden, dass die Steuerung 44 auch dazu ausgebildet sein kann, diese Information zu anderen Behältern und Vorrichtungen, die in der Lage sind, solche Informationen zu empfangen, zu kommunizieren, wie beispielsweise das zweite Transportfahrzeug 18 (unter Bezugnahme auf 1) und Back-Office-Computern.
Die Steuerung 44 kann dazu ausgebildet sein, einige Aspekte bzw. Bereiche der Kaltfräse 10 und des Fräsvorgangs automatisch zu steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 dazu ausgebildet sein, Betriebe der Kaltfräse 10 basierend auf dem Füllstand Σ und/oder dem Gesamtgewicht W_total des Transportfahrzeugs 16 automatisch zu steuern. D.h., die Steuerung 44 kann den Füllstand Σ und das Gesamtgewicht W_total des Transportfahrzeugs 16 überwachen und die Bewegung der Fortbewegungsvorrichtungen 24, der Fräswalze 26 und/oder des Förderersystems 32 automatisch verlangsamen oder stoppen, wenn der Füllstand Σ sich einem Schwellwert (zum Beispiel 90 % gefüllt) annähert oder voll wird (zum Beispiel 100 % gefüllt) oder wenn das Gesamtgewicht W_total einen Schwellwert erreicht (zum Beispiel eine gewünschte, gesetzliche oder andere Gewichtsbeschränkung W_L). Es sollte verstanden werden, dass, wenn gewünscht, andere Schwellwerte verwendet werden können.
Wenn der Schwellwertfüllstand Σ oder das Gesamtgewicht W_total des Transportfahrzeugs 16 erreicht oder überschritten wurde, kann das Transportfahrzeug 16 voll und bereit sein, von dem zweiten Transportfahrzeug 18 ersetzt zu werden (unter Bezugnahme auf 1). Bevor das erste Transportfahrzeug 16 voll ist, aber nachdem der Füllstand Σ oder das Gesamtgewicht W_total einen Zwischenschwellwert überschritten hat, kann die Steuerung 44 automatisch ein Abfertigungssignal erzeugen und das Signal zu dem ersten Transportfahrzeug 16 und/oder einem anderen Behälter, wie beispielsweise dem zweiten Transportfahrzeug 18, kommunizieren. Das Abfertigungssignal kann eine Aufforderung bzw. Anfrage für das erste Transportfahrzeug 16 zum Abfahren von der Kaltfräse 10, sobald das Transportfahrzeug voll ist, angeben. Das Abfertigungssignal kann auch oder alternativ eine Aufforderung bzw. Anfrage für einen anderen Behälter zum Annähern an die Kaltfräse 10 angeben, sodass ermöglicht wird, dass der Fräsvorgang fortgesetzt wird.
Zum Beispiel kann die Steuerung 44 ein Positionssignal von dem zweiten Fahrzeug 18 und/oder einer Mehrzahl von anderen Behältern über die Kommunikationsvorrichtung 66 empfangen. Basierend auf den Positionssignalen kann die Steuerung 44 den Abstand und/oder die Zeit zwischen jedem der Behälter und der Kaltfräse 10 bestimmen und das Abfertigungssignal zu einem Behälter kommunizieren, der in der Lage ist, anzukommen, bevor die verbleibende Zeit T_F abläuft. In einigen Situationen kann die Steuerung 44 das Abfertigungssignal zu dem dichtesten Behälter senden. Die Steuerung 44 kann das Abfertigungssignal alternativ zu einem externen Abfertigungscenter senden, wo Personal und/oder Computer in der Lage sind, das Abfertigungssignal zum Leiten der Transportfahrzeuge zu und von der Kaltfräse 10 zu verwenden.
Die Steuerung 44 kann der Fräswalze 26 und dem ersten Förderer 46 ermöglichen, für eine Zeitdauer weiterzulaufen, während der zweite Förderer 48 gestoppt wird, wenn die Transportfahrzeuge 16, 18 um die Kaltfräse 10 herum manövrieren. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 den zweiten Förderer 48 stoppen, nachdem das erste Transportfahrzeug 16 gefüllt wurde, sodass dem ersten Transportfahrzeug 16 ermöglicht wird, abzufahren, und dem zweiten Transportfahrzeug 18 ermöglicht wird, sich der Kaltfräse 10 anzunähern und zum Aufnehmen von Material vorzubereiten. Während dieser Zeit können die Fräswalze 26 und der erste Förderer 46 weiterlaufen und Material zu einem Pufferraum, der dem zweiten Förderer 48 zugeordnet ist, transportieren. Wenn das zweite Transportfahrzeug 18 richtig positioniert ist (zum Beispiel innerhalb eines richtigen Abstands zu dem Förderer 48), kann die Steuerung 44 den zweiten Förderer 48 zum Beginnen des Befüllens des zweiten Transportfahrzeugs 18 automatisch neu starten. Auf diese Weise kann der Fräsprozess kontinuierlich sein und Energieverluste, die dem Stoppen und Neustarten von anderen Komponenten der Kaltfräse 10 zugeordnet sind, verhindert werden.
Die Steuerung 44 kann auch dazu ausgebildet sein, Befehle zum Gewährleisten einer richtigen Beladung des Transportfahrzeugs 16 mit gefrästem Material zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 einen Abstand zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 basierend auf den von der Positionsbestimmungsvorrichtung 62 und/oder dem Positionssensor 64 empfangenen Signalen bestimmen und den Förderer 48 automatisch abschalten, wenn der Abstand einen Schwellwert überschreitet. D.h., die Steuerung kann Abstände zwischen dem Förderer 48 und den Querseiten (zum Beispiel links, rechts, vorne, hinten etc.) des Transportfahrzeugs 16 basierend auf den Signalen von der Positionsbestimmungsvorrichtung 62, dem Positionssensor 64 und/oder bekannten Abmessungen des Transportfahrzeugs 16 zum Bestimmen, wenn der Förderer 48 richtig über der Ladefläche 15 des Transportfahrzeugs 16 positioniert ist, bestimmen. Wenn der Förderer 48 nicht richtig über der Ladefläche 15 des Transportfahrzeugs 16 positioniert ist, kann die Steuerung den Förderer 48 abschalten, sodass verhindert wird, dass die Ladefläche 15 falsch beladen wird, oder sodass verhindert wird, dass Material über die Seiten des Transportfahrzeugs 16 verschüttet wird.
Zum Erreichen und Halten der richtigen Positionierung des Förderers 48 bezüglich des Transportfahrzeugs 16 kann die Steuerung 44 Befehle zum Anpassen der Position des Förderers 48 bezüglich des Transportfahrzeugs 16 basierend auf den Signalen von dem Sensor 60, der Positionsbestimmungsvorrichtung 62, dem Positionssensor 64 und/oder der (den) von dem Transportfahrzeug 16 empfangenen Eingangsgröße(n) erzeugen. Während die Steuerung 44 beispielsweise den Füllstand Σ des Transportfahrzeugs 16 basierend auf dem Signal von dem Sensor 60 bestimmt, kann die Steuerung 44 auch den Abstand zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 basierend auf den Signalen von dem Positionssensor 64 und/oder einem oder mehreren der Positionsbestimmungsvorrichtungen 62 und 74 bestimmen. Die Steuerung 44 kann die Signale von dem Sensor 60 mit dem bestimmten Abstand und bekannten Abmessungen des Transportfahrzeugs 16 (zum Beispiel als Eingangsgröße von dem Transportfahrzeug 16 empfangen) zum Verfolgen der Verteilung des Materials auf der Ladefläche 15 über einer Förderungsdauer abstimmen. Die Materialverteilung kann eine Verteilung von vorne nach hinten und eine Verteilung von Seite zu Seite auf der Ladefläche 15 umfassen.
Befehle zum Halten der richtigen Positionierung des Förderers 48 bezüglich des Transportfahrzeugs 16 können Befehle zum Anpassen einer Bewegungsgeschwindigkeit und/oder einer Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs 16 aufweisen. Basierend auf dem Abstand zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 kann die Steuerung 44 beispielsweise eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs 16 bestimmen, die das von dem Förderer 48 abgegebene gefräste Material dazu bringt, in einem gewünschten Abschnitt der Ladefläche 15 zu landen. D.h., die Steuerung 44 kann Befehle zum Steuern der Geschwindigkeit und Richtung des Transportfahrzeugs 16 erzeugen, sodass das gefräste Material gleichmäßig über beispielsweise einen Vorderabschnitt 78, einen Mittelabschnitt 80 und einen Hinterabschnitt 82 der Ladefläche 15 verteilt wird. Durch Beschleunigen, Verlangsamen und/oder Lenken des Transportfahrzeugs 16, während die Kaltfräse 10 einen gewünschten Kurs hält, kann gefrästes Material gleichmäßig über die Abschnitte 78–82 der Ladefläche 15 verteilt werden. Es versteht sich, dass die Ladefläche 15 je nach Wunsch in mehr oder weniger Abschnitte aufgeteilt werden kann.
Befehle zum Anpassen der Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung des Transportfahrzeugs 16 von der Steuerung 44 können über die Kommunikationsvorrichtung 66 zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 kommuniziert werden. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 der Kaltfräse 10 Geschwindigkeits- und/oder Richtungsbefehle erzeugen und diese dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 über die Anzeige 76 in der Bedienerstation des Transportfahrzeugs 16 anzeigen. Solche Befehle können sichtbare Angaben (zum Beispiel Pfeile, Lichter, Nummern, Buchstaben etc.) einer gewünschten Veränderung der Geschwindigkeit und/oder Richtung des Transportfahrzeugs 16 aufweisen, wie von der Steuerung 44 befehligt bzw. aufgefordert. In anderen Ausführungsformen können, falls gewünscht, Audiosignale auch oder alternativ erzeugt und zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 kommuniziert werden. Auf diese Weise kann die Steuerung 44 dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 durch Bereitstellen von klaren und genauen Anweisungen beim Halten eines richtigen Abstands zu dem Förderer 48 während des Fräsvorgang helfen, sodass gewährleistet wird, dass das gefräste Material gleichmäßig auf der Ladefläche 15 verteilt wird. Diese Hilfe kann dem Bediener der Kaltfräse 10 auch ermöglichen, sich mehr auf andere Aspekte des Fräsvorgangs und weniger auf das Kommunizieren mit dem Bediener des Transportfahrzeugs zu fokussieren.
Befehle von der Steuerung 44 zum Anpassen der Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung des Transportfahrzeugs 16 können auch oder alternativ über die Kommunikationsvorrichtung 66 zu der Steuerung 72 zur automatischen Steuerung des Transportfahrzeugs 16 kommuniziert werden. Nachdem die Steuerung 44 zum Beispiel eine Kommunikationsverbindung mit dem Transportfahrzeug 16 hergestellt hat, kann die Steuerung 44 eine Aufforderung bzw. Anfrage zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 über die Anzeige 76 zum Erlangen bzw. Übernehmen der Steuerung des Transportfahrzeugs 16 während des Füllvorgangs senden. Der Bediener des Transportfahrzeugs 16 kann die Anfrage über eine zugeordnete Schnittstelle (zum Beispiel einen Knopf, eine programmierbare Taste, einen berührungsempfindlichen Bildschirm etc.) akzeptieren oder ablehnen.
Wenn der Bediener des Transportfahrzeugs die Anfrage zum Steuern von der Steuerung 44 der Kaltfräse 10 akzeptiert, können die Steuerung 44 und die Steuerung 72 zum Ausführen von Parameterüberprüfungen zusammenarbeiten, sodass gewährleistet wird, dass die richtigen Bedingungen für eine automatische Steuerung des Transportfahrzeugs 16 durch die Kaltfräse 10 vorliegen. Zum Beispiel können die Steuerungen 44 und/oder 72 eine Prüfung durchführen, um sicherzugehen, dass das Transportfahrzeug in einem richtigen Gang für die automatische Steuerung ist. Dies kann das Bestimmen, ob ein Getriebe, ein Verteilergetriebe, ein Hinterachsenantrieb oder ein anderes Getriebe oder eine andere Getriebevorrichtung in einer geeigneten oder gewünschten Position ist, aufweisen. Die Steuerungen 44 und 72 können beispielsweise sichergehen, dass das Transportfahrzeug außerhalb eines Leerlaufgangs, in einem Vorwärtsgang und in einem niedrigen Gang oder einem anderen geeigneten Gang zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit des Transportlastwagens ist. Die Steuerungen 44, 72 können auch eine Prüfung durchführen, um sicherzugehen, dass eine Feststellbremse des Transportfahrzeugs 16 ausgeschaltet oder in einer Aus-Position ist, sodass ermöglicht wird, dass sich das Transportfahrzeug 16 in der gewünschten Richtung bewegt.
Verschiedene Sensoren können auch überprüft und überwacht werden, um zu gewährleisten, dass die Steuerung 44 genaue Daten während des automatischen Steuervorgangs empfängt. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 Sensoren an bzw. auf der Kaltfräse 10 überwachen, wie beispielsweise den Geschwindigkeitssensor 58, den Materialmesssensor 60, die Positionsbestimmungsvorrichtung 62 und den Positionssensor 64. Auf diese Weise kann die Steuerung 44 in der Lage sein, zu prüfen, dass sie die benötigten Daten zum Bestimmen, wie das Transportfahrzeug 16 zu steuern ist, empfängt und ob diese Daten innerhalb entsprechender Datengrenzen bzw. Datenbeschränkungen für eine richtige Automatiksteuerung sind. Die Steuerungen 44 und 72 können so zusammenarbeiten, dass gewährleistet wird, dass die Sensoren an Bord des Transportfahrzeugs 16 auch richtig funktionieren. Zum Beispiel können die Positionsbestimmungsvorrichtung 74 sowie ein Bodengeschwindigkeitssensor, ein Drosselpositionssensor, ein Lenkpositionssensor, ein Betriebsbremsenpositionssensor und/oder andere Sensoren überprüft werden, sodass gewährleistet ist, dass von jedem Sensor Daten empfangen werden und dass die Daten von jedem Sensor innerhalb einer jeweiligen Grenze für eine richtige Automatiksteuerung sind.
Nachdem die Anfrage zum Übernehmen der Steuerung des Transportfahrzeugs 16 akzeptiert und die Parameterüberprüfungen angefangen oder beendet wurden, kann die Steuerung 44 die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs durch Steuern beispielsweise eines Gaspedals (Beschleunigers) 84, einer Betriebsbremse 86 und einer Lenkvorrichtung 88 des Transportfahrzeugs 16 steuern. Die Steuerung 44 kann die Positionen des Gaspedals 84, der Betriebsbremse 86 und/oder Lenkvorrichtung 88 zum Beschleunigen, Verlangsamen und/oder Lenken des Transportfahrzeugs 16 zum Erreichen einer richtigen Positionierung des Transportfahrzeugs 16 relativ zu dem Förderer 48 automatisch steuern. Auf diese Weise kann eine ineffiziente und falsche Beladung der Ladefläche 15, die durch eine fehlerhafte Kommunikation zwischen den Bedienern der Kaltfräse 10 und dem Transportfahrzeug 16 verursacht wird, verringert werden und die Bediener können in der Lage sein, deren Aufmerksamkeit auf andere dem Fräsbetrieb zugeordnete Aufgaben zu richten.
Wenn die Steuerung 44 die Betriebe des Transportfahrzeugs 16 automatisch steuert, können Informationen, die sich auf die automatisierte Steuerung beziehen, dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 über die Anzeige 76 angezeigt werden. Zum Beispiel können die Positionen des Gaspedals 84, der Betriebsbremse 86, der Lenkvorrichtung 88, eines Gangwechslers und/oder anderer Vorrichtungen angezeigt werden. Zum Beispiel können die Positionen des Gaspedals 84 und der Betriebsbremse 86 als ein Prozentwert einer vollständigen Betätigung (zum Beispiel Prozentwert eines Gaspedaldrucks, Prozentwert einer maximalen Drosselung etc.) angezeigt werden und die Position der Lenkvorrichtung 88 kann als Prozentwert einer vollen Betätigung in entweder einer rechten oder linken Richtung angezeigt werden. Andere Typen von visuellen Abbildungen (zum Beispiel Schiebebalken, Farbbalken, Skalen (Zeiger), Nummern etc.) und akustischen Abbildungen (zum Beispiel Pieptöne, Töne etc.) können zum Übertragen der Geschwindigkeits- und Lenkinformationen verwendet werden.
Wenn das Transportfahrzeug 16 gefüllt ist, kann die Steuerung 44 eine Nachricht zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 senden, mit der eine Rückgabe der Steuerung des Transportfahrzeugs 16 zu dem Bediener angefordert bzw. angefragt wird. Wenn die Anfrage akzeptiert wird (zum Beispiel über eine zugeordnete Schnittstelle), kann der Bediener wieder die volle Steuerung bzw. Kontrolle über das Transportfahrzeug 16 erhalten. Allerdings kann der Bediener zu jeder Zeit während der automatischen Steuerung des Transportfahrzeugs 16 manuell die Steuerung des Transportfahrzeugs 16 durch Bedienen des Gaspedals 84, der (Betriebs-)Bremse 86 und der Lenkvorrichtung 88 wiedererhalten. Die Steuerung 44 kann den Eingriff des Bedieners bestätigen und der automatische Steuervorgang kann beendet werden, bis er auf geeignete Weise neu gestartet wird.
Befehle von der Steuerung 44 zum Halten einer richtigen Positionierung des Förderers 48 mit Bezug zu dem Transportfahrzeug 16 können auch oder alternativ Befehle zum Anpassen der Schwenkorientierung bzw. Schwenkausrichtung des Förderers 48 aufweisen. Zum Beispiel kann für einen gegebenen Horizontalabstand zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 ein Anpassen der vertikalen Ausrichtung des Förderers 48 ermöglichen, gefrästes Material gleichmäßig über die Abschnitte 78–82 der Ladefläche 15 zu verteilen. Wenn das Transportfahrzeug 16 mindestens teilweise vor der Kaltfräse 10 ist, kann ein Verändern der vertikalen Ausrichtung (Vertikalorientierung) des Förderers 48 die Verteilung des Materials von vorne nach hinten auf der Ladefläche 15 verändern. Wenn das Transportfahrzeug 16 mindestens teilweise versetzt zu einer Seite der Kaltfräse 10 ist, kann ein Verändern der vertikalen Ausrichtung des Förderers 48 auch die Verteilung des gefrästen Materials von Seite zu Seite auf der Ladefläche 15 verändern. Gleichermaßen kann die Veränderung der horizontalen Ausrichtung des Förderers 48 auch ermöglichen, die Verteilung von Seite zu Seite (wenn das Transportfahrzeug 16 vor der Kaltfräse 10 ist) und die Verteilung von vorne nach hinten (wenn das Transportfahrzeug 16 versetzt zu einer Seite der Kaltfräse 10 ist) des Materials auf der Ladefläche 15 zu steuern.
Basierend auf dem Abstand zwischen dem Förderer 48 und den Seiten des Transportfahrzeugs 16 kann die Steuerung 44 Befehle zum Verändern der vertikalen und horizontalen Schwenkausrichtung des Förderers 48 erzeugen und diese dem Bediener der Kaltfräse 10 über die Anzeige 38 anzeigen. Solche Befehle weisen eine visuelle Angabe der gewünschten Aktion auf (zum Beispiel Pfeile, blinkende Lichter, Buchstaben, Zahlen, Bilder etc.). In einer Ausführungsform kann auch eine akustische Angabe von einem zugeordneten Lautsprecher oder einer anderen schallerzeugenden Vorrichtung erzeugt werden. Die Steuerung 44 kann auch oder alternativ dazu ausgebildet sein, die Schwenkausrichtung des Förderers 48 automatisch zu steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 Signale zu Aktoren (zum Beispiel Pumpen, Motoren, Elektromagneten etc.) senden, die dazu ausgebildet sind, die vertikale und/oder horizontale Ausrichtung des Förderers 48 zu verändern.
Die Steuerung 44 kann als ein einzelner Mikroprozessor oder mehrere Mikroprozessoren ausgebildet sein, der bzw. die ein Mittel zum Überwachen von Bediener- und Sensoreingaben aufweisen und ansprechend darauf Betriebseigenschaften der Kaltfräse 10 basierend auf den Eingaben anpassen. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 einen Speicher, eine Sekundärspeichervorrichtung, eine Uhr und einen Prozessor, wie beispielsweise eine Zentralverarbeitungseinheit oder jegliches anderes Mittel zum Ausführen einer mit der vorliegenden Offenbarung übereinstimmenden Aufgabe, aufweisen. Eine Vielzahl von im Handel verfügbaren Mikroprozessoren kann dazu ausgebildet sein, die Funktionen der Steuerung 44 auszuführen. Es sollte erkannt werden, dass die Steuerung 44 auch als eine allgemeine Maschinensteuerung ausgebildet sein kann, die in der Lage ist, eine Vielzahl von anderen Maschinenfunktionen zu steuern. Verschiedene andere bekannte Schaltungen können der Steuerung 44 zugeordnet sein, umfassend Signalbehandlungsschaltungen, Kommunikationsschaltungen und andere geeignete Schaltungen. Die Steuerung 44 kann, sofern gewünscht, ferner mit einem externen Computersystem in Kommunikationsverbindung stehen, anstatt oder zusätzlich zu dem Aufweisen eines Computersystems.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Das offenbarte Steuerungssystem kann mit jeglicher Kaltfräse verwendet werden, bei der eine effiziente Beladung und Abfertigung von Transportfahrzeugen wichtig ist. Das offenbarte Steuerungssystem kann die gefräste Materialmenge, die in ein Transportfahrzeug übertragen wird, bestimmen und Befehle zum Halten der richtigen Ausrichtung des Transportfahrzeugs bezüglich der Kaltfräse basierend auf deren relative Positionen und der übertragenen Materialmenge erzeugen. Eine Steuerung in dem System kann Befehle zu einem Bediener des Transportfahrzeugs leiten, um dabei zu helfen, eine richtige Ausrichtung zu der Kaltfräse zu halten, oder die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs automatisch steuern. Die Steuerung des offenbarten Systems kann auch Befehle zu dem Bediener der Kaltfräse leiten, um dabei zu helfen, eine richtige Ausrichtung eines Förderers der Kaltfräse zu dem Transportfahrzeug zu halten, oder die Schwenkorientierung des Förderers automatisch steuern, sodass eine richtige Beladung gewährleistet und die Verschüttung von Material verringert wird. Das offenbarte System kann auch automatisch Abfertigungssignale basierend auf der in das Transportfahrzeug transportierten Materialmenge erzeugen. Nun wird der Betrieb des Steuersystems 56 beschrieben.
Zum Beginn des Fräsvorgangs kann die Kaltfräse 10 eine Kommunikationsverbindung mit dem Transportfahrzeug 16 aufbauen. Wenn das Transportfahrzeug 16 entfernt von der Kaltfräse 10 ist, kann die Steuerung 44 der Kaltfräse 10 mit der Steuerung 72 des Transportfahrzeugs 16 über ein Langstreckennetzwerk, wie beispielsweise ein Mobilfunk- oder Satellitennetzwerk, über die Kombinationsvorrichtungen 66, 70 kommunizieren. Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuerung 44 einige Informationen von dem Transportfahrzeug 16 empfangen, wie beispielsweise dessen ID-Nummer (oder einen anderen Typ von identifizierender Information), dessen Position (wie von der Positionsbestimmungsvorrichtung 74 bestimmt), eine geschätzte Ankunftszeit und eine gewünschte Nutzlast (zum Beispiel Typ, Menge etc.). Andere Informationen können über das Langstreckennetzwerk geteilt werden, sofern gewünscht. Diese Informationen können der Kaltfräse 10 und/oder dessen Bediener erlauben, sofort den Fräsbetriebs bei Erreichen des Transportfahrzeugs 16 zu beginnen.
Wenn sich das Transportfahrzeug 16 der Kaltfräse 10 nähert, kann eine Kurzstreckenkommunikationsverbindung aufgebaut werden. Zum Beispiel kann eine Bluetooth-, WiFi- oder ein anderer Typ von Kommunikationsverbindung aufgebaut werden, sodass ermöglicht wird, dass größere Datenmengen mit größerer Effizienz und geringeren Kosten übertragen werden können, wenn der Fräsbetrieb beginnt. Die Kurzstreckenkommunikationsverbindung kann automatisch aufgebaut werden, wenn das Transportfahrzeug innerhalb eines Schwellwertabstands zu der Kaltfräse 10 ist.
Die Steuerung 44 der Kaltfräse 10 kann zusätzliche Informationen von dem Transportfahrzeug 16 über die Kommunikationsverbindung bei oder nahe dem Beginn des Fräsbetriebs empfangen. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 das Fassungsvermögen, geometrischen Abmessungen (zum Beispiel Länge, Breite, Höhe etc.), die Form oder das Bild, das Leergewicht, die Gewichtsbeschränkung W_L, die gewünschte Nutzlast (zum Beispiel Zielfüllstand, -gewicht, -volumen etc.), den aktuellen Füllstand und/oder andere dem Transportfahrzeug 16 zugeordnete Parameter empfangen. Diese Informationen können von der Steuerung 44 während des Fräsbetriebs weiterverarbeitet werden. Alternativ kann die Steuerung 44 diese Informationen in dessen Speicher speichern und auf diese während des Fräsbetriebs basierend auf der ID-Nummer, die von dem Transportfahrzeug 16 kommuniziert wird, zugreifen.
Während des Fräsbetriebs kann die Fräswalze 26 einen Teil der Fläche 14 im Weg der Kaltfräse 10 entfernen, während sie die Fläche 14 überfährt. Das von der Fräswalze 26 entfernte Material kann von dem ersten Förderer 46 zu dem zweiten Förderer 48 übertragen werden und der zweite Förderer 48 kann das Material zu der Ladefläche 15 des Transportfahrzeugs 16 abgeben.
Wenn der Förderer 48 Material in das Transportfahrzeug 16 abgibt, kann die Steuerung 44 die in das Transportfahrzeug 16 transportierte Materialmenge bestimmen. Basierend auf dem Signal von dem Materialmesssensor 60 kann die Steuerung 44 zum Beispiel die Masse m und/oder das Volumen V des Materials auf dem Förderer 48 bestimmen. In Verbindung mit anderen Informationen, wie beispielsweise dem Signal von dem Geschwindigkeitssensor 58, kann die Steuerung 44 den Massenstrom ṁ und/oder Volumenstrom V . des in das Transportfahrzeug 16 transportierten Materials basierend auf der bestimmten Masse m und/oder dem bestimmten Volumen V bestimmen. Über eine Förderungsdauer kann die Steuerung 44 auch das Gesamtgewicht W_m des zu dem Transportfahrzeug 16 transportierten gefrästen Materials basierend auf dem Massenstrom ṁ und/oder dem Volumenstrom V . nachverfolgen.
Die Steuerung 44 kann den Füllstand Σ des Transportfahrzeugs 16 basierend auf dem Massenstrom ṁ, dem Volumenstrom V . und dem Gesamtgewicht W_m des gefrästen Materials kontinuierlich bestimmen, während es von der Kaltfräse 10 befüllt wird. Der Füllstand Σ kann zum Beispiel eine „Prozentfüllung“ des Transportfahrzeugs 16 im Sinne von dessen Fassungsvermögen, Gewichtsbeschränkung W_L oder einem anderen Parameter angeben. Das Fassungsvermögen und die Gewichtsbeschränkung W_L können zu der Steuerung 44 von dem Transportfahrzeug 16 kommuniziert werden oder sie können von der Steuerung 44 basierend auf anderen von dem Transportfahrzeug 16 empfangenen Informationen (zum Beispiel geometrischen Dimensionen) bestimmt werden und/oder in dessen Speicher gespeichert sein. Auf diese Weise kann die Steuerung 44 in der Lage sein, genau zu bestimmen, wie viel Material in das Transportfahrzeug 16 übertragen wurde und die Verwendung von ungenauen visuellen Schätzungen kann verhindert werden.
Während das Transportfahrzeug 16 mit gefrästen Material gefüllt wird, kann die Ausrichtung des Förderers 48 zu dem Transportfahrzeug so gesteuert werden, dass gewährleistet wird, dass die Ladefläche 15 richtig und effizient beladen wird. Die Steuerung 44 kann das von dem Positionssensor 64 erzeugte Signal empfangen und die Position des Förderers 48 mit Bezug zu dem Transportfahrzeug 16 bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 die Abstände zwischen dem Förderer 48 und den Querseiten des Transportfahrzeugs 16 basierend auf dem Signal von dem Positionssensor 64 bestimmen. Alternativ kann die Steuerung 44 die Abstände basierend auf den Signalen von den Positionsbestimmungsvorrichtungen 62, 74 und bekannten Versätzen bestimmen. Wenn der Abstand einen Schwellwert überschreitet, kann die Steuerung 44 automatisch den Förderer 48 abschalten, sodass verhindert wird, dass Material über eine Seite des Transportfahrzeugs verschüttet wird. Wenn der Abstand innerhalb des Schwellwerts ist, kann die Steuerung 44 Befehlssignale zum Steuern der Position des Förderers 48 mit Bezug zu dem Transportfahrzeug 16 erzeugen, sodass gewährleistet wird, dass das gefräste Material richtig auf die Ladefläche 15 geladen wird.
Zum Beispiel kann die Steuerung 44 basierend auf einer Geschwindigkeit der Kaltfräse 10 und dem Abstand zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 eine Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs 16 bestimmen, die gefrästes Material dazu bringen wird, in einem gewünschten Abschnitt 78–82 der Ladefläche 15 zu landen. Die Steuerung kann Befehlssignale zum Erreichen der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung erzeugen und diese zu dem Transportfahrzeug 16 über die Kommunikationsvorrichtung 66 kommunizieren. Die Steuerung 44 kann die Befehle zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 über die Anzeige 76 zum Ermöglichen einer manuellen Steuerung (zum Beispiel über das Gaspedal 84, die Betriebsbremse 86, die Lenkvorrichtung 88 etc.) anzeigen oder diese zu der Steuerung 72 zum Ermöglichen einer automatischen Steuerung der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs 16 kommunizieren.
Zum Beispiel kann zu jedem Zeitpunkt während des Fräsvorgangs die Steuerung 44 oder der Bediener der Kaltfräse 10 eine automatische Steuerung des Transportfahrzeugs 16 durch Senden einer Anfrage zu dem Bediener des Transportfahrzeugs zum Übernehmen der Steuerung initiieren. Wenn der Bediener des Transportfahrzeugs 16 die Aufforderung ablehnt, können die Betriebe mit separater Steuerung der Kaltfräse 10 und des Transportfahrzeugs 16 normal fortgesetzt werden. Wenn der Bediener des Transportfahrzeugs 16 die Anfrage akzeptiert, können die Steuerungen 44 und 72 zum automatischen Steuern der Betriebe des Transportfahrzeugs 16 zusammenarbeiten. Auf diese Weise können die Bediener der Kaltfräse 10 und des Transportfahrzeugs 16 frei sein, sich auf andere Aspekte des Fräsbetriebs zu fokussieren, während genaue Geschwindigkeits- und Richtungsbefehle zu dem Transportfahrzeugs 16 kommuniziert werden.
Die Steuerung 44 und/oder die Steuerung 72 können Parameterüberprüfungen durchführen, um sicherzustellen, dass richtige Bedingungen für eine automatische Steuerung des Transportfahrzeugs 16 vorliegen. Solche Parameterüberprüfungen können das Nachprüfen von Daten von Sensoren (zum Beispiel den Sensoren 58, 60, 64) und das Sicherstellen, dass das Transportfahrzeug in einem richtigen Nicht-Leerlaufgang mit ausgeschalteter Feststellbremse ist, aufweisen. Wenn irgendeiner der Parameter als nicht geeignet bestimmt wird, können die Steuerungen 44 und 72 den Bediener des Transportfahrzeugs fragen bzw. auffordern, die richtigen Anpassungen vorzunehmen, sodass ein Beginn einer automatischen Steuerung des Transportfahrzeugs 16 ermöglicht wird. In anderen Ausführungsformen können die Steuerungen 44, 72 solche Anpassungen automatisch durchführen (zum Beispiel Wechsel von Gängen, Lösen der Feststellbremse etc.) und können dies nach Bestätigung des Bedieners durchführen.
Während der automatischen Steuerung kann die Steuerung 44 das Bremspedal 84, die Betriebsbremse 86 und die Lenkvorrichtung 88 zum Erreichen einer gewünschten Geschwindigkeit und Position des Transportfahrzeugs 16 automatisch betätigen. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 basierend auf der Geschwindigkeit der Kaltfräse 10 und der Verteilung von Material auf der Ladefläche 15 das Gaspedal 84 zum Halten eines richtigen Abstands zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 steuern. Die Steuerung 44 kann das Gaspedal 84 und/oder die Betriebsbremse 86 zum Halten einer richtigen Positionierung betätigen, wenn sich die Kaltfräse 10 über eine geneigte Fläche bewegt. Zum Beispiel kann die Steuerung 44 den Prozentwert der Gaspedalverstellung (zum Beispiel ein Drosselprozentwert) erhöhen, wenn die Kaltfräse 10 auf einer Steigung bergaufwärts ist. Die Steuerung 44 kann auch die Betriebsbremse 86 zum Verlangsamen des Transportfahrzeugs 16 anwenden, wenn sich die Kaltfräse 10 entlang eines Gefälles bergabwärts bewegt. Die Steuerung 44 kann die Lenkvorrichtung 88 zum Manövrieren des Transportfahrzeugs 16 um Kurven und Ecken und/oder zum Verändern der Querverteilung des gefrästen Materials auf der Ladefläche 15 betätigen. Auf diese Weise kann die Steuerung 44 die Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs 16 in Abstimmung mit der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Kaltfräse 10 steuern, sodass eine richtige Beladung der Ladefläche 15 gewährleistet wird.
Die Steuerung 44 kann auch Befehlssignale zum Steuern der vertikalen und/oder horizontalen Ausrichtung des Förderers 48 zum Halten der richtigen Anordnung bzw. Ausrichtung des Förderers 48 zu dem Transportfahrzeug 16 während des Fräsbetriebs steuern. Basierend auf dem Abstand zwischen dem Förderer 48 und dem Transportfahrzeug 16 kann die Steuerung 44 Befehlssignale erzeugen, die eine gewünschte vertikale und/oder horizontale Bewegung des Förderers 48 angeben, und diese dem Bediener der Kaltfräse 10 über die Anzeige 38 anzeigen. Auf diese Weise ist der Bediener in der Lage, die Verteilung des Materials innerhalb des Transportfahrzeugs 16 mit größerer Genauigkeit zu steuern. Alternativ kann die Steuerung 44 die Befehlssignale zu Aktoren, die dem Förderer 48 zugeordnet sind, zum automatischen Steuern der horizontalen und vertikalen Ausrichtung des Förderers 48 leiten. Die Steuerung 44 kann eine automatische Steuerung des Förderers 48 mit der automatischen Steuerung der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Transportfahrzeugs 16 abstimmen, sodass eine genaue Beladung gewährleistet und ein Verschütten über die Seiten des Transportfahrzeugs 16 verringert wird.
Wenn der Füllstand Σ des Transportfahrzeugs einen Zwischenschwellwert erreicht, bevor er vollständig gefüllt ist, kann die Steuerung 44 automatisch ein Abfertigungssignal erzeugen und das Signal zu dem ersten und zweiten Transportfahrzeug 16, 18 kommunizieren (übertragen bzw. senden). Das Abfertigungssignal kann eine Aufforderung für das zweite Transportfahrzeug zum Annähern an die Kaltfräse 10 aufweisen sowie eine Aufforderung für das erste Transportfahrzeug 16, von der Kaltfräse abzufahren. Das Abfertigungssignal kann eine Angabe der verbleibenden Zeit T_F, bis das Transportfahrzeug 16 voll ist, aufweisen. Die Steuerung 44 kann die verbleibende Zeit T_F zu dem zweiten Transportfahrzeug 18, sodass ein rechtzeitiges Ankommen gewährleistet wird, und zu dem ersten Transportfahrzeug 16, um eine rechtzeitige Abfahrt zu gewährleisten, kommunizieren.
Die Steuerung 44 kann den zweiten Förderer 48 automatisch ausschalten, wenn der Füllstand Σ des ersten Transportfahrzeugs 16 einen Schwellwert erreicht und vollständig gefüllt ist. Um diese Zeit herum kann die Steuerung 44 das erste Transportfahrzeug 16 auffordern, von der Kaltfräse 10 abzufahren. Wenn die automatische Steuerung des Transportfahrzeugs 16 stattfindet, kann die Steuerung 44 zuerst eine Aufforderung zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 zum Rücknehmen der vollständigen Steuerung zu dem Bediener senden. Wenn der Bediener die Aufforderung bestätigt, kann die vollständige Steuerung des Transportfahrzeugs 16 zu dem Bediener zurückkehren. Allerdings kann der Bediener des Transportfahrzeugs 16 zu jeder Zeit während des Fräsvorgangs die volle Steuerung durch Betätigen von jeglichem von dem Gaspedal 84, der Betriebsbremse 86 und der Lenkvorrichtung 88 zurückerhalten.
Wenn die volle Steuerung bzw. Kontrolle automatisch oder manuell zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 zurückgeführt wurde, nachdem die Ladefläche 15 vollständig gefüllt wurde, kann die Steuerung 44 das zweite Transportfahrzeug 18 zum Annähern an die Kaltfräse 10 herbeirufen, während das Transportfahrzeug 16 abfährt. Während das erste und zweite Transportfahrzeug 16, 18 um die Kaltfräse 10 herum manövrieren, kann die Steuerung 44 der Fräswalze 26 und dem ersten Förderer 46 erlauben, weiterzulaufen, sodass ein Pausieren des Fräsvorgang verhindert wird. Wenn das zweite Transportfahrzeug 18 richtig mit Bezug zu dem zweiten Förderer 48 positioniert ist, kann die Steuerung 44 den zweiten Förderer 48 zum Beginnen des Befüllens des zweiten Transportfahrzeugs 18 neu starten. Eine Kurzstreckenkommunikationsverbindung kann zwischen der Kaltfräse 10 und dem zweiten Transportfahrzeug 18 aufgebaut werden und der Fräsbetrieb kann fortgesetzt werden.
Eine Vielzahl von Vorteilen kann dem offenbarten Steuerungssystem zugeordnet sein. Da beispielsweise die Steuerung 44 eine Kommunikationsverbindung mit dem Transportfahrzeug 16 aufbaut, kann die Steuerung 44 Informationen über das Transportfahrzeug 16 empfangen, was der Steuerung 44 ermöglicht, die Betriebe des Förderers 48 während des Befüllens des Transportfahrzeugs 16 mit gefrästem Material automatisch zu steuern. Da zusätzlich die Steuerung 44 eine Position des Förderers 48 mit Bezug zu dem Transportfahrzeug 16 bestimmen kann, kann die Steuerung 44 zum Erreichen einer richtigen Positionierung und Beladung des Transportfahrzeugs 16 während des Fräsbetriebs Anweisungen zu dem Bediener des Transportfahrzeugs 16 bereitstellen oder Betriebe des Transportfahrzeugs 16 automatisch steuern. Da die Steuerung ferner automatisch Abfertigungssignale basierend auf dem Füllstand Σ des Transportfahrzeugs 16 erzeugen kann, können nahtlose Übergänge zwischen dem ersten und zweiten Transportfahrzeug 16, 18 erreicht werden und der Fräsbetrieb kann kontinuierlich sein.
Fachleute werden erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Steuerungssystem ohne Verlassen des Umfangs der Offenbarung getätigt werden können. Andere Ausführungsformen des Steuerungssystemen werden Fachleuten aus der Berücksichtigung der Beschreibung und Anwendung des hierin offenbarten Steuerungssystems erkennen. Die Beschreibung und Beispiele sind dazu gedacht, lediglich beispielhaft zu sein, wobei ein wahrer Umfang der Offenbarung durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.

Claims

Steuerungssystem (56) für eine Kaltfräse (10) mit einem Förderer (48), der dazu ausgebildet ist, Material in einen ersten Behälter (16) zu transportieren, wobei das Steuerungssystem (56) aufweist: einen ersten Sensor (60), der dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal zu erzeugen, das eine in den ersten Behälter (16) transportierte Materialmenge angibt, eine Kommunikationsvorrichtung (66), die dazu ausgebildet ist, Informationen zwischen der Kaltfräse (10) und dem ersten Behälter (16) zu übertragen, und eine Steuerung (44), die mit dem ersten Sensor (60) und der Kommunikationsvorrichtung (66) elektronisch verbunden und dazu ausgebildet ist, eine Eingangsgröße von dem ersten Behälter (16) über die Kommunikationsvorrichtung (66) zu empfangen und einen Füllstand des ersten Behälters (16) basierend auf dem ersten Signal und der Eingangsgröße von dem ersten Behälter (16) zu bestimmen.
Steuerungssystem (56) nach Anspruch 1, wobei die Eingangsgröße eine Behälteridentifikationsnummer, Behälterabmessungen und/oder einen Zielfüllstand aufweist.
Steuerungssystem (56) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Steuerung (44) ferner dazu ausgebildet ist, eine Zeitdauer, bis der Füllstand des ersten Behälters (16) einen Schwellwert erreicht, basierend auf dem ersten Signal zu bestimmen.
Steuerungssystem (56) nach Anspruch 3, wobei: die Kommunikationsvorrichtung (66) ferner dazu ausgebildet ist, Daten zwischen der Kaltfräse (10) und einem zweiten Behälter (18) zu übertragen, und die Steuerung (44) ferner dazu ausgebildet ist, die Zeitdauer, bis der Füllstand des ersten Behälters (16) den Schwellwert erreicht, zu dem zweiten Behälter (18) über die Kommunikationsvorrichtung (66) zu übertragen und ein Abfertigungssignal zu erzeugen, wenn der Füllstand des ersten Behälters (16) einen Schwellwert überschreitet.
Steuerungssystem (56) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Steuerungssystem (56) ferner einen zweiten Sensor (64) in elektronischer Verbindung mit der Steuerung (44) aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein zweites Signal zu erzeugen, das eine Position des Förderers (48) bezüglich des ersten Behälters (16) angibt.
Steuerungssystem (56) nach Anspruch 5, wobei die Steuerung (44) dazu ausgebildet ist, einen Abstand zwischen dem Förderer (48) und dem ersten Behälter (16) basierend auf dem zweiten Signal zu bestimmen und den Förderer (48) automatisch abzuschalten, wenn der Abstand einen Schwellwert überschreitet oder wenn der Füllstand des ersten Behälters (16) einen Schwellwert überschreitet.
Steuerungssystem (56) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die Steuerung (44) ferner dazu ausgebildet ist, einen Befehl zum Anpassen der Position des Förderers (48) bezüglich des ersten Behälters (16) basierend auf dem zweiten Signal zu erzeugen.
Steuerungssystem (56) nach Anspruch 7, wobei: der erste Behälter (16) eine Steuerung (72) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen Betrieb des ersten Behälters (16) zu steuern, und die Steuerung (44) der Kaltfräse (10) dazu ausgebildet ist, den Befehl zu der Steuerung (72) des ersten Behälters (16) über die Kommunikationsvorrichtung (66) zu übertragen, wobei der Befehl ein Befehl zum automatischen Anpassen einer Bewegungsgeschwindigkeit und/oder einer Bewegungsrichtung des ersten Behälters (16) ist.
Steuerungssystem (56) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei: der erste Behälter (16) eine Anzeige (76) aufweist, die mit der Steuerung (44) der Kaltfräse (10) über die Kommunikationsvorrichtung (66) elektronisch verbunden ist, und die Steuerung (44) der Kaltfräse (10) dazu ausgebildet ist, den Befehl einem Benutzer des ersten Behälters (16) über die Anzeige (76) anzuzeigen.
Steuerungssystem (56) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei: der Förderer (48) schwenkbar mit der Kaltfräse (10) verbunden ist und die Steuerung (44) dazu ausgebildet ist, eine Schwenkausrichtung des Förderers (48) basierend auf dem Befehl automatisch anzupassen.