DE102016116577A1 - Verdichtungssystem mit Knickgelenkkraftmessung - Google Patents

Abstract

Ein Verdichtungssystem (102) umfasst einen ersten Rahmen (114), einen zweiten Rahmen (116), der mit dem ersten Rahmen (114) über ein Knickgelenk (118) drehbar verbunden ist, eine erste Antriebsvorrichtung (108), die betriebsmäßig mit dem ersten Rahmen (114) über einen ersten Antriebsmotor (156) verbunden ist, wobei die erste Antriebsvorrichtung (108) dazu ausgebildet ist, das Verdichtungssystem (102) über eine Arbeitsfläche (106) in Abhängigkeit von einer dem ersten Antriebsmotor (156) zur Verfügung gestellten Leistung zu bewegen, eine Bandage (110), die betriebsmäßig mit dem zweiten Rahmen (116) verbunden und dazu ausgebildet ist, die Arbeitsfläche (106) durch einen Rollkontakt mit der Arbeitsfläche (106) zu verdichten, einen Kraftsensor (350, 362, 366), der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das eine durch das Knickgelenk (118) übertragene Antriebskraft angibt, und eine Steuerung (128), die betriebsmäßig mit dem Kraftsensor (350, 362, 366) verbunden ist. Die Steuerung (128) ist dazu ausgebildet, eine Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) auf der Arbeitsfläche (106) zu ermitteln basierend auf zumindest teilweise dem Signal des Kraftsensors (350, 362, 366).

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Verdichtungssystem und insbesondere ein Oberflächenmaterialverdichtungssystem mit einer Kraftmessung an einem Knick- bzw. Drehgelenk und einer Steuerung, die dazu ausgebildet ist, eine Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems zumindest teilweise in Abhängigkeit von einer an dem Knickgelenk gemessenen Kraft zu ermitteln.
• Hintergrund
• Verdichtungssysteme und Maschinen, die Verdichtungssysteme aufweisen, sind bekannt dafür, Oberflächenmaterialien zu verdichten, um eine Dichte oder eine Steifigkeit des Oberflächenmaterials zu erhöhen. Anwendungsbeispiele, bei denen eine Oberflächenverdichtung erwünscht ist, sind beispielsweise Baustellen, bei denen ein natürliches Absenken des Bodens verhindert werden soll, Deponien, bei denen der Müll auf ein minimales Volumen verdichtet werden soll, sowie asphaltierte Straßen und Parkplätze, bei denen ein Absenken des Asphalts und damit zukünftige Risse und Brüche auf den Straßen bzw. Parkplätzen verhindert werden sollen.
• Um zu ermitteln, wann das Material auf eine erwünschte Dichte oder Steifigkeit verdichtet ist, kann das Verdichtungsausmaß dieser Materialien überwacht werden. In der Vergangenheit wurden verschiedene Verfahren zur Ermittlung eines Verdichtungsausmaßes verwendet. Beispielsweise wurden direkte Materialdichtemessungen an entweder zufälligen oder vorbestimmten Positionen verwendet. Die Messungen können durchgeführt werden, indem dem Material Bohrproben zur Dichtebestimmung entnommen werden oder Sand- oder Wasserverdrängungsvorrichtungen durchgeführt werden. Alternativ können die Messungen durch Verfahren durchgeführt werden, die das Material nicht beeinträchtigen, so zum Beispiel radiometrische Messverfahren, Messungen durch elektromagnetische Meßvorrichtungen und dergleichen.
• Die oben beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Dichte oder der Steifigkeit des zu verdichtenden Materials geben jedoch nur Hinweise auf die Materialdichte an den Stellen, an denen die Messungen erfolgt sind. Darüber hinaus benötigen die oben beschriebenen Verfahren zusätzliche Zeit und Arbeit von denjenigen Personen, die die Tests durchführen, was wiederum die Kosten und die Effizienz des Verdichtungsprozesses mindern kann. Darüber hinaus sind die oben beschriebenen Verfahren, die Bereiche der verdichteten Fläche beeinträchtigen, in manchen Situationen unvorteilhaft, beispielsweise dann, wenn eine schwarze Decke auf einem Parkplatz verdichtet wird und die Beeinträchtigungen des Oberflächenmaterials die fertig gestellte Oberfläche nachteilig beeinflussen.
• US 6,973,821 offenbart Geräte und Verfahren für eine On-Board-Ermittlung der Verdichtungsqualität basierend auf einer Einsink-Deformations-Wechselwirkung zwischen dem Verdichter und dem Basismaterial. Eine in der US‘821 beschriebene Strategie beschreibt ein Überwachen einer Energiewechselwirkung zwischen dem Verdichter und dem Basismaterial. US‘821 beschreibt ferner, dass die von dem Verdichter auf das Basismaterial übertragene Verdichtungsenergie einer Antriebsleistung des Verdichters entspricht, welche als Basis für eine Überwachung der oben beschriebenen Energiewechselwirkung dienen kann.
• Allerdings können die in der US‘821 beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren von neuen Vorrichtungen und Verfahren profitieren, um die Ungenauigkeit weiter zu verringern und die Genauigkeit der On-Board-Ermittlung der Verdichtungsqualität zu verbessern. Folglich sind Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf die oben beschriebenen Möglichkeiten zur Verbesserung der Bestimmung der Verdichtungsqualität und/oder auf andere aus dem Stand der Technik bekannte Probleme gerichtet.
• Es wird anerkannt werden, dass die Hintergrundbeschreibung erfolgt ist, um dem Leser beim Verständnis der Offenbarung zu helfen und nicht dazu dient, einzuräumen, dass die angesprochenen Probleme bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind.
• Zusammenfassung der Offenbarung
• Ein Aspekt der Offenbarung betrifft ein Verdichtungssystem. Das Verdichtungssystem umfasst einen ersten Rahmen, einen zweiten Rahmen, der mit dem ersten Rahmen über ein Knickgelenk verbunden ist, eine erste Antriebsvorrichtung, die betriebsmäßig mit dem ersten Rahmen über einen ersten Antriebsmotor verbunden ist, wobei die erste Antriebsvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Verdichtungssystem über eine Arbeitsfläche in Abhängigkeit von einer dem ersten Antriebsmotor zur Verfügung gestellten Leistung zu bewegen, eine Bandage, die betriebsmäßig mit dem zweiten Rahmen verbunden und dazu ausgebildet ist, die Arbeitsfläche durch einen Rollkontakt mit der Arbeitsfläche zu verdichten, einen Kraftsensor (Kraftmesssensor), der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das eine durch das Knickgelenk übertragene Antriebskraft angibt, und eine Steuerung, die betriebsmäßig mit dem Kraftsensor verbunden ist. Die Steuerung ist dazu ausgebildet, eine Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems auf der Arbeitsfläche zu ermitteln basierend auf zumindest teilweise dem Signal des Kraftsensors.
• Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Verdichten einer Arbeitsfläche mit einem Verdichtungssystem. Das Verdichtungssystem umfasst eine erste Antriebsvorrichtung, die mit einer Bandage über ein Knickgelenk betriebsmäßig verbunden ist, einen Kraftsensor (Kraftmesssensor), der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das eine von der ersten Antriebsvorrichtung durch das Knickgelenk zu der Bandage übertragene Antriebskraft angibt, und eine Steuerung, die betriebsmäßig mit dem Kraftsensor verbunden ist. Das Verfahren umfasst ein Bewegen des Verdichtungssystems über die Arbeitsfläche, indem einer in Kontakt mit der Arbeitsfläche befindlichen ersten Antriebsvorrichtung eine Antriebskraft zur Verfügung gestellt wird, ein Verdichten der Arbeitsfläche in Abhängigkeit von dem Bewegen des Verdichtungssystems über die Arbeitsfläche, und ein Ermitteln einer ersten Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems auf der Arbeitsfläche durch die Steuerung basierend auf zumindest teilweise dem Signal des Kraftsensors.
• Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft eine Maschine zum Verdichten einer Arbeitsfläche. Die Maschine umfasst einen ersten Rahmen, einen zweiten Rahmen, der mit dem ersten Rahmen über ein Knickgelenk verbunden ist, eine erste Antriebsvorrichtung, die betriebsmäßig mit dem ersten Rahmen über einen ersten Antriebsmotor verbunden ist, wobei die erste Antriebsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Maschine über eine Arbeitsfläche in Abhängigkeit von einer dem ersten Antriebsmotor zur Verfügung gestellten Leistung zu bewegen, eine Bandage, die betriebsmäßig mit dem zweiten Rahmen verbunden und dazu ausgebildet ist, die Arbeitsfläche durch einen Rollkontakt mit der Arbeitsfläche zu verdichten, einen Kraftsensor (Kraftmesssensor), der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das eine durch das Knickgelenk übertragene Antriebskraft angibt, und eine Steuerung, die betriebsmäßig mit dem Kraftsensor verbunden ist. Die Steuerung ist dazu ausgebildet, eine Verdichtungsleistung der Maschine auf der Arbeitsfläche zu ermitteln basierend auf zumindest teilweise dem Signal des Kraftsensors.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• 1 ist eine Seitenansicht einer Verdichtungsmaschine mit einem Verdichtungssystem gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• 2 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs für ein Verdichtungssystem gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• 3 ist eine Seitenansicht einer Verdichtungsmaschine, die einen Verdichtungsprozess auf einer Arbeitsfläche durchführt, gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• 4 ist eine Draufsicht einer Verdichtungsmaschine gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• 5 ist eine Draufsicht eines Knickgelenks für eine Verdichtungsmaschine gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• 6 ist eine Teilschnittansicht eines Knickgelenks entlang der in der 5 gezeigten Linie 6-6 gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• 7 ist ein beispielhafter Verlauf eines relativen Walzsetzmaßes in Abhängigkeit von Verdichtungsüberfahrten (Walzübergängen) über eine Arbeitsoberfläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• 8 ist ein beispielhafter Verlauf eines Abstandsverhältnisses h₆/h₃ in Abhängigkeit von Verdichtungsüberfahrten (Walzübergängen) über eine Arbeitsoberfläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
• Detaillierte Beschreibung
• Aspekte der Offenbarung werden im Folgenden näher in Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, es sei denn, dass explizit auf etwas Anderes hingewiesen wird.
• 1 ist eine Seitenansicht einer Verdichtungsmaschine 100 mit einem Verdichtungssystem 102 gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Die Verdichtungsmaschine 100 kann dazu ausgebildet sein, auf verschiedene Weise verschiedene Verdichtungsoperationen durchzuführen. Beispielsweise finden Aspekte der vorliegenden Offenbarung Anwendung auf Verdichter in Mülldeponien, die Stampffußwalzen zum Verdichten von Müll aufweisen können, Straßenverdichter, die mit Glattmantelwalzen ausgestattet sein können, um Straßen oder Parkplätze zu verdichten, und andere Verdichter, die dazu ausgebildet sein können, Erdreich zu verdichten oder andere Erdbewegungsarbeiten durchzuführen.
• Das Verdichtungssystem 102 weist ein oder mehrere Rollelemente 104 auf, die dazu ausgebildet sind, eine Arbeitsfläche (Arbeitsoberfläche) 106 durch einen Rollkontakt (einen Rolleingriff bzw. einen rollenden Eingriff) mit der Arbeitsfläche 106 zu verdichten. Die Arbeitsfläche 106 kann ein Erdreich, Kies, Müll, Asphalt, Kombinationen davon oder ein anderes aus dem Stand der Technik bekanntes Oberflächenmaterial sein, das von einem Verdichtungsprozess profitiert.
• Die ein oder mehreren Rollelemente 104 können eine Antriebsvorrichtung 108, eine Bandage (Verdichtungswalze) 110 oder Kombinationen davon aufweisen. Die Antriebsvorrichtung 108 ist betriebsmäßig mit einer mechanischen Leistungsquelle 112 verbunden, um die mechanische Leistung der mechanischen Leistungsquelle 112 auf die Antriebsvorrichtung 108 zu übertragen, sodass die Verdichtungsmaschine 100 über die Arbeitsfläche 106 bewegt wird. Die Antriebsvorrichtung 108 kann eine oder mehrere Luftbereifungen, eine Bandage, ein Kettenantrieb, ein Riemenantrieb oder jede andere für eine Bewegung an Land aus dem Stand der Technik bekannte Antriebsvorrichtung aufweisen.
• Die Bandage 110 kann optional oder wahlweise mit der mechanischen Antriebsleistung 112 verbunden sein, um die mechanische Leistung von der mechanischen Leistungsquelle 112 auf die Bandage 110 zu übertragen, sodass die Bandage 110 über die Arbeitsfläche 106 bewegt werden kann, ein Verdichtungsmechanismus 130 (vgl. 2 und 4) im Inneren der Bandage 110 angetrieben werden kann, oder Kombinationen davon durchgeführt werden können. Ein Verdichtungsmechanismus 130 der Bandage 110 kann einen Vibrationsverdichtungsmechanismus aufweisen. Eine Umfangsfläche (Mantelfläche) der Bandage 110 kann eine glatte Oberfläche, eine strukturierte Oberfläche wie die Oberfläche einer Stampffußwalze, oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Bandagenoberflächenstruktur aufweisen.
• Die mechanische Leistungsquelle 112 kann eine Hubkolbenmaschine, eine Gasturbine, einen elektrischen Motor oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Antriebsmaschine aufweisen. Die betriebsmäßige Verbindung zwischen der mechanischen Leistungsquelle 112 und der Antriebsvorrichtung 108 bzw. der Bandage 110 kann ein Getriebe, einen Riemenantrieb, einen elektrischen Generator-Motor-Antrieb, eine hydraulische Pumpen-Motor-Fluid-Kupplung, Kombinationen davon oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte mechanische Leistungsübertragung aufweisen.
• Die Verdichtungsmaschine 100 kann einen ersten Rahmen 114 aufweisen, der über ein Knickgelenk 118 mit einem zweiten Rahmen 116 verbunden ist. Das Knickgelenk 118 ist dazu ausgebildet, eine Knick- bzw. Drehbewegung zwischen dem ersten Rahmen 114 und dem zweiten Rahmen 116 um eine Achse zu vollziehen, wobei sich die Achse zumindest teilweise in eine vertikale Richtung 122 erstreckt. Das Knickgelenk 118 ist ferner dazu ausgebildet, eine Antriebskraft in einer Längsrichtung 120 zwischen dem ersten Rahmen 114 und dem zweiten Rahmen 116 zu übertragen. Die Längsrichtung 120 der Verdichtungsmaschine 100 kann sich zumindest teilweise von dem ersten Rahmen 114 zum zweiten Rahmen 116 erstrecken und eine Höhe oder Vertikalrichtung 122 der Verdichtungsmaschine 100 kann sich quer zur Längsrichtung 120 von der Arbeitsfläche 106 zur Verdichtungsmaschine 100 erstrecken.
• In manchen Anwendungen kann der Abschnitt der Verdichtungsmaschine 100, der hinter dem Knickgelenk 118 in Richtung der Längsrichtung 120 angeordnet ist, als Wagen bezeichnet werden. Der Wagen kann beispielsweise den ersten Rahmen 114, die Kabine 124, die mechanische Leistungsquelle 112 und die eine Arbeitsvorrichtung 108 bzw. die mehreren Antriebsvorrichtungen 108 aufweisen.
• Wie in der 1 gezeigt, welche einen nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Offenbarung darstellt, ist die Antriebsvorrichtung 108 über ein Drehlager 134 mit dem ersten Rahmen 114 verbunden und ist die Bandage 110 über ein Drehlager 132 mit dem zweiten Rahmen 116 verbunden. Es wird jedoch anerkannt werden, dass andere Konfigurationen der Verdichtungsmaschine betrachtet werden können, die von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung mit eingeschlossen sind. Dazu zählen beispielsweise gezogene Bandagen. Die Antriebsvorrichtung 108 kann sich um eine erste Achse, die mittig zu einer ersten Drehachse angeordnet ist, drehen und die Bandage 110 kann sich um eine zweite Achse, die mittig zu einer zweiten Drehachse angeordnet ist, drehen.
• Die Verdichtungsmaschine 100 kann eine Kabine 124 aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen Bediener der Verdichtungsmaschine 100 aufzunehmen. Die Kabine 124 kann einen Sitz und eine oder mehrere Steuervorrichtungen 126 aufweisen. Die eine oder mehrere Steuervorrichtungen 126 können einen Lenkmechanismus, eine Beschleunigungs-/Drossel-Eingabe, eine Konsole, ein Datendisplay, eine Netzwerk-Telemetrie-Verbindung, Kombinationen davon oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Ein- und Ausgabevorrichtung aufweisen, um einen Betrieb der Verdichtungsmaschine 100 zu ermöglichen. Die eine oder mehrere Steuervorrichtungen 126 können betriebsmäßig mit einer Steuerung 128 verbunden sein, um die Steuereingaben, eine Rückmeldung des Maschinenzustands, eine Rückmeldung des Umgebungszustands oder andere Steuersignale zwischen der Steuerung und der einen oder mehreren Vorrichtungen zu übertragen.
• 2 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs 150 für ein Verdichtungssystem 102 gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Der Antriebsstrang 150 weist die mechanische Leistungsquelle 112 und mechanische Kupplungen zwischen der mechanischen Leistungsquelle 112 und der mindestens einen Antriebsvorrichtung 108, der Bandage 110, dem Verdichtungsmechanismus 130 oder Kombinationen davon auf, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Obwohl die 2 einen Antriebsstrang 150 mit einer überwiegend hydraulischen Übertragung der mechanischen Leistung zeigt, wird anerkannt werden, dass der Antriebsstrang 150 andere aus dem Stand der Technik bekannte Mittel zum Übertragen der mechanischen Energie aufweisen kann wie beispielsweise Zahnradgetriebe, Riemengetriebe, elektrische Motor-Generator-Übertragungen und Kombinationen davon.
• Die mindestens eine Antriebsvorrichtung 108 kann betriebsmäßig über eine Achswelle 154 mit einem Differenzialgetriebeaufbau 152 verbunden sein, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung weist die mindestens eine Antriebsvorrichtung 108 zwei Räder auf, wobei jedes Rad betriebsmäßig mit dem Differenzialgetriebeaufbau 152 über eine entsprechende Achswelle 154 verbunden ist, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Die beiden Räder können jeweils eine Luftbereifung aufweisen.
• Der Differenzialgetriebeaufbau 152 kann über eine Welle 158 betriebsmäßig mit einem ersten Antriebsmotor 156 verbunden sein, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Der erste Antriebsmotor 156 kann ein bidirektionaler Hydraulikmotor mit einem konstanten Durchsatz bzw. mit einer Konstantpumpe sein. Es wird jedoch auch anerkannt werden, dass der erste Antriebsmotor 156 andere Konfigurationen aufweisen kann, um andere bzw. weitere Anwendungen durchführen zu können.
• Ein erster Anschluss 160 des ersten Antriebsmotors 156 kann strömungstechnisch über eine erste Leitung 166 mit einem ersten Anschluss 162 einer ersten Antriebspumpe 164 verbunden sein, um hydraulische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Ein zweiter Anschluss 168 des ersten Antriebsmotors 156 kann über eine zweite Leitung 172 strömungstechnisch mit einem zweiten Anschluss 170 der ersten Antriebspumpe 164 verbunden sein, um hydraulische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Die erste Antriebspumpe 164 kann eine bidirektionale Strömungspumpe mit einem variablen Durchsatz sein. Es wird jedoch auch anerkannt werden, dass die erste Antriebspumpe 164 andere Konfigurationen aufweisen kann, um andere bzw. weitere Anwendungen durchführen zu können. Die erste Antriebspumpe 164 kann ferner über eine Welle 174 mit der mechanischen Leistungsquelle 112 betriebsmäßig verbunden sein, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen.
• Der erste Antriebsmotor 156, die erste Antriebspumpe 164 und die Leitungen 166, 172 können daher einen geschlossenen hydrostatischen Antriebskreislauf darstellen zum Übertragen mechanischer Leistung von der mechanischen Leistungsquelle 112 auf die Antriebsvorrichtungen 108. Bei einer Konfiguration in einer ersten Strömungsrichtung ist der erste Anschluss 162 ein Auslassanschluss der ersten Antriebspumpe 164 und ist der erste Anschluss 160 ein Einlassanschluss des ersten Antriebsmotors 156. In dieser ersten Konfiguration bewirkt ein Fluidstrom von dem ersten Anschluss 162 der ersten Antriebspumpe 164 zum ersten Anschluss 160 des ersten Antriebsmotors 156 ein Drehen der Welle 158 und der Antriebsvorrichtungen 108 in eine erste Richtung.
• Bei einer Konfiguration in einer zweiten Strömungsrichtung, die die entgegengesetzte Richtung zur ersten Strömungsrichtung ist, ist der zweite Anschluss 170 ein Auslassanschluss der ersten Antriebspumpe 164 und ist der zweite Anschluss 168 ein Einlassanschluss des ersten Antriebsmotors 156. In dieser zweiten Konfiguration bewirkt ein Fluidstrom von dem zweiten Anschluss 170 der ersten Antriebspumpe 164 zum zweiten Anschluss 168 des ersten Antriebsmotors 156 ein Drehen der Welle 158 und der Antriebsvorrichtungen 108 in eine zweite Richtung, die eine entgegengesetzte Richtung zur ersten Richtung ist. Demzufolge kann die erste Konfiguration der ersten Antriebspumpe 164 die Verdichtungsmaschine 100 in eine Vorwärtsrichtung entlang der Längsrichtung 120 und kann die zweite Konfiguration der ersten Antriebspumpe 164 die Verdichtungsmaschine 100 in eine Rückwärtsrichtung entlang der Längsrichtung 120 bewegen.
• Die erste Antriebspumpe 164 kann betriebsmäßig mit einem Aktuator 176 verbunden sein, der dazu ausgebildet ist eine Strömungsrichtung durch die erste Antriebspumpe 164, einen Durchsatz der ersten Antriebspumpe 164 oder Kombinationen davon einzustellen. Der Aktuator 176 kann ein Taumelscheibenaktuator oder jeder andere aus dem Stand der Technik bekannte Hydraulikpumpenaktuator sein. Der Aktuator 176 kann ferner betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, sodass die Steuerung 128 eine Strömungsrichtung durch die erste Antriebspumpe 164, einen Durchsatz der ersten Antriebspumpe 164 oder Kombinationen davon über den Aktuator 176 einstellen kann. Es wird anerkannt werden, dass ein Einstellen des Durchsatzes der ersten Antriebspumpe 164 durch den Aktuator 176 dazu verwendet werden kann, eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Verdichtungsmaschine 100, die den Antriebsstrang 150 aufweist, zu variieren, indem eine Hydraulikstromrate durch den ersten Antriebsmotor 156 variiert wird.
• Ein Drucksensor 178 kann strömungstechnisch mit der Leitung 166, der Leitung 172 oder beiden Leitungen verbunden sein und dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, welches ein Druckpotenzial angibt, das den ersten Antriebsmotor 156 antreibt. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist der Drucksensor 178 ein Differenzialdrucksensor, der dazu ausgebildet ist, einen Druckabfall über den ersten Antriebsmotor 156 zu messen. Der Drucksensor 178 kann ferner mit der Steuerung 128 betriebsmäßig verbunden sein, um das Drucksignal des Drucksensors 178 zu der Steuerung 128 zu übertragen.
• Der Antriebsstrang 150 kann wahlweise ein erstes Bypassventil 180 aufweisen, das dazu ausgebildet ist, Hydraulikfluid um den ersten Antriebsmotor 156, die erste Antriebspumpe 164 oder beides zu leiten. Wenn sich demnach das erste Bypassventil 180 in einer offenen Stellung befindet, werden der erste Antriebsmotor 156 und die Antriebsvorrichtungen 108 eine neutrale Stellung aufweisen, sodass der erste Antriebsmotor 156 und die Antriebsvorrichtungen 108 frei und unabhängig von dem Betrieb der ersten Antriebspumpe 164 rotieren können.
• Das erste Bypassventil 180 kann betriebsmäßig mit einem Aktuator 182 verbunden sein und der Aktuator 182 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein. Die Steuerung 128 kann demnach das erste Bypassventil 180 über den Aktuator 182 betätigen.
• Der Antriebsstrang 150 kann wahlweise eine erste Kupplung 184 aufweisen, die dazu ausgebildet ist, wahlweise ein mechanisches Einkuppeln oder Auskuppeln zwischen dem ersten Antriebsmotor 156 und den Antriebsvorrichtungen 108 zu bewirken. Die erste Kupplung 184 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, sodass die Steuerung 128 wahlweise ein mechanisches Einkuppeln oder Auskuppeln zwischen dem ersten Antriebsmotor 156 und den Antriebsvorrichtungen 108 bewirkt. Obwohl die erste Kupplung 184 in der 2 in Serie mit der Welle 158 und dem Differenzialgetriebeaufbau 152 gezeigt ist, wird anerkannt werden, dass die erste Kupplung 184 ein jeder beliebigen Position im Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor 156 und den Antriebsvorrichtungen 108 angeordnet sein kann.
• Wie in der 2 gezeigt, kann die Bandage 110 zwei mechanische Leistungseinlässe aufweisen, nämlich einen mechanischen Leistungseinlass zum Übertragen der Antriebsleistung auf die Bandage 110, was ein Drehen der Bandage 110 beispielsweise gegenüber dem zweiten Rahmen 116 bewirkt, und einen mechanischen Leistungseinlass zum Übertragen einer Leistung auf einen Verdichtungsmechanismus 130. Der Verdichtungsmechanismus 130 der Bandage 110 kann ein Vibrationsverdichtungsmechanismus sein, der dazu ausgebildet ist, eine Amplitude, eine Frequenz oder beides einer periodischen Verdichtungskraft, die auf die Arbeitsfläche 106 durch die Bandage 110 wirkt, zu variieren. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung stellt ein zweiter Antriebsmotor 186 mechanische Leistung zur Verfügung, um die Bandage 110 in Rollkontakt mit der Arbeitsfläche 106 zu bewegen, und stellt ein Verdichtungsmotor 188 mechanische Leistung für den Verdichtungsmechanismus 130 zur Verfügung.
• Die Bandage 110 kann über eine Welle 190 betriebsmäßig mit dem zweiten Antriebsmotor 186 verbunden sein, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Der zweite Antriebsmotor 186 kann ein bidirektionaler Hydraulikmotor mit einem konstanten Durchsatz bzw. mit einer Konstantpumpe sein. Es wird jedoch auch anerkannt werden, dass der zweite Antriebsmotor 186 andere Konfigurationen aufweisen kann, um andere bzw. weitere Anwendungen durchführen zu können.
• Ein erster Anschluss 192 des zweiten Antriebsmotors 186 kann strömungstechnisch über eine erste Leitung 198 mit einem ersten Anschluss 194 einer zweiten Antriebspumpe 196 verbunden sein, um hydraulische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Ein zweiter Anschluss 200 des zweiten Antriebsmotors 186 kann über eine zweite Leitung 204 strömungstechnisch mit einem zweiten Anschluss 202 der zweiten Antriebspumpe 196 verbunden sein, um hydraulische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Die zweite Antriebspumpe 196 kann eine bidirektionale Strömungspumpe mit einem variablen Durchsatz sein. Es wird jedoch auch anerkannt werden, dass die zweite Antriebspumpe 196 andere Konfigurationen aufweisen kann, um andere bzw. weitere Anwendungen durchführen zu können. Die zweite Antriebspumpe 196 kann ferner über eine Welle 206 mit der mechanischen Leistungsquelle 112 betriebsmäßig verbunden sein, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen.
• Der zweite Antriebsmotor 186, die zweite Antriebspumpe 196 und die Leitungen 198, 204 können daher einen geschlossenen hydrostatischen Antriebskreislauf darstellen zum Übertragen mechanischer Leistung von der mechanischen Leistungsquelle 112 auf die Bandage 110. Bei einer Konfiguration in einer ersten Strömungsrichtung ist der erste Anschluss 194 ein Auslassanschluss der zweiten Antriebspumpe 196 und ist der erste Anschluss 192 ein Einlassanschluss des zweiten Antriebsmotors 186. In dieser ersten Konfiguration bewirkt ein Fluidstrom von dem ersten Anschluss 194 der zweiten Antriebspumpe 196 zum ersten Anschluss 192 des zweiten Antriebsmotors 186 ein Drehen der Welle 190 und der Bandage 110 in eine erste Richtung.
• Bei einer Konfiguration in einer zweiten Strömungsrichtung, die die entgegengesetzte Richtung zur ersten Strömungsrichtung ist, ist der zweite Anschluss 202 ein Auslassanschluss der zweiten Antriebspumpe 196 und ist der zweite Anschluss 200 ein Einlassanschluss des zweiten Antriebsmotors 186. In dieser zweiten Konfiguration bewirkt ein Fluidstrom von dem zweiten Anschluss 202 der zweiten Antriebspumpe 196 zum zweiten Anschluss 200 des zweiten Antriebsmotors 186 ein Drehen der Welle 190 und der Bandage 110 in eine zweite Richtung, die eine entgegengesetzte Richtung zur ersten Richtung ist. Demzufolge kann die erste Konfiguration der zweiten Antriebspumpe 196 die Bandage 110 in eine Vorwärtsrichtung entlang der Längsrichtung 120 und kann die zweite Konfiguration der zweiten Antriebspumpe 196 die Bandage 110 in eine Rückwärtsrichtung entlang der Längsrichtung 120 bewegen.
• Die zweite Antriebspumpe 196 kann betriebsmäßig mit einem Aktuator 208 verbunden sein, der dazu ausgebildet ist, eine Strömungsrichtung durch die zweite Antriebspumpe 196, einen Durchsatz der zweiten Antriebspumpe 196 oder Kombinationen davon einzustellen. Der Aktuator 208 kann ein Taumelscheibenaktuator oder jeder andere aus dem Stand der Technik bekannte Hydraulikpumpenaktuator sein. Der Aktuator 208 kann ferner betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, sodass die Steuerung 128 eine Strömungsrichtung durch die zweite Antriebspumpe 196, einen Durchsatz der zweiten Antriebspumpe 196 oder Kombinationen davon über den Aktuator 208 einstellen kann. Es wird anerkannt werden, dass ein Einstellen des Durchsatzes der zweiten Antriebspumpe 196 durch den Aktuator 208 dazu verwendet werden kann, eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Verdichtungsmaschine 100, die den Antriebsstrang 150 aufweist, zu variieren, indem eine Hydraulikstromrate durch den zweiten Antriebsmotor 186 variiert wird.
• Ein Drucksensor 210 kann strömungstechnisch mit der Leitung 198, der Leitung 204 oder beiden Leitungen verbunden sein und dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, welches ein Druckpotenzial angibt, das den zweiten Antriebsmotor 186 antreibt. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist der Drucksensor 210 ein Differenzialdrucksensor, der dazu ausgebildet ist, einen Druckabfall über den zweiten Antriebsmotor 186 zu messen. Der Drucksensor 210 kann ferner mit der Steuerung 128 betriebsmäßig verbunden sein, um das Drucksignal des Drucksensors 210 zu der Steuerung 128 zu übertragen.
• Der Antriebsstrang 150 kann wahlweise ein zweites Bypassventil 212 aufweisen, das dazu ausgebildet ist, Hydraulikfluid um den zweiten Antriebsmotor 186, die zweite Antriebspumpe 196 oder beides zu leiten. Wenn sich demnach das zweite Bypassventil 212 in einer offenen Stellung befindet, werden der zweite Antriebsmotor 186 und die Bandage 110 eine neutrale Stellung aufweisen, sodass der zweite Antriebsmotor 186 und die Bandage 110 frei und unabhängig von dem Betrieb der zweiten Antriebspumpe 196 rotieren können.
• Das zweite Bypassventil 212 kann betriebsmäßig mit einem Aktuator 214 verbunden sein und der Aktuator 214 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein. Die Steuerung 128 kann demnach das zweite Bypassventil 212 über den Aktuator 214 betätigen.
• Der Antriebsstrang 150 kann wahlweise eine zweite Kupplung 216 aufweisen, die dazu ausgebildet ist, wahlweise ein mechanisches Einkuppeln oder Auskuppeln zwischen dem zweiten Antriebsmotor 186 und der Bandage 110 zu bewirken. Die zweite Kupplung 216 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, sodass die Steuerung 128 wahlweise ein mechanisches Einkuppeln oder Auskuppeln zwischen dem zweiten Antriebsmotor 186 und der Bandage 110 bewirkt.
• Wie in der 2 gezeigt, kann der Verdichtungsmechanismus 130 über eine Welle 218 betriebsmäßig mit dem Verdichtungsmotor 188 verbunden sein, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Ein Einlassanschluss 220 des Verdichtungsmotors 188 kann über eine Leitung 226 strömungstechnisch mit einem Auslassanschluss 222 einer Verdichtungspumpe 224 verbunden sein, um hydraulische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Der Verdichtungsmotor 188 kann ein unidirektionaler Hydraulikmotor mit einem konstanten Durchsatz bzw. mit einer Konstantpumpe sein und die Verdichtungspumpe 224 kann eine hydraulische unidirektionale Verstellpumpe sein. Es wird jedoch auch anerkannt werden, dass der Verdichtungsmotor 188, die Verdichtungspumpe 224 oder beide andere Konfigurationen aufweisen können, um andere bzw. weitere Anwendungen durchführen zu können.
• Die Verdichtungspumpe 224 kann einen Aktuator 240 aufweisen, der dazu ausgebildet ist, einen Durchsatz der Verdichtungspumpe 224 zu variieren. Der Aktuator 240 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, sodass die Steuerung 128 über den Aktuator 240 einen Durchsatz der Verdichtungspumpe 224 variieren kann. Die Steuerung 128 kann demnach eine Hydraulikstromrate zum Verdichtungsmotor 188 und dadurch eine Geschwindigkeit des Verdichtungsmotors 188 variieren.
• Ein Einlassanschluss 228 der Verdichtungspumpe 224 kann über eine Einlassleitung 232 Fluid aus einem Reservoir 230 ansaugen und ein Auslassanschluss 234 des Verdichtungsmotors 188 kann über eine Rückführleitung 236 mit dem Reservoir 230 strömungstechnisch verbunden sein. Die Verdichtungspumpe 224 kann ferner über eine Welle 238 betriebsmäßig mit der mechanischen Leistungsquelle 112 verbunden sein, um mechanische Leistung zwischen diesen Komponenten zu übertragen. Die Verdichtungspumpe 224, der Verdichtungsmotor 128 und die Leitungen 232, 226, 236 können daher einen offenen Hydraulikkreislauf zum Übertragen mechanischer Leistung von der mechanischen Leistungsquelle 112 zu dem Verdichtungsmechanismus 130 bilden.
• Obwohl der Hydraulikkreislauf zum Antreiben des Verdichtungsmotors 188 in der 2 als ein offener Hydraulikkreislauf gezeigt ist, wird anerkannt werden, dass der Hydraulikkreislauf zum Antreiben des Verdichtungsmotors 188 alternativ ein geschlossener hydrostatischer Kreislauf wie die in der 2 gezeigten Kreisläufe zum Antreiben des ersten Antriebsmotors 156 und des zweiten Antriebsmotors 186 oder ein anderer aus dem Stand der Technik bekannter Hydraulikantriebskreislauf sein kann. Obwohl die Hydraulikkreisläufe zum Antreiben des ersten Antriebsmotors 156 und des zweiten Antriebsmotors 186 in der 2 als geschlossene hydrostatische Kreisläufe gezeigt sind, wird anerkannt werden, dass die Hydraulikkreisläufe für den ersten Antriebsmotor 156 und/oder den zweiten Antriebsmotor 186 alternativ als offene Hydraulikkreisläufe ausgebildet sein können, die Umlenkventile zur Beeinflussung eines Vorwärts- oder Rückwärtsbetriebs aufweisen, oder andere aus dem Stand der Technik bekannte Hydraulikantriebskreisläufe sein können.
• Die Wellen 238, 206, 174 und damit die Verdichtungspumpe 224, die zweite Antriebspumpe 196 und die erste Antriebspumpe 164 können wie in der 2 gezeigt ist bei derselben Geschwindigkeit betrieben werden. Es wird jedoch anerkannt werden, dass die Wellen 238, 206, 174 und damit die Verdichtungspumpe 224, die zweite Antriebspumpe 196 und die erste Antriebspumpe 164 jeweils separate und unterschiedliche Anschlüsse zur mechanischen Leistungsquelle 112 aufweisen können und daher bei verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben werden können.
• Obwohl die 2 separate und unterschiedliche Hydraulikkreisläufe für die erste Antriebspumpe 164 mit dem ersten Antriebsmotor 156 und für die zweite Antriebspumpe 196 mit dem zweiten Antriebsmotor 186 zeigt, wird anerkannt werden, dass der erste Antriebsmotor 156 und der zweite Antriebsmotor 186 in einem gemeinsamen Hydraulikkreislauf angeordnet sein können, der eine beliebige Anzahl an Hydraulikpumpen größer gleich eins aufweisen kann.
• 3 ist eine Seitenansicht einer Verdichtungsmaschine 100 während eines Verdichtungsprozesses einer Arbeitsfläche 106 gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Die Verdichtungsmaschine 100 kann mindestens einen vorderen Abstandssensor bzw. eine vordere Abstandssensortraverse 250, mindestens einen mittleren Abstandssensor bzw. eine mittlere Abstandssensortraverse 252 und mindestens einen hinteren Abstandssensor bzw. eine hintere Abstandssensortraverse 254 aufweisen.
• Der mindestens eine vordere Abstandssensor 250 kann an dem zweiten Rahmen 116 vorder- bzw. frontseitig der Bandage 110, d.h. an einer Position vor der Bandage 110, befestigt sein, wobei sich die Vorwärtsrichtung entlang der Längsrichtung 120 ausgehend von der Antriebsvorrichtung 108 zur Bandage 110 erstreckt. Der mindestens eine hintere Abstandssensor 254 kann an dem ersten Rahmen 114 heckseitig der Antriebsvorrichtung 108, d. h. an einer Position hinter der Antriebsvorrichtung 108 befestigt sein, wobei die Heckrichtung die entgegengesetzte Richtung zur Vorwärtsrichtung ist. Der mindestens eine mittlere Abstandssensor 252 kann an der Verdichtungsmaschine zwischen der Antriebsvorrichtung 108 und der Bandage 110 entlang der Längsrichtung 120 befestigt sein und kann entweder am ersten Rahmen 114 oder am zweiten Rahmen 116 befestigt sein. Wie in der 3 gezeigt, ist der mindestens eine mittlere Abstandssensor 252 am zweiten Rahmen 116 befestigt.
• Darüber hinaus kann jeder der Abstandssensoren 250, 252, 254 unterhalb des ersten Rahmens 114 oder des zweiten Rahmens 116 der Verdichtungsmaschine 100 entlang der Vertikalrichtung 122 angebracht sein, wobei sich die Abwärtsrichtung entlang der Vertikalrichtung 122 von der Verdichtungsmaschine 100 zur Arbeitsfläche 106 erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann jeder der Abstandssensoren 250, 252, 254 an der Verdichtungsmaschine 100 derart angebracht sein, dass der Sensor eine ungehinderte Sichtachse bzw. Blickrichtung hat oder eine ungehinderte optische Kommunikation mit der Arbeitsfläche 106 möglich ist.
• Jeder der Abstandssensoren 250, 252, 254 kann dazu ausgebildet sein, einen Abstand zwischen der Verdichtungsmaschine 100 und der Arbeitsfläche 106 zu messen. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist jeder der Abstandssensoren 250, 252, 254 dazu ausgebildet, einen Abstand zwischen einer Referenzebene 256 der Verdichtungsmaschine 100 und der Arbeitsfläche 106 normal oder senkrecht zur Referenzebene 256 zu messen. Die Referenzebene 256 kann bezüglich des ersten Rahmens 114, des zweiten Rahmens 116 oder beiden fix sein, wenn sich die Verdichtungsmaschine 100 über die Arbeitsfläche 106 bewegt. Alternativ oder zusätzlich kann eine erste Referenzebene 262 in einer fixen Beziehung zum ersten Rahmen 114 definiert sein und kann eine zweite Referenzebene 264 in einer fixen Beziehung zum zweiten Rahmen 116 definiert sein, wobei die zweite Referenzebene 264 von der ersten Referenzebene 262 verschieden ist.
• Die Referenzebene 256 kann als eine Ebene definiert sein, die sich oberhalb der Arbeitsfläche 106 befindet und in einer fixen Beziehung zum ersten Rahmen 114 oder zum zweiten Rahmen 116 der Verdichtungsmaschine 100 ist, wobei die Referenzebene 256 parallel zur Arbeitsfläche 106 ist, wenn die Arbeitsfläche 106 fest und waagrecht ist. Wenn daher die Verdichtungsmaschine 100 stationär, d.h. ortsfeste, auf einer festen und waagrechten Fläche angeordnet ist, kann eine Höhe h₁ der Referenzebene 256 zum untersten bzw. tiefsten Punkt 258 der Bandage 110 gleich einer Höhe h₂ der Referenzebene 256 zu einem untersten bzw. tiefsten Punkt 260 der Antriebsvorrichtung 108 sein. Die erste Referenzebene 262, die zweite Referenzebene 264 oder beide können ähnlich zur Referenzebene 256 definiert sein.
• Es wird anerkannt werden, dass die Referenzebenen 256, 262, 264, die parallel zu einer festen und waagrechten Arbeitsfläche 106 definiert sind, lediglich ein theoretisches Konstrukt darstellen, um die Abstände zwischen der Verdichtungsmaschine 100 und der Arbeitsfläche 106 mithilfe der Abstandssensoren 250, 252, 254 zu messen, und nicht zwangsläufig einer tatsächlichen Oberfläche der Verdichtungsmaschine 100 entsprechen müssen.
• 3 zeigt die Verdichtungsmaschine 100 in einer Vorwärtsbewegung entlang der Längsrichtung beim Verdichten der Arbeitsfläche 106. Ein erster Abschnitt 280 der Arbeitsfläche 106 befindet sich vor der Bandage 110 und muss noch durch die Verdichtungsmaschine 100 während der aktuellen Verdichtungsüberfahrt verdichtet werden. Der mindestens eine vordere Abstandssensor 250 kann dazu ausgebildet sein, die Höhe h₃ zum ersten Abschnitt 280 der Arbeitsfläche 106 zu messen. Ein Höhenunterschied zwischen h₁ und h₃ kann einen Einsinkabstand bzw. eine Einsinktiefe e_B der Bandage 110 darstellen. Die Einsinktiefe e_B der Bandage 110 kann sowohl eine elastische als auch eine plastische Deformation der Arbeitsfläche 106 in Abhängigkeit der durch die Bandage 110 hervorgerufenen Verdichtung umfassen.
• Ein zweiter Abschnitt 282 der Arbeitsfläche 106 ist zwischen der Bandage 110 und der Antriebsvorrichtung 108 entlang der Längsrichtung 120 angeordnet und wurde während der aktuellen Verdichtungsüberfahrt durch die Bandage 110, nicht aber durch die Antriebsvorrichtung 108 verdichtet. Der mindestens eine mittlere Abstandssensor 252 kann dazu ausgebildet sein, die Höhe h₆ zum zweiten Abschnitt 282 der Arbeitsfläche 106 zu messen. Ein Höhenunterschied zwischen h₃ und h₆ kann die plastische Deformation der Arbeitsfläche 106 in Abhängigkeit der durch die Bandage 110 hervorgerufenen Verdichtung angeben.
• Ein dritter Abschnitt 284 der Arbeitsfläche 106 ist heckseitig der Antriebsvorrichtung 108 entlang der Längsrichtung angeordnet. Der dritte Abschnitt 284 befindet sich innerhalb der Spurrille der Bandage 110 aber von einer Querrichtung 286 aus betrachtet außerhalb der Spurrille der Antriebsvorrichtung 108. Der mindestens eine hintere Abstandssensor 254 kann dazu ausgebildet sein, die Höhe h₄ zum dritten Abschnitt 284 der Arbeitsfläche 106 zu messen. Unter Berücksichtigung der Variation der Arbeitsfläche und der Messungenauigkeit der Abstandssensoren 252 und 254 ist die Höhe h₄ im Wesentlichen gleich der Höhe h₆. Es wird jedoch auch anerkannt werden, dass die Höhe h₄ nicht notwendigerweise gleich der Höhe h₆ ist, da eine Einsinktiefe der Bandage 110 in die Arbeitsfläche 106 von einer Einsinktiefe der einen oder mehreren Antriebsvorrichtungen 108 in die Arbeitsfläche 106 verschieden sein kann.
• Ein vierter Abschnitt 288 der Arbeitsfläche 106 ist heckseitig der Antriebsvorrichtung 108 entlang der Längsrichtung angeordnet. Der vierte Abschnitt 288 befindet sich von der Querrichtung 286 aus betrachtet in der Spurrille der Bandage 110 und in der Spurrille der Antriebsvorrichtung 108. Der vierte Abschnitt 288 wurde daher sowohl von der Bandage 110 als auch von der Antriebsvorrichtung 108 verdichtet. Der mindestens eine hintere Abstandssensor 254 kann dazu ausgebildet sein, die Höhe h₅ zum vierten Abschnitt 288 der Arbeitsfläche 106 zu messen.
• Ein Höhenunterschied zwischen h₅ und h₄ kann einen Einsinkabstand bzw. eine Einsinktiefe e_R der Antriebsvorrichtung 108 in die Arbeitsfläche 106 darstellen. Die Einsinktiefe e_R der Antriebsvorrichtung 108 kann daher lediglich die plastische Deformation der Arbeitsfläche 106 in Abhängigkeit der von der Antriebsvorrichtung 108 hervorgerufenen Verdichtung umfassen. Alternativ kann eine weitere Einsinktiefe der Antriebsvorrichtung 108 durch einen Höhenunterschied zwischen h₂ und h₄ definiert werden, die sowohl die plastische als auch die elastische Deformation der Arbeitsfläche 106 in Abhängigkeit von der von der Antriebsvorrichtung 108 hervorgerufenen Verdichtung angibt.
• Der mindestens eine vordere Abstandssensor 250 befindet sich an einer Position, die in der Längsrichtung 120 einen Abstand l₁ vom Punkt 258 aufweist, und der mindestens eine mittlere Abstandssensor 252 befindet sich an einer Position, die in der Längsrichtung 120 einen Abstand l₂ vom Punkt 258 aufweist. Der mindestens eine hintere Abstandssensor 254 befindet sich an einer Position, die in der Längsrichtung 120 einen Abstand l₃ vom Punkt 260 aufweist. Der Punkt 258 befindet sich an einer Position, die in der Längsrichtung 120 einen Abstand l₄ vom Punkt 260 aufweist, wobei der Abstand l₄ mit dem Abstand in der Längsrichtung 120 zwischen der Drehachse der Bandage 110 und der Drehachse der Antriebsvorrichtung 108 übereinstimmen kann.
• Die Verdichtungsmaschine 100 kann ferner einen Längsneigungssensor (Längsrichtungsneigungssensor) 290, einen Querneigungssensor (Querrichtungsneigungssensor) 292, ein Satellitenpositionierungssystem (GPS-System) 294 oder Kombinationen davon aufweisen, die entweder am ersten Rahmen 114 oder am zweiten Rahmen 116 befestigt sind. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung sind sowohl der Längsneigungssensor 290 als auch der Querneigungssensor 292 am zweiten Rahmen 116 befestigt. Der Längsneigungssensor 290, der Querneigungssensor 292 und die GPS-Einheit 294 können ferner betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, um Messsignale zur Steuerung 128 zu übertragen.
• Der Längsneigungssensor 290 kann dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, das eine Neigung der Verdichtungsmaschine 100 in einer durch die Längsrichtung 120 und die Vertikalrichtung 122 definierte Ebene angibt. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung misst der Längsneigungssensor 290 die Neigung der Verdichtungsmaschine 100 in Längsrichtung gegenüber der Richtung (Lotrichtung) der Erdbeschleunigung (g). Es wird daher verstanden werden, dass die Vertikalrichtung 122 in Maschinenkoordinaten nicht zur Richtung der Erdbeschleunigung (g) ausgerichtet sein muss.
• Der Querneigungssensor 292 ist dazu ausgebildet, ein Signal zu erzeugen, das eine Neigung der Verdichtungsmaschine 100 in einer durch die Vertikalrichtung 122 und die Querrichtung 286 definierte Ebene angibt. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung misst der Querneigungssensor 292 die Querneigung der Verdichtungsmaschine 100 gegenüber der Richtung (Lotrichtung) der Erdbeschleunigung (g). Sowohl der Längsneigungssensor 290 als auch der Querneigungssensor 292 können betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, um Messsignale zu übertragen.
• 4 ist eine Draufsicht einer Verdichtungsmaschine 100 gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Der mindestens eine vordere Abstandssensor 250 kann einen ersten vorderen Abstandssensor 300, einen zweiten vorderen Abstandssensor 302, einen dritten vorderen Abstandssensor 304 oder Kombinationen davon aufweisen. Der erste vordere Abstandssensor 300, der zweite vordere Abstandssensor 302 und der dritte vordere Abstandssensor 304 können in der Längsrichtung 120 bei einer gleichen Längsposition angeordnet sein und sich innerhalb der Spurrille der Bandage 110 in der Querrichtung 286 befinden. Alternativ oder zusätzlich kann in der Querrichtung 286 der erste vordere Abstandssensor 300 zu einer Spurrille einer linken Antriebsvorrichtung 306 und der zweite vordere Abstandssensor 302 zu einer Spurrille einer rechten Antriebsvorrichtung 308 ausgerichtet sein. Der dritte vordere Abstandssensor 304 kann in der Querrichtung 286 zwischen und außerhalb der Spurrille der linken Antriebsvorrichtung 306 und außerhalb der Spurrille der rechten Antriebsvorrichtung 308 angeordnet sein.
• Der erste vordere Abstandssensor 300, der zweite vordere Abstandssensor 302 und der dritte vordere Abstandssensor 304 können betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, um Höhensignale zu der Steuerung 128 übertragen. Die Steuerung 128 kann dazu ausgebildet sein, die Signale des ersten vorderen Abstandssensors 300, des zweiten vorderen Abstandssensors 302 und des dritten vorderen Abstandsensors 304 arithmetisch umzuformen, statistische Analysen der Signale durchzuführen oder beides durchzuführen, um einen Wert oder einen Bereich von Werten zu ermitteln, die einen Abstand zum ersten Abschnitt 280 der Arbeitsfläche 106 angeben. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist die Steuerung 128 dazu ausgebildet, einen Mittelwert basierend auf zwei oder mehreren Signalen des ersten vorderen Abstandssensors 300, des zweiten vorderen Abstandssensors 302 und des dritten vorderen Abstandssensors 304 zu berechnen. Mit anderen Worten kann der Mittelwert aus den Signalen von zwei oder allen drei vorderen Abstandssensoren 300, 302, 304 ermittelt werden.
• Der mindestens eine mittlere Abstandssensor 252 kann einen ersten mittleren Abstandssensor 310, einen zweiten mittleren Abstandssensor 312, einen dritten mittleren Abstandssensor 314 oder Kombinationen davon aufweisen. Der erste mittlere Abstandssensor 310, der zweite mittlere Abstandssensor 312 und der dritte mittlere Abstandssensor 314 können in der Längsrichtung 120 bei einer gleichen Längsposition angeordnet sein und können sich innerhalb einer Spurrille der Bandage 110 in der Querrichtung 286 befinden. Alternativ oder zusätzlich kann in der Querrichtung 286 der erste mittlere Abstandssensor 310 zu einer Spurrille einer linken Antriebsvorrichtung 306 und der zweite mittlere Abstandssensor 312 zu einer Spurrille einer rechten Antriebsvorrichtung 308 ausgerichtet sein. Der dritte mittlere Abstandssensor 314 kann in der Querrichtung 286 zwischen und außerhalb der Spurrille der linken Antriebsvorrichtung 306 und außerhalb der Spurrille der rechten Antriebsvorrichtung 308 angeordnet sein.
• Der erste mittlere Abstandssensor 310, der zweite mittlere Abstandssensor 312 und der dritte mittlere Abstandssensor 314 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, um Höhensignale zu der Steuerung 128 zu übertragen. Die Steuerung 128 kann dazu ausgebildet sein, die Signale des ersten mittleren Abstandssensors 310, des zweiten mittleren Abstandssensors 312 und des dritten mittleren Abstandsensors 314 arithmetisch umzuformen, statistische Analysen der Signale durchzuführen oder beides durchzuführen, um einen Wert oder einen Bereich von Werten zu ermitteln, die einen Abstand zum zweiten Abschnitt 282 der Arbeitsfläche 106 angeben. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist die Steuerung 128 dazu ausgebildet, einen Mittelwert basierend auf zwei oder mehreren Signalen des ersten mittleren Abstandssensors 310, des zweiten mittleren Abstandssensors 312 und des dritten mittleren Abstandssensors 314 zu berechnen. Mit anderen Worten kann der Mittelwert aus den Signalen von zwei oder allen drei mittleren Abstandssensoren 310, 312, 314 ermittelt werden.
• Der mindestens eine hintere Abstandssensor 254 kann einen ersten hinteren Abstandssensor 316, einen zweiten hinteren Abstandssensor 318, einen dritten hinteren Abstandssensor 320 oder Kombinationen davon aufweisen. Der erste hintere Abstandssensor 316, der zweite hintere Abstandssensor 318 unter dritte hintere Abstandssensor 320 können in der Längsrichtung 120 bei einer gleichen Längsposition angeordnet sein und können sich innerhalb einer Spurrille der Bandage 110 in der Querrichtung 286 befinden. Alternativ oder zusätzlich kann in der Querrichtung 286 der erste hintere Abstandssensor 316 zu einer Spurrille einer linken Antriebsvorrichtung 306 und der zweite hintere Abstandssensor 318 zu einer Spurrille einer rechten Antriebsvorrichtung 308 ausgerichtet sein. Der dritte hintere Abstandssensor 320 kann in der Querrichtung 286 zwischen und außerhalb der Spurrille der linken Antriebsvorrichtung 306 und außerhalb der Spurrille der rechten Antriebsvorrichtung 308 angeordnet sein.
• Der erste hintere Abstandssensor 316, der zweite hintere Abstandssensor 318 und der dritte hintere Abstandssensor 320 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, um Höhensignale zu der Steuerung zu übertragen. Die Steuerung 128 kann dazu ausgebildet sein, die Signale des ersten hinteren Abstandssensors 316, des zweiten hinteren Abstandssensors 318 und des dritten hinteren Abstandsensors 320 arithmetisch umzuformen, statistische Analysen der Signale durchzuführen oder beides durchzuführen, um einen Wert oder einen Bereich von Werten zu ermitteln, die einen Abstand zwischen dem ersten Abschnitt 280 der Arbeitsfläche 106 und der Referenzebene 256 und einen Abstand zwischen dem dritten Abschnitt 284 der Arbeitsfläche 106 und der Referenzebene 256 angeben. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist die Steuerung 128 dazu ausgebildet, einen Mittelwert basierend auf den Signalen des ersten hinteren Abstandssensors 316 und des zweiten hinteren Abstandssensors 318 zu berechnen.
• Mit Bezug zu den 5 und 6 wird anerkannt werden, dass 5 eine Draufsicht eines Knickgelenks 118 einer Verdichtungsmaschine 100 gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist, und dass 6 eine Teilschnittansicht eines Knickgelenks 118 entlang der in der 5 gezeigten Linie 6-6 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist. Wie in den 5 und 6 gezeigt, weist die Verdichtungsmaschine 100 mindestens einen Kraftsensor (Kraftmesssensor) auf, der entlang eines Kraftübertragungspfads zwischen der mindestens einen Antriebsvorrichtung 108 und der Bandage 110 angeordnet ist, sodass der mindestens eine Kraftsensor dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, dass eine durch das Knickgelenk 118 übertragene Kraft angibt.
• Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist der Kraftsensor 350 in einem Drehzapfen (Drehbolzen) 352 des Knickgelenks 118 untergebracht. Das Knickgelenk 118 kann einen ersten Gelenkkopf 354 aufweisen, der mit einem zweiten Gelenkkopf 356 über den Drehzapfen 352 drehbar verbunden ist, wobei sich der Drehzapfen 352 durch eine Öffnung 358 des ersten Gelenkkopfes 354 und durch eine Öffnung 360 des zweiten Gelenkkopfes 356 erstreckt. Der erste Gelenkkopf 354 kann an dem ersten Rahmen 114 angebracht sein und der zweite Gelenkkopf 356 kann an dem zweiten Rahmen 116 angebracht sein. Das Anbringen kann beispielsweise durch Befestigungsmittel, Schweißen, Kombinationen davon oder andere aus dem Stand der Technik bekannte Befestigungsverfahren erfolgen.
• Der Kraftsensor 350 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, um Kraftmesssignale zu übertragen. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist der Kraftsensor 350 der gesamten durch das Knickgelenk 118 übertragenen Kraft ausgesetzt und gibt das Signal des Kraftsensors 350 die gesamte durch das Knickgelenk 118 übertragene Kraft an. Alternativ kann der Kraftsensor 350 nur einem Teil der durch das Knickgelenk 118 übertragenen Kraft ausgesetzt sein und kann die Steuerung 128 dazu ausgebildet sein, die gesamte durch das Knickgelenk 118 übertragene Kraft zu ermitteln basierend auf dem Signal des Kraftsensors 350, Kalibrierdaten, einem auf physikalischen Daten basierten Modell zur Kraftübertragung durch das Knickgelenk 118 oder Kombinationen davon.
• Alternativ oder zusätzlich kann ein Kraftsensor 362 in einem Kraftübertragungspfad zwischen dem Knickgelenk 118 und der mindestens einen Antriebsvorrichtung 108 untergebracht sein. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung kann der Kraftsensor 362 zwischen dem ersten Gelenkkopf 354 und dem ersten Rahmen 114 angeordnet sein. Ferner kann mindestens ein Distanzstück 364 zwischen dem ersten Gelenkkopf 354 und dem ersten Rahmen 114 angeordnet sein.
• Alternativ oder zusätzlich kann ein Kraftsensor 366 in einem Kraftübertragungspfad zwischen dem Knickgelenk 118 und der Bandage 110 untergebracht sein. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung kann der Kraftsensor 366 zwischen dem zweiten Gelenkkopf 356 und dem zweiten Rahmen 116 angeordnet sein. Ferner kann mindestens ein Distanzstück 368 zwischen dem zweiten Gelenkkopf 356 und dem zweiten Rahmen 116 angeordnet sein.
• Der Kraftsensor 362 und der Kraftsensor 366 können betriebsmäßig mit der Steuerung 128 verbunden sein, um Kraftmesssignale zu der Steuerung 128 zu übertragen. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung sind der Kraftsensor 362, der Kraftsensor 366 oder beide der gesamten durch das Knickgelenk 118 übertragenen Kraft ausgesetzt und gibt das Signal des entsprechenden Kraftsensors die gesamte durch das Knickgelenk 118 übertragene Kraft an. Alternativ können der Kraftsensor 362, der Kraftsensor 366 oder beide nur einem Teil der durch das Knickgelenk 118 übertragenen Kraft ausgesetzt sein und kann die Steuerung 128 dazu ausgebildet sein, die gesamte durch das Knickgelenk 118 übertragene Kraft zu ermitteln basierend auf dem Signal des Kraftsensors 362, dem Signal des Kraftsensors 366, Kalibrierdaten, einem auf physikalischen Daten basierten Modell zur Kraftübertragung durch das Knickgelenk 118 oder Kombinationen davon. Beispielsweise kann ein bestimmter Teil der durch das Knickgelenk 118 übertragenen Kraft durch das mindestens eine Distanzstück 364 oder das mindestens eine Distanzstück 368 aufgenommen werden und kann die Steuerung 128 dazu ausgebildet sein, die gesamte durch das Knickgelenk 118 übertragene Kraft zu ermitteln zumindest teilweise basierend auf der durch das mindestens eine Distanzstück 364 übertragenen Kraft in Bezug zu der durch den Kraftsensor 362 übertragenen Kraft bzw. basierend auf der durch das mindestens eine Distanzstück 368 übertragenen Kraft in Bezug zu der durch den Kraftsensor 366 übertragenen Kraft.
• Gemäß einem Aspekt der Offenbarung weist die Verdichtungsmaschine 100 den in dem Drehzapfen 352 untergebrachten Kraftsensor 350 auf und weist nicht die Kraftsensoren 362, 366 auf. Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung weist die Verdichtungsmaschine 100 den Kraftsensor 362, den Kraftsensor 366 oder beide auf und weist nicht den Kraftsensor 350 auf, der in dem Drehzapfen 352 untergebracht ist.
• Jeder der Kraftsensoren 350, 362, 366 kann eine Kraftwägezelle vom Spannungsprüfertyp aufweisen, oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Kraftmessvorrichtung. Ferner wird anerkannt werden, dass die Darstellungen des Knickgelenks 118 in den 5 und 6 vereinfachte schematische Zeichnungen sind, die praktische Details wie etwa Lager nicht zeigen, um die wesentlichen Merkmale hervorzuheben.
• Gewerbliche Anwendbarkeit
• Die vorliegende Offenbarung ist allgemein auf Verdichtungsmaschinen und insbesondere auf Verdichtungsmaschinen mit einem Knickgelenk anwendbar. Die vorliegende Offenbarung ist zudem auf Verfahren zum Ermitteln einer Verdichtungsleistung während eines Verdichtungsprozesses und auf Verfahren zum Kalibrieren eines Verdichtungssystems zur Bestimmung einer Verdichtungsleistung während eines Verdichtungsprozesses anwendbar.
• Verbesserte Erfassung der Längsneigung
• Die Erfassung einer Verdichtungsleistung während eines Verdichtungsprozesses kann abhängen oder hängt zumindest teilweise ab von einer Bestimmung der Längsneigung (α) der Arbeitsfläche 106 relativ zur Richtung (Lotrichtung) der Erdbeschleunigung (g) in einer durch die Längsrichtung 120 und die Vertikalrichtung 122 der Verdichtungsmaschine 100 definierte Ebene. Die Verdichtungsmaschine 100 kann den Längsneigungssensor 290 aufweisen, der dazu ausgebildet ist, ein Signal (α_S) zu erzeugen, das eine Längsneigung der Verdichtungsmaschine 100 relativ zur Richtung (Lotrichtung) der Erdbeschleunigung (g) in einer durch die Längsrichtung 120 und die Vertikalrichtung 122 definierte Ebene angibt.
• Der Anmelder hat jedoch festgestellt, dass die Längsneigung der Verdichtungsmaschine 100 von der Längsneigung der Arbeitsfläche 106 abweichen kann aufgrund eines Nullpunktfehlers (α₀) bei der Neigungsangabe des Längsneigungssensors 290 (d.h. aufgrund einer Längseigenneigung der Verdichtungsmaschine 100), wenn die Verdichtungsmaschine 100 in einem stationären Zustand, d.h. ortsfest, auf einer festen und waagrechten Oberfläche positioniert ist. Der Nullpunktfehler bzw. die Längseigenneigung besteht aufgrund einer Differenz zwischen der Einsinktiefe (e_B) der Bandage 110 in die Arbeitsfläche 106 und der Einsinktiefe (e_R) der Antriebsvorrichtungen 108 in die Arbeitsfläche 106 oder aufgrund von Kombinationen davon. Folglich offenbart der Anmelder hierin Apparate und Verfahren, die ermöglichen, ein Längsneigungsmesssignal (α_S) derart anzupassen, dass es die wahre Längsneigung (α) der Arbeitsfläche 106 besser angibt, indem Abweichungen zwischen dem Messsignal und der wahren Längsneigung korrigiert werden.
• Der Nullpunktfehler (α₀) des Längsneigungssensors 290 kann beispielsweise daraus resultieren, dass sich ein Durchmesser der Antriebsvorrichtungen 106 aufgrund von Abrieb oder Änderungen des Drucks in der Luftbereifung ändert, dass sich der Außendurchmesser der Bandage 110 aufgrund von Verschleiß ändert, dass eine Kalibrierungswanderung des Längsneigungssensors 290 erfolgt, oder durch Kombinationen davon. Das Ausmaß des Nullpunktfehlers bzw. die Höhe der Längseigenneigung (α₀) des Längsneigungssensors 290 kann ermittelt werden, indem ein Neigungsausgangssignal des Längsneigungssensors 290 gemessen wird, während die Verdichtungsmaschine 100 auf einer festen Referenzfläche mit einer bekannten Längsneigung stationär positioniert ist, wodurch eine Nullpunktkalibrierung des Längsneigungssensors 290 erfolgt. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist die bekannte Längsneigung (der Referenzfläche) eine waagrechte Längsneigung, d.h. eine Längsneigung, die mit der Waagrechten zusammenfällt. Mit anderen Worten ist eine „waagrechte Längsneigung“ dann gegeben, wenn die Referenzfläche senkrecht zur Richtung (Lotrichtung) der Erdbeschleunigung verläuft, also waagrecht ist.
• Das Ergebnis der Nullpunktkalibrierung des Längsneigungssensors 290 kann durch mindestens zwei Wege erfolgen. Einerseits kann der Unterschied (α₀) zwischen der gemessenen Neigung basierend auf dem Neigungssignal des Längsneigungssensors 290 und der bekannten Längsneigung der Referenzebene aufgezeichnet werden beispielsweise indem die Differenz auf einem Speicher der Steuerung 128 gespeichert wird und als Korrekturwert für die Längsneigungsmessungen durch den Längsneigungssensor 290 verwendet wird. Alternativ können Funktionen zum Ermitteln der Längsneigung ausgehend von dem Neigungssignal des Längsneigungssensors 290 angepasst werden, sodass der Kalibrierungsprozedur folgend die durch den Längsneigungssensor 290 angegebene Neigung der Längsneigung der Referenzebene entspricht, wodurch die Differenz (α₀) nach Abschluss der Kalibrierung dem Wert Null entspricht.
• Wie bereits mit Bezug zur 3 beschrieben, kann die Einsinktiefe (e_B) der Bandage 110 in die Arbeitsfläche 106 auf Basis von einer oder mehreren Höhenmessungen (h₃) durch den mindestens einen vorderen Abstandssensor 250 und Konstruktionswerten (h₁) der Verdichtungsmaschine 100 wie in der Gleichung 1 gezeigt berechnet werden. e_B = h₁ – h₃ Gleichung 1
• Wie ebenfalls mit Bezug zur 3 beschrieben, kann die Einsinktiefe (e_R) der mindestens einen Antriebsvorrichtung 108 in die Arbeitsfläche 106 auf Basis von einer oder mehreren Höhenmessungen (h₄) durch den mindestens einen hinteren Abstandssensor 254 und Konstruktionswerten (h₅) der Verdichtungsmaschine 100 wie in der Gleichung 2 gezeigt berechnet werden. e_R = h₅ – h₄ Gleichung 2
• Dementsprechend kann die Längsneigung (α) der Arbeitsfläche 106 zumindest teilweise basierend auf dem von dem Längsneigungssensor 290 gemessenen Längsneigungssignal (α_S) und ausgewählten Korrekturfaktoren wie in der Gleichung 3 gezeigt berechnet werden. α = α_S – α₀ – arctan((e_B – e_R)/(l₄ + l₁ + l₃)) Gleichung 3 Maschinenantriebsleistung (MDP) als Maß für die Verdichtungsleistung
• Der Anmelder hat festgestellt, dass der Rollwiderstand einer Last, die in Rollkontakt mit einer Arbeitsfläche 106 ist, abhängt von der Dichte des Materials, der Steifigkeit des Materials oder Kombinationen davon. Daraufhin hat der Anmelder die MDP-Materialverdichtungsmessungstechnologie basierend auf einem Rollwiderstand der Verdichtungsmaschine 100 über die Arbeitsfläche 106 entwickelt, um den Bediener der Verdichtungsmaschine 100 dabei behilflich zu sein, zu ermitteln, wann die Lasttragefähigkeit des verdichteten Materials die gewünschte Spezifikation erreicht. Wenn beispielsweise das Material der Arbeitsfläche 106 durch mehrere Verdichtungsüberfahrten der Verdichtungsmaschine 100 fortlaufend verdichtet wird, sinkt die Leistung, die benötigt wird, um die Verdichtungsmaschine 100 über die Arbeitsfläche 106 zu bewegen, mit aufeinanderfolgenden die Arbeitsfläche 106 weiter verdichtenden Überfahrten.
• Der minimale Rollwiderstand einer Verdichtungsmaschine 100 entspricht einer ideal ebenen, tragfähigen und nicht geneigten (d.h. einer senkrecht zur Richtung der Erdbeschleunigung verlaufenden bzw. waagrechten) Fläche. Die Kraft, die benötigt wird, um die Verdichtungsmaschine 100 über eine derart ideale Fläche zu bewegen, wird hierin als F_MDP bezeichnet. Der F_MDP-Wert kann durch ein auf physikalischen Daten basierendes Modell ermittelt werden oder durch Messen eines Rollwiderstands einer Verdichtungsmaschine 100 über eine reale Fläche eines Teststreifens, die sich einer idealen Fläche annähert, oder eine erwünschte Dichte und Ebenheit aufweist. Eine Steifigkeit oder Dichte eines Materialteststreifens einer Arbeitsfläche 106 kann durch herkömmliche Methoden charakterisiert werden wie beispielsweise durch eine Analyse von entnommenen Bohrproben, durch radiometrische Messgeräte, elektromagnetische Messvorrichtungen oder durch eine andere bekannte Messmethode zur Bestimmung einer Dichte oder einer Steifigkeit der Arbeitsfläche.
• Demzufolge kann ein F_MDP-Wert durch ein Normieren eines Ist-Rollwiderstands (F) einer Verdichtungsmaschine 100 über eine Arbeitsfläche 106 mit einem idealisierten MDP-Rollwiderstand (F_MDP) wie in der Gleichung 4 gezeigt berechnet werden. MDP = F / F_MDP ≥ 1 Gleichung 4
• Da der F_MDP-Wert einem absoluten oder virtuellen Minimum eines Rollwiderstands entspricht, wird anerkannt werden, dass jeder beliebige Ist-Rollwiderstand (F) größer als der F_MDP-Wert ist und daher der MDP-Wert größer oder gleich Eins ist. Es wird ferner anerkannt werden, dass sich der gemessene MDP-Wert einen Wert von Eins nähert, wenn die (tatsächliche) Dichte oder Steifigkeit den erwünschten oder idealen Dichte- oder Steifigkeitswert erreicht. Um den Anstieg der Materialdichte oder der Materialsteifigkeit einen Bediener der Verdichtungsmaschine 100 intuitiver zu machen, kann ein skalierter bzw. verstärkter Reziprokwert (Kehrwert) des MDP-Wertes (MDP*-Wert) wie in der Gleichung 5 gezeigt auf einem Display der einen oder mehreren Steuervorrichtungen 126 angegeben werden. MDP* = k/MDP Gleichung 5
• Der MDP*-Wert wird daher immer kleiner oder gleich der Skalierungskonstante (Verstärkungskonstante), k, sein und größere MDP*-Werte entsprechen höheren Dichte- oder Steifigkeitswerten des Materials der Arbeitsfläche 106. Gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der Offenbarung ist k = 150 und daher MDP* ≤ 150.
• Bei herkömmlichen Verfahren der MDP-Materialverdichtungsmessungstechnologie wurde die Rollwiderstandskraft nicht direkt gemessen sondern stattdessen durch andere Messungen und physikalische Modelle für die Wechselwirkung der Verdichtungsmaschine 100 mit der Arbeitsfläche 106 geschätzt. Beispielsweise wurde eine Summe der Antriebsleistungen, die über das ein oder mehrere Rollelement 104 auf die Arbeitsfläche 106 übertragen wurde, dadurch abgeschätzt, dass ein Gesamtwert der durch die mechanische Leistungsquelle 112 erzeugten mechanischen Leistung ermittelt und dann der Anteil der Gesamtleistung der mechanischen Leistungsquelle 112, der auf das eine oder mehrere Rollelement 104 übertragen wird, bestimmt oder abgeschätzt wird. Der Rollwiderstand der Rollelemente 104 konnte daraufhin dadurch ermittelt werden, dass die mechanische Leistung, die den Rollelementen 104 zur Verfügung gestellt wird, geteilt wurde durch die Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 100, die der so bestimmten mechanischen Leistung der Rollelemente 104 entspricht.
• Wenn die ein oder mehreren Rollelemente 104 beispielsweise von einem Hydraulikkreislauf mit Leistung versorgt werden, konnte die Leistung für alle Rollelemente 104 aus dem Produkt des Druckabfalls über die entsprechenden Hydraulikmotoren und der Hydraulikflussrate durch die entsprechenden Hydraulikmotoren ermittelt oder abgeschätzt werden. Die Rollwiderstandskraft konnte daraufhin dadurch ermittelt oder abgeschätzt werden, dass die Summe der hydraulischen Leistung, die den Rollelementen 104 zur Verfügung gestellt wird, geteilt wurde durch die Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 100, die der so bestimmten hydraulischen Leistung der Rollelemente 104 entspricht.
• Es kann beim Durchführen einer MDP-Analyse wünschenswert sein, die von der Verdichtungsmaschine 100 benötigte bzw. die durch die Verdichtungsmaschine 100 zur Verfügung gestellte Leistung zu berücksichtigen, wenn die Verdichtungsmaschine 100 eine Längsneigung (schiefe Ebene) (α) bergauf bzw. bergab fährt. Tatsächlich muss, wenn die Verdichtungsmaschine eine schiefe Ebene bergauf fährt, das heißt sich entgegen der Erdbeschleunigung (g) bewegt, eine zusätzliche Kraft, die gegen die Schwerkraft wirkt, aufgewandt werden. Jedoch gibt diese zusätzliche Kraft nicht notwendigerweise einen gesteigerten Rollwiderstand der Rollelemente 104 an. Die Gesamtkraft (F_total), die benötigt wird, um die Verdichtungsmaschine 100 zu bewegen, sollte daher um den Anteil der Masse (m_Maschine) der Verdichtungsmaschine, die abwärts der Längsneigung (α) wirkt, also um die Hangabtriebskraft der Verdichtungsmaschine, reduziert werden, um die Rollwiderstandskraft (F) wie in der Gleichung 6 gezeigt zu ermitteln oder abzuschätzen. F = F_total – m_Maschine·g·sin(α) Gleichung 6
• Wenn die Verdichtungsmaschine 100 eine schiefe Ebene bergab fährt, das heißt sich in Richtung der Erdbeschleunigung (g) bewegt, muss die mechanische Leistungsquelle 112 aufgrund des Schwerkraftbeitrags eine geringere Kraft zur Verfügung stellen. Die Gesamtkraft (F_total) die benötigt wird, um die Verdichtungsmaschine 100 zu bewegen, sollte daher um den Anteil der Masse (m_Maschine) der Verdichtungsmaschine, die abwärts der Längsneigung (α) wirkt, also um die Hangabtriebskraft der Verdichtungsmaschine, erhöht werden, um die Rollwiderstandskraft (F) zu ermitteln oder abzuschätzen. Der in der Gleichung 6 dargestellte Längsneigungswinkel (α) ist demnach positiv, wenn sich die Maschine 100 bergauf bewegt, und der Längsneigungswinkel (α) ist negativ, wenn sich die Maschine 100 bergab bewegt. Das Koordinatensystem könnte alternativ derart sein, dass die Längsneigung (α) bzw. der Winkel α der Längsneigung negativ ist, wenn die Verdichtungsmaschine 100 bergauf fährt, und positiv ist, wenn die Verdichtungsmaschine 100 bergab fährt, worauf hin sich das Vorzeichen von sin(α) mit dem Vorzeichen des Winkels α ändert. Es wird anerkannt werden dass, wie bereits erwähnt, die Längsneigung (α) der Arbeitsfläche 106 ermittelt werden kann, indem eine durch das Signal des Längsneigungssensors 290 gemessene Längsneigung (α_S) der Verdichtungsmaschine 100 korrigiert wird.
• Obwohl herkömmliche MDP-Verfahren zur kontinuierlichen Messung von Dichten und Steifigkeiten einer Arbeitsfläche 106 große Vorteile für Bediener einer Verdichtungsmaschine 100 haben, hat der Anmelder erkannt, dass Änderungen in der Geometrie der Rollelemente 104 zu Änderungen und Ungenauigkeiten bei der Bestimmung des resultierenden Rollwiderstands führen. Insbesondere bei einer Luftbereifung können Änderungen des Reifendrucks und Änderungen im Reifenabrieb aufgrund eines Verschleißes der Reifen zu einem fehlerhaften Rollwiderstand führen, der basierend auf einer Antriebsleistung, die der Luftbereifung als Beispiel für die Antriebsvorrichtungen 108 zugeführt wird, bestimmt wird.
• Walzen-skalierte Maschinenantriebsleistung basierend auf dem Walzenrollwiderstand mit direkter Kraftmessung und deaktiviertem Walzenantrieb
• Der Anmelder hat erkannt, dass eine direkte Messung einer Rollwiderstandskraft durch das Knickgelenk 118 einige der zuvor erwähnten Änderungen und Ungenauigkeiten, die mit den Antriebsvorrichtungen 108 so zum Beispiel der Luftbereifung verbunden sind, verringert oder eliminiert werden können. Indem die der Bandage 110 zugeführte Antriebsleistung deaktiviert wird und damit die gesamte Antriebsleistung der Verdichtungsmaschine über die Antriebsvorrichtungen 108 auf den ersten Rahmen 114 übertragen wird, kann eine Messung der Kraft, die durch das Knickgelenk 118 von dem ersten Rahmen 114 auf den zweiten Rahmen 116 übertragen wird, eine direkte Messung der Rollwiderstandskraft der Bandage 110 darstellen, sofern die Ungenauigkeit aufgrund der Längsneigung berücksichtigt wird. Dieser Betriebsmodus der Verdichtungsmaschine 100 kann auch als “Messmodus“ der Verdichtungsmaschine 100 bezeichnet werden.
• Folglich kann ein MDP-Verfahren angewandt werden, bei dem die idealisierte MDP-Kraft (F_MDP) eine idealisierte MDP-Rollwiderstandskraft (F_{MDP, B}) von lediglich der Bandage 110 über eine idealisierte Arbeitsfläche 106 ist, und der Ist-Rollwiderstand der Bandage 110 (F_S) direkt mithilfe der einen oder mehreren Kraftsensoren 350, 362, 366 gemessen wird, wie bereits in Zusammenhang mit beispielsweise den 5 und 6 beschrieben wurde. Ferner können Anpassungen (Korrekturen) der Längsneigung (α) berücksichtigt werden, indem eine Komponente der Achslast (F_{A, B}) ermittelt wird, die auf die Bandage 110 in Richtung der Erdbeschleunigung (g) wirkt. Folglich kann ein MDP*_Walze-Wert, der den MDP* der Bandage 110 angibt, durch eine durch das Knickgelenk 118 übertragene gemessene Kraft wie in der Gleichung 7 gezeigt berechnet werden. MDP*_Walze = k·F_{MDP, B}/(F_S – F_{A, B}) Gleichung 7
• Die Achskraft (F_{A, B}), die auf die Achse der Bandage 110 wirkt, kann von einer Masse (m_B) der Verdichtungsmaschine 100 frontseitig des Knickgelenks 118 und von einer Kraft (F_T), die einem Teil der Masse des Wagens entspricht, der auf die Achse der Bandage 110 über das Knickgelenk 118 wirkt, abhängen. Die vordere Masse (m_B) kann die Masse der Bandage 110, die Masse der Antriebsmechanismen der Bandage 110 und die Masse des zweiten Rahmens 116 umfassen. Die Wagenkraft (F_T), die auf die Achse der Bandage 110 in Richtung der Erdbeschleunigung (g) wirkt, kann ermittelt werden als Funktion der Längsneigung (α) auf Basis eines auf physikalischen Daten basierenden Modells der Verdichtungsmaschine 100, auf Basis von Labor- oder Feldmessungen der durch die Achse der Bandage 110 getragenen Last, durch Kombinationen davon oder auf Basis eines anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zur Bestimmung einer Achslast. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung kann die Achslast (F_{A, B}) der Gleichung 7 durch die in der Gleichung 8 gezeigte Beziehung ermittelt oder abgeschätzt werden. F_{A, B} = F_T + m_B·g·sin(α) Gleichung 8
• Es wird anerkannt werden, dass mit Bezug zur 2 die Antriebskraft für den zweiten Antriebsmotor 186 deaktiviert werden kann, indem der Durchsatz der zweiten Antriebspumpe 196 durch den Aktuator 208 auf Null gestellt wird, indem die Bandage 110 durch Öffnen des zweiten Bypassventils 212 mithilfe des Aktuators 214 zum freien Rotieren gebracht wird, indem die zweite Kupplung 216 in einen ausgekuppelten Zustand versetzt wird, durch Kombinationen davon oder durch andere aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren, die dazu führen, dass die Bandage 110 frei und unabhängig von der zweiten Antriebspumpe 196 rotieren kann.
• Es wird anerkannt werden, dass der F_MDP, Walze-Wert aus einer Messung der durch das Knickgelenk 118 übertragenen Kraft ermittelt werden kann, wenn das oben beschriebene Verfahren mit der Verdichtungsmaschine 100 durchgeführt wird, die auf einer verdichteten Arbeitsfläche 106 plaziert ist, die der idealisierten ebenen, tragfähigen und nicht geneigten (waagrechten) Fläche, die mit dem minimalen Rollwiderstand verknüpft ist, stark angenähert ist, oder auf einer Arbeitsfläche 106 plaziert ist, die eine gewünschte Verdichtung der Arbeitsfläche 106 aufweist. Es wird ferner anerkannt werden, dass das oben beschriebene Verfahren mit und ohne Leistungsübertragung auf den Verdichtungsmechanismus 130 erfolgen kann.
• Obwohl der in der Gleichung 7 berechnete MDP*-Wert den Rollwiderstand für die eine oder mehrere Antriebsvorrichtung 108 nicht berücksichtigt, wird anerkannt werden, dass allein der Rollwiderstand der Bandage 110 eine wiederholbare und reproduzierbare Möglichkeit zur Erfassung oder Abschätzung eines Verdichtungsfortschritts hin zu einer erwünschten Dichte oder einer erwünschten Steifigkeit der Arbeitsfläche 106 darstellt, wenn die durch das Knickgelenk 118 übertragene Kraft direkt gemessen wird.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die Steuerung 128 die Verdichtungsmaschine 100 in einen alternativen Messmodus versetzen, bei dem eine Antriebsleistung zu den einen oder mehreren Antriebsvorrichtungen 108 deaktiviert ist, die Verdichtungsmaschine 100 durch das Zuführen von Antriebsleistung zur Bandage 110 über die Arbeitsfläche 106 bewegt wird und ein Rollwiderstand der ein oder mehreren Antriebsvorrichtungen 108 ermittelt wird basierend auf einer Messung der über das Knickgelenk 118 von dem zweiten Rahmen 116 auf den ersten Rahmen 114 übertragenen Kraft.
• In diesem alternativen Modus kann die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtungen 108 deaktiviert werden, indem ein Durchsatz durch die erste Antriebspumpe 164 auf Null gesetzt wird. Ferner können die Antriebsvorrichtungen 108 durch Öffnen des ersten Bypassventils 180, durch ein Auskuppeln bzw. Öffnen der ersten Kupplung 184 oder durch Kombinationen davon in einen neutralen und frei rotierenden Modus versetzt werden. Es wird anerkannt werden, dass dieser alternative Messmodus dazu verwendet werden kann, einen Rollwiderstand der Antriebsvorrichtungen 108 zu ermitteln oder zu kalibrieren.
• Walzen-skalierte Maschinenantriebsleistung basierend auf dem Walzenrollwiderstand mit direkter Kraftmessung und aktiviertem Walzenantrieb
• Während das oben beschriebene Walzen-skalierte Maschinenantriebsleistungsverfahren bei einer deaktivierten Antriebsleistung der Bandage 110 für die Bestimmung der Dichte oder der Steifigkeit der Arbeitsfläche 106 nützlich sein kann, kann es dennoch wünschenswert sein, die Kraftmessung am Knickgelenk 118 auf ein Walzen-skaliertes Maschinenantriebsleistungsverfahren anzuwenden, bei der die Antriebsleistung sowohl der Bandage 110 als auch den ein oder mehreren Antriebsvorrichtungen 108 zugeführt wird. Dieser Betriebsmodus der Verdichtungsmaschine 100 kann als “Arbeitsmodus“ der Verdichtungsmaschine 100 bezeichnet werden.
• Es wird anerkannt werden, dass die direkte Kraftmessung durch das Knickgelenk 118 die Kraft, die benötigt wird, um den Rollwiderstand der Bandage 110 zu überwinden, unterbewertet, wenn der Bandage 110 zusätzlich zu der einen oder mehreren Antriebsvorrichtungen 108 eine zusätzliche Antriebskraft zur Verfügung gestellt wird. Jedoch kann die Kraft, die notwendig ist, um die Bandage 110 gegen ihren Rollwiderstand auf der Arbeitsfläche 106 und gegen eine Längsneigung zu bewegen, aus der durch das Knickgelenk 118 gemessenen Kraft und aus einer Antriebskraft, die von der durch die Bandage 110 benötigten Antriebsleistung abgeleitet wird, ermittelt werden.
• Die der Bandage 110 zur Verfügung gestellte Antriebsleistung beispielsweise durch den zweiten Antriebsmotor 186 (siehe 2) wird eine Antriebskraft auf den zweiten Rahmen 116 ausüben, die nicht in der Kraftmessung am Knickgelenk 118 enthalten ist. Jedoch kann eine effektive Kraft, die auf die Bandage 110 in Abhängigkeit von der Antriebskraft, die der Bandage 110 zur Verfügung gestellt wird, wie folgt ermittelt und in das Walzen-Maschinenantriebsleistungsverfahren aufgenommen werden.
• Eine Antriebsleistung, die der Bandage 110 zur Verfügung gestellt wird, kann mit Bezug zur 2 aus dem Produkt des Druckabfalls über den zweiten Antriebsmotor 186 und der Durchflussrate des Hydraulikfluids durch den zweiten Antriebsmotor 186 ermittelt oder abgeschätzt werden. Der Druckabfall über den zweiten Antriebsmotor 186 kann über den Drucksensor 210 direkt gemessen werden und die Durchflussrate des Hydraulikfluid durch den zweiten Antriebsmotor 186 kann basierend auf einer Geschwindigkeit der zweiten Antriebspumpe 196 und einem Durchsatz durch die zweite Antriebspumpe 196 ermittelt oder abgeschätzt werden. Soweit im System vorhanden, kann das zweite Bypassventil 212 geschlossen und die zweite Kupplung 260 eingekuppelt sein, um hydraulische Leistung von der zweiten Antriebspumpe 196 zum zweiten Antriebsmotor 186 zu übertragen.
• Gleichzeitig zur Bestimmung des Druckabfalls und zur Bestimmung der Durchflussrate durch den zweiten Antriebsmotor 186 werden eine Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 100 über die Arbeitsfläche 106 und eine Längsneigung der Arbeitsfläche 106 bestimmt. Als nächstes kann eine effektive auf dem Walzenantrieb basierende Kraft (F_{Walze, Antrieb}) berechnet werden, indem die der Antriebswalze 110 zur Verfügung gestellte Antriebsleistung durch die Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 100 geteilt wird. Daraufhin kann die auf dem Walzenantrieb basierende effektive Kraft (F_{Walze, Antrieb}) in die Berechnung des MDP*_Walzen-Wertes integriert werden, wie in der Gleichung 9 gezeigt ist. MDP*_Walze = k·F_{MDP, B}/(F_S + F_{Walze, Antrieb} – FA, B) Gleichung 9 Gemäß einem Aspekt der Offenbarung kann die Achslast (F_{A, B}) in der Gleichung 9 durch die in der Gleichung 8 oben angegebenen Beziehung ermittelt oder abgeschätzt werden.
• Obwohl die in der Gleichung 9 gezeigte MDP*-Berechnung eine zusätzliche Komplexität und unter Umständen eine Ungenauigkeit in Bezug zu der der Bandage 110 zur Verfügung gestellten Antriebsleistung mit sich bringt, ermöglicht es einen MDP-Ansatz, bei dem sowohl die Bandage 110 als auch die Antriebsvorrichtungen 108 gleichzeitig durch Antriebsleistung angetrieben werden, ohne Unsicherheiten hinzuzufügen, die daraus resultieren, dass beispielsweise die der Luftbereifung zur Verfügung gestellte Antriebsleistung in die MDP-Berechnungen einfließt.
• Ermittlung des relativen Walzsetzmaßes ohne elastische Deformation der Arbeitsfläche
• Durch die Messungen des mindestens einen mittleren Abstandssensors 252 in Verbindung mit den bereits beschriebenen Messungen durch den mindestens einen vorderen Abstandsmesser 250 und den mindestens einen hinteren Abstandsmesser 254 kann ein relatives Walzsetzmaß (Δe_B) ermittelt und dazu verwendet werden, die Entwicklung der Steifigkeit des zu verdichtenden Materials in der Arbeitsfläche 106 über mehrere Verdichtungsüberfahrten zu ermitteln.
• Bezogen auf die 3 kann eine Messung des Abstands h₆ durch die ein oder mehreren mittleren Abstandssensoren 252 erfolgen. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung kann der Abstand h₆ aus einem Mittelwert von zwei oder mehreren Abstandssensoren, die der mindestens eine mittlere Abstandssensor 252 aufweist, erfolgen. Es wird jedoch anerkannt werden, dass die Messung des Abstands h₆ und die Messung des Abstands h₃ durch die Tiefe (e_B), mit der die Bandage 110 in die Arbeitsfläche 106 einsinkt, und die Tiefe (e_R), mit der die mindestens eine Antriebsvorrichtung 108 in die Arbeitsfläche einsinkt, erschwert ist. Wie im Folgenden beschrieben wird, werden die gemessenen Werte für die Abstände h₃ und h₆ durch einen Korrekturwinkel (β) korrigiert, um korrigierte Werte, h₃* und h₆*, zu erhalten, die ihrerseits verwendet werden, um das relative Walzsetzmaß (Δe_B) zu berechnen.
• Der Korrekturwinkel (β) kann durch folgende in der Gleichung 10 gezeigte Beziehung bestimmt werden. arctan(β) = e_R/(l₄ + l₃) Gleichung 10
• Die Korrekturmaße, h₃´ und h₆´, für die gemessenen Werte h₃ und h₆ können durch die in den Gleichungen 11 und 12 gezeigten Beziehungen berechnet werden. h₆´ = l₂·tan(β) Gleichung 11 h₃´ = l₁·tan(β) Gleichung 12
• Die korrigierten Werte, h₃* und h₆*, können durch die in den Gleichungen 13 und 14 gezeigten Beziehungen berechnet werden. h₆* = h6 – h6´ Gleichung 13 h₃* = h3 – h3´ Gleichung 14
• Und schließlich kann unter Berücksichtigung der elastischen Erholung des Bodens das relative Walzsetzmaß (Δe_B) durch die in der Gleichung 15 gezeigte Beziehung berechnet werden. Δe_B = |h₃* – h₆*| Gleichung 15
• In der Praxis kann der Absolutwert Δe_B für die Ermittlung des relativen Walzsetzmaßes ausreichend sein, um den inkrementellen Anstieg in der Steifigkeit oder der Dichte der Arbeitsfläche 106, wie im Folgenden erklärt wird, nachzubilden bzw. zu verfolgen.
• 7 ist ein beispielhafter Graph 380 eines relativen Walzsetzmaßes als Funktion von Verdichtungsüberfahrten über eine Arbeitsfläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Mit anderen Worten zeigt die 7 einen Verlauf des relativen Walzsetzmaßes in Abhängigkeit von Verdichtungsüberfahrten über eine Arbeitsfläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Wie in der 7 gezeigt, führen aufeinanderfolgende Verdichtungsüberfahrten der Verdichtungsmaschine 100 über die Arbeitsfläche 106 zu einer monotonen Abnahme des Betrags des relativen Walzsetzmaßes Δe_B, der sich asymptotisch einem Wert von Null nähert. Es wird anerkannt werden, dass die GPS-Technologie oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Technologie zum Verfolgen einer Maschine auf einer Arbeitsfläche 106 dazu verwendet werden kann, die Werte für das relative Walzsetzmaß mit einer spezifischen Position auf der Arbeitsfläche 106 zu korrelieren. Dadurch kann einem Bediener der Verdichtungsmaschine 100 eine (zeitliche) Entwicklung des relativen Walzsetzmaßes in Abhängigkeit von aufeinanderfolgenden Verdichtungsüberfahrten der Verdichtungsmaschine über die Arbeitsfläche 106 dargestellt werden, um dem Bediener erkennbar zu machen, wann die optimale oder erwünschte Verdichtung erreicht ist.
• 8 ist ein beispielhafter Graph 382 eines Abstandsverhältnisses h₆/h₃ als Funktion von Verdichtungsüberfahrten über eine Arbeitsfläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Mit anderen Worten zeigt die 8 einen Verlauf des Abstandsverhältnisses h₆/h₃ in Abhängigkeit von Verdichtungsüberfahrten über eine Arbeitsfläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Wie in der 8 gezeigt, sinkt das Abstandsverhältnis h₆/h₃, das durch den mindestens einen mittleren Abstandssensors 252 und den mindestens einen vorderen Abstandssensors 250 ermittelt wurde, zunächst monoton bei aufeinanderfolgenden Verdichtungsüberfahrten der Verdichtungsmaschine 100 über die Arbeitsfläche 106. Das Abstandsverhältnis h₆/h₃ weist schließlich jedoch ein lokales Minimum 384 bei einem Wert nahe Eins auf, ab dem zusätzliche Verdichtungsüberfahrten dazu führen, die Dichte oder Steifigkeit der Arbeitsfläche 106 zu verringern. Es wird anerkannt werden, dass die GPS-Technologie oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Technologie zum Verfolgen einer Maschine auf einer Arbeitsfläche 106 dazu verwendet werden kann, die Werte für das Abstandsverhältnis h₆/h₃ mit einer spezifischen Position auf der Arbeitsfläche 106 zu korrelieren. Dadurch kann einem Bediener der Verdichtungsmaschine 100 eine (zeitliche) Entwicklung des Abstandsverhältnisses h₆/h₃ in Abhängigkeit von aufeinanderfolgenden Verdichtungsüberfahrten der Verdichtungsmaschine über die Arbeitsfläche 106 dargestellt werden, um dem Bediener erkennbar zu machen, wann die optimale oder erwünschte Verdichtung erreicht ist.
• Es wird anerkannt werden, dass die vorstehende Beschreibung lediglich Ausführungsbeispiele des offenbarten Systems und der offenbarten Technik wiedergibt. Es ist deshalb möglich, dass sich andere Ausgestaltungen der Offenbarung in Einzelheiten von den vorstehenden Beispielen unterscheiden. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder entsprechende Beispiele betreffen spezielle Ausführungsbeispiele, die bislang diskutiert wurden, und sind nicht zur beschränkenden Auslegung der vorliegenden allgemeinen Offenbarung bestimmt. Eine abgrenzende oder herabsetzende Wortwahl mit Bezug auf bestimmte Merkmale der vorliegenden Offenbarung ist nur als auf eine fehlende Bevorzugung dieses Merkmals hinweisend zu verstehen. Eine solche Wortwahl soll ein derartig bezeichnetes Merkmal aber nicht vom Umfang der vorliegenden Offenbarung ausschließen, es sei denn, dass dies ausdrücklich gewollt ist.
• Die in der vorliegenden Offenbarung aufgeführten Bereiche dienen lediglich als Hinweis und schließen jeden einzelnen sich innerhalb dieser Bereiche befindlichen Wert mit ein, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen wird. Demnach sind hier alle sich innerhalb der Bereiche befindlichen Werte in die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung aufgenommen als ob sie explizit aufgeführt wären. Alle in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Verfahren können in jeder beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, es sei denn, dass dies explizit verneint ist oder in einem offensichtlichen Widerspruch zum Kontext steht.
• Die Steuerung 128 kann jeder beliebiger zweckgerichteter Prozessor sein, der eine Steuerung der Verdichtungsmaschine 100 oder des Verdichtungssystems 102 bewirkt. Es wird anerkannt werden, dass die Steuerung 128 in einem einzelnen Gehäuse oder in mehreren Gehäusen, die an der Dichtungsmaschine 100 oder dem Verdichtungssystem 102 verteilt angeordnet sind, untergebracht ist. Die Steuerung 128 kann ferner Leistungselektroniken, vorimplementierte Logikschaltungen, Datenverarbeitungsschaltkreise, flüchtige Speicher, nichtflüchtige Speicher, Software, Firmware, Eingangs-/Ausgangsverarbeitungsschaltkreise, Kombinationen davon oder beliebige andere aus dem Stand der Technik bekannte Steuerungsstrukturen aufweisen.
• Jedes hier beschriebene Verfahren oder jede hier beschriebene Funktionen kann durch die Steuerung 128 durchgeführt oder gesteuert werden. Ferner können die hier beschriebenen Verfahren oder Funktionen auf einem maschinenlesbaren nichtflüchtigen Medium implementiert sein, sodass die Steuerung 128 die hier beschriebenen Verfahren und Funktionen ausführen kann. Derartige maschinenlesbare, nichtflüchtige Medien können Magnetspeicher, optische Speicher, Solid State Discs, Kombinationen davon oder andere bekannte maschinenlesbare, nichtflüchtige Medien sein. Darüber hinaus wird anerkannt werden, dass die hier beschriebenen Verfahren und Funktionen in größeren Steuersysteme für einen Motor, eine Maschine oder Kombinationen davon implementiert werden können, die andere hier nicht beschriebene Verfahren und Funktionen aufweisen können.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 6973821 [0005]

Claims (10)

1. Verdichtungssystem (102) mit: einem ersten Rahmen (114), einem zweiten Rahmen (116), der mit dem ersten Rahmen (114) über ein Knickgelenk (118) drehbar verbunden ist, einer ersten Antriebsvorrichtung (108), die betriebsmäßig mit dem ersten Rahmen (114) über einen ersten Antriebsmotor (156) verbunden ist, wobei die erste Antriebsvorrichtung (108) dazu ausgebildet ist, das Verdichtungssystem (102) über eine Arbeitsfläche (106) in Abhängigkeit von einer dem ersten Antriebsmotor (156) zur Verfügung gestellten Leistung zu bewegen, einer Bandage (110), die betriebsmäßig mit dem zweiten Rahmen (116) verbunden und dazu ausgebildet ist, die Arbeitsfläche (106) durch einen Rollkontakt mit der Arbeitsfläche (106) zu verdichten, einem Kraftsensor (350, 362, 366), der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das eine durch das Knickgelenk (118) übertragene Antriebskraft angibt, und einer Steuerung (128), die betriebsmäßig mit dem Kraftsensor (350, 362, 366) verbunden und dazu ausgebildet ist, eine Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) auf der Arbeitsfläche (106) zu ermitteln basierend auf zumindest teilweise dem Signal des Kraftsensors (350, 362, 366).
2. Verdichtungssystem (102) nach Anspruch 1, wobei die Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) ferner mindestens einen der folgenden Bestandteile aufweist: eine Dichteänderung der Arbeitsfläche (106) in Abhängigkeit des Rollkontakts des Verdichtungssystems (102) mit der Arbeitsfläche (106), eine vertikale Höhenänderung der Arbeitsfläche (106) in Abhängigkeit des Rollkontakts das Verdichtungssystems (102) mit der Arbeitsfläche (106) und eine Steifigkeitsänderung der Arbeitsfläche (106) in Abhängigkeit des Rollkontakts des Verdichtungssystems (102) mit der Arbeitsfläche (106).
3. Verdichtungssystem (102) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Bandage (110) betriebsmäßig mit dem zweiten Rahmen (116) über einen zweiten Antriebsmotor (186) verbunden ist, der zweite Antriebsmotor (186) dazu ausgebildet ist, wahlweise eine Antriebsleistung der Bandage (110) zu Verfügung zu stellen, sodass die Bandage (110) ebenso dazu ausgebildet ist, das Verdichtungssystem (102) über die Arbeitsfläche (106) zu bewegen, und wobei die Steuerung (128) ferner dazu ausgebildet ist: den zweiten Antriebsmotor (186) zu deaktivieren, sodass der Bandage (110) keine Antriebsleistung zur Verfügung gestellt wird, und die Verdichtungsleistung der Bandage (110) zu ermitteln, während der zweite Antriebsmotor (186) deaktiviert ist.
4. Verdichtungssystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Antriebsvorrichtung (108) eine Luftbereifung aufweist, die zum Eingriff mit der Arbeitsfläche (106) ausgebildet ist.
5. Verdichtungssystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bandage (110) betriebsmäßig mit dem zweiten Rahmen (116) über einen zweiten Antriebsmotor (186) verbunden ist, der zweite Antriebsmotor (186) dazu ausgebildet ist, wahlweise eine Antriebsleistung der Bandage (110) zur Verfügung zu stellen, sodass die Bandage (110) ebenso dazu ausgebildet ist, das Verdichtungssystem (102) über die Arbeitsfläche (106) zu bewegen, und wobei die Steuerung (128) ferner dazu ausgebildet ist: den zweiten Antriebsmotor (186) mit Antriebsleistung zu versorgen, und die Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) auf der Arbeitsfläche (106) zu ermitteln basierend auf zumindest teilweise dem Signal des Kraftsensors (350, 362, 366) und der dem zweiten Antriebsmotor (186) zur Verfügung gestellten Leistung.
6. Verdichtungssystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) auf der Arbeitsfläche (106) ohne die Leistung, die von dem ersten Antriebsmotor (156) der ersten Antriebsvorrichtung (108) zur Verfügung gestellt wird, ermittelt wird.
7. Verfahren zum Verdichten eine Arbeitsfläche (106) mit einem Verdichtungssystem (102), wobei das Verdichtungssystem (102) folgende Komponenten aufweist: eine erste Antriebsvorrichtung (108), die mit einer Bandage (110) über ein Knickgelenk (118) betriebsmäßig verbunden ist, einen Kraftsensor (350, 362, 366), der dazu ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das eine von der ersten Antriebsvorrichtung (108) durch das Knickgelenk (118) zu der Bandage (110) übertragene Antriebskraft angibt, und eine Steuerung (128), die betriebsmäßig mit dem Kraftsensor (350, 362, 366) verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bewegen des Verdichtungssystems (102) über die Arbeitsfläche (106), indem einer in Kontakt mit der Arbeitsfläche (106) befindlichen ersten Antriebsvorrichtung (108) eine Antriebskraft zur Verfügung gestellt wird, Verdichten der Arbeitsfläche (106) in Abhängigkeit von dem Bewegen des Verdichtungssystems (102) über die Arbeitsfläche (106), und Ermitteln einer ersten Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) auf der Arbeitsfläche (106) durch die Steuerung (128) basierend auf zumindest teilweise dem Signal des Kraftsensors (350, 362, 366).
8. Verfahren nach Anspruch 7 ferner mit dem Deaktivieren einer Antriebsleistung für die Bandage (110), wobei das Ermitteln der ersten Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) durchgeführt wird, während die Antriebsleistung für die Bandage (110) deaktiviert ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8 ferner mit dem Bewegen der Bandage (110) über die Arbeitsfläche (106) durch ein Versorgen der Bandage (110) mit Antriebsleistung und durch ein Versorgen der ersten Antriebsvorrichtung (108) mit Antriebsleistung, wobei das Ermitteln der ersten Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) auf dem Signal des Kraftsensors (350, 362, 366) und einem Betrag der der Bandage (110) zur Verfügung gestellten Antriebsleistung erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, wobei das Ermitteln der ersten Verdichtungsleistung des Verdichtungssystems (102) ohne die der ersten Antriebsvorrichtung (108) zur Verfügung gestellten Antriebsleistung erfolgt.

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