DE102017106654A1

DE102017106654A1 - System und verfahren zum überwachen eines zustands einer asphaltiermaschine

Info

Publication number: DE102017106654A1
Application number: DE102017106654.3A
Authority: DE
Inventors: Nathan A. Carlson
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2017-10-05
Also published as: US9811952B2; US20170287236A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zur Überwachung eines Zustands einer Asphaltiermaschine. Das System umfasst eine Einbaubohlenplatte und ein Heizelement zur Beheizung der Einbaubohlenplatte. Das System umfasst auch ein Steuergerät, das dazu ausgestaltet ist, eine Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte zu bestimmen und die Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit zu vergleichen. Das Steuergerät ist des Weiteren dazu ausgestaltet, ein Signal bereitzustellen, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Belagseinbau- oder Asphaltiermaschine. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein System und ein Verfahren zur Überwachung eines Zustands der Asphaltiermaschine.
Hintergrund
Asphaltiermaschinen werden verwendet, um eine Decke aus Belagsmaterial über einer mit einem Belag zu versehende Oberfläche aufzubringen, zu verteilen und zu verdichten. Eine Asphaltiermaschine umfasst allgemein einen Schlepper und eine Einbaubohlenanordnung mit einer Anzahl von Einbaubohlenplatten. Der Schlepper weist einen Trichter zur Aufnahme des Belagsmaterials, wie etwa Asphalt, von einem Lastwagen auf, sowie ein Fördersystem zur Übertragung des Belagsmaterials von dem Trichter nach hinten zur Abgabe auf die mit einem Belag zu versehende Oberfläche. Die Asphaltiermaschine umfasst Fördereinrichtungen, um das Belagsmaterial über der mit einem Belag zu versehenden Oberfläche vor der Einbaubohlenanordnung auszubreiten.
Die Einbaubohle glättet und verdichtet das Belagsmaterial auf der mit einem Belag zu versehenden Oberfläche. Um eine richtige Ablage des Belagsmaterials zu erleichtern, sind die Einbaubohlen in der Regel beheizt. Das Aufheizen der Einbaubohlen unterstützt das Fließen des Belagsmaterials unter den Einbaubohlen und verringert das Anhaften des Belagsmaterials an den Einbaubohlen. Wenn die Einbaubohlenplatten nicht ausreichend beheizt sind, gelangt das bituminöse Gemisch des Belagsmaterials mit dem Boden der Einbaubohlenplatte in Kontakt und beginnt, hart zu werden, was zu einem Ansammeln des Belagsmaterials und zu übermäßigem Zugwiderstand führt. Allgemein werden die Einbaubohlenplatten auf eine Temperatur nahe der Temperatur des aufgeheizten Asphaltmaterials aufgeheizt.
Das US-Patent Nr. 6,334,735 betrifft ein Steuergerät für ein Heizungssystem einer Asphaltier-Einbaubohle mit einer Einbaubohlenplatte. Das Heizungssystem ist mit der Einbaubohle verbunden und dazu ausgestaltet, thermische Energie auf die Einbaubohlenplatte zu übertragen, und umfasst ein Stellglied, das dazu ausgestaltet ist, die Ausgabe thermischer Energie durch das Heizungssystem einzustellen. Das Steuergerät umfasst einen Temperatursensor, der mit der Einbaubohle verbindbar und dazu ausgestaltet ist, die Temperatur der Einbaubohlenplatte zu erfassen. Der Sensor ist auch dazu ausgestaltet, elektrische Signale proportional zu der erfassten Temperatur zu erzeugen. Eine elektrische Logikschaltung ist elektrisch mit dem Sensor verbunden und ist elektrisch mit dem Stellglied verbindbar. Die Logikschaltung ist dazu ausgestaltet, ein Temperatursignal von dem Sensor mit einem gewünschten Temperaturwert zu vergleichen und automatisch das Stellglied zu betätigen, so dass das Stellglied die Ausgabe thermischer Energie von dem Heizungssystem einstellt, um die Temperatur der Einbaubohle um den gewünschten Temperaturwert zu halten.
Die Einbaubohlenplatten können über eine Zeitperiode durch Reibung mit dem Belagsmaterial, Temperatur etc. einer Abnützung unterliegen. Die Einbaubohlenplatten können u.U. nicht gleichmäßig verschleißen, und die verformten Platten können dann die Decke oder die Leistung der Maschine beeinträchtigen. Somit kann es erforderlich sein, die Einbaubohlenplatten je nach Bedarf zu ersetzen, um den reibungslosen Betrieb der Asphaltiermaschine aufrecht zu erhalten. In herkömmlicher Weise werden die Einbaubohlenplatten jährlich oder auf Grundlage der erwarteten Lebensdauer überprüft und ersetzt.
In einigen Fällen können jedoch Einbaubohlenplatten aus verschiedenen Gründen, wie etwa raue und sich dynamisch verändernde Betriebsbedingungen, die Menge des verlegten Materials, Bedienfehler etc., nicht betriebsfähig sein und müssen vor Ende ihrer erwarteten Lebensdauer ausgetauscht werden. Das Überprüfen der Einbaubohlenplatten auf Schäden außerhalb des Betriebs kann die Betriebszeit der Asphaltiermaschine verringern und die Produktivität beeinträchtigen. Somit herrscht Bedarf nach einer effizienten Überwachung eines Zustands der Asphaltiermaschine.
Zusammenfassung der Offenbarung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein System zur Überwachung eines Zustands einer Asphaltiermaschine geschaffen. Das System umfasst eine Einbaubohlenplatte und ein Heizelement zur Beheizung der Einbaubohlenplatte. Das System umfasst des Weiteren ein Steuergerät, das dazu ausgestaltet ist, eine Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte zu bestimmen und die Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit zu vergleichen. Das Steuergerät ist des Weiteren dazu ausgestaltet, ein Signal bereitzustellen, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein System zur Überwachung eines Zustands einer Asphaltiermaschine geschaffen. Das System umfasst das Bestimmen einer Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte und das Vergleichen der Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit. Das Verfahren umfasst des Weiteren das Bereitstellen eines Signals, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein System zur Überwachung eines Zustands einer Einbaubohlenplatte geschaffen. Das System umfasst ein Heizelement zur Beheizung der Einbaubohlenplatte. Das System umfasst auch ein Steuergerät, das dazu ausgestaltet ist, eine Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte zu bestimmen und die Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit zu vergleichen. Das Steuergerät ist des Weiteren dazu ausgestaltet, ein Signal bereitzustellen, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich einer vorbestimmten Zeit ist.
Weitere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen klar werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verständlich werden, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
1 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Asphaltiermaschine mit einer Einbaubohlenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Draufsicht der Einbaubohlenanordnung von 1 und eines zugehörigen Systems zur Überwachung eines Zustands der Asphaltiermaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen eines Zustands der Asphaltiermaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Wo immer möglich werden innerhalb der Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Unter Bezugnahme auf 1 wird dort eine beispielhafte Asphaltiermaschine 100 veranschaulicht (im Folgenden als "Maschine 100” bezeichnet). Obwohl die Belagseinbaumaschine 100 in 1 als eine reine Asphaltiermaschine dargestellt ist, können die offenbarten Konzepte auf beliebige Arten von Belagseinbaumaschinen und für beliebige Arten von mit einem Material in Eingriff gelangenden Operationen, die von der Arbeitsflächenmaschine ausgeführt werden, die eine Materialdecke oder -schicht an einer mit einem Belag zu versehenden Oberfläche bilden kann, verwendet werden.
Wie in 1 dargestellt kann die Maschine 100 einen Schlepper 101 mit einem Rahmen 102 umfassen. Die Maschine 100 kann auch eine oder mehrere Traktionseinrichtungen 104 umfassen, die mit dem Rahmen 102 gekoppelt sind, der ein vorderes Ende 105 und ein hinteres Ende 106 aufweist. In der illustrierten Ausführungsform umfassen die Traktionseinrichtungen 104 Räder. In verschiedenen alternativen Ausführungsformen können die Traktionseinrichtungen 104 jedoch andere Typen von Laufwerkselementen aufweisen, etwa Drehgestelle, Raupenketten und dergleichen. Des Weiteren könnten die Traktionseinrichtungen 104 auch verschiedene Kombinationen von Laufwerkselementen umfassen. Zum Beispiel kann die Asphaltiermaschine 100 eine Kombination von Rädern und Raupenketten umfassen.
Die Traktionsvorrichtung 104 kann durch eine Leistungsquelle, z. B. einen Motor 107, über ein Getriebe (nicht dargestellt) angetrieben werden. Das Getriebe kann ein hydrostatisches Getriebe oder ein mechanisches Getriebe sein. Der Motor 107 kann des Weiteren einen zugehörigen Generator 108 antreiben, der verwendet wird, um verschiedene System an der Maschine 100 zu versorgen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst die Asphaltiermaschine 100 auch eine Einbaubohlenanordnung 110, die mit dem Schlepper 101 gekoppelt und an dem hinteren Ende 106 des Rahmens 102 angebracht ist. Die Einbaubohlenanordnung 110 ist dazu ausgestaltet, ein Material auf einer Bodenoberfläche 113 in eine Schicht oder Decke 112 gewünschter Dicke, Größe und Gleichmäßigkeit auszubreiten und zu verdichten.
Die Einbaubohlenanordnung 110 kann hinter der Maschine 100 durch ein Paar von Schlepparmen 111 (nur einer ist in 1 sichtbar) angeschlossen sein, die sich zwischen dem Rahmen 102 der Maschine 100 und der Einbaubohlenanordnung 110 erstrecken. Die Schlepparme 111 sind schwenkbar mit dem Rahmen 102 verbunden, so dass die relative Stellung und Orientierung der Einbaubohlenanordnung 110 relativ zu dem Rahmen 102 und der Bodenoberfläche 113 durch Schwenken der Schlepparme 111 eingestellt werden kann, um zum Beispiel die Dicke des Belagsmaterials, das auf der Bodenoberfläche 113 abgelegt wird, zu steuern. Die Einbaubohlenanordnung 110 umfasst mehrere Einbaubohlenplatten 202 (in 2 dargestellt). Die Einbaubohlenplatten 202 und ein System zum Überwachen eines Zustands der Einbaubohlenplatten 202 werden in Verbindung mit 2 im Detail erläutert.
Unter Bezugnahme auf 1 kann die Maschine 100 auch eine Bedienerstation 114 umfassen, und kann auch eine Bedienerschnittstelle (nicht dargestellt) zum Empfang von Benutzereingaben und zum Anzeigen von Informationen an die Bedienperson umfassen.
Die Maschine 100 kann auch eine Fördereinrichtung 122 umfassen, die mit dem Schlepper 101 gekoppelt und zwischen dem Schlepper 101 und der Einbaubohlenanordnung 110 angeordnet ist. Die Fördereinrichtung 122 kann an dem hinteren Ende 106 des Rahmens 102 und benachbart zu der Einbaubohlenanordnung 110 platziert sein. Die Fördereinrichtung 122 ist dazu ausgestaltet, das Belagsmaterial zu empfangen, das von den Förderbändern 120 geliefert wird, und das Material gleichmäßig vor der Einbaubohlenanordnung 110 auszubreiten. In einem Beispiel kann die Fördereinrichtung 122 eine Förderschnecke sein. Die Maschine 100 kann eine einzelne Fördereinrichtung 122 oder eine beliebige Anzahl von Fördereinrichtungen 122 aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 kann die Einbaubohlenanordnung 110 eine beliebige aus einer Anzahl von Konfigurationen aufweisen, wie etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, eine Einbaubohle mit fester Breite, eine hinten montierte, ausfahrbare Einbaubohle, eine vorne montierte, ausfahrbare Einbaubohle, oder eine Mehrsegment-Einbaubohle, die Erweiterungen umfasst.
In der illustrierten Ausführungsform von 2 umfasst die Einbaubohlenanordnung 100 einen Einbaubohlen-Hauptabschnitt 204 und Einbaubohlen-Erweiterungen 206, 208. Es sollte klar sein, dass die Einbaubohlen-Erweiterungen 206, 208 vorne oder hinten montierte Erweiterungen sein können, auch wenn sie hier als vorne montiert dargestellt sind. In einem erweiterten Modus können sich die Einbaubohlen-Erweiterungen 206, 208 von beiden Seiten der Haupteinbaubohle 204 nach außen erstrecken. Die Einbaubohlen-Erweiterungen 206, 208 können separate Einbaubohlenplatten 202A, 202B umfassen.
Die Haupteinbaubohle 204 kann erste und zweite Abschnitte 210, 212 umfassen, einen an jeder Seite einer Längsmittelachse. Die Einbaubohlen-Erweiterungen 206, 208 können verschiebbar jeweils an den ersten und zweiten Abschnitte 210, 212 der Haupteinbaubohle 204 montiert sein. Die Haupteinbaubohle 204 und die ersten und zweiten Abschnitte 210, 212 können Einbaubohlenplatten 202C, 202D umfassen, oder alternativ nur eine einzelne Einbaubohlenplatte. Somit kann die Haupteinbaubohle 204 mehrere Einbaubohlenplatten 202A, 202B, 202C, 202D umfassen (insgesamt auch als die Einbaubohlenplatten 202 bezeichnet).
In einer Ausführungsform kann die Einbaubohlenanordnung 110 einen Vibrationsmechanismus (nicht dargestellt) umfassen, der über den ersten und zweiten Einbaubohlenabschnitten 210, 212 und den Einbaubohlen-Erweiterungen 206, 208 positioniert ist, um die Erstverdichtung des verlegten Belagsmaterials zu unterstützen.
Die Einbaubohlenanordnung 110 kann dazu dienen, das Belagsmaterial auszubreiten, das von der Asphaltiermaschine 100 auf die Bodenoberfläche verteilt wurde. Um eine optimale Verarbeitbarkeit des Belagsmaterials zu erreichen, muss eine Temperatur der Einbaubohlenplatten 202 u.U. auf einer gewünschten Temperatur oder innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs gehalten werden. Diese gewünschte Temperatur oder der gewünschte Temperaturbereich kann von dem Belagsmaterial, der mit einem Belag zu versehenden Oberfläche, den Umgebungsbedingungen etc. abhängen.
Wie in 2 gezeigt sind die Einbaubohlenplatten 202 mit einem oder mehreren Heizelementen 220 versehen. Die Einbaubohlenplatten 202 können durch die Heizelemente 220 beheizt werden, so dass thermische Energie von den Einbaubohlenplatten 202 auf das Material übertragen werden kann.
Die Einbaubohlenanordnung 110 kann auch durch den Generator 108 oder den Motor 107 mit Leistung versorgt werden. Der Generator 108 kann verwendet werden, um mehrere Komponenten zu versorgen, die der Einbaubohlenanordnung 110 zugeordnet sind, zum Beispiel, Kontaktflächenstellglieder (nicht dargestellt), die Heizelemente 220 etc.
Es ist anzumerken, dass die hierin beschriebene Konfiguration der Einbaubohlenanordnung 110 und der Einbaubohlenplatten 202 rein beispielhafter Natur ist, und die Konzepte der vorliegenden Offenbarung in geeigneter Weise für beliebige Konfigurationen der Einbaubohlenanordnung 110, die eine Einbaubohlenplatte 202 aufweist, implementiert werden können.
In einer Ausführungsform können die Heizelemente 220 an jeder Einbaubohlenplatten 202A, 202B, 202C, 202D angeordnet sein. Des Weiteren können die Heizelemente 220 auch an vorderen Abschnitten und/oder hinteren Abschnitten der Einbaubohlenplatten 202 angeordnet sein. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt, und auch andere Anzahlen von Heizelementen 220 können für jede Einbaubohlenplatte vorgesehen sein. Die Heizelemente können auch einer oder mehreren Steuerungen zugeordnet sein, etwa Ein-/Aus-Schalter, einem Aufwärmschalter und dergleichen.
In einer Ausführungsform kann das Heizelement 220 ein elektrisches Heizgerät (nicht dargestellt) umfassen. In einem Beispiel kann das elektrische Heizgerät eine Matte sein, die aus einem leitfähigen Widerstandsdraht gebildet ist. Das Heizelement 220 kann an der Einbaubohlenplatte 202 durch geeignete Verbindungsmittel fixiert oder verbunden sein. Das elektrische Heizgerät kann durch eine Leistungsquelle, wie etwa den Generator 108, mit Leistung versorgt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann das Heizelement 220 Gasbrenner (nicht dargestellt) z. B., Propanheizungen, Dieselheizungen und dergleichen umfassen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Heizelement 220 ein elektrisch gesteuertes Heizkissen sein.
Das Heizelement 220 kann in einen erregten Zustand schalten, um die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 zu starten. Des Weiteren kann das Heizelement 220 nach der Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 in einen stromlosen Zustand wechseln. In einer Ausführungsform kann das Heizelement 220 in den stromlosen Zustand schalten, wenn bestimmt wurde, dass die Einbaubohlenplatte 202 eine gewünschte Temperatur erreicht hat.
In einer Ausführungsform kann das Heizelement 220 durch eine elektrische Logikschaltung gesteuert werden. Zum Beispiel kann das Heizelement 220 dazu ausgestaltet sein, die Einbaubohlenplatte 202 auf eine gewünschte Temperatur aufzuheizen. Das Heizelement 220 kann eine Rückkopplung der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 erhalten, und entsprechend regeln, um die Einbaubohlenplatte 202 auf der gewünschten Temperatur zu halten. In einer weiteren Ausführungsform kann das Heizelement 220 auf der Grundlage seiner eigenen Temperatur in den stromlosen Zustand wechseln.
Wie in 2 dargestellt, ist die Einbaubohlenplatte 202 mit einem oder mehreren Temperatursensoren 222 versehen, die dazu ausgestaltet sind, eine Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 bereitzustellen. In einer Ausführungsform können die Temperatursensoren 222 an jeder der Einbaubohlenplatten 202 der Einbaubohlenanordnung 110 angeordnet sein. Zusätzlich oder optional können die Temperatursensoren 222 an mehreren Positionen an jeder der Einbaubohlenplatten 202 angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Temperatursensor 222 an einer der Einbaubohlenplatte 202 vorgesehen sein, die auf der Grundlage der Anwendung der Maschine 100 eher zum Verschleiß neigt. Es kann auch in Betracht gezogen werden, den Temperatursensor 222 an einer beliebigen geeigneten Position an der Einbaubohlenplatte 202 vorzusehen, um das Messen der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 zu ermöglichen. Alternativ kann der Temperatursensor 222 in geeigneter Weise an dem Heizelement 220 angeordnet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann der Temperatursensor 222 einen Teil des Heizelements 220 bilden oder darin integriert sein.
In einer Ausführungsform ist der Temperatursensor 222 ein Thermoelement. Alternativ kann der Temperatursensor 222 eine beliebige andere geeignete Vorrichtung sein, die in der Lage ist, die Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 zu messen. In einer Ausführungsform kann das Heizelement 220 in Kommunikation mit dem Temperatursensor 222 stehen. Das Heizelement 220 kann eine durch den Temperatursensor 222 gelieferte Rückkopplung einsetzen, um die Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 zu regulieren. Des Weiteren kann der Temperatursensor 222 in ein Gehäuse eingeschlossen sein (nicht dargestellt), um interne Komponenten vor Fremdkörpern zu schützen.
Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst die Maschine auch ein Steuergerät 224. Das Steuergerät ist dazu ausgestaltet, einen Zustand der Asphaltiermaschine 100 zu überwachen. In einer Ausführungsform ist das Steuergerät 224 ein elektronisches Steuermodul der Maschine 100. Das Steuergerät 224 kann einen Mikroprozessor, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), oder eine andere geeignete Schaltung umfassen und kann einen Speicher oder andere Datenspeicherfähigkeiten aufweisen. Das Steuergerät kann in einem Nurlese-Speicher gespeicherte und daraus ausführbare Funktionen, Schritte, Routinen, Datentabellen, Datenkarten, Datendiagramme und dergleichen umfassen, um die Produktivität der Asphaltiermaschine 100 zu überwachen.
Obwohl das Steuergerät 224 als eine einzelne, diskrete Einheit veranschaulicht ist, können in anderen Ausführungsformen das Steuergerät 224 und seine Funktionen auf mehrere unterschiedliche und getrennte Komponenten aufgeteilt sein. Das Steuergerät 224 kann auch wirkmäßig verschiedenen weiteren Komponenten der Maschine 100 zugeordnet sein, etwa Stellgliedern, die der Einbaubohlenanordnung 110 zugeordnet sind.
Die Kommunikation zwischen dem Steuergerät 224 und den anderen elektrischen Komponenten, etwa dem Temperatursensor 222 und dem Heizelement 220, kann hergestellt werden, indem digitale oder analoge Signale über elektronische Kommunikationsleitungen oder Kommunikationsbusse gesendet werden, was drahtlose Kommunikation mit einschließt.
Das Steuergerät 224 ist dazu ausgestaltet, eine Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte 202 bestimmen. Insbesondere kann das Steuergerät 224 eine Zeit bestimmen, die erforderlich ist, bis die Einbaubohlenplatte 202 eine vorbestimmte Temperatur erreicht. In einem Beispiel kann die vorbestimmte Temperatur die gewünschte Temperatur für die Einbaubohlenplatte 202 sein, bei der eine erforderliche Deckenqualität erhalten werden kann, wie oben erläutert.
Die vorbestimmte Temperatur kann für die Asphaltiermaschine 100 auf der Grundlage verschiedener Parameter festgelegt werden, die einen Typ und eine Dichte des verwendeten Materials, eine Geometrie der Einbaubohlenplatten 202 und dergleichen betreffen. In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 dazu ausgestaltet sein, ein erregendes Signal bereitzustellen, um das Heizelement 220 anzuweisen, die Einbaubohlenplatte 202 aufzuheizen, und ein stromlos schaltendes Signal, um das Heizelement 220 anzuweisen, sich abzuschalten. Dementsprechend können die Heizelemente 220 dazu ausgestaltet sein, die Einbaubohlenplatten 202 auf die vorbestimmte Temperatur aufzuheizen. Zum Beispiel können die Heizelemente 220 erregt werden, um die Erwärmung der Einbaubohlenplatten 202 zu beginnen. Des Weiteren können die Heizelemente 220 stromlos geschaltet werden, um die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur einzustellen.
In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit auf der Grundlage von Signalen, die von dem Temperatursensor 222 her kommend empfangen werden, bestimmen. Das Steuergerät 224 kann Temperatursignale jeweils vom Zeitpunkt des Beginns und des Endes der Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 einsetzen, um die Aufheizzeit zu bestimmen. Zum Beispiel kann eine Softwarelogik durch das Steuergerät 224 und/oder den Temperatursensor 222 implementiert werden, um zu bestimmen, wann die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 begonnen hat und wann die Aufheizung beendet wurde. Die Zeitdauer zwischen dem Beginn und Ende der Aufheizung kann als Aufheizzeit bestimmt werden. Darüber hinaus kann das Steuergerät 224 eine Änderungsrate der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 einsetzen, um die Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte 202 zu bestimmen.
In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 Signale von den mehreren Temperatursensoren 222 empfangen, die an verschiedenen Positionen an der Einbaubohlenplatte 202 angeordnet sind. In einem solchen Fall kann das Steuergerät 224 eine Aufheizzeit für jede der Positionen der Einbaubohlenplatte 202 bestimmen. Des Weiteren kann das Steuergerät 224 die niedrigste Aufheizzeit als Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte 202 betrachten.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit auf der Grundlage von Signalen bestimmen, die an das Heizelement 220 kommuniziert werden. Das Steuergerät 224 kann dazu ausgestaltet sein, den erregten und stromlosen Zustand des Heizelements 220 zu überwachen. Zum Beispiel kann das Steuergerät 224 ein EIN-Signal und ein AUS-Signal des Heizelements 220 überwachen. Dementsprechend kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Zeit bestimmen, die benötigt wird, um von dem erregten Zustand oder dem EIN-Signal jeweils auf den stromlosen Zustand oder das AUS-Signal zu schalten.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das System des Weiteren einen Zeitgeber 226 umfassen, der zur Kommunikation mit dem Steuergerät 224 gekoppelt ist. In einem Beispiel kann der Zeitgeber 226 in das Steuergerät 224 integriert sein. In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 den Zeitgeber 226 starten, wenn die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 begonnen hat. Des Weiteren kann der Zeitgeber 226 den Zeitgeber 226 beenden, wenn die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 beendet wurde. Alternativ kann das Steuergerät 224 Ablesungen des Zeitgebers 226 empfangen, wenn die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 begonnen oder geendet hat.
In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 auf der Grundlage der Signale von dem Temperatursensor 222 bestimmen, dass die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 begonnen hat, und/oder dass die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 geendet hat. In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 224 auf der Grundlage der Signale von dem Heizelement 220, zum Beispiel des EIN-Signals oder des AUS-Signals, bestimmen, dass die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 begonnen hat, und/oder dass die Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 geendet hat.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 224 eine Kombination der Signale einsetzen, die jeweils von dem Heizelement 220 und dem Temperatursensor 222 kommend empfangen werden, um den Beginn oder das Ende der Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 zu bestimmen.
Des Weiteren kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit vergleichen. In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 die vorbestimmte Zeit aus einem Speicher abrufen. In einem Beispiel ist die vorbestimmte Zeit eine Zeitperiode, die zur Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 auf die vorbestimmte Temperatur erforderlich ist, wenn die Einbaubohlenplatte 202 in einem guten Zustand ist und keinen Verschleiß zeigt. Die Einbaubohlenplatte 202 mit einer bestimmten Dicke oder einem bestimmten Volumen kann eine vorbestimmte Zeit zur Aufheizung benötigen. Aufgrund von Verschleiß und anderer Faktoren kann sich ein effektives Volumen der Einbaubohlenplatte 202 verringern. Somit kann, wenn die Dicke oder das Volumen der Einbaubohlenplatte 202 abnimmt, weniger Zeit nötig sein, um die Einbaubohlenplatte 202 aufzuheizen.
In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 auf der Grundlage von historischen Daten die vorbestimmte Zeit berechnen, die der bestimmten Maschine 100 entspricht. Zum Beispiel kann das Steuergerät 224 mehrmals die Zeit überwachen, die erforderlich ist, um die Einbaubohlenplatte 202 aufzuheizen, zusammen mit anderen Parametern wie etwa der Umgebungstemperatur etc. Dementsprechend kann das Steuergerät 224 auf der Grundlage dieser historischen Aufheizzeiten die vorbestimmte Zeit berechnen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 224 kontinuierlich eine Aufheizzeit der Einbaubohlenplatte 202 berechnen und den neuen Aufheizzeitwert mit den alten vergleichen. Das Steuergerät 224 kann entsprechend bestimmen, ob eine beträchtliche Veränderung in der neuen Aufheizzeit im Vergleich zu der alten auftritt.
Somit kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit mit der vorbestimmten Zeit vergleichen. Des Weiteren kann das Steuergerät 224 ein Signal bereitstellen, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte 202 ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist. Die Abnahme der Aufheizzeit kann auf eine Verringerung der Dicke der Einbaubohlenplatte 202 durch Verschleiß, Abnützung oder Beschädigung während des Betriebs der Maschine 100 zurückzuführen sein.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit als eine Änderungsrate der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 bestimmen. Zum Beispiel kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit als Steigung einer Zeit-Temperatur-Kurve bestimmen, wobei die Temperaturwerte der Einbaubohlenplatte 202 an unterschiedlichen Zeitintervallen empfangen werden. In einem solchen Fall kann die vorbestimmte Zeit auch einer Änderungsrate der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 entsprechen. In einem Beispiel kann, wie oben erläutert, die vorbestimmte Zeit auf der Grundlage der historischen Daten der Einbaubohlenplatte 202 bestimmt werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 224 die Änderungsrate der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 überwachen. Des Weiteren kann das Steuergerät 224 auf der Grundlage der Änderungsrate der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 bestimmen, ob die Einbaubohlenplatte 202 abgenützt ist. Zum Beispiel kann das Steuergerät 224 bestimmen, dass die Einbaubohlenplatte 202 ausgetauscht werden muss, wenn eine beträchtliche Erhöhung der Änderungsrate der Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 über die Zeit vorliegt.
Es sollte angemerkt werden, dass, obwohl die Konzepte hierin für eine Einbaubohlenplatte 202 beschrieben werden, es auch in Betracht gezogen wird, dass das Steuergerät 224 ähnliche Konzepte und Verfahren nach Bedarf auf eine oder mehrere Einbaubohlenplatten 202 der Einbaubohlenanordnung 110 anwenden kann. Zum Beispiel kann das Steuergerät 224 die Aufheizzeit für jede der Einbaubohlenplatten 202 bestimmen. Des Weiteren kann das Steuergerät die Aufheizzeiten mit den jeweiligen vorbestimmten Zeiten vergleichen, um zu bestimmen, ob die entsprechende Einbaubohlenplatte 202 ausgetauscht werden muss.
In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 einen Alarm an eine Anzeigevorrichtung in der Bedienerstation 114 liefern. In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 224 das Signal bezüglich des Zustands der Asphaltiermaschine 100 an eine Bedienperson kommunizieren, oder an entferntes Personal, das mit einem Computer oder einer mobilen Vorrichtung ausgestattet ist. Dieses Personal kann Baustellenpoliere, Asphaltierer, Besitzer der Asphaltiermaschine, Inspektoren etc. umfassen.
In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 224 den oben beschriebenen Algorithmus kontinuierlich implementieren und die Aufheizzeit immer dann bestimmen, wenn die Einbaubohlenplatte 202 aufgeheizt wird. Alternativ kann das Steuergerät 224 den Algorithmus periodisch implementieren.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Durch Verwendung und Implementierung des Steuergeräts 224 der vorliegenden Offenbarung kann der Zustand der Asphaltiermaschine 100 bestimmt werden. Insbesondere ist das Steuergerät 224 dazu ausgestaltet, zu bestimmen, ob die Einbaubohlenplatten 202 der Maschine 100 ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus analysiert das Steuergerät 224 das übliche Verfahren zur Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202, um zu bestimmen, ob die Einbaubohlenplatte 202 ausgetauscht werden muss. Des Weiteren wird durch Anordnen der Temperatursensoren 222 an den Einbaubohlenplatten 202 eine Temperatur der Einbaubohlenplatten 202 bestimmt, auf deren Grundlage die Lebensdauer der Einbaubohlenplatte 202 bestimmt wird.
Unter Bezugnahme auf 3 betrifft die vorliegende Offenbarung auch ein Verfahren 300 zum Überwachen eines Zustands einer Asphaltiermaschine 100. In einer Ausführungsform können eine oder mehrere Schritte des Verfahrens durch das Steuergerät 224 und weitere zugehörige Komponenten der Maschine 100 ausgeführt werden. Das Verfahren 300 wird im Folgenden in Verbindung mit der Asphaltiermaschine 100 erläutert; es kann jedoch in Betracht gezogen werden, die Konzepte des Verfahrens 300 mit einer beliebigen anderen Asphaltiermaschine 100 zu implementieren, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bei Schritt 302 umfasst das Verfahren 300 das Bestimmen der Aufheizzeit der Einbaubohlenplatte 202. In einer Ausführungsform kann die Aufheizzeit auf der Grundlage der Signale bestimmt werden, die durch den Temperatursensor 222 empfangen werden. Die Beginnzeit und Endzeit der Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 kann durch eine geeignete Softwarelogik bestimmen werden, die durch das Steuergerät 224 und/oder den Temperatursensor 222 implementiert wird. Dementsprechend kann auf der Grundlage der Temperatursignale, die zur Beginnzeit und der Endzeit empfangen werden, die Aufheizzeit bestimmt werden.
In einer Ausführungsform kann die Aufheizzeit auf der Grundlage der Signale bestimmt werden, die von dem Heizelement 220 kommend empfangen werden. Zum Beispiel kann die Aufheizzeit auf der Grundlage davon bestimmt werden, wie lange das Heizelement 220 erregt ist. Dementsprechend können das EIN-Signal oder das erregende Signal und das AUS-Signal oder das stromlos schaltende Signal überwacht werden und die Zeitdauer zwischen diesen als die Aufheizzeit bestimmt werden. In manchen Fällen kann ein Offset zu der Zeitdauer zwischen dem erregenden Signal und dem stromlos schaltenden Signal hinzugefügt werden, um jeglichen Nachlauf bei der Übertragung von Wärme von dem Heizelement 220 auf die Einbaubohlenplatte 202 zu berücksichtigen.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Zeit bestimmt werden, die erforderlich ist, bis die Temperatur der Einbaubohlenplatte 202 die vorbestimmte Temperatur erreicht. In einem solchen Fall können die Ablesungen von dem Zeitgeber 226 zu Beginn der Aufheizung der Einbaubohlenplatte 202 und wenn die Temperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht hat, aufgezeichnet werden, um die Aufheizzeit zu bestimmen.
Weitere Kombinationen von Verfahren, etwa die Verwendung des Temperatursignals, um den Beginn der Aufheizung zu bestimmen, und die Verwendung des Signals von dem Heizelement 220, um das Ende der Aufheizung zu bestimmen, können verwendet werden, um die Aufheizzeit zu bestimmen. Darüber hinaus können mehrere Aufheizzeiten auf der Grundlage der beschriebenen Methoden gemäß verschiedener Ausführungsformen berechnet werden. Des Weiteren kann die niedrigste davon als die Aufheizzeit der Einbaubohlenplatte 202 betrachtet werden.
Bei Schritt 304 umfasst das Verfahren 300 das Vergleichen der Aufheizzeit mit der vorbestimmten Zeit. Bei Schritt 306 umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines Signals, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte 202 ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist. Die Einbaubohlenplatte 202 kann bei vorhandener Abnützung ein geringeres Volumen für das Heizelement 220 darstellen, um die Einbaubohlenplatte 202 aufzuheizen. Somit kann die Einbaubohlenplatte 202 mit einem wesentlich geringeren Volumen weniger Zeit zur Aufheizung benötigen. Eine solche Bestimmung kann verwendet werden, um den Zustand der Einbaubohlenplatten 202 zu bestimmen.
Darüber hinaus können alle Einbaubohlenplatten 202A, 202B, 202C, 202D oder die Einbaubohlenplatten 202, die eher zu Verschleiß neigen, mit den Temperatursensoren 222 ausgestattet sein. Des Weiteren kann die Lebensdauer dieser Einbaubohlenplatten 202 durch Implementierung des Verfahrens und/oder des Systems bestimmen werden. Der Zustand der Einbaubohlenplatte 202 kann während des normalen Betriebs der Maschine durch Verwendung bestehender Verfahren zur Aufheizung der Einbaubohlenplatten 202 bestimmt werden. Somit kann die nicht betriebsfähige Zeit der Maschine zur separaten Überprüfung der Einbaubohlenplatten 202 verringert werden.
Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene zusätzliche Ausführungsformen durch Abwandlung der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren in Betracht gezogen werden, ohne vom Geist und Umfang des Offenbarten abzuweichen. Solche Ausführungsformen sollen ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, auf der Grundlage der Ansprüche und jeglicher Äquivalente davon.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6334735 [0004]

Claims

System zur Überwachung eines Zustands einer Asphaltiermaschine, wobei das System umfasst: eine Einbaubohlenplatte; ein Heizelement zur Aufheizung der Einbaubohlenplatte; und ein Steuergerät, das dazu ausgestaltet ist: eine Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte zu bestimmen; die Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit zu vergleichen; und ein Signal bereitzustellen, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist.
System nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Temperatursensor zur Bereitstellung einer Einbaubohlenplattentemperatur.
System nach Anspruch 2, wobei das Steuergerät des Weiteren dazu ausgestaltet ist: ein Signal von dem Temperatursensor zu empfangen, das die Einbaubohlenplattentemperatur angibt; und die Aufheizzeit auf der Grundlage von Signalen, die von dem Temperatursensor kommend empfangen werden, zu bestimmen.
System nach Anspruch 2, wobei der Temperatursensor eine Vielzahl von Temperatursensoren umfasst, die an mehreren Positionen an der Einbaubohlenplatte angeordnet sind.
System nach Anspruch 4, wobei das Steuergerät des Weiteren dazu ausgestaltet ist: von der Vielzahl von Temperatursensoren eine Vielzahl von Temperaturen zu empfangen, die mehreren Positionen an der Einbaubohlenplatte entsprechen; individuelle Zeitdauern für jede der Vielzahl von Temperaturen entsprechend den mehreren Positionen zu bestimmen, um eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen; und die Aufheizzeit der Einbaubohlenplatte als eine niedrigste Zeitdauer unter den individuellen Zeitdauern zu bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät des Weiteren dazu ausgestaltet ist, ein erregendes Signal, um das Heizelement anzuweisen, die Einbaubohlenplatte aufzuheizen, sowie ein stromlos schaltendes Signal bereitzustellen, um das Heizelement anzuweisen, sich abzuschalten, und wobei das Steuergerät die Aufheizzeit auf Grundlage des erregenden Signals und des stromlos schaltenden Signals bestimmt.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Zeit zu bestimmen, die erforderlich ist, bis eine Einbaubohlenplattentemperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Beginnzeit und einer Endzeit für die Aufheizung der Einbaubohlenplatte zu bestimmen.
System nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, die Beginnzeit auf der Grundlage zumindest eines erregenden Signals von dem Heizelement und/oder eines Signals von einem Temperatursensor zu bestimmen, der an der Einbaubohlenplatte angeordnet ist.
System nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, die Endzeit auf der Grundlage zumindest eines stromlos schaltenden Signals von dem Heizelement und/oder eines Signals von einem Temperatursensor zu bestimmen, der an der Einbaubohlenplatte angeordnet ist.
Verfahren zur Überwachung eines Zustands einer Asphaltiermaschine, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Aufheizzeit für eine Einbaubohlenplatte der Asphaltiermaschine; Vergleichen der Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit; und Bereitstellen eines Signals, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist.
Verfahren nach Anspruch 11, des Weiteren umfassend: Empfangen eines Signals, das eine Temperatur der Einbaubohlenplatte angibt, von einem Temperatursensor, der an der Einbaubohlenplatte angeordnet ist; und Bestimmen der Aufheizzeit auf der Grundlage des Signals von dem Temperatursensor.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Zeit bestimmt wird, die erforderlich ist, bis eine Temperatur der Einbaubohlenplatte eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
Verfahren nach Anspruch 11, des Weiteren umfassend das Empfangen zumindest eines erregenden Signals und/oder eines stromlos schaltenden Signals von einem Heizelement, wobei das Heizelement dazu ausgestaltet ist, die Einbaubohlenplatte aufzuheizen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen dem erregenden Signal und dem stromlos schaltenden Signal bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Kombination von Signalen von einem Temperatursensor und den Signalen von dem Heizelement bestimmt wird.
System zur Überwachung eines Zustands einer Einbaubohlenplatte einer Asphaltiermaschine, wobei das System umfasst: ein Heizelement zur Aufheizung der Einbaubohlenplatte; und ein Steuergerät, das dazu ausgestaltet ist: eine Aufheizzeit für die Einbaubohlenplatte zu bestimmen; die Aufheizzeit mit einer vorbestimmten Zeit zu vergleichen; und ein Signal bereitzustellen, das angibt, dass die Einbaubohlenplatte ausgetauscht werden muss, wenn die Aufheizzeit geringer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist.
System nach Anspruch 17 des Weiteren umfassend einen Temperatursensor zur Bereitstellung einer Einbaubohlenplattentemperatur, wobei das Steuergerät des Weiteren dazu ausgestaltet ist: ein Signal von dem Temperatursensor zu empfangen, das die Einbaubohlenplattentemperatur angibt; und die Aufheizzeit auf der Grundlage von Signalen, die von dem Temperatursensor kommend empfangen werden, zu bestimmen.
System nach Anspruch 17, wobei das Steuergerät des Weiteren dazu ausgestaltet ist, ein erregendes Signal, um das Heizelement anzuweisen, die Einbaubohlenplatte aufzuheizen, sowie ein stromlos schaltendes Signal bereitzustellen, um das Heizelement anzuweisen, sich abzuschalten, und wobei das Steuergerät die Aufheizzeit auf Grundlage des erregenden Signals und des stromlos schaltenden Signals bestimmt.
System nach Anspruch 17, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, die Aufheizzeit auf der Grundlage einer Zeit zu bestimmen, die erforderlich ist, bis eine Einbaubohlenplattentemperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht.