DE102017005814A1

DE102017005814A1 - Verfahren zum Ausrichten einer Bodenfräsmaschine zum Boden und Bodenfräsmaschine

Info

Publication number: DE102017005814A1
Application number: DE102017005814.8A
Authority: DE
Inventors: Jens-Martin ZEHBE; André Hoffmann; Marco Reuter; Andreas Nacke
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2017-12-21
Also published as: US10465346B2; US20170362784A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (22) zum Ausrichten eines an einem Maschinenrahmen (3) angeordneten Fräswalzenkastens (8) einer Bodenfräsmaschine (1), insbesondere einer Straßenfräse, einem Recycler oder einem Stabilisierer, zum Boden (11), umfassend die Schritte: Detektieren der An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt an einem in Arbeitsrichtung (a) vorne und/oder einem in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden Bereich wenigstens eines Seitenschildes (12) des Fräswalzenkastens (8) der Bodenfräsmaschine (1), und Steuern einer Anhebung und/oder einer Absenkung des Maschinenrahmens (3) in Abhängigkeit der detektierten An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Bodenfräsmaschine (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten eines an einem Maschinenrahmen angeordneten Fräswalzenkastens einer Bodenfräsmaschine, insbesondere einer Straßenfräse, einem Recycler oder einem Stabilisierer, zum Boden. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Bodenfräsmaschine, insbesondere eine Bodenfräsmaschine mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
Gattungsgemäße Bodenfräsmaschinen, wie Straßenfräsen, Recycler, Stabilisierer oder Surface-Miner, werden im Straßen- und Wegebau oder zum Abbau von Bodenschätzen eingesetzt. Sie weisen einen von Fahrwerken getragenen Maschinenrahmen auf, an dem eine in einem Fräswalzenkasten rotierbar gelagerte Fräswalze angeordnet ist. Durch die Rotation der mit Fräswerkzeugen bestückten Fräswalze tragen die Bodenfräsmaschinen den Boden in gewünschter Tiefe in Arbeitsrichtung ab. Die Fahrwerke der Bodenfräsmaschinen können sowohl Kettenlaufwerke als auch Räder sein. Sie sind üblicherweise über in der Höhe verstellbare Hubsäulen mit dem Maschinenrahmen verbunden. Durch eine Höhenverstellung der Hubsäulen wird der gesamte Maschinenrahmen zusammen mit dem Fräswalzenkasten angehoben oder abgesenkt, wodurch auch die Frästiefe der Fräswalze eingestellt werden kann. Ferner ist es möglich, einzelne Hubsäulen, die beiden vorderen oder die beiden hintere Hubsäulen gemeinsam zur Einstellung der Längsneigung der Bodenfräsmaschine (d. h. der horizontalen Neigung in Fräsrichtung) und/oder die beiden bezogen auf die Längsmitte der Maschine rechten oder linken Hubsäulen zur Einstellung der Querneigung der Bodenfräsmaschine (d. h. der horizontalen Neigung quer zur Fräsrichtung) zu verstellen. Typischerweise ist eine Steuereinrichtung vorhanden, die unter anderem diese Höhenverstellung nach Eingabe des Fahrers der Bodenfräsmaschine steuert.
Die Fräswalze ist üblicherweise in einem Fräswalzenkasten rotierbar gelagert, der typischerweise am Maschinenrahmen befestigt ist und sich insbesondere mit diesem auf und ab bewegt, wenn die Höhe des Maschinenrahmens über die Hubsäulen der Fahrwerke verstellt wird. Der Fräswalzenkasten umgibt die Fräswalze wie eine Haube und ist zum Boden hin geöffnet. Er weist üblicherweise zwei Seitenschilde auf, die den Fräswalzenkasten parallel zur Arbeitsrichtung abschließen. Die Seitenschilde sind in der Regel gegenüber dem Maschinenrahmen beweglich gelagert, insbesondere in Vertikalrichtung höhenverstellbar. Zu diesem Zweck ist wenigstens ein Aktuator am Seitenschild angelenkt, der die Höhenverstellbewegung des Seitenschildes antreiben kann. Dieser Aktuator kann ferner beispielsweise am Maschinenrahmen oder am Fräswalzenkasten angeordnet sein. Ideal ist es, wenn pro Seitenschild zwei Aktuatoren vorgesehen sind, konkret ein in Arbeitsrichtung vorn und einen in Arbeitsrichtung hinten positionierter Aktuator, die den Maschinenrahmen und/oder Fräswalzenkasten mit dem Seitenschild verbinden und dieses auf und ab bewegen können. Eine solche Anordnung kann sowohl für den in Fräsrichtung gesehen rechten als auch für den linken Seitenschild vorgesehen sein. Alternativ zu Hydraulikzylindern können aber auch elektrische Aktuatoren, insbesondere elektrische Linearmotoren/-aktuatoren eingesetzt werden. Während des Arbeitsbetriebes liegen die Seitenschilde auf dem Boden auf und gleiten mit Kufen über diesen hinweg. Zusammen mit dem Rest des Fräswalzenkastens verhindern sie, dass Fräsgut aus der Frässpur herausgeschleudert wird.
Zu Beginn eines Fräsvorganges muss die Fräswalze auf eine gewünschte Frästiefe abgesenkt werden. Dies geschieht üblicherweise mittels einer Automatik, die die Hubsäulen der Fahrwerke der Bodenfräsmaschine und/oder die Rotationsachse der Fräswalze im Fräswalzenkasten so lange verstellt, bis ein gewünschter Wert erreicht ist. Oftmals wird von der Automatik allerdings lediglich beispielsweise die wenigstens eine vordere Hubsäule verstellt, wodurch die Bodenfräsmaschine beziehungsweise deren Maschinenrahmen nach dem Ansetzen der Fräswalze schräg zum Boden steht. Da es beispielsweise aus Gründen der Maschinenstabilität und des vollen Einsatzes des Maschinengewichtes als Gegengewicht für die Arbeit der Fräswalze allerdings vorteilhaft ist, wenn die Bodenfräsmaschine beziehungsweise deren Maschinenrahmen und/oder der Fräswalzenkasten während des Arbeitsbetriebes möglichst parallel zum Boden ausgerichtet ist, muss der Fahrer der Bodenfräsmaschine die Höhe der wenigstens einen hinteren Hubsäule manuell korrigieren, bis der Maschinenrahmen und damit der Fräswalzenkasten nach Augenmaß parallel zum Boden steht.
Aus der DE 10 2006 062 129 A1 ist eine gattungsgemäße Bodenfräsmaschine bekannt, bei der zur Ermittlung der Lage der Maschine Taster vorgesehen sind, die den Abstand der Maschine zum Boden an verschiedenen Stellen und die Tiefe der Frässpur ermitteln. Aus diesen Werten lässt sich ebenfalls die Lage der Maschine zum Boden ermitteln, so dass diese parallel ausgerichtet werden kann.
Aus der DE 11 2012 005 425 T5 ist es bekannt, vom Boden zu kontaktierende Seitenplattensensoren vorzusehen. Hier liegen die Seitenplattensensoren unmittelbar im Arbeitsbereich der Fräswalze und damit in einem Schmutzbereich. Dies kann für die Funktionsfähigkeit dieser Seitenplattensensoren nachteilig sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, mit der eine Bodenfräsmaschine beziehungsweise deren Fräswalzenkasten in eine gewünschte Lage zum Boden, beispielsweise parallel, gebracht werden können, ohne dass dies durch eine manuelle Verstellung des Fahrers nach Augenmaß geschieht. Eine weitere Aufgabe ist es daher, den Fahrer der Bodenfräsmaschine bei der Ausrichtung der Maschine zu entlasten. Gleichzeitig soll Schmutz im Bereich des Fräswalzenkastens möglichst keinen Einfluss auf diese Einstellungen haben.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren und einer Bodenfräsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Detektieren der An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt, insbesondere an einem in Arbeitsrichtung vorne und/oder einem in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich, wenigstens eines Seitenschildes des Fräswalzenkastens der Bodenfräsmaschine durch das Messen einer Betriebsgrößenänderung wenigstens eines Aktuators, der zur Höhenverstellung des Seitenschildes ausgebildet ist, und Steuern einer Anhebung und/oder einer Absenkung des Maschinenrahmens in Abhängigkeit der detektierten An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt. Die Arbeitsrichtung bezeichnet dabei diejenige Richtung, in die sich die Bodenfräsmaschine während des Arbeitsbetriebes, d. h. des Fräsbetriebs, bewegt. Ein in Arbeitsrichtung vorderer beziehungsweise hinterer Bereich des Seitenschildes bezieht sich dabei auf die zum Boden gerichtete Kante des Seitenschildes, an dem sich bevorzugt eine Kufe befindet, mit der der Seitenschild im Arbeitsbetrieb über den Boden gleitet. Der in Arbeitsrichtung vordere beziehungsweise hintere Bereich ist dabei beispielsweise die in Arbeitsrichtung vordere beziehungsweise hintere Hälfte der Gesamtlänge dieser Kante oder Kufe. Anstatt der Hälfte ist der jeweilige Bereich bevorzugt jeweils ein Drittel, besonders bevorzugt ein Viertel und ganz besonders bevorzugt ein Fünftel der Gesamtlänge dieser Kante oder Kufe. Bodenkontakt bezeichnet vorliegend die Berührung des Bodens durch den Seitenschild. Wesentlich ist nun, dass zur Ermittlung des Bodenkontaktes kein separater vom Boden direkt betätigter Bodenkontaktsensor erforderlich ist. Der Bodenkontakt wird vielmehr mithilfe des Aktuators, der eigentlich zur Höhenverstellung des Seitenschildes vorgesehen ist, ermittelt. Diesem kommt erfindungsgemäß somit eine Doppelfunktion zu. Eine Betriebsgröße bezeichnet dabei eine von der Stellung und/oder Bewegung des Aktuators abhängige Größe, insbesondere im Antriebsstrang des Aktuators. Damit wird der Bodenkontakt erfindungsgemäß somit durch eine durch den Bodenkontakt auf den Seitenschild und damit indirekt auf den Aktuator wirkende Krafteinwirkung des Bodenuntergrundes ermittelt, die beispielweise eine minimale Stell- und/oder Kraftwirkung auf den Aktuator und damit im dem Aktuator vom Boden her nachgeschalteten Antriebsstrang des Aktuators auslösen kann. Der Bodenkontakt beeinflusst somit indirekt über den Seitenschild und den Aktuator auch den Antriebsstrang des Aktuators, was erfindungsgemäß zur Detektion des Bodenkontaktes des Seitenschildes ausgenutzt wird. Durch das bevorzugte Detektieren von Bodenkontakt an mindestens zwei Stellen der bodenseitigen Kante des Seitenschildes, d. h. über zwei Aktuatoren bzw. einen in Fräsrichtung vorderen und einen in Fräsrichtung hierzu hinteren Aktuator am Seitenschild, kann die Lage der Bodenfräsmaschine in Arbeitsrichtung gegenüber dem Boden, mit anderen Worten die Längslage bzw. die Längsneigung, festgestellt werden. Wird das entsprechende Detektieren an beiden quer zur Arbeitsrichtung voneinander beabstandeten Seitenschildern, beispielsweise über jeweils einen Aktuator, der Bodenfräsmaschine durchgeführt, lässt sich auch die Lage der Bodenfräsmaschine quer zur Arbeitsrichtung gegenüber dem Boden, mit anderen Worten die Querlage bzw. die Querneigung, feststellen. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Hubsäulen in Reaktion auf die jeweils detektierten Bodenkontakte und/oder deren Ausbleiben, kann die Bodenfräsmaschine in eine gewünschte Lage, sowohl hinsichtlich ihrer Längsneigung als auch hinsichtlich ihrer Querneigung, gegenüber dem Boden gebracht werden, ohne auf das Augenmaß des Fahrers zurückgreifen zu müssen.
Zu Beginn eines Arbeitsvorganges befinden sich die Bodenfräsmaschine und damit auch die Fräswalze in einem angehobenen Zustand. Für den Fräsbetrieb muss die Maschine und mit ihr die Fräswalze so weit abgesenkt werden, bis die Fräswalze in den zu bearbeitenden Boden in gewünschter Frästiefe eingreift. Die Fräswalze soll bis zu einem vorgegebenen Wert für die Frästiefe in den Boden eintauchen. Dieser Vorgang wird als Ansetzen oder Anfräsen bezeichnet, weshalb sich die Bodenfräsmaschine während dieses Vorganges im Ansetzbetriebsmodus befindet. Bevorzugt sind die beiden quer zur Rotationsachse der Fräswalze jeweils stirnseitig positionierten Seitenschilde beziehungsweise deren Kufen parallel zum Maschinenrahmen der Bodenfräsmaschine ausgerichtet. Die Kufen verlaufen dabei in ihrem Bodenkontaktbereich im Wesentlichen geradlinig. Das „parallele Ausrichten” der Seitenschilde zum Maschinenrahmen wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Aktuatoren, insbesondere Hydraulikzylinder und/oder elektrische Stellantriebe, mit denen die Seitenschilder gegenüber dem Maschinenrahmen bewegbar sind, maximal ausgefahren sind. In der maximal ausgefahrenen bzw. abgesenkten Stellung verlaufen die Kufen somit bevorzugt parallel zur Horizontallage des Maschinenrahmens. In dieser Position ist somit die Relativlage der Kufen zur übrigen Maschinen bekannt und dient vorliegend als Referenz. Um die Fräswalze bis zur gewünschten Frästiefe abzusenken, werden erfindungsgemäß beispielsweise alle Hubsäulen der Fahrwerke gleichartig und gleichzeitig eingefahren. Währenddessen wird pro Seitenschild bevorzugt an mindestens zwei in Arbeitsrichtung versetzten Stellen der bodenseitigen Kante oder Kufe über die jeweiligen Aktuatoren insbesondere kontinuierlich überwacht, ob an diesen Stellen des Seitenschildes Bodenkontakt besteht oder nicht.
Um die Seitenschilder parallel zum Boden auszurichten, ist es bevorzugt, dass im Ansetzbetriebsmodus die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeitsrichtung vordere Hubsäulen des Maschinenrahmens gestoppt wird, wenn am in Arbeitsrichtung vorne liegenden Bereich des Seitenschildes Bodenkontakt detektiert wird, und/oder die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeitsrichtung hintere Hubsäulen des Maschinenrahmens gestoppt wird, wenn am in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich des Seitenschildes Bodenkontakt detektiert wird. Die Absenkung des Maschinenrahmens wird also in diesen Fällen bezogen auf in Arbeitsrichtung hinten/vorne zunächst nur da fortgesetzt, wo kein Bodenkontakt des jeweiligen Seitenschildes über den vorderen und/oder hinteren Aktuator detektiert wurde. Wenn der Seitenschild mit seiner bodennahen Kante oder Kufe den Boden nur im in Arbeitsrichtung vorderen oder hinteren Bereich berührt, dann heißt dies, dass die entsprechende Kante/Kufe des Seitenschildes nicht parallel zum Boden verläuft, sondern schräg. Diese Neigung tritt auf, wenn der Seitenschild den Boden nur mit einem in Arbeitsrichtung vorderen oder hinteren Bereich berührt und eben nicht über seine Länge hinweg auf dem Boden aufliegt. Durch das Anhalten des Absenkens durch die Hubsäulen der Fahrwerke an derjenigen Seite des Seitenschildes, an der der Bodenkontakt detektiert wird, bei gleichzeitiger Fortsetzung des Absenkens auf der jeweils anderen Seite wird die Neigung der Bodenfräsmaschine gegenüber dem Boden verringert. Sobald dann an beiden Seiten des jeweiligen Seitenschildes Bodenkontakt detektiert wird, ist der Seitenschild parallel zum Boden ausgerichtet. Waren weitere Teile der Bodenfräsmaschine zu Beginn des Ansetzbetriebsmodus parallel zu den Seitenschildern, beispielsweise der Fräswalzenkasten und/oder der Maschinenrahmen, so werden diese dadurch ebenfalls parallel zum Boden ausgerichtet. Danach erfolgt ein weiteres Absenken der Maschine zum Erreichen der gewünschten Frästiefe insbesondere derart, dass alle Hubsäulen gleichmäßig und um gleiche Wege bis zum Erreichen der gewünschten Frästiefe einfahren.
Um die Fräswalze im Ansetzbetriebsmodus bis auf die gewünschte Frästiefe abzusenken, ist es bevorzugt, wenn die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeitsrichtung vordere und hintere Hubsäulen gleichmäßig erfolgt, solange kein Bodenkontakt detektiert wird oder sobald sowohl am in Arbeitsrichtung vorne liegenden Bereich des Seitenschildes als auch am in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich des Seitenschildes Bodenkontakt detektiert wurde und/oder die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeitsrichtung rechte und linke Hubsäulen gleichmäßig erfolgt, solange kein Bodenkontakt detektiert wird oder sobald sowohl auf der in Arbeitsrichtung linken als auch auf der in Arbeitsrichtung rechten Seite Bodenkontakt detektiert wurde. Die Absenkung des Maschinenrahmens, und mit ihm des Fräswalzenkastens, der Seitenschilder und der Fräswalze, erfolgt also zu Beginn gleichzeitig über in Arbeitsrichtung vordere und hintere Hubsäulen der Fahrwerke. Dann wird ein Bodenkontakt zumindest an einem der erfindungsgemäßen Bereiche des Seitenschildes detektiert, wodurch die Absenkung nur noch an der jeweils anderen Seite der Bodenfräsmaschine erfolgt. Diese einseitige Absenkung wird so lange durchgeführt, bis auch am anderen Bereich des Seitenschildes Bodenkontakt detektiert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Seitenschild parallel zum Boden ausgerichtet. Ergänzend oder alternativ kann dies auch über die rechten und linken Hubsäulen erfolgen. Jetzt kann die Höhenverstellung der Bodenfräsmaschine wieder über alle Hubsäulen gleichzeitig und gleichmäßig erfolgen, bis die gewünschte Frästiefe erreicht ist.
Bevorzugt wird in einem Querneigungsbetriebsmodus die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeits- bzw. Fräsrichtung auf einer Maschinenseite in Arbeitsrichtung vorn und hinten positionierte Hubsäulen des Maschinenrahmens gestoppt, wenn über den auf dieser Maschinenseite positionierten Seitenschild Bodenkontakt detektiert wird, und/oder die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeitsrichtung auf der anderen Maschinenseite angeordnete Hubsäulen des Maschinenrahmens dann gestoppt, wenn über das auf dieser anderen Seite positionierte Seitenschild Bodenkontakt detektiert wird. In diesem Betriebsmodus erfolgt somit die Querausrichtung der Maschine in der Horizontalebene bzw. insbesondere die Einstellung der Neigung der Rotationsachse der Fräswalze zum Bodenuntergrund, ganz besonders deren zum Bodenuntergrund parallele Ausrichtung.
Um den Fahrer der Bodenfräsmaschine von der Ausrichtung der Maschine gegenüber dem Boden zu entlasten, ist es weiter bevorzugt, dass die Verfahrensschritte von einer Steuereinrichtung koordiniert und möglichst automatisiert ausgeführt werden, insbesondere derart, dass die Bodenfräsmaschine auf eine vorgegebene Frästiefe, insbesondere mit vorgegebener Längs- und/oder Querneigung, abgesenkt wird, wobei der Maschinenrahmen der Bodenfräsmaschine und respektive die Fräseinrichtung gegenüber dem Boden bevorzugt parallel ausgerichtet wird. Auf diese Weise ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, dass der Fahrer nur noch den Sollwert für die Frästiefe angibt und die Steuereinrichtung das erfindungsgemäße Verfahren, gegebenenfalls zusammen mit einer weiteren Nivellierautomatik, ausführt. Dadurch wird die Bodenfräsmaschine bis zur gewünschten Frästiefe abgesenkt und parallel zum Boden ausgerichtet, ohne dass der Fahrer die Ausrichtung der Maschine manuell korrigieren muss. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise in den Bordcomputer der Bodenfräsmaschine integriert sein. Wesentlich ist dabei, dass die Ausrichtung der gesamten Maschinen letztlich dadurch erreicht wird, dass über die Betriebsgrößenerfassung an den einzelnen Aktuatoren indirekt präzise der Bodenkontakt der Seitenschilde ohne Rückgriff auf separate Kontaktsensoren ermittelt werden kann. Dies ist insbesondere insofern von Vorteil, als dass hierzu beispielsweise kein separater Sensor im Schmutzbereich erforderlich ist.
Kurz nach Beginn des Fräsvorganges, wenn die Bodenfräsmaschine in Arbeitsrichtung angefahren ist, fährt das wenigstens eine hintere Fahrwerk der Bodenfräsmaschine in die neu entstehende Frässpur ein, wodurch das Heck der Bodenfräsmaschine um die Frästiefe nach unten verlagert wird. Um die Maschine wieder parallel zum Boden auszurichten ist es dann notwendig, das wenigstens eine hintere Fahrwerk wieder über die entsprechende Hubsäule nach oben zu verfahren um die unterschiedliche Fahrebene der hinteren Fahrwerke auszugleichen. Dieser Betriebsmodus, in dem die Einfahrt des hinteren Fahrwerkes in die Frässpur detektiert und ausgeglichen wird, wird als Ausgleichsbetriebsmodus bezeichnet. Um diesen Betriebsmodus zu vereinfachen, ist es in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass nach dem Erreichen einer vorgegebenen Frästiefe im Ausgleichsbetriebsmodus eine auf den in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich des Seitenschildes vom Boden weg gerichtete Kraft gemessen wird und die Anhebung des Maschinenrahmens über in Arbeitsrichtung hintere Hubsäulen des Maschinenrahmens durchgeführt wird, wenn die gemessene Kraft am in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich des Seitenschildes einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Die Messung dieser Kraft erfolgt bevorzugt ebenfalls indirekt über den hinten liegenden Aktuator, insbesondere indirekt aus dessen Antriebsstrang heraus. Die Seitenschilder der Bodenfräsmaschine liegen während des Fräsvorganges am Boden an und gleiten auf diesem. Wenn die hinteren Fahrwerke in die neu entstehende Frässpur einfahren, dann sinken die hinteren Fahrwerke um die Höhe der Frässpur ein. Dadurch kommt es zu einer Schrägstellung der Bodenfräsmaschine zum Boden und der wenigstens eine Seitenschild wird in seinem in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich auf den Boden gedrückt. Diese Druckkraft auf den Seitenschild kann erfindungsgemäß detektiert werden, so dass das Einfahren des hinteren Fahrwerkes in die Frässpur detektiert werden kann. Der Schwellenwert für die Kraft wird so gewählt, dass normale Schwankungen durch Unebenheiten im Boden nicht stören und das Einfahren der hinteren Fahrwerke in die Frässpur zuverlässig erkannt wird. Es kann dann die hintere Hubsäule, bevorzugt ebenfalls koordiniert über die Steuereinrichtung, wieder so lange angehoben werden, bis die am Seitenschild gemessene Kraft wieder nachlässt oder auf den Wert des Bodenkontaktes im Ansetzbetriebsmodus zurückgeht. In diesem Zustand ist die Bodenfräsmaschine dann wieder parallel zum Boden ausgerichtet. Der vorstehend beschriebene Ausgleichsbetriebsmodus findet zudem auch beim Überfahren von Hindernissen entsprechende Anwendung. Eine Umschaltung zwischen dem Ansetzbetriebsmodus und dem Ausgleichsbetriebsmodus kann dabei bevorzugt ebenfalls automatisch erfolgen, insbesondere in Abhängigkeit einer Fahrbewegung der Maschine. Setzt sich die Bodenfräsmaschine aus dem Ansetzbetriebsmodus in Bewegung, erfolgt, insbesondere durch eine entsprechende Steuereinheit, automatisch eine Umschaltung auf den Ausgleichsbetriebsmodus, beispielsweise auch erst nach dem Zurücklegen einer vorher festgelegten Verzögerungsdistanz. Die Detektion der Fahrbewegung erfolgt beispielsweise über einen geeigneten Sensor und/oder durch Überwachung von Befehlseingaben.
Es ist möglich, dass der Fahrer der Maschinen manuell zwischen dem Ansetzbetriebsmodus und dem Ausgleichsbetriebsmodus wechselt. Bevorzugt erfolgt dies jedoch automatisch. Dazu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass eine automatische Umschaltung in den Ausgleichsbetriebsmodus dann erfolgt, wenn sich die Bodenfräsmaschine in Arbeitsrichtung bewegt bzw. fährt.
Grundsätzlich können die erfindungsgemäßen Detektionen und Messungen mit verschiedenen bekannten Sensoren des Standes der Technik erreicht werden. Wesentlich ist, dass insbesondere die Ermittlung des Bodenkontaktes und/oder der durch den Bodenkontakt indirekt auf den Aktuator ausgeübten Kraft indirekt über die vorstehend beschriebene Weise erfolgt. Dazu erfolgt bevorzugt das Messen einer Betriebsgrößenänderung des wenigstens einen Aktuators über ein Messen bzw. Ermitteln einer Betriebsgröße eines, insbesondere durch elektrische oder hydraulische Energie angetriebenen, Aktuators zur Höhenverstellung des Seitenschildes, direkt oder indirekt aus dessen Antriebsstrang, wobei zur Ermittlung und/oder Überwachung dieser Betriebsgröße auf einen geeigneten Sensor zurückgegriffen wird. Es ist erfindungsgemäß somit bevorzugt, dass die Detektion der An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt und/oder die Messung der Kraft beispielsweise durch das Messen von Druckänderungen an und/oder Volumenflussänderungen zu oder von einem in Arbeitsrichtung vorne und einem in Arbeitsrichtung hinten liegenden Hydraulikzylinder als Aktuator, mit denen der Seitenschild des Fräswalzenkastens der Bodenfräsmaschine gegenüber dem Maschinenrahmen bewegbar ist, erfolgt. Die Detektion des Bodenkontaktes erfolgt somit insbesondere im Antriebshydraulikkreislauf des Aktuators. Auf diese Weise können kostengünstige Druck- beziehungsweise Volumenflusssensoren in das den Hydraulikzylinder bewegende Hydrauliksystem, bevorzugt in die Leitungen der Hydraulikzylinder, eingebaut werden. So lässt sich die Erfindung mit minimalen Anpassungen der schon vorhandenen Bauteile der Bodenfräsmaschine durchführen. Wird ein Hydraulikzylinder des Seitenschildes durch Bodenkontakt mit Druck beaufschlagt, so lässt sich dieser Druck im Hydraulikzylinder und/oder in den hydraulischen Leitungen unmittelbar am Hydraulikzylinder messen. Ein Druck auf den Hydraulikzylinder kann auch als Volumenfluss in den hydraulischen Leitungen am Hydraulikzylinder festgestellt werden. Auch die Kraft, mit der auf den Seitenschild gedrückt wird, lässt sich auf diese Weise feststellen, so dass eine einfache und kostengünstige Durchführung der Erfindung ermöglicht ist. Es ist dabei nicht notwendig, dass der Druck beziehungsweise der Volumenfluss oder die Kraft quantitativ bestimmt wird, so lange eine qualitative Entscheidung ermöglicht wird, ob ein Bodenkontakt besteht und/oder eine Kraft, die dem Einfahren der hinteren Hubsäule in die Frässpur entspricht, auf den in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich des Seitenschildes und/oder vorderen Bereich wirkenden Zylinder einwirkt. Für eine quantitative Entscheidung ist es jedoch essentiell notwendig die tatsächliche Winkeländerung der Längslage zu erkennen und dem Regelalgorithmus zuzuführen. Alternativ ist auch beispielsweise der Rückgriff auf elektrische angetriebene Aktuatoren möglich. Durch die Bodenkontaktierung kann dann ein elektrischer Antrieb durch die vom Boden auf den Seitenschild und damit auf den Aktuator wirkende Kraft- und Stelleinwirkung kurzfristig als Generator wirken. Der Bodenkontakt kann dann über eine Änderung elektrischer Betriebsgrößen, beispielsweise einer Stromstärke oder einer Spannung, ermittelt werden.
Insgesamt ist es daher bevorzugt, wenn hier auf hydraulische oder elektrische Betriebsgrößen zurückgegriffen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst somit bevorzugt ein Erfassen von Druckänderungen an und/oder Volumenflussänderungen zu oder von einem, insbesondere in Arbeitsrichtung vorne und/oder einem in Arbeitsrichtung hinten liegenden, Hydraulikzylinder, mit dem der Seitenschild des Fräswalzenkastens der Bodenfräsmaschine gegenüber dem Maschinenrahmen bewegbar ist, erfolgt. Ergänzend oder alternativ ist es auch bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren ein Erfassen von Stromstärke- und/oder Spannungssignalen eines, insbesondere als Teil eines elektrischen Linearaktuators mit Gewindetrieb, speziell in Arbeitsrichtung vorne und/oder einem in Arbeitsrichtung hinten liegenden, elektrischen Antriebs umfasst, mit dem der Seitenschild des Fräswalzenkastens der Bodenfräsmaschine gegenüber dem Maschinenrahmen bewegbar ist. Grundsätzlich kommen somit erfindungsgemäß bevorzugt all solche Betriebsgrößen in Betracht, die sich signifikant dann ändern, wenn der Antriebsstrang des jeweiligen Aktuators durch die Krafteinwirkung beim Bodenkontakt des Seitenschildes beeinflusst wird.
Die Lösung der Aufgabe gelingt ebenfalls konkret mit einer Bodenfräsmaschine, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei der Bodenfräsmaschine handelt es sich insbesondere um eine Straßenfräse, einen Recycler oder einen Stabilisierer. Die Bodenfräsmaschine umfasst einen Maschinenrahmen, wenigstens ein in Arbeitsrichtung vorderes Fahrwerk und wenigstens ein in Arbeitsrichtung hinteres Fahrwerk, die über wenigstens eine vordere Hubsäule und wenigstens eine hintere Hubsäule mit dem Maschinenrahmen verbunden sind und diesen tragen, einen am Maschinenrahmen angeordneten Fräswalzenkasten, der ein Gehäuse und wenigstens einen über wenigstens einen Aktuator höhenverstellbaren Seitenschild aufweist, eine im Fräswalzenkasten um eine horizontale und quer zur Fräsrichtung rotierbar gelagerte Fräswalze, und eine Steuereinrichtung, wobei wenigstens eine Sensor vorhanden ist, der zur Erfassung von Änderungen wenigstens einer Betriebsgröße innerhalb eines Antriebsstrangs eines, insbesondere am in Arbeitsrichtung vorderen Bereich und/oder am in Arbeitsrichtung hinteren Bereich des Seitenschildes angeordneten, Aktuators zur Höhenverstellung des Seitenschildes ausgebildet ist, um einen Bodenkontakt des Seitenschildes zu erfassen. Damit gelingt indirekt die Erfassung der An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt des Seitenschildes, insbesondere am in Arbeitsrichtung vorderen und/oder hinteren Bereich des Seitenschildes. Die Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass sie eine Anhebung und/oder eine Absenkung des Maschinenrahmens in Abhängigkeit der detektierten An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt steuert. Sämtliche bereits zum Verfahren genannten Wirkungen und Vorteile der Erfindung gelten entsprechend ebenfalls für die erfindungsgemäße Bodenfräsmaschine, mit der das Verfahren ausgeführt wird. Das vorstehend beschriebene Detektieren des Bodenkontaktes wird somit über wenigstens einen im Antriebsstrang des jeweiligen Aktuators angeordneten Sensor erreicht, über den eine Betriebsgröße des Aktuators ermittelt werden kann. Dies ermöglicht es, das Auftreffen des Seitenschildes auf den Bodenuntergrund indirekt festzustellen, da der Boden beim Auftreffen des Seitenschildes eine Kraft auf den Seitenschild ausübt, die über den Aktuator auch auf den Antriebsstrang des Aktuators wirkt. Dies wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um bei der erfindungsgemäßen Bodenfräsmaschine die Lage zum Boden während der Durchführung des Verfahrens zu detektieren und anzupassen.
Grundsätzlich kann hier auf einen einzigen Aktuator pro Seitenschild zurückgegriffen werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Seitenschild einen in Arbeitsrichtung vorderen und einen in Arbeitsrichtung hinteren Aktuator aufweist, und wenn zur Ermittlung einer An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt sowohl im Antriebsstrang des in Arbeitsrichtung vorderen als auch im Antriebsstrang des in Arbeitsrichtung hinteren Aktuators jeweils ein Sensor vorhanden ist. Damit kann sowohl die Querneigung als auch die Längsneigung der Maschine eindeutig im Verhältnis zum Bodenuntergrund festgelegt werden.
Auch bei der erfindungsgemäßen Bodenfräsmaschine ist bevorzugt, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie im Ansetzbetriebsmodus eine Absenkung des Maschinenrahmens über die vorderen Hubsäulen stoppt, wenn ein Sensor Bodenkontakt in der vorstehend beschriebenen Weise indirekt am in Arbeitsrichtung vorderen Bereich des Seitenschildes detektiert und/oder eine Absenkung des Maschinenrahmens über die hinteren Hubsäulen stoppt, wenn ein Sensor indirekt Bodenkontakt am in Arbeitsrichtung hinteren Bereich des Seitenschildes in der vorstehend beschriebenen Weise detektiert. Auf diese Weise wird eine parallele Ausrichtung in Bezug auf die Längsneigung der Bodenfräsmaschine zum Boden anhand der Detektion des Bodenkontaktes des Seitenschildes ermöglicht. Ergänzend oder alternativ ist es auch bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie in einem Querneigungsbetriebsmodus die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeits-/Fräsrichtung auf einer Maschinenseite in Arbeitsrichtung vorn und hinten positionierte Hubsäulen des Maschinenrahmens stoppt, wenn über das auf dieser Maschinenseite positionierte Seitenschild mithilfe eines Sensors in der vorstehend beschriebenen Weise indirekt Bodenkontakt detektiert wird, und/oder die Absenkung des Maschinenrahmens über in Arbeits-/Fräsrichtung auf der anderen Maschinenseite angeordnete Hubsäulen des Maschinenrahmens stoppt, wenn über das auf dieser anderen Seite positionierte Seitenschild mithilfe eines Sensors in der vorstehend beschriebenen Weise indirekt Bodenkontakt detektiert wird. Jeder Seitenschild umfasst dann somit jeweils einen hinteren und einen vorderen über einen Antriebsstrang angetriebenen Aktuator. Jedem Antriebsstrang ist ein Sensor zur Erfassung einer Betriebsgröße des Antriebsstrangs zugeordnet. Jeder Sensor ist mit der Steuereinrichtung verbunden.
Zur Vereinfachung des Betriebes der Bodenfräsmaschine im Ausgleichsbetriebsmodus ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Sensor zumindest im in Arbeitsrichtung hinteren Bereich des Seitenschildes derart ausgebildet sind, dass er eine sich mit einer vom Boden weg gerichteten am Seitenschild wirkenden Kraft im Antriebsstrang des Aktuators ändernde Betriebsgröße ermitteln kann, und dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist. Aus der Änderung der Betriebsgröße kann die Steuereinrichtung auch die wirkende Kraft ermitteln. Es ist nun vorgesehen, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie im Ausgleichsbetriebsmodus eine Anhebung des Maschinenrahmens über die in Arbeitsrichtung hinteren Hubsäulen des Maschinenrahmens durchführt, wenn die gemessene Kraft oder die mit der Kraft korrelierende Betriebsgröße bzw. deren Änderung am in Arbeitsrichtung hinten liegenden Bereich des Seitenschildes einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Um den Aufbau der Bodenfräsmaschine möglichst einfach zu halten und damit Kosten zu sparen, ist es bevorzugt, dass der Seitenschild von einem in Arbeitsrichtung vorderen Aktuator und einem in Arbeitsrichtung hinteren Aktuator gegenüber dem Maschinenrahmen und/oder dem übrigen Fräswalzenkasten bewegbar gelagert ist, und dass die Sensoren die An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt am in Arbeitsrichtung vorderen und/oder hinteren Bereich des Seitenschildes und/oder die vom Boden weg gerichtete am Seitenschild wirkende Kraft durch die Messung einer Druckänderung an den Hydraulikzylindern und/oder einer Volumenflussänderung zu oder von den Hydraulikzylindern und/oder einer Änderung einer elektrischen Betriebsgröße, insbesondere einer Stromstärke- und/oder Spannung, eines, insbesondere als Teil eines elektrischen Linearaktuators mit Gewindetrieb, insbesondere in Arbeitsrichtung vorne oder einem in Arbeitsrichtung hinten liegenden, elektrischen Antriebs, mit dem der Seitenschild des Fräswalzenkastens der Bodenfräsmaschine gegenüber dem Maschinenrahmen bewegbar ist, detektieren. Wesentlich ist auch hier, dass der Bodenkontakt somit nicht separat über spezielle Tastsensoren ermittelt wird, die direkt von der Bodenoberfläche betätigt werden, sondern erfindungsgemäß der Umstand ausgenutzt wird, dass der Boden, sobald ein Bodenkontakt des Seitenschildes gegeben ist, einen Gegenkraft ausübt, die Betriebsgrößen eines Aktuators zur Höhenverstellung des Seitenschildes, insbesondere auch in dessen Antriebsstrang, beeinflussen.
Grundsätzlich kann zur Messung im Fall eines hydraulischen Aktuators beispielsweise auf jeglichen hydraulischen Widerstand zurückgegriffen werden. Besonders einfach gelingt der Aufbau der Bodenfräsmaschine, wenn der Sensor eine Messblende umfasst, die kolbenseitig an den in Arbeitsrichtung vorderen und/oder hinteren Hydraulikzylindern des Seitenschildes, insbesondere in den zur Kolbenseite der Hydraulikzylinder führenden Hydraulikleitungen, angeordnet sind. Messblenden erfassen dabei sowohl Druckänderungen als auch Volumenflussänderungen an den Hydraulikleitungen der Hydraulikzylinder und sind damit bestens geeignet, die vorliegende Erfindung umzusetzen. Auch eine auf den Seitenschild im Ausgleichsbetriebsmodus wirkende Kraft kann von den Messblenden detektiert werden. Für elektrisch angetriebene Aktuatoren werden entsprechend bevorzugt elektrische Betriebsgrößen in der vorstehend beschriebenen Weise genutzt.
Um die Bodenfräsmaschine an unterschiedliche Arbeitssituationen anpassen zu können, beispielsweise wenn verschiedene Fräsbreiten mit ein und derselben Maschine realisiert werden sollen, ist es bevorzugt, dass der Fräswalzenkasten als auswechselbares Modul ausgebildet ist, wobei bevorzugt alle der Sensoren der Aktuatoren der Seitenschilde insbesondere am Modul angeordnet sind und mit dem Modul auswechselbar sind. Auf diese Weise sind die Sensoren immer an den jeweiligen Fräswalzenkasten angepasst, der beispielsweise unterschiedlich große, und damit auch unterschiedlich schwere, Seitenschilder aufweisen kann. Eine modulare Bauweise ermöglicht schnelles Austauschen und geringere Umbauzeiten der Bodenfräsmaschine.
Um sicherzustellen, dass das Ansetzen der Fräswalze auf die vorgegebene Frästiefe möglichst präzise erfolgt, ist es bevorzugt, dass die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass während einer Anhebung und/oder einer Absenkung des Maschinenrahmens im Ansetzbetriebsmodus keine manuelle Steuerung der Bodenfräsmaschine mit Ausnahme eines Not-Aus-Befehls möglich ist. So kann die Ausrichtung der Bodenfräsmaschine und die Frästiefe nicht aus Versehen falsch eingestellt werden, wenn der Fahrer während des Ansetzbetriebsmodus weitere Steuerbefehle ausgibt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1: Eine Seitenansicht einer Bodenfräsmaschine;
2: eine Seitenansicht des Fahrwerkes und des Fräswalzenkastens;
3–5: weitere Seitenansichten des Fahrwerkes und des Fräswalzenkastens in verschiedenen Betriebssituationen;
6: ein Ablaufdiagramm des Verfahrens im Ansetzbetriebsmodus;
7: einen Hydraulikschaltkreis eines Seitenschildes;
8: ein Diagramm des Druckes bzw. Volumenflusses an den Sensoren über die Zeit; und
9: ein Diagramm der Verbindungen der Steuereinrichtung.
1 zeigt eine gattungsgemäße Bodenfräsmaschine 1, hier eine Straßenfräse. Die Bodenfräsmaschine 1 verfügt über einen Fahrerstand 2, einen Maschinenrahmen 3 und ein Antriebsaggregat 4, das meist einen Diesel-Verbrennungsmotor umfasst. Der Maschinenrahmen 3 wird von vorderen Hubsäulen 16 mit vorderen Fahrwerken 6 und hinteren Hubsäulen 17 mit hinteren Fahrwerken 7 getragen. Die Bezeichnungen vorne und hinten beziehen sich auf die Arbeitsrichtung a, in der sich die Bodenfräsmaschine 1 während des Arbeitsbetriebes mittels der Fahrwerke 6, 7 fortbewegt. Die Hubsäulen 16, 17 sind in der Höhe verstellbar, wodurch der gesamte Maschinenrahmen 3 höhenverstellbar ist. Am Maschinenrahmen 3 ist ein Fräswalzenkasten 8 mit Seitenschilden 12 (nur der linke Seitenschild ist dargestellt) angeordnet. Im Fräswalzenkasten 8 ist eine Fräswalze 9 um eine quer zur Arbeits-/Fräsrichtung a verlaufende horizontale Rotationsachse 10 drehbar gelagert. Durch die Rotation der Fräswalze 9 trägt diese bei in Arbeitsrichtung a fahrender Bodenfräsmaschine 1 den Boden 11 in einer voreinstellbaren Frästiefe ab. Die Frästiefe kann beispielsweise durch die Höheneinstellung der Hubsäulen 16, 17 variiert werden. Das abgetragene Fräsgut wird aus dem Fräswalzenkasten 8 entfernt und über ein Abwurfband 5 auf ein nicht dargestelltes Transportfahrzeug zum Abtransport übergeben. Die Steuereinrichtung 21, über die der Fahrer der Bodenfräsmaschine 1 verschiedene Steuerbefehle eingeben kann und die Funktionen der Bodenfräsmaschine 1 koordiniert, ist beispielsweise in den Bordcomputer integriert.
Die 2 bis 5 zeigen einen Ausschnitt der Bodenfräsmaschine 1 im Bereich des Fräswalzenkastens 8. Ein zum Maschinenrahmen ortsfestes Gehäuse 15 des Fräswalzenkastens 8 ist mit gestrichelter Linie angedeutet. Der Seitenschild 12 des Fräswalzenkastens 8 ist über einen in Arbeitsrichtung a vorderen und einen in Arbeitsrichtung a hinteren Aktuator, im vorliegenden Ausführungsbeispiel konkret jeweils ein Hydraulikzylinder 13, 14 mit dem Maschinenrahmen 3 beziehungsweise dem Gehäuse 15 verbunden und über diese Aktuatoren respektive Hydraulikzylinder 13, 14 in seiner Höhe bezüglich des Bodens 11 verstellbar. Grundsätzlich ist es auch möglich, nur einen, insbesondere auf Höhe des Massenschwerpunktes des Seitenschildes angeordneten, Aktuator pro Seitenschild vorzusehen.
2 zeigt die Situation, in der die Bodenfräsmaschine 1 bereit ist, einen neuen Arbeitsvorgang zu beginnen. Die Hubsäulen 16, 17 sind so weit ausgefahren, dass der Fräswalzenkasten 8 mit dem Seitenschild 12 und auch die Fräswalze 9 keinen Bodenkontakt haben. Der Seitenschild 12 ist parallel zum Maschinenrahmen 3 ausgerichtet, beispielsweise durch maximales Ausfahren der Hydraulikzylinder 13, 14. Die Bodenfräsmaschine 1 kann so an den Einsatzort verfahren werden. Um den Fräsbetrieb zu starten, muss die Fräswalze 9 in einem Ansetzbetriebsmodus abgesenkt werden. Dazu werden die Hubsäulen 16, 17 so weit eingefahren, dass die rotierende Fräswalze 9 bis zu einer gewünschten Frästiefe in den Boden 11 eintaucht. Durch das Einfahren der Hubsäulen 16, 17 wird der Maschinenrahmen 3 und damit der Fräswalzenkasten 8 und die Fräswalze 9 in Absenkrichtung b auf den Boden 11 zu bewegt.
3 zeigt die Bodenfräsmaschine 1 im Ansetzbetriebsmodus, wenn die Bodenfräsmaschine 1 nicht mit dem Maschinenrahmen 3 parallel zum Boden 11 steht und/oder das Einfahren der Hubsäulen 16, 17 nicht gleichmäßig oder gleichzeitig erfolgt. Im Beispiel der 3 ist die Bodenfräsmaschine 1 leicht in Arbeitsrichtung a nach vorne geneigt, so dass beim Absenken des Fräswalzenkastens 8 der Seitenschild 12 zuerst mit einem in Arbeitsrichtung a vorne liegenden Bereich den Boden 11 berührt, sprich Bodenkontakt in diesem Bereich hat. Erfindungsgemäß ist es in diesem Fall vorgesehen, dass das Absenken des Maschinenrahmens 3 über die vordere Hubsäule 16 unterbrochen beziehungsweise angehalten wird, sobald der Bodenkontakt im in Arbeitsrichtung a vorderen Bereich des Seitenschildes 12 festgestellt wird. Wie in 3 angedeutet, erfolgt eine weitere Absenkung des Maschinenrahmens 3 in Absenkrichtung b lediglich über die in Arbeitsrichtung a hintere Hubsäule 17.
4 zeigt eine analoge Situation zur 3, nur dass in 4 die Bodenfräsmaschine 1 leicht in Arbeitsrichtung a nach hinten geneigt ist. Dadurch kommt beim Absenken des Fräswalzenkastens 8 über die Hubsäulen 16, 17 der Seitenschild 12 zuerst mit einem in Arbeitsrichtung a hinten liegenden Bereich mit dem Boden 11 in Kontakt. In diesem Fall ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass aufgrund des Bodenkontaktes im hinteren Bereich des Seitenschildes 12 das Absenken des Maschinenrahmens 3 über die hintere Hubsäule 17 unterbrochen beziehungsweise angehalten wird. Hier erfolgt dann eine weitere Absenkung des Maschinenrahmens 3 in Absenkrichtung b lediglich über die in Arbeitsrichtung a vordere Hubsäule 16.
Das Absenken über die Hubsäule 16 oder 17 in den jeweiligen Situationen der 3 und 4 wird so lange fortgesetzt, bis die Situation der 5 erreicht ist. In 5 wurde der Fräswalzenkasten 8 soweit über die Hubsäulen 16, 17 abgesenkt, dass der Seitenschild 12 sowohl in seinem in Arbeitsrichtung a vorne liegenden als auch in seinem in Arbeitsrichtung a hinten liegenden Bereich Bodenkontakt hat. Sobald dies eintritt, ist der Seitenschild 12 parallel zum Boden 11 ausgerichtet. Wenn der Ansetzbetriebsmodus in einer Situation gestartet wird, in der der Seitenschild 12 beziehungsweise seine bodennahe Kante oder Kufe, mit der der Seitenschild 12 im Arbeitsbetrieb über den Boden 11 gleitet, parallel zum Maschinenrahmen 3 der Bodenfräsmaschine 1 ausgerichtet ist, dann ist der Maschinenrahmen 3 ebenfalls parallel zum Boden 11 ausgerichtet, sobald der Seitenschild 12 sowohl in seinem in Arbeitsrichtung a vorne liegenden Bereich als auch in seinem in Arbeitsrichtung a hinten liegenden Bereich Bodenkontakt hat. Dies folgt daraus, dass sich der Seitenschild 12 parallel mit dem Maschinenrahmen 3 bewegt. Sobald der Seitenschild 12 also parallel zum Boden 11 auf diesem aufliegt, kann die Höhe des Maschinenrahmens 3 wieder gleichzeitig über sowohl die vorderen als auch die hinteren Hubsäulen 16, 17 verstellt werden, bis die gewünschte Frästiefe für den jeweiligen Arbeitsvorgang erreicht ist, wie in 5 angedeutet. Nachdem die gewünschte Frästiefe erreicht wurde, kann der Fräsvorgang in Arbeitsrichtung a durchgeführt werden, wobei vorteilhafterweise die Bodenfräsmaschine 1 mit ihrem Maschinenrahmen 3 parallel zum Boden 11 ausgerichtet ist.
In 3 ist ferner beispielhaft ein Antriebsstrang 35 für den vorderen Aktuator 13 mit zwei Verbindungsleitungen 36 und 37 sowie einer Antriebsenergiequelle 38 angegeben. Handelt es sich bei den Aktuator 13 um einen Hydraulikzylinder, wie in 3 gezeigt, sind die Verbindungsleitungen Zu- und Ableitungen für Hydraulikfluid von und zum Hydraulikzylinder. Die Antriebsenergiequelle ist dann beispielsweise eine Hydraulikpumpe. Handelt es sich bei dem Aktuator 13 dagegen um einen elektrisch angetriebenen Aktuator, insbesondere einen elektrischen Linearaktuator mit Gewindetrieb, handelt es sich bei den Verbindungsleitungen um Leitung zur Weiterleitung von elektrischer Energie. Die Antriebsenergiequelle 38 ist dann eine Stromquelle, beispielsweise das Bordnetz der Maschine. In diesem Fall ist somit anstelle des Hydraulikzylinders eine durch einen Elektromotor angetriebene Gewindespindel im Aktuator 13 vorgesehen, über die eine Längenverschiebung bzw. aktive Höhenverstellung des Seitenschildes 12 erreicht werden kann. Ferner ist ein Sensor 20 in die Verbindungsleitung 36 integriert, über den eine Betriebsgröße des gezeigten Antriebsstrangs 35, beispielsweise der Innendruck in einer Hydraulikleitung oder eine elektrische Größe, je nach Art des Aktuators, ermittelbar und überwachbar ist. Der Sensor ist mit einer Steuereinrichtung in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise verbunden.
6 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren 22 anhand eines Ablaufdiagramms. Das Verfahren 22 wird im Schritt 23 gestartet, wenn der Ansetzbetriebsmodus der Bodenfräsmaschine beginnt und der Maschinenrahmen 3 über die Hubsäulen 16, 17 in Absenkrichtung b in Richtung des Bodens 11 bewegt wird. Von Beginn des Verfahrens 22 an wird am Seitenschild 12 der Bodenfräsmaschine 1 kontinuierlich gemessen, ob Bodenkontakt besteht, und ob dieser Bodenkontakt im in Arbeitsrichtung a vorderen oder hinteren Bereich des Seitenschildes 12 liegt (Situation der 2). Dazu wird erfindungsgemäß eine Betriebsgröße des Antriebsstrangs 35 wenigstens eines Aktuators zur Höhenverstellung des Seitenschildes überwacht. In Schritt 24 wird wenigstens ein Bodenkontakt am Seitenschild 12 dadurch festgestellt, dass eine Betriebsgröße des Antriebsstranges 35 sich charakteristisch ändert, wie nachstehend noch weiter erläutert.
Liegt der Bodenkontakt im in Arbeitsrichtung a vorderen Bereich des Seitenschildes 12 (Situation der 3), so wird im Schritt 25 nur noch über die in Arbeitsrichtung a hintere Hubsäule 17 abgesenkt, das Absenken über die in Arbeitsrichtung a vordere Hubsäule 16 wird dagegen unterbrochen. Im Schritt 26 wird überprüft, ob beim weiteren Einfahren der Hubsäule 17 auch ein Bodenkontakt im in Arbeitsrichtung a hinteren Bereich des Seitenschildes 12 festgestellt wird. Dazu wird eine Betriebsgröße des Antriebsstranges des hinteren Aktuators 14 überwacht. Solange dies nicht der Fall ist, wird gemäß Schritt 25 das Absenken über die hintere Hubsäule 17 fortgesetzt. Wird dagegen auch im in Arbeitsrichtung a hinteren Bereich des Seitenschildes 12 ein Bodenkontakt detektiert, so wird das Verfahren in Schritt 29 fortgesetzt.
Wird im Schritt 24 ein Bodenkontakt im in Arbeitsrichtung a hinteren Bereich des Seitenschildes 12 detektiert (Situation der 4), so wird das Verfahren im Schritt 27 fortgesetzt, in dem das Absenken über die in Arbeitsrichtung a hintere Hubsäule 17 unterbrochen wird, während das Absenken über die in Arbeitsrichtung a vordere Hubsäule 16 fortgesetzt wird. Im Schritt 28 wird überprüft, ob während dieses einseitigen Absenkens über die vordere Hubsäule 16 ein Bodenkontakt auch im in Arbeitsrichtung a vorderen Bereich des Seitenschildes 12 auftritt. So lange hier kein Bodenkontakt festgestellt wird, wird das einseitige Absenken gemäß Schritt 27 fortgesetzt. Sobald auch ein Bodenkontakt im in Arbeitsrichtung a vorderen Bereich des Seitenschildes 12 festgestellt wird, wird das Verfahren in Schritt 29 fortgesetzt.
Schritt 29 wird eingeleitet, wenn in den Schritten 24, 26 oder 28 jeweils sowohl im in Arbeitsrichtung a vorderen Bereich des Seitenschildes 12 als auch im in Arbeitsrichtung a hinteren Bereich des Seitenschildes 12 Bodenkontakt besteht (Situation der 5). Im Schritt 29 wird der Maschinenrahmen 3 der Bodenfräsmaschine 1 wieder wie zu Beginn im Schritt 23 sowohl über die in Arbeitsrichtung a vorderen als auch hinteren Hubsäulen 16, 17 weiter in Absenkrichtung b verfahren. Diese Absenkung wird so lange fortgesetzt, bis in Schritt 30 die Fräswalze 9 die gewünschte Frästiefe erreicht hat. Sobald dies der Fall ist, kann das Verfahren in Schritt 31 beendet werden. Der Maschinenrahmen 3 ist dann im Wesentlichen parallel zum Boden 11, der Fräsvorgang kann beginnen.
Wesentlich für das skizzierte Verfahren ist nun, dass die Ermittlung des Bodenkontaktes indirekt erfolgt. Dabei wird ausgenutzt, dass der Boden auf den Seitenschild beim Absenken eine Kraft ausübt, wie in 3 durch den Pfeil F angedeutet. Diese Kraft bewirkt eine Stellkraft auf den Aktuator 13 in seine Einziehrichtung und drückt den Aktuator im vorliegenden Fall somit in seine lineare Stellrichtung gesehen etwas zusammen (bzw. in Richtung der Anhebebewegung des Seitenschildes). Dadurch wirkt sich der Bodenkontakt auch auf den vom Boden aus gesehen dem Aktuator 13 nachgeschalteten Antriebsstrang 35 dieses Aktuators 13 aus. Dies wird erfindungsgemäß nun zur indirekten Detektion des Bodenkontaktes ausgenutzt, wodurch auf einen vom Boden direkt zu kontaktierenden Bodenkontaktsensor im Schmutzbereich des Seitenschildes in vorteilhafter Weise verzichtet werden kann.
Zur näheren Veranschaulichung dieses der Erfindung zugrundeliegenden Ansatzes zeigt 7 einen Ausschnitt des Hydraulikschaltkreises des Seitenschildes 12 der Bodenfräsmaschine 1 bzw. konkret aus dem Antriebsstrang 35 aus 3, wobei hier die beiden Aktuatoren 13 und 14 in einem gemeinsamen Antriebsstrang zusammengeschaltet sind. Der vordere Hydraulikzylinder 13 und der hintere Hydraulikzylinder 14 sind mit ersten Leitung 18 und einer zweiten Leitung 19 mit dem Hydrauliksystem der Bodenfräsmaschine 1 verbunden und werden über diese Leitungen 18, 19 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, können aber auch separat versorgt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich in den kolbenseitig an die Hydraulikzylinder 13, 14 angeschlossenen Leitungen 18, 19 in unmittelbarer Nähe der Hydraulikzylinder 13, 14 Sensoren 20 zur Ermittlung und Überwachung einer Betriebsgröße des hydraulischen Antriebsstranges, die hier konkret als Messblenden ausgebildet sind. Die Sensoren 20 detektieren Druckänderungen beziehungsweise Volumenflussänderungen in den Hydraulikleitungen, die beispielsweise durch auf den Hydraulikzylinder 13, 14 übertragene, am Seitenschild 12 anliegende Kräfte, insbesondere vom Boden ausgehende Kräfte, wenn der Seitenschild auf den Boden aufsetzt, entstehen. Durch die Wechselwirkung des Druckes und der Volumina auf der Kolbenseite und der Kolbenstangenseite der Hydraulikzylinder 13, 14 versteht es sich von selbst, dass die Sensoren 20 auch ebenso gut in den Leitungen, die mit der Kolbenstangenseite der Hydraulikzylinder verbunden sind, angeordnet sein können. Wichtig ist nur, dass eine Druckänderung beziehungsweise Volumenflussänderung in den Hydraulikleitungen der Hydraulikzylinder 13, 14 gemessen beziehungsweise detektiert werden kann, und dass diese Messung beziehungsweise Detektion eindeutig dem in Arbeitsrichtung a vorderen oder hinteren Bereich des Seitenschildes 12 zugeordnet werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Seitenschilde 12 beim Absenken der Maschine nicht aktiv angehoben sind, sondern üblicherweise passiv in ihrer maximal abgesenkten Position sind.
In den Diagrammen der 8 ist der Druck p beziehungsweise der Volumenfluss V in den beiden Hydraulikzylindern 13, 14 über die Zeit t hinweg aufgetragen. Beispielsweise veranschaulicht das obere Diagramm den Verlauf am Sensor 20 des vorderen Hydraulikzylinders 13 und das untere Diagramm den Verlauf am Sensor 20 des hinteren Hydraulikzylinders 14 während des Ansetzbetriebsmodus. Zum Zeitpunkt t₁ werden sowohl die in Arbeitsrichtung a vorderen als auch die in Arbeitsrichtung a hinteren Hubsäulen 16, 17 eingefahren. Der Druck p₁ in (beziehungsweise der Volumenfluss V₁ von oder zu) den in Arbeitsrichtung a vorderen und hinteren Hydraulikzylindern 13, 14 des Seitenschildes 12 bleibt konstant. Zum Zeitpunkt t₂ kommt es am vorderen Hydraulikzylinder 13 zu einem Druckanstieg beziehungsweise zu einer Volumenflussänderung zu den Werten p₂/V₂. Diese Messungen an den Sensoren 20 werden dahingehend von der Steuereinrichtung ausgewertet, dass ein Bodenkontakt des Seitenschildes 12 am in Arbeitsrichtung a vorne liegenden Bereich detektiert wird. In Reaktion darauf wird das Absenken über die vordere Hubsäule 16 eingestellt. Der Druck beziehungsweise der Volumenfluss geht auf den anfänglichen Wert p₁/V₁ zurück, wie beispielsweise zum Zeitpunkt t₃ gezeigt. Durch das weitere Absenken des Maschinenrahmens 3 kommt es zum Zeitpunkt t₄ zu einem Bodenkontakt im in Arbeitsrichtung a hinten liegenden Bereich des Seitenschildes 12, der durch den Druckanstieg beziehungsweise durch die Volumenflussänderung zu den Werten p₂/V₂ am Sensor 20 des hinteren Hydraulikzylinders 14 des Seitenschildes 12 detektiert wird. Wird daraufhin das Absenken des Maschinenrahmens 3 auch in Arbeitsrichtung a hinten gestoppt, so gehen die Werte wieder auf p₁/V₁ zurück, wie beispielsweise zum Zeitpunkt t₅ gezeigt. Wird dagegen eine weitere Absenkung über die vorderen und hinteren Hubsäulen 16, 17 durchgeführt, können sich andere Verläufe ergeben.
Die beschriebenen Messungen beziehungsweise Detektionen können neben dem Ansetzbetriebsmodus auch wichtige Funktionen in einem Ausgleichsbetriebsmodus der Bodenfräsmaschine 1 übernehmen. Der Ausgleichsbetriebsmodus schließt sich an den Ansetzbetriebsmodus an und bezeichnet den Betrieb der Bodenfräsmaschine 1 über die ersten Meter des Fräsvorganges in Arbeitsrichtung a hinweg. Fährt die Bodenfräsmaschine 1 mit dem hinteren Fahrwerk 7 in eine gerade entstehende Frässpur ein, so setzt der Seitenschild 12 im in Arbeitsrichtung a hinteren Bereich auf dem Boden 11 auf. Dieses Aufsetzen kann an den Sensoren 20 ebenfalls wie in 8 gezeigt festgestellt werden. Die auf den Seitenschild 12 vom Boden aus wirkende Kraft wird an den Sensoren 20 gemessen beziehungsweise detektiert. In Reaktion darauf verstellt die Steuereinrichtung 21 (siehe auch 9) die hintere Hubsäule 17 um den Betrag der Frästiefe nach oben, so dass die Bodenfräsmaschine 1 beziehungsweise deren Maschinenrahmen 3 wieder parallel zum Boden 11 ausgerichtet ist und der Fräsvorgang unbehelligt fortgesetzt werden kann.
Alternativ zu der in den 7 und 8 näher bezeichneten hydraulischen Variante ist von der Erfindung insbesondere auch eine elektrische Variante mit umfasst. Das Prinzip zur Ermittlung des Bodenkontaktes ist das gleiche. Über eine elektrische Energieversorgung ist zur Höhenverstellung des Seitenschildes ein Elektromotor vorgesehen. Durch den Bodenkontakt wird der Seitenschild vom Boden bewegt, was auf den jeweiligen Aktuator übertragen wird. Dieser wirkt dann als Generator und erzeugt ein 8 vergleichbares Signal einer elektrischen Betriebsgröße, die von einem geeigneten Sensor 20 erfasst und an die Steuereinrichtung übermittelt wird.
9 zeigt eine Ansicht von oben auf einen horizontalen Schnitt durch den Fräswalzenkasten 8, die Steuereinrichtung 21 und deren Verbindungen zu den weiteren Anteilen der Bodenfräsmaschine 1. Insbesondere ist die Steuereinrichtung 21 mit insgesamt vier Sensoren 20 der Aktuatoren, konkret Hydraulikzylinder 13, 14, verbunden, mit denen zwei Seitenschilder 12 (stirnseitig rechts und links zur Fräswalze) der Bodenfräsmaschine 1 bewegt werden können. Damit kann über die Betriebsgrößenerfassung in der vorstehend beschriebenen Weise sowohl die Querneigung als auch die Längsneigung der Bodenfräsmaschine zum Bodenuntergrund in eine zum Boden parallele Lage eingestellt werden. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 21 mit einer Eingabeeinrichtung 34, beispielsweise einer Tastatur, verbunden, über die ein Bediener Steuerbefehle an die Steuereinrichtung 21 eingeben kann. Um im Gefahrenfall den Betrieb der Bodenfräsmaschine oder zumindest der Steuereinrichtung 21 zu unterbrechen, ist ein Not-Aus-Schalter 32 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 21 empfängt die Messsignale der Sensoren 20 und wertet diese aus. Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 21 in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren ein Hydrauliksystem 33 an, beispielsweise umfassend wenigstens eine Hydraulikpumpe und mehrere Ventile, über das die Höhe der Hubsäulen 16, 17 einzeln und unabhängig voneinander verstellt werden kann. Im gezeigten Beispiel weist die Bodenfräsmaschine vier unabhängige Hubsäulen 16, 17 auf, die vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts an der Bodenfräsmaschine 1 angeordnet sind. Es sind allerdings auch Bodenfräsmaschinen 1 bekannt, die eine andere Anzahl Hubsäulen und Fahrwerke aufweisen oder bei denen diese anders am Maschinenrahmen 3 angeordnet sind. Auch bei diesen Bodenfräsmaschinen 1 erlaubt die Erfindung allerdings eine präzise Ausrichtung gegenüber dem Boden 11 und damit erhöhte Standsicherheit und Präzision beim Fräsen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006062129 A1 [0005]
DE 112012005425 T5 [0006]

Claims

Verfahren (22) zum Ausrichten eines an einem Maschinenrahmen (3) angeordneten Fräswalzenkastens (8) einer Bodenfräsmaschine (1), insbesondere einer Straßenfräse, einem Recycler oder einem Stabilisierer, zum Boden (11), umfassend die Schritte: a) Detektieren der An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt, insbesondere an einem in Arbeitsrichtung (a) vorne und/oder einem in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden Bereich, wenigstens eines Seitenschildes (12) des Fräswalzenkastens (8) der Bodenfräsmaschine (1) durch das Messen einer Betriebsgrößenänderung wenigstens eines Aktuators, der zur Höhenverstellung des Seitenschildes (12) ausgebildet ist, und b) Steuern einer Anhebung und/oder einer Absenkung des Maschinenrahmens (3) in Abhängigkeit der detektierten An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt.
Verfahren (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ansetzbetriebsmodus die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) vordere Hubsäulen (16) des Maschinenrahmens (3) gestoppt wird, wenn am in Arbeitsrichtung (a) vorne liegenden Bereich des Seitenschildes (12) Bodenkontakt detektiert wird, und/oder die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) hintere Hubsäulen (17) des Maschinenrahmens (3) gestoppt wird, wenn am in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden Bereich des Seitenschildes (12) Bodenkontakt detektiert wird.
Verfahren (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Querneigungsbetriebsmodus die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) auf einer Maschinenseite in Arbeitsrichtung vorn und hinten positionierte Hubsäulen (16) des Maschinenrahmens (3) gestoppt wird, wenn über das auf dieser Maschinenseite positionierte Seitenschild (12) Bodenkontakt detektiert wird, und/oder die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) auf der anderen Maschinenseite angeordnete Hubsäulen (17) des Maschinenrahmens (3) dann gestoppt wird, wenn über das auf dieser anderen Seite positionierte Seitenschild (12) Bodenkontakt detektiert wird.
Verfahren (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) vordere und hintere Hubsäulen (16, 17) gleichmäßig erfolgt, solange kein Bodenkontakt detektiert wird oder sobald sowohl am in Arbeitsrichtung (a) vorne liegenden Bereich des Seitenschildes (12) als auch am in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden Bereich des Seitenschildes (12) Bodenkontakt detektiert wurde und/oder dass die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) rechte und linke Hubsäulen gleichmäßig erfolgt, solange kein Bodenkontakt detektiert wird oder sobald sowohl auf der in Arbeitsrichtung (a) linken als auch auf der in Arbeitsrichtung (a) rechten Seite Bodenkontakt detektiert wurde.
Verfahren (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte von einer Steuereinrichtung (21) koordiniert ausgeführt werden, insbesondere derart, dass die Bodenfräsmaschine (1) auf eine vorgegebene Frästiefe und/oder Querneigung abgesenkt wird, wobei der Maschinenrahmen (3) der Bodenfräsmaschine (1) gegenüber dem Boden (11) bevorzugt parallel ausgerichtet wird.
Verfahren (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erreichen einer vorgegebenen Frästiefe in einem Ausgleichsbetriebsmodus eine auf den in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden Bereich des Seitenschildes (12) vom Boden (11) weg gerichtete Kraft gemessen wird und die Anhebung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) hintere Hubsäulen (16) des Maschinenrahmens (3) durchgeführt wird, wenn die gemessene Kraft am in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden Bereich des Seitenschildes (12) einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Verfahren (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen einer Betriebsgrößenänderung des wenigstens einen Aktuators ein Messen einer Betriebsgröße eines durch elektrische oder hydraulische Energie angetriebenen Aktuators umfasst.
Verfahren (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt und/oder die Messung der Kraft durch das Messen von Änderungen wenigstens einer Betriebsgröße eines im Antriebsstrang des Aktuators zur Höhenverstellung des Seitenschildes angeordneten Sensors erfolgt.
Verfahren (22) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der folgenden Verfahrensschritte umfasst ist: a) Erfassen von Druckänderungen an und/oder Volumenflussänderungen zu oder von einem, insbesondere in Arbeitsrichtung (a) vorne oder einem in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden, Hydraulikzylinder (13, 14), mit dem der Seitenschild (12) des Fräswalzenkastens (8) der Bodenfräsmaschine (1) gegenüber dem Maschinenrahmen (3) bewegbar ist, erfolgt; b) Erfassen von Stromstärke- und/oder Spannungssignalen eines, insbesondere als Teil eines elektrischen Linearaktuators mit Gewindetrieb, insbesondere in Arbeitsrichtung (a) vorne oder einem in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden, elektrischen Antriebs, mit dem der Seitenschild (12) des Fräswalzenkastens (8) der Bodenfräsmaschine (1) gegenüber dem Maschinenrahmen (3) bewegbar ist, erfolgt.
Bodenfräsmaschine (1), insbesondere Straßenfräse, Recycler oder Stabilisierer, mit a) einem Maschinenrahmen (3), b) wenigstens einem in Arbeitsrichtung (a) vorderen Fahrwerk (6) und wenigstens einem in Arbeitsrichtung (a) hinteren Fahrwerk (7), die über wenigstens eine vordere Hubsäule (16) und wenigstens eine hintere Hubsäule (17) mit dem Maschinenrahmen (3) verbunden sind und diesen tragen, c) einem am Maschinenrahmen (3) angeordneten Fräswalzenkasten (8), der ein Gehäuse (15) und wenigstens einen über wenigstens einen Aktuator höhenverstellbaren Seitenschild (12) aufweist, d) einer im Fräswalzenkasten (8) rotierbar gelagerten Fräswalze (9), und e) einer Steuereinrichtung (21), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (20) vorhanden ist, der zur Erfassung von Änderungen wenigstens einer Betriebsgröße innerhalb eines Antriebsstrangs eines, insbesondere am in Arbeitsrichtung (a) vorderen Bereich und/oder am in Arbeitsrichtung (a) hinteren Bereich des Seitenschildes (12) angeordneten Aktuators zur Höhenverstellung des Seitenschildes ausgebildet ist, um einen Bodenkontakt des Seitenschildes zu erfassen, und dass die Steuereinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass sie eine Anhebung und/oder eine Absenkung des Maschinenrahmens (3) in Abhängigkeit der detektierten An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt steuert.
Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenschild einen in Arbeitsrichtung (a) vorderen und einen in Arbeitsrichtung (a) hinteren Aktuator aufweist, und dass zur Ermittlung einer An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt sowohl im Antriebsstrang des in Arbeitsrichtung (a) vorderen als auch im Antriebsstrang des in Arbeitsrichtung (a) hinteren Aktuators jeweils ein Sensor vorhanden ist.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass sie in einem Ansetzbetriebsmodus eine Absenkung des Maschinenrahmens (3) über die vorderen Hubsäulen (16) stoppt, wenn der Sensor Bodenkontakt am in Arbeitsrichtung (a) vorderen Bereich des Seitenschildes (12) detektiert und/oder eine Absenkung des Maschinenrahmens (3) über die hinteren Hubsäulen (17) stoppt, wenn der Sensor Bodenkontakt am in Arbeitsrichtung (a) hinteren Bereich des Seitenschildes (12) detektieren und/oder dass die Steuereinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass sie in einem Querneigungsbetriebsmodus die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) auf einer Maschinenseite in Arbeitsrichtung vorn und hinten positionierte Hubsäulen (16) des Maschinenrahmens (3) stoppt, wenn über das auf dieser Maschinenseite positionierte Seitenschild (12) Bodenkontakt detektiert wird, und/oder die Absenkung des Maschinenrahmens (3) über in Arbeitsrichtung (a) auf der anderen Maschinenseite angeordnete Hubsäulen (17) des Maschinenrahmens (3) stoppt, wenn über das auf dieser anderen Seite positionierte Seitenschild (12) Bodenkontakt detektiert wird.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) zumindest im in Arbeitsrichtung (a) hinteren Bereich des Seitenschildes (12) derart ausgebildet sind, dass er eine sich mit einer vom Boden weg gerichteten am Seitenschild wirkenden Kraft im Antriebsstrang des Aktuators ändernde Betriebsgröße ermitteln kann, und dass die Steuereinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass sie in einem Ausgleichsbetriebsmodus eine Anhebung des Maschinenrahmens (3) über die in Arbeitsrichtung (a) hinteren Hubsäulen (16) des Maschinenrahmens (3) durchführt, wenn die Kraft oder die mit der Kraft korrelierende Betriebsgröße am in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden Bereich des Seitenschildes (12) einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenschild (12) von einem in Arbeitsrichtung (a) vorderen Aktuator (13) und einem in Arbeitsrichtung (a) hinteren Aktuator (14) gegenüber dem Maschinenrahmen und/oder Fräswalzenkasten (8) in der Höhe bewegbar gelagert ist, und dass die Sensoren (20) die An- oder Abwesenheit von Bodenkontakt am in Arbeitsrichtung (a) vorderen und/oder hinteren Bereich des Seitenschildes (12) und/oder die vom Boden (11) weg gerichtete am Seitenschild (12) wirkende Kraft durch die Messung a) einer Druckänderung an den Hydraulikzylindern (13, 14) und/oder einer Volumenflussänderung zu oder von den Hydraulikzylindern (13, 14) oder b) einer Änderung einer Stromstärke- und/oder Spannung eines, insbesondere als Teil eines elektrischen Linearaktuators mit Gewindetrieb, insbesondere in Arbeitsrichtung (a) vorne oder einem in Arbeitsrichtung (a) hinten liegenden, elektrischen Antriebs, mit dem der Seitenschild (12) des Fräswalzenkastens (8) der Bodenfräsmaschine (1) gegenüber dem Maschinenrahmen (3) bewegbar ist, detektieren.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (20) Messblenden umfassen, die kolbenseitig an den in Arbeitsrichtung (a) vorderen und hinteren Hydraulikzylindern (13, 14) des Seitenschildes (12), insbesondere in den zur Kolbenseite der Hydraulikzylinder (13, 14) führenden Hydraulikleitungen, angeordnet sind.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräswalzenkasten (8) als auswechselbares Modul ausgebildet ist, wobei die Sensoren (20) insbesondere am Modul angeordnet sind und mit dem Modul auswechselbar sind.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (21) derart ausgebildet ist, dass während einer Anhebung und/oder einer Absenkung des Maschinenrahmens (3) im Ansetzbetriebsmodus keine manuelle Steuerung der Bodenfräsmaschine (1) mit Ausnahme eines Not-Aus-Befehls möglich ist.