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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Heizungssystem, und insbesondere ein System und Verfahren zur Aufrechterhaltung einer Asphalttemperatur.
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Hintergrund
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Maschinen, etwa Transportlastwagen, werden oft verwendet, um Belagsmaterial, etwa Asphalt, an eine Arbeitsstelle zu transportieren. An der Arbeitsstelle kann das Belagsmaterial auf eine Maschine, etwa eine Asphaltiermaschine, übertragen werden, die in der Lage ist, das Belagsmaterial zu verlegen, um eine neue Straßenoberfläche zu schaffen. In bestimmten Fällen kann ein Fahrzeug das Belagsmaterial an der Arbeitsstelle inzwischen übernehmen und das Material dann auf die Asphaltiermaschine übertragen. In beiden Fällen muss der Asphalt eine ausreichend hohe Temperatur aufweisen, um der Verlegemaschine zu ermöglichen, den Asphalt auf einer Bodenoberfläche an der Arbeitsstelle einfach zu verlegen, um die erforderlichen Vorgaben für die fertige Oberfläche zu erfüllen. Somit wird der Asphalt anfänglich auf eine festgelegte Temperatur aufgeheizt und dann mit einem Transportlastwagen oder durch die Asphaltiermaschine an die Arbeitsstelle verbracht.
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Allgemein wird der Asphalt auf eine ungefähre Temperatur von 320 °F aufgeheizt. Während des Transports kann der Asphalt jedoch abkühlen. Andererseits kann es erforderlich sein, die Temperatur des Asphalts innerhalb eines gewünschten Bereichs zu halten, um sicherzustellen, dass der Asphalt heiß genug ist, um ihn an der Arbeitsstelle zu verlegen und zu verdichten.
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Die veröffentlichte
US-Patentanmeldung Nr. 2004/0037643 beschreibt ein Verfahren zur Verwirklichung einer Straßenkonstruktion umfassend eine Unterbauschicht, eine auf der Unterbauschicht vorgesehene Straßenoberfläche, und eine Bindemittelschicht, die zwischen der Unterbauschicht und der Straßenoberfläche vorgesehen ist, um die Straßenoberfläche mit der Unterbauschicht zu verbinden. In die Bindemittelschicht sind Metallpartikel integriert. Die Metallpartikel bilden Fäden und sind Eisenpartikel. Die Bindemittelschicht umfasst Bitumen, das in ein Vlies integriert ist.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Asphaltiermaschine bereitgestellt. Die Asphaltiermaschine umfasst einen Motor, einen Trichter zur Aufnahme eines Asphaltvolumens, und ein Einbaubohlenelement zur Ausbreitung des Asphalts in eine Asphaltdecke. Die Maschine umfasst auch ein Induktionsheizelement, das innerhalb des Trichters positioniert ist, um eine vorbestimmte Temperatur des Asphalts während des Betriebs der Asphaltiermaschine aufrechtzuerhalten.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Asphalttemperatur bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Platzieren des Asphalts zumindest in eine Ladefläche eines Lastwagens und/oder einen Trichter einer Maschine. Der Asphalt umfasst darin dispergierte Metallfasern zur Erleichterung der Wärmeübertragung. Das Verfahren umfasst das Aufheizen des Asphalts durch ein Induktionsheizelement, das der Maschine zugeordnet ist, um die vorbestimmte Temperatur des Asphalts aufrecht zu erhalten.
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Weitere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen klar werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Darstellung einer beispielhaften Maschine in Übereinstimmung mit den Konzepten der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Blockdiagramm eines Heizungssystems gemäß den Konzepten der vorliegenden Offenbarung; und
- 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Aufrechterhaltung einer Temperatur von Asphalt, der von der Maschine von 1 getragen wird, gemäß den Konzepten der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Unter Bezugnahme auf 1 ist dort eine beispielhafte Maschine 100 illustriert. Die Maschine ist als eine Asphaltiermaschine zum Tragen von Asphalt verkörpert. Die Maschine 100 umfasst einen Körper 101 mit einem Rahmen 102. Die Maschine 100 umfasst auch eine oder mehrere Traktionseinrichtungen 104, die mit dem Rahmen 102 gekoppelt sind, der ein vorderes Ende 105 und ein hinteres Ende 106 aufweist. In der illustrierten Ausführungsform sind die Traktionseinrichtungen 104 Räder. Die Traktionseinrichtung 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 kann ferner einen zugehörigen Generator (nicht dargestellt) antreiben, der verwendet wird, um verschiedene System an der Maschine 100 zu versorgen.
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Die Maschine 100 umfasst auch ein Einbaubohlenelement 107, das mit dem Körper 101 gekoppelt und an dem hinteren Ende 106 des Rahmens 102 befestigt ist. Das Einbaubohlenelement 107 ist dazu ausgestaltet, den Asphalt auf einer Bodenoberfläche zu einer Schicht oder Decke gewünschter Dicke, Größe und Gleichmäßigkeit auszubreiten und zu verdichten. Die Maschine 100 weist eine Bedienerstation 114 auf, die verschiedene Steuerungen zum Leiten von Betriebsvorgängen der Maschine 100 umfasst. Die Bedienerstation 114 kann auch eine Benutzerschnittstelle (nicht dargestellt) zum Empfangen von Benutzereingaben und Anzeigen von Informationen an die Bedienperson umfassen.
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Die Maschine 100 umfasst ferner einen Trichter 118, der dazu ausgestaltet ist, ein Volumen des Asphalts aufzunehmen. Die Maschine 100 weist ein Fördersystem auf, das eine oder mehrere Fördereinrichtungen 120 umfasst, die dazu ausgestaltet sind, den Asphalt von dem Trichter 118 zu dem hinteren Ende 106 des Rahmens 102 zu bewegen. Die Fördereinrichtungen 120 sind an einem Boden des Trichters 118 angeordnet, und wenn mehr als eine vorgesehen ist, können diese Seite an Seite positioniert sein und parallel zueinander zu dem hinteren Ende 106 des Rahmens 102 verlaufen. Die Geschwindigkeit der einen oder der mehreren Fördereinrichtungen 120 ist einstellbar, um die Rate zu steuern, mit der der Asphalt an das Einbaubohlenelement 107 abgegeben werden kann. Falls mehr als eine Fördereinrichtung 120 vorgesehen ist, kann die Geschwindigkeit jeder der Fördereinrichtungen 120 unabhängig variabel sein, um die Menge an Asphalt einzustellen, die an jede Seite des Einbaubohlenelements 107 abgegeben wird. Die Maschine 100 umfasst auch eine Förderschnecke (nicht dargestellt), um den von den Fördereinrichtungen 120 gelieferten Asphalt aufzunehmen und gleichmäßig vor dem Einbaubohlenelement 107 auszubreiten.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Heizungssystem 200 ( 2) zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Temperatur des Asphalts, die für ein Verlegungs- oder Verdichtungsverfahren erforderlich sein kann. Das Heizungssystem 200 umfasst ein Induktionsheizelement 122 (siehe 1), das der Maschine 100 zugeordnet ist. Das Induktionsheizelement 122 ist innerhalb des Trichters 118 der Maschine 100 vorgesehen. Das Induktionsheizelement 122 ist so positioniert, dass der an der Fördereinrichtung des Trichters 118 bereitgestellte Asphalt sich nach innen und zu dem Induktionsheizelement 122 hin bewegt, was dem Asphalt ermöglicht, mit dem Induktionsheizelement 122 in Kontakt zu gelangen. In einem Beispiel ist das Induktionsheizelement 122 direkt über der Fördereinrichtung 120 und unter der Bedienerstation 114 in einem Tunnelbereich der Maschine 100 positioniert. Die Funktion des Heizungssystems 200 wird nun detailliert beschrieben.
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Bevor der Asphalt in den Trichter 118 der Maschine 100 platziert wird, wird der Asphalt auf eine gewünschte Ausgangstemperatur aufgeheizt. Ferner sind Metallfasern in dem Asphalt dispergiert und erlauben es dem Asphalt, durch ein Induktionsheizmittel, das in diesem Abschnitt später beschrieben wird, auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt zu werden. Danach wird der mit den Metallfasern gemischte Asphalt in den Trichter 118 der Maschine 100 geladen. Alternativ kann der Asphalt auf eine Ladefläche eines Transportlastwagens geladen werden.
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Unter Bezugnahme auf 2 umfasst der Trichter 118 der Maschine 100 einen Temperatursensor 204 zur Überwachung einer aktuellen Temperatur des Asphalts. Der Temperatursensor 204 ist dazu ausgestaltet, ein Signal zu erzeugen, das auf die aktuelle Temperatur des Asphalts hinweist. In einem Beispiel kann der Temperatursensor 204 auf solche Weise positioniert sein, dass der in dem Trichter 118 der Maschine 100 platzierte Asphalt mit dem Temperatursensor 204 in Kontakt gelangt, um die aktuelle Temperatur des Asphalts zu messen. Alternativ wird, falls der Asphalt auf die Ladefläche des Transportlastwagens geladen wird, der Temperatursensor 204 auf geeignete Weise in der Ladefläche des Lastwagens positioniert, um die aktuelle Temperatur des Asphalts zu erfassen. Es ist anzumerken, dass die Anzahl und Positionierung der Temperatursensoren 204 ohne jegliche Einschränkung variieren kann.
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Der Temperatursensor 204 ist mit einem Steuergerät 206 gekoppelt. Das Steuergerät 206 empfängt das Signal über die aktuelle Temperatur des Asphalts von dem Temperatursensor 204. Das Steuergerät 206 ist auch mit einer Datenbank 208 oder einer beliebigen anderen Speichervorrichtung gekoppelt. Die Datenbank 208 umfasst beliebige bekannte Datenvorhaltemittel zum Speichern von Informationen in Bezug auf die vorbestimmte Temperatur, auf welcher der Asphalt gehalten werden muss. Die vorbestimmte Temperatur ist höher als die Ausgangstemperatur des Asphalts.
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Das Steuergerät 206 kann auf diese Informationen in Bezug auf die vorbestimmte Temperatur zugreifen und sie aus der Datenbank 208 abrufen. Alternativ kann das Steuergerät 206 mit einer Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) in der Bedienerstation 114 gekoppelt sein. Ein Benutzer kann die vorbestimmte Temperatur durch die Eingabevorrichtung eingeben. Die Eingabevorrichtung kann ein Bedienfeld, einen Berührungsbildschirm oder eine beliebige andere bekannte Eingabeeinheit umfassen. Das Steuergerät 206 kann die aktuelle Temperatur des Asphalts auf der Grundlage der Benutzereingabe entsprechend auf der vorbestimmten Temperatur halten.
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Das Steuergerät 206 ist dazu ausgestaltet, die aktuelle Temperatur des Asphalts zu überwachen und die aktuelle Temperatur des Asphalts mit der vorbestimmten Temperatur zu vergleichen. Das Steuergerät 206 ist ferner mit dem Induktionsheizelement 122 gekoppelt. In einem Beispiel ist das Induktionsheizelement 122 in dem Trichter 118 der Maschine 100 positioniert. Zum Beispiel kann das Induktionsheizelement 122 an der Fördereinrichtung 120 innerhalb des Trichters 118 platziert sein. Alternativ kann das Induktionsheizelement 122 in der Ladefläche des Transportlastwagens platziert sein. Das Induktionsheizelement 122 heizt den Asphalt so auf, dass die aktuelle Temperatur des Asphalts erhöht wird, um die vorbestimmte Temperatur zu erreichen. Somit ist das Induktionsheizelement 122 dazu ausgestaltet, die Temperatur des Asphalts, der von der Maschine 100 mitgeführt wird, zu erhöhen, wenn die Maschine 100 sich entlang einer Arbeitsstelle bewegt. Das Induktionsheizelement 122 umfasst ein beliebiges induktionsbasiertes Heizungssystem, das in der Technik bekannt ist. In einem Beispiel kann das Induktionsheizelement 122 die aktuelle Temperatur des Asphalts um ungefähr 20 °C erhöhen.
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Das Steuergerät 206 kann dazu ausgestaltet sein, auf Grundlage des Vergleichs zwischen der aktuellen Temperatur des Asphalts und der vorbestimmten Temperatur einen Betrieb des Induktionsheizelements 122 zu steuern. Zum Beispiel kann das Steuergerät 206 Heizeinstellungen in Verbindung mit dem Induktionsheizelement 122 verändern, um die Funktion desselben zu steuern. Alternativ kann das Steuergerät 206 einen Aktivierungszustand des Induktionsheizelements 122 durch Ein- und Ausschalten der Heizung auf Grundlage des Vergleichs verändern.
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Ferner ist das Steuergerät 206 mit einer Ausgabevorrichtung 210 gekoppelt, die in der Bedienerstation 114 vorgesehen ist. Die Ausgabevorrichtung 210 kann einen Berührungsbildschirm, einen Monitor, einen Lautsprecher oder eine beliebige bekannte Ausgabeeinheit umfassen. Das Steuergerät 206 ist dazu ausgestaltet, eine Meldung der aktuellen Temperatur des Asphalts durch die Ausgabevorrichtung 210 bereitzustellen. Das Steuergerät 206 überwacht die Temperatur des Asphalts auf Echtzeitbasis, wenn der Asphalt von dem Trichter 118 der Maschine 100 oder der Ladefläche des Transportlastwagens getragen wird.
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Das Steuergerät 206 kann ein Mikroprozessor oder ein anderer in der Technik bekannter Prozessor sein. Das Steuergerät 206 kann einen einzelnen Mikroprozessor oder mehrere Mikroprozessoren verkörpern, um die oben beschriebenen Operationen auszuführen. Zahlreiche kommerziell verfügbare Mikroprozessoren können dazu ausgestaltet sein, die Funktionen des Steuergeräts 206 auszuführen. Dem Fachmann wird klar sein, dass das Steuergerät 206 zusätzlich andere Komponenten umfassen kann, und auch weitere Funktionen ausführen kann, die hierin nicht beschrieben werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren 300 zur Aufrechterhaltung der vorbestimmten Temperatur des Asphalts bereit, der von der Maschine 100 mitgeführt wird. Unter Bezugnahme auf 3 wird bei Schritt 302 der Asphalt in die Ladefläche des Transportlastwagens oder in den Trichter 118 der Maschine 100 platziert. Der Asphalt umfasst darin dispergierte Metallfasern zur Erleichterung der Wärmeübertragung. Ferner wird bei Schritt 304 der Asphalt durch das Induktionsheizelement 122, das an dem Transportlastwagen oder innerhalb des Trichters 118 der Maschine 100 vorgesehen ist, aufgeheizt, um die vorbestimmte Temperatur des Asphalts aufrecht zu erhalten. Die vorbestimmte Temperatur des Asphalts ist höher als die Ausgangstemperatur des Asphalts, bevor der Asphalt in den Transportlastwagen oder die Maschine 100 geladen wird.
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Das System und Verfahren der vorliegenden Offenbarung schaffen ein einfaches, kostengünstiges und einfach an der Maschine 100 zu installierendes Mittel, um die Temperatur des Asphalts auf der vorbestimmten Temperatur zu halten. Da die Temperatur des Asphalts durch das Induktionsheizelement 122 erhöht wird, muss der Asphalt anfänglich nicht auf eine so hohe Temperatur aufgeheizt werden und kann dann von dem Heizungssystem 200 aufgeheizt werden. Dies ermöglicht eine niedrigere Ausgangstemperatur an einer Asphaltmischanlage vor dem Transport an die Arbeitsstelle, was Energie spart und die Asphalteigenschaften verbessert.
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Ferner macht es die Verwendung der mit dem Asphalt gemischten Metallfasern einfacher, die Wärme im Asphalt zu halten und zu verteilen. Ferner kann das Induktionsheizelement 122 innerhalb des Trichters 118 der Maschine 100 oder an der Ladefläche des Transportlastwagens installiert werden. In einem Beispiel kann das Steuergerät 206 an Bord der Maschine 100 vorliegen, so dass das Steuergerät 206 die Daten der konkreten Maschine 100 verarbeitet und den Betrieb des Induktionsheizelements 122 an dieser Maschine 100 steuert. In einem weiteren Beispiel kann das Steuergerät 206 von Bord der Maschine 100 vorliegen und kann Daten von mehreren Induktionsheizelementen 202 empfangen, die an verschiedenen Maschinen 100 vorgesehen sind.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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