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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinenunterstützten Herstellen eines Planums, bei dem mit wenigstens einem Räumschild ein Baugrund bearbeitet wird, bei dem Istzustände des zu bearbeitenden Baugrundes erfasst und anhand von festgelegten Sollzuständen ausgewertet werden, und bei dem basierend auf dieser Datenauswertung eine Korrekturbewegung ausgeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug zum maschinenunterstützten Herstellen eines Planums, mit wenigstens einem eine Hubmechanik aufweisenden Räumschild, dessen Antriebe mittels Steuerleitungen an einem Bordcomputer angeschlossen sind.
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Derartige Verfahren werden mit Anbaugeräten durchgeführt, die als sogenannte Nivelliermaschinen, zum Beispiel Grader, Planierschilder, Planierhobel (Kilver), Abziehbohlen für Radlader oder Leveller mittels Zugmaschine über den zu bearbeitenden Baugrund hinweg gezogen werden. Bei frühen Verfahrensabläufen oblag es dem Fahrer der Zugmaschine, die Istzustände des zu bearbeitenden Baugrundes visuell zu erfassen, diese anhand von planerisch festgelegten Sollzuständen durch gedankliche Tätigkeit auszuwerten und basierend auf dieser Auswertung darüber zu entscheiden ob, und wie eine Korrekturbewegung auszuführen ist. In Verbindung mit dem Führen der Zugmaschine fordert dieses Aufgabenspektrum dem Fahrer ein hohes Maß an Geschicklichkeit und Erfahrung ab. In jüngeren Verfahrensabläufen wird der Fahrer durch automatisch generierte Verfahrensschritte entlastet, so dass die Qualität eines mit einem gattungsgemäßen Verfahren hergestellten Planums immer weniger von Werten wie der Geschicklichkeit und der Erfahrung abhängig ist. Für eine solche Entlastung des Fahrers ist es insbesondere bekannt, die Istzustände des zu bearbeitenden Baugrundes sensorisch zu erfassen und anhand der planerisch festgelegten Sollzustände rechnergestützt auszuwerten. Die sensorische Erfassung erfolgt beispielsweise mittels Laser- oder GPS-Signalen, die in einem Bordcomputer verarbeitet werden. Eine solche Verarbeitung kann von einer bloßen graphischen Darstellung der Istzustände im Führerhaus der Zugmaschine bis hin zu automatisch generierten Korrekturbewegungen reichen. Als problematisch hat sich im Stand der Technik jedoch herausgestellt, dass das Räumschild, wenn es mit dem Baugrund in Eingriff steht, den Korrekturbewegungen der Hubmechanik nur mit hoher Trägheit folgen kann. Folglich führen die an der Hubmechanik hydraulisch generierten Korrekturbewegungen regelmäßig zu Übersteuerungen, bei denen unabhängig davon, ob die Korrekturbewegungen manuell durch einen Fahrer oder automatisch durch einen Bordcomputer ausgeführt werden, das Fahrwerk des Räumschildes vom Bodengrund abhebt. Dabei ist insbesondere für einen Bordcomputer nicht erkennbar, ob das Abheben des Fahrwerkes auf eine partielle Verdichtung im Baugrund, einen Materialstau vor dem Räumschild oder auf dessen Trägheit im Baugrund zurückzuführen ist.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit dem Übersteuerungen beim Ausführen der Korrekturbewegungen weitgehend vermieden sind.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass für die Hubmechanik des Räumschildes eine Grundstellung festgelegt wird, und dass die Korrekturbewegung ausgehend von der Grundstellung wahlweise zeitlich und/oder räumlich begrenzt wird. Mit einer derartigen Begrenzung wird eine Korrekturbewegung der Hubmechanik beendet, noch bevor ein Istzustand den festgelegten Sollzustand erreicht hat. Damit fungiert die Korrekturbewegung als eine Art richtungsgebundener Impuls oder Schritt. Erst wenn aus der vorzugsweise kontinuierlich durchgeführten Erfassung der Istzustände die Auswirkungen eines solchen Impulses bzw. Schrittes unter Berücksichtigung der Trägheit des Räumschildes vollständig bekannt sind, wird erforderlichenfalls eine neuerliche Korrekturbewegung ausgeführt, deren zeitliche oder räumliche Begrenzung durchaus ein anderes Ausmaß haben kann, als das der vorangegangenen Korrekturbewegung. „Ausgehend von der Grundstellung“ bedeutet, dass sich das Ausmaß einer jeden Korrekturbewegung somit von der Grundstellung aus bemisst, und dass die Begrenzung einer jeden Korrekturbewegung von der Höhe einer zwischen Istzustand und Sollzustand festgelegten Differenz unabhängig ist. Von der Differenz abhängig ist hingegen lediglich die Richtung einer jeden Korrekturbewegung, da diese der Differenzbildung entgegenzuwirken hat. Auf diese Weise ist mit der wahlweise zeitlichen oder räumlichen Begrenzung der Korrekturbewegung zuverlässig verhindert, dass es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer Übersteuerung der Hubmechanik kommen kann.
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Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird die zeitlich begrenzte Korrekturbewegung durch manuelle Schalterbetätigung begonnen und auch wieder beendet. Bei der manuellen Schalterbetätigung erfolgt die Begrenzung der Korrekturbewegung vorzeitig, das heißt, noch vor Erreichen eines festgelegten Grenzwertes, beispielsweise in Abhängigkeit von der Betätigungsdauer, dem Betätigungsdruck oder der Anzahl der Betätigungsintervalle.
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Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung wird die räumlich begrenzte Korrekturbewegung durch eine rechnergesteuerte Schalterbetätigung automatisch begonnen und auch automatisch wieder beendet. Bei der rechnergesteuerten Schalterbetätigung wird die Begrenzung der Korrekturbewegung von einem Rechenprogramm oder einem Rechenalgorithmus gesteuert.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die räumlich begrenzte Korrekturbewegung durch manuelle Schalterbetätigung begonnen und durch rechnergesteuerte Schalterbetätigung automatisch beendet. Bei dieser halbautomatisch gesteuerten Schalterbetätigung erfolgt die Begrenzung der Korrekturbewegung mit Erreichen eines festgelegten Grenzwertes.
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Um mögliche Übersteuerungen sowohl bei einer manuellen als auch bei einer automatischen Schalterbetätigung besonders zuverlässig verhindern zu können, wird die Hubmechanik nach Beendigung einer Korrekturbewegung automatisch in ihre Grundstellung zurückgefahren. Das Zurückfahren kann entweder unmittelbar mit der Beendigung der Schalterbetätigung oder aber zeitverzögert begonnen werden. Eine wiederholte Schalterbetätigung führt somit nicht zu einer Korrekturbewegung vergrößerten Ausmaßes, sondern lediglich zu einer Wiederholung der Korrekturbewegung. Grundsätzlich besteht basierend auf der Datenauswertung auch die Möglichkeit, dass die Hubmechanik nach Beendigung einer Korrekturbewegung nicht in die Grundstellung zurückgefahren wird, sondern eine weitere Korrekturbewegung durchgeführt wird, wenn deren Begrenzung zu der der vorangegangenen Korrekturbewegung unterschiedlich ist.
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Um ein Planum weitgehend unabhängig von den Fähigkeiten und Fertigkeiten eines Fahrers herstellen zu können, wird vorgeschlagen, die Istzustände des bearbeiteten Baugrundes sensorisch zu erfassen und anhand der planerisch festgelegten Sollzustände rechnergestützt auszuwerten. Es liegt dabei jedoch im Rahmen der Erfindung, wenn die Istzustände des bearbeiteten Baugrundes visuell erfasst und anhand der planerisch festgelegten Sollzustände manuell, insbesondere durch gedankliche Tätigkeit, ausgewertet werden. Die sensorische Erfassung erfolgt vorzugsweise über wenigstens zwei induktive Sensoren, die als Messwertaufnehmer in Fahrtrichtung nebeneinander angeordnet sind.
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Ist das herzustellende Planum zur Herstellung einer Verkehrsfläche vorgesehen, die von einer Bordsteinkante gesäumt ist, wird vorgeschlagen, die Sollzustände durch einen an der Bordsteinkante geführten Referenzwertnehmer festzulegen. Im Folgenden werden dann die Istzustände des zu bearbeitenden Baugrundes anhand der vom Referenznehmer gelieferten Daten ausgewertet und basierend auf dieser Datenauswertung erforderlichenfalls eine Korrekturbewegung ausgeführt.
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Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung wird die Korrekturbewegung aus wenigstens zwei in der Hubmechanik generierten Einzelbewegungen zusammengesetzt. Die Einzelbewegungen sind vorzugsweise über Hubzylinder generierte Schwenkbewegungen, über welche das Räumschild höhenverstellbar im Fahrwerk eines Anbaugerätes aufgehängt ist. Zur Ausbildung eines quer zur Fahrtrichtung laufenden Gefälles können die Zylinder auch einzeln angesteuert werden.
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Das Fahrzeug betreffend zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Hubmechanik eine voreinstellbare Grundstellung aufweist, und dass mit dem Bordcomputer um die Grundstellung herum eine zeitliche und/oder räumliche Begrenzung des der Hubmechanik eigenen Bewegungsraumes ausgebildet ist. Dabei ist die Grundstellung eine definierte Ausgangsstellung, in welche die Hubmechanik jederzeit zurückgefahren werden kann und welche Bezugspunkt für jede zeitliche und/oder räumliche Begrenzung ist. Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist entweder als Anbaugerät oder aber als Gespann ausgebildet, bei welchem das Anbaugerät mit einem Zugfahrzeug verbunden ist. Der Bordcomputer ist somit entweder fester Bestandteil der Zugmaschine, oder aber er ist fester Bestandteil des Anbaugerätes, wobei eine im Führerhaus der Zugmaschine anordbare Bedieneinheit dann eine bequeme Fernbedienung des Bordcomputers aus dem Führerhaus heraus ermöglicht. Während mit der zeitlichen Begrenzung eine Art elektronisches Zeitrelais ausgebildet ist, fungiert die räumliche Begrenzung als eine Art elektronischer Positions- oder Endlagenschalter. In jedem Fall stellt die Begrenzung eine zwangsweise Verkleinerung des in einer voreingestellten Grundstellung mechanisch möglichen Bewegungsraumes dar, so dass Übersteuerungen der Hubmechanik weitestgehend vermieden sind.
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Nach einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrzeuges weist dieses wenigstens zwei Räumschilde auf, zwischen denen die Räder des Fahrwerkes angeordnet sind. Insbesondere zum Bearbeiten der einen Baugrund begrenzenden Eckbereiche mittels Rangieren wird mit der Korrekturbewegung die Hubmechanik desjenigen Räumschildes angesteuert, welches sich in Fahrtrichtung vor den Rädern befindet. Das sich in Fahrrichtung hinter den Rädern befindliche Räumschild wird ausgehend von der Grundstellung in eine angehobene Ruhestellung gefahren.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht eines Anwendungsbeispiels mit einem Anbaugerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 2: eine perspektivische Ansicht des Anwendungsbeispiels gemäß 1, jedoch aus einer um 90° verdrehten Perspektive.
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Die 1 und 2 zeigen ein Anbaugerät 1, an dessen einachsigem Fahrwerk 2 ein Räumschild 3 über eine Hubmechanik 4 höhenverstellbar aufgehängt ist. Das Fahrwerk 2 weist eine Deichsel 5 auf, über welche das Anbaugerät 1 an eine Zugmaschine 6 angekoppelt ist. Zum maschinenunterstützten Herstellen eines Planums 7 wird das Anbaugerät 1 von der Zugmaschine 6 über einen zu bearbeitenden Baugrund 8 hinweggeschleppt. Außerdem weist das Anbaugerät 1 zwei an seinem Räumschild 3 in Fahrtrichtung nebeneinander angeordnete Datenübertragungseinrichtungen 9, 10 auf, über welche die Istzustände des zu bearbeitenden Baugrundes 8 erfasst werden. Zum Auswerten der Istzustände anhand festgelegter Sollzustände ist an dem zu bearbeitenden Baugrund 8 eine Navigationseinrichtung 11 positioniert. Basierend auf der Datenauswertung wird am Räumschild 3 eine Korrekturbewegung ausgeführt, die ausgehend von einer für das Räumschild 3 festgelegten Grundstellung wahlweise zeitlich und/oder räumlich begrenzt wird.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
